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Publication number: DEI0007050MA
Authority: DE

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Tag der Anmeldung: 21. März 1953 Bekanntgemacht am 3. November 1955

DEUTSCHES PATENTAMT

PA TENTANMELD UNG

KLASSE 78e GRUPPE 6 I7050IVb/78e

Cecil Robert Lovett Hall, Saltcoats, und Idwal Owen Lewis, Ardrossan, Ayrshire (Großbritannien)

sind als Erfinder genannt worden

Imperial Chemical Industries Limited, London

Vertreter: Dipl.-Ing. A. Bohr, München 5, Dr.-Ing. H. Fincke, Berlin-Lichterfelde West, und Dipl.-Ing. H. Bohr, München 5, Patentanwälte

Blaslochfreie elektrische Sprengkapsel mit kurzer Verzögerung

Die Priorität der Anmeldung in Großbritannien vom 21. April 1954 ist in Anspruch genommen

Die Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen an elektrischen Verzögerungszündern, und zwar insbesondere auf blaslochfreie, eine kurze Verzögerung aufweisende elektrische Sprengkapseln.

Bisher bestanden die Verzögerungselemente bei blaslochfreien, eine kurze Verzögerung aufweisenden elektrischen Sprengkapseln aus einem festen Metallrohr, in das eine pulverförmige Verzögerungsmasse eingebracht wurde, die beim Verbrauch nur wenig oder gar keine Gase oder Dämpfe entwickelte, und zwar wurde diese Masse portionsweise derart in das Rohr eingebracht, daß jede einzelne Portion in das Rohr eingepreßt wurde, bevor die nächste Portion eingebracht wurde. Bei dieser Art von Verzögerungselementen wird die portionsweise Ladung für wesent- lieh angesehen, um der Masse die erforderliche mechanische Festigkeit zu geben und um zu erreichen, daß die Packung über die ganze Länge der Säule eine

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gleichmäßige Dichte besitzt, so daß ein festes Rohr von einer bestimmten lunge, das mit der gleichen Masse beschickt worden ist, immer die gleiche Verzögerungspcriode besitzt. Das so mit der gasfrei abbrennenden Verzögerimgsmasse ausgestattete Rohr wird dann in dem rohrförmigen Behälter der Sprengkapsel eingebracht, in der es fest sitzen muß, so daß kein ringförmiger Spalt CHtSt(¹IIt, durch den die Flamme von der Zündladung in die Initiatorladung

ίο übertreten kann, und die Masse sich nicht bewegen kann. Ks wurden auch schon blaslochfreie, eine kurze Verzögerung aufweisende elektrische Sprengkapseln vorgeschlagen, bei denen das Verzögerungselement dadurch hergestellt wird, daß ein Bleirohr mit einer Verzögennigsmasse, beispielsweise mit einer Mischung von Silicium und Mennige gefüllt wird, worauf das Rohr zu dem gewünschten Durchmesser ausgewalzt oder ausgehaucht wird, um einen guten Sitz in dem blasloehfreieii Behälter zu erreichen, worauf die er-

ao forderliche Länge abgeschnitten wird. Diese beiden Arten von blasloehfreieii, eine kurze Verzögerung aufweisenden elektrischen Sprengkapseln haben jedoch, wenn sie kurze Verzögerungsintervalle, beispielsweise in der Gröüeiiordnung von 25 oder 50tau.sendsr.el

as Sekunden ergeben sollen, die Tendenz, daß sie eine entflammbare Gasmischimg, beispielsweise eine Mischung von o/¹/,, Methan mit Luft, entzünden, wenn sie darin frei hängend gezündet werden.

Zweck der Erfindung ist nunmehr, blaslochfreie, eine kurze Verzögerung aufweisende elektrische Sprengkapseln zu schaffen, welche Verzögerungsintervalle von aufeinanderfolgenden Verzögerungszahleii, beispielsweise der Größenordnung von 25 oder 5otauseiidstel Sekunden, aufweisen, und die, wenn der blaslochfreie liehälter zum mindesten im wesentlichen aus Kupfer bestellt, den Vorteil besitzen, daU einzelne derartige Sprengkapseln der üblichen Serien, wenn sie frei hängend in einer entflammbaren Gasmischuiig, beispielsweise einer solchen aus 9% Methan enthaltender Luft, gezündet werden, keine oder nur eine geringe Neigung zur Entzündung der Gasinischimg zeigen. Darüber hinaus sind derartige blaslochfreie elektrische Sprengkapseln, wenn sie einen aus Aluminium, Kupfer oder Kupferlegierungen geformten Behälter besitzen, billiger herzustellen, als es bisher möglich war.

ICs wurde erkannt, daß es billiger wäre, wenn man blaslochfreie, eine kurze Verzögerung aufweisende elektrische Sprengkapseln herstellen könnte, die eine eine kurze Verzögerung herbeiführende Masse in einem Bleirohr von wesentlich verringerter Stärke enthalten, und daß die verringerte Stärke des Bleimantels außerdem zu einer Verringerung der Zündfähigkeit für Schlagwetter führen würde, wenn der nicht durchbohrte Behälter zum mindesten im wesentlichen aus Kupfer besteht.

ICs wurde gefunden, daß blaslochfreie, eine kurze Verzögerung aufweisende elektrische Zündkapseln, welche für das Schießen mit kurzer Verzögerung ge-

Go eignet sind, wesentlich wirtschaftlicher hergestellt werden können als die bisher bekannten, indem als Verzögerungssatz eine gewisse Länge eines Zünders verwendet wird, die aus einer Verzögerungszündmasse besteht, welche in einem Bleimantel von solcher Stärke eingeschlossen ist, daß der Mantel praktisch mit der gleichen Geschwindigkeit verbraucht wird oder schmilzt, wie die Flammcnfront längs des Vcrzögerungssatzes bei der Reaktion der Verzögerungsmasse fortschreitet, wobei der Bleimantel mit einer Umhüllung von solcher Stärke versehen wird, daß die Gesamtstärke des Verzögerungssatzes praktisch gleich dem Innendurchmesser des nicht durchbohrten Behälters ist. Es wurde weiterhin gefunden, daß derartige blaslochfreie, eine kurze Verzögerung aufweisende elektrische Sprengkapseln den Vorteil haben, daß sie keine Zündung entflammbarer Gasmischungen, beispielsweise einer 9 Volumprozent Methan enthaltenden Luftmischung, auslösen, wenn die Sprengkapseln frei aufgehängt gezündet werden und der Behälter aus Kupfer oder einer Kupferlegierung besteht.

Nach der Erfindung besteht die blaslochfreie, eine kurze Verzögerung aufweisende elektrische Sprengkapsel aus einer elektrisch zu entzündenden Zündladung, einer Initiatorladung und einem zwischen diesen angeordneten Verzögerungssatz mit kurzer Verzögerung, die in einem nicht durchbohrten Behälter untergebracht sind, und ist dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel des Verzögerungssatzes aus Blei besteht und eine solche Wandstärke besitzt, daß er mit praktisch der gleichen Geschwindigkeit verbraucht wird oder schmilzt, mit der die Flammenfront längs des Verzögerungssatzes bei der Umsetzung der Verzögerungsmasse fortschreitet, und daß der Mantel mit einer Umhüllung von solcher Stärke vcrsehen ist, daß der Raum zwischen Mantel und Be- ' halter ausgefüllt ist.

Vorzugsweise besteht der Behälter im wesentlichen aus Kupfer oder einer kupferreichen Kupferlegierung.

Vorzugsweise wird ein Belag angewandt, der für die geringe, sich der Umsetzung der sogenannten gasfrei abbrennenden Verzögerungsmasse entwickelnde Gasmenge durchlässig ist und bei der Detonation der Sprengkapseln leicht zerbröckelt. Die Hülle kann beispielsweise aus Papier oder Textilien bestehen, die gewünschtenfalls mit einem Belag aus einem thermoplastischen Harz versehen sein können.

Der Kern des Verzögerungssatzes kann aus einer üblichen schnell abbrennenden, kein Gas oder Dampf liefernden Zündsatzzusammensetzung bestehen, beispielsweise einer Mischung aus Silicium und Mennige in einer Menge von 5 bis 35 Gewichtsprozent Silicium und 95 bis 65 Gewichtsprozent Mennige.

Die sogenannten gasfrei abbrennenden Verzögerungsmassen erzeugen bei der Umsetzung etwas Gas, und wenn sich die Masse in der üblichen Weise in einem verhältnismäßig starkwandigen Bleimantel befindet, der nicht schmilzt oder verbraucht wird, bis eine gewisse Zeit verstrichen ist, nachdem die Flammenfront vorbeigerückt ist, genügt der von den gasförmigen Reaktionsprodukten entwickelte Druck, um die heiße nach der Reaktion verbleibende Schlacke gewaltsam auszustoßen, sobald der blaslochfreie Behälter zerbirst. Bei dem blaslochfreicn, eine kurze Verzögerung aufweisenden elektrischen Sprengkapseln nach der Erfindung wird jegliche Tendenz, daß diese

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heißen Schlackenteilchen ausgestoßen werden, im wesentlichen verhindert.

Der Bleimantel besitzt vorzugsweise eine Stärke, die geringer ist als der Durchmesser des Kernes des Verzögerungssatzes. So kann beispielsweise der Kern einen Durchmesser von 1,27 mm besitzen, und der Bleimantel kann 0,38 mm stark sein, während bei den üblichen Verzögerungssätzen der äußere Durchmesser des Bleimantels etwa 6 mm und der Durchmesser des Kernes 2,5 mm betragen kann.

Der in den erfindungsgemäßen Sprengkapseln zu verwendende Verzögerungssatz kann in der für Zünder mit Bleimantel üblichen Weise hergestellt werden, indem beispielsweise ein Bleirohr von verhältnismäßig großem Außendurchmesser von z. B. 7,24 mm und einem Innendurchmesser von 4,5 mm mit einer Verzögerungsmasse gefüllt und dann durch Ziehen oder Gesenkschmieden auf einen wesentlich geringeren Durchmesser, beispielsweise einen Außendurchmesser von 2,03 mm und einem Innendurchmesser von 1,27 mm gebracht wird. Der so hergestellte dünne Verzögerungskörper wird dann mit einem Belag versehen, so daß er gut in den Behälter hineinpaßt, indem er beispielsweise mit Papier umwickelt oder mit Textilien umsponnen und schließlich ein Belag, beispielsweise ein thermoplastisches Harz, aufgebracht wird.

Vorzugsweise wird der Verzögerungssatz dadurch in seiner Lage festgehalten, daß eine Metallkappe mit der Öffnung nach unten auf das von der Zündmasse entfernte Ende aufgepreßt wird, anstatt sich auf dem Reibungsschluß zwischen dem Verzögerungssatz und der Wandung des blaslochfreien Behälters zu verlassen. Die Anwendung einer derartigen Kappe verhindert auch, daß der Belag, wenn er brennbar ist, durch die Zündladung entzündet wird.

Der Verzögerungssatz der blaslochfreien Sprengkapsel nach der Erfindung kann leicht in den Behälter eingesetzt werden, ohne daß ein so hoher Druck angewandt zu werden braucht, daß hierdurch der Verzögerungssatz beschädigt wird, weil die weiche und etwas zusammendrückbare Natur des Belages einen dichten Abschluß an der inneren Behälterwandung gewährleistet. Ein freier Raum soll zwischen dem Ende des Verzögerungssatzes und der eigentlichen Zündladung verbleiben. Ferner kann sich eine geringe Menge einer weiteren, vorzugsweise gasfrei abbrennenden Zündmasse zwischen dem Ende des Verzögerungssatzes und der Initiatorladung befinden. Es ist auch bisweilen vorteilhaft, eine geringe Menge einer gasfrei abbrennenden Zündmasse direkt auf die Oberseite des Verzögerungssatzes aufzupressen, indem diese beispielsweise vor dem Zusammensetzen in die durchlochte Metallkappe eingepreßt wird, um eine Zündung der Verzögerungsmasse durch die elektrisch gezündete Zündladung zu gewährleisten, die gewöhnlich in einem Abstand von dem Verzögerungselement angebracht ist.

Eine Ausführungsform der Erfindung ist auf der Zeichnung schematisch im Schnitt dargestellt.

Der Zünder besteht aus einem nicht durchbohrten Kupferrohr 1, das an seinem Boden eine Sprengladung 2 aus Tetryl enthält, die in das Rohr eingepreßt ist. Über dieser Sprengladung 2 befindet sich eine empfindlichere Sprengmasse 3, die im wesentliehen aus einer Mischung von Aluminium Bleiazid, und Bleistyphnat besteht. Im Innern des Behälters 1 befindet sich weiterhin ein Bleirohr 4, das einen Textilbelag 5 aufweist, der mit einer Umhüllung 6 aus Polyäthylen versehen ist. Im Innern des Bleimantels 4 befindet sich die Verzögerungsmasse 7. Oberhalb und unterhalb dieses so gefüllten und mit den Umhüllungen versehenen Bleimantels 4 befinden sich Schichten 8 und 9 aus sich gasfrei zersetzenden Massen, die aus Silicium und Mennige im Gewichtsverhältnis von 30: 70 bestehen. Über die Masse 9 ist eine Kappe 10 mit der Öffnung nach unten gestülpt, die über die Masse 9 hinausragt und auch noch die Oberseite des Verzögerungssatzes umfaßt, so daß dieser in der Längsrichtung in dem Rohr 1 festgelegt wird und gleichzeitig der Raum oberhalb der Masse 9 abgeschlossen wird. In diesem Raum befindet sich eine elektrisch zündbare Zündpille 11. Das offene Ende des Rohres 1 wird durch einen mit axialen Öffnungen versehenen Stopfen 12 aus gummiartigem Material verschlossen, und das obere Ende dieser Hülse ist um den Stopfen 12 herum bei 14 einbezogen, um einen dichten Abschluß zu bilden und gleichzeitig die durch den Stopfen hindurchgeführten Leitungsdrähte 13, 13' fest einzuschließen. Hierdurch wird ein Verschluß geschaffen, der fest genug ist, um dem maximalen Druck zu widerstehen, der bei der Zersetzung des nicht detonierenden Teiles des Inhalts der Sprengkapsel auftritt und der erst bei der Zersetzung der Sprengladungen 2 und 3 birst. Der Raum 15 zwischen dem Ende des Stopfens 12 und der umgekehrten Kappe 10 ist groß genug, um dem maximalen Druck zu widerstehen, der sich zeitweilig in dem Zünder durch aufeinanderfolgende Verbrennung der Massen der Zündpille 11, der Zündladung 9, der Masse 7 des Verzögerungssatzes und der Zündladung 8 sowie durch die Gase entwickelt, die durch Zersetzung der Hüllen entstehen können, so daß hierdurch das Rohr nicht zerstört wird.

Die Erfindung ist weiterhin durch die folgenden Beispiele erläutert, in denen die Prozentangaben sich auf Gewichtsmengen beziehen.

Tabelle 1

	Verzögerungsmasse	Silicium	Länge des	Verzögerungszeit	Streuung
Bei		%	Verzöge	in iooostel Sek.	20
spiel	Mennige	30	rungs-		60
	%	30	satzes	Mittel	75
	70	7	mm	i8o	46
I	70	7	io,5	350	17
2	93	30	21,0	184	30
3	93	30	io,5	384	20
4	70	25	21,0	61 .
5	70	io,5	113
6	75	21,0	62
7		10,5

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Die Verzögerungssätze nach Beispiel I bis 7 besitzen einen AuLSendiirchinesser von 2,03 mm und einen innendurchmesser von 1,27 mm. Sie sind mit einer Papierhülle versehen, um einen Durchmesser zu schaffen, der in eine übliche Kupfersprengkapsel paßt, bei der die Cirundladung aus Tetryl und die obere Ladung aus einer Aluminium/Bleiazid/Bleistyphiiafiniseliung bestellt und wobei keine weiteren Züiulladiingen ober- und unterhalb angeordnet sind.

Tabelle 2

	Veizögemngsmasse	Silicium	Länge des	Verzögerungszeit	Streuung
Bei		0/ /11	Verzöge-	in looostel Sek.	20
spiel	Mennige	30	rungs-		30
	°/„	30	sat7.es	Mittel
	70	mm	230
8	7°	IO	SSO
9		25

Die Aggregate nach Beispiel S und 9 sind die gleichen wie nach Beispiel 1 bis 7 mit der Ausnahme, daß der mit Bleimantel versehene Verzögerungssatz statt mit einem l'apierbelag hier mit einem Belag aus gesponnener Jute und einem äußeren Belag aus Polyäthylen versehen ist.

Es wurden Vergleichsversuche mit einer Anzahl Sprengkapseln hinsichtlich der Zündbarkeit für Schlagwetter durchgeführt, indem einzelne Sprengkapseln frei in einer (J Volumprozent Methan enthaltenden Luftmisehung aufgehängt wurden, wobei eine Verzögeningsinasse nach Beispiel 1 verwendet wurde und der Verzögerungssatz eine Länge von 10,5 mm besaß. .Die Ergebnisse dieser Versuche sind in der Tabelle 3 niedergelegt. Die Sprengkapseln waren die gleichen, wie in den Beispielen beschrieben, mit Ausnahme der Verzögerungssätze, deren Aufbau in der Tabelle angegeben ist.

Tabelle 3

Verzögerungssatz	gefülltes Messing- inem Innendurch-	Mittlere Verzöge- rung.s- zeit	Zündungen bei 10 Ver suchen
Tort ionsweise rohr mit (	3,3 mm
messer von	gefülltes Messing- inem Innendurch-	190	5
55 Portionsweise rohr mit (	3,3 mm
messer von	gefülltes Messing- inem Innendurch-	257	4
Go Torlionsweist rohr mit e	2 mm
messei' von		ISS	10

	Mittlere	Zündungen
Verzögerungssatz	Verzöge rungs	bei 10 Ver
	zeit	suchen
Bleimantel mit einem Innen
durchmesser von 4,3 mm und
einem der Innendurchmesser
des Sprengrohres entsprechen
den Außendurchmesser ....	I90	IO
Bleimantel mit einem Innen
durchmesser von 1,27 mm und
einem dem Innendurchmesser
des Sprengrohres entsprechen
den Außendurchmesser ....	180	7
Bleimantel mit einem Innen
durchmesser von 0,89 mm und
einem dem Innendurchmesser
des Sprengrohres entsprechen
den Außendurchmesser ....		8
Bleimantel mit einem Innen
durchmesser von 1,27 mm und
einem Außendurchmesser von
2 mm, der mit einer Papier-
hülle versehen war, so daß er
in das Sprengrohr paßt	180	0
Bleimantel mit einem Innen
durchmesser von 1,27 mm und
einem Außendurchmesser von
2 mm, der mit einer Um
hüllung aus gesponnener Jute
und einem äußeren Belag aus
Polyäthylen versehen war ..	250	0

Aus Tabelle 3 ist ersichtlich, daß die kupfernen Verzögerungssprengkapseln nach der Erfindung Gasmischungen nicht zünden, während dies bei den kupfernen Verzögerungssprengkapseln des Standes der Technik der Fall ist.

Claims

Patentansprüche:

i. Blaslochfreie elektrische Sprengkapsel mit kurzer Verzögerung, bestehend aus einer elektrisch zündbaren Zündpille, einer Initiatorladung und einem dazwischen angeordneten, eine kurze Verzögerung bewirkenden Verzögerungssatz, die in einem nicht durchbohrten, vorzugsweise aus Kupfer oder einer kupferrcichen Legierung bestehenden Behälter untergebracht sind, wobei der Verzögerungssatz sich in einem Metallmantel bcfindet, der von einer den Raum zwischen der Außenwandung des Mantelsund der Innenwandung des nicht durchbohrten Behälters ausfüllenden Umhüllung umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (4) aus einem Bleirohr von solcher Wandstärke besteht, daß er mit etwa der gleichen

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Geschwindigkeit verbraucht wird oder schmilzt, mit der die Flammenfront durch den Verzögerungssatz bei der Reaktion der Masse vorrückt.
2. Sprengkapsel nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke des Bleimantels (4) geringer ist als der Durchmesser des Verzögerungssatzes (7), und der Innendurchmesser des Bleimantels gleich dem Durchmesser des Verzögerungssatzes ist.
3. Sprengkapsel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern des Verzögerungssatzes einen Durchmesser von 1,27 mm besitzt und der Bleimantel 0,38 mm stark ist.

Angezogene Druckschriften: Britische Patentschrift Nr. 462 000; USA.-Patentschriften Nr. 2103432, 1999820; französische Patentschrift Nr. 354 364.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 509578/299 10.55