DE3017520A1

DE3017520A1 - Elektroexplosive vorrichtung, insbesondere zur verwendung in einem schiessgeraet zum einbringen von oeffnungen und verfahren zur montage der vorrichtung

Info

Publication number: DE3017520A1
Application number: DE19803017520
Authority: DE
Inventors: David D. Spring Tex. Parrish; Ralph L. Kingwood Tex. Robinson
Original assignee: NL Industries Inc
Current assignee: NL Industries Inc
Priority date: 1978-12-29
Filing date: 1980-05-07
Publication date: 1981-11-12
Also published as: BE882990A; CA1154630A; NL8002852A; SE446126B; FR2481439B1; SE8002834L; GB2073859B; US4291623A; FR2481439A1; GB2073859A

Description

Elektroexplosive Vorrichtung, insbesondere zur Verwendung in einem Schiessgerät zum Einbringen von Öffnungen und Verfahren zur Montage der Vorrichtung

Die Erfindung betrifft Explosiveinrichtungen, so Spreng- oder Zündkapseln. Insbesondere betrifft: die Erfindung Technikern zum Zünden oder Auslösen der Detonation eines Explosivzuges unter Verwendung elektroexplosiver Einrichtungen, wobei die Erfindung insbesondere Anwendung findet bei Schiessgeräten, mit welchen Rohrfutter in Öl- und Gasbohrlöchern durchschlagen werden.

Es ist bekannt, dass Bohrlöcher, insbesondere Ölbohrlöcher und Gasbohrlöcher, mit einem Futterrohr bzw. einer Auskleidung zementiert werden, welche an Ort und Stelle eingebracht wird, derart, dass das unerwünschte Eindringen eines Fluids, so von Wasser, und das Eindringen von Kleinteilen vermieden wird. So wird bei einem typischen Anwendungsbeispiel ein Bohrloch in Abschnitten ausgekleidet, wenn das Bohrloch bis zur erwünschten Tiefe gebohrt wird. Ein derartiges Bohrloch kann eine Formation oder kann mehrere Formationen durchdringen, in welchen sich das mit Hilfe des Bohrloches abzubauende Fluid befindet. Wenn jedoch das Bohrloch mit einem Futter auszementiert wird, dann sind sowohl die erwünschten Formationen als auch der übrige Teil des Bodens gegenüber dem Bohrloch abgedichtet. Ein Werkzeug mit einem oder mit

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mehreren, zum Einbringen von Löchern dienenden Schiessgeräten kann mit Hilfe eines Kabels abgesenkt werden, um ein bestimmtes Schiessgerät auf das Niveau einer Formation zu bringen, aus welcher ein Fluid abzubauen ist. Dieses Schiessgerät wird daraufhin durch ein elektrisches Signal gezündet, welches an der Oberfläche gesteuert wird. Ih der Praxis können mehr als ein derartiges Durchlöcherungs-Schiessgerät mit einem gleichen elektrischen Signal gezündet werden, um mehrere Durchlöcherungen oder Perforationen im Bereich der gleichen Formation im Rohrfutter zu bilden. Mit einem Mehrfach-Werkzeug können die einzelnen Schiessgeräte wahlweise gezündet werden, um Öffnungen in verschiedenen Höhenlagen innerhalb des Bohrloches einzubringen, wenn das Werkzeug auf die verschiedenen Formationen abgesenkt wird.

Innerhalb des Schiessgerätes zum Einbringen von Löchern wird eine geformte Ladung verwendet, welche die Perforation oder Durchlöcherung vollzieht. Diese Ladung befindet sich am Ende einer Explosiv-Kette, welche an einer Zündkapsel in Form eines elektroexplosiven Zünders beginnt. Durch das Zünden des Zünders mit Hilfe eines elektrischen Signals wird eine Zündladung zur Detonation gebracht. Diese bringt ihrerseits das Explosivmaterial der geformten Ladung zur Detonation.

Zur Zeit bestehende gesetzliche Bestimmungen verbieten den Transport geladener Durchlöcherungs-Sohiessgeräte auf Landstrassen bzw. Autobahnen, wenn die Zündkapseln bzw. Sprengkapseln in den Schiessgeräten installiert sind. Folglich ist es zur Zeit üblich, das Schiessgerät nur teilweise zusammenzu-

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setzen, bevor es an das Bohrloch transportiert wird. Dort wird die Explosiv-Kette fertiggestellt, wonach das Schiessgerät vollständig zusammengesetzt im Bohrloch benutzt werden kann. Um jedoch die Explosiv-Kette bzw. die Zündfolge am Ort des Bohrloches bereitzumachen, ist es erforderlich, die Explosivelemente selbst zu handhaben als auch die elektrischen Verbindungen zwischen der Zündkapsel und dem elektrischen System zu schliessen, mit welchem das Zündsignal erzeugt wird. Diese Maßnahmen sind äusserst gefährlich. Ausserdem kann es erforderlich sein, die Maßnahmen unter weniger als idealen Bedingungen durchzuführen, insbesondere wenn der Bereich des Bohrloches extremen Wetterbedingungen oder anderen beeinträchtigenden Bedingungen ausgesetzt ist.

In der US-PS 148 338 ist eine elektroexplosive Zünd- oder Sprengkapsel beschrieben. In der US-PS 4 011 815 ist eine Explosiv-Kette mit einem Durchlöcherungsgerät beschrieben, mit welchem ein elektrisch betätigter Detonator zwischen zwei Positionen bewegt werden kann. In einer derartigen Position ist der Detonator oder Sprengzünder ausreichend nahe an einer Empfänger-Explosivladung, wodurch die Explosiv-Kette geschärft ist. Durch Zünden des Sprengzünders wird auch die Empfänger-Explosivladung zur Detonation gebracht. In der anderen Position ist der Sprengzünder ausreichend weit von der Empfänger-Explosivladung entfernt, um eine Detonation letzterer zu verhindern, wenn der Zünder gezündet wird. Eine äussere Anzeigeeinrichtung ist vorgesehen, wodurch eine Bedienungsperson visuell bestimmen kann, ob «in Zündelement innerhalb des Perforations-Schiessgerätes die nicht geschärfte

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Lage eingenommen hat. In der letztgenannten Druckschrift ist gleichfalls eine Anordnung dargestellt, bei welcher ein Zwischenelement wahlweise zwischen der Geber-Zündanordnung und der Empfänger-Explosivmasse in Position gebracht werden kann, wobei die Anwesenheit oder das Fehlen des Trennelementes wiederum von ausserhalb durch eine Bedienungsperson einsehbar ist.

Ungeachtet der Tatsache, dass sich die Vorrichtung nach der vorgenannten US-PS 4 011 815 in einer "entschärften" Anordnung befindet, ist der Transport eines derartigen, im übrigen vollständig zusammengefügten Schiessgerätes auf öffentlichen Strassen durch gesetzliche Bestimmungen immer noch verboten.

Davon ausgehend ist es die Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung mit einer Explosiv-Kette zu schaffen, bei welcher ein im übrigen zusammengefügtes Perforations-Schiessgerät als entschärft angesehen werden kann und sich in einer Lage befindet, in welcher es entsprechend gesetzlichen Bestimmungen auf öffentlichen Strassen transportiert werden kann. Dennoch soll es am Einsatzort, d.h. am Bohrloch, keiner aufwendigen und teuren Montagearbeiten bedürfen, um das Schiessgerät in betriebsbereite Lage zu bringen.

Das elektroexplosive Gerät nach der Erfindung enthält erste und zweite Explosivmassen, welche in der Vorrichtung so gegenseitig angeordnet werden, dass durch die Zündung des ersten Explosivmaterials die Zündung des zweiten Explosiv-

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materials eingeleitet wird.

Das zweite Explosivmaterial wird in einem Stopfen bzw. in einem vergleichbaren Teil gehalten, welches in Richtung eines Endes eines Gehäuses ausgerichtet befestigt ist. Der Stopfen und das zweite Explosivmaterial sind zusammen in einer Empfängeranordnung enthalten.

Das entgegengesetzte Ende des Gehäuses ist mit einem Sockel ausgestattet, welcher ein Paar elektrischer Leitverbindungen aufweist. Das erste Explosivmaterial ist in einer Zündanordnung vorgesehen, welche einen durch den Sockel aufnehmbaren Stopfen enthält. Wenn der Zündstopfen im Sockel eingesetzt ist, dann ist die erste Explosivladung in einer Position, in welcher sie die zweite Explosivladung bei Verbrennung auslöst bzw. zündet.

Der Zündstopfen bzw. -zapfen enthält ein Paar elektrischer Leitungen, welche so positioniert sind, dass jede derartige Leitung einen elektrischen Kontakt mit einer der elektrischen Leitverbindungen des Sockels eingeht, wenn die Zündanordnung darin eingesetzt ist. Die Enden der Leitverbindungen des Zündstopfens sind durch eine Drahtbrücke hohen elektrischen Widerstandes verbunden, wobei die Drahtbrücke in engem Kontakt mit dem ersten Explosivmaterial ist. Wenn ein elektrischer Strom an den Leitern des Sockels angelegt wird, dann fliesst Strom durch die Leitverbindungen des Zündstopfens und durch den Brückendraht. Bei ausreichend hoher Spannung und entsprechendem Strom tritt ein Temperaturanstieg im Brücken-

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draht ein, so dass durch die Temperaturerhöhung das erste Explosivmaterial gezündet wird. Dieses Explosivmaterial, welches seiner Natur nach pyrotechnisch ist, brennt ab und zündet auf diese Weise das in der Nähe befindliche zweite Explosivmaterial.

Das zweite Explosivmaterial kann dazu dienen, um nachfolgend wiederum ein Explosivmaterial zu zünden. So kann die Empfängeranordnung gleichzeitig als Geber wirken.

Das binäre elektroexplosive Gerät gemäss der Erfindung ist insbesondere als binäres Primärelement bzw. als Sprengkapsel für die Explosiv-Kette eines Durchlöcherungs-Schiessgerätes verwendbar. Das gesamte binäre Gerät kann zusammen mit der geformten Ladung des Schiessgerätes zusammengesetzt und auf einem Haltestreifen befestigt werden. Eine Zündschnur oder ein anderes längliches Explosivelement kann als Zwischenzünder verwendet werden, um das zweite Explosivmaterial in der Geberanordnung mit dem Explosivmaterial der geformten Ladung zu verbinden. Wenn ausreichend elektrische Spannung an den Leitverbindungen des Sockels angelegt wird, um das pyrotechnische erste Explosivmaterial zu zünden, dann wird die Explosion des zweiten Explosivmaterials der Empfänger/Geberanordnung ausgelöst, ferner des gestreckten Explosivelementes und schliesslich der geformten Ladung.

Wenn die Zündanordnung vom Sockel gelöst ist, dann wird nicht nur ein Schliessen des elektrischen Kreises verhindert, welcher zum Zünden des binären elektroexplosiven Gerätes vorgesehen

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ist, es wird gleichzeitig auch das erste Explosivmaterial aus dem Bereich des zweiten Explosivmaterials entfernt. Ohne im Sockel eingesetzter Zündanordnung kann also die Empfänger/ Geberanordnung nicht gezündet wenden.

Ein zum Einbringen von Löchern dienendes Schiessgerät mit Verwendung des binären Gebers gemäss der Erfindung kann mit Ausnahme der Zündanordnung vollständig zusamnnengesetzt werden. In diesem Zustand kann das Schiessgerät auf öffentlichen Strassen transportiert werden, wobei den gesetzlichen Bestimmungen Genüge getan ist. Am Einsatzort, d.h. am Bohrloch, wird ein Stopfen in einer Zugangsöffnung im Gehäuse des Schiessgerätes entfernt, um die Zündanordnung durch die Öffnung und in den Sockel zum Zwecke des Schärfens des binären Gebers einsetzen zu können. Wenn die Zugangsöffnung wieder verstopft bzw. verschlossen ist, dann ist das Schiessgerät bereit zur Verwendung.

Die Zündanordnung kann mit einem Installationswerkzeug in Eingriff gebracht werden. Auf diese Weise wird die Einführung der Zündanordnung in den Sockel innerhalb des Schiessgerätes erleichtert. Nachfolgend wird das Installationswerkzeug wieder gelöst und abgezogen.

Ein Test-Werkzeug ist gleichfalls vorgesehen, um den Zustand des elektrischen Systems an den Sockel-Leitungsverbindungen zu überprüfen, bevor die Zündanordnung eingeführt wird. Das Test-Werkzeug enthält ein elektrisch ansprechendes Anzeigeelement, so eine Glühbirne, welche parallel zu den Sockel-

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Leitungsverbindungen als ein Arm bzw. Fühler des Test-Werkzeuges geschaltet ist, wobei das Werkzeug innerhalb des Sockels in der Position der Zündanordnung eingesetzt ist. Das Anzeigeelement ist so ausgewählt, dass es auf dieselben Strom/Spannüngs-Bedingungen anspricht, welche die Schaltschwelle zum Zünden der ersten Explosivladung der Zündanordnung bilden. Folglich wird jeder Kurzschluss oder jeder andere Defekt im elektrischen System, welcher bei Einführung der Zündanordnung das erste Explosivmaterial zünden könnte, aufgezeigt, ohne dass die Zündanordnung eingeführt werden muss.

Gemäss der Erfindung wird ein binäres elektroexplosives Gerät geschaffen, welches wahlweise und vollständig entschärft werden kann. Das'Schärfen des Gerätes kann herbeigeführt werden, indem einfach die Zündanordnung in den Sockel eingesteckt wird, ohne dass es in sonstiger Weise erforderlich wäre, elektrische Verbindungen zu schliessen oder zusätzliche Explosivmaterialien zu handhaben» Beim Schärfen des Gerätes wird nicht nur die Drahtbrücke der Zündanordnung in der ersten elektrischen Zündschaltung in Position gebracht, es wird gleichzeitig das erste Explosivmaterial in Position gebracht, um das zweite Explosivmaterial bei Verbrennung des ersten Explosivmaterials zu zünden.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erläutert.

Fig. 1 ist eine horizontale Schnittansicht eines binären bzw. zweigliedrigen elektroexplosiven Gerätes gemäss der

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Erfindung, welches auf einem teilweise und geschnitten wiedergegebenen Ladungs-Haltestreifen befindlich dargestellt ist;

Fig. 2 ist eine Teilschnittansicht eines zur Einbringung von Löchern in einem Bohrloch dienenden Schiessgerätes bei Verwendung des binären elektroexplosiven Gerätes nach Fig . 1;

Fig. 3 ist eine perspektivische Explosivdarstellung des binären Explosivgerätes und des Streifens nach Fig. 1;

Fig. 4 ist eine horizontale halbseitige Schnittansicht der Zündanordnung des binären elektroexplosiven Gerätes;

Fig. 5 ist eine Draufsicht auf die Zündanordnung bei Position innerhalb des Sockels des binären elektroexplosiven Gerätes;

Fig. 6 ist eine teilweise geschnitten wiedergegebene horizontale Ansicht eines kombinierten Test- und Installationswerkzeuges, welches zur Überprüfung des elektrischen Zündsystems des Schiessgerätes dient;

Fig. 7 ist eine der Fig. 6 vergleichbare Ansicht unter Darstellung des Test- und Installationswerkzeuges in seiner Anordnung bei Einführen der Zündanordnung des binären elektroexplosiven Gerätes; und

Fig. 8 ist eine horizontale Teilschnittansicht der Aufhängung eines zum Einbringen von Löchern in einem Bohrloch dienenden Schiessgerätes unter Darstellung der Kabelverbindung des Schiessgerätes mit einer Winde und einem zur Steuerung dienenden Lastwagen.

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In den Fig. 1-3 der Zeichnung ist ein binäres elektroexplosives Gerät 10 gemäss der Erfindung bei Befestigung auf einem Haltestreifen dargestellt. Eine Zündanordnung, bei 12 in Fig. 1 und 4 dargestellt, ist durch die Kombination eines Sockels 14 und eines Gehäuses 16 aufgenommen. Der Sockel 14 ist ah einem Ende des Gehäuses 16 befestigt, wobei sich die Zündanordnung 12 durch den Sockel und in das Gehäuse erstreckt. Eine Empfängereinrichtung 18 ist am entgegengesetzten Ende des Gehäuses 16 befindlich dargestellt. Das Gehäuse 16 ist im wesentlichen rohrförmig und bildet erste und zweite Kammern 16a und 16b mit offenen Enden. Diese sind durch eine quei— liegende Innenwand 16c voneinander getrennt. Die Innenwand 16c weist eine Bohrung 16d auf, welche die Verbindung zwischen den Kammern 16a und 16b herstellt. Die erste Kammer 16a ist in ihrer Querdimension so gewählt, dass die innere Ringfläche des Gehäuses 16, welche teilweise diese Kammer bildet, einen Reibkontakt mit der Zündanordnung 12 eingeht. In vergleichbarer Weise ist die Querabmessung der zweiten Kammer 16b so gewählt, dass die teilweise diese Kammer bildende innere Ringfläche des Gehäuses 16 einen Reibkontakt mit der eingeführten Empfängereinricntung 18 eingeht. .

Vier Öffnungen oder Löcher 16e, welche die Wand des Gehäuses 16 durchsetzen, stellen die Verbindung zwischen dem Äusseren des Gehäuses und der zweiten Kammer 16b her. Die Öffnungen 16e sind nahe zur Innenwand 16c vorgesehen. Die Funktion der Öffnungen 16e ist nachfolgend erläutert.

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Einzelheiten der Konstruktion des Sockels 14 sind unter Bezugnahme auf die Fig. 1,3 und 5 erkennbar. Der Boden des Sockels 14 bildet eine verhältnismässig flache Vertiefung 14a von kreisförmigem Querschnitt (Fig. 1). Die Vertiefung 14a umschliesst das obere Ende des Gehäuses 16, wodurch der Sockel 14 etwa an der Oberseite des Gehäuses mit einem möglichen Reibkontakt gehalten werden kann. Der Sockel 14 kann am Gehäuse 16 abgebunden bzw. mit diesem verklebt werden, um einen permanenten gegenseitigen Eingriff zu erhalten und um sicherzustellen, dass er gegenüber einer Drehbewegung relativ zum Gehäuse gehalten ist. Der Sockel 14 und das Gehäuse können auch aus einem Materialstück gefertigt werden, d.h. als eine einzelne Einheit.

Eine Öffnung 14b ist in der Oberseite des Sockels 14 vorgesehen. Die Öffnung 14b ist im wesentlichen länglich und ist teilweise durch ein Paar gerader, gegenseitig paralleler Seitenwände 14c und im wesentlichen bogenförmige Endwände 1 4d gebildet. Ein Paar metallischer S-förmiger Streifen 20 dienen als elektrische Leiter, die in entsprechend geformten Nuten aufgenommen sind. Diese Nuten sind in die Oberseite des Sockels 14 eingeschnitten. Die metallischen Streifen erstrecken sich in die Öffnung 14b als auch über die in Querrichtung äusseren Begrenzungen des Sockels hinaus. Innerhalb der Öffnung 14b sind die Metallstreifen 20 gekrümmt und folgen der bogenförmigen Formgebung der entsprechenden Endwände 14d. Sie besitzen jedoch einen kleinen Abstand von diesen. Es besteht folglich ein Raum für die Metallstreifen 20, um etwas in Richtung der entsprechenden Endwände 14d in nachfolgend beschriebener Weise gebogen zu werden. Die Streifen 20 können

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auch am Sockel 14 angeklebt sein, um sicherzustellen, dass sie fest in den Nuten gehalten sind.

Ein Kanal 14e erstreckt sich durch den übrigen Teil des Sockels 14 zwischen der Vertiefung 14a und der Öffnung 14b. Der Kanal 14e besitzt dieselbe Querabmessung wie die Kammer 16a, wie aus Fig. 1 zu ersehen ist. Gemäss Fig. 3 ist der Querabstand zwischen den Seitenwänden 14o der Öffnung 1.4b wenigstens so gross wie der Quer-Durchmesser des Kanals 14e.

Die Zündanordnung 12 enthält einen Stopfen 22, welcher aus einem im wesentlichen zylindrischen Schaft 22a und einer länglichen Kappe bzw. einem Querstück 22b besteht. Der Umfang der Kappe 22b ist im wesentlichen der Formgebung der Öffnung 14b des Sockels 14 angepasst. So ist die Kappe 22b teilweise durch zwei gegenseitig parallele gerade Seitenwände und durch zwei bogenförmige Endwände gebildet, derart, dass die Kappe in die Begrenzungen der Sockelöffnung 14b eingepasst werden kann. Dadurch wird vermieden, dass sich die Kappe relativ zum Sockel 14 dreht.

Ein Paar Drähte 24, welche als elektrische Leitungen dienen, erstrecken sich durch Öffnungen im Stopfen 22 und über die Längsabmessung des Schafts 22a hinaus. Die entgegengesetzten Enden der Drähte^ die sich durch die Oberseite der Kappe 22b erstrecken, verlaufen durch geeignete Nuten entlang der Kappenoberseite und entlang der entgegengesetzten bogenförmigen Enden nach unten gerichtet. Diese Enden der Drähte 24 sind in die Kappe 22b zurückgekrümmt, wobei sie wiederum in geeigneten Nuten der Kappe liegen.

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Wie am besten aus den Fig. 1,3 und 5 zu ersehen ist, erstrecken sich die Drähte 24 über die Grenzen der bogenförmigen Enden der Kappe 22b hinaus. Wenn der Stopfen innerhalb des Sockels 14 positioniert ist (Fig. 1 und 5), dann berühren die Drähte 24 die Verlängerungen der Metallstreifen 20 innerhalb der Sockelöffnung 14b. Ein guter elektrischer Kontakt zwischen den Metallstreifen 20 und den entsprechenden Drähten 24 kann durch einen engen Sitz sichergestellt werden. Zu diesem Zweck können die Metallstreifen 20 innerhalb der Sockelöffnung 14b so positioniert werden, dass durch das Einführen des Stopfens 22 innerhalb des Sockels 14 ein leichtes Biegen der entsprechenden Metallstreifen eintritt, derart, dass diese radial nach aussen relativ zur Längsachse des Sockels gebogen werden,, wenn der Kontakt zwischen den Drähten und den Streifen hergestellt wird. Aus diesem Grunde ist ausreichender Platz innerhalb der Sockelöffnung 14b an den bogenförmigen Enden 14d derselben vorgesehen, um eine derartige Bewegung der Metallstreifen 20 zuzulassen.

Die Enden der Drähte 24, die sich über den Schaft 22a hinaus erstrecken, sind durch einen überbrückenden Draht 26 verbunden, wie in den Fig. 1 und 4 dargestellt ist. Die Drahtbrücke 26 kann an den Drähten 24 in herkömmlicher Weise befestigt werden, um einen guten elektrischen Kontakt und eine mechanische Abbindung zu erreichen, so beispielsweise mit Hilfe einer Punktschweissung oder mit Hilfe des Lötens.

Eine Hülse 28 umgibt den Schaft 22a und erstreckt sich über die Längsabmessung des Schafts hinaus, d.h. sogar weiter, als das Paar der Drähte 24. So bildet die Kombination der Hülse 28 und

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der unteren Fläche oder Seite des Schafts 22a eine umgekehrte Schale, welche mit pyrotechnischem Explosivmaterial 30 gefüllt werden kann. Wenn das pyrotechnische Material 30 die auf diese Weise gebildete Schale bis zum Ende der Hülse 28 füllt, dann ist der überbrückende Draht 26 vollständig innerhalb des pyrotechnischen Materials eingeschlossen.

Eine Kappe 32 umgibt die Hülse 28 und umschliesst das Material 30 als Schutzeinrichtung. Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, sind die Querabmessungen des Kanals 14e und der ersten Kammer 16a des Gehäuses so gewählt, dass sich die Schutzkappe 32 durch den Sockel und durch das Gehäuse erstrecken kann, jedoch durch Reibung gehalten wird, da ein Kontakt zwischen der Kappe und den angrenzenden Flächen des Sockels und des Gehäuses besteht.

Die Empfängeranordnung 18 enthält einen rohrförmigen Stopfen 34 mit einem ringförmigen, radial nach aussen sich erstreckenden Flansch bzw. einer Schulter 34a. Der Schaft des Stopfens 34 ist innerhalb der zweiten Kammer 16b des Gehäuses aufgenommen und wird dort infolge von Reibkontakt mit der inneren ringförmigen Wand gehalten, welche teilweise die Kammer bildet. Die Empfängeranordnung 18 enthält auch ein hochexplosives Material 36, welches innerhalb des Stopfens 34 verpackt ist. So liegt das explosive Material 36 in Richtung beider Enden des Stopfens 34 frei.

Der Sockel 14 und der Zündstopfen 22 sind aus einem elektrisch isolierenden Material gefertigt, so aus Kunststoff. Die Zünddrähte 24 und die Sockelstreifen 20 sind metallisch und wirken als gute elektrische Leiter. Die Hülse 28, der Zündstopfen 22,

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der Sockel 14, das Gehäuse 16 und der Stopfen 34 können aus jedem Material gefertigt sein, welches nicht chemisch mit den zwei explosiven Materialien 30 und 36 reagiert.

Die Drahtbrücke 26 besteht als ein Drahtabschnitt von hohem elektrischem Widerstand, wobei dieser Abschnitt einen grossen Temperaturanstieg vermittelt, wenn ein massiger elektrischer Strom hindurchgeleitet wird. Ein feiner Platindraht kann als Drahtbrücke beispielsweise benutzt werden.

Die Kappe 32 muss aus einem Material gefertigt sein, welches unter der Einwirkung der Verbrennung des pyrotechnischen Materials 30 entweder brennt oder sich auflost. Eine Gelatinkapselhälfte der Art, wie sie gewöhnlich bei der Humanmedizin für die Verpackung von Pulver benutzt wird, kann als Kappe 32 Verwendung finden. Auch kann die Kappe 32 beispielsweise aus Messing gefertigt werden.

Das pyrotechnische Material kann aus jeder geeigneten Kombination von Metall und Oxidationsmittel bestehen. Das hochexplosive Material 36 der Empfängeranordnung 18 kann aus einem geeigneten explosiven Blei bestehen. So kann beispielsweise eine zweilagige Kombination von Bleiazid und Hexanitrostilben verwendet werden, wobei diese Bestandteile durch eine Sicherheitsunterteilung voneinander getrennt sind. Diese Unterteilung erstreckt sich quer zum Inneren des Stopfens 34. Die zweitägige Kombination kann mit dem Bleiazid verwendet werden, welches der Zündanordnung 12 zugewandt ist. Eine Unterteilung der vorgenannten Art, welche zwi Bestandteile eines explosiven Materials 36 voneinander trennt, ist in Fig. 1 gestrichelt bei 36a darqestellt·.

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In der Praxis kann das elektroexplosive Gerät 10 soweit zusammengesetzt werden, dass der Sockel 14 und die Anordnung 18 am Gehäuse 16 in der in Fig. 1 dargestellten Weise befestigt werden, wobei jedoch noch nicht die Zündvorrichtung 12 innerhalb des Sockels öder Gehäuses vorgesehen ist. In diesem Fall ist das Gerät nicht geschärft, d.h., dass das Material 36 nicht infolge Verbrennung der Zündeinrichtung 30 gezündet werden kann. Nur wenn sich die Zündeinrichtung 12 innerhalb des Sockels 14 in der in Fig. 1 und 5 dargestellten Weise befindet, ist das pyrotechnische Explosivmaterial 30 in einer Position, in welcher das Explosivmaterial 36 gezündet werden kann. Dabei ist der überbrückende Draht 26 elektrisch mit den Sockelstreifen 20 verbunden, so dass Strom angelegt we rden kann, um das pyrotechnische Explosivmaterial zu zünden, wie nachfolgend im einzelnen erläutert ist.

Der Boden der Anordnung 18 kann nahe eines Explosivelementes angeordnet werden, welches als Aufnehmer wirkt. Das Explosivmaterial 36 dient zur Zündung des angrenzenden Explosivelementes und wirkt als Geberanordnung.

In Fig. 2 ist.das binäre Explosivgerät 10 als Sprengkapsel bzw. Auslöser dargestellt, welcher als Schiessgerät, bei 37 dargestellt, zum Zwecke der Perforation oder Durchlöcherung einer Bohrlochwand verwendet wird. Die Empfänger/Geber-Anordnung 18 befindet sich nahe eines länglichen explosiven Elementes 38, welches durch die binäre Zündkapsel 10 zur Detonation gebracht werden soll. Ein Abschnitt des allgemein unter der Bezeichnung PRIMACORD bekannten Explosivstoffes kann als Explosivelement 38 verwendet werden. PRIMACORD enthält ein pulvriges Explosiv-

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mittel, welches in einer flexiblen Plastikhülse gespeichert ist. Das PRIMACORD 38 wird durch eine Feder 40 gegenüber dem freiliegenden Explosivmaterial 36 gehalten. Die Feder 40 ist, wie in Fig. 3 dargestellt, ausgeschnitten, oder aus einem flachen Metall material ausgestanzt. Es sind in der Feder 40 drei Öffnungen vorgesehen. Die äusseren Teile der Feder sind nach unten gebogen und bilden einen Bügel. Die Formgebung des Bügels durch Biegen der Feder 40 ist gestrichelt in Fig. 3 und auch in den Fig. 1 und 2 dargestellt.

Der Schaft des Stopfens 34 erstreckt sich durch die Mittelöffnung der Feder 40 als auch durch eine Öffnung im Haltestreifen 42. Wenn der Stopfen 34 durch Reibung innerhalb der zweiten Kammer 16b gehalten ist, dann sind die Feder 40 und der Halter 42 in Sandwichweise zwischen der Schulter 34a des Stopfens und der Unterseite des Gehäuses 16 geführt. Auf diese Weise sind sowohl das elektroexplosive Gerät 10 als auch die Feder 40 in ihrer Position, auf dem Haltestreifen 42 befindlich, gehaltert.

Wenn sich die Feder 40 in der in Fig. 1 dargestellten Lage befindet, dass erstreckt sich das PRIMACORD 38 durch die zwei äusseren Öffnungen der Feder und liegt gegenüber dem hochexplosiven Material 36 an. Das PRIMACORD befindet sich daraufhin in einer Position, in welcher es durch das binäre Explosivgerät 10 zur Detonation gebracht wird.

Aus Zwecken der Stabilität ist ein Haltering 44 vorgesehen, welcher eng das Äussere des Gehäuses 16 gegenüber der Fläche des Haltestreifens 42 umgibt. Der Haltering 44, welcher gemäss Darstellung die Form eines Schnappringes besitzen kann, stellt

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sicher, dass das elektroexplosive Gerät 10 nicht kippt oder relativ zum Haltestreifen 42 wackelt, wenn die Kombination gehandhabt oder transportiert wird.

Eine (nicht dargestellte) elektrische Stromquelle ist durch elektrische Leitungen 46 (Fig. 2) mit den Enden der Metallstreifen 20 verbunden, die sich über die äusseren Begrenzungen des Sockels 14 erstrecken. Die elektrischen Bleileitungen 46 können an den Streifen 20 angelötet werden, wodurch sie als elektrische Klemmen bzw. Anschlüsse wirken. Die elektrische Stromquelle muss in der Lage sein, ausreichend Strom zum Erhitzen des Brückendrahtes 26 der Zündanordnung 12 zu liefern, um eine Verbrennung des pyrotechnischen Materials 30 auszulösen. Bei einer typischen Anwendung muss der Brückendraht ausreichend aufheizen, um das pyrotechnische Material 30 mit einem Strom von 0,5 Ampere bei 6 Volt, angelegt an den Anschlüssen 20, zu zünden.

Durch Einführen der Zündanordnung 12 innerhalb des Sockels 14 und des Gehäuses 16 (Fig. 1) wird der elektrische Kontakt zwischen jeder der Bleileitungen 46 durch die metallischen Streifen 20, die Drähte 24 und den Brückendraht 26 geschlossen. Durch wahlweises Anschliessen der elektrischen Schaltung an die Stromquelle wird infolgedessen der Strom geliefert, welcher den Brückendraht erhitzt, um das pyrotechnische Material 30 zu zünden.

Der die Ladung haltende Streifen 42 ist in herkömmlicher Weise mit nach oben gedrehten Ecken oder Kanten versehen, um bauliche Festigkeit (Fig. 1 und 3) zu erhalten. Der Draht hält nicht

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nur das elektroexplosive Gerät 10, sondern trägt auch eine geformte Ladung 48, welche sich innerhalb eines anderen Loches im Streifen befindet. Die Enden des Streifens 42 sind in aus Gummi bestehenden Halteelementen 50 und 52 eingebettet. Das PRIMACORD 38 erstreckt sich in geeignete Öffnungen in den beiden Halteelementen 50 und 52, wodurch diese sowohl den Haltestreifen 42 als auch das PRIMACORD innerhalb eines Gehäuses 54 des Schiessgerätes tragen.

Das PRIMACORD 38 erstreckt sich unter der geformten Ladung 48, wodurch das PRIMACORD sich nahe der freiliegenden Explosivmasse der geformten Ladung befindet. Eine derartige Anordnung der Explosivelemente ist bekannt, insbesondere im Bereich von Schiessgeräten für Bohrlöcher, weshalb diese Elemente nicht im einzelnen weiter erläutert werden.

Die Kombination der Strebe bzw. des Bügels 40, der die Enden des PRIMACORD 38 verankernden Halteelemente 50 und 52 und der geformten Ladung 48, unter welcher das PRIMACORD hindurchläuft, verursacht eine Biegung im PRIMACORD, wodurch das PRIMACORD-Element wirksam gegenüber dem Stopfen 34 und dem Explosivmaterial 36 gehalten wird.

Ausserhalb der Halteelemente 50 und 52 kann eine zusätzliche Einrichtung erforderlich sein, um das Schiessgerät zu betätigen. Eine derartige Einrichtung ist bekannt; es sind nur die Positionen desselben bei 56 und 58 wiedergegeben. O-Dichtungsringe 60 und 62 vermitteln eine fluiddichte Abdichtung, um die Ausrüstung bei 56 und 58 gegenüber dem Eindringen eines Fluids zu schützen, wenn die geformte Ladung 48 detoniert. Die elektrischen Blei-

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leitungen 46 erstrecken sich durch das Halteelement 50 entlang von Bohrungen 50a und 50b.

Das Gehäuse 54 enthält eine Wand reduzierter Dicke bzw. eine Schale 64, auf welcher die geformte Ladung 48 gerichtet ist. Die Schale 64 wirkt innerhalb eines Bohrloches in bekannter Weise, um eine saubere un d genau definierte Öffnung im Gehäuse 54 zu bilden, wenn die Ladung 48 detoniert, derart, dass das Entstehen nach aussen gebogener oder gezackter Kanten vermieden wird, welche zu einem Verklemmen des Schiessgerätes im Bohrloch führen könnten. .

Das Gehäuse 54 ist mit. einer Öffnung 54a versehen, welche einen Stopfen 66 aufnimmt. Die Öffnung 54a kann mit einem Gewinde versehen sein, so dass der Stopfen 66 durch Gewindeeingriff am Gehäuse gehalten ist. So kann der Stopfen 66 relativ zur Öffnung 54a mit Hilfe eines Schraubenziehers in die Oberseite des Stopfens 22 eingeschraubt werden. Der Schraubenzieher wird dabei in einen Schlitz 66a in der Oberseite des Stopfens eingeführt. Ein O-Dichtungsring 68 ist zwischen dem Flanschkopf des Stopfens 66 und einer ringförmigen Schulter als Teil der Öffnung 54a vorgesehen, um das Innere des Gehäuses 54 gegenüber dem Aussenbereich fluiddicht abzudichten. Als Alternative kann die Öffnung 54a einen komprimierbaren Stopfen aufnehmen, welcher durch Reibung innerhalb der Öffnung gehalten wird und gleichzeitig die fluiddichte Abdichtung vermittelt.

Das zum Einbringen von Löchern dienende Schiessgerät 37 kann zusammengefügt werden und die geformte Ladung 48, das

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PRIMACORD 38 und das elektroexplosive Gerät 10 ohne Zündanordnung 12 enthalten, wie in Fig. 2 dargestellt ist. Dieses Zusammensetzen kann an beliebiger Position unter idealen Arbeitsbedingungen durchgeführt werden. Das Schiessgerät 37 kann nachfolgend sicher an ein Bohrloch transportiert werden. Da die Zündanordnung 12 das elektrischexplosive Zwischenelement bildet, ist der übrige Teil des explosiven Zuges einschliesslich der Empfänger/Geber-Anordnung 18, des PRIMACORDS 38 und der Ladung 48 nicht in der Lage, unbeabsichtigt gezündet zu werden. Folglich kann das Schiessgerät 37 ohne Zündanordnung 12 sogar entlang von Autobahnen transportiert werden und entspricht dabei den behördlichen Auflagen.

An dem Bohrloch kann das zum Einbringen von Löchern dienende Schiessgerät 37 durch Anordnen der Zündanordnung 12 innerhalb des Sockels 14 und des Gehäuses 16 in die für den endgültigen Zweck geeignete Lage gebracht werden, wie in Fig. 1 dargestellt ist. Dies kann einfach durch Abnahme des Stopfens 66 von der Öffnung 54a und durch Einführen der Zündanordnung 12 durch diese Öffnung in den Sockel 14 geschehen. Ein elastisches Kissen 70 in Form einer Scheibe wird dann durch die Öffnung 54a hindurch über das elektroexplosive Gerät 10 gebracht, wodurch die Zündanordnung 12 abgedeckt wird und eine elektrische Isolierung zwischen der Zündanordnung und dem Gehäuse 54 als auch dem Stopfen 66 besteht. Der Stopfen 66 wird gemäss Fig. 2 aufgesetzt, wonach das Schiessgerät 37 in ein Bohrloch abgesenkt werden kann.

In Fig. 8 ist ein Bohrloch-Werkzeug 72, mehrere Schiessgeräte 3 7 enthaltend, innerhalb eines Bohrloches 73 aufgehängt wiedei—

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gegeben. Die Schiessgeräte 37 sind in bekannter Weise miteinander verbunden und sind an eine Steuerungsausrüstung angeschlossen, die sich in einem Lastwagen 74 mit einem Hebezeug befindet. Die elektrischen Verbindungen zwischen dem Werkzeug 72 und dem Lastwagen 74 können durch ein bewehrtes Kabel 76 gebildet werden, welches gleichzeitig diejenige Einrichtung darstellt, mittels welcher das Werkzeug, getragen vom Kabel, in das Bohrloch abgesenkt wird.

Das Bohrloch 73 ist mit einem Futterrohr 77 ausgekleidet, welches in seiner Position zementiert ist. Das Werkzeug 72 wird innerhalb des Futterrohrs 77 bis zum Niveau einer zu bildenden Untergrundformation abgesenkt. Das Kabel 76 läuft über eine Scheibe 78. Die Umdrehungen der Scheibe 78 können bei Absenken des Werkzeuges 72 überwacht werden, um die Tiefe des Werkzeuges zu jedem Zeitpunkt feststellen zu können. Wenn die Ladung eines Schiessgerätes 37 ein Niveau eingenommen hat, an welchem das Futterrohr des Bohrloches zu perforieren bzw. zu durchlöchern ist, dann wird ein geeignetes elektrisches Signal durch die im Lastwagen, befindliche Steuereinrichtung ausgelöst, um durch die Leitungen 46 den erforderlichen Strom zum Erhitzen des Brückendrahtes 26 zu übertragen, derart, dass eine Verbrennung des pyrotechnischen Materials 30 ausgelöst wird.

Bei Verbrennung des pyrotechnischen Materials 30 entstehen Heissgase, welche expandieren und die erste Gehäusekammer 16a füllen. Dabei wird die Kappe 32 verbrannt bzw. zerstört, so dass die Heissgase durch den Kanal 16d in das hochexplosive Material 36 gelangen. Unabhängig davon, ob es sich um eine

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Gelatinkapsel oder um einen Messingdeckel handelt, wird die Kappe 32 unter Verbrennung des pyrotechnischen Materials 30 nachgeben.

Die Verbrennungskraft des Materials 30 hat eine Zündung des explosiven Materials 36 zur Folge. Durch Zündung des hochexplosiven Materials 36 wird wiederum das PRIMACORD 38 gezündet, was daraufhin die Detonation des Explosivmaterials der geformten Ladung 48 zur Folge hat.

Die Detonation der geformten Ladung 48 wird durch das Herausschleudern einer metallischen Kugel bzw. eines Teils begleitet, was von der Art der geformten Ladung abhängt. Das metallische Projektil der Ladung 48 durchdringt die Schale 64 des Gehäuses 54, durchschlägt das Futterrohr 77 und dringt in die umgebende Formation ein. Wenn die Ladung 48 detoniert ist, dann kann Fluid durch das in der Schale gebildete Loch zwischen den O-Dichtungsringen 60 und 62 in das Innere des Gehäuses 54 gelangen. Durch die Festigkeit der O-Dichtungsringe 60 und 62 wird jedoch verhindert, dass das Fluid die Ausrüstung bei 56 und 58 erreicht.

Die in Querrichtung sich erstreckenden Gehäuseöffnungen 16e machen das binäre elektroexplosive Gerät 10 fluidempfindlich. Falls ein Fluid im Bereich des Gerätes 10 und der geformten Ladung 48 vor der Detonation in das Gehäuse 54 eindringt, dann kann es das explosive Material 36 durch die Öffnungen 16e erreichen, wodurch das Explosivmaterial inert wird. Die nachfolgende Verbrennung des pyrotechnischen Materials 30 durch Anlegen eines Zündstromes an der Zündanordnung 12 führt also

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nicht zu einer Zündung des hochexplosiven Materials der Geberanordnung 18. Wenn sich also ein Fluid bzw. eine Flüssigkeit im Gehäuse im Bereich des PRIMAGORD 38 und der geformten Ladung 48 befindet, dann wird weder das PRIMACORD 38 noch die Ladung zur Detonation gebracht. Falls das PRIMACORD 38 und die geformte Ladung 48 mit im Gehäuse befindlichen Fluid detonieren würden, dann würde das Fluid bzw. die Flüssigkeit verdampfen, derart, dass ein hoher Druck innerhalb des Gehäuses entstehen könnte, d.h., dass das Gehäuse explodieren und bersten würde. In diesem Fall würde das Werkzeug 72 innerhalb des Futterrohrs stecken bleiben und könnte nicht mehr geborgen werden. So stellt die Fluidempfindlichkeit des elektroexplosiven Gerätes 10 ein Sicherheitsmerkmal dar.

Am Bohrloch kann das Schiessgerät sicher scharfgemacht werden, indem man sich eines kombinierten Test- und Installationswerkzeuges 80 gemäss Fig. 6 und 7 bedient. Das Test- und Instal Iationsgerät bzw. -werkzeug 80 kann aus Kunststoff oder aus einem anderen geeigneten Material bestehen und besitzt im allgemeinen die Form einer Oblate mit Armen 80a und 80b, die sich von dieser in entgegengesetzten Richtungen erstrecken. Die Form des Werkzeuges 80 ist nicht von kritischer Bedeutung. Das im vorliegenden Fall beschriebene und dargestellte Gerät dient zur leichten Handhabung der nachfolgend beschriebenen Maßnahmen.

Eine Lichtbirne 82 ist innerhalb eines Sockels 83 vorgesehen und befindet sich innerhalb einer Öffnung 80c des Werkzeuges 80. Der Sockel 83 ist an geeignete elektrische Drähte 84 angeschlossen, die sich entlang eines Kanals 8Od erstrecken. Der Kanal verläuft, entlang der Baulänge des Arms 80a. Der Arm 80a endet in einem

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im wesentlichen länglichen Fuss 8Oe, welcher im wesentlichen die gleiche Form wie die Zündkappe 22b besitzt. Die Drähte 84 sind um die entgegengesetzten bogenförmigen Enden des Fusses 8Oe gelegt. Wenn also der Fuss 8Oe durch die Öffnung 54a in die Öffnung 1 4b eingeführt ist, dann ist ein elektrischer Kontakt zwischen den metallischen Streifen 20 und den Drähten 84 hergestellt. So ist die Birne 82 in der Zündschaltung in gleicher Weise bzw. gleicher Position angeordnet, wie dies für den Brückendraht 26 der Zündanordnung gilt.

Falls das elektrische Zündsystem einen elektrischen Kurzschluss oder einen anderen Defekt aufweist, so dass ausreichend Spannung an den metallischen Streifen 20 verfügbar ist, um einen Strom hervorzurufen, der sich auf der Schwelle oder oberhalb der Schwelle zum Zünden des explosiven Materials 30 befindet, dann erstrahlt die Birne, d.h., dass das Licht der Bedienungsperson anzeigt, dass das elektrische System nicht funktioniert. Die Birne bzw. Glühbirne ist so gewählt, dass sie Licht nur unter gleichen Strom- und Spannungsbedingungen emittiert, welche auch eine Verbrennung des Explosivmaterials 30 der Zündeinrichtung zur Folge haben würden. Wenn die Zündanordnung 12 unter den Bedingungen elektrischer Fehlfunktion eingeführt werden würde, dann könnte dies zu einer vorzeitigen Verbrennung des Materials 30 und zu einem Zünden des übrigen Anteils des explosiven Zugs einschliesslich der geformten Ladung 48 führen. Die Verwendung der Glühbirne 82 stellt also ein Sicherheitsmerkmal beim Scharfmachen des elektroexplosiven Gerätes 10 dar. Wenn der Fuss 80c in die Öffnung 14b des Sockels eingeführt wird, dann emittiert die Birne kein Licht. Dies zeigt an, dass nicht ausreichend oder kein Strom bzw. keine Spannung an den metallischen

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Streifen 20 besteht und dass demnach das elektroexplosive Gerät sicher geschärft werden kann, indem man die Anordnung 12 innerhalb der Sockelöffnung 14b einbringt. Nachfolgend kann der Explosivzug bzw. kann die Explosivkette gezündet werden, indem wahlweise das geeignete Erregersignal am Sockel 14 angelegt wird. ·

Der andere Werkzeugarm 80b enthält eine selbstschneidende, eingebettete Schraube 86, wobei sich der Gewindeschaft der Schraube in Längsrichtung nach aussen über das Ende des Arms erstreckt. Eine Öffnung 22c ist in der Oberseite des Stopfens 22 der Zünd- bzw. Auslöseanordnung vorgesehen. Die Anordnung 12 kann demnach auf dem Test- bzw. Installationswerkzeug 80 be-, festigt werden, indem die Schraube 86 in die Öffnung 22c des Stopfens eingeschraubt wird. Der Stopfen 22 kann aus Kunststoff oder aus einem anderen Material bestehen, in welches, die Schraube 86 ein Gewinde einschneiden kann.

. Wenn die Zündanordnung 12 am Test- und Installationswerkzeug 80 montiert ist, wie dies in den Fig. 6,und 7 dargestellt ist, dann kann das elektroexplosive Gerät 10 ohne weiteres scharfgemacht werden, indem man das Werkzeug 80 so verwendet, dass die Zündanordnung durch die Öffnung 54a und in den Sockel 14 und in das Gehäuse 16 eingeführt wird. Wenn die Zündanordnung 12 in der in Fig. 1 und 5 dargestellten Lage eingebracht ist, dann wirken die länglichen Formen der Kappe 22b und der Sockelöffnung 14b zusammen, um eine Drehbewegung der Zündanordnung relativ zum Sockel und zum Gehäuse 16 zu verhindern. Wie vorstehend erwähnt wurde, können der Sockel 14 und das Gehäuse 16 von einheitlicher Konstruktion sein. Die beiden können auch mit-

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einander verklebt sein, um eine Drehbewegung des Sockels relativ zu dem am Haltestreifen 42 angebrachten Gehäuse zu vermeiden.

Das Werkzeug 80 kann von der eingeführten Zündanordnung 12 gelöst werden, indem man das Werkzeug 80 gegen den Uhrzeigersinn gerichtet dreht, um die Schraube 86 von der Gewindeöffnung 22c herauszuschrauben. Wenn das Gerät 10 nunmehr geschärft ist, dann können die Scheibe 70 und der Gehäusestopfen 66 in die in Fig. 2 dargestellte Position gebracht werden. Das Schiessgerät 3 7 ist nunmehr betriebsbereit.

Das binäre elektroexplosive Gerät gemäss der Erfindung stellt ein Schiessgerät dar, bei welchem -zunächst nur die Zündanordnung zum Schärfen fehlt, derart, dass das Gerät über Landstrassen bzw. Autobahnen in Übereinstimmung mit den gesetzlichen Bestimmungen transportiert werden kann. Durch Verwendung einer binären Zündkapsel der vorbeschriebenen Art können ein explosiver Zug und ein elektrisches Zündsystem mit allen permanenten elektrischen Verbindungen zusammengefügt werden, bevor das Schärfen der Zündkapsel selbst vorgenommen wird. Es ist also nicht erforderlich, elektrische Drähte innerhalb des Schiessgerätes am Bohrloch zu verbinden. Da die Zündanordnung 12 das elektrisch-explosive Zwischenelement enthält, wird durch Entnahme der Zündanordnung vom explosiven Zug verhindert, dass dieser unbeabsichtigt infolge eines elektrischen Systemfehlers zündet. Trotzdem ist das elektrische System vollständig und bereit zum Zünden, wenn die Zündanordnung innerhalb des Sockels und des Gehäuses eingesetzt wird.

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Durch Verwendung des binären elektroexplosiven Gerätes gemass der Erfindung wird auch Zeit eingespart, da alle zur Vorbereitung des Schiessgerätes vorgesehenen Arbeiten unter der bestmöglichen Bedingung in einer Werkstatt oder in einem Labor vorgenommen werden können. Nur das Schärfen des elektroexplosiven Gerätes 10 durch Einführen der Zündanordnung 12 durch die Öffnung 54a muss am Einsatzort durchgeführt wei— den. Diese Arbeit wird durch das Test- und Inställationswerkzeug 80 erleichtert.

Obwohl das elektroexplosive Gerät gemäss der Erfindung bei Verwendung an einem Schiessgerät zum Einbringen von Löchern an einem Bohrloch beschrieben wurde, kann die binäre Zündkapsel gemäss der Erfindung auch mit jedem anderen explosiven Zug verwendet werden, bei welchem das Zünden mittels eines elektrischen Signals vorgenommen wird. Zu diesem Zweck können verschiedene Bauteile des binären elektroexplosiven Gerätes in Anpassung an den jeweiligen Verwendungszweck variiert werden. So kann das Montieren des elektroexplosiven Gerätes, begleitet durch das Sandwich-Einbringen des Halters 42 zwischen dem Empfänger/Geber-Stopfen 34 und dem Gehäuse 16, modifiziert werden, wobei entweder das Gehäuse oder der Empfänger/Geber-Stopfen oder beide durch einen Bügel oder ein anderes Gerät fixiert gehalten werden. Auch können die Materialien für die verschiedenen Bauteile des elektroexplostven Gerätes geändert wer-' den, vorausgesetzt, dass die elektrischen Leiter geeignet isoliert sind und keine nachteiligen chemischen Reaktionen zwischen den explosiven Materialien und den verbleibenden elektroexplosiven Elementen stattfinden können.

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Zusätzlich kann der Aufbau bzw. die Konstruktion des Test- und Installationswerkzeuges 80 als auch sein Zusammenwirken mit dem Stopfen 22 der Zündanordnung variiert werden. Beispielsweise kann der Stopfen der Werkzeug- und Zündanordnung aus einem einzigen Stück aus Plastik oder aus einem anderen Material gefertigt werden, wie aus den Fig. 6 und 7 hervorgeht. In diesem Fall wird auf die Schraube 86 verzichtet und das Werkzeug und der Stopfen sind so ausgebildet, dass sie wahlweise auseinandergebrochen werden können. Nach demEinsetzen der Zündanordnung 12 im Sockel 14 wird einfach das Test- und Installationswerkzeug an der Oberseite des Zünd-Stopfens abgebrochen.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1 J Elektroexplosive Vorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass diese eine erste Explosiveinrichtung mit einem ersten Explosivmaterial aufweist und eine zweite Explosiveinrichtung mit einem zweiten Explosivmaterial aufweist, dass ein Sockel zur Aufnahme der ersten Explosiveinrichtung vorgesehen ist, dass die zweite Explosiveinrichtung in einem Gehäuse gehalten ist, wodurch bei Aufnahme der ersten Explosiveinrichtung durch den Sockel die erste Explosiveinrichtung eine Position einnimmt, in welcher die Zündung der zweiten, durch das Gehäuse gehaltenen Explosiveinrichtung ermöglicht ist, dass eine elektrische Zündeinrichtung als Bestandteil der ersten Explosiveinrichtung vorgesehen ist, um die erste Explosiveinrichtung gemäss einem elektrischen Signal zu zünden, welches durch die Zündeinrichtung empfangen wird, und dass der Vorrichtung eine elektrische Leitungseinrichtung als Bestandteil des Sockels zugeordnet ist, wodurch die Zündeinrichtung elektrisch mit der Leitungseinrichtung in Verbindung ist,

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Bayerische Vereinsbank München, Kto.-Nr. 882 495 (BLZ 700 202 70) · Deutsche Bank München, Kto.-Nr. 82/080 50 (BLZ 700 70010)

Postscheckamt München, Kto.-Nr. 1633 97- 802 (BLZ 700100 80)

wenn die erste Explosiveinrichtung vom Sockel aufgenommen ist, derart, dass das Signal durch die Leitungseinrichtung und somit durch die Zündeinrichtung empfangen wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zündeinrichtung eine elektrische Verbindungseinrichtung aufweist, welche elektrisch mit der Leitungseinrichtung verbunden ist, wenn die erste Explosiveinrichtung durch den Sockel aufgenommen ist, und dass eine Drahtbrücke parallel zu der Verbindungseinrichtung angeschlossen ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Explosivmaterial so angeordnet ist, dass die Drahtbrücke das erste Explosivmaterial zünden kann, wenn das Signal durch die Zündeinrichtung empfangen ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse eine erste Kammer aufweist, in welcher sich das erste Explosivmaterial im wesentlichen befindet, wenn die erste Explosiveinrichtung durch den Sockel aufgenommen ist, dass das Gehäuse ferner eine zweite Kammer aufweist, in welcher sich die zweite Explosiveinrichtung wenigstens teilweise befindet, wenn sie durch das Gehäuse gehalten ist, und dass das Gehäuse fernerhin einen Kanal aufweist, welcher die Explosivkraft der ersten Explosiveinrichtung auf das zweite Explosivmaterial ableitet.
5. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Explosiveinrichtung fernerhin eine Stopfeneinrichtung zur Halterung der Verbindungseinrichtung aufweist, dass der

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Sockel eine Öffnung zur Aufnahme des Stopfens bildet, wenn der Sockel die erste Explosiveinrichtung aufnimmt, und dass der durch die Öffnung aufgenommene Stopfen im wesentlichen gegenüber einer Drehbewegung relativ zum Sockel abgesichert ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Explosiveinrichtung fernerhin eine Hülse aufweist, welche mit dem Stopfen zusammenwirkt, um das erste Explosivmaterial aufzunehmen.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Explosiveinrichtung eine Kappe enthält, um wenigstens teilweise das erste Explosivmaterial abzudecken.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Explosivmaterial pyrotechnisches Material enthält.
9. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Explosivmaterial pyrotechnisches Material enthält.
10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse eine erste Kammer aufweist, in welcher sich das erste Explosivmaterial im wesentlichen befindet, wenn die erste Explosiveinrichtung durch den Sockel aufgenommen ist, dass das Gehäuse ferner eine zweite Kammer aufweist, in welcher sich die zweite Explosiveinrichtung wenigstens teilweise

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befindet, wenn sie durch das Gehäuse gehalten ist, und dass das Gehäuse fernerhin einen Kanal aufweist, welcher die Explosivkraft der ersten Explosiveinrichtung auf das zweite Explosivmaterial ableitet.
11 . Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das erste Explosivmaterial aus pyrotechnischem Material besteht.
12. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste .Explosivmaterial fernerhin eine Kappe enthält, um wenigstens teilweise das erste Explosivmaterial abzudecken.
13. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sockel Bestandteil des Gehäuses ist.
14. Elektroexplosive Vorrichtung mit einer Zündkapsel, dadurch gekennzeichnet, dass diese ein Gehäuse mit einem Sockel enthält, ferner eine explosive Gebereinrichtung mit einem Explosivmaterial, welche in einer ersten Position relativ zum Gehäuse befestigbar ist, wobei die erste Position im wesentlichen entfernt vom Sockel besteht, dass eine elektrische Leitungsverbindung als Bestandteil des Sockels vorgesehen ist, dass eine Zündanordnung durch den Sockel aufnehmbar ist und eine Explosiveinrichtung als auch eine elektrische Zündeinrichtung enthält, wodurch bei im Sockel aufgenommener Zündanordnung die elektrische Zündeinrichtung elektrischen Kontakt mit der Leitungseinrichtung besitzt und die Explosiveinrichtung sich in einer zweiten Position relativ zum Gehäuse befindet, derart, dass durch

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Zündung der Explosiveinrichtung die Zündung der explosiven Gebereinrichtung ausgelöst wird.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Zündeinrichtung eine elektrische Verbindungseinrichtung enthält, die den elektrischen Kontakt mit der Leitungseinrichtung herstellt, wenn die Zündanordnung durch den Sockel aufgenommen ist, und dass eine Drahtbrücke parallel zur Verbindungseinrichtung so angeordnet ist, dass die Explosiveinrichtung gemäss einem vorbestimmten, an der Leitungseinrichtung angelegten elektrischen Signal zündbar ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Zündanordnung einen Stopfen zur Halterung der Verbindungseinrichtung enthält, dass der Sockel eine Öffnung zur Aufnahme des Stopfens enthält, wenn der Sockel die Zündanordnung aufnimmt, und dass der durch die Öffnung aufgenommene Stopfen im wesentlichen gegenüber einer Drehbewegung relativ zum Sockel abgesichert ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Zündanordnung eine Hülse aufweist, welche mit dem Stopfen zusammenwirkt, um die Explosiveinrichtung aufzunehmen.
18. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Zünd- bzw. Auslöseanordnung eine Kappe enthält, um wenigstens teilweise die Auslöse-Explosiveinrichtung abzudecken.

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19. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse eine erste Kammer aufweist, in welcher sich das erste Explosivmaterial im wesentlichen befindet, wenn die erste Explosiveinrichtung durch den Sockel aufgenommen ist, dass das Gehäuse ferner eine zweite Kammer aufweist, in welcher sich die zweite Explosiveinrichtung wenigstens teilweise befindet, wenn sie durch das Gehäuse gehalten ist, und dass das Gehäuse fernerhin einen Kanal aufweist, welcher die Explosivkraft der ersten Explosiveinrichtung auf das zweite Explosivmaterial ableitet.
20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Explosiveinrichtung der Auslöse- bzw. Zündanordnung pyrotechnisches Material enthält.
21 . Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Explosiveinrichtung aus pyrotechnischem Material besteht.
22. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Explosiveinrichtung pyrotechnisches Material enthält.
23. Elektroexplosive Vorrichtung an einem zum Einbringen von Löchern dienenden Schiessgerät, dadurch gekennzeichnet, dass das Schiessgerät ein Gehäuse enthält, ferner eine binäre Zünd- bzw. Sprengkapsel mit einem Sprengkapselgehäuse und einem Sockel, welcher innerhalb des Gehäuses des Schiessgerätes befestigbar ist, dass eine geformte Ladung mit einer Explosiveinrichtung innerhalb des Gehäuses des Schiessgerätes

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befestigbar ist und entsprechend der Zündung der Zündkapsel zur Detonation gebracht werden kann, dass eine Explosiv-Gebereinrichtung als Bestandteil der Zündkapsel am Gehäuse derselben befestigbar ist, dass eine elektrische Leitungseinrichtung ein elektrisches Zündsignal aufnimmt und das Signal mit der Zündkapsel verbindet, dass eine elektrische Klemmeneinrichtung als Bestandteil des Sockels besteht, so dass das Signal durch die Leitungseinrichtung an den Klemmen anlegbar ist, dass eine Auslöse- bzw. Zündanordnung als Bestandteil der Zündkapsel wahlweise im Sockel aufnehmbar ist, dass ein Auslöse-Explosivmaterial als Bestandteil der Auslöse- bzw. Zündanordnung so angeordnet ist, dass die Zündung der Explosiv-Geberanordnung ermöglicht ist, wenn die Auslöse- bzw. Zündungsanordnung sich im Sockel befindet, und dass eine elektrische Zündeinrichtung als Bestandteil der Auslöse- und Zündanordnung vorgesehen ist und einen elektrischen Kontakt mit den Klemmen einnimmt, um ein Signal zum Zwecke der Zündung des explosiven Materials aufzunehmen.
24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zwischen-Explosiveinrichtung vorgesehen ist, welche so angeordnet ist, dass sie durch die explosive Gebereinrichtung zündbar ist und die geformte Ladung zur Detonation bringt.
25. Vorrichtung nach Anspruch 24, gekennzeichnet durch einen Bügel, mittels welchem die Zwischen- bzw. Explosiveinrichtung in der Nähe der explosiven Gebereinrichtung gehalten ist.

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26. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Gebereinrichtung einen Stopfen enthält, in welchem sich Explosivmaterial befindet, und dass der Stopfen durch das Gehäuse der Zündkapsel aufgenommen und gehalten ist.
27. Vorrichtung nach Anspruch 23 oder 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Zündkapsel und die geformte Ladung durch einen Haltestreifen gehalten sind.
28. Vorrichtung nach Anspruch 23 oder 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslöse- bzw. Zündanordnung einen Stopfen zur Halterung der elektrischen Zündeinrichtung enthält, wobei der Stopfen durch den Sockel aufnehmbar ist, wenn sich die Zündanordnung im Sockel befindet, dass der auf diese Weise durch den Sockel aufgenommene Stopfen der Auslöse- oder Zündanordnung gegenüber einer Drehbewegung relativ zum Sockel gehalten ist, und dass die Zündeinrichtung eine elektrische Verbindungseinrichtung enthält, welche die Klemmen elektrisch verbindet, wenn der Stopfen durch den Sockel aufgenommen ist, und dass eine Drahtbrücke parallel zu der Verbindungseinrichtung geschaltet und so angeordnet ist, dass das Explosivmaterial gemäss dem durch die Klemmen aufgenommenen Signal zündbar ist,
29. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse der Zünd- oder Sprengkapsel eine erste Kammer enthält, in welcher sich das Explosivmaterial im wesentlichen befindet, wenn der Stopfen durch den Sockel aufgenommen ist, ferner eine zweite Kammer, in welcher der

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Stopfen aufgenommen und durch das Gehäuse der Sprengkapsel gehalten ist, und dass ein Kanal die Explosivkraft von dem Explosivmaterial der Auslöse- bzw. Zündeinrichtung auf das Explosivmaterial der Ge be rein richtung leitet.
30. Vorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass das Explosivmaterial der Auslöse- oder Zündanordnung aus pyrotechnischem Material besteht.
31 . Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslöseanordnung ferner eine Hülse aufweist, welche mit dem Stopfen zusammenwirkt, um das Explosivmaterial aufzunehmen.
32. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslöse- oder Zündanordnung eine Kappe enthält, um wenigstens teilweise das Explosivmaterial abzudecken.
33. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass das Explosivmaterial pyrotechnisches Material ist.
34. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass eine Testeinrichtung durch den Sockel aufnehmbar ist, wenn sich die Auslöse- oder Zündanordnung nicht im Sockel befindet, dass die Testeinrichtung Verbindungsmittel enthält, welche die elektrische Verbindung mit den Klemmen herstellen, wenn sich die Testeinrichtung im Sockel befindet, dass eine Anzeigeeinrichtung auf elektrische Signale anspricht, welche von der Verbindungseinrichtung aufgenommen werden, dass

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sich im Gehäuse eine Öffnung befindet, wodurch die Testeinrichtung sich in das Gehäuse des Schiessgerätes erstrecken kann und durch den Sockel aufnehmbar ist, und dass eine Stopfeneinrichtung wahlweise die Öffnung schliesst.
35. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass sich eine Öffnung im Gehäuse des Schiessgerätes befindet, wodurch die Auslöse- und Zündanordnung in das Gehäuse einführbar und im Sockel plazierbar ist, dass ein Stopfen wahlweise die Öffnung des Gehäuses schliesst, und dass ein Installations-Werkzeug wahlweise lösbar an der Auslöse- und Zündanordnung angreift und diese haltert, so dass die Auslöse- und Zündanordnung durch die Öffnung in das Gehäuse des Schiessgerätes einführbar und durch den Sockel aufnehmbar ist, wonach die Werk— zeugeinrichtung von der Auslöse- und Zündanordnung gelöst werden kann.
36. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Explosivmaterial aus pyrotechnischem Material besteht.
37. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass eine Testeinrichtung durch den Sockel auf nehm bar ist, wenn sich die Auslöse- oder Zündanordnung nicht im Sockel befindet, dass die Resteinrichtung Verbindungsmittel enthält, welche die elektrische Verbindung mit den Klemmen herstellen, wenn sich die Testeinrichtung im Sockel befindet, dass eine Anzeigeeinrichtung auf elektrische Signale anspricht, welche von der Verbindungseinrichtung aufgenommen werden, dass sich im Gehäuse eine öffnung befindet, wodurch die Testeinrichtung sich in das Gehäuse des Schiessgerätes erstrecken kann und durch

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den Sockel aufnehmbar ist, und dass eine Stopfeneinrichtung wahlweise die Öffnung schliesst.
38. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass sich eine öffnung im Gehäuse des Schiessgerätes befindet, wodurch die Auslöse- und Zündanordnung in das Gehäuse einführbar und im Sockel plazierbar ist, dass ein Stopfen wahlweise die Öffnung des Gehäuses schliesst, und dass ein Installations-Werkzeug wahlweise und lösbar an der Auslöse- und Zündanordnung angreift und diese haltert, so dass die Auslöse- und Zündanordnung durch die Öffnung in das Gehäuse des Schiessgerätes einführbar und durch den Sockel aufnehmbar ist, wonach die Werkzeugeinrichtung von der Auslöse- und Zündanordnung gelöst werden kann.
39. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse der Zünd- oder Sprengkapsel eine erste Kammer enthält, in welcher sich das Explosivmaterial im wesentlichen befindet, wenn der Stopfen durch den Sockel aufgenommen ist, ferner eine zweite Kammer, in welcher der Stopfen aufgenommen und durch das Gehäuse der Sprengkapsel gehalten ist, und dass ein Kanal die Explosivkraft von dem Explosivmaterial der Auslöse- und Zündeinrichtung auf das Explosivmaterial der Gebereinrichtung leitet.
40. Verfahren zur Montage einer elektroexplosiven Vorrichtung, insbesondere einer explosiven Kette, dadurch gekennzeichnet, dass ein explosiver Geber einer binären Sprengkapsel relativ zu einem zweiten Explosivelement so angeordnet wird, dass das

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zweite Explosivelement durch die Explosion des Gebers zur Detonation gebracht wird, dass ein Sockel als Bestandteil der binären Sprengkapsel mit elektrischen Verbindungen versehen wird, mittels welchen ein elektrisches Zündsignal von der Sprengkapsel aufgenommen werden kann, dass wahlweise die binäre Sprengkapsel geschärft wird, indem in den Sockel eine Auslöse- bzw. Zündanordnung einschliesslich eines elektrischen Zündmechanismus und eines Auslöse-Explosivmaterials einge¹-bracht wird, wodurch bei Einsetzen der Zündanordnung ein elektrischer Kontakt zwischen dem Zündmechanismus und den Sockel-Leitkörpern hergestellt wird und die Zünd- bzw. Auslöseanordnung dadurch den Geber in einen explosiven Zustand überführt,
41. Verfahren nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, dass ein elektrisch ansprechendes Testwerkzeug in elektrischen Kontakt mit den Sockel-Leitelementen gebracht wird, bevor die Auslöse- bzw. Zündanordnung in den Sockel eingebracht wird, um die Anwesenheit eines elektrischen Signals zu testen.
42. Verfahren zur Montage einer elektroexplosiven Vorrichtung, insbesondere zum Scharfmachen eines zum Einbringen von Öffnungen dienenden Schiessgerätes, dadurch gekennzeichnet, dass eine Auslöse- und Zündanordnung einschliesslich eines Explosivmaterials und eines elektrisch ansprechenden Zündmechanismus zum Zünden des Explosivmaterials in das Gehäuse des Schiessgerätes eingebracht wird, dass die Zündanordnung in einen Sockel eingebracht wird, welcher elektrische Klemmen zur Verbindung mit einem elektrischen Zündsignal aufweist, wodurch die Sockel-

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klemnnen elektrisch mit elektrischen Verbindungselementen des Zündmechanismus in Verbindung stehen, und dass das Explosivmaterial der Zünd- und Auslöseanordnung in eine Position gebracht wird, in welcher ein Geber-Explosivmaterial gezündet wird, um den Rest der Explosivmaterialien des Schiessgerätes zur Detonation zu bringen.
43. Verfahren nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslöse- und Zündanordnung durch eine Öffnung in das Gehäuse des Schiessgerätes eingeführt wird.
44. Verfahren nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslöse- und Zündanordnung durch die Öffnung in den Sockel eingebracht wird, während sie sich im Eingriff mit einem Installationswerkzeug befindet, wonach das Werkzeug bei eingeführter Auslöse- und Zündanordnung von dieser gelöst und von der Öffnung abgezogen wird.
45. Verfahren nach Anspruch 42 oder 43, dadurch gekennzeichnet, dass vor Einsetzen der Zünd- und Auslöseanordnung im Sockel ein Testwerkzeug einschliesslich eines elektrisch ansprechenden Anzeigeelementes und einschliesslich Test-Leitungsverbindungen zur elektrischen Verbindung mit dem Anzeigeelement in den Sockel eingebracht werden, wodurch die Test-Verbindungsleitungen elektrisch mit den Klemmen des Sockels in Verbindung stehen.
46. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse einen oder mehrere Kanäle aufweist, um

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Fluid von ausserhalb des Gehäuses in das Innere des Gehäuses zu leiten, wodurch das Gebei—Explosivmaterial diesem Fluid innerhalb des Gehäuses ausgesetzt wird.
47. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse einen oder mehrere Kanäle enthält, um das Fluid von ausserhalb des Gehäuses in das Innere desselben zu leiten, wodurch das Geber-Explosivmaterial dem Fluid innerhalb des Gehäuses ausgesetzt wird.
48. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse der Sprengkapsel einen oder mehrere Kanäle aufweist, um Fluid von ausserhalb des Kapselgehäuses in das Innere des Gehäuses zu leiten, wodurch die Gebei—Explosiveinrichtung dem Fluid innerhalb des Kapselgehäuses ausgesetzt werden kann.

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