DE876824C - Sicherheitsvorrichtung zur Verhinderung vorzeitiger Explosion eines elektrischen Zuenders - Google Patents

Description

Während¹ der Lagerung und des Gebrauchs van elektrischen Zündkapseln sind bisweilen Unfälle dadurch eingetreten, daß die Kapseln vorzeitig explodierten, insbesondere bei Gewittern, trotz der Tatsache, daß weder die Kapseln selbst noch ihre elektrischen Zuleitungen von dem Blitz getroffen wurden. Ein in der Nähe des Lagerungsplatzes oder der betreffenden Arbeitsstelle herrschendes Gewitter ist ausreichend gewesen, um die Kapseln ίο zur Explosion zu bringen, selbst wenn sie in in den Felsen eingesprengten Tunneln gelagert waren.

Die elektrischen Erscheinungen, die oberhalb und unterhalb der Erdoberfläche auftreten, sind von verschiedenem Charakter. Wenn elektrische Entladungen auftreten, werden elektrische Wellen erzeugt, die in allen Richtungen fortschreiten. Wenn diese Wellen auf gute elektrische Leiter treffen, wie beispielsweise Licht- oder Kraftstromleiter, eine Rohrleitung oder einen Schienenweg, werden in diesen elektrische Ströme induziert, deren Spannung und Frequenz von der Natur und der Stärke der Entladung, von den örtlichen Bedingungen und vielen anderen Faktoren abhängen. In der gleichen Weise wie ein gewöhnlicher Radioempfangsapparat nicht nur imstande ist, elektrische Wellen zu empfangen, sondern auch solche

zusenden, werden die obenerwähnten Leiter Wellen aussenden, wenn¹ sie solche aufnehmen.

Elektrische Erscheinungen können auch im Boden auftreten, und in dieser Hinsicht ist die Art des Bodens bedeutungsvoll. So können, im Felsengebirge, das· selbst einen guten Isolator darstellt, wassergefüllte Gänge oder mineralische Adern vorhanden sein, die elektrische Leiter darstellen. Wenn die aus einer elektrischen Entladung stammenden

ίο Wellen auf elektrische Leiter oder leitende Schichten treffen, können darin elektrische Wellen gebildet weiden¹, welche andere in der Nähe befindliche elektrische Leiter beeinflussen.

Zusätzlich zu den obenerwähnten Erscheinungettj welche durch elektrische Entladungen bewirkt werden und die 'auf elektrische Wellen zurückzuführen Blind, können im Boden auch elektrische Ströme erzeugt werden, die von der Stelle, in. die der Blitz in die Erdoberfläche einschlägt, in allen Richtungen fortschreiten. Weiterhin können Ströme erzeugt wenden, wenn elektrisch geladene Wolken sich über dem Erdboden bewegen. Es können auch andere Umstände von Einfluß sein, wie Gebirgsketten, Blitzableiter oder elektrische Hoehispannungsleitungen u. dgl.

Die obenerwähnten Umstände führen getrennt voneinander oder in Kombination zu der vorzeitigen Explosion von elektrischen Zünidkapseln. Das, Hauptmerkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß Sicherheitsvorrichtungen vorgesehen werden, wodurch eine vorzeitige Explosion von elektrischen Zünidkapseln infolge des Einflusses von Gewittern oder anderen starken elektrischen Störungen verhindert wird. Zu diesem Zweck wird . gemäß der Erfindung die Zündkapsel mit den Zuleitungen, mit einer Umhüllung nach Art eines Faradayschen Käfigs umgeben, .

In der Zeichnung sind verschiedene beispieleweise Ausführungsformen der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt

Fig. ι einen Querschnitt durch einen elektrischen Zünder üblicher Art,

Fig. 2 eine Seitenansicht eines mit der- Sicherheitsvorrichtung gemäß der Erfindung ausgestatteten-Zündfers und

Fig. 3 einen, Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform gemäß der Erfindung.

Wie sich aus Fig. 1 ergibt, besitzt die dort dargestellte Zünderkapsel eine Verzögerungseinrich- rung, wie sie gewöhnlich beim Abschießen von Salven dann Anwendung· findet, wenn bei -gleichzeitiger elektrischer Zündung die einzelnen Sprengungen nicht gleichzeitig, sondern aufeinanderfolgend stattfinden sollen.

Die Zündkapsel beisteht aus einer Hülse 1, die gewöhnlich aus- Aluminium hergestellt ist. Am geschlossenen Ende dieser Hülse befindet sich eine Ladung 2, die in der Regel aus Bleiazid (Pb N₆) und Tetryl besteht. An dieser Ladung liegt ein mit einer Durchbohrung versehener Teil, an den sich ein Pulverzünder oder ein anderes brennbares Materials von solcher-Länge-anschließt, daß eine vorbestimmte Brennzeit erreicht wird. Daran schließt sich ein Zünder S an, der einen Widerstandsdraht 4 aus Platin oder einem anderen geeigneten Metall umgibt. Die beiden Enden dieses Widerstandsdrahtes sind jedes mit einem isolierten Kupferdraht verbunden. Dieser Widerstandsdraht und der Zünder 5 werden in der Hülse 1 durch eine Abschlußpackung 6 gehalten.

Wenn ein Strom -entsprechender Stärke durch den Widerstandsdraht 4 geschickt wird, kommt dieser zum Glühen, der Zünder 5 entzündet sich, und diese Zündung wird auf die Pulverzündmasse 3 übertragen. Wenn diese auf ihrer ganzen Länge abgebrannt ist, entzündet sie die eigentliche Ladung 2 und diese kommt zur Explosion, welche sich auf die Sprengladung überträgt, in die die Kapsel eingeführt ist, so daß diese ihrerseits explodiert.

Die Leitungen 7, die in der Zeichnung nur verkürzt dargestellt sind, besitzen gewöhnlich eine beträchtliche Länge von bis zu 4 m. Jede dieser Zündkapseln ist zentral in das Innere einer Sprengladung eingeführt, und diese Ladung wird mit Hilfe eines Holzstockeis in eitf Bohrloch eingeführt, das dann mit weiteren Sprengladungen gefüllt wird'. Die freien Enden der Zuleitungen 7 erstrecken sich an die Außenseite des Bohrloches und werden mit der betreffenden Stromquelle verbunden. Wenn eine Anzahl von Ladungen in verschiedene Bohrlöcher eingebracht ist und diese gezündet werden sollen, werden die Zuleitungen für die Zünder jeder der einzelnen Ladungen untereinander verbunden, und zwar gewöhnlich in Reihen, derart, daß, wenn ein Stromstoß aus einer Stromquelle erzeugt wird,. sämtliche Zünder gleichzeitig abgeschossen werden. Die einzelnen Ladungen kommen dann dadurch zur Explosion, daß die Pulverzündladung 3 durchbrennt und die Explosion der Sprengladungen nacheinander erfolgt in Abhängigkeit von der Länge der Pulverladung 3 in jeder Kapsel.

Wie schon oben ausgeführt, treten, nun häufig Unglücksfälle durch vorzeitige Explosion der Ladungen bei Gewittern auf, ohne ■ daß die Zuleitungen mit der Stromquelle in Verbindung gebracht worden sind·.

Derartige vorzeitige Zündungen sind' auf verschiedene Weise hervorgerufen worden. Wenn beispielsweise die elektrischen Zündkapseln in die Bohrlöcher eingesetzt worden sind und sich ihre Zuileitungsdrähte durch die ganze Länge des Bohrloches erstrecken und auch noch ein Stück außerhalb derselben, stellen diese Zuleitungen wirksame Empfänger für die elektrischen Wellen-dar, welche bei dem Blitz erzeugt werden. Durch die so in den Zündzuleitungen erzeugten Ströme erfolgt dann die Zündung der Zünder. Es sind Beispiele bekannt, wobei von einer in Serie verbundenen· Anzahl von Zündern nur einige abgeschossen wurden, während die anderen unbeeinflußt blieben. Es ist weiterhin beobachtet worden, daß Zünder, bei denen die Zuleitungen nicht ausgestreckt, sondern aufgewickelt waren und diese Aufwicklungen in -freier Luft lagen, nicht zur Entzündung kamen trotz der Tatsache, daß sie dicht an einer Stelle lagen, wo Zünder vorzeitig zur Explosion kamen. Durch diese

Beobachtungen wird'die Theorie gestützt, daß die Entzündung auf in den Zuleitungen induzierte Ströme zurückzuführen ist.

Es ist weiterhin möglich, daß durch den Felsen streichende Ströme die Hülse der Zündkapsel trafen und von dort aus die im Innern derselben liegende Drahtwicklung trafen.

Während es in der Regel möglich ist, die Zündkapseln gegen die Wirkung von sogenannten vagabundierenden Strömen ausLicht- oder Kraftleitungen zu schützen, indem die Zündleitungen und ihre Verbindungen gegenüber Erde isoliert werden, ist es bisher nicht möglich gewesen,- einen Schutz gegen die obenerwähnten Wirkungen aus atmosphärischen Entladungen bei Sprengarbeiten zu erreichen, da es praktisch nicht möglich ist, die Arbeitsstellen als solche mit einem Faradayschen Käfig zu umgeben, insbesondere nicht bei: Tunnelarbeiten im Felsen.

Es wurde jedoch gefunden, daß unter Zugrundelegung des Prinzips eines Faradayschen Käfigs^ ein Schutz möglich ist, wenn die Zuleitungsdrähte der elektrischen Zündkapseln neben ihrer an sich bekannten Isolierung mit einer Metallschicht 8 bedeckt werden, welche um die Zuleitungen herum ein Rohr bildet, jedoch derart, daß dieser Metallbelag der Zuleitungen sich bis zu der Metallhülse 1 des Zünders^; erstreckt und mit diesem in der Weise verbunden ist, daß die Metallhülse und der Metallbelag zusammen einen Faradayschen Käfig bilden.

In der Radiotechnik wird eine sogenannte Abschirmung von Luftleitern gewöhnlich verwendet, um eine Induktionsbeeinflussung durch die Wirkung anderer elektrischer Apparate in der Nachbarschaft zu vermeiden, und auch bei Installation für elektrischeis Licht und Kraft ti. dgl. sind Abschirmungen der Kabel bekannt.

Für den Schutz von elektrischen Zündkapseln wurde jedoch bisher eine Abschirmung nach Art eines Faradayschen Käfigs nicht benutzt.

In der Praxis: wird nämlich in der Regel die mit einem elektrischen Zünder versehene Sprengladung bis^! auf den Grund des Bohrloches gestoßen, und dann werden weitere Sprengladungen eingeführt, welche in der Länge der eich an die Außenseite des Bohrloches erstreckenden Zuleitungen in das Bohrloch eingeführt und darin verstemmt werden.

In den Zeichnungen sind in den Fig. 2 und 3 verschiedene Ausführungsformen der Sicherheitseinrichtungen gemäß der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt, wie schon erwähnt, Fig. 1 einen Zünder üblicher Art, Fig. 2 eine Außenansicht einer Ausführungsform und Fig. 3 einen Schnitt durch eine andere Ausführungsform.

Bei sämtlichen in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen bestehen die Zuleitungen aus Drähten 9, die gewöhnlich aus Kupfer bestehen und von denen jeder mit einem Isolierungsbelag 10 versehen ist, wobei dieses Isolierungsmaterial gewöhnlich um den Draht herumgewickelt oder herumgepreßt ist. Um diese Isolierungsschicht herum wird dann gemäß der Erfindung ein Metallbelag 8 angebracht. Dieser kann in geeigneter Weise in Form einer Metallfolie hergestellt sein, wie beispielsweise einer Aluminium- oder'Zinkfolie, oder er kann in Form einer Metallhülse vorliegen, die um den Draht herunigepreßt ist.

An der Stelle, wo die Zuleitungen in die elektrische Zünderhülse eintreten, ist der Metallbelag 8 der Leiter sowohl mechanisch als auch elektrisch mit der Metallhülse 1 des Zünders verbunden. Diese Verbindung kann durch eine Umhüllung 11 (Fig. 2) der Metallfolie gebildet sein, oder er kann durch Aufschrumpfen, Aufpressen 12 (Fig. 3), Auflöten oder Aufschweißen erfolgen, und zwar entweder getrennt oder in Kombination, um so· die erforderliehe mechanische und elektrische Verbindung zwischen der Hülse 1 und dem Metallbelag 8 sicherzustellen.

Die freien.Enden der Leitungen werden mit der Stromquelle verbunden oder mit den Leitungen von Zündkapseln und anderen Bohrlöchern, wobei zunächst die Kupferdrähte 9 untereinander verbunden werden und- dann das. Isoliermaterial wieder um die Verbindung herumgewickelt wird, um an diesen Stellen einen Stromübergang zu vermeiden. Die auf diese Weise gemäß der Erfindung hergestellten Zuleitungen werden dann mit einer Metallfolienumwicklung versehen, die um die isolierten Verbindunigen herumgewickelt ist. Auf diese Weise wird erreicht, daß ein Faradayscher Käfig sämtliche Zündzuleitungeni und¹ den Inhalt sämtlicher Zündkapseln umgibt mit dem Erfolg, daß jeder einzelne Zünder als auch jede einzelne Ladung gegen von außen kommenden elektrischen Einfluß geschützt ist.

Selbstverständlich kann der beschriebene Schutz auch auf Drähte» angebracht werden, welche die Zündzuleitungen mit der Stromquelle verbinden.

Der Metallbelag der Zuleitungen und¹ der Hülse der Sprengkapsel ist an allen Stellen elektrisch gegenüber dem Leiter des eigentlichen Zündkabels isoliert. Es ißt besonders) vorteilhaft, den Metallbelag der Drähte in Form einer schraubenartigen Wicklung auf zubringen, da dies an dem betreffenden Arbeitsplatz möglich ist, und zwar ohne Verwendung besonderer Werkzeuge, und dabei die einzelnen Metallbeläge der einzelnen Zuleitungen durch einfachesZusammenwickeln der Folienstreifen zu verbinden.

So wird also gemäß der Erfindung ein Faradayscher Käfig geschaffen, der sowohl die Zündzuleitungen als· auch den Inhalt der Zündkapsel umgibt. Dieser Faradaysche Käfig kann als ein solcher betrachtet werden> der eine öffnung hat, nämlich an dem freien Ende des Zünddrahtes, wenn dieser nicht mit anderen Zünddrähten oder mit einem Verbindungsdraht zu der Stromquelle in Verbindung steht. Dieses freie Ende ist jedoch teilweise geschützt, wenn der Metallbelag sich ein Stück über das äußerste Ende desi Leitungsdrahtes' hinaus erstreckt. Falls notwendig, kann dieses freie Ende in einfacher Weise sicher dadurch geschützt werden, daß eine Metallkapsel über diese® Ende geschoben wi;rd, und zwar in der Weise, daß eine Berührung desselben mit dem eigentlichen Zuleitungsdräht verhindert wird, oder das freie Ende kann zunächst isoliert werden, und dann wird die Metallfolie aufgebracht.

Dieser zusätzliche Schutz wird erst dann entfernt, wenn der Stromkreis zum Abschießen der Ladungen geschlossen wird

In der beschriebenen Weise werden sowohl die elektrischen Zünder als auch ihre Zuleitungen gegen vorzeitige Zündungen geschützt, welche durch andere elektrische Ströme hervorgerufen werden können als denjenigen, die zur eigentlichen Zündung bestimmt sind.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   i. Sicherheitsvorrichtung zur Verhinderung vorzeitiger Explosion eines elektrischen Zünders durch Gewitter oder andere starke elektrische Einflüsse^ dadurch gekennzeichnet, daß der Zünder und die elektrischen Stromzuleitungen desselben von einem Faradayschen Käfig umgeben sind.
2. 2. Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch i, ao dadurch gekennzeichnet, daß der Faradaysche Käfig aus rohrförmigen Metallteilen besteht, welche gegenüber den Zuleitungsdrähten isoliert sind¹ und die sich bis an die Hülse des Zünders erstrecken utiidl mit dieser mechanisch und elektrisch verbunden! sind', so daß sie eine Verlängerung dieser Hülse darstellen.
3. 3. Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallbelag aus einer Metallfolie gebildet wird, die um den eigentlichen Zuleitungsidraht bzw. um dessen Isolierung herumgewickelt ist.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen

   I 5001 S.