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Sprengkörper mit gerichteter Wirkung Die Erfindung betrifft einen
Sprengkörper mit gerichteter Wirkung. Eine solche Richtwirkung wird in bekannter
Weise durch Hohlräume erhalten, die den Sprengkörper auch vollständig durchsetzen
können. Eine besonders starke Wirkung erhält man bei der Verwendung verkleideter
Hohlladungen.
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Bei verkleideten Hohlladungen ist es bekannt, inerte Körper in den
Sprengstoff einzubetten, welche die Detonationswelle ablenken. Man kann auf diese
Weise erreichen, daß eine ringförmige Zündzone entsteht und daß der Winkel zwischen
der Richtung des Detonationsstrahles einerseits und der Hohlladungsverkleidung andererseits
einen gewünschten Betrag annimmt.
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Es ist bei Hohlladungen im allgemeinen das Bestreben, die Geschwindigkeit
des Strahles und insbesondere die Geschwindigkeit der Strahlspitze möglichst groß
zu machen, wobei im allgemeinen durch die Geschwindigkeit der Detonationswelle eine
Grenze gesetzt ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es, diese Grenze zu überwinden, wobei sie
sich einer an sich bekannten Hohlzylinderladung bedient.
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Gemäß der Erfindung ist die Hohlzylinderladung auf der zylindrischen
Außenfläche und auf einer Stirnseite mit einer starken Verdämmung belegt, und die
andere Stirnseite ist mit einem Inertkörper derart abgeschlossen, daß ein peripherer
Zündring frei bleibt, zu dessen Simultanzündung der Inertkörper nach außen mit einer
Sprengstoffschicht abgedeckt ist, die mit einem einzigen in der Achse des Sprengkörpers
liegenden Zündmittel versehen ist. Bei der gewählten Anordnung des Zündringes stößt
die Detonationswelle in der Nähe des Inertkörpers senkrecht auf die Verkleidung,
woraus sich bei der Strahlbildung eine axiale Beschleunigung der Verkleidungsinnenschicht
von theoretisch unendlicher Größe ergibt. Von der ersten Auftreffstelle der Detonationswelle
an ergibt sich mit steigendem Abstand von der Fläche der Zündzone bzw. vom Inertkörper
ein Abnehmen des Winkels zwischen dem Detonationsstrahl und dem Verkleidungselement,
jedoch ist für die Wanderung der Auftreffzone an der Verkleidung hier nicht unmittelbar
die Detonationsgeschwindigkeit, sondern die Phasengeschwindigkeit maßgebend, welche
bei der gewählten Anordnung wesentlich größer ist als die Detonationsgeschwindigkeit.
Auch die Verkleidungselemente, die nicht senkrecht unter der Zündzone liegen, erhalten
somit eine außerordentlich hohe Beschleunigung. Diese Beschleunigung nimmt aber
mit dem Abstand von der Fläche der Zündzone bzw. vom Inertkörper ab, so daß zusätzlich
eine gute Streckung des Strahles erhalten wird. Die Zündung in der Zone erfolgt
am einfachsten durch das angegebene Mittel eines einzigen in der Achse des Sprengkörpers
liegenden Zünders, der mit dem Zündring durch eine Sprengstoffschicht verbunden
ist. Es können aber auch andere, beispielsweise elektrische Zündungen benutzt werden.
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Die an sich bekannte rohrförmige Innenverkleidung kann über die stirnseitige
Verdämmung hinausreichen und wird in diesem Fall zweckmäßig so bemessen, daß sie
den Abstand zwischen dem Sprengkörper und dem zu sprengenden Objekt festlegt. Ferner
kann die Innenverkleidung in den Inertkörper hineinreichen, so daß der Zusammenbau
der einzelnen Teile erleichtert wird.
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Die Anordnung kann auch so getroffen werden, daß zwei spiegelbildliche
Strahlen gleichzeitig ausgesandt werden, wie dies beispielsweise beim Durchschlagen
der Bohrwandungen von Erdölbohrungen wünschenswert erscheinen kann. Die Anordnung
kann aber auch die Gestalt einer Dose annehmen, die zu ihrer Achse symmetrisch ist.
An Stelle eines Bohrstrahles erhält man dann eine Schneidscheibe, wie sie zum Schneiden
eines Rohres geeignet ist.
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In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele für den Gegenstand
der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigt Fig.1 eine einfache und Fig.2 eine
doppeltwirkende Anordnung, wobei jedoch die Fig. 2 nach Wahl als kreisförmig wirkende
Anordnung betrachtet werden kann.
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Gemäß Fig. 1 ist die zylindrische Verkleidung 1 von einer ebenfalls
zylindrischen Sprengstoffbelegung2 umschlossen, deren (hier konstante) Wandstärke
vorzugsweise zehnfach so stark ist wie die (hier ebenfalls konstante) Wandstärke
der Verkleidung 1. Die Verkleidung 1 besteht vorzugsweise aus hochschmelzendem Material
hoher Festigkeit und hoher Zähigkeit. Das Rohrende wird durch einen inerten, d.
h. nicht
explosiven, und stoßdämpfenden Körper 3 abgeschlossen,
der hier eine kegelförmige Gestalt hat. Dieser inerte Körper besteht beispielsweise
aus miteinander verklebten oder verfilzten anorganischen Fasern, wie Glas- oder
Quarzfasern, und das Ende der Verkleidung 1 kann in diesen Körper eintauchen, um
eine feste Verbindung zu erhalten. Die Außenfläche des kegelförmigen inerten Körpers
ist mit einer sich von der Spitze zur Bodenfläche vorzugsweise verstärkenden Schicht
4 aus Sprengstoff bedeckt, welche vom Zünder 5 zur ringförmigen Zündzone 6 führt;
man kann auch eine Sprengstoff-Folie aufkleben. Der Radius dieser Zündzone ist vorzugsweise
doppelt so groß wie der Radius des Verkleidungszylinders. Die Bodenfläche und die
Außenfläche der Sprengstoffbelegung 2 können im Bedarfsfalle mit einer Verdämmung
7 bzw. 8 aus Metall oder elastischem Werkstoff ausgerüstet sein, damit die Energie
des Sprengstoffes möglichst vollständig ausgenutzt und die Ausbildung einer Unterdruckwelle
am offenen Ende vermieden wird. Die Verkleidung kann, wie dargestellt, an der Bodenseite
verlängert sein, um auf diese Weise den zweckmäßigen Abstand von dem nicht dargestellten
zu durchbohrenden Körper zu sichern.
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Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Fig. 1 läuft die Zündung
von dem mit einem Stift 9 im kegelförmigen inerten Körper 3 verankerten Zünder 5
durch den Sprengstoffmantel 4 dieses Kegels und zündet an einem außenliegenden Ring
6 der Sprengstoffbelegung 2 der Hohlraumverkleidung 1. Dabei wird die Detonationswelle,
wenn sie den Anfang der Verkleidung erreicht, etwa auf der angedeuteten Kreislinie
liegen. Man erkennt ohne weiteres aus den eingezeichneten und verlängerten Radien
die abnehmenden Winkel und ersieht hieraus die von der Höchstgeschwindigkeit am
Quellpunkt A bis zur Mindestgeschwindigkeit am Quellpunkt B abnehmende Strahlgeschwindigkeit.
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Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 sind, wenn man die waagerechte
Mittellinie als Achse der Rotationssymmetrie annimmt, neben dem Zünder 11 zwei plattenförmige
inerte Körper 12, 13 vorgesehen, an welche sich rohrförmige Verkleidungen 14, 15
anschließen, welche mit Sprengstoff 16, 17 belegt sind. Der Sprengstoff 16, 17 erstreckt
sich in den Zündringen 27, 28 auch um die inerten Platten 12, 13 und in den Zwischenraum
zwischen diesem bis zum Zünder 11. Die Anordnung ist von einer Verdämmung 18, 19
umschlossen, an welcher sich die Platten 12, 13 durch einzelne Nasen 20, 21 abstützen.
Die freien Öffnungen der Verdämmung können durch leicht durchschlagbare Platten
22, 23 feuchtigkeitsdicht verschlossen sein. Durch eine Bohrung 24 in der Verdämmung
18, die Achse der Verkleidung 14 und eine Bohrung 25 in der inerten Platte 12 ist
eine Zündleitung 26 zum Zünder 11 gelegt.
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Die so beschriebene Anordnung erzeugt zwei Strahlen, von denen jeder
nach den an Hand der Fig. 1 entwickelten Gesetzen entsteht. Sie ist demgemäß besonders
geeignet, in einem Bohrloch die Bohrungswandung an zwei einander gegenüberliegenden
Stellen zu durchschlagen. Es bedarf demgemäß für zwei in das umschließende Gestein
hineinzuschlagende Löcher nur einer Zündung. An Stelle von zwei Verkleidungen können
auch mehrere Verkleidungen benützt werden, die symmetrisch um den Zünder 11 verteilt
werden.
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Die Fig. 2 kann auch so aufgefaßt werden, daß ihr Gegenstand rotationssymmetrisch
zu einer in der Mitte zwischen den Teilen 12 und 13 liegenden Achse X-Y ist. In
diesem Fall bilden 12 und 13 einen inerten Zylinder, an den sich oben und unten
Zündringe 27, 28 anschließen, 14 und 15 sind parallele Platten, die oben und unten
vom Sprengstoff 16 bzw. 17 belegt sind. Die Verdämmung 18, 19 ist zweiteilig, und
aus 22-23 wird ein Ring, der den Spalt zwischen diesen beiden Verdämmungsteilen
18 und 19 verschließt. Bei einer derartigen Anordnung erhält man an Stelle eines
spitzen Strahles eine ebene Strahlfläche, welche z. B. zum Abschneiden eines Rohres
geeignet ist.