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Elektrischer Minenzünder.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zünden von solchen Sprengkapsel mittels
Wechselströmen, bei denen in die Höhlung der Metallhülse der Sprengkapsel ein von aussen isoliert eingeführter Leiter derart hineinragt, dass bei Fliessen eines Wechstromes genügender
Stärke und Spannung zwischen dem Ende des Leiters und der Kapselwand sich eine die
Zündmasse entzündende Funkenstrecke bildet.
Bisher dienen zum Zünden derartiger Sprenpkapseln ausschliesslich Niederfrequenzwechsel- ströme, die vorzugsweise mittels der bekannten Kurbe1induktoren oder in sonst geeigneter Weise erzeugt werden, was jedoch insofern sehr nachteilig ist, als dabei zum mindesten der eine der beiden Leiter sehr gut isoliert sein muss, um eine sichere Zündung zu ermöglichen. Die Ver- wendung gut isolierter Drähte bedingt aber eine nicht unerhebliche Verteuerung des Verfahrens, da die zur Zündung jeweils benutzten Drähte bei der Sprengung im allgemeinen verloren- gehen bzw. vernichtet werden.
Ferner ergeben sich häufig, insbesondere beim Arbeiten auf feuchtem Erdboden, lästige Störungen daraus, dass die Isolation der Zünddrähte bei dem immer provisorisch ausgeführten Verlegen derselben beschädigt wird, so dass der Zündstrom nicht zur
Zündkapsel gelangt, sondern vorher abgeleitet wird.
Gemäss der Erfindung werden die Mängel der bisher üblichen Verfahren zum Zünden von Sprengkapseln mittels Wechselstrom dadurch vermieden, dass als Zündstrom ein sogenannter Hochfrequenzwechselstrom benutzt wird, d. h. ein Wechselstrom mit einer Periodenzahl von etwa 50. 000-4, 000.000 in der Sekunde und einer solchen Spannung und Stromstärke, dass zwischen dem in die Kapselhöhlung hineinragenden Leiterende, das vorzugsweise gemäss der Erfindung unmittelbar die Zündpille trägt, und der leitend gemachten mit der Metallkapsel leitend verbundenen Oberfläche der Zündpille eine die Zündpille bei Fliessen des hochfrequenten Zündwechselstromes sich entzündende Funkenstrecke bildet.
Hiebei zeigt sich überraschenderweise, dass der Austritt des in dem Leiter zwischen zwischen Stromquelle und Sprengkapsel fliessenden Hochfrequenzstromes in der Hauptsache an dem in die Höhlung der Sprengkapsel hineinragenden Ende des Leiters auch dann erfolgt, wenn die Isolation des Leiters nur mangelhaft ist oder ein unisolierter Leiter benutzt wird.
Eine weitere Eigentümlichkeit des hochfrequenten Zündstromes liegt darin, dass zwischen Leiterende und dem Metallkörper der Sprengkapsel eine die Entzündung der Ziindpille verursachende Funkenstrecke entsteht, auch wenn die Metallkapsel weder mit dem andern Pol der Stromquelle verbunden noch geerdet ist, sofern der Metallkörper der Sprengkapsel nur eine hinreichende Eigenkapazität hat.
Aus diesen besonderen Eigenschaften des Hochfrequenzstromes ergibt sich der beachtenwerte Vorteil, dass man bei der Anwendung eines hochfrequenten Zündstromes weder den Metallkörper der Sprengkapsel zu erden noch durch einen besonderen Leiter mit der Stromquelle zu verbinden braucht. Es ist vielmehr nur nötig, den einen am Isolationsstück befestigten Leiter mit dem einen Pol der Hochfrequenzstromquelle in Verbindung zu bringen. Hiebei benutzt man vorteilhaft für höhere Entfernungen einen durch einen dünnen Papierüberzug
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Auf der Zeichnung ist in Fig. 1 die bei dem neuen Zündverfahren gemäss der Erfindung vorzugsweise benutzte Zündkapsel im Prinzip und in Fig. 2 in einer besonderen Ausführungs-
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der Leitungsdraht 1 an dem unteren Ende mit einer geeigneten Zündmasse : 2 versehen.
Unter diesem Zündkopf 2 ist ein Metallstück 3 dargestellt, welches lose an dem Zündkopf anliegt.
Beim Durchgang eines Hochfrequenzstromes durch den Leitungsdraht 1 wird die Zündmasse. 3 gezündet werden.
Eine weitere Ausführungsform dieser Zündungsart ist in Fig. 2 dargestellt. Der Leitungs- draht 1, der am Ende das Zündköpfchen 2 hat, ist von einem Isolierkörper 4 umgeben und
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werden. Am einfachsten wird der Kontakt dadurch erreicht, dass man den Isolierkörper 4 am unteren Ende mit einem Überzug von Graphit, Aluminium oder einem sonstigen leitenden Pulver versieht. wodurch eine sichere Stromleitung zwischen dem Zündkopf 2 und der Sprengkapsel 6 erhalten wird. Hier dient also die Sprengkapselhülse als Gegenpol an Stelle des Metallstuckes in Fig. 1.
Bei der Fabrikation elektrischer Zünder betragen die Materialkosten der Drähte bis 60 Prozent. Es wird also bei dem hier beschriebenen Zünder eine wesentliche Verbilligung dadurch erreicht, dass nur ein Zünddraht erforderlich ist. Da ausserdem der beschriebene Zünder einfacher ist als jeder andere Zünder, so ergibt sich eine weitere Verbilligung durch die geringeren Herstellungskosten. Ausserdem kommt in Betracht, dass das Anschliessen der einzelnen Schüsse wesentlich einfacher wird, so dass jeder Arbeiter dies ausführen kann.
Zur Erzeugung der hochfrequenten Zündstrome wird beispielsweise eine Einrichtung von einer solchen Schaltung verwendet, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist. Bei dieser Einrichtung wird als Stromquelle ein Wechselstrom-oder Gleichstromgenerator benutzt. der einen Strom von etwa 220 Volt Spannung und zirka 50 Perioden liefert, cl. h. einen ei städtischen Lichtnetzen üblichen elektrischen Strom. Der eine Pol dieser Stromquelle wird mittels des Leitern mit einer mit einem Eisenkern d versehenen Spule c verbunden. Beim Fliessen eines elektrischen Stromes in dieser Spule wird der Eisenkern magnetisiert und zieht ein am Ende eines Federarmes f befestigtes Eisenstück an, wobei der Kontakt des Federarmes f mit einem an das andere Ende der Spule c angeschlossenen Kontaktstift 9 unterbrochen wird.
Von dem Kontaktstift 9 führt eine Leitung zu einem Kondensator h, der anderseits durch eine Leitung b mit dem vorzugsweise bei 1n geerdeten Pol der Gleichstrom-oder Niederfrequenzwechselstrom- quelle in Verbindung steht.
An den Federarm des Hammers e ist durch eine Leitung i eine Spule J. ; angeschlossen. deren anderes Ende durch eine Zweigleitung l mit dem an die Stromquelle angeschlossenen Leiter b verbunden ist. Ferner steht der den Hammerarm f und die Spule k verbindende Leiter durch einen Leiter n mit einer Spule o in Verbindung, die so gegenüber der Spule k angeordnet ist, dass, wenn durch die Spule le ein Hochfrequenzstrom fliesst, in der Spule o ein Hochfrequenzstrom gleicher Frequenz und einer von dem Verhältnis der Windungszahlen der beiden Spulen abhängigen Spannung induziert wird.
Endlich ist der andere Pol der Sekundärspule o durch eine Leitung p, die aus vorzugsweise papierisoliertem Metalldraht besteht.
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Die Wirkungsweise der beschriebenen Einrichtung ist folgendermassen : Wenn die Leiter a und b mit der Gleichstromquelle verbunden werden, so wird durch den in dem Stromkreis a-c-g-f-i-k-l-b fliessenden Strom der Kondensator k aufgeladen und zugleich der Hammer angezogen, wobei der Gleichstromkreis an der Kontaktstelle der Hammerfeder f unterbrochen wird.
Der Kondensator b entlädt sich nunmehr unter Bildung eines Funkens an der Unterbreehungsstelle. wobei in dem von dem Kondensator ; und der Selbstindaktion k gebildeten Schwingungskreis ein gedämpfter Hochfrequenzstrom von einer von den elektrischen Dimensionen des Kondensators b (C) und der Spule k (B) abhängigen Wellenlänge oder Frequenz fliesst. der jedoch nach verhältnismässig kurzer Zeit wegen der unvermeidlichen elektrischen Verluste des Schwingungskreises wieder erlischt.
Nun wird aber durch den unter dem Namen Xeefseher oder Wagnerscher Hammer bekannten Unterbrecher, an dessen Stelle natürlich auch ein anderer der bekannten Unterbrecher benutzt werden kann. der Gleichstromkreis in verhältnismässig schnellem Wechsel geöffnet und geschlossen und demgemäss der Kondensator/ < auf- geladen und wieder entladen, so dass durch die Spule k ein Hochfrequenzstrom von entsprechend der Zahl dieser Entladungen in der Zeiteinheit wechselnder Intensität fliesst. der in
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der Sekundärspule den hochgespannten Hochfreqnenzzündslrom erzeugt.
Dieser gelangt zum
Ende des Leiter p, der in die Höhlung der isolierten oder geerdeten metallischen Zündkapsel hineinragt und tritt von dort unter Bildung einer die Zündpille entzündenden Funkenstrecke auf den Metallkörper der Kapsel über.
Die Spannung des Zündstromes, die zur Erzeugung der die Zündmasse entzündenden
Funkenstrecke erforderlich ist, richtet sich nach den Abmessungen der Zündpatrone bzw. der
Zündpille. Vorzugsweise wird gemäss der Erfindung ein Zündstrom mit einer Spannung von zirka 4500-5000 Volt verwendet.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Elektrischer Minenzünder. dadurch gekennzeichnet, dass der Zünder nur einen Leitungsdraht hat, durch welchen zwecks Zündung ein Hochfrequenzstrom geschickt wird.
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Electric mine detonator.
The invention relates to a method for detonating such detonators
Alternating currents, in which a conductor inserted insulated from the outside protrudes into the cavity of the metal shell of the detonator in such a way that it is sufficient when an alternating current flows
The strength and tension between the end of the conductor and the wall of the capsule become one
Ignition material forms an igniting spark gap.
So far, only low-frequency alternating currents have been used to ignite such detonating capsules, which are preferably generated by means of the known crank inductors or in some other suitable manner, but this is very disadvantageous in that at least one of the two conductors must be very well insulated to ensure safe Enable ignition. However, the use of well-insulated wires makes the process more expensive, since the wires used for ignition are generally lost or destroyed during the detonation.
Furthermore, annoying disturbances often arise, especially when working on damp ground, from the fact that the insulation of the ignition wires is damaged when the same is always carried out provisionally, so that the ignition current is not used
Primer arrives, but is diverted beforehand.
According to the invention, the deficiencies of the previously common methods for igniting detonators by means of alternating current are avoided in that a so-called high-frequency alternating current is used as the ignition current; H. an alternating current with a number of periods of about 50,000-4,000,000 per second and such a voltage and current strength that between the conductor end protruding into the capsule cavity, which preferably according to the invention directly carries the squib, and the one made conductive with the metal capsule Conductively connected surface of the squib forms a spark gap which ignites the squib when the high-frequency alternating ignition current flows.
Surprisingly, it turns out that the exit of the high-frequency current flowing in the conductor between the power source and the detonator is mainly at the end of the conductor protruding into the cavity of the detonator, even if the insulation of the conductor is poor or if an uninsulated conductor is used becomes.
Another peculiarity of the high-frequency ignition current is that a spark gap is created between the end of the conductor and the metal body of the detonator, causing the ignition pill to ignite, even if the metal capsule is neither connected to the other pole of the power source nor grounded, provided the metal body of the detonator is only a sufficient one Has own capacity.
These special properties of the high-frequency current result in the notable advantage that when using a high-frequency ignition current, the metal body of the detonator does not need to be grounded or connected to the power source by a special conductor. Rather, it is only necessary to bring the one conductor attached to the insulation piece into connection with one pole of the high-frequency power source. In this case, it is advantageous to use a thin paper cover for longer distances
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In the drawing, in Fig. 1, the primer cap preferably used in the new ignition method according to the invention is shown in principle and in Fig. 2 in a special embodiment.
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Provide the lead wire 1 with a suitable ignition compound: 2 at the lower end.
A piece of metal 3 is shown below this ignition head 2, which lies loosely against the ignition head.
When a high-frequency current passes through the lead wire 1, the ignition mass. 3 can be ignited.
Another embodiment of this type of ignition is shown in FIG. The lead wire 1, which has the ignition head 2 at the end, is surrounded by an insulating body 4 and
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will. The easiest way to achieve contact is to provide the insulating body 4 at the lower end with a coating of graphite, aluminum or some other conductive powder. whereby a safe power line between the ignition head 2 and the detonator 6 is obtained. Here, the detonator case serves as the opposite pole instead of the metal piece in FIG. 1.
In the manufacture of electric detonators, the material costs of the wires are up to 60 percent. In the case of the igniter described here, a substantial reduction in the price is achieved in that only one ignition wire is required. In addition, since the igniter described is simpler than any other igniter, the lower manufacturing costs result in a further reduction in price. It is also possible that the connection of the individual sections will be much easier, so that every worker can do this.
To generate the high-frequency ignition currents, a device of such a circuit is used, for example, as shown in FIG. 3. In this device, an alternating current or direct current generator is used as the power source. which supplies a current of about 220 volts and about 50 periods, cl. h. an electric current common in urban lighting networks. One pole of this power source is connected to a coil c provided with an iron core d by means of the conductor. When an electric current flows in this coil, the iron core is magnetized and attracts a piece of iron attached to the end of a spring arm f, the contact of the spring arm f with a contact pin 9 connected to the other end of the coil c being interrupted.
A line leads from the contact pin 9 to a capacitor h which, on the other hand, is connected by a line b to the pole of the direct current or low-frequency alternating current source, which is preferably grounded at 1n.
A coil J. is connected to the spring arm of the hammer e through a line i; connected. the other end of which is connected by a branch line l to the conductor b connected to the power source. Furthermore, the conductor connecting the hammer arm f and the coil k is connected by a conductor n to a coil o, which is arranged opposite the coil k so that when a high-frequency current flows through the coil le, a high-frequency current in the coil o is the same Frequency and a voltage dependent on the ratio of the number of turns of the two coils is induced.
Finally, the other pole of the secondary coil o is through a line p, which consists of preferably paper-insulated metal wire.
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The operation of the device described is as follows: When the conductors a and b are connected to the direct current source, the current flowing in the circuit acgfiklb charges the capacitor k and at the same time attracts the hammer, whereby the direct current circuit is interrupted at the contact point of the hammer spring f becomes.
The capacitor b is now discharged with the formation of a spark at the point of interruption. wherein in that of the capacitor; and the oscillation circuit formed by the self-inductance k, a damped high-frequency current flows with a wavelength or frequency that is dependent on the electrical dimensions of the capacitor b (C) and the coil k (B). which, however, goes out again after a relatively short time due to the inevitable electrical losses of the oscillating circuit.
Now, however, the breaker known under the name Xeefseher or Wagner's Hammer is used, in its place of course another of the known breakers can be used. the direct current circuit is opened and closed in relatively rapid alternation and accordingly the capacitor / <is charged and discharged again, so that a high-frequency current flows through the coil k with an intensity that changes according to the number of these discharges in the unit of time. the in
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the secondary coil generates the high-voltage high-frequency ignition current.
This reaches the
The end of the conductor p, which protrudes into the cavity of the insulated or earthed metal detonator and from there passes over to the metal body of the capsule, forming a spark gap which ignites the detonator.
The voltage of the ignition current used to generate the ignition mass that ignites
Spark gap is required depends on the dimensions of the ignition cartridge or the
Squib. According to the invention, an ignition current with a voltage of approximately 4500-5000 volts is preferably used.
PATENT CLAIMS:
1. Electric mine detonator. characterized in that the detonator has only one lead wire through which a high-frequency current is sent for the purpose of ignition.
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