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Verzögerungselement für Sprengschüsse Die Erfindung betrifft ein Verzögerungselement
für Sprengschüsse.
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Beim Abbau von Kalkstein und anderen Mineralien werden in den Gebirgsteil
senkrechte Löcher .einer Tiefe von 8 bis 8o m oder mehr nach bestimmtem Plan in
einer Reihe oder mehreren parallelen Reihen in Abständen von 5 bis 13 m oder mehr
gebohrt und diese mit Sprengstoffpatronen geladen. Je nach der gewünschten Abschlagslänge
des Aufbruches werden dann die Schüsse ausgelöst, wobei man nur wenige, aber auch
mehrere hundert zugleich zünden kann.
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Um die Schüsse einer Schußreihe oder mehrerer Schußreihen abzutun,
werden alle Bohrlöcher durch detonierende Zündschnüre verbunden. Bei mehreren Bohrlochreihen
werden die Zündschnurreihen auch untereinander verbunden. Bei einer größeren Zahl
von Bohrlöchern und einer entsprechend großen Gesamtsprengstoffmenge kann beim gleichzeitigen
Abtun sämtlicher Schüsse eine unerwünschte Erderschütterung auftreten, die wesentlich
gemindert wird, wenn man die Schüsse in kurzen Zeitstufen hintereinander abfeuert.
Dabei ist es zweckmäßig, die vordere Schußreihe zuerst und dann erst die zweite,
dritte usf. zu zünden.
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Zum Zünden solcher größeren Schußreihen ist vorgeschlagen worden,
in die die Bohrlöcher verbindenden Zündschnüre Verzögerungssätze einzubauen.
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Es sind Verzögerungstücke als Verbindung zwischen Sprengschnüren bekannt,
bei denen ein Verzögerungssatz beidseitig von gleichen Initialladungen abgeschlossen
war.
Um ein Durchschlagen der Detonationswelle durch den Verzögerungsteil zu vermeiden,
hat man im Verzögerungsrohr schulterartige Einschnürungen angeordnet. Jedoch waren
Versager infolge der Schwierigkeit der genauen Bemessung der Verzögerungszeiten
nicht zu vermeiden.
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Es besteht seit langem ein Bedürfnis danach, Schußreihen bei Sprengungen
mit Schnurzündung auch mit Verzögerung abfeuern zu können, wie es bei elektrischen
Zündern möglich ist. Durch die vorliegende Erfindung wird diese Möglichkeit geschaffen,
die das Abtun von mittels Schnurzündung gezündeter Schußreihen in genau bestimmbaren
Zeitstufen gestattet. Außerdem ist es nach der vorliegenden Erfindung möglich, die
Verzögerungsvorrichtungen in die Schießleitungen einzubauen, und zwar so, daß die
gewünschte Verzögerung erzielt, aber auch eine sichere Auslösung der Schüsse, selbst
bei Versagern, gewährleistet wird. Die Erfindung betrifft ferner die Schaffung von
Verzögerungselementen, die in beiden Richtungen wirksam sind, also vom einen Ende
genauso arbeiten wie vom anderen, und die in einem Schußkreis angeordnet sein können.
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Diese Aufgabe wird nach der vorliegenden Erfindung gelöst, die ein
in beiden Richtungen verwendbares, beidseitig von einem Initialsatz abgeschlossenes
Verzögerungselement für Sprengschüsse betrifft, das sich dadurch auszeichnet, daß
an ein leeres Verzögerungsröhrchen beidseitig eine an sich bekannte exothenne Ladung
in einem Innenhütchen angeordnet ist, an das sich je eine wärmeempfindliche Ladung
und ein Initialsatz anschließen.
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In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung beispielsweise
veranschaulicht.
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Die dargestellte, bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeigt zwei
Enden i, i' j e einer detonierenden Zündschnur, die in bekannter Weise einen Kern
2, 2' aus brisantem Sprengstoff in einer Hülle aus Textilgewebe, Metall od. dgl.
aufweisen. Diese Enden i, i' sind in die offenen Enden einer Mantelhülse 3 aus Messing,
Bronze od. dgl. eingeführt und werden darin durch sickenartige Verformungen ¢, q.'
der Mantelhülse 3 fest eingeklemmt. Innerhalb der Mantelhülse 3 liegt als Verzögerungselement
ein Verzögerungsröhrchen 5 in Form eines dickwandigen Bleirohres. Die beiden Enden
dieses Verzögerungsröhrchens 5 werden von je zwei gleichartigen Ladungen 6, 6' einer
exothermen Mischung begrenzt, die aus pulverförmigen Oxydations- und Reduktionsmitteln
besteht und von j e einem Innenhütchen 7, 7' eingeschlossen ist. Der Boden dieser
Innenhütchen 7, 7' ist etwa viermal so dick wie die Seitenwandung.
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An den Böden dieser Innenhütchen 7,7' liegen je eine gleichartige
wärmeempfindliche Ladung 8, 8' an, die in Metallkapseln io, io' eingeschlossen sind,
die sich mit ihren Hülsenenden über den Umriß der wärmeempfindlichen Ladungen 8,
8' und die die exotherme Mischung 6, 6' enthaltenden Innenhütchen 7,-7' erstrecken.
DieKapselnio, io'und7, 7'sind,wie bei ii, ii' zu ersehen ist, durch Sicken mit dem
Verzögerungsröhrchen 5 verbunden. Das leere, bleierne Verzögerungsröhrchen 5 und
die daran anschließenden genannten Ladungen 6, 6', 8, 8' und 9, g' füllen den Raum
zwischen den Stirnflächen der Zündschnurenden i, i' in der Mantelhülse 3 so aus,
daß die Zündschnurenden i, i' an die Beden der Kapseln io, io' anstoßen.
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Das Verzögerungssatzstück arbeitet wie folgt: Wenn die Zündschnur
i detoniert, wird der Boden der Kapsel io durchschlagen und die Initialladung 9
gezündet, von der die Detonationswelle durch die wärmeempfindliche Ladung 8, die
nur durch Hitze, nicht aber durch den Detonationsdruck gezündet wird, hindurch auf
das Innenhütchen 7 trifft. Die wärmeempfindliche Ladung 8 tritt also hier nicht
in Funktion, und sie ist an dieser Stelle nur vorgesehen, damit die Patrone von
beiden Seiten verwendbar ist.
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Durch den Detonationsstoß auf den Kapselboden 7 wird die durch Wärme
und Stoß zündbare Ladung 6 mit beträchtlichem Druck aus dem Innenhütchen 7 herausgeschleudert.
Die brennenden Teilchen der exothermen Ladung 6 fliegen durch die Bohrung des Bleiröhrchens
5 und zünden die exotherme Ladung 6', die eine solche Hitze erzeugt, daß die Wärme
durch den Kapselboden 7' die wärmeempfindliche Ladung 8' zündet. Die Zeitdauer,
welche zum Zünden der Ladung 8' benötigt wird, hängt von der Dicke des Innenhütchens
7' und der Verbrennungstemperatur der Ladungen 6 und 6' ab.
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Die wärmeempfindliche Ladung 8' ihrerseits zündet den Initialsatz
g', die den Detonationsimpuls auf die Ladung 2' der Sprengschnur i' überträgt.
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Genauso verläuft die Zündung in umgekehrter Richtung. Das gleichzeitige
Zünden der exothermen Ladungen 6 und 6' kommt also dadurch zustande, daß die Detonationswelle
des Initialsatzes 9 bzw. g' die brennenden Teilchen der exothermen Ladung 6 bzw.
6' mit sehr hoher Geschwindigkeit durch den Luftraum des Rohres 5 schleudert. Dabei
dient das Bleiröhrchen 5 zur Führung der heißen Teilchen der exothermen Ladung 6
bzw. 6' und es verhindert, daß die Detonationswelle des Initialsatzes 9 bzw. g'
direkt auf die andere Seite übertragen wird. Wenn die Zündung von der linken Seite
aus, also durch die Sprengschnur-Iadung 2, erfolgt, dient die Ladung 6 nur der mittelbaren
Übertragung der Detonationswelle des Initialsatzes.9 mittels der durch den Luftraum
auf die exotherme Ladung 6' geschleuderten brennenden Teilchen, während die Ladung
6' als Verzögerungsladung dient, und umgekehrt.
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Da das erfindungsgemäße Verzögerungssatzstück die Ladungen gleicher
Art in spiegelbildlicher Anordnung zum Verzögerungsröhrchen 5 enthält, wird der
gleiche Vorgang auch in umgekehrter Reihenfolge ausgelöst, wenn die Zündung vom
anderen Ende, also von der Zündschnur i' aus, erfolgt.
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Als Sprengstoff des Initialsatzes 9, 9' kann jeder geeignete Sprengstoff
verwendet werden, der durch eine detonierende Zündschnur gezündet wird, z. B. Bleiazid,
Knallquecksilber, Diazodinitrophenol oder andere empfindliche Sprengstoffe oder
Mischungen.
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Die exotherme Ladung 6, 6' ist gegen Stoß oder Wärme empfindlich und
wird schon infolge des durch die Detonation der Initialladung 9, g' auftretenden
Druckes gezündet. Sie besteht vorzugsweise aus einer pulverförmigen Mischung aus
festen Oxydations- und Reduktionsmitteln, die unter sehr geringer Gasentwicklung,
aber
großer Wärmeentwicklung, abbrennen. Hierfür geeignete Mischungen bestehen beispielsweise
aus Magnesium, Bariumperoxyd und Selen oder Mischungen aus Wismut, Selen und Kaliumchlorat.
Als besonders geeignet hat sich z. B. eine Mischung aus 3o Teilen Magnesium, 35
Teilen Bariumperoxyd und 35 Teilen Selen erwiesen. Ebenso eignet sich ein Gemisch
aus q.o Teilen Wismut, q.o Teilen Selen und 2o Teilen Kaliumchlorat. Alle Teile,
auch in den Beispielen, sind Gewichtsteile.
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Die wärmeempfindliche Ladung 8 bzw. 8' besteht aus einem bei höheren
Temperaturen leicht zündbaren Gemisch, z. B. aus q.o Teilen Wismut, q.o Teilen Selen
und 2o Teilen Kaliumchlorat, oder einem Gemisch aus 5o Teilen Aluminium, 25 Teilen
Tetrazen und 25 Teilen Mannithexanitrat, sowie Knallquecksilber, Diazodinitrophenol
oder anderen Verbindungen oder Mischungen von niederer Entzündungstemperatur. Wärmeempfindliche
Mischungen von hoher Verbrennungsgeschwindigkeit ergeben kurzeVerzögerungszeiten,
während diejenigen mit langsamerer Verbrennungsgeschwindigkeit längere Verzögerungszeiten
verursachen.
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Die wärmeempfindliche Mischung kann auch, anstatt als besondere Ladung
eingebracht zu werden, mit der Sprengladung gemischt werden.
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Das Verzögerungsrohr 5 kann aus Blei bestehen, das sich besonders
gut eignet. Es kann aber auch aus anderen festen, verhältnismäßig schwer brennbaren
Werkstoffen, z. B. anderen Metallen, wie Bronze oder Aluminium, oder aus synthetischen
hochmolekularen Stoffen, wie Superpolyamiden, bestehen. Auch die Kapseln 7 und io
kömen aus jedem geeigneten Werkstoff bestehen, wie einer Kupfer-Zink-Bronze finit
95 bis 97 °% Kupfer, die sich besonders für das Pressen der Kapseln eignet. Dabei
ist das Verhältnis der Stärke des Mantels zu der des Bodens wichtig. So soll der
Boden der Innenhütchen 7, 7' etwa viermal so dick sein wie der zylindrische Mantel.
Bei einer Dicke von o,68 mm des Bodens soll der zylindrische Mantel der Innenhütchen
7, 7' etwa 0,i78 mm stark sein. Man kann auch dickere oder dünnere Kapseln benutzen,
jedoch soll der Boden so stark sein, daß er bei der Detonation der Sprengladung
nicht durchschlagen wird. Andererseits soll er nachgiebig genug sein, daß der Detonationsdruck
durch das Innere des Verzögerungsrohres fortgepflanzt wird.
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Die Teile des Verzögerungsröhrchens sollen in der Mantelhülse 3 durch
Verformung, z. B. Sicken, festgelegt sein, um ein einwandfreies Funktionieren zu
gewährleisten. ' Beispiel I Ein Verzögerungselement ist mit je 0,259 g Bleiazid
als Sprengladung 9, g', je 0,o65 g eines Gemisches aus 5o Teilen Aluminium, 25 Teilen
Tetrazen und 25 Teilen Ma nnithexanitrat als wärmeempfindliche Ladung 8, 8', je
0,097 g eines Gemisches aus 3o Teilen Magnesium, 35 Teilen Bariumperoxyd
und 35 Teilen Selen als exotherme Mischung 6, 6' in geschlossenen Bronzehütchen
7, 7', deren Boden o,685 mm dick ist, gefüllt. Das bleierne Verzögerungsröhrchen
5 ist 25,4 mm lang und hat eine Bohrung von 1,85 mm lichtem Durchmesser. Die Verzögerungszeit
beträgt 17 Millisekunden Beispiel 2 Ein anderes Verzögerungselement ist beschickt
mit folgenden Ladungen: je o,a5g g Bleiazid als Sprengladung, je 0,o65 g Tetrazen
als wärmeempfindliche Ladung, je 0,032 g Mischung aus 3o Teilen Magnesium,
35 Teilen Bariumperoxyd und 35 Teilen Selen als exotherme Mischung. .
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Die einseitig geschlossenen Innenhütchen 7, 7' aus Bronze haben einen
Boden von o,685 mm Stärke und ein bleiernes Verzögerungsrohr 5 von 25,4 mm Länge
mit einer Bohrung von 2,o8 mm lichter Weite. Die Verzögerung beträgt 3 Millisekunden.
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Außer der dargestellten Ausführungsform lassen sich die erfindungsgemäßen
Verzögerungselemente in ihrer Bauweise und ihren Mischungen weitgehend abändern,
ohne daß vom allgemeinen Erfindungsgedanken abgewichen wird. Das neue Verzögerungselement
kann für alle möglichen Arten von Sprengungen und Sprengstoffe verwendet werden,
sofern sie sich durch detonierende Zündschnüre zünden lassen. Als Sprengstoffe eignen
sich insbesondere die brisanten Sprengmittel, wie Dynamit, Sprenggelatine, Ammonsalpeter-Dynamite,
von flüssigen Sprengstoffen freie Ammonsalpetersprengstoffe u. dgl.