DE1906573A1 - Charge made of explosive solid with an electric igniter - Google Patents
Charge made of explosive solid with an electric igniterInfo
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Description
1034 Unterpfaffenhofs» b. München1034 Unterpfaffenhofs »b. Munich
Blumensfr. 5Flower fr. 5
B e s έ· R: r e i b u η g
zum PatentgesuchB es έ · R: friction η g
to the patent application
der Firma USM CORPORATION in Plemington, New Jersey
und Boston, Massachusetts, V. St. v.· Amerikaof USM CORPORATION of Plemington, New Jersey
and Boston, Massachusetts, V. St. v. America
betreffend:
Ladung aus explosivem Peststoff mit elektrischem Zünder,concerning:
Charge of explosive plague with an electric detonator,
Priorität: 11. März 1968 - V. St. v, AmerikaPriority: Mar. 11, 1968 - V. St. V, America
Die Erfindung betrifft eine Ladung aus explosivem Peststoff, insbesondere eine hüleenlose Explosivladung mit elektrischem Zünder, wie sie zum Beispiel zum Abschieden von Bolzensetzgeräten verwendet werden kann.The invention relates to a charge of explosive pesticides, in particular a shell-less explosive charge with an electric detonator, as used, for example, to detach bolt-firing tools can be.
Es sind Geräte zum Eintreiben von Bolzen, Nägeln, u. dgl. in harte
Bauteile, z.B. aus Stahl oder Beton, bekannt, die als Energiequelle explosive Körper verwenden, sei es in Form herkömmlicher
Platzpatronen mit Messinghülsen oder neuzeitlicher zünderloser
Pillen aus sekundären Explosivstoffen. Platzpatronen mit Messinghülsen und schlageiiipfindlichen Zündern arbeiten zwar zuverlässig,
doch sind sie verhältnismäßig teuer und infolgedessen im Bauge
werbe nicht weit verbreitet. Dagegen bieten zünderlose Pillen, z.
B. aus Nitrozellulose, 4en Vorteilj billig zu sein. Solche Pillen Devices for driving bolts, nails and the like into hard components, for example made of steel or concrete, are known which use explosive bodies as an energy source, be it in the form of conventional ones
Blank cartridges with brass sleeves or more modern igniters
Secondary explosive pills. Blank cartridges with brass sleeves and striking detonators work reliably, but they are relatively expensive and, as a result, not widely used in building construction. On the other hand, igniterless pills, e.g. B. from nitrocellulose, 4en advantage of being cheap. Such pills
9O0Ö4Ö/Ö1Ö3 ORIGiNALtHSPEGTED9O0Ö4Ö / Ö1Ö3 ORIGINALTHSPEGTED
können abgeschossen werden, indem sie in einer im wesentlichen geschlossenen Zündkammer zumindest teilweise unter hoher kinematischer Energie -zusammengepreAt werden, wobei sich die imzusammengepreßten Teil ausgeiöstö Deflagration auf deri restlichen ' Teil der Pille ausbreitet. Die durch die Verbrennung freiwerdenden Gase schlagen tiann auf einen mit Kolben versehenen Hammer, der den Bolzen oder Hagel etc. in das Bauteil treibt. Diese Ge-! * rate werden in zunehmendem Ma'e von der Bauindustrie verwendet. Sie sind infolge der Notwendigkeit hohe kinematische Kräfte zum ψ Zünden der Pille auslösen zu müssen, von verhältnismäßig schwerer Konstruktion. Außerdem müssen die in ihnen vorhandenen Federn zum Treiben der Zündnadel durch die Bedienungsperson gespannt werden, was insbesondere bei wiederholtem Einsatz des»Gerätes nachteilig. r ist. " ....-·. - - ■-., ■·- -,· " < ,; .- ■■■-. -■- -ν- ·: ■ -^ can be fired by being at least partially compressed in an essentially closed ignition chamber with high kinematic energy, the deflagration triggered in the compressed part spreading to the remaining part of the pill. The gases released by the combustion then hit a hammer equipped with a piston, which drives the bolt or hail, etc. into the component. This Ge ! * rates are increasingly used by the construction industry. They are having to trigger due to the need for high kinematic forces ψ igniting the pill of relatively heavy construction. In addition, the springs in them for driving the ignition needle must be tensioned by the operator, which is particularly disadvantageous when the device is used repeatedly. r is. "....- ·. - - ■ -., ■ · - -, ·"<,; .- ■■■ -. - ■ - -ν- ·: ■ - ^
Auch sind Explosiykörper mit elektrischen Zündern bekannt, .und zwar sowohl für militärische als auch zivile, Zwecke, Dabei handeltes : sich durchweg um metallumhüllte Körper, z.B. als Kartuechen ausgebildete oder auch um hülsenlose feste Explosivkörper mit Metailauf- ψ lage. Der elektrische Widerstand der Metallauflage ist dabei so bemessen, da." ein sie durchfliegender Strom den Explosivstoff-spfort zündet. Diesen metallplattierten Explosivkörpern haftet indessen der Nachteil an, dar. die Metallauflage nicht mit, der eine gleichbleibende Zündung gewährleistenden Uniformität auf den Körpern aufgetragen werden kann. Also Explosiykörper with electric detonators known .and both for military and civilian, purposes, negotiated case: to consistently, such as Kartuechen trained or solid to caseless explosive devices ψ position to metal-covered body with Metailauf-. The electrical resistance of the metal plating is such that "a current flowing through it ignites the explosive substance. These metal-plated explosive bodies have the disadvantage that the metal plating is not applied to the bodies with the uniformity that ensures constant ignition can.
Der Erfindung fällt daher die Aufgabe zu, eine Ladung aus explosivem Peststoff für elektrische Zündung zu schaffen, die die Vorteile der geringen Kosten für hülsenlose Explosivkörper mitder ZuyeriässigkeitThe invention is therefore the task of a charge from explosive Pesticide for electric ignition to create the benefits of low costs for caseless explosives with the reliability
wfwf 90984Ö/&1Ö3 -90984Ö / & 1Ö3 -
schlagempfindliaher' Zünder fix sich vereinigt..shock-sensitive detonator fixes itself together ..
Diese Aufgabe wird erfindüngsgemä!'1: diadureh gelöst,, dar die Ladung- aus einem; Körper1 aus- zusammengepreßter Nftrszellulose mit einer Dichte van weniger als 1,6 mit einem s^ich zwischen gegenüberliegenden: Flächen des; Körpers erst reckenden; elektrischen Leiter besteht.,This task is according to the invention! ' 1 : diadureh solved, because r the charge from one; Body 1 of compressed Nftrscellulose with a density of less than 1.6 with a s ^ i between opposite: surfaces of the; Body only stretching; electrical conductor consists.,
Bei diesem Leiter mag es sich sowoiil um- einen Draht als; auch" um ein.en Ciraphitstab handeln ~This conductor may be as much a wire as it is; even" be a ciraphite rod ~
Ein. Aus führung sbei spiel der Erfindung ist nachstehend? im; Zus-ammenhang mit den beiliegenden Zeiehnungen im. einzelnen beschrieben.,A. Execution sbei game of the invention is below? in the; Connection with the accompanying drawings in. described individually.,
Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Explosivpille in; perspektivischer Sicht mit freigelegtem elektrischen Leiter^ Fig. 1 shows an explosive pill according to the invention in ; perspective view with exposed electrical conductor ^
Fig. 2 zeigt einen Mittelschnitt durch eine erfindungsgemäße Pille mit einem, anders geformten Leiter;·Fig. 2 shows a central section through an inventive Pill with a differently shaped head; ·
Fig. 3 zeigt einen Mittelschnitt durch eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemän-en Explasivpille;. 3 shows a central section through a further embodiment of the n -en explasive pill according to the invention.
Fig-i' 4 veranschaulicht in stark vergrößertem Maßstab die Lage •der"Nitrozellulosefasern und der Brennflächen zwischen den einzelnen Fasern neben dem elektrischen Leiter in einer erfindungsgemäßen Pille. : Fig. 1 '4 illustrates on a greatly enlarged scale the position of the "nitrocellulose fibers and the focal surfaces between the individual fibers next to the electrical conductor in a pill according to the invention .:
Fig. 1 veranschaulicht eine tablettenförmige Ladung 10, nachstehend Pille genannt, aus zusammengepreßten Nitrozellulosefasern 12. Die NitrozellulQsefasern 12 sind soweit zusamiriengepre.P.t, daß die PilleFigure 1 illustrates a tablet-shaped load 10, hereinafter Called pill, made of compressed nitrocellulose fibers 12. The nitrocellulose fibers 12 are compressed to such an extent that the pill
10. eine Dichte im Bereich von 0.6 bis 1.6 hat. Zwischen den End-10. Has a density in the range of 0.6 to 1.6. Between the end
90984Ö/CM9390984Ö / CM93
flächen der Pille 10 .erstrecket; sich axial ein elektrischer, wärmeerzeugender Leiter in F^m eines dünnen Graphitstabes 14. Die Pillen 10 können ;gegebenjenfaIls in eine unrunde Form gepreßt werden; Jedoch Ist devr gezeigten Rundform insofern der Vorzug zu gehen,; als daß Zündkammern gewöhnlich zylindrisch sind und somit Pillen^ der1 ^hIeJp gezeigten Farm am !besten aufzunehmen vermögen.areas of the pill 10 .stretched; Axially an electrical, heat-generating conductor in the shape of a thin graphite rod 14. The pills 10 can, if necessary, be pressed into a non-round shape; However, the round shape shown is so far the preference to go; as that ignition chambers are usually cylindrical and thus pills ^ 1 ^ the farm hIeJp shown on! capable of absorbing best.
Um die PiIIe 10 zünden zu gönnen, /wird sie so in eine Zündkammer [. eingeh ühjrvfc, daß die Enden des ,Graphitstabes d.4 gegen Eleki^oden eines an eine geeignete Stromcjuelle !angeschlossenen St;romkreises ieit.end anliegen. Als Stromquelle eignen sich zum Beispiel: iPascheiiIn order to ignite the PiIIe 10, / it is so in an ignition chamber [. it is necessary that the ends of the graphite rod 4 against the electrodes of a plug connected to a suitable power source ; romkreises ieit.end are pending. Examples of suitable power sources are: iPascheii
o&ev Kqnden s ato^rr-Entl ade-Schaltungen. o & ev Kqnden s ato ^ rr discharge circuits.
Die Pille 10 nach PIg. 1 kann mengenmäßig^hergestellt werden, indem in eine^1 zylindrischen P.re^foi'm um einen Graphit st ab herum aus einem Nitirozellulosefaserbrei die Pasern zunächst ausgefällt und an- schließend zusammengepreßt werden. Die auf diese Weise gebildete Stange kann dann, möglichst noch bevor sie vollkommen getrocknet ist, in Seheiben geschnitten werden, deren Achsenlänge von der-"er^ .-" - wünschten Explosivkraft der Scheiben oder Pillen abhängt.The pill 10 according to PIg. 1 can be manufactured in volume ^ by a cylindrical ^ 1 ^ P.re foi'm a graphite st be from around the parsers are first precipitated from a Nitirozellulosefaserbrei and subsequently pressed together closing. The rod formed in this way can then, if possible before it is completely dried, be cut into slices, the axis length of which depends on the - "er ^ .-" - desired explosive force of the slices or pills.
Die in Fig. 2 und 3 gezeigten Pillen ίβ bzw. 18 bestehen wie die Pille 10 aus gepreßten Nitrozellulosefasern. In den Pillen 16 und 18 sind Drähte 20, z.B. aus rostfreiem Stahl oder einer Mickel^- Chromlegierung, eingebettet. Die Drähte haben einenDurchmesser . von etwa 0,0? mm. Bei den Drähten kann es sich um-ein- oder auch -. mehrsträngige Drähte handeln. Sie bestehen vorzugsweise aus einem elektrisch leitenden Material mit einem Schmelzpunkt von wenigstens 1O82Ö C. Ihre Enden;, liegen an den Endflächen der Pillen IG ' ; und 18 frei. Sie können auch zum Teil in diese eingebettet seih. The pills ίβ and 18 shown in FIGS. 2 and 3, like the pill 10, consist of pressed nitrocellulose fibers. In the pills 16 and 18 wires 20, for example made of stainless steel or a Mickel ^ chrome alloy, are embedded. The wires have a diameter. of about 0.0? mm. The wires can be-one or also -. act multi-stranded wires. They are preferably made of an electrically conductive material having a melting point of at least 1O82 east C. Their ends ;, lie on the end surfaces of the pills IG '; and 18 free. They can also be partly embedded in them.
Sie sind auf die Art einerseits davor geschützt abgebrochen zu werden, andererseits können sie ohne weiteres von Elektroden eines Zündstromkreises erfaßt werden. Der Draht erstreckt sich vorzugsweise achsenmittig durch die Pille, wobei seine Zündwirkung nicht dadurch beeinträchtigt wird, daß er beim Pressen der Pille schwach verbogen wird und die Krümmung beibehält.They are on the one hand protected from being broken off too on the other hand, they can easily be detected by electrodes of an ignition circuit. The wire extends preferably axially through the pill, with its ignition effect is not affected by the fact that it is slightly bent while squeezing the pill and maintains the curvature.
Die in Fig. 3 gezeigte Pille 18 ist mit einem Zünddraht 26 wie Pille l6 versehen, jedoch sind in diesem Falle die beiden Drahtenden 28 nahezu ringförmig ausgebogen und in die Endflächen der Pille eingepreßt. Infolge ihrer Ringform bieten sie den Zündelektroden eine größere Angriffsfläche.The pill 18 shown in Fig. 3 is with a firing wire 26 like Pill 16 provided, but in this case the two wire ends are 28 bent out almost in a ring shape and pressed into the end faces of the pill. Due to their ring shape, they offer the ignition electrodes a larger target.
Wie aus Fig. ** zu erkennen ist, kommen die langen Nitrozellulosefasern an vielen STellen mit dem Zündelement in Berührung. Auf diese Weise ist gleichförmige und sichere Zündung gewährleistet, sowie ein Strom durch das Zündelement geführt wird.As can be seen from Fig. **, the long nitrocellulose fibers come in contact with the ignition element in many places. In this way, uniform and safe ignition is guaranteed, and a current is passed through the ignition element.
Die nachstehende Tabelle gibt für drei verschiedene Stromquellen die zur Explosion erforderlichen Energiemengen sowie "die zwischen Stromschluß und Explosion liegenden Zeitspannen im Zusammenhang mit verschiedenen Nitrozellulosepillen und deren Zündelementen an. Die zum elektrischen Zünden gepreßter Nitrozellulosepillen erforderliche Energie liegt, wie einigen Versuchspillen zu entnehmen ist, unter der zum Schlagzünden der eingangs erwähnten Art benötigten Energie. Dabei ist zu bemerken, daß, wo ungewolltes Zünden der Pillen infolge elektrischer Störströme unterbunden werden soll, entweder der Durchmesser des Zündelements vergrößert werden kann, oder es kann die Dichte der Nitrozellulosefasern im pereich desThe table below gives for three different power sources the amounts of energy required for the explosion as well as "the between Electricity failure and explosion related periods of time with various nitrocellulose pills and their ignition elements. The energy required for the electrical ignition of pressed nitrocellulose pills is, as can be seen from some experimental pills, below the energy required for impact ignition of the type mentioned at the beginning. It should be noted that where unintentional ignition of the Pills should be suppressed as a result of electrical interference currents, either the diameter of the ignition element can be increased, or the density of the nitrocellulose fibers can be increased in the range of the
9098A0/01939098A0 / 0193
Zündelements erhöht werden, z.B. auf 1,3 bis 1,6 g/cm . Es mag beispielsweise erforderlich sein, daß Pillen, selbst wenn sie fünf Minuten lang einem Watt bei einem Ampere ausgesetzt sind, nicht zünden dürfen. Um die Zündzeitspanne auf einem für Bolzensetzgeräte oder Schußwaffen tragbares Minimum zu halten, ist es vorteilhaft, die Struktur der Nitrozellulosefasern im Bereich zwischen dem Zündelement und dem Pillenhauptteil möglichst "flauschig" zu gestalten, so daß in diesem Bereich das Artgewicht der Pille etwa halb so hoch ist wie im verbleibenden Pillenkörper. In der Tabelle wird der Pillenteil von relativ geringerem spezifischen Gewicht als "flauschig" bezeichnet, da das genaue Artgewicht sich nicht ohne weiteres ermitteln läßt. Es wird angenommen, daß dieser Teil wegen seiner geringeren Dichtigkeit die Zündung verbessert.Ignition element can be increased, e.g. to 1.3 to 1.6 g / cm. Like it For example, pills may be required even if they are exposed to one watt at one ampere for five minutes, not allowed to ignite. To get the ignition time on one for powder-actuated tools or to keep firearms portable is it beneficial to the structure of the nitrocellulose fibers in the area between the ignition element and the pill main part as possible To make it "fluffy" so that in this area the weight of the pill is about half as high as in the remaining pill body. In the table, the pill part of relatively lower specific gravity is referred to as "fluffy" because the the exact weight of the species cannot be determined without further ado. It is believed that this part because of its lower density the ignition improves.
6_-Yo11T .Batterie ' 6 _-Yo 11 T. Battery '
Zündverzögerung Energie Nitrqzellulqsepille Zündelement in Millisekunden in Joules Ignition delay energy Nitrqzel lulqsepille Ignition element in milliseconds in joules
Faserdichte - g/cm* ». Fiber density - g / cm * ».
1.-52I Körper; flauschig 0,07 mm 2.6 0.263/1.-5 2 I body; fluffy 0.07 mm 2.6 0.263 /
Kupferdraht
im Bereich des ZündelementsCopper wire
in the area of the ignition element
1.51I Körper; flauschig 0.1-4 mm 8. 0.2701.5 1 I body; fluffy 0.1-4 mm 8.270
im Bereich des Kupferdrahtin the area of the copper wire
ZündelementsIgnition element
1.55 1.2 mm 18O. 6.l61.55 1.2 mm 18O. 6.l6
GraphitstiftGraphite pencil
1.55 1.2 mm l40. 8.501.55 1.2 mm l40. 8.50
GraphitstiftGraphite pencil
1.60 1.2 mm 92. 8.151.60 1.2 mm 92.8.15
QpaphitstiftQpaphite pencil
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Nitrozellulosepille 1.5 oder mehrNitr ozel lulos epille 1.5 or more
1.5 0.971.5 0.97
.0.97.0.97
.95 .95 1.2 1.49.95 .95 1.2 1.49
Zündelement In MillisekundenIgnition delay
Ignition element In milliseconds
in Joulesenergy
in joules
von Glühlampen
fäden . ' .. . .Tungsten wire 4.
of incandescent lamps
threads. '... .
Nickel-Chrom-Draht0.025 mm 17.
Nickel-chrome wire
0.5 mm0.5 mm
45...45 ...
0.0? mm 12.1
Nickel-ChrQm-Hraht0.0? mm 12.1
Nickel-chrome wire
1.51^ Körper; flauschig im Bereich des Zündelements1.5 1 ^ body; fluffy in the area of the ignition element
1.54 Körper; flauschig im Bereich des Zündelements1.54 body; fluffy in the area of the Ignition element
1.2-r-iKÖrper1.2-r-iBody
1.54 Körper 0.95 Körper Nickel - Chrom-Pra.ht1.54 Body 0.95 Body Nickel - Chromium-Pra.ht
,0.07 mm 5.
Nickel-Ghrom-iDraht, 0.07 mm 5 .
Nickel-Ghrom-i wire
0.14 mm 22
Kupferdraht0.14 mm 22
Copper wire
0,07 mm 12
Kupferdraht0.07mm 12
Copper wire
zwei gedrehte 190.
0.07 mm, Nickel-Chrom-Drähte two turned 190.
0.07 mm, nickel-chromium wires
Kondensator-Entladekreis C500 Mikrofarads 60 VF"" Condensate or discharge circuit C500 microfarads 60 VF ""
0.07 mm . 3
Kupferdraht0.07 mm. 3
Copper wire
0.07 mm ; 5
Nickel-Chrom-Dräht0.07 mm; 5
Nickel-chrome wire
1.25 .0.104 .986 .0921.25 .0.104 .986 .092
0.9150.915
0.1770.177
1.821.82
0.294 0.0250.294 0.025
909840/0193909840/0193
190§§7B190§§7B
Die für die in der Tabelle giiparopiengiefaSten Versuctie verwendeten Pillen waren flach, von einer Achsenlänge von 2.5 nun und hatten einen Durehmesser von ca. 8.5. mm.. .Sie .wurden, um dieZ.ündelemente einsetzen zu können, mit einer- 2..38^mm/durchm!fe^B.ende^i versehen. Anschließend wurden sie von einem hotilen. stempelso daß die Zündelemente von den Fasern gehalten werden/konnten.The Versuctie used for the giiparopiaGiefaSten in the table Pills were flat, with an axis length of 2.5 now and had a diameter of approx. 8.5. mm .. .you .were .to put the ignition elements to be able to use, with a- 2..38 ^ mm / diam! fe ^ B.ende ^ i Mistake. They were then taken care of by a hotilen. stamp so that the ignition elements could be held by the fibers.
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