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Sprengverfahren Beim Sprengen im Bergbau und in anderen Betrieben
wird häufig so gearbeitet, -daßbeim Abtun einer Mehrzahl von Schüssen diese nicht
gleichzeitig, sondern in bestimmten Gruppen nacheinander zur Detonation gebracht
werden. Dadurch soll erreicht werden, daß die Schüsse der früher kommenden Gruppen
die Vorgabe für die Schüsse der später kommenden Gruppen frei machen.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Durchführung dieser Arbeitsweise
mittels elektrischer Zündung und eine hierzu geeignete Vorrichtung.
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Bisher wurden für die zeitlich voneinander verschiedenen Detonationen
der einzelnen Schüsse bzw. Gruppen von Schüssen elektrische Zeitzunder, vorzugs«-eise
Schnellzeitzünder, verwendet. Hierbei ergibt sich aber der Nachteil, daß die Zünder,
die für Schüsse der gleichen Gruppe von Schüssen bestimmt sind, d. h. Zünder der
gleichen Zeitstufe, keineswegs gleichzeitig kommen, sondern daß man vielmehr mit
erheblichen Schwankungen der Brenndauern um einen Mittelwert rechnen muß. Dadurch
wird einmal die Sprengwirkung der Schüsse herabgesetzt, zum anderen treten schwere
sicherheitliche Gefahren, insbesondere durch sogenannte Kantenschüsse, Schußversager
und durch Patronen im Haufwerk, auf. Im schlagwettergefährdeten Bergbau besteht
ein weiterer Nachteil der elektrischen Zeitzünder darin, daß man den zeitlichen
Abstand der einzelnen
Zeitstufen wegen der unvermeidlichen Schwankungen
der Brenndauern nicht so klein wählen kann, wie dies aus Gründen der Schlagwettersicherheit
erwünscht ist.
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Die Erfindung vermeidet diese Nachteile durch den Vorschlag, die Zeitstaffelung
der verschiedenen Schußreihen gegeneinander mittels der Zündmaschine vorzunehmen,
und ermöglicht es gleichzeitig, statt der bisher notwendigen Schnellzeitzünder in
wirtschaftlich vorteilhafter Weise Momentzünder zu verwenden.
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Die Erfindung besteht darin, daß beim Abtun mehrerer Schußreihen in
zweckmäßig bemessenen Zeitabschnitten für jede Schußreihe eine besondere Schießleitung
verwendet wird, jedoch alle solche Schießleitungen an eine gemeinsame Zündmaschine
geführt sind, die für jede Schießleitung mit einem besonderen Anschlußklemmenpaar
versehen und derart beschaffen ist, daß bei ihrer Betätigung in die einzelnen Schießleitungen
nacheinander in festgelegten Zeitabständen ein Stromstoß von bestimmter Stärke und
Dauer geschickt wird.
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Selbstverständlich ist die Anordnung so zu treffen, daß der Stromstoß,
der in eine einzelne Schießleitung gelangt, ausreicht, die angeschlossene Zahl von
Momentzündern versagersicher zur Entzündung zu bringen, und daß die Stromstöße in
den verschiedenen Schießleitungen solche zeitlichen Abstände voneinander haben,
daß jede Schußreihe für sich allein ihre Sprengwirkung ausüben kann. Zur Erfüllung
der ersten Forderung muß jeder Stromstoß entsprechend der amtlichen Zündmittelregelung
einen Impuls von nvin-destens 4 mWs/Ohrn haben, zur Erfüllung der zweiten Forderung
dürfen die zeitlichen Abstände der einzelnen Stromstöße nicht zu klein, nach den
bisher vorliegenden Erfahrungen größer als etwa 20 m/s sein. Für den schlagwettergefährdeten
Bergbau' besteht darüber hinaus die Forderung, daß der zeitliche Abstand zwischen
dem Kommen der ersten und der letzten Schußreihe so klein sein muß, daß etwa durch
die erste Schußreihe frei gemachtes Grubengas innerhalb dieser Zeitspanne keine
Gelegenheit hat, sich mit den Grubenwettern zu einem explosionsgefährlichen Gemenge
zu vermischen; andernfalls könnte dieses Gemenge durch die letzte (oder eine vorhergehende)
Schußreihe zur Explosion gebracht werden. Mangels anderer Möglichkeiten hat man
sich bisher mit einer Zeitspanne von 5 Sek. Dauer begnügt. Die Erfindung gestattet
als weiteren Vorteil eine wesentliche Herabsetzung dieser Zeitspanne, also eine
erhebliche Steigerung der Schlagwettersicherheit der Sprengarbeit.
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Eine zur Durchführung des neuen Verfahrens geeignete Zündmaschine
läßt sich durch geeignete Ausgestaltung der gewöhnlichen Zündmaschinen, seien es
Elementzündmaschinen oder Kondensatorzündmaschinen, schaffen.
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Gewöhnliche Zündmaschinen sind nur dann zur brauchbaren Ausgestaltung
für das neue Verfahren geeignet, wenn sie insgesamt einen Strom genügend langer
Dauer hergeben, was sich aber in bekannter Weise erreichen läßt. Die besondere Ausgestaltung
besteht dann darin, daß die Zündmaschine statt eines Anschlußklemmenpaares mehrere,
beispielsweise zwei (Bild i, Ziffer i, 2 und 3, 4) trägt, und daß eine Kontaktscheibe
eingebaut wird, die jeweils ein zur Zündung ausreichendes Stück der Stromkurve auf
die verschiedenen Klemmenpaare schaltet (Bild i).
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Die als Verbundmaschine geschaltete (Bild i) und für zwei nacheinander
abzutuende Ketten von Schüssen bestimmte Zündmaschine hat vier Außenklemmen i bis
4, an welche die beiden nacheinander abzutuenden Zünderketten 5 bis 6 paarweise
angeschlossen werden. In geeigneter Verbindung mit der Antriebswelle der Zündmaschine
ist die aus Isoliermaterial bestehende Endkontaktscheibe 7 angeordnet, die an einem
Teil ihres Randes ein metallisches Kontaktstück 8 trägt. Gegen die Endkontaktscheibe
schleifen die fünf Abnehmerfedern oder -bürsten 9, io, 12, 13 und 14, deren Verbindung
einerseits mit den Außenklemmen i bis 4, andererseits mit den Maschinenklemmen 15
und 16 aus dem Bild hervorgeht. Die Wirkungsweise der sich beim Betrieb der Zündmaschine
im Sinne des eingezeichneten Pfeiles drehenden Endkontakteinrichtung ist nun die,
daß, sobald die Antriebswelle einen gewissen Winkel zurückgelegt und damit der Anker
die erforderliche Drehzahl erreicht hat, die Zünderkette 5 über die Abnehmer 9 und
io an Spannung gelegt wird. Nach gewünschter Zeit (4 m/s) wird der Strom aus der
Zünderkette 5 herausgenommen. Wieder nach einer gewünschten Zeit wird die Zünderkette
6 über die Abnehmer 12, 13 und 14 an Spannung gelegt und nachher durch Kurzschließen
der Maschinenklemmen 15 und 16 die Abnehmer 12 und 14 wieder von der Zünderkette
fortgenommen.
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Die Länge des Endkontaktstückes 8, der Durchmesser der Endkontaktscheibe
7 und der gegenseitige Abstand der Abnehmer 9 bis 14 voneinander bestimmen-sowohl
die Dauer der beiden Zündstromstöße wie ihren zeitlichen Abstand. Es sind also einfach
bauliche Maßnahmen, die hier die jeweils günstigsten Wertegruppen einzustellen gestatten.
Daß z. B. bei Zündmaschinen mit Doppel-T-Anker beider Zündstromstöße bei einer solchen
Ankerstellung beginnen müssen, daß innerhalb ihrer kurzen Dauer (4 m/s) die Erreichung
des erforderlichen Zündimpulses gewährleistet ist, braucht nur bei Bemessung der
Kontakteinrichtung berücksichtigt zu werden.
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Grundsätzlich läßt sich das hier für eine Doppelzündmaschine Gesagte
auch auf eine Zündmaschine anderer Kettenzahl beziehen.
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Anstatt die Kontakteinrichtung für alle nacheinander zu zündenden
Ketten auf einer einzigen Scheibe unterzubringen, kann man sie auch auf mehrere
Endkontaktscheiben verteilen, wie es im Bild 2 gezeigt ist, wo sowohl die Scheibe
7 wie eine weitere Scheibe je ein metallisches Kontaktstück 8 tragen, gegen das
die Abnehmer 9, io bzw. 14 bis 17 schleifen. Es ist ohne Belang, ob die Endkontaktscheiben
nebeneinander oder hintereinander auf einer Welle liegend angebracht sind. Die Wirkungsweisedieser
Anordnung ist entsprechendderin Bild i.
Eine Elenientzündmaschine
ist in der Weise auszugestalten, daß ebenfalls das Gehäuse statt eines Anschlußklemmenpaares
mehrere trägt und daß ein Uhrwerk ein- oder angebaut wird, das einen Schalter betätigt,
der nacheinander in bestimmten Zeitabstiinden die Batteriespannung für bestimmte
Zeitdauern auf die einzelnen Klemmenpaare schaltet.
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Zu beachten ist dabei, daß der Schalter bei seiner l\',iickwärtsl)ewegurig,
d. h. beim Aufziehen des Uhrwerks, keine Spannung auf die einzelnen Klemmenpaare
schalten darf, da sonst ungewollte Zündungen von Sprengschüssen stattfinden könnten.
Das wird zwecl<ni;il.lig dadurch vermieden, (1a13 ein Sicherheitsschalter unmittelbar
an die Stromduelle, also vor den eigentlichen Betiitigungsschalter, geschaltet wird,
der beim Aufziehen (fies Uhrwerks zwangsläufig die Stromduelle abschaltet. Diese
Zwangsläufigkeit kann beispielsweise dadurch erreicht werden, daß die Zündmaschine
zwei Achsen hat, eine zum Aufziehen des L'hrwerl;s und die andere zur Betätigung.
Die Betätigungsachse muß darin so eingerichtet sein, daß durch Drehen dieser Achse
um einen bestimmten Winkel, beispielsweise um 9o°, zunächst nur der Sicherheitsschalter
eingeschaltet und gleichzeitig oder vorher eine Betätigung der Aufziehachse unmöglich
gemacht wird, ein Abziehen des Schlüssels in dieser Stellung muß dann in bekannter
Weise unmöglich gemacht werden. Erst bei weiterem Drehen der Achse, wiederum um
einen bestimmten Winkel, wird dann <las Uhrwerk ausgelöst. Um danach das Hirwerk
wieder aufziehen zu können, muß zunächst die Betätigungsachse wieder in ihre Ausgangsstellung
zurückgeführt werden, denn nur so wird eine Bet:itigung der Aufziehachse ermöglicht.
Bei diesem Zurückdrehen der Betätigungsachse wird aber auch gleichzeitig der Sicherheitsschalter
ausgeschaltet. Die Zündmaschine kann in bekannter Welse finit einer Aufzugsicherung
ausgerüstet werden, die eine Bet:itigung des Uhrwerks bei nicht voll aufgezogener
Uhrfeder hindert.
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Eine Kondensatorzündntaschine wird zweckmäßig dadurch ausgeschaltet,
(iaß sie statt eines Anmehrere solcher Paare erliiilt, rund (iaß sich im Innern
der 1lasch.ine so viele Kondensatoren befinden, wie Anschlußkleintnenpaare vorhanden
sind. Außerdem erhält die Maschine ein @'hrwerk, (las einen Schalter zu betätigen
vermag, der bei Auslösung des Uhrwerks die einzelnen Kondensatoren nacheinander
in bestimmten Zeitabständen auf die einzelnen Anschlußklemntenpaare schaltet. 1
'ei der Bet'itigung der Maschine werden die Kondensatoren, die zweckmäßigerweise
parallel geschaltet sind, geladen. Gegen Schluß der Betätigung der Maschine werden
durch das Antriebsmittel die Kondensatoren von dem Stromerzeuger al>geschaltct,
und unmittelbar darauf wird ebenfalls (furch (las Antriebsmittel das Uhrwerk ausgelöst,
(las den damit verbundenen Schalter betätigt. Um die einzelnen Kondensatoren restlos
zu entladen, was vermittels der (furch die Wirkung der Schüsse in kürzester Zeit
unterbrochenen Schießleitungen nicht immer geschieht, tind uni somit ungewollte
Ziüidungen beim Zurücknehmen des Schalters zu vermeiden, muß der Schalter so eingerichtet
sein, daß er kurz nach dem Schalten der Kondensatoren auf die Anschlußklemmenpaare
die Kondensatoren kurzschließt. Das Uhrwerk kann entweder bei der llctiitigung des
Antriebsmittels oder leim Zurücknehmen des Antriebsmittels gespannt werden.
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Eine Abart der oben beschriebenen Kondensatorzündmaschinen besteht
in einer solchen Ausbildung, daß die einzelnen Kondensatorentladungen nicht iiiimittelbar
auf die verschiedenen Schußreihen einwirken, sondern jeweils über eine Spule. Für
jedes Anschlußklemmenpaar ist dabei eine besondere Spule vorzusehen. Der zugehörige
Kondensator entlädt sich über die Primärwicklung der Spule, der in der Sekundärwicklung
erzeugte Stromstoß bringt die angeschlossenen Schußreihen zur Entzündung. Bei dieser
Anordnung ist ein besonderes Kurzschließen der Kondensatoren nach dem Losgehen der
Schüsse nicht mehr erforderlich, da die Kondensatoren ohnehin durch die Primärwicklung
der Spule dauernd kurzgeschlossen sind.
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Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend im einzelnen beschriebene
und in den Abbildungen veranschaulichte Ausführungsform beschränkt, sondern kann
in verschiedener Weise abgeändert werden ohne von ihrem Grundgedanken abzuweichen.