DE2331968A1

DE2331968A1 - Fernsteuergeraet zur explosion von sprengstoffen

Info

Publication number: DE2331968A1
Application number: DE2331968A
Authority: DE
Inventors: Yoshiro Ohsumi; Takeo Ueda
Original assignee: Nippon Oil and Fats Co Ltd
Current assignee: NOF Corp
Priority date: 1972-06-23
Filing date: 1973-06-22
Publication date: 1974-01-17
Also published as: US3834310A; DE2331968B2; JPS4921627A; DE2331968C3; JPS5028621B2

Description

Fernsteuergerät zur Explosion von Sprengstoffen

Die Erfindung betrifft ein Fernsteuergerät zur Explosion von Sprengstoffen mit einem Fernsteuerkreis· Ein derartiges Gerät kann zum Abbruch von Gestein oder anderem Feststoffmaterial verwendet werden·

Alle bisher zur Explosion von Sprengstoffen verwendeten Geräte bestehen im allgemeinen aus einer verdrahteten Vorrichtung mit einem Zündkreis und einem elektrischen Zünder, die durch elektrische Leitungen zusammengeschaltet sind.

Eine derartige verdrahtete Vorrichtung hat jedoch den Nachteil, dass es schwierig ist, den Zündkreis mit dem elektrischen Zünder

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durch elektrische Leitungen z.B. im Meer zu verwenden, wo eine heftige Gezeitenströmung auftritt, und es war daher erforderlich, den Sprengstoff durch Fernsteuerung zur Explosion zu bringen«

Hierzu ist ein Fernsteuergerät zur Explosion von Sprengstoffen mit Hilfe von Signalen, wie einer Ultraschallwelle, einer Stosswelle unter Wasser oder einem Lichtstrahl u.dgl₀ bekannt. Alle diese Fernsteuergeräte haben jedoch den Nachteil,, dass ein elektrischer Zünder und eine Batterie zu dessen Stromspeisung vorgesehen werden müssen, die beide in dem gleichen Kreis zusammengeschaltet sind·

Dieser Nachteil wird nun anhand der Fig. 1 erläutert, die ein typisches Fernsteuergerät zur Explosion von Sprengstoffen mittels einer Ultraschallwelle zeigt« Das Fernsteuergerät der Fig« 1 weist eine Steuervorrichtung zur Ausstrahlung einer Ultraschallwelle 5 und eine Empfangsvorrichtung auf, bestehend aus einem Zündkreis mit einem elektrischen Zünder 1_s einem Relais 2 und einer Batterie zur Stromversorgung des elektrischen Zünders 1 und einem Steuerkreis k zum Empfang der Ultraschallwelle 5, der mit dem Relais 2 des Zündkreises gekoppelt ist. Die Steuervorrichtung, die von der Empfangsvorrichtung entfernt angeordnet ist, dient dazu, die Ultraschallwelle 5 auszustrahlen, die bei Empfang durch den Steuerkreis k die Öffnung oder Schliessung des Relais 2 veranlasst« Wenn das Relais 2 geschlossen ist, fliesst ein Strom von der Batterie 3 durch den elektrischen Zünder 1 , um ihn zu zünden und den Sprengstoff zur Explosion zu bringen, wodurch der Sprengvorgang beendet wird. Selbst wenn eine Sicherheitsvorrichtung vorgesehen wird, um einen fehlerhaften Betrieb zu verhindern,

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verursacht das Vorhandensein der Batterie 3 eine zufällige Zufuhr von Strom von der Batterie 3 ^zu dem elektrischen Zünder I₁ so dass eine zufällige Explosion der Sprengstoffe auftritt. Das Gerät der Fig· 1 ist daher bei der Handhabung und Installierung nicht sicher_e Ausserdem ist die oben erwähnte Empfangseinrichtung mit dem Zündkreis kompliziert im Aufbau und daher ziemlich teuer, so dass eine solche Empfangsvorrichtung nicht als eine solche geeignet ist, die nach Durchführung einer einzigen Sprengstoffexplosion vollständig zerstört ist· Ausserdem verbleibt die als Energiequelle verwendete Batterie ständig in dem Zündkreis während einer Zeitperiode von dessen Installierung bis zu der Explosion des Sprengstoffs und wird daher erheblich verbraucht, so dass es nicht, möglich ist, den Sprengstoff sicher und zuverlässig zu zünden, und so dass die Verwendung der Batterie zu einer Zeitbegrenzung führt*

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fernsteuergerät zur Explosion von Sprengstoffen zu schaffenj das keine Batterie od.dgl. als Energiequelle aufweist, das einen Kondensator mittels eines elektrischen Feldes vor der Zündung des Sprengstoffs laden kann und das sehr einfach in der Konstruktion und zuverlässig und sicher im Betrieb ist und das auf billige Weise hergestellt werden kann·

Gelöst wird diese Aufgabe gemäss der Erfindung durch eine Schaltungsanordnung mit einem Resonanzkreis, der auf ein elektromagnetisches Steuerfeld abgestimmt ist, und mit einem Zündkondensator, der von der in dem Resonanzkreis erzeugten elektrischen Energie entladen wird, und einen Zündkreis, bestehend aus einem gesteuerten Gleichrichter zur Erzeugung eines Startimpulses zu dem Zeitpunkt, wenn das elektromagnetische Steuerfeld beseitigt wird, und zur Entladung der elektrischen Energie des Zündkondensators über einen Zünder.

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Die Erfindung wird nachstehend anhand der Figuren 1 bis 4 beispielsweise erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 ein schematisches Schaltbild eines Fernsteuergeräts zur Explosion von Sprengstoffen,

Fig. 2 ein schematisches Schaltbild eines Fernsteuerkreises und einer Vorrichtung zur Explosion von Sprengstoffen gemäss der Erfindung,

Fig. 3 ©in vereinfachtes Schaltbild des Fernsteuerkreises der Fig. 2, und

Fig. ^A bis 4D ein Impulsdiagraimn zur Erläuterung der Arbeitsweise des Fernsteuerkreises und der Sprengstoffexplosionsvorrichtung gemäss der Erfindung nach Fig. 2.

Die Figuren 2 und 3 zeigen eine Ausführungsform der Erfindung, bei der mit 6 eine Rahmenantenne zur Abstrahlung eines elektromagnetischen Feldes an einen Steuerkreis 8 bezeichnet ist. 7 ist ein Steueroszillator, der an die Rahmenantenne 6 angeschlossen ist. Von dem Oszillator 7 wird eine Wechselstromenergie mit einer Frequenz von einigen Kilohertz der Rahmenantenne zugeführt, die sie dann als starkes elektromagnetisches Feld abstrahlt. Der Steuerkreis 8 ist in einem Kunststoffbehälter hermetisch abgeschlossen und umfasst einen Resonanzkreis, bestehend aus einer Antennenwicklung 9 und einem Kondensator 10, die parallelgeschaltet sind. Der Resonanzkreis 9 und der Kondensator 10 können auf das elektromagnetische Feld abgestimmt werden, das von der Rahmenantenne 6 abgestrahlt wird, um eine Wechselspannung in der

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Antennenwicklung 9 zu induzieren. Parallel zu dem Kondensator IO sind in Reihe eine Diode 11 und ein Zündkondensator 12 mit einer grossen Kapazität geschaltet. Ein Zündschaltkreis Ig und eine Heizbrücke 21 eines elektrischen Zünders 19 sind in Reihe parallel zu dem Zündkondensator 12 grosser Kapazität geschaltet« Parallel zu dem Kondensator 10 ist auch eine Reihenschaltung, bestehend aus einem Schalterstartkreis St, dem Zündschalterkreis Ig und der Heizbrücke 21 des elektrischen Zünders 19 geschaltete

Der Schalterstartkreis St kann vorzugsweise aus einer Diode 13_t einem Kondensator 14 kleiner Kapazität, einem Feldeffekttransistor 15 und einem Widerstand 18 bestehen« Der Zündschalterkreis Ig kann vorzugsweise aus einem als Triac bezeichneten gesteuerten Gleichrichter 16 bestehen«

Wie Fig. 2 zeigt, sind die Dioden 11 und 13 gegeneinander geschaltet, d.h. die Diode 11 wird leitend, wenn ihre Anode von dem Resonanzkreis 9, 10 ein positives Potential erhält und die Diode 13 wird leitend, wenn an ihre Kathode von dem Resonanzkreis 9_t 10 ein negatives Potential angelegt wird« Der Kondensator Ik geringer Kapazität und der Widerstand des Schalterstartkreises St sind parallelgeschaltet und diese Parallelschaltung ist zwischen den gemeinsamen Anschlusspunkt der Anode der Diode 13 und der Steuerelektrode des Feldeffekttransistor 15 einerseits und die Kathode des gesteuerten Gleichrichters 16 andererseits geschaltet*

Die Steuerelektrode 17 des gesteuerten Gleichrichters 16 ist mit der Senkenelektrode des Feldeffekttransistors 15 verbunden« Die Quellenelektrode des Feldeffekttransistors 15 ist mit einem gemeinsamen Anschlusspunkt der Kathode der Diode

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und der Anode des gesteuerten Gleichrichters 16 verbunden·

Die Arbeitsweise des Fernsteuergeräts der Figuren 2 und 3 ist wie folgt:

Von dem Oszillator 7 wird die Wechselstromenergie mit einer Frequenz von einigen Kilohertz der Rahmenantenne 6 zugeführt, die ein starkes elektromagnetisches Feld erzeugt. Der Resonanzkreis, bestehend aus der Antennenwicklung 9 und dem Kondensator 10 ist auf die Frequenz des elektromagnetischen Feldes abgestimmt, um eine Wechselspannung in der Antennenwicklung 9 zu induzieren, die Fig. kA zeigt« Diese Wechselspannung wird über die Diode 11 dem Zündkondensator 12 grosser Kapazität zugeführt, um ihn positiv aufzuladen, wie Fig. kB zeigt. Zugleich wird die Wechselspannung, die in der Antennenwicklung 9 erzeugt wird und deren Impulsform Figo 4a zeigt, über die Diode 13 dem Kondensator I^ geringer Kapazität zugeführt, um ihn schnell negativ aufzuladen. Dadurch wird die Steuerelektrode des Feldeffekttransistors 15 auf einem negativen Potential gehalten und es flieset daher kein Strom durch den Feldeffekttransistor 15· Dadurch wird das Potential der Steuerelektrode 17 des ge<steuerten Gleichrichters 16 Null, so dass kein Strom durch den gesteuerten Gleichrichter 16 fliesst.

Wenn der Oszillator 17 zu einem Zeitpunkt unwirksam gemacht wird, wenn der Kondensator 12 grosser Kapazität ausreichend aufgeladen wurde, wie Fig. kB zeigt, wird der Kondensator kleiner Kapazität plötzlich über den Widerstand 18 entladen, um das negative Steuerelektrodenpotential ^s Feldeffekttransistors 15 zu verringern und ihn dadurch leitend zu machen. Daher wird von der Senkenelektrode des Feldeffekttransistors 15 eine Startspannung, wie sie Fig, kC zeigt,

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auf die Steuerelektrode 17 des gesteuerten Gleichrichters 16 gegeben, der dann leitend wird, um den Zündkondensator 12 grosser Kapazität parallel zu der Heizbrücke 21 des Zünders 19 zu schalten. Der Zündkondensator 12 grosser Kapazität entlädt sich daher mit einem Entladestrom, vie ihn Fig. kD zeigt, über die Heizbrücke 21 und veranlasst die Explosion des Zünders 19 und damit die Explosion des Sprengstoffs 20 zum Abbruch von Gestein oder einem anderen Festmaterial 22·

Wie zuvor erläutert wurde, garantiert die Anwendung der beschriebenen Massnahmen auf sichere Weise die Explosion und schafft eine Reihe von Vorteilen« Erstens wird eine sehr geringe elektrische Energie ausreichend lange verwendet, um den Zündkondensator 12 grosser Kapazität aufzuladen, im Gegensatz zu dem'Fall, bei dem der Zünder direkt mit Hilfe von Radiowellen gezündet wird. Zweitens muss der Steuerkreis keine Batterien aufweisen und dadurch, dass der Oszillator 7 unwirksam gemacht wird, kann sichergestellt werden, dass der Zünder 19 sofort und schnell gezündet werden kann. Drittens kann eine Anzahl von Steuerkreisen, die in dem elektrischen Feld angeordnet sind, das von der Sendeantenne 6 ausgesandt wird, zugleich gezündet werden, um eine entsprechende Anzahl von Sprengstoffen zugleich zu zünden, und damit ist die Erfindung in der Sprengindustrie ausgezeichnet verwendbar. Viertens ist das Fernsteuergerät gemäss der Erfindung nicht mit einer Energiequelle, wie Batterien, versehen, so dass im Falle der Vorbereitung der Sprengung keine Gefahr besteht, dass der Sprengstoff durch eine zufällige Zündung zur Explosion gebracht wird, und daher kann eine Reihe von Arbeiten zur Installierung der Zünd-

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kreise sicher durchgeführt werden« Schliesslich verschlechtert sich das Fernsteuergerät gemäss der Erfindung nicht mit der Zeit, so dass es möglich ist, den Zündkreis, nachdem er längere Zeit nicht betätigt -wurde, sofort und zuverlässig in Betrieb zu nehmen·

Die Erfindung macht von dem elektromagnetischen Feld Gebrauch, dessen Frequenz einige Kilohertz beträgt und das im allgemeinen Funkverkehr und bei elektrischen Versorgungsquellen nicht verwendet wird· An den Stellen, an denen daher das Fernsteuergerät gemäss der Erfindung angeordnet wird, treten keine starken elektrischen Felder auf, die ausreichen, um den Steuerkreis zu betätigen« Ausserdem wird das elektromagnetische Feld von der abgestimmten Antennenwicklung so empfangen, dass keine Gefahr besteht, dass der Zündkreis durch das Vorhandensein elektromagnetischer Wellen, deren Frequenzen von einigen Kilohertz verschieden sind, fehlerhaft betätigt wird·

Der Steuerkreis des Fernsteuergeräts gemäss der Erfindung kann im Boden verlegt und von der Rahmenantenne 6 der Steuervorrichtung, die hiervon entfernt angeordnet ist, ferngesteuert werden·

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Claims

Ansprüche

1· Fernsteuergerät zur Explosion von Sprengstoffen mit einem Steuerkreis, gekennzeichnet durch eine Schaltungsanordnung mit einem Resonanzkreis (9»10), der auf ein elektromagnetisches Steuerfeld abgestimmt ist, und mit einem Zündkondensator (I2)_f der von der in dem Resonanzkreis erzeugten elektrischen Energie entladen wird, und einen Zündkreis, bestehend aus einem gesteuerten Gleichrichter- (16) zur Erzeugung eines Startimpulses zu dem Zeitpunkt, wenn das elektromagnetische Steuerfeld beseitigt wird, und zur Entladung der elektrischen Energie des Zündkondensators über einen Zünder (l9).

2, Fernsteuergerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Steuervorrichtung, bestehend aus einem Oszillator (7) und einer Rahmenantenne (6).

3· Fernsteuergerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zu dem Kondensator (1O) des Resonanzkreises (9»10) eine Reihenschaltung aus einer Diode (li) und einem Zündkondensator (12) grosser Kapazität parallelgeschaltet ist, dass ein Zündschalterkreis (Xg) und eine Heizbrücke (21) eines elektrischen Zünders (19) iⁿ Reihe parallel zu dem Zündkondensator (12) grosser Kapazität geschaltet sind, und dass zu dem Kondensator (io) auch eine Reihenschaltung aus einem Schalterstartkreis (St), dem Zündschalterkreis (ig) und der Heizbrücke (21) des elektrischen Zünders (19) parallelgeschaltet ist«

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Fernsteuergerät nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, dass der Schalterstartkreis (St) aus einer Diode (13)» einem Kondensator (14) kleiner Kapazität, einem Feldeffekttransistor (15) und einem Widerstand (18) besteht, und dass der Zündschalterkreis (lg) aus dem gesteuerten Gleichrichter (16) besteht.

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