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Verfahren und Einrichtung zur elektrischen Minenzündung.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine elektrische Zündung (Sicherheitszündung), bei welcher in den Gruben vorkommende Fremdströme keine Frühzündungen hervorrufen können, u. zw. dadurch, dass die Anlage gegen solche durch Unterbrechungsstellen gesichert ist, welche lediglich im Augenblick der beabsichtigten Zündung mittels verschieden gearteter Hilfsströme, z. B. überlagerter Hoehfrequenzströme, überbrückt und für den Zündstrom passierbar gemacht werden.
Um Zündanlagen gegen die in der Grube vorkommenden Fremdströme, welche Gleich-oder Wechselstrom-, aber unter Umständen auch Hoehfrequenzcharakter aufweisen können, vor Frühzündungen zu schützen, wurde versucht, entweder die Anlage durch verschiedene Kurzschlusseinrichtungen, welche vor dem Abtun der Schüsse wieder entfernt werden müssen, zu sichern oder aber den verwendeten Zündern eine solche Spannungs-bzw. Stromempfindliehkeit zu geben, dass die Entziindbarkeit um ein Gewisses über die ungefähr bekannten Grenzen der Streuströme gelegen war.
Die Handhabung von Anlagen der ersten Art ist umständlich und nicht gefahrlos ; die nach dem letzteren Gesichtspunkt besitzt den Nachteil, dass infolge der verringerten Empfindlichkeit der Zünder zur Zündung selbst wesentlich höhere Energien aufgewendet werden müssen, ohne dass aber ausreichende Sicherheit erzielt wird, da die angenommenen Grenzen nicht immer wirklich entsprechen müssen. Die Anwendung von Hochfrequenz zur Zündung wurde ebenfalls versucht, jedoch sind, da sich solche Ströme in den Drähten schlecht leiten lassen, auch hier unpraktisch hohe Energien nötig, um genügende Entzündungssicherheitzu erreichen, und muss solchen Zündern aus dem gleichen Grunde auch ausserordentlich hohe Genauigkeit und Stromempfindlichkeit gegeben werden.
Hiezu kommen noch andere Schwierigkeiten, wie die, dass durch Kapazität und Induktion der Zündleitung unter Umständen Abstimmungen oder Längenbegrenzungen der Leitung nötig werden.
Überdies besteht trotzdem keine absolute Sicherheit gegen Fehl-bzw. Frühzündungen, da z. B. bei Grubenbahnen, Aufzügen usw. durch Funkenbildung ebenfalls sich leicht verbreitende Hochfrequenzenergien gedämpfter Natur auftreten und die leicht auflösbaren Zünder zur Aktion zu bringen imstande sind.
Um diese Nachteile zu vermeiden, sind erfindungsgemäss Zünder zur Anwendung vorgeschlagen, bei welchen
1. Gleich-oder Wechselspannungen über der praktischen oder vorgeschriebenen SicherheitsgTenze liegen, d. h. diese Zünder können durch Ströme bis zu einer gewissen Spannung zufolge des hohen Widerstandes der Fritterbrücke nicht mit so viel Stromstärke durehflossen werden, dass eine Entzündung herbeigeführt wird,
2. die Stromstärke, die zur Entzündung notwendig ist, eine bestimmte Höhe erreichen muss (mindestens 0'1 Amp. ), so dass auch bei Überschreitung der Spannungsgrenze zufolge des hohen Wider- standes der Fritterbrücke durch eintretenden Spannungsabfall keine Entzündung möglich ist, und
3.
Sicherheitseinrichtungen vorgesehen sind, welche die Zündleitung erst nach dem Hindurchschicken von Hochfrequenzströmen mit bestimmter Energie für den zur Zündung bestimmten Strom passierbar machen, während bei nicht gleichzeitiger Einwirkung von Hochfrequenz und Normalstrom überhaupt keine nennenswerte Stromzirkulation im Zünderkreis erfolgt.
Herbeigeführt wird die Wirkungsweise einer derartigen Zündanlage durch Anwendung von Kontakteinrichtungen, welche unter dem Namen Fritter (Kohärer) als Anzeigegerät für Hochfrequenz in der Funkentelegraphie bekannt sind.
Die Zeichnung veranschaulicht verschiedene Ausführungsformen der Erfindung. In Fig. 1 ist z. B. eine Anlage ersichtlich, welche durch Fritterbrücken in den beiden Leitungsästen geschützt ist.
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In Fig. 2 ist eine Anlage dargestellt, bei welcher jeder einzelne Zünder für sich gesichert ist, Fig. 3,4 und 5 zeigen beispielsweise Ausführungsformen für derartige Zünder.
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nahe der Schussstelle, d. h. nahe der Zünderkette bzw. den Zündern Z, die Fritter jFi, F2 eingeschaltet sind. Weiters ist eine induktive Kupplungseinrichtung K oder eine galvanische G (Fig. 2) vorgesehen, welche im Augenblick der Zündung den Hochfrequenzstrom aus der Stromquelle H übertragen.
Die Wirkungsweise ist folgende :
Ein Fremd-oder Streustrom S kann nicht durch die Zünder fliessen, da der Widerstand des Fritters im Normalzustand ein beträchtlich hoher ist. Werden aber beim Abfeuern durch die Wirkung des Hochfrequenzstromes die Fritterbrücken geschlossen, d. h. in bekannter Weise für Gleichstrom passierbar gemacht, so kann der gleichzeitig auftretende Zündmaschinenstromstoss in die Zünder gelangen und diese in üblicher Weise zur Betätigung bringen.
Der Widerstand der Fritterbrücke wird also mittels Hochfrequenzströmen so stark herabgesetzt, dass derselbe für Zündströme mit gewöhnlicher Spannung und Stromstärke überbrückt werden kann, während die Brücke vorher von Gleich-und Wechselströmen gewohnlicher Art, beispielsweise von solchen mit 100 Volt Spannung od. dgl. nicht überbrückt werden kann, so lange nicht ein Hochfrequenzstrom über die Brücke geleitet wird. Geschieht dies aber, so wird diese Brücke so gut leitend, dass dieselbe durch Spannungen von nur einigen Volt, also, wie gesagt, von Zündströmen gewöhnlicher Spannung und Stromstärke überbrückt werden kann.
Es handelt sich daher um einen Sicherheitszünder gegen Schlichströme, bei welchem gleichzeitig Hochfrequenzströme und gewöhnliche Zündströme Verwendung finden, nur wird der Hochfrequenzstrom immer vorausgeschickt oder dem Normalstrom überlagert, um die Unterbreehungsstellen, die Fritter, für den gewöhnlichen Zündstrom leitend zu machen. Solche Zünder können so hergestellt werden, dass sie gegen hohe Spannungen und Stromstärken gesichert sind bzw. eine Entzündung durch Schleichströme nicht herbeigeführt werden kann.
Als Sicherungen im Sinne vorliegender Erfindung sind nicht nur Fritter verwendbar, welche bekanntlich durch Verschweissen von Feilspänen die Strombrücke für Gleichstrom herstellen, sondern auch bestimmte Metallanstrichmassen, die in weniger erschütterungsempfindlicher Weise die gleiche Wirkung besitzen wie z. B. vorteilhaft metallische Pulver, Metallspäne, Graphit, Kohlenpulver u. dgl. trocken oder mit Bindemitteln, wie z. B. Lacken, angerührt. Ebenso können Oxydkontakte oder sonstige, nach Art eines Relais wirksame Hochfrequenzanzeiger angewendet werden.
Unter Oxydkontakten werden Metalle verstanden, die durch Anwendung von Säure, Wärme oder sonstwie oxydiert worden sind.
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hergestellten Zünders durch einen Spalt b unterbrochen und mit einer entsprechenden Masse in überzogen, welche den Spalt ausfüllt und Fritterwirkung aufweist.
Fig. 4 zeigt die Sicherung in die Zuleitung verlegt und als Oxydkontakt ausgeführt. Bei diesem wird ebenfalls der hohe Ohmsche Übergangswiderstand durch Einwirkung der Hochfrequenz heruntergesetzt ; a ist beispielsweise ein federndes, oxydiertes Metall, welches auf den Gegenkontakt k auffedert und auf einem Isolierstreifen St angebracht ist.
In Fig. 5 ist eine Ausführung dargestellt, bei welcher die Kontaktstelle in den Zündsatz selbst verlegt ist und als Oxydkontakt wirkt. Es sind 7ci und zusammenfedernde oxydierte Kontaktlamellen, die voneinander durch eine Isolationszwischenlage P getrennt sind und nur im Zündsatz Z eine nadelscharfe Berührungsstelle aufweisen. Die auftretende Erwärmung bei Einwirkung der gemeinsamen Ströme bewirkt die Entzündung des Zündsatzes Z.
Bei der Ausführung nach Fig. 6 ist der Zündsatz Z selbst als Frittermasse angewendet, oder es ist eine besondere Fritterbrücke F vorgesehen, die entweder mit Zündsatz vermischt ist oder durch Wärme- übertragung den Zündsatz zur Entzündung bringt.
Es kann durch entsprechende Mengungen von Zündsatz, Halbleiter, beispielsweise Graphit-und Kohlenstoff und Metallpulver od. dgl., die geforderte Wirkung erzielt werden, dass für Normalströme ein sehr hoher Übergangswiderstand vorhanden ist, welcher bei Anwendung der vereinigten Ströme auf ein gewünschtes Mindestmass herabgesetzt wird, so dass auch grosse Serien derartiger Sicherheitszunder
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Die erwähnten Halbleiter können als zweckmässiges Füllmittel dienen, vornehmlich zu dem Zwecke, um ein kleines Leitungsvermögen in der Brücke, z. B. für Prüfzwecke, aufrechtzuerhalten.
Wird eine solche Frittermasse verwendet, welche ganz geringe Messströme durchlässt, so können Fremdströme keine nennenswerten Wärmewirkungen erzeugen, dagegen wird der wesentliche Vorteil erzielt, dass eine sichere Prüfung der Anlage auf Leitungskontinuität möglich ist.
Die den Zündstrom liefernde Quelle kann mit dem Zündstromkreis induktiv, galvanisch oder sonstwie gekuppelt sein.
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Method and device for electric mine ignition.
The present invention relates to an electrical ignition (safety ignition) in which external currents occurring in the pits cannot cause pre-ignition, u. zw. In that the system is secured against such by interruption points, which only at the moment of the intended ignition by means of different types of auxiliary currents, z. B. superimposed high frequency currents, bridged and made passable for the ignition current.
In order to protect ignition systems from pre-ignition against external currents occurring in the pit, which can have direct or alternating current, but under certain circumstances also high frequency character, an attempt was made to either use the system through various short-circuit devices, which must be removed again before the shots are dismissed to secure or the detonators used such a voltage or. Current sensitivity to indicate that the ignitability was a certain amount above the roughly known limits of the stray currents.
The handling of systems of the first type is cumbersome and not without risk; according to the latter point of view, the disadvantage is that, as a result of the reduced sensitivity of the detonators themselves, significantly higher energies have to be used for ignition, but without sufficient safety being achieved, since the assumed limits do not always have to actually correspond. The use of high frequency for ignition has also been attempted, but since such currents in the wires are difficult to conduct, impractically high energies are also required here in order to achieve sufficient ignition safety, and for the same reason such detonators must also be extremely accurate and current sensitivity are given.
In addition, there are other difficulties, such as the fact that, due to the capacitance and induction of the ignition cable, adjustments or length limitations of the cable may be necessary.
Furthermore, there is still no absolute security against incorrect or Premature ignition, as z. B. in mine railways, elevators, etc. by sparking also easily spreading high-frequency energies of damped nature occur and the easily dissolvable detonators are able to bring to action.
In order to avoid these disadvantages, detonators are proposed according to the invention for use in which
1. DC or AC voltages are above the practical or prescribed safety limit, d. H. Due to the high resistance of the fritter bridge, currents up to a certain voltage cannot flow through these detonators with so much amperage that ignition is caused,
2. the amperage required for ignition must reach a certain level (at least 0.1 Amp.) So that ignition is not possible due to the high resistance of the fritter bridge due to the voltage drop even if the voltage limit is exceeded, and
3.
Safety devices are provided which make the ignition cable passable only after high-frequency currents with certain energy have been passed through for the current intended for ignition, while if high-frequency and normal current are not acted simultaneously, there is no significant current circulation in the ignition circuit.
The mode of operation of such an ignition system is brought about by the use of contact devices, which are known under the name fritter (coherer) as a display device for high frequency in spark telegraphy.
The drawing illustrates various embodiments of the invention. In Fig. 1, for. B. a system can be seen which is protected by fritter bridges in the two line branches.
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In Fig. 2 a system is shown in which each individual detonator is secured for itself, Figs. 3, 4 and 5 show, for example, embodiments for such detonators.
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near the firing point, d. H. near the detonator chain or detonators Z, the fritters jFi, F2 are switched on. Furthermore, an inductive coupling device K or a galvanic G (FIG. 2) is provided, which transmits the high-frequency current from the power source H at the moment of ignition.
The mode of action is as follows:
An extraneous or stray current S cannot flow through the igniter since the resistance of the fritter is considerably higher in the normal state. If, however, the fritter bridges are closed by the effect of the high-frequency current during firing, i.e. H. Made passable for direct current in a known manner, the simultaneously occurring blasting machine current surge can get into the detonators and activate them in the usual way.
The resistance of the fritter bridge is reduced so much by means of high-frequency currents that it can be bridged for ignition currents with normal voltage and current strength, while the bridge is not bridged beforehand by direct and alternating currents of the usual type, for example from those with 100 volts voltage or the like as long as a high frequency current is not passed across the bridge. If this happens, however, this bridge becomes so conductive that it can be bridged by voltages of only a few volts, i.e., as said, by ignition currents of normal voltage and current strength.
It is therefore a safety detonator against sneak currents, in which high-frequency currents and normal ignition currents are used at the same time, only the high-frequency current is always sent ahead or superimposed on the normal current in order to make the interruption points, the fritters, conductive for the normal ignition current. Such detonators can be manufactured in such a way that they are protected against high voltages and currents or that ignition cannot be brought about by creeping currents.
As fuses in the context of the present invention, not only fritters can be used, which are known to produce the current bridge for direct current by welding filings, but also certain metal paints that have the same effect as, for example, B. advantageous metallic powder, metal filings, graphite, carbon powder and. Like. Dry or with binders, such as. B. paints, touched. Oxide contacts or other high-frequency indicators that act like a relay can also be used.
Oxide contacts are metals that have been oxidized by the application of acid, heat or other means.
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produced igniter interrupted by a gap b and coated with a corresponding mass in, which fills the gap and has fritter effect.
Fig. 4 shows the fuse installed in the supply line and designed as an oxide contact. In this case, the high ohmic contact resistance is also reduced by the action of the high frequency; a is, for example, a resilient, oxidized metal which springs open onto the counter contact k and is attached to an insulating strip St.
In Fig. 5 an embodiment is shown in which the contact point is moved into the ignition charge itself and acts as an oxide contact. There are 7ci and oxidized contact lamellae that spring together and are separated from one another by an insulating layer P and only have a pin-sharp point of contact in the ignition charge Z. The heating that occurs when the common currents act causes ignition of the ignition charge Z.
In the embodiment according to FIG. 6, the ignition charge Z itself is used as a fritter compound, or a special fritter bridge F is provided which is either mixed with the ignition charge or ignites the ignition charge through heat transfer.
The required effect can be achieved by appropriate amounts of primer, semiconductor, for example graphite and carbon and metal powder or the like, that a very high contact resistance is present for normal currents, which is reduced to a desired minimum when the combined currents are used , so that even large series of such security scales
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The semiconductors mentioned can serve as a suitable filler, primarily for the purpose of achieving a small conductivity in the bridge, e.g. B. for testing purposes.
If such a fritter compound is used, which allows very low measuring currents to pass through, external currents cannot produce any noteworthy heat effects, but the main advantage is achieved that the system can be reliably checked for line continuity.
The source supplying the ignition current can be coupled inductively, galvanically or in some other way to the ignition circuit.
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