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Elektrische Minenzündvorrichtung Gegenstand der Erfindung ist ein
elektrischer Minenzündapparat (im Folgenden Zündapparat) für die Zündung von Sprengkapseln
Bezüglich der für Zündapparate geltenden internationalen Bestimmungen soll die Länge
aes Zündimpulses 4 ms nicht übersteigen. Wegen der Explosionsgefahr in den mit Schlagwetter
behafteten Bergwerken müssen die Schußkondensatoren der hier angewendeten Zündapparate
innerhalb von 10 ms entladen werden.
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Die bekannten Zündapparate haben einen handbetriebenen Magnetinduktor
und eine Impulszeit begrenzende Einrichtung. Als Impulszeitbegrenzer werden Kombinationen
von Kondensatoren und Widerständen oder durch Fliehkraft betätigte Schalter verwendet.
Diesen haftet der Fehler an, daß die Zeitdauer des abgeqebnnen .Lmpulses von der
Temperatur, von der GeübEheit des Bedieners und von anderen Faktoren abhängt. Ein
weiterer Nachtril i;t, daß der Nagnetinduktor,abhänqig davon, mit welcher Drehzahl
er angetrieben wird, eine höhere oder niedrigere Spannung abgibt.
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Bekannt ist auch eiri mit einem elektronischen Stromkreis aufgebauter
Zündapparat, der statt des Magnetinduktors einen @ransistorisierten
Ossillator
und einen Gleichrichter enthalt und den Schusskondensator von einer Akkumulatorenbatterie
auflädt. Die Zeitdauer des Schussimpulses wird durch einen mechanisch wirkenden
Schalter begrenzt.
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Für das Zünden der Sprengkapseln ist eine bestimmte Energiemenge
erforderlich. Beim Anlegen einer kleineran als nötigen Energie wird die Zündkapsel
nicht gezundet, und bein Anlegen einer grösseren als die optimale Energie kann hingegen
der Kopf der Zündkapsel abreissen. Der Energiebedarf der üblicher Weise angewendeten
Zündkapselfl ist also ein bestimmter; der anzu@endende Zündapparat muus daher der
Zahl dr zum Sprengen erforderlichen Zündkapseln entsprechend ausgewählt werden.
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Die bekannten Zündapparate werden blose für eine, fabriksmässig voreingestellte
Schusszahl erzeugt, sie sind daher für das zuverlässige Abschiessen einer einzigen
Zahl von Zündkapseln geeignet. Damit eine Sprengaufgabe die eine verschie dene Zahl
von Zündkapseln erfordert, mit enteplechender Zuverlässigkeit durchgeführt werden
könne, müsste der Schussmeister mehrere Zündapparate verschiedener Schusszahlen
mit sich führen, das - insbesondere im Tiefbergbau - äusserst umständlich und nachteilig
ist. In der Praxie wird - unrichtig -bloß
ein Zündapparat hoher
Schußzahl mitgeführt, wodurch auf die Zündkapseln die fünf his zehnfache Menge der
vorgeschriebenen Energie entfällt, wobei die Unfallgefahr erheblich erhöht wird.
Für die Begrenzung der Impulszeit werden parallel zum Schußkondensator sich anschaltende
Widerstände oder mechanisch wirkende Schalter angewendet. Werden Widerstände verwendet,
dann nimmt die Spannung des Impulses im Laufe der Impulszeit steil ab, der Zündapparat
gibt innerhalb von o,5 ms ungefähr 70 bis 80 % seiner Energie ab, was von dem Standpunkt
der Initialzündung der Zündkapseln nachteilig ist.
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Der Nachteil der mechanischen Zeitbegrenzungsschalter besteht vornehmlich
in dem unsicheren Verhalten, das zufolge des besonders schnellen Arbeitens und zufolge
des Schaltens einer hohen Leistung erfolgenden Abbrandes und aus der Verschiebung
der Kontakte während des Betriebes entsteht.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die oben gegenannten
Nachteile durch Schaffung eines Zündapparates mit veränderlicher Schußzahl zu beseitigen,
wobei dieser mit einem betriebssicheren Impulszeitbegrenzer versehen, explosionssicher,
betriebssicher, nach der Zahl der Zündkapsel optimal (instellbar un so für verschiedene
Sprengarbeiten optimal anuwenden sen soll.
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Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in der Schaffung
eines Zündapparates mit Schußkondensator, ZU welchem über einen Widerstand ein Thyristor
parallel geschaltet ist, ein Hochstromanschluß des Thyristors wird unmittelbar oder
übe einen Thyristor und der zweite Hochstromanschluß über einen Thyristor an die
Ausgangsklemmen angeschlossen, wobei an die Steuerelektrode des mit dem Schußkondensator
parallel geschalteten Thyristos ein in der Zeit gegenüber dem Zündzei.tpunkt des
zweiten Thyristors verzögernder Steuerstromkreis angeschaltet ist.
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Für die Durchführung von Mehrfachsprengungen, bei denen mehrere Zündapparate
durch einen gemeinsamen Steuerapparat gesteuert werden, schließt sich der Steuerkreis
des an die Ausgangsklerrmen geschalteten Thyristors an einen äußeren Steuerungseingang
an.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichmengen
näher beschrieben, die ein Ausführungsbeispiel darstellen.
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Auf der Zeichnung i Fig. 1 das Blockschaltbild des Zündapparates;
Abb.
2 ist eine weiter in Einzelheiten gehende Skizze des Zündapparates; Abb. 3 ist die
Verbindung des Zündapparates für Mrehrfachsprengungen.
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In den Abbildungen speist die Spannungsquelle P (Trockenbatterie
oder Akkumulator) den Halbleiter-Spannungsumsetzer A, dessen Ausgangsspannung durch
den Gleichrichter E gleichgerichtet wird. An den Gleichrichter ist der Schusskondensator
C geschaltet, an dessen Klemmen über den Schutzwiderstand Rv aer Thyristor T2 angelegt
ist, die Hochstrom-Ausgangselektroden des Thyristors schliessen sich über den Thyristor
T1 an die Anschlussklemmen OUT an. Die Steuerelektrode des in dem Ausgangskreis
in Reihe angeordneten Thyristors T1 ist über die impulsformende Impedanz Z1an den
die Sprengung inizierenden Schalter K2 und die Steuerelektrode des mit dem Schusskondensator
C über den Schutzwiderstand Rv parallelgeschalteten Thyristors T2 über die impulsformende
Impedanz Z2 an den gegenüber dem Zündzeitpunkt des Thyristors T1 ir: der Zeit verzögernden
Stemerstromkreis V angeschlossen. Der Eingang des Steuerstromkreises V ist fiir
die Synehronisierang mehrerer Zündapparate zu den Eingangsanschlussklem men I@ ###geführt.
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In dem Ausführungsbeispiel der lbb. 2 bestehen die impulsformenden
Impedanzen Z1 und Z2 aus dem parallelgeschalteten Widerstand R1 und Kondensator
C1, bzw. aus dem Widerstand R2 und Kondensator C2, der verzögernde Steuerstromkreis
ist eine Schmitt-trigger Schaltung, der mit dem Eingang der Schaltung parallelgeschaltete
Kondensator C3 lädt sich nach Einschalten des 3chalters h über den, die Schusszahl
bestimmenden Widerstand P und den damit in Reihe geschalteten Widerstand R3. Die
an die ausgehenden Anschlussklemmen OUT angeschaltete Zündkapseln sind mit Rt bezeichnet,
J ist eine Signallampe, die den aufgeladenen Zustand des Schusskondensators C @nzeigt.
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Auf der Abb. 3 bezeichnet LG1 den ersten, LG2 den zweiten und LG3
den dritten Zündapparat, deren Steuerstronkreiseingänge an die Eingänge des zu verschiedenen
Zeitpunkten impulsgebenden Mehrfachsteuerapparat PV angeschlossen sind.
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Die Wirkungsweise des Zündapparates ist wie folgt: Die mit dem Schalter
K1 eingeschaltete Spannungsquelle F lä@t über den Spannangsums@tzer A und den Gleichrichter
E den Schusskendensater C auf. Die Sprengung wird mit dem Schalter K2 eingeleitet.
Beim
Schliessen des Schalters K2 gerät Speisespannung einerseits an die, an den Steuereingang
des Thyristors geschalteten impulsformende Impedanz Z1, andrerseits an den verzögernden
Stromkreis V. Die bei dem Schliessen des Schalters entstehende Anlaufspannung zündet
den Thyristor T1, der Ausgangskreis des Zündapparates schliesst sich über die Zündkapseln,
das Entladen des Schusßkondensators nimmt über die Zündkapseln seinen Anfang.
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Gleichzeitig mit der Zündung des Thyristors T1 beginnt über den veränderlichen
Widerstand P das Aufladen des Tempierungskondensators C3. Der veränderhohe Widerstand
kanr z.B. als an einen Stufenschalter geschaltete Widerstandsreihe ausgeführt werden,
wo die einzelnen Stufen mit der Schusszahl bezeichnet werden. Beim Erreichen der
den Sondensator C3 entsprechenden Spannung, kippt der Schmitttrigger ST und zündet
den Thyristor T2. Der Thyris-or T2 entladet die noch vorhandene Ladung des Schusskondensators
C über den Strombegrensungswiderstand Rv, wodurch der in die Zündkapseln fliessende
Strom unterbrochen wird.
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Der Zündapparat ist einfach auch für Mehrfachsprengungen zu gebrauchen,
we die Zündkapseln in ein er vorausbestimmten Reihenfolge zu verschiedenen
Zeitpunkten
gezündet werden sollen. In solchen Fällen werden zu den zu verschiedenen Zeitpunkten
zu zündenden Zündkapseln besondere Zündapparate verwendet, die an die verschiedenen
Eingange des Mehrfachsteuerapparates PV angeChlossen sind, wo die in den gewünschten
Zeitpunkten die Thyristoren T1 zündende und die Steuerstromkreise V der Zündapparate
in Gang setzende Impulse erscheinen.
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Im Fall der Anwendung von Thyristoren mit verzögerter Steuerung besteht
kein Hindernis im Wege der anwendung von Kondensatoren mit einer höheren als übliche
Kapazitäten, oder von solchen die auf eine höhere Spannung aufgeladen werden. Auf
diese gleise krinn eine günstige Impulsfonm erreicht werden. Die Ausgangsspennung
des Zündapparates ist während der Impulszeit fast gleichbleibend, w@as die Zündung
der Zündkapseln günstig beeinflusst. Nachdem die Verzögerungszeit des Steuerstromkreises
V mit dem veränderlichen Widerstand P innerhalb der Zeitdauer von 4 ms regelbar
ist, ist die Sohueszahl des Zündapparates veränderlich, und damit kann der Zündapparat
Sprengungen, die verschiedene Zahlen von Zündkapseln beanspruchen, optimal
Der Zündapparat ist weniger explosion@gef@hrlich,
da dieser in
seinen Hochspannungskreisen keine bewegten Teile enthält, ## kann sich dort kein
elektrischer Lichtbogen bilden, Der Zündapparat kann mit kleinem Gewicht und kleinen
Abmessungen ausgeführt werden.