DE1815754U

DE1815754U - Verzoegerungselement fuer elektrische zuender.

Info

Publication number: DE1815754U
Application number: DEI7514U
Authority: DE
Original assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Current assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Priority date: 1958-02-19
Filing date: 1959-02-16
Publication date: 1960-07-28
Also published as: GB843227A; US3041914A; FR1223680A

Description

Beschreibung

zur GebraMOhsaustereintragung-dr

ZU !' GebrauobSMUstere1ntragung d. r

Imperial Cheiiit2al Xndustres Rdmited London SW 1

betreffend :

Verz8gerunga@l&N@nt für elektrische Zündern

DPrf orität der Anmeldung in ßrssbritannien von.

ig. Februar 1958 ist In Anspruch genommen eiorden.

Die vorliegende Neuerung bexiht sieh &uf Verbesserungen bei

Verze'gerungselsmenten für di@ Herstellung von elektrischen Ver°

z6gerung8sUndem und insbe ondere von eine kurze Verz8gerungs-

parlcdeafM@isen3en elektrischen ZKndern welche in gashaltigen

Atmosphären verends Mevde c wH sie häufig in Kohlebergwerken

angetroffen werden Weiterhin betrff die Erfindung pin Ver-

fahren zur H@rseTg derartiger Versogerugselpnt.

Die Rteist'3 der bisd-p hrgeatollten lekriscb'UT-'-'pge'-ngs-

Df-Le der

zünder betzan ene. i blasicehfreien Aufbau und enth&en r-

zögerungselesente welche enen axialen zylindrischen Ker ei

n@y abbrennenden VersSgerungsasse enthalten die währe der

Verbrennung wenig cdr kein Gas entickelt. Elektrisea VerzS-

gerungszünder werden in Sätzen vertrieben. wobei die Einzelteile jedes Satzes dadurch charakterisiert sind. dass sie unterschiedliche Verzögerungsperioden aufweisen. so dass beim Verbinden dieser ZUnder mit den Sprengladungen in den Bohrlö-

chern in Serie durch eine einzige Zündung eine Aufeinanderfol-

ge von Schüssen in einer bestimmten Reihenfolge und einem Um-

'-'-""

laut ausgelöst werden. Diese elektrischen Verzögerungszünder

lassen sich in zwei bestimmte Klassen einteilen, welche im fol-

genden als eine normale Verzogerungsperiode aufweisende elek-

frische ZUnder und eine kurze Verzogerungsperiode aufweisende

Zünder bezeichnet werden, wobei die typischen Zeiten der Vero

zögerungsperioden dieser beiden ZUnderarten etwa oder 1/2

\.

bis 15 Sekunden und etwa 25 bis twsend§ekunden besitzen. Um

. I

bestimmte Sprengwirkungen zu erzielen, wird die eine oder andere

Art der elektrischen Verzögerungszünder verwendete jedoch ist

es für gewisse Zwecke möglich, nur normale Verzögerungszünder zu verwenden und für gewisse Zwecke ist es möglich, nur eine kurze Verzögerungsperiode aufweisende elektrische Verzögerungzünder zu verwenden. Die normalen elektrischen Verzögerungszünder sind im allgemeinen für Sprengarbeiten in Kohlebergwerken verwendet worden und in solchen Bergwerken treten gewisse Sprengarbeiten auf, bei denen es wünschenswert ist, dass dieser unter Verwendung von eine kurze Verzögerungsperiode aufweisenden elektrischen Verzögerungszündern durchgeführt werden.

Es bestehen an sich keine grossen Schwierigkeiten bei der Herstellung von eine normale Verzögerungsperiode aufweisenden elektrischen Zündern, die schlagwetter- und staubhaltige Atmosphären nicht zünden, jedoch ist die Herstellung von eine kurze Verzögerungsperiode aufweisenden Zündern die derartige Atmosphären nicht zünden und die demgemlss sicher in Kohlebergwerken verwendet werden können, ein schwierigeres Problem. In jedem Pall muss das Metall des Zündergehäuses und das Material des Verschlusstelles aus einem nicht brennbaren und nicht entstandlichen Kater1al bestehen, beispielsweise aus Kupfer oder einer

Kupferlestems » und darf nicht aus Aluminium bestehen.

In Falle von eine kurze Verzögerungsperiode aufweisenden elek-

tischen Zündern ist die Wahl der Zusammensetzung für die Rund-

pille des elektrischen ZUndkopfes stärker beschränkt als Im

Fall von eine normale Verzogerungsperlode aufweisenden elektri-

schen ZfJndem, und wenn ein geeigneter elektrischer ZUndkopt

verwendet wird so verbleibt immer noch eine ernsthaft Schwie-

rigkeit infolge der Tatsache dass die Verzogerungsmassen, wel-

ehe erforderlich sind, um die kurzen Verzögerungsperioden zu

ergeben und die typisch sind tUr kurze Abbrenmeigenschatten im

Gegensatz zu denjenigen. die für normale Verzogerungsperioden

erforderlich sind. eine stärker exotherm verlaufende Verbren-

nung aufweisen, so dass die nach dem Abbrennen zurückbleibende Schlacke, nachdem das Zündergehäuse durch die in ihm befindliche Sprengladung zerstört worden ist, leicht zündbare Luftmischungen der Umgebung entzünden kann.

Die vorliegende Neuerung schlägt nunmehr einen Aufbau für Verzögerungselemente und insbesondere einen solchen für eine kurze

Vygergsperiode a, ufwßis@nd. M V@rK8grrngseleente fy elek-

trische Verzögerungszünder vor bei suer. die Tndenz dass die

SahlLke er VerzogernngszUndasaase sHndfähJLge Luftmisehungen en'

Büsdt unterdrückt oder verringert Ird so dass hierdurch die

Herstellung von entxUndungssicheren elektrischen Verz3gerungs-

zünderne insbesondere solehen mit einer kurzen Verzögerungsperic

des erleichtert wird.

Bei der Herstellung von Verzögerungselementen für elektrische

Verzögerungszünder der bisher durchgeführten Art ist die Verz8<=

gerungsmasse nach und nach in die axiale zylindrische Bohrung

eines zylindrischen Rohres aus starrem Metall eingepresst wor-

denoder ein zylindrisches duktiles Metallrohr das einen axiale :

zylindrischen Kern der Masse von vorher bestimmter Stärke enthält

wird dann bis zu einem Durchmesser heruntorgezogen, der es ermogc

lieht.,,dass das Rohr dann in das Zündergehäuse eingefUhrt werden

kann. nachdem es auf die erforderliche Länge entsprechend der gec

wttnse-htenVersogerungspespiode abgeschnitten wurde Der Durchmes-

serdss komprimlerten Kerns dr VerzBgerungsmasse beträgt im all-

gemeinen 32 biß 3 E°'-

Ger-s 6er vorliegenden Neuerung ir nushr de Ladung der ab

brennende : ?'VerzSgerungsßtasse welche durch das Metsllgehäuse hin-

durch vrluftjs uneeIt JLn eine Anshl von nicht Nenger als

2parallel zueinander liegenden Säulen oder Sngn de

jetzt ni ehr &x, t.-l<, sondern p&ralll sup Achse in der Metall

hüse d@ ! s Verz9gerungsel@antes angordne sind und voneinander

in Lagen gehalten weden die mischen der Ahse un der zylindri-

sehen Oberfläche des Verzogerungselementes liegen. Diese Säulen oder Stränge besitzen jetzt auch nicht mehr einen kreisförmigen Querschnitt, wodurch die kühlende Wirkung des Metalles auf das Verzögerungselement auf die Schlacke, welche sich bei der Verbrennung der Verzögerungsmasse bildet, wesentlich vergrössert wird.

".

Die vergrösserte Kuhlwirkung welche durch die Verringerung der Querschnittsflächen und durch den nicht kreisförmigen Querschnit der Stränge der Verzögerungsmannsen erreicht wird, vergrössert sowohl das Verhältnis der metallischen Kühloberfläche zu dem Volumen der Verzogerungsmassa in dem Verzögerungselement und ermöglicht es, dass eine kurze Verzögerungsperiode aufweisende Verzögerungselemente erhalten werden, die, wenn sie in die elektrischen Verzögerungszünder eingesetzt werden, nicht durch bei-

spielsweise Mennige/Siliciummassen und Bleiperoxyd/Siliciumaasse !

entzündet werden. welche bei Verzogerungselementen des ilbli-

chen Aufbaues leicht Teilchen aus dem zerstörten elektrischen

VerzögerungszUnder ausstossen die Methan/uftmischungen entzün-

den können. Der nicht kreisförmige Querschnitt der Stränge kann

beispielsweise elliptisch oder herzförmig sein. Es wäre an sich

anzunehmen gewesen, dass ein ähnliches Ergebnis erhalten werden kann durch einfache Verringerung des Durchmessers der Säule der

Verzögerungsmasse ohne Veränderung der Anzahl der. Säulen uiid ohne

Veränderung des ursprünglichen kreisförmigen Querschnittes. Jedoch ergibt sich bei einem verringerten Durchmesser, dass eine

größere Möglichkeit tUr eine einzige Säule besteht"daes Fehl-

Zündungen von der elektrischen Zündpille auftreten. Andererseits wird bei einer Vielzahl von freiliegenden Oberflächen der VerzogerungszUndmassen die über die freiliegende Oberfläche des Verzögerungselementes verteilt sind, auch die Möglichkeit einer Fehlzündung des elektrischen Zünders vermieden. da irgend eine der Säulen oder Stränge der Verzögerungsmasse immer von der elektrischen ZUndkopf gezündet werden wird. Vorzugsweise beträgt die Anzahl der Verzögerungsmassen in jedem Element vier, fünf oder sechs.

Insbesondere besteht das gemäas der Neuerung verbesserte Verzßgerungselement für einen elektrischen Verzögerungszünder aus einem metallzylinder, innerhalb dessen in dem Metall zwischen der Achse und der zylindrischen Oberfläche der HUlse eine Anzahl von mindestens drei parallelen voneinander getrennten Strängen der Verzögerungsmasse angeordnet sind, deren Querschnittenicht kreisförmig sind und die regelmässig auf einem Kreis angeordnet sind dessen Mittelpunkt in der Achse des Elementes liegt. Das Metall ist vorzugsweise ein duktiles Metalle beispielsweise Blei.

Die Herstellung des ver° besserten Verzögerungselementes erfolgt derart, dass innerhalb eines zylindrischen duktilen Metallrohres möglichst an der inneren Oberfläche desselben und symmetrisch um die Achse verteilt eine Anzahl von nicht weniger als drei zylindrische Einzelrohre des gleichen Metalles angeordnet werden, in deren Achse zylindrische Kerne der Verzögerungsmasse vorhanden sind, worauf dann dieser Zusammenbau zur Form eines Zylinders ausgezogen wird, dessen Durchmesser in ein Zylindergehäuse fasst und dadurch eine zusammenhängende Metallmasse gebildet wird, wobei die zunächst zylindrischen Kerne der Verzögerungsmasse mit krei förmigem Querschnitt infolge des Fliessens des Metalles verformt

werden, jedoch voneinander durch das duktile Metall getrennt

'-.-

bleiben und diese in Form eines unterbrochenen Ringes angeordnet sind, wobei mindestens eine Begrenzung derselben durch eine beträchtliche Stärke des Metalles gebildet wird. Bei einer frühen Arbeitsstufe des Ziehverfahren, bei dem das Rohr, welches die Stränge mit der Zündmasse enthält, heruntergezogen wird, wird ein Ring dieser einzelnen zylindrischen Rohre in enge Berührung mit der Innenwandung des äußeren Rohres kommen, und es wird vor. gezogen. dass die eingeführten zylindrischen Einzelrohre einen solchen Gesamtdurchmesser besitzen, dass noch ein beträchtlicher axialer Zwischenraum verbleibt, nachdem sie mit der Innenwandung des äusseren Rohres in BerUhrung getreten sind. Es ist weiterhin zweckmässig, dass zunächst ein Kern aus dem gleichen Metall mit einem geriffelten, sternförmigen oder polygonalen Querschnitteingeführt wird, der den grössten Teil des freien Raumes in der Nähe der Achse ausfüllt, so dass hierdurch die regelmässige Verteilung der die ZUndmasse enthaltenden zylindrischen Rohre um die innere Oberfläche des aus duktilem Metall bestehenden Rohres ermöglicht wird und wodurch auch eine zusätzliche Kühl-masse innerhalb des Ringes der Rohre gebildet wird, bevor dieser Zusammenbau der Ziehbehandlung unterworfen wird. Bei weniger bevorzugten

AusfRhrungsformen de:"Neuerung wird der freie axiale Raum

durch ein zusätzliches Metallrohr ausgefüllte welcher einen

Strangder VerzSgerungssasse enthält oder der nicht ausgefüllt

wird, bevor mit dem Ziehen des Zusammenbaues begonnen wird,

Die Stärke der Verz8gerungamassea die als Kern in jedem ein-

zelnen Metallrohr vo-rhandzn Ist, kaim dann kleiner

die gewünschte Kühlwirkung herbeizuführenp als es der Fall ist

wenn ein axialer Metallkern eingesetzt wirdo In jedem Fall ist

darauf hinztiwetsen, dass das Metall während der Ziehbehandlung

fiiesst und dabei ci'3 freien Rume ausfü. 11 Wenn jedoch ein Me-

tallkarn eingesetzt ird so , rd hirdurh der Vorteil erzielte

d&s&"3in@ bessere KHhIwirkuns drch die aial vorhandene Metall-

dac, & eine bessere h

messeerreleht wird als es d.'Fall Ist enn die Rohre r

dichtbeieinander liegend anydnet werden. In deas Falle o

ein Ring von zylindrischem Metallrohren mt Kernen der Verzöge-

rungsmazze mit kreisförmigem Querschnitt' die nicht ausgerull-

te Achse herus m angeordnet werden und dann dieser Zusammenbgii ge-

zogen wird, fliesst das Metall is die freien Käuse des zunächst

kreisförmigen Quecnittas und es findet eine etwa herzförmige-

Verformung der eingesetzten gtge mit nach innn ge iehteer

Aehse satt. Wenn jecsh der zentrale Teil <iur<j ein-a zusätz-

liche talltange a'gei'11 rc sc nehe die vertonten

usshnite der ? ul"erk<&yne siMR elliptische Form an wobei

di@ Kursen Achsen de'selbsn r&dial aRßecrdne sind.

der Neuerung

der anc

die lt"irzei-i AG, l, sen

er Neuerung

DerGegenstandst au ? der Zeichnung schottisch erläuterte wel-

che verschiedene Arbitsstufen bei der Herstellung eines Ver-.

zögerungselementes gemäß der Neuerung darstellt.

Die Fig. 1 und 2 stellen einen senkrechten Querschnitt und ein<

Grundriß von oben gesehen durch ein starkwandiges zylindrische

Bleirohr 1 dar, welches an einem Ende geschlossen ist und das

eine von Hand eingestampfte zylindrische Ladung einer pulverför

*"

magens eine kurze Verzögerung aufweisende Verzögerungsmãsse 2

enthält,beispielsweise eine 70 : 30 Mrmige/Silidummischunge elm

50 : 50 Bleiperoxyd/Siliciummischung oder eine 50 : 50 : 10 Blelper-

oxyd/Siliclum/Titandioxydmischung.

Deräussere Durchmesser des Bleirohrs anu zweckmässig 207 tarn

und der innere Durchmesser 1S7 sm betragen.

DieFig. 3 und 4 zeigen entspreehend-eine'. senkrechten Querschni'

und inen Grvndriss-von oben gesehen ähnlich den Darstellungen

der Figo 1 und 2$ und zwar nachdem das mit der ZUndmasse 2 be-

schickte Bleirohr l durch eine Reihe von ZiehdUsen gesogen worden

ist,wodurch die inneren und äusseren Durchmesser auf 39 und

2p03 ma verringert worden sind un6 Möbel die Wer ! masse 2 weiter

komprimiert und durch die Zihbeh&ndlune verfestigt wurde

Pig. 5 zeigt in einea etas kleineren sstab fünf der Rohre

mit den Kernen S aus der verftigtsn eine kur ? e Verzögerung

aufweis&ndn VersSruugpmassa geäs Fig 3 e reglmässig

umeie Bleistang 3 hru3 ! aneorßne sisö. Die zentrale Blei"

stange 3 ist im Qurchnit in Fig. 6 dargestellt und lässt er-

kennen. dass diese etwa fünfeckigen Querschnitt besitzt, wobei die Seiten des Fünfecks nach innen gebogen sind Der Durchmesse des inneren BerUhruDgskreises der nach innen gebogenen Seiten

dieses Fünfecks beträgt etwa 3, 81 mm. Die fünf Rohre 1 sind mit

der zentralen Bleistange 3 in ein Bleirohr 7 eingesetzt, dessen

äusserer Durchmesser 1715 mm und innerer Durchmesser IS ?. mm

beträgt und das an einem Ende geschlossen ist. Der innere Durch.

messer dieses Bleirchrs 7 und die Abmessungen der zentralen

Bleistange 3 sind derart, dass die um diese herum angeordneten Rohre 1 in die Bleihülse 7 eingeführt werden können, jedoch die Einzelrohre 1 einander nicht berühren Fig. 8 zeigt diesen Zusammenbau der Fig 5b nachdem er einer Ziehbehandlung unterworfen worden ist, so dass sich der Durchmesser auf 5,97 mm verringert hat. Infolge dieser Ziehbehandlung isdt das Metall das Rohres 7, der Rohre 1 und der Stange 3 ineinandergeflossen, so dass sich eine einheitliche Metallmasse 8

gebildet hat, wobet die ursprünglich zylindrischen Kerne 2 der

VersSgerungsmasseaus ihrem zunächst zylindrischen Querschnitt

in einen mehr oder weniger elliptischen Querschnitt oder abge-

flachten Querschnitt verformt worden sind der aus dem Grundriss

der Fig. 7 ersichtlich Ist. Die kurzen tmd langen Achsen dieser

verformten Verzögerungsmasse betragen etwa 0, 38 =d 1"27 mm.

Umgewünschte Längen des VersSgerungelemantes mit den gewünsch-

ten Verzögerungsintervallen herzustellen, werden zunächst die Enden des in Fig. 8 dargestellten Produkts bei A-A und N-N abgeschnitten und dann werden die gewünschten Längen etwa bei B-B C-C und D-D abgeschnitten.

Die sich ergebenden Verzögerungselemente werden dann in bekam ter Weise in eine Primärzündiadung eingesetzt. welche im we-

sentlichen aus Bleiazid oder Knallquecksilber besteht und die

gewunschtenfalls eine die Zündung erleichternde Verbindung zug

, r--

mischtenthält, beispielsweise Bleistyphnat im Falle'von Blei-

azid. Die primäre Zndladung wird dann auf eine Grundladung

eines sekundären Sprengstoffes in dem Kupterlegierungsgehäuse

eines blaslochfreien elektrischen Zünders eingesetzt. Die elektrische Zündpille desselben zündet dann direkt die fünf Kerne der Verzögerungsmasse des Verzogerungselementes.
Je nach der Länge der vorhandenen Ziehbank wird es unter Umständen erforderlich sein, bei diesen beiden Ziehbehandlungen die Bleirohre während des Ziehens durchzuschneideng wobei es erforderlich ist. jeweils ein offenes Ende der verhältnismässig weiten Bleirohre zu schliessen. Selbst wenn ein derartiges Unterteilen der Länge des Ziehgutes nicht erforderlich ist, so ist es bisweilen doch zweckmässig, das offene Ende des Bleirohres zu schliessen, um zu ermöglichen, dass die Ziehdüsenderart angeordnet werden können, dass beim Fortschreiten der Ziehbehandlung die Ziehrichtung von Zeit zu Zeit umgekehrt werden kann.

Um die nchtzündenden Eigenschaften von blaslochfreien, eine kurze Verzögerungsperiode aufweisenden Zündern, die gemäss der Erfindung hergestellt worden sind, zu zeigen, wurden handelsübliche Zünder Nr. 6 geprüft, welche in einem Gehäuse aus einer Kupferlegierung angeordnet waren und die eine Grundladung von 0,25 g Tetryl und eine primäre Zündladung von 0,35 g eines Gemisches von Bleiazid, Bleistyphnat und Aluminium enthielt. wobl jeweils 24 mm lange Verzogerungselemente verwendet wurden, die gemäss der beschriebenen Arbeitsweise hergestellt worden sind

und fünf Kerne enthielten. Die Kerne besassen gr3ssereund ge-

., =d ge-

ringere Durchmesser, beispielsweise einen mittleren Durchmesser

von 0. 76 nun, und enthielten eine Masse aus gleichen Teilen von

Bleiperoxyd und Silicium, wobei die Verzögerungszeit 330tausend

stel Sekunden betrug. Diese Zünder wurden durch eine elektrisch ! Niederspannugnszündpille gezündet, bei der die Pille in direkte Berührung mit dem Widerstandsdraht stand und aus Bleimononitroresorclnat und Kaliumchlorat bestand, welche mit einem äußeren Belag aus einer Masse versehen war, die im wesentlichen aus

einer Cer/Magnesiumlegierung, Kaliumchlorat, Aluminium und Holz-

kohle bestand. Der Verschlusstopfen. welcher die isolierten

Leitungsdrähte für den elektrischen zündkopf des Zünders enthielt, bestand aus einer polymerisierten Chloroprenmasse. Diese Zünder wurden in ine 9 Vol.-% Methan enthaltende Lufttmischung gehängt und es wurde keine Zündung der umgebenden Atmosphäre beim Abschiessen von 25 dieser eine kurze Verzögerungsperiode aufweisenden Zünder festgestellt. Im Gegensatz hierzu wurde gefunden, dass ein in ähnlicher Weise aufgebauter blaslochfreier, eine kurze Verzögerungsperiode aufweisender elektrischer Zünder. der einen 26 mm langen zylindrischen Einzelkern des Verzögerungselementes gleicher Zusammensetzung enthielt, wobei der Kerndurchmesser 3,35 mm betrug und eine Verzögerungsperiode von

332tausendstel Sekunden autwies und wobei der Belag der elek-

tischen Zündpille im wesentlichen aus einer Mischung einer

Cer/Magnestuntlegierung und Mennig bestand, zehn Zündungen bei

zehn ZUndern auftraten"wenn diese in der gleichen Weise ge-

prüft wurden. Wenn die Länge des Einzelkernes des VerzSgerungs

* ; ei

elementes auf 8 mm verringert wurde und dabei eine Verzögerung

periode von lOOtausendstel Sekunden erreicht wurde. traten immer

noch rüntmdzwanzig Zündungen bei fünfundzwanzig blaslochfreici

eine kurze Verzögerung aufweisenden Verzögerungszandern auf.

Schutzanscrüche

Claims

Sehutz&nsprühe. 1=) Verz3gerungsel3 : ent fr elektrische Zünder be denen sic eineabbrennbs. re Vezögepungsmasse innerhalb eines Metallrohr' befindete dadurch gekennzeichnete dass die sich durch das Meta erstreckende Ladung der VerzSgerungssasse in eine Ahsahfvon nicht Neniger als drei parallelen Säulen oder Strängen unter- teilt ist, die parallel zur Achse des Metallrohres angeordnet sind und voneinander getrennt in Stellungen zwischen der Achse und der zylindrischen Oberfläche des Elements gehalten werden nicht- die nicht- und die einenYkreisf8rmigen Querschnitt besitzen. S.) Verzerungseleent nach Ansprh 1 dadurch gekennseichnet da die Anzahl der Säulen odr Spränge der VersgerungSNasse 1 cadr gättlen der sind-, ddureh kenneiel'.'4'r'''' . dass di g'-."'nnen parallelen Sräng odar SäulR der Vrgerngsse In en' ri etalizynder ein- W.-. gebettet s-.-d nd Bo ßin' ? & ntnchenr Kinge können- rHh zy JLttelacpe Ces'S'ients. edn sindr j).'VersgeruMgseleent nach inea d vorangehenden Ansprü. sh-8. dadurch gakennseiehaet dass de Querschnitts der Säulen dey Sti, der VerSgerngsmasse lliptiseb. cer Herzförmig sind aiis einer dadurch gekennzeichnet-ias dJLe Ver ? üß. <&mgE ! a. sse aus einer Isvhusß von 3nniß3 unü Siliiu < ? d Bleiperoxyd ud SlJJcim begeh.

6.)Versögerungselaent nach einem der vorangehenden AnsprUche dadurch ekemiseicimet dass zusätzlich zu den parallel zur Achse de Metallzylinders angeordneten Säulen oder Sprängen de VerzSgerungsmasse noch eine axiale Säule oder ein Strang der- selben vorgesehen Ist, der von den anderen Säulen durch Metall getrenntiste--