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Vorrichtung zur Verbindung und zur Zündungsübertragung zwischen Zündschnüren
Die Erfindung bezieht sich auf ein Mittel zur Entzündung einer Zündschnur; wie sie
bei Sprengungen, Feuerwerken usw. gebraucht wird, speziell auf eine (mechanische)
Verbindung, um die Flamme von einer Zündschnur des schnell brennenden Typs, wie
Initialzündschnur oder Knallzündschnur, auf eine Zündschnur des langsam brennenden
Typs, wie z. B. Sicherheitszündschnur, zu übertragen.
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Eine Sicherheitszündschnur des Typs, wie sie beispielsweise in der
USA.-Patentschrift 1907863 beschrieben ist, wurde viele Jahre lang bei industriellen
Sprengungen zu dem Zwecke benutzt, um die Entzündung kontinuierlich und gleichförmig
an eine Sprengkapsel oder -ladung heranzubringen. Sie ist besonders geeignet für
die Verwendung bei der Entzündung einer Gruppe von- Sprengladungen, wo eine Anzahl
von Sprenglöchern durch schnell brennende Zündschnur in der Weise verbunden ist,
daB die einzelnen Löcher in bestimmter Reihenfolge in bestimmten Zeitintervallen
zur Entzündung gebracht werden. Früher war es hierbei üblich, die einzelnen Sicherheitszündschnüre
in ihrer Länge entsprechend dem Zeitunterschied, der zwischen der Entzündung der
einzelnen Sprenglöcher liegen sollte, zu bemessen und dann die einzelnen Zündschnüre
zu entzünden. Jetzt ist es üblich geworden, in Verbindung mit der Sicherheitszündschnur
eine schneller brennende Zündschnur geringeren Durchmessers, 'wie sie in der USA.-Patentschrift
2239051 beschrieben ist, zu benutzen. In diesem Falle wird die schnell brennende
Zündschnur dafür benutzt, um gleiche Längen von Sicherheitszündschnur in der Weise
zu verbinden, daB die Sicherheitszündschnüre in der gewünschten Reihenfolge entzündet
werden. Da diese alle die gleiche
Länge haben, dient die Brenndauer
der schnell brennenden Zündschnur zwischen den Anschlüssen sowohl zur Bemessung
der Intervalle zwischen den Explosionen aufeinanderfolgender Sprenglöcher als auch
zur Festlegung der gewünschten Zündfolge. Eine typische Anordnung dieser Art ist
in der USA.-Patentschrift 2 239 123 beschrieben. Die Sicherheitszündschnur
unterscheidet sich von schnell brennender Zündschnur hauptsächlich dadurch, daß
sie verhältnismäßig langsam, nämlich ioo bis 130 sec/m, brennt. Der Verbrennungsprozeß
findet dabei innerhalb der Zündschnurumhüllung statt, bis er das Ende der Zündschnur
erreicht und dort als charakteristische Stichflamme sichtbar wird. Schnell brennende
Zündschnur vom Typ Initialzündschnur brennt relativ rasch, nämlich 16 bis 82 sec/m,
und ist durch eine Außenflamme und/oder radial von der Schnur wegsprühende Funken
gekennzeichnet. Schnell brennende Zündschnur voni Typ. Knallzündschnur, die der
vorher genannten ähnelt, brennt mit einer Geschwindigkeit; die zwischen Bruchteilen
einer Sekunde und etwa io Sekunden pro Meter liegt.
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Entsprechend dem Unterschied in den Brenneigenschaften der beiden
Zündschnüre ist es außerordentlich schwierig, die zwei Typen von Zündschnüren so
zu verbinden, daß die Zündung der Sicherheitszündschnur durch die schnell brennende
bei sämtlichen -Betriebsbedingungen mit Sicherheit erfolgt. Das schwierigste Problem
jedoch sind Zündungsstörungen, die auf Absorption von Feuchtigkeit an der Verbindungsstelle
beider Zündschnüre zurückzuführen sind, wo notgedrungen das brennbare Innere der
Sicherheitszündschnur an die Oberfläche tritt. Verbindungen, die auf dem Erdboden
in der Nähe von Bohrlöchern liegen, sind sehr oft extremen Bedingungen bezüglich
Feuchtigkeit ausgesetzt, wie sie gewöhnlich in der Gegend von Sprengungen herrschen.
Der Fachmann wird zugeben, daß Sicherheitszündschnüre in Gegenwart von Feuchtigkeit
schwer zu entzünden sind und daß Mittel zum Schutze des exponierten Endes wünschenswert
sind.
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Die Aufgabe, die die erfindungsgemäße Verbindung lösen soll, besteht
also darin, die schnell brennende Zündschnur in starrem Kontakt mit der Sicherheitszündschnur
zu halten, und zwar so, daß eine Entzündung der letzteren mit Sicherheit unter allen
Feuchtigkeitsbedingungen erfolgt.
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Verschiedene Einrichtungen, um diesen Zweck zu erreichen, sind bekannt,
aber keine hat vollständig befriedigt. Eine Methode, Zündschnüre zu verbinden, ist
in der USA.-Patentschrift 1856 419 beschrieben. Es ist hier ein relativ langsam
brennender Docht mit einer Zündschnur verbunden mittels einer zylindrischen Klammer,
die einen intensiv brennenden Zündstoff enthält. Ein schwerwiegender Nachteil dieser
Art von Verbindungen ist ihr geringer Widerstand gegen die' Einwirkung der Feuchtigkeit,
was sich zwangsläufig aus der Beschaffenheit der Verbindung ergibt (großer Luftbedarf
der Zündstoffsubstanz). Ein weiterer schwerwiegender Nachteil ist die Art der Befestigung
der Verbindung an den Enden der Zündschnur und des Dochtes, die nur durch den Druck
der Klammer gesichert ist. Da die Klammer und die Zündschnur gleichachsig zusammengefügt
sind, ist es einleuchtend, daß sich entweder die Zündschnur oder der Docht unter
den derzeitigen harten Betriebsbedingungen leicht lösen können.
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Eine andere, heute übliche Methode besteht darin, das Ende der Sicherheitszündschnur
durch Einschneiden eines Längsschlitzes von etwa 25 mm Länge aufzuspalten und die
schnell brennende Zündschnur in den Schlitz einzuziehen. Die beiden Hälften der
geschlitzten Sicherheitszündschnur werden dann verbunden, entweder durch Umwickeln
mit einem weichen, dünnen Draht oder durch Bilden einer Schlinge aus der schnell
brennenden Zündschnur. Auf diese Weise werden die gespaltenen Enden der Sicherheitszündschnur
zusammengehalten und die schnell brennende Zündschnur in Berührung mit dem Kern
der Sicherheitszündschnur gehalten. Dieses Verfahren ist sehr zeitraubend und hat
den schwerwiegenden Nachteil, daß eine geringe Menge von Feuchtigkeit in dem geschlitzten
Ende die Entzündung der Sicherheitszündschnur verhindern kann. Eine weitere Vorrichtung
ist eine T-förmige Verbindung, die in der USA.-Patentschrift 1991856
beschrieben ist. Die Verbindung besteht aus einer zylindrischen Hülse, die an ihrem
geschlossenen Ende eine detonierende Verstärkerladung enthält. Am offenen Ende wird
eine der zu verbindenden Zündschnüre eingeführt. Die andere liegt am geschlossenen
Ende der Verbindung unter einem Winkel von 9o° an und ist dort mittels einer Metallklammer
befestigt. Eine solche Anordnung ist für die Zwecke der gestellten Aufgabe nicht
brauchbar, da die. Entzündung der Sicherheitszündschnur nur durch Übertragung der
Explosionswärme erfolgt.
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Eine der Aufgaben der Erfindung besteht darin, eine geeignete, wasserdichte
Verbindung zwischen den Enden einer Sicherheitszündschnur und einer schnell brennenden
Zündschnur zu schaffen.
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Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine solche Zündschnurverbindung
zu schaffen, daß die Entzündung einer Sicherheitszündschnur durch eine gezündete,
schnell brennende Zündschnur unter allen Betriebsbedingungen erfolgt.
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Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein Verbindungsstück zu
schaffen, an dem schnell brennende Zündschnüre an Ort und Stelle rasch befestigt
werden können, das aber gleichzeitig fest genug ist, um den Detonationswirkungen
der benachbarten Explosionsladungen zu widerstehen.
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Die Aufgaben der Erfindung werden gelöst durch Verwendung einer Verbindung,
die aus einem zylindrischen Rohr von der ungefähren Größe einer normalen Sprengpatrone
besteht und eine geringe Menge einer Zündsubstanz entweder in der Form eines Pfropfens
oder einer gepreßten Ladung enthält. Das eine Ende der Verbindung ist offen und
nimmt ein Stück der Sicherheitszündschnur auf, an dem entgegengesetzten Ende ist
ein Schlitz angebracht, um die schnell brennende Zündschnur einzuziehen.
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Die einzelnen Teile der erfindungsgemäßen Verbindung gehen aus den
Zeichnungen hervor.
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Fig. i ist ein Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Verbindung
und zeigt die Sicherheitszündschnur
und die schnell brennende Zündschnur
in ihrer gegenseitigen Betriebsstellung; Fig. 2 ist ein Längsschnitt gemäß der Linie
2-2 der Fig. 3 und zeigt, wie die schnell brennende Zündschnur durch die flachgedrückten
Enden des geschlitzten Rohres in ihrer Lage gehalten wird; Fig. 3 ist eine perspektivische
Darstellung der Verbindung gemäß den Fig. i und 2; Fig. 4 ist ein Schnitt durch
eine andere Ausführungsform der Verbindung und zeigt eine abgewandelte Befestigung
der schnell brennenden Zündschnur in der Verbindung; Fig. 5 ist ein Längsschnitt
gemäß der Linie 5-5 der Fig. 6 und zeigt, wie die schnell brennende Zündschnur durch
den Druck des angebogeneri Endlappens festgehalten wird; Fig.6 ist eine perspektivische
Darstellung der in den Fig. 4 und 5 gezeichneten Verbindung. -Die eine Verwirklichung
des Erfindungsgedankens, wie sie in Fig. i dargestellt ist, besteht aus einem zylindrischen
Rohr 3, das an einem Ende geschlitzt ist, um die schnell brennende Zündschnur 5
zwischen den Zinken 6 des Schlitzes aufzunehmen. Das entgegengesetzte Ende des Rohres
3 ist für die Aufnahme der Sicherheitszündschnur i ausgebildet. Die Einführung derselben
geschieht infolge der gewellten Ausführung 2 des Rohrendes wasserdicht. Ein Pfropfen
aus relativ feuchtigkeitsundurchlässiger Zündsubstanz 4 befindet sich in dem Rohr
3 und dient zur Übertragung der Zündung von der schnell brennenden Zündschnur 5
auf die Sicherheitszündschnur i.
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Fig. 2 erläutert die Lage der schnell brennenden Zündschnur 5, die
fest in direkter Berührung mit dem Zündpfropfen 4 durch den Druck der Zinken 6 gehalten
wird, nachdem die Zinken um die Zündschnur 5 zusammengedrückt worden sind.
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Fig. 3 gibt eine Gesamtansicht der Verbindung der zugehörigen Sicherheitszündschnur
i und der schnell brennenden Zündschnur 5, die von den Zinken 6 gehalten wird. Eine
andere, besonders zweckmäßige Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verbindung,
die in Fig. 4 dargestellt ist, besteht aus einem zylindrischen Rohr 3, das an einem
Ende eine gepreßte Grundzündladung 7 und eine gepreßte Aufsatzzündladung 4 enthält.
Die in das andere Ende der Verbindung eingeführte Sicherheitszündschnur i liegt
an der Aufsatzladung 4 an und wird in ihrer Lage durch die wasserdichte Wellung
2. gehalten. Die schnell bri4inende Zündschnur 5 ist an der Verbindung mittels eines
Querschlitzes befestigt, der in das Ende der Verbindung mit der Grundladung 7 geschnitten
ist. Sie wird durch Einwärtsbiegen des Lappens 8 in ihrer Lage gehalten, wie aus
Fig. 5 hervorgeht. Man wird erkennen, daß eine sichere Entzündung der Grundladung
7 durch die schnell brennende Zündschnur 5 infolge der Anordnung des Schlitzes am
äußersten Ende des Rohres 3 gewährleistet ist. Auf diese Weise bleibt nämlich ein
Teil der Grundladung 7 in Berührung mit dem Lappen 8 der Verbindung, so daß die
schnell brennende Zündschnur 5 vollständig von der Grundladung 7 umgeben ist.
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Wasserdichtheit der Verbindung wird in erster Linie durch Auswahl
eines wasserundurchlässigen Materials, wie z. B. eines Metalls oder einer Metallegierung,
für das Rohr 3 erreicht. Es wurde festgestellt, daß' die Wellung an dem einen Ende
der erfindungsgemäßen Verbindung leicht mit den dazu geeigneten Werkzeugen angebracht
werden kann. Weiterhin wurde festgestellt, daß bei Anbringung einer wasserdichten
Wellung auf eine weitere Abdichtung des betreffenden Endes der Verbindung mit einem
Dichtungsmittel verzichtet werden kann. Das Problem, das offene, geschlitzte Ende
der Verbindung wasserdicht zu machen, wird erreicht durch den Zusatz einer wasserunlöslichen
Substanz zu der Grundzündladung 7, die durch Zusammenpressen zu einer plastischen
porenfreien Masse dadurch weitgehend wasserundurchlässig wird.
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Die Zündladungen der erfindungsgemäßen Verbindung sind hitzeempfindliche
Gemische, die beim Brennen heiße Funken geben, welche die Entzündung der Sicherheitszündschnur
gewährleisten. Dieses wird erreicht entweder durch eine einzige Ladung 4, der die
Form eines Pfropfens, wie in Fig. i dargestellt, gegeben wird, oder durch zwei oder
mehr getrennte Ladungen, die zu festen, porenfreien Gebilden aus plastischem Material,
wie aus Fig.4 ersichtlich, gepreßt sind. Dabei wirkt die untere oder Grundladung
7, die in Berührung mit der Initialzündschnur 5 steht, gleichzeitig als Feuchtigkeitsdichtung
und als Zündmittel für die Aufsatzladung 4, die aus einer heiß und schnell brennenden
Zündmischung besteht, Flammen und/oder Funken aussendet und für die Entzündung des
Brennkerns der Sicherheitszündschnur i geeignet ist. Die Verwendung einer einzelnen
pfropfenförmigen Ladung in der in Fig. i dargestellten Ausführungsform der Verbindung
dient nur zur Erläuterung. Selbstverständlich können auch die in Fig. 4 dargestellten
Doppelladungen in der Verbindung nach Fig. i Anwendung finden.
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Aus dem Vorstehenden geht hervor, daß die Grundladung gewissen Voraussetzungen
genügen muß, damit sie ihre doppelte Funktion in der erfindungsgemäßen Verbindung
erfüllt. So muß z. B. die Substanz, aus der die Grundladung besteht, so weit kompressibel
sein, daß bereits eine dünne Schicht davon zwar wasserundurchlässig, gleichzeitig
aber unter allen Betriebsbedingungen durch Initial- oder Knallzündschnur leicht
entzündbar ist. Weiterhin muß die einmal zur Entzündung gebrachte Ladung so schnell
brennen, daß die Entzündung der Sicherheitszündschnur durch die Aufsatzladung, die
im wesentlichen aus einer detonierenden Substanz besteht, erfolgt, bevor die wasserabdichtenden
Substanzen der Sicherheitszündschnur infolge der Wärmeleitung durch die Wandung
der Verbindung zum Schmelzen gebracht werden, in die Aufsatzladung eindringen und
diese so weit inaktivieren, daß die Entzündung der Sicherheitszündschnur ausbleibt;
Es wurde festgestellt, daß die in der Erfindung verwendete Grundladung am zweckmäßigsten
folgende Zusammensetzung hat: gewöhnliche, fein zerkleinerte Nitrocellulose, ein
weitgehend wasserunlösliches Oxydationsmittel, wie Bleidioxyd (Pb0z), und ein leicht
entzündlicher, weitgehend wasserunlöslicher Brennstoff, wie Antimonsulfid (SbZ S3).
Bei
der Verwendung dieser Materialien als Komponenten der Grundladung werden zweckmäßigerweise
nachstehende Prozentsätze eingehalten Nitrocellulose . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . 8o bis 95 0/0 Bleidioxyd (Pb 02) . . . . . . . . . . . . . . .
5 bis ig 0/0 Antimonsulfid (Sb, S3) . . . . . . . . . . . z bis 70,
Dem Fachmann
wird es ohne weiteres verständlich sein, daß die Komponenten des obengenannten Gemisches
auch durch andere Substanzen ersetzt werden können, z. B. durch beliebige schnell
brennende und wasserunlösliche organische Stoffe. So kann beispielsweise die Nitrocellulose
ersetzt werden durch nitrierte Kohlenwasserstoffe, wie Trinitrotoluol, Tetryl usw.
Entsprechend können an die Stelle des Bleidiöxydes andere Materialien treten, wie
Bariumchromat (BaCr04) oder Mennige (Pb304). Ebenso kann man als offensichtliches
Äquivalent für das Antimonsulfid ein anderes Material, wie Calciumsilicid (CaSi2),
verwenden.
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Bei der Entwicklung einer geeigneten Zusammensetzung für die die Sicherheitszündschnur
entzündende Aufsatzladung wurden die besten Ergebnisse mit folgender Mischung erzielt:
Nitrocellulose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 bis 15 0/0 Bleidioxyd . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7o bis go 0/0 Silicium-Metall-Pulver . . .
. . . . . . . . 5 bis 15 0/0 Bei der Herstellung der vorgenannten Materialien zur
Verwendung als Grund- und Aufsatzladung der erfindungsgemäßen Verbindung wurde festgestellt,
daß es zweckmäßig ist, alle Komponenten vor dem Mischen fein zu mahlen, und zwar
so, daß sie durch ein zoo-Maschen-Sieb oder ein noch feineres Sieb hindurchgehen.
Im Falle der Nitrocellulose ist jede Standardqualität, wie z. B. Dynamit und Schießbaumwolle,
geeignet. Es wurde auch festgestellt, daß eine billige Qualität von rauchlosem Pulver,
die unter der Bezeichnung Pyro-Powder bekannt ist und eine gelatinierte Form von
Nitrocellulose als Hauptbestandteil enthält, in den obigen Mischungen Verwendung
finden kann. Auf alle Fälle sollte die für den vorliegenden Zweck brauchbare Nitröcellulose
eine Feinheit von nicht mehr als 140 cm' haben, wie sie durch den üblichen Sedimentationstest
bestimmt ist, nämlich das Volumen, das von 250 cms wäßrigen Schlammes von
zo g trockener Nitrocellulose nach einer Absitzzeit von = Stunde eingenommen wird.
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Die nachstehenden Beispiele erläutern die Zusammensetzung besonders
geeigneter Ladungen. Beispiel r Grundladung Nitrocellulose . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . 87,5% Bleidioxyd . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . 8,504
Antimonsulfid ............... : ....... 4 0/0 Beispiel
2 Aufsatzladung Nitrocellulose ....................... 8 0/0
Bleidioxyd .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82,80/,
Silicium . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9,20/0 Versuchsausführungen der
erfindungsgemäßen Verbindung, die Ladungen mit der Zusammensetzung gemäß den obigen
Beispielen enthielten, wurden durch eine schnell brennende Zündschnur sofort zur
Entzündung gebracht, nachdem sie für die Dauer von 6o Minuten oder mehr in kaltem
Wasser gelegen hatten.
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Bei der Montage der besonders geeigneten Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Verbindung wird in das Rohr 3 (Fig. 4) die Substanz der Grundladung 7 eingeführt,
dann die Aufsatzladung 4 eingebracht und endlich beide Ladungen mit einer Belastung
von 27o bis goo kg unter Verwendung eines Preßstempels mit flachem Ende zusammengepreßt.
Daraufhin wird in die Verbindung ein Querschlitz von der Breite der einzusetzenden
Initialzündschnur 5 gesägt oder gefräst, und zwar unmittelbar am Boden 8 der Verbindung,
wie in Fig.4 dargestellt ist. Es ist ein wesentliches Merkmal der Erfindung, daß
dieser Schlitz mit einem solchen Werkzeug angebracht wird, daß der Grund des Schlitzes
eine Abrundung entsprechend dem Durchmesser der verwendeten Initialzündschnur erhält.
Die Verbindung ist dann fertig zum Gebrauch.
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Bei der Verwendung des Erfindungsgegenstandes bei Sprengungen wird
eine entsprechende Länge einer nach Möglichkeit senkrecht abgeschnittenen Sicherheitszündschnur
in das Rohr 3 eingeführt und in dieser Lage durch Anbringung der Wellungen 2, die
das Eindringen von Wasser verhindern, festgehalten. Diesel Arbeitsgang wird zweckmäßig
vor dem Transport der Sicherheitszündschnur zum Arbeitsplatz vorgenommen, da hierdurch
die Enden der Zündschnur gegen Beschädigung durch Feuchtigkeit geschützt sind. Die
Entzündung der Explosivladungen in den einzelnen Bohrlöchern wird dann in der üblichen
Weise mittels Sicherheitszündschnur durchgeführt. Hierbei wird jedoch nicht jede
einzelne Sicherheitszündschnur in ihrer Länge abgemessen und dann entzündet, es
wird vielmehr- eine schnell brennende Zündschnur zwischen den einzelnen Sicherheitszündschnurenden
gespannt und durch Einschieben in die Schlitze der Verbindungen mit diesen Enden
verbunden. Die . schnell brennende Zündschnur wird dann an einem Punkt entzündet
und überträgt die Zündung zu den einzelnen Verbindungen, welche ihrerseits zünden
und die Flamme auf die an ihnen befestigten Sicherheitszündschnurenden übertragen.
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Das Rohr 3 der erfindungsgemäßen Verbindung besteht zweckmäßig aus
Metall, wie Messing oder Aluminium, oder irgendeinem wasserundurchlässigen Material,
welches einerseits genügend verformbar ist, um mit normalem Werkzeug die Wellungen
2 anzubringen, andererseits aber steif genug, um die ihm verliehene Form beizubehalten.
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In der in den Fig. 4 bis 6 dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Verbindung bildet der Schlitz für die schnell brennende Zündschnur ungefähr einen
Winkel von go° mit der Längsachse der Verbindung. Es ist selbstverständlich, daß
dieser Schlitz unter einem beliebigen, zwischen o und 18o° liegenden Winkel verlaufen
kann und daß eine derartige Änderung nicht über den Rahmen der Erfindung hinausgeht.
Obgleich
die erfindungsgemäße Verbindung für industrielle Sprengungen, bei denen Sicherheitszündschnur
Verwendung findet, besonders geeignet ist, sind noch viele andere Verwendungszwecke
denkbar, so z. B. die Entzündung von Feuerwerkskörpern, bei denen oft Sicherheitszündschnur
in Verbindung mit Initial- oder Knallzündschnur Anwendung findet.
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Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Verbindung für Zündschnüre liegt
darin, daß sie die absolut sichere Zündung der Sicherheitszündschnur durch die schnell
brennende Zündschnur unter allen Feuchtigkeitsbedingungen, die auf Sprengstellen
auftreten können, gewährleistet.
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Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Zündschnurverbindung ist
die Anwendung eines solchen Mittels zur Befestigung der Initial- oder Knallzündschnur
in der Weise, daß dieser Arbeitsgang an Ort und Stelle schnell durchgeführt werden
kann. Gleichzeitig ist dieses Befestigungsmittel genügend stabil, um ein Herausgl-eiten
der schnell brennenden Zündschnur aus der Verbindung bei der Handhabung oder infolge
der Sprengwirkung benachbarter Explosivladungen zu verhindern.
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Es wird darauf hingewiesen, daß die vorliegende Erfindung nicht auf
die einzelnen hier offenbarten Ausführungsformen beschränkt ist und daß weitgehende
Abänderungen derselben möglich sind, ohne über den Rahmen des Erfindungsgedankens
hinauszugehen.