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Elektrische Zündvorrichtung Es sind.Vorrichtungen bekannt, um zivile
und militärische< Sprengladungen. mittels Gleich- und Wechselstrom zu zünden.
Diese Vorrichtungen arbeiten alle in der Weise, daß in einem elektrischen, Leiter,
welcher sich in einem Explosivstoff befindet, durch - elektrischen, Strom Wärme
erzeugt wird, die sich dem Explösivstoff mitteilt und denselben entzündet. Als Stromquelle
werden Batterien, Induktoren, das Lichtnetz oder andere'Generatoren handlicher Art
verwendet, welche unter dem Sammelbegriff- . Zündmaschinen zusammengefaBt sind.
So wie ein elektrischer Zünder auf den von. der Zündmaschine gelieferten elektrischen
Strom anspricht, kann er auch auf vagabundierende Ströme ansprechen, wie sie in
Bergwerken häufig -vorkommen, oder gar auf statische Aufladungen und induzierte
Spannungen in den Zündleitungen, wie es bei Gewitfern z. B. beobachtet wurde. Aus
Sicherheitsgründen müssen daher elektrische Zünder gesetzlich eine bestimmte Unempfindlichkeit
haben, damit keine ungewollten Zündungen eintreten können. Es hat sich aber -trotzdem
gezeigt, da,B die geforderte Unempfindlichkeit der Zünder
noch nicht
ausreichte, um schwere Unfälle zu vermeiden, so daß zehn- bis hundertfach unempfindlichere
Zünder gefordert werden.
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Da ein unempfindlicher Zünder mehr Strom zur Zündung benötigt als
einempfindlicher, müssen: sich die Zündmaschinen diesen Sicherheitsanforderungen
auch anpassen, wodurch sie unhandlich und teuer werden.
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Es sind auch Verfahren bekanntgeworden, die Zündungen mittels hochfrequenter
Wechselströme vorzunehmen, in der Weise, daß von einem Hochfrequenzgenerator drahtlos
oder über eine Leitung die Spannung der Wellenlängen 1 einem Empfänger übermittelt
wird.
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Ist die Wellenlänge 2, auf die der Empfänger eingestellt ist, und
ist 1 = 2, dann gerät der Schwingkreis des Empfängers ins Mitschwingen. An dem Schwingkreis
kann dann: die zur Zündung erforderliche Spannung abgenommen werden.
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Solche Zündverfahren können sehr sicher sein. gegen vagabundierende
Ströme, wenn dafür gesorgt wird, daß nur im Resonanzfalle an dem Zündelement, der
sogenannten Zündpille, eine Spannung auftreten, kann. Liegt die Wellenlänge dieser
Hochfrequenzspannung jenseits des. Gebietes der technisch vorkommenden Störspannungen
und deren Oberwellen, so ist das Zündverfahren. absolut sicher gegen die oben angeführten
unerwünschten Zündungen.
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Der Einführung solcher Zündverfahren stand bisher der technische Aufwand
und der hohe Preis. von Zündern und Zündmaschinen. entgegen.
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Die Erfindung betrifft eine Hochfrequenzzündvorrichtung der geschilderten
Art, dadurch gekennzeichnet, daß als resonanzfähige elektrische Schaltelemente,
sogenanuteLecherleitungen verwendet werden. An der Lecherleitung liegt zünderseitig
eine sogenannteSpaltzündpille,welch eeinen sehr hohenelek trischen Widerstand, in
der Größenordnung vom. mehrerenMegohm, hat. Das andere, aus, Zünder und z: B. auch
aus dem Bohrloch herausragende Ende der Lecherleitung ist durch Verbindung der beiden
Drähte kurzgeschlossen. In, einem gewissen Abstand L von der Kurzschlußbrücke befindet
sich die Ankopplung für die vom Hochfrequenzgenerator gelieferte Hochfrequenzspannung.
Die Ärakopplung kann vom Generator mittels Lecherleitung, im Falle einer Leitungskopplung,
oder mittels Antennen, im Falle drahtloser Kopplung, vorgenommen werden: Die charakteristische
Frequenz der Lecherleitung des. Zünders wird bei konstantem Drahtabstand und hinreichend
gleicher Dielektrizitätskonstante von Isolierung und Drahtumgebung allein durch
den Abstand L zwischen Ankopplungss.telleund Kurzschltd3brücke bestimmt, so daß
die Abstimmung der Lecherleitung des Zünders auf den Hochfrequenzgenerator sehr
einfach ist. Sind Generator und das Lechersystem des Zünders in Resonanz, so -en
tsteht bei Einschalten des Generators an. der Zündpille eine Spannung, so daß der
Explosivstoff .gezündet wird.
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Da die Lecherleitung des Zünders einseitig kurzgeschlossen ist, kann
selbst durch relativ hohe Ströme, die in die beiden Drähte der Lecherleitung geschickt
werden, die Zündpille dann, nicht ansprechen, wenn ihr Widerstand. erheblich größer
ist als der der Kurzschlußb:rücke. Andererseits muß aber die Zündpille möglichst
hochohmig und daher empfindlich sein, damit die Lecherleitung wenig belastet wird
und die vom Generator abgegebene Energie in Form von hochfrequentem Wechselstrom
möglichst klein sein kann. Da solche Zündpillen, bekannt sind in Form von Funkenzündpillen,
ist der technische Aufwand für den Generator relativ gering.
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Die einfache Abstimmbarkeit der Zünder-Lecherleitungen macht es möglich,
die Zünder in einer bestimmten Reihenfolge dadurch zum Zünden zu bringen, daß der
Generator in derselben Reihenfolge die charakteristischen Frequenzen der Zünder
liefert.
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In der schematischen Abbildung sind zwei Bohr-.löcher im Gestein 7
dargestellt. Die Bohrlöcher sind mit- den Sprengladungen i und der Verdammung 6
besetzt. In den Sprengladungen i befinden sich die Zünder q. mit ihren Detonatorladungen
2 und den Funkenzündpillen 3. Die Zündpillen 3 sind an die Lecherleitungen der Zünder
g -angeschlossen; deren aus den Bohrlöchern herausragende Teile 8 an den Stellen
g bzw. io ihre Ankopplungsstellen tragen. Hier ist je ein Draht der Lecherleitung
mit je einer Antenne A1 bzw. A2 verbunden, während die anderen Drähte der Lecherleitungen
mit der gemein-Samen Erde El, 2 verbunden sind.
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Die Lecherleitungen sind an den Stellen i i bzw. 12 mit Kurzschlußbrücken
versehen. Die Abstände der Kurzschlußbrücken von den Ankopplungstellen sind L1 bzw.
L2. Da L1 größer ads L2 ist, ist der linke Zünder auf eine niedrigere Resonanzfrequenz
eingestellt als der rechte.
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Der Hochfrequenzgenerator G ist einseitig geerdet an der Stelle ES,
hat eine Antenne AS und kann mittels Schalter S eingeschaltet werden. Die Variation
der abgegebenen Frequenz geschieht auf bekannte Weise und kann durch den Schalter
S in der gewünschten Form ausgelöst werden, damit Zünder verschiedener Resonanzfrequenz
gezündet werden können.
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Die Ankopplung der Zünder an den Generator ist in der Abbildung für
den Fall der drahtlosen Kopplung gezeichnet. Im Falle der vorteilhafteren Leitungskopplung
sind entweder die Antennen untereinander mittels einer Leitung verbunden., und die
Erdung erfolgt wie in der Abbildung, oder Generator und Zünder-Lechersysteme sind
durch eine Lecherleitung in bekannfer Weise parallel verbunden. Der besondere Vorteil
einer Leitungskopplung wird durch folgendes ersichtlich.: Es kann an einer Stelle,
wo an mehreren Orter sich Sprengstellen befinden, vorkommen, daß bei drohloser Zündung
nicht vermieden werden kann, daß eine bereits ausgelegte oder sich in Auslegung
befindende Zünderkette durch den fremdere Zündgenerator gezündet wird, dies besonders
dann, wenn durch unerwünschte Reflektionen, z. B. in Stollensystemen, genügend Energie
auch der fremden
Sprengstelle noch zugeführt wird. Bei einer direkten,
Leitungskopplung sind die eigentlichen Zündsysteme so empfindlich, was apparativ
von Vorteil wäre, daB sie nur zufriedenstellendeEnergie über eine Drahtleitung erhalten
können. Die Gefahr, daß eine fremde Sprengstelle dann noch ausreichende Energie
erhalten kann, ist damit ausgeschlossen.
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Diese Art Schaltung ist in Abb. a angedeutet, wobei der Generator
16 über die Lecherleitung 15 an die beiden Zünderankopplungsstellen 13 und 14 gelegt
wird.