DE1040438B - Elektrischer Sicherheits-Brueckenzuender - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Sicherheits-Brückenzünder.

Die elektrischen Zünder werden im Bergbau, Steinbruch und Baugewerbe in großem Umfang verwendet. Dabei haben sich die Brückenzünder besonders bewährt, die innerhalb eines Zündsatzes ein feines Glühdrähtchen haben, das beim Anschluß an einen elektrischen Stromkreis auf einige hundert Grad erwärmt wird und den Zündsatz zur Entzündung bringt. Sprengzünder oder scharfe Zünder sind solche, bei denen in der Hülse ein Sprengsatz untergebracht ist, der durch den Zündsatz über eine Initialladung zur Detonation gebracht wird. Häufig ist zwischen dem Zündsatz und dem Sprengsatz noch ein Verzögerungsmittel eingebaut. Solche Schnellzeitzünder gestatten ein Abtun der Schüsse einer Schußreihe in schneller Aufeinanderfolge. Dabei sind die Zuführungsdrähte oder Zünderdrähte, die das Glü'hdrälhtchen tragen, parallel durch eine Vergußmasse oder einen Stopfen geführt und darin gehalten, so daß das feine Glühdrähtohen beim bestimmungsgemäßen Gebrauch nicht beschädigt oder mit der Hülsenwand kurz geschlossen werden kann. Das Glühdrähtchen kann dabei in einer losen Zündmasse liegen. Man kann den Zündsatz auch durch ein Bindemittel verfestigen und das Glühdrähtohen darin fest einbetten und ihn auch durch Tauchen als Zündkopf fest auf das Glühdrähtchen aufbringen und die so vorbereiteten Zünderteile in die Zünderhülse einführen. Die gleichen Bauelemente finden sich bei den scharfen elektrischen Schnellzeitzündern, die zwischen dem Zündmittel und der Sprengladung ein Verzögerungsmittel aufweisen, und das gleiche Problem liegt bei den elektrischen Sprengzündern vor.

Früher hat man die Brückenzünder von Hand zusammengesetzt. Dabei ist große Umsicht und Geschick erforderlich, damit das feine Glühdrähtchen nicht beschädigt wurde. Auch das Einführen der Brücke in einen losen Zündsatz erforderte wegen der Unregelmäßigkeit der Hülsenlängen und der Zündsatzhöhen große Sorgfalt. So zerbricht das Glühdrähtchen beispielsweise, wenn es durch den losen Zündsatz hindurch auf die feste oder gepreßte Sprengladung geführt wird. Andererseits treten Fehlzündungen oder Versager ein, wenn das Drähtchen nicht genügend in den Zündsatz eingebettet wird.

Heute bemüht man sich daher, die Handarbeit durch mechanische Vorrichtungen zu ersetzen, und es besteht daher ein Bedürfnis nach solchen Brückenzündern, bei deren Herstellung alle gefühlsmäßigen Maßnahmen weitgehend ausgeschaltet sind.

Die elektrischen Zünder werden häufig an Sprengstellen verwendet, wo die Zündung nur mit den üblichen Zündmaschinen durchgeführt werden kann

Anmelder:

E. I. du Pont de Nemours and Company,
Wilmington, Del. (V. St. A.)

Vertreter:
Dr.-Ing. A, ν. Kreisler, Dr.-Ing. K. Schönwald,

Dipl.-Chem. Dr. phil. H. Siebeneicher

und Dr.-Ing. Th. Meyer, Patentanwälte,

Köln 1, Deichmannhaus

Beanspruchte Priorität:
V. St. ν. Amerika vom 15. März 1955

Charles Rüssel Johnson, 2 Glen Mills, Pa.,

und Merrill Edward Swanson, Pitman, N. J. (V. St.Α.),

sind als Erfinder genannt worden

und eine größere Schußreihe, hintereinander oder parallel geschaltet, gleichzeitig abgetan werden muß.

In solchen Fällen muß der Zünder auf Ströme geringer Stromstärke, z. B. von 0,5 Ampere oder weniger, ansprechen. Andererseits muß die Zündung auch bei hoher Stromspannung, ζ. B. von 440 Volt aus dem Netz, an das auch die Kraftmaschinen angeschlossen sind, einwandfrei erfolgen. Bei derartigen Stromspannungen kommt es leicht zur Bildung von Funken oder Lichtbögen, die die Hülsenwandung durchschlagen können, was bei Verzögerungsreihen zu unliebsamen Störungen führen kann.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Brückenzünder zu schaffen, die sich auf mechanischem Wege herstellen lassen und die auch bei Zündströmen höherer Spannung sicher zünden, bei denen eine Funkenbildung nicht schadet, und die gegen Streuströme unempfindlich sind, aber durch Ströme verhältnismäßig geringer Stromstärke sicher gezündet werden.

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Sicher^J heits-Brückenzünder, der diesen Anforderungen genügt und der aus einer abgeschlossenen Zünderhülse und einer den Glühdraht und den diesen umgebenden¹ Zündsatz umschließenden Kapsel aus nicht leitendem Werkstoff besteht. Dieser elektrische Sicherheits-' Brückenzünder zeichnet sich dadurch aus, daß die

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Kapsel aus einem wärmeform- oder -härtbaren, nicht Zwinge oder einen Metallring 13 zusammengehalten

entflammbaren Werkstoff, z. B. einem nitrogruppen- werden, bevor sie in die Hülse 1 eingeführt werden,

freien Kunststoff, besteht, wobei der Kapselmantel Die Zünddrälhte 11 haben je eine knopf artige Ver-

nach dem Boden zu kegelig verjüngt und von wesent- dickung 15, die in einer Bohrung oder Ausnehmung

lieh größerer Dicke als der Kapselboden ist. 5 14 des Stopfens 12 liegen, der durch Sicken 16 fest

Nach einer Ausführungsform des erfindungs- in seiner Lage gehalten wird.

gemäßen Sicherheits- Brückenzünders besteht der Zum Laden des Zünders wird zuerst die Spreng-

Stopfen aus zwei halbzylindrischen Teilen, die ladung 2 i.n die Hülse 1 gebracht und mit einem

zweckmäßig durch einen Metallring od. dgl. zu- Stempel am Boden zusammengepreßt, zweckmäßig

sammengehalten werden. io so, daß sie eine napfartige Vertiefung erhält, in die

Man hat die feinen Glühdrähtchen, die äußerst die Initialladung 3 gefüllt und eingepreßt wird. Dann empfindlich gegen Schlag oder Stoß sind, zwar schon wird das mit dem Verzögerungssatz 5 gefüllte Vermit einer Papphülse umgeben oder durch eine Bronze- zögerungsrohr 4 eingeführt und auf die Initialkapsel geschützt, die zugleich einen wasserdichten ladung 3 gepreßt. Die Verzögerungszeit wird durch Abschluß gewährleistete. Diese zylindrischen Kapseln 15 die Länge des Verzögerungssatzes und seine Zuhat man auch mit einem Boden versehen, der die sammensetzung bestimmt. Dann werden die Sicken 6 gleiche Dicke wie der Kapselmantel hatte. Derartige und 9 gebildet und die Kapsel 8 so weit in die Hülse 1 zylindrische Kapseln oder Hülsen bieten aber keinen eingeführt, daß sie fest auf der Sicke 9 sitzt, und nun großen Schutz gegen hohe Drücke, wie sie beispiels- in die Kapsel 8 der lose Zündsatz 7 eingefüllt,
weise bei Unterwassersprengungen infolge Detonation ao Nebenher sind die Zünddrähte 11 zwischen die benachbarter Ladungen auftreten. beiden Stopfenhälften 12 gelegt und die Hälften mit-

Durch die Erfindung wird eine Kapsel geschaffen, tels des Metallringes 13 aufeinander befestigt, wobei die auch bei hohen Drücken eine genügende Festig- die knopfartigen Verdickungen 15 der Zünddrähte 11 keit aufweist und eine Beschädigung der Glühdräht- in der Bohrung 14 liegen. Dann wird das Glühchen unter dem Einfluß von DetonationswelLen sicher as drähtchen 10 an den freien Enden der Zünddrähte verhindert. Die Zünderdrähte können etwa im festgelötet und dieser auf mechanischem Wege hermittleren Teil je eine Verdickung aufweisen, die in gestellte Zündstopfen in die Hülse 1 so eingeführt, einer senkrecht zur Hülsenachse verlaufenden Bah- daß das Glühdrähtchen 10 in der Zündmasse 7 liegt rung oder Ausnehmung des Stopfens liegen. Im Falle und die obere Fläche des Stopfens 12 mit dem Hülseneines Schnellzeitzünders grenzt an den Boden der 30 ende bündig ist. Der Zündstopfen wird dann durch Kapsel ein Luftraum und daran ein Verzögerungs- Sicken 16 in der Hülse 1 befestigt. Bei gewöhnlichen mittel, z. B. ein mit einem Verzögerungssatz gefülltes, Brückeinzündern fehlt das Verzögerungsrohr 4 mit mittels einer Sicke od. dgl. in der Längsbewegung dem Verzögerungssatz 5, wobei Hülse 1 entsprechend l>egrenztes Verzögerungsrohr, wobei sich an das Ver- kürzer ist.

zögerungsrohr eine Initialladung und daran im Boden 35 Werden die Zünddrähte 11 an einen Stromkreis

der Hülse eine Sprengladung anschließt. angeschlossen, so kommt das Glühdrähtchen zum

In der Zeichnung ist die Erfindung an einem schar- Glühen und zündet den Zündsatz 7, der unter leb-

fen Schnellzeitzünder beispielsweise im axialen hafter Verbrennung den Boden der Kapsel 8 durch-

Schnitt veranschaulicht. schlägt und mit einer Stichflamme auf den Ver-

In einer zylindrischen, an einem Ende geschlossenen 40 zögerungssatz 5 oder im Falle eines einfachen Zünderhülse 1 aus einer Messinglegierung mit 95 bis Brückenzünders sogleich auf die Initialladung 3 trifft. 97% Kupfer, Zink und gegebenenfalls Zinn oder aus Der Verzögerungssatz 5 brennt praktisch ohne Gas-Aluminium oder anderen geeigneten Metallen oder entwicklung und überträgt seine Hitze auf die Initial-Legierungen ist im Bodenteil eine Sprengladung 2 ladung 3, die gezündet wird und ihrerseits die aus Pentaerythrit-tetranitrat, Tetryl (N-methyl- 45 Sprengladung2 zur Detonation bringt.
N-nitro-2,4,6-trinitroanilin), Cyclonite (C₃H₆N₆O₆) Wenn der Zünder Streuströmen ausgesetzt ist, od. dgl. untergebracht. Daran liegt eine Initial- verhindert die Isolierung der Zünddrähte 11 durch ladung 3, wie Bleiazid oder Mischungen aus Bleiazid den Stopfen 12 das Überschlagen von Funken von und deren Gemische von sek. Bleinitrat mit Nitro- den Zünddrähten 11 auf die Hülsenwandung 1, so daß phenol. 4 ist ein Verzögerungsrohr, das aus Blei oder 50 der Zündsatz 7 nicht vorzeitig gezündet werden kann, einem Kunststoff bestehen kann, das mit einer Ver- Ist die Stromstärke des zugeführten Stromes andererzögerungsladung 5 gefüllt ist, beispielsweise mit einer seits sehr hoch, so daß er den Luftraum zwischen den Mischung von 85 Teilen Bariumoxyd und 15 Teilen beiden Zünddrähten unter Lichtbogenbildung durchSelen oder von 2 Teilen Bor und 98 Teilen schlägt, so tritt der Lichtbogen an den knopfartigen Blei(II,IV)-oxyd. In der Hülse 1 ist eine Sicke 6 55 Verdickungen 15 in der Bohrung 14 des Stopfens 12 angebracht, die das Verzögerungsröhr 4 in der Längs- über. Wenn es dabei zu einem Durchschlagen der bewegung begrenzt, so daß es nicht die Zündvorrich- Hülsenwandung 1 kommen sollte, so kann das nur im tung im Faille des Lösens beschädigen kann. Dann oberem Teil des Stopfens 12 geschehen, wobei der folgt ein Zündsatz 7 aus 50: 25 :25 Teilen rauch- Zündsatz 7 und die nachfolgenden Ladungen 5, 3 losem Pulver, Kaliumohiorat und sek. Bleisalz- 60 und 2 abgeschlossen bleiben und vor einer Zündung Nitrophenol-Gemisch oder aus 2: 98 Teilen Bor- und bewahrt sind.

Bleimennige. Alle Mengenangaben bedeuten Gewichts- Eine Änderung der Hülsenlänge, der Länge des mengen. Dieser Zündsatz ist in einer nichtmetallischen Verzögerungsmittels, der Höhe der Ladungen usw. Kapsel 8 aus Polyäthylen, Polyamid od. dgl. unter- ist ohne Beeinträchtigung des Ladevorganges möggebracht, die durch eine Sicke 9 gehallten wird. In 65 lieh. Das ist besonders bei gaslosen Sohnellzeitzündern den Zündsatz 7 ist ein am Zünddrälhten 11 befestigtes wichtig, weil nur eine beschränkte Menge an Zündsatz Glühdrähtchen 10 eingebettet. Die Zünddrähte 11 sind nötig ist. Ist die Zündladung 7 zu groß, so kann die durch einen Stopfen 12 geführt, der aus einer kau- Hülse 1 durchschlagen werden, wodurch der zum tschukartigen, nichtleitenden Masse und Vorzugs- einwandfreien Abbrennen des Verzögerungssatzes 5 weise aus zwei Hälften besteht, die durch eine 70 erforderliche Abschluß beseitigt wäre, ja in gewissen

Fällen könnte die Hülse infolge zu großer Zündsatzmenge sogar platzen.

Die mit der erfindungsgemäßen Anordnung erzielte größere Widerstandsfähigkeit gegenüber statischen oder Streuströmen geht aus den folgenden Versuehsergebnissen hervor. Es wurden Zünder mit gleichen, also sowohl der Zusammensetzung als auch der Menge, Spreng-, Initial- und Verzögerungsladungen mit gleichen, aus einer losen Mischung von Bor und Mennige bestehenden Zündsätzen, in die das Glühdrähtehen eingebettet war, versehen. Dann wurde die Hülse 1 geerdet und durch beide Zünddrähte 11 gleichzeitig ein hochgespannter Strom aus einem Kondensator geleitet. Die Zünder waren wie folgt ausgebildet:

A. Der Zünder war nach der Zeichnung beschaffen, wobei eine Kapsel 8 aus Polyäthylen verwendet wurde.

B. Der Zünder mit Polyäthylenkapsel entsprach der Zeichnung, jedoch fehlte die Bohrung 14 im Stopfen 12.

C. Der Zünder nach der Zeichnung hatte weder eine Kapsel 8 noch eine Bohrung 14 im Stopfen 12.

Für jeden der Versuche wurden je zehn Zünder gezündet. In der folgenden Tabelle sind die erhaltenen Mittelwerte aus je zehn Zündungen wiedergegeben:

Zünderart	Zum Zünden erforderlicher Mindestimpuls in Joule
A B C	0,16 0,08 0,0012

Die Verwendung von aus zwei Hälften zusammengesetzten Stopfen ist für die mechanische Fertigung von wesentlicher Bedeutung, insbesondere, wenn die Stopfen die Bohrung 14 aufweisen. Man kann aber auch andere Verfahren für die Herstellung der zum Abschluß der Hülse und zur Halterung der Zünddrähte dienenden Stopfen anwenden.

Das wesentliche Merkmal der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung einer napfartigen Kap-

sei 8 aus Isolierstoff, deren Seitenwände dicker als ihr Boden ist, die sich vom Boden aus nach dem freien Rand zu kegelig oder ähnlich erweitern. Durch Verwendung eines schwächeren Bodens wird erreicht, daß die Zündflamme nicht auf die Innenwände der Hülse 1, sondern auf den Verzögerungssatz 5 bzw. den Initialzündsatz 3 geleitet wird. Wie Versuche ergeben haben, sind Böden einer Stärke von mehr als 0,3 mm ungeeignet, weil sie nicht mehr von der Zündflamme durchschlagen werden. Durch die kegelige Ausbildung der Seitenwände der Kapsel 8 wird ein guter Sitz auf der Einziehung der Sicke 9 in der Hülse 1 erzielt. Außerdem verleihen sie der Kapsel 8 die nötige Festigkeit, so daß sie beim Einpressen in die Hülse 1 nicht verformt oder über die Sicke 9 hinaus gedruckt werden. Um eine elektrische Isolierung zu erzielen, ist die Kapsel 8 aus nichtmetallischem, nichtleitendem Stoff, vorzugsweise einem wärmeform- oder wärmehärtbaren Kunststoff, wie Polyäthylen oder aus Polyamiden, hergestellt, jedoch können auch andere Nichtleiter, wie Holz, Pappe u. dgl., verwendet werden.

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Daraus geht hervor, daß der Zünder durch die erfindungsgemäße Kapsel ganz erheblich widerstandsfähiger gegen Streuströme und daß durch Schaffung einer gegen die Ladung abgeschlossenen Funkenstrecke in der Bohrung 14 des Stopfens 12 eine 100%ige Verbesserung erzielt wird.

Die erfindungsgemäßen Zünder wurden auch bei Einzelzündung mittels eines Stromes von 440 Volt geprüft. Die Zünder der Bauart C ohne Bohrung 14 ergaben völlig ungleichmäßige Verzögerungszeiten und verschiedentlich Versager. Die erfindungsgemäßen Zünder mit Bohrung zündeten dagegen durchweg genau zu den eingestellten Varzögeruingszeiten.

Die mechanisch zusammengesetzten und geladenen Zünder mit Bohrung 14 und einem Verzögerungssatz 5 stellen eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dar. Jedoch können die Zünder auch ohne die Bohrung hergestellt werden, ohne daß vom Wesen der Erfindung abgewichen wird.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Elektrischer Sicherheits-Brückenzünder aus einer abgeschlossenen Zünderhülse und einer den Glühdraht und den diesen umgebenden Zündsatz umschließenden Kapsel aus nichtleitendem Werkstoff, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapsel (8) aus einem wärmeform- oder -härtbaren, nicht entflammbaren Werkstoff, z. B. einem nitrogruppenfreien Kunststoff, besteht, wobei der Kapselmantel nach dem Boden zu kegelig verjüngt und von wesentlich größerer Dicke als der Kapselboden ist.

2. Sicherheits-Brückenzünder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stopfen (12) aus zwei halbzylindrischen Teilen besteht, die zweckmäßig durch einen Metallring (13) od. dgl. zusammengehalten werden.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 819 375; USA.-Patentschriften Nr. 2 475 281, 2 478 415.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© TO 640/174 9.58