DE1763637B2 - Kondensatorzuendvorrichtung - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Kondensatorzündvorrichtung mit einem vorzugsweise handbetriebenen Wechselstromgenerator zur Abgabe eines Stromstoßes bei jeder Betätigung und einem mit diesem Stromstoß aufladbaren Schießkondensator in einem Ladekreis, dem ein einen Thyristor und eine Zeitverzögerungseinrichtung enthaltender Steuerkreis zur zeitlichen Begrenzung der Entladung des Schießkondensators zugeordnet ist.

Eine solche Kondensatorzündeinrichtung ist bekannt (britische Patentschrift 963 788).

Es ist ferner eine Kondensatorzündvorrichtung bekannt, bei der im Zündkreis ein mechanischer Schalter angeordnet ist, der das Umschalten des Schießkondensators von Ladung auf Entladung ermöglicht. Außerdem hat die bekannte Vorrichtung ein Steuerrelais, dessen Arbeitskontakt einen Anzeigekreis steuert (österreichische Patentschrift 238 814).

Es sind auch Einrichtungen zum Schutz des Schießkondensators vor Überspannung bekannt, deren Grundprinzip darin besteht, in dem Ladekreis des Kondensators ein Relais anzuordnen, dessen Ankor bei Erreichen der zum Abtun notwendigen Spannung des Kondensators anzieht, wodurch über die Relaiskontakte und einen weiteren Schaltkreis die Kondensatorspannung an den Schießkreis gelegt wird (österreichische Patentschrift 198 830).

Diese bekannten Zündvorrichtungen haben den Nachteil, daß die an den Kontakten beim Schaltvorgang auftretenden Funken die Gefahr einer Gasexplosion mit sich bringen. Bei ihnen ist die Einrichtung zum Erzeugen des Stromstoßes, also der Generator und die diesem zugeordnete mechanische Betätigungsvorrichtung, vorzugsweise ein drehbarer Handgrill oder Handhebel und ein dessen Bewegung au!' den Generator übertragendes Getriebe, derart mechanisch bzw. elektrisch dimensioniert, daß bei Betätigung mit einem Kraftaufwand, der dem Bedienungsmann zuzutrauen ist, ein Stromstoß ausreichender Stärke entsteht. Eine solche »betriebliche Betati gung« führt zum Aufladen des Schießkondensaton. auf ausreichende Spannung und zum Abtun der Minenzünder in der Schießanlage, an welche die Zündvorrichtung angeschlossen ist. Ist die Betätigung mit unzureichender Energie erfolgt, so entsteht ein unzureichender Stromstoß, was der Bedienungsmann am Ausbleiben der Sprengschüsse merkt und die Zündvorrichtung nochmalt, betätigt. Es kann aber aucli vorkommen, daß die erste Betätigung mit übermäßigem Kraftaufwand geschieht. In solchen Fällen kann der Schießkcr-iensator nach seiner ersten Entladung ν on dem nachlaufenden Generator nochmals aufgeladen werden und sich ein zweites Mal entladen.

Die aus der britischen Patentschrift 963 788 beka'nte Zündmaschine besteht aus einem Magnetinduktor und aus einer von diesem gesteuerten Triode, deren Anodenstrom sowohl über einen Kondensator einem elektronischen Schalter für den Zündkreis als auch über eine von einem ÄC-Glied zeitverzögert gesteuerte Kaltkathodengasdiode der Steuerelektrode eines parallel zu der Triode geschalteten Thyristors zugeführt ist. Diese bekannte Zündmaschine enthält wohl eine Zeitverzögerungseinrichtung zum Kurzschließen des Zündkreises nach einer vorbestimmten Zeit nach dem Abtun, sie enthält jedoch keine Einrichtung, die ein Nachladen dieses Kondensators oder ein nochmaliges Auftreten der Zündspannung an den Ausgangsklemmen der Zündmaschine nach dem Abtun verhindert. Die Möglichkeit des mehrmaligen unmittelbar aufeinanderfolgenden Auslösens des Zündvorganges bei der bekannten Maschine ist insbesondere bei Schlagwetterbetiicb äußerst gefährlich.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein mehrmaliges Auf- und Entladen des Schießkondensators zu verhindern, da solche Nachentladungen in schlagwettergefährdeten Gruben zu Schlagwetterexplosionen führen können. Aus dem letztgenannten Grund wird ein vollkommen funkenfreies Arbeiten der Zündvorrichtung angestrebt, deren zeitbegrenzende Einrichtung demnach ebenfalls ohne Funkenbildung arbeiten muß.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Zündvorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Thyristor in Reihe mit einem Entladewiderstand für den Schießkondensator geschaltet ist, daß die Zeitverzögerungseinrichtung ein

aus einem Widerstand und einem Kondensator gebildetes iiC-Glled ist, das den Ausgangsklemmen der KondensatorzUndvorrichtung unmittelbar parallel geschaltet 1st und mit seinem Widerstand mittelbar über eine Schaltröhre der Reihenschaltung aus dem Entladewiderstand und dem Thyristor parallel geschaltet 1st, daß ferner der Verbindungspunkt von dem Widerstand und dem Kondensator des 7?C-Gliedes über eine Zenerdiode mit der Steuerelektrode des Thyristors verbunden ist und daß zur Verhinderung von Nachlndungen des Schießkondensators dem Wechselstromgenerator eine mechansiche Bremsvorrichtung zugeordnet oder dem Ladekreis ein elektronischer Amplitudenbegrenzer nachgeschaltet ist.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß durch die Zusammenschaltung von wenigen Schaltelementen der Aufbau einer leistungsstarken, leichten und handlichen Zündmaschine möglich wird, die ein sicheres funkenfreies Abtun der angeschlossener» Zünder mittels eines einzigen, zeitlich begrenzten Stromstoßes ermöglicht.

Von denjenigen bekannten Kondensatorzündmaschinen, bei welchen parallel zu den Anschlußklemmen eine gegebenenfalls mit einem Gleichrichter überbrückte Induktionsspule geschaltet ist, unterscheidet sich die erfindungsgemäße Maschine zu ihrem Vorteil durch das Fehlen eines die nutzbare Leistung herabsetzenden Nebenschlußweges, von anderen Zündmaschinen mit komplizierten elektronischen Schaltungen durch ihren einfachen Aufbau und die damit gewährleistete Betriebssicherheit sowie vor allem, weil keinerlei sich dauernd entladende Batterien vorgesehen sind und auch keine eine eigene Batterie erfordernde Gitterspannung benötigt wird.

Nachstehend folgt die Beschreibung von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen, in der

F i g. 1 die Schaltungsanordnung einer Kondensatorzündvorrichtung zeigt und

F i g. 2 die Schaltungsanordnung nach F i g. 1 mit einem geänderten Steuerkreis.

Gemäß F i g. 1 speist ein handbetriebener Wechselstromgenerator 1 eine aus einem Kondensator 2 und Gleichrichtern 3 und 4 bestehende Spannungsverdoppelungsschaltung, an deren Ausgang ein Schießkondensator 5 angeschlossen ist. Der Wechselstromgenerator 1 ist mittels eines um einen vorgegebenen Winkel drehbaren Handhebels 6 betätigbar. Parallel zum Schießkondensator 5 ist ein Entladewiderstand 7 und eine Serienschaltung eines Thyristors 8 und eines Widerstandes 9 geschaltet. Zwischen dieser Serienschaltung und einer Ausgangsklemme 10 ist ein Überspannungsableiter, z. B. eine Schaltröhre 12, und parallel zu der Klemme 10 und einer weiteren Klemme 11 sowohl eine Reihenschaltung eines Widerstandes 13 und eines Kondensators 14 als auch ein Widerstand 15 geschaltet. Eine Zenerdiode 16 ist mit ihrem einen Ende an das Steuergitter des Thyristors 8 und mit ihrem anderen Ende an die Verbindung zwischen dem Widerstand 13 und dem Kondensator 14 angeschlossen.

Der Thyristor 8, die Schaltröhre 12, die Widerstände 9 und 13 sowie die Zenerdiode 16 und der Kondensator 14 bilden den Steuerkreis der Zündvorrichtung. Gemäß F i g. 2 ist dieser Steuerkreis in seinem Aufbau geändert. Die Schaltelemente sind, soweit sie beiden Figuren gemeinsam sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Der Thyristor 8 ist in Fl g. 2 mit einer Drossel 17 In Serie geschaltet, wobei die mit dem Steuergitter des Thyristors verbundene Zenerdiode 16 in Serie mit dem Widerstand 13 mit einer Parallelschaltung des

Kondensators 14 und der Sekundärwicklung 19 eines Transformators 20 an die Verbindung des Schießkondensators 5 und der Klemme 11 angeschlossen ist. Die Primärwicklung 18 des Transformators 20 ist mit dem Widerstand 15 in Serie geschaltet und an die

ίο Klemmen 10 und 11 angeschlossen. Es ist möglich, auch die Widerstände 9 und 13 durch Drosseln bzw. die Drossel 17 durch einen Widerstand zu ersetzen. Die Wirkungsweise der beschriebenen Kondensatorzündvorrichtung ist die folgende:

Bei betriebsgerechter, einmaliger Betätigung des Wechselstromgeneratorsi durch Drehen seines Handhebels 6 um z.B. 160° gibt der Generator einen Stromstoß an den Ladekreis (Kondensator 2, Gleichrichter 3 und 4) ab. Die am Generator 1 auf-

tretende Spannung wird im Ladekreis gleichgerichtet und verdoppelt und gelangt an den Schießkondensator 5. Dieser speichert die ihm zugeführte Ladung bis zum Erreichen der Zündspannung. Hat der Schießkondensator 5 diese zum Abtun der an die Klemmen 10 und 11 angeschlossenen Zünder (nicht gezeichnet) ausreichende Spannung erreicht, so zündet die Schaltröhre 12, tritt die Zündspannung an den Ausgangsklemmen 10, 11 auf, und es kann der Zündstrom über die Zünder fließen.

Die an den Klemmen 10, 11 auftretende Zündspannung tritt somit auch an dem Widerstand 13 und dem Kondensator 14 bzw. an dem Widerstand 15 und der Primärwicklung 18 des Transformators 20 auf.

"Der Widerstand 13 und der Kondensator 14 bilden ein Verzögerungsglied, dessen Zeitkonstante unabhängig vom Schießkreiswiderstand mit 4m/sec bemessen ist. Nach Ablauf dieser Zeit gelangt ein positiver Stromimpuls über die Zenerdiode 16 an das

Steuergitter des Thyristors 8 und macht diesen leitend, wodurch der Schießkondensator 5 über den niederohmigen Widerstand 9 bzw. die Drossel 17 entladen wird und die Klemmen 10, 11 spannungslos werden. Die Zenerdiode 16 legt die Anstiegszeit des Stromimpulses fest.

Bei Absinken der Spannung des Schießkondensators 5 auf einen unter der Schaltspannung des Thyristors liegenden Wert wird der Thyristor 8 wieder gesperrt. Wird der Wechselstromgenerator 1 zu schwach betätigt, so erreicht die Spannung am Schießkondensator 5 nicht den Wert der Schießspannung, und der Kondensator wird über den Widerstand 7 entladen. Der Widerstand 15 dient in Verbindung mit der Schaltröhre 12 zur Spannungsbegrenzung bei offenen Ausgangsklemmen 10, 11. Bei zu starker Betätigung des Handhebels 6 des Wechselstromgenerators 1 wird der Nachlauf von dessen Rotor mit einer nichtgezeigten mechanischen Bremsvorrichtung, z. B. einer Fliehkraftbremse, einer hydraulis.ben Bremse od. dgl., gebremst, die beispielsweise über ein Reibrad oder ein Getreibe angekoppelt ist, damit eine Nachladung des Schießkondensators 5 und damit ein nochmaliges Abtun vermieden wird. Es ist jedoch auch möglich, an Stelle der Bremse des Generators einen elektronischen Amplitudenbegrenzer dem Ladekreis nachzuschalten, der die Amplitude der Gleichspannung begrenzt: auch kann der Thyristor durch ein Thyratron od. dgl. ersetzt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. KondensatorzUndvorrichUing mit einem vorzugsweise handbetriebenen Wechselstromgenerator zur Abgabe eines Stromstoßes bei jeder Beta¹-tigung und einem mit diesem Stromstoß aufladbaren Schießkondensator in einem Ladekreis, dem ein einen Thyristor und eine Zeitverzttgerungseinrichtung enthaltender Steuerkreis zur zeitlichen Begrenzung der Entladung des Schießkondensators zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Thyristor (8) in Reihe mit einem Entladewiderstand (9) für dea Schießkondensator (5) geschaltet ist, daß die Zeitverzögerungseinrichtung ein aus einem Widerstand (13) und einem Kondensator (14) gebildetes i?C-Glied ist, das den Ausgangsklemmen (10, 11) der Kondensatorzündvorrichtung unmittelbar parallel geschaltet

ist und mit seinem Widerstand (13) mittelbar über eine Schaltröhre (12) der Reihenschaltung aus dem Entladewiderstand (9) und dem Thyristor (8) parallel geschaltet ist, daß ferner der Verbindungspunkt von dem Widerstand (13) und dem Kondensator (14) des i?C-Gliedes über eine Zenerdiode (16) mit der Steuerelektrode des Thyristors (8) verbunden ist und daß zur Verhinderung von Nachladungen des Schießkondensators (5) dem Wechselstromgenerator (1) eine mechanische Bremsvorrichtung zugeordnet oder dem Ladekreis ein elektronischer Amplitudenbegrenzer nachgeschaltet ist.

2. Kondensatorzündvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitverzögerungseinrichtung über einen Transformator (20) mit den Ausgangsklemmen (10, 11) der Kondensatorzündvorrichtung verbunden ist.

3. Kondensatorzündvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Schutz des Thyristors (8) vor Überspannungen bei offenen Ausgangsklemmen die Schaltröhre (12) mit einem parallel zu den Ausgangsklemmen (10, 11) der Kondensatorzündvorrichtung geschalteten Widerstand (15) verbunden ist.

4. Kondensatorzündvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zum Schießkondensator (5) ein weiterer Entladewiderstand (7) geschaltet ist.