DE642465C - Verfahren zur Herstellung von Sprengkapseln - Google Patents

Description

Die zur Zeit gebräuchlichen zusammengesetzten Initialzünder bestehen aus einer Metallkapsel, einem Zündrohr oder einem ähnlichen Gefäß, in das in einem Oder mehreren Arbeitsgängen ein Sprengstoff, die sogenannte Sekundärladung, gepreßt wird, 'die im allgemeinen aus einem Nitroderivat der aromatischen Reihe besteht. Die Kapsel wird mit einem Metalldeckel bedeckt, durch den ein Stift ragt, der in die Kapsel eingeführt wird, nachdem man in diese über die Sekundärladung eine kleine Menge eines brisanten Sprengstoffes, die sogenannte Primärladung, gebracht hat. Die Primärladung besteht im allgemeinen aus Knallquecksilber, Bleiazid oder einem ähnlichen Stoff und dient daziu, die Detonation der Sekundärladung einzuleiten, wobei diese letztere den zur Detonation des Zünders erforderlichen Hauptstoß

ao liefert.

Die Primärladung wird in einem nach einer Seite offenen Hohlkörper untergebracht, der als Deckel auf die im Detonatorrtohr befindliche Sekundärladung gesetzt wird. Ein Stempel drückt von oben auf diesen Deckelkörper und bewirkt auf diese Weise das Zusammendrücken der unter diesem befindlichen Sekundärladung, während gleichzeitig die in dem hohlen Deckel befindliche Primärladung indirekt auch ihrerseits zusammengedrückt wird.

Beim Zusammenpressen drückt der Stempel von oben auf den Deckel, und es kann bein sehr wirksamer Druck auf die mehr nach unten zu gelegenen Teile der Primärladung ausgeübt werden. Vielmehr nimmt die Dichte dieser Ladung nach unten zu. immer mehr ab. Da der Deckelkörper seinerseits auf die darunter befindliche Sekundärladung drückt, so tritt auch bei dieser beim Zusammendrücken dieselbe Schichtenbildung ein. Die oberen ' Schichten der Sekundärladung werden also am meisten zusammengedrückt, 'und ihre Dichte nimmt nach unten zu immer mehr ab.

Nun steigt bekanntlich, mit der Dichte eines zusammengedrückten Sprengstoffes dessen Brisanz, während unter sonst gleichen Bedingungen gleichzeitig mit dem Wachsen der Dichte die Empfindlichkeit des Stoffes abnimmt. Wenn die Füllung· des Zünders in der oben geschilderten Weise vorgenommen wird, werden also erstens diejenigen Teile der Primärladung, die nach dem Zündloch zu liegen, am meisten verdichtet. Gerade diese Schicht sollte aber die größte Empfindlichkeit aufweisen, und es wird also durch das geschilderte Füll- und Preßverfahren das Gegenteil erreicht, daß nämlich die nach dem Zündloch zu gelegene Schicht der Primärladung infolge ihrer starken Verdichtung die unempfindlichste ist. Ein weiterer Nachteil ergibt sich daraus, daß auch diejenige Schicht

der Sekundärladung, an der die Entzündung eingeleitet werden soll, die also der aufgesetzten Primärladung am nächsten zu liegen kommt, auch gerade die am stärksten ver-^r dichtete, also die unempfindlichste ist. -■/'. ' Man hat versucht, diese Mißstände da-* durch abzustellen, daß man Zündrohre .ohne Boden verwendete und die eingefüllte Ladung mittels eines Stempels von unten her ίο verdichtete. In der Tat wurde dadurch die Zündfähigkeit der Sekundärladung, die in diesem Falle also mit ihren empfindlichsten Schichten der dar üb erliegenden Primärladung am nächsten lag, erhöht. Die in dieser Weise hergestellten Zünder haben aber den "Nachteil an sich, daß die Zündkapseln oder Zündrohre keinen Boden besitzen, so daß also von dieser Seite Feuchtigkeit eindringen und die Ladung verderben kann. Außerdem wird ao durch diese Anordnung das Füllen erschwert, und es "müssen besondere Matrizen verwendet werden. Weiter ist schon vorgeschlagen worden, ein. die Primärladung enthaltendes Innenhütchen zu verwenden, das so bemessen war, daß nach seinem Aufsetzen auf die mit der Sekundärmasse gefüllte Kapsel und nach Vornahme der Komprimierung ein Teil der Sekundärmasse in das Innenhütchen eindrang. Auch in diesem Falle wurde aber nicht die oben als unerwünscht geschilderte, den Zündvorgang erschwerende Schichtenbildung vermieden, und infolgedessen hat dieser Vorschlag auch keine erhebliche praktische Anwendung gefunden und ist bald ganz fallengelassen worden.

Die Nachteile der bisher verwendeten Verfahren zur Herstellung von Sprengkapseln werden erfindungsgemäß dadurch beseitigt, daß bei der Herstellung solcher Kapseln, bei der die Primärladung vor dem Eintragen in die Kapsel in einem Innenhütchen eingeladen wird, hinter die Primärladung eine nicht aus einem Initialzündstoff bestehende Vorspannladung von geringerer Empfindlichkeit derart in das Zündhütchen eingebracht wird, daß ihre Dichte von den Schichten aus, die der Sekundärladung in der Zünderhülse benachbart sind, abnimmt und dort am geringsten ist, wo die Vorladung an die Primärladung stößt. Als Vorspannladung kann dabei auch ein Teil der Sekundärzündmasse selbst verwendet werden oder ein Explosivstoff bedeutend höherer Brisanz, dessen Stoßempfindlichkeit (und daher Zündempfindlichkeit) zwischen der der Primärmasse und der der Sekundärzündmasse liegt.

Aus Versuchen, die man mit Sprengkapseln gemacht hat, die teilweise mit und teilweise ohne Zwischenladung und mit verschiedenen Arten der Komprimierung beim Laden hergestellt waren, hat sich ergeben, daß die erfindungsgemäß verwendete Art der Herstellung die Zündübertragung von der Primärladung . auf die Sekundärladung erheblich verbessert, und zwar sowohl wenn die Vorspannladung in " dem Deckelkörper komprimiert als auch wenn ■'..sie' nicht im Deckelkörper komprimiert ist. ^: !Ferner hat es sich gezeigt, daß die Primärladung, jedoch noch mehr die Vorspannladung eine maximale Wirksamkeit haben, wenn, bei unveränderter Beibehaltung aller übrigen Umstände, diese Ladungen in der Deckelkapsel komprimiert sind, bevor der Deckel in die die Hauptladung (Sekundärladung) enthaltende Zünderhülse eingebracht wird. Besonders vorteilhaft ist dabei, daß durch die Verdichtung der Vorspannladung, also beispielsweise auch einer kleinen Menge Sekundärzündmasse, im Deckel ein sicherer Abschluß der im Deckelkorper befindlichen Massen gewährleistet wird. Bekanntlich besitzen nämlich derartige als Vorspannladung dienende Massen in verdichtetem Zustand einen sehr starken Zusammenhalt im Gegensatz zu den Primärzündmassen, die auch in stark verdichtetem Zustand nur sehr wenig Zusammenhalt aufweisen. Der so geschaffene Verschluß für den Inhalt des Deckelhohlkörpers verhindert also ein Verschütten von Primärzündmasse. Auf diese Weise wird es z. B. ermöglicht, die mit der Primärladung gefüllten Deckelkörper zu transportieren, und zwar getrennt von den die Hauptladung enthaltenden Zünderhülsen. Welche Vorteile in bezug auf Sicherheit und Transportkosten daraus entspringen, liegt auf der Hand.

An Hand der Zeichnungen wird im folgenden die Erfindung an einigen Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Es stellen dar Fig. 1 eine in der bisher gebräuchlichen Weise hergestellte Zündkapsel und Fig. 2 bis 7 einige Beispiele von Füllungen, die nach dem neuen Verfahren, auf dem die Erfindung beruht, hergestellt sind.

Aus Fig. ι ist deutlich die unvorteilhafte Schichtenbildung zu erkennen, die sich bei dem bisher gebräuchlichen Verfahren der Zünderfüllung einstellt. Der dort gezeigte zusammengesetzte Initialzünder besteht aus einer Zündkapsel oder einem Zündrohr 1, das unten mit der Sekundärladung 3 gefüllt ist. Auf diese Ladung ist der als Deckel wirkende Hohlkörper 2 aufgesetzt, der in seinem Inneren die Primärladung 4 enthält. Diese Primärladung steht, wie aus dem oben geschilderten Herstellungsverfahren erklärlich ist, mit ihren empfindlichsten Schichten in Berührung mit den am stärksten verdichteten und daher unempfindlichsten Schichten der Sekundärladung 3. Diese Reihenfolge der Schichten ist durchaus unerwünscht, und ge-

rade die Tatsache, daß die Schicht der Primärladung mit der geringsten Dichte zusammentrifft mit der am stärksten verdichteten Schicht der Sekundärladung, hat schon zu zahlreichen Versagern geführt.

Fig. 2 zeigt nun schematisch den Herstellungsgang eines Initialzünders nach der Erfindung. Dabei wird, ebenso wie bisher, die Sekundärladung in einem oder mehreren Arbeitsgängen in die Zündkapsel oder in das Zündrohr eingeführt und dort verdichtet. Das Verdichten der Primärladung in dem hohlen Deckelkörper erfolgt aber getrennt davon, und dieser wird erst nach dem Verdichten der Primärladung in das Zündrohr und auf die Sekundärladung gesetzt. - Auf diese Weise wird eine für das sichere Funktionieren des Zünders wirksame Verteilung der verschieden dichten Schichten der Ladungen erzielt.

In Fig. 2 sieht man die in üblicher Weise verdichtete Sekundärladung 3 in dem Zündrohr ι. Die Primärladung 4 dagegen, die sich in dem hohlen Deckelkörper 2 befindet, besitzt ihre größte Dichte aber in der Schicht 4', die nach der offenen Seite des Deckelkörpers zu liegt, von wo aus die Verdichtung mittels des Stempels erfolgt. Wenn jetzt der Deckelkörper 2 in das Zündrohr 1 eingeführt wird, wie es in Fig. 3 dargestellt ist, so kommt die dichteste Schicht der Primärladung 4 !unmittelbar auf die Sekundärladung zu liegen. Auf diese Weise wird eine sichere Übertragung des Explosionsstoßes von der einen Ladung auf die andere gewährleistet.

Anstatt die ganze Sekundärladung unmittelbar in das Zündröhreben einzuführen, kann man auch einen Teil der Sekundärladungsmasse über die in den Deckelkörper gepreßte Primärladung schichten. Die Primärladung wird in diesem Falle in der oben geschilderten Weise schon vorher einer vorläufigen Verdichtung unterworfen. Auf diese Weise wird die Aufeinanderfolge der verschiedenen Schichtendichten noch vorteilhafter gestaltet, weil dabei die dichteste Schicht der Primärladung in !unmittelbaren Kontakt mit der lockersten Schicht der Sekundärladung zu liegen kommt. Die auf diese Weise in den Deckelkörper gedrückte Vorspannladung für die Sekundärmasse kann auch durch einen Explosivstoff ersetzt werden, dessen Stoß- und daher Zündempfindlichkeit zwischen der der Primärladung und der der Sekundärladung liegt und dessen Brisanz bedeutend erhöht ist, wie z. B. Nitropentaerythrit, Trimethylentrinitramin, Tetranitroanilin, Tetranitrodimethylanilin (Tetryl), Nitromannit, Nitrostärbe, Dipentajerythrithexanitrat, Nitroerythrit 10. dgl. In Fig. 4 sind die beiden Zünderteile einzeln und in Fig. 5 zusammengesetzt dargestellt, wobei die Grenzschicht zwischen der Primär- und der Sekundärladung in der geschilderten Weise hergestellt wird. Die Vorspannladung aus der Sekundärzündmasse oder aus einem Sprengstoff von mittlerer Empfindlichkeit ist mit der Bezugsziffer 5 bezeichnet. Sie wird in den Deckelkörper 2 eingeführt und dort vor dem Einsetzen in das Zündröhrchen 1 verdichtet.

Man kann außerdem mit einer viel schwächeren Primärzündladung auskommen, teilweise wegen der durch das neuartige Verfahren herbeigeführten anderen Reihenfolge der Schichtenbildung und teilweise infolge der Möglichkeit, die Primärladung stärker zu verdichten. In der Tat erfolgt die Verdichtung dieser Ladung zwischen zwei verhältnismäßig nahe zusammenliegenden festen Flächen, nämlich dem -Deckelboden und der Druckfläche des Stempels. Es entstehen infolgedessen keine wesentlichen seitlich "wirkenden Druckkräfte, die die Neigung haben, den Deckelhohlkörper auszuheulen oder zu zerreißen. Das ist nämlich der Fall, wenn man in der bisher üblichen Weise das Füllen der Zünder vornimmt und dabei die Primärladung oberhalb der Sekundärladung in dem Zündrohr selbst zusammendrückt. Denn die Ladung versucht in diesem Falle natürlich, dem Druck nachzugeben, anstatt ihm Widerstand zu leisten. Man kann also der Primärladung leine erheblich gesteigerte Dichte verleihen, und dadurch wieder wird deren Zündkraft stark gesteigert unter gleichzeitiger Verminderung des Gewichts.

Beispielsweise kann man einen Zünder mit einer Sekundärladung von 0,85 g Trinitrotoluol initiieren mit einem Zündsatz von 0,1g Tetryl oder Nitropenta und 0,2g Knallsalz (Primärzündmasse) oder mit einem Zündsatz von o,ig Tetryl oder Nitropenta und 0,05g Blei- oder Quecksilberazid.

Der Fortschritt, der gegenüber früheren, mit Relaisladungen arbeitenden. Verfahren gebracht wird, besteht darin, daß man als Zwischenladung nunmehr solche Stoffe verwenden kann, die im großen und ganzen die Eigenschaften von Sekundärzündmassen haben, also in der Verarbeitung ungefährlich sind, während Zwisdaenladungs stoffe, die Kalium- oder Bleipikrat, infolge ihrer hohen Empfindlichkeit ausgesprochene Initialzündstoffe sind, deren Herstellung, Verarbeitung und Einfüllung bekanntlich außerordentlich gefährlich ist. Die erfindungsgemäß verwendeten Zwischenladungsmassen sind dagegen Sprengstoffe, die ohne Gefahr im großen hergestellt werden können .und die sich infolge ihner großen Kristalle auch ausgezeichnet einfüllen und verdichten lassen, alles Eigenschaften, die denen des Blei- oder Kaliumprikrates gerade entgegengesetzt sind.

Von Bedeutung ist auch, daß das Einführen der mit der Primärladung beschickten Deckelkapsel 2 in das Zündrohr 1 viel weniger gefährlich ist· als bei dem gewöhnlich verwendeten Füllverfahren. Bei diesem muß nämlich notwendigerweise eine Reibung des Deckelkörpers an den Zündrohrwandungen stattfinden, die mit einer Schicht der Primärladungsmasse ^(äußerst empfindliche PuI-minate oder Azide) bedeckt sind und wobei der Decbelkörper gewaltsam in die empfindlichen Sprengstoffe hineingetrieben wird. Ein anderer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß die dadurch möglich gemachte erhöhte Verdichtung der Primärladungsmasse deren Kapillarität vermindert und praktisch jedes Eindringen von Feuchtigkeit von der Deckelseite aus 'unmöglich macht. Der größere erzielte Zusammenhalt verhindert alle Verluste von Primärladungsmasse durch das Deckelloch sowohl während der verschiedenen Arbeitsgänge und des Hantierens mit dem Zünder in der Fabrik als auch während des Transports und beim Gebrauch. Da die Primärladungsmasse vollkommen in die Deckelkapsel eingeschlossen ist und durch ihre erhöhte Verdichtung einen vorzüglichen Zusammenhalt der einzelnen Teilchen unter Verhinderung aller Verluste gewährleistet, kann man eine Ladung von Knalkpecksilber in eine kupferne Deckelkapsel füllen und diese in ein Zündrohr aus Aluminium stecken, ohne daß man zu befürchten braucht, daß das Zündrohr durch das Knallquecksilber angegriffen wird. Ebenso kann man ein Schwer metallazid in eine Deckelkapsel aus Aluminium füllen und diese in ein kupfernes Zündrohr stecken, ohne daß man die Bildung des sehr gefährlichen Kupferazides zu befürchten hat.

An Stelle einer gewöhnlichen Deckelkapsel, wie sie in Fig. 1 bis 5 dargestellt ist, kann man auch solche Deckelkapseln verwenden, die in ihrem Boden einen Hohlraum aufweisen. Solche Deckelkapseln sind in Fig. 6 bis 7 dargestellt: Ein Hohlraum 6 wird in der Deckelkapsel 2 entweder dadurch gebildet, daß der Boden 2' nach innen eingestülpt ist (Fig. 6), oder dadurch, daß die Wandung so dick gehalten wird, daß der Boden für eine entsprechende Ausbohrung 6 (Fig. 7) Platz bietet. Der so entstandene Hohlraum dient zur Aufnahme einer Vorspannladung, die auf diese Weise zwischen die Zündvorrichtung des Detonators und die Primärzündmasse 4 gelagert wird. Der Zweck dieser Anordnung kann der sein, die Entzündbarkeit der Primärladung zu erhöhen oder diese durch eine weitere Initialzündung zur Explosion zu bringen. Wenn es die Natur der Primärladungsmasse erlaubt, kann diese selbst in die Aussparung 6 'gebracht werden und dort auf einen im Verhältnis zu ihrem gewöhnlichen Volumen stark verminderten Raum verdichtet werden.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   i. Verfahren zur Herstellung von Sprengkapseln, bei dem die Primärladung vor dem Eintragen in die Kapsel in ein Innenhütchen eingeladen wird, dadurch gekennzeichnet, daß hinter die Primärladung eine nicht aus einem Initialzündstoff bestehende Vorspannladung von geringerer Empfindlichkeit derart in das Zündhütchen eingebracht wird, daß ihre Dichte von den Schichten aus, die der •Sekundärladung in der Zünderhülse benachbart sind, abnimmt und dort am ge-. ringsten ist, wo die Vorladung an die Primärladung stößt.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Vorspannladung ein Teil der Sekundärzündmasse selbst verwendet wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Vorspannladung ein Explosivstoff bedeutend höherer Brisanz verwendet wird, dessen Stoßempfindlichkeit (daher Zündempfindlichkeit) zwisehen der der Primärzündmasse und der der Sekundärzündmasse liegt, wie Trimethylentrinitramin oder Nitnopentaerythrit.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen