DE903435C - Vorrichtung fuer die nacheinander erfolgende Fernzuendung mehrerer Pulver- oder Sprengstoffladungen, insbesondere in Bohrloechern - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Vorrichtungen für die elektrische Fernzündung von mehreren Pulveroder Sprengstoffladungen, insbesondere in Bohrlöchern, in denen -diese Zündung mittels Zündapparaten bewirk* wird, welche aus elektrischen Widerständen (Fäden, graphitiertes Pulver usw.) bestehen, welche durch den Stromdurchtritt erhitzt werden und in Berührung mit jeder der Ladungen stehen, indem <dliese Zündiapparate an einen gemeinsamen elektrischen Kreis angeschlossen und im Nebenschluß zu diesem Kreis parallel angeordnet sind.

Es sind bereits Vorrichtungen dieser Art bekannt, bei 'denen, um die Zündung der verschiedenen Zündiapparate in einer gegebenen Reihenfolge auslösen zu können, dlie Zündiapparate einen wachsenden Widerstand besitzen odler in Abzweigungen von wachsenden Widerständen angeordnet sind, wobei die zwischen den verschiedenen! Abzweigungen vorgesehenen Widerstände gegenüber den eigenen Widerständen dieser Abzweigungen! veraiachlässigbar sind.

Diese Vorrichtungen weisen den nachfolgenden Nachteil auf: Um die Zündungen in, der gewünschten Reihenfolge sicherzustellen, ist es notwendig, d)aJ3 jeder Zünd'apparait einen bedeutend größeren. Widerstand besitzt als der vorhergehende, um nicht Gefahr zu laufen, daß zwei Ladungen gleichzeitig gezündet werden. Man ist so gezwungen, dem Verhältnis der Widerstände zweier aufeinanderfolgender Zündapparate einen ziemlich hohen Wert zu geben. Um die nacheinanderfolgende Zündung der verschiedenen Ladungen sicherzustellen, ist es demzufolge notwendig, rasch ansteigende Stromstärken oder Potentialdifferenizen anzuwenden. Schon nach einer kurzen Zündfolge muß demnach die Stromstärke oder die Potenitmldlifferenz in ungewöhnlich

hohen Verhältnissen gesteigert werden, und die Zahl der Zündapparate, die man auf diese Weise speisen kann, bleibt demnach gering.

Die vorliegende Erfindung- bezweckt, besonders diesen Nachteil zu beseitigen. Sie hat. sich zur Auf· gäbe gestellt, eine Vorrichtung zu schaffen, die es ermöglicht, mittels eines einzigen Kreises die aufeinanderfolgende Zündung einer großen Anzahl von Ladungen bewirken zu können, wobei die Zündung ίο selbst entweder automatisch oder durch eine Bedienungsperson ausgelöst wird.. Außerdem soll die Auslösung der Zündung mittels eiimes Stromes von im wesentlichen konstanter Stärke erfolgen.

Die Erfindung bezweckt weiterhin, gegehenenfällig Zündappanate (Fädlen odl. dgl.) verwenden zu können, die sämtlich den gleichen Widerstand besitzen, unter den gleichen Bedingungen arbeiten und infolgedessen identisch sein können.

Diese Ziele werden erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß in den Hauptstromkreis zwischen den verschiedenen Abzweigungen, in die die verschiedenen Zündapparate gelegt sind', geeignete Widerstände eingeschaltet sind, so 'daß in der Abzweigung, die den Zündfaden enthält, den man zum Glühen bringen will, ein bedeutend stärkerer Strom fließt als in den anderen- Abzweigungen, inisbesondere des nachfolgenden Zündapparates.

Bei der bevorzugten Ausfübrungsform sind die Zündappa-rate alle gleich und in Abzweigungen, die alle dien gleichen Widerstand besitzen, angeordnet, und zwischen den verschiedenen Abzweigungen sind Widerstände eingeschaltet, die sämtlich den gleichen Wert haben. Der Wert des Widerstandes zwischen der letzten Abzweigung und der Erde wird dann so berechnet, daß der Widerstand¹ des Ganzen von den Klemmen jedes beliebigen Zünd^L apparates aus gesehen bis zum letzten konstant bleibt.

Hieraus ergibt sich, daß sich die in die Leitung gesandte Stromstärke nach eimern konstanten Verhältnis auf die zum Abschuß bereite, erste Zündvorrichtung und die folgenden verteilt. Die Werte der Widerstände der Zündapparate und der Widerstände zwischen den Abzweigungspunkten werden so gewählt, daß das auf diese Weise geschaffene Verhältnis genügend groß ist, daß der erste Schuß allein losgeht.

Unter diesen Bedingungen ist die Stärke des Stromes für alle Entladungen konstant. Bei jedem neuen abgegangenem Schuß findet sich der Widerstand des Ganzen um den Wert eines· zwischen Ab-.zweigungspunkten angeordneten Widerstandes erhöht.

Gemäß der Erfindung kann man außerdem in der Stromzuführungsfeitung einen zusätzlichen Widerstand vorsehen, der von Widerstandselementiem gebildet wird, die im Serie angeordnet werden, entsprechend' gleich den zwischen dien verschiedenen Abzweigungen liegenden Widerstandselementen, und schließt nacheinander nach jedem Abschuß das eine dieser Widierstatidselemente kurz.

Wenn man wünscht, daß die verschiedenen Abschüsse nicht automatisch nacheinander erfolgen.

kann man gemäß der Erfindung in dem Kreis einen Unterbrecher vorsehen, der beispielsweise durch den Abgang jedes Schusses betätigt wird und den Strom für eine gegebene Zeitdauer nach jedem Abschuß unterbricht, wobei dieser Unterbrecher dann dazu dient, einerseits anzuzeigen, daß der Schuß abgegangen ist (worüber man sich auch mittels eines Amperemeters vergewissern kann, das in den Kreis an der Stelle eingeschaltet ist, wo der Schußabgang gesteuert werden soll), und andererseits die Unterbrechung des Kreises durch die Bedienungsperson zu ermöglichen, die so· den Abgang jedes Schusses nach Wunsch in. dem Augenblick auslösen kann, wo sie es für günstig erachtet.

Was den Kreis selbst; angeht, so kann er bifilar sein oder in dear Mehrzahl der Fälle einen Erdschluß besitzen.

Andere Gegenstände und Merkmale der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Erläuterung der Zeichnung hervor, die in seheimatischer Darstellung ein besonderes Ausführungsbeispiel dfer Erfindung veranschaulicht, bei dem die Zündungswiderstände durch Fädlen gebildet werden, die durch den Durchtritt des Stromes zum Glühen gebracht werden.

In der Zeichnung ist ein. elektrisches Schema einer Zündvorrichtung in einem Bohrloch für Geschosse, wie sie im Innern der Bohrlöcher benutzt werden, um die Verrohrungen von Bohrlöchern zu durchdringen, dargestellt. Diese Durc'hdringungsvorrichtungen bestehen bekanntSlich aus einer bestimmten Anzahl von übereinander- oder/und nebeneinanderliegenden Rohren, die man gleichzeitig in das Innere des Bohrloches verschiebt, um sie im die gewollte Höhe zu bringen, und die Geschosse aussenden, die die Verrohrungen durchdringen sollen. In der Zeichnung bezeichnet 1 eine Stromquelle, die zur Zündung der verschiedenen Glühfaden bestimmt ist und von der die eine Klemme bei 2 geerdet ist, während die andere Klemme durch die Zwischenschaltung eines Regelwiderstandes 3 mit dem Leiter 4 verbunden ist, der zu der Zündvorrichtung führt, welche durch einen im Innern eines Bohrloches in einer Tiefe, die mehrere tausend Meter betragen kann, befindlichen Apparat getragen wird. In dieser Leitung 4 sind an der Erdoberfläche ein Amperemeter 5, ein Rheostat 6 vom einer Spezialausfübrumg, die später noch beschrieben wird!, und ein Unterbrecher 7 angeordnet. Dann führt die Leitung, die eine der Litzen des Tragkabels des in das Bohrloch hinabgesenktien. Apparates bildet, zu dem erwähnten Apparat mit einem Unterbrecher 8, dessen Funktion und Rolle später noch beschrieben werden, und' schließlich zu der sogenannten Zündvorrichtung. Die Zündvorrichtung besteht aus einer bestimmten Zahl von Zündfäden 9, 9', 9", usw., die im Nebenschluß zur Leitung 4 liegen. Die entgegengesetzten. Enden der Zünd'fäden zu denjenigen, die zur Leitung 4 hinführen, sind in bekannter Weise bei 10 geerdet. Gemäß der Erfindung sind die Widerstände V₁ aller dieser Abzweigungen untereinander gleich.

Gemäß der Erfindung sind außerdem zwischen den Abzweigungen der verschiedenen Zündfäden 9,

g', g" usw. Widerstände 17, 17' usw. angeordnet, die ebenfalls untereinander gleich sind¹ und deren Wert r₂ beträgt.

Jenseits dier Abzweigung des letzten Fadens 9" ist die Leitung unter Zwischenschaltung eines Widerstanides 18 vom Wert r₂ + r_s geerdet.

Gemäß der Erfindung sind¹ die Werte r_v r₂ und r_s der Widerstände 9, 17 und 18 durch die Beziehung verbunden:
_y _ VrI + 4 H r₂ — r₂

Es ist. leicht einzusehen, daß der Widerstand des

Kreises, gesehen von einem der Abzweigungspunkte

t5 der Zündvorrichtungen zum geerdeten Ende hin, konstant und gleich r₃ ist. Dies gilt, gleichgültig, um welchen Abzweigungspunkt es sich handelt.

Hieraus ergibt stich, daß ι. das Verhältnis der einerseits die Speiseleitung und ,andererseits den xo zum Abschuß bereiten Zündfaden durchlaufenden Stromstärken konstant ist und den Wert

2. das Verhältnis der die beiden nachfolgenden Zündfaden durchlaufenden Stromstärken konstant und¹ gleich ist: _γ

Wenn man infolgedessen in das System der Leitung eine Gesamtstromstiärke / eintreten läßt, wird in der ersten Zündvorrichtung eine Stromstärke

und in der folgenden Zündvorrichtung eine Stromstärke „

auftreten. Man wählt / nun so, daß i_± sicher ausreicht, um die Zündung dbr entsprechenden Ladung zu bewirken, und i₂ sicher ungenügend ist, um die nachfolgende Ladung zu sprengen.

Nach dem Abgehen des· ersten Schusses unterbricht der Unterbrecher 8 für eine gegebene Zeitdauer den Strom in der Leitung. Wenn man darauf in dem Kreis wieder eine Stromstärke / herstellt, wird in dem Zündfaden, der die Zündung der Ladung auslöst, die unmittelbar derjenigen folgt, die zuvor explodiert ist, eine Stromstärke

und in dem folgenden Zündfaden «ich eine Stromstärke _v

H + H + H

einstellen. Infolgedessen geht der zweite Schuß los usf. Es ist leicht einzusehen, daß man unter diesen Bedingungen in die Leitung eine beliebig hohe Anzahl von Fäden legen kann, indem die Funktionsweise des Ganzen nach jeder Zündung· die gleiche bleibt.

Wenn man es wünscht, die verschiedenen Fäden nicht nach Auswahl dier Orte, sondern hintereinander und praktisch ohne Unterbrechung zur Wirkung kommen zu lassen, würde es genügen, den Unterbrecher 8 fortzulassen und die Stromstärke / in der Leitung aufrechtzuerhalten.

Damit das System in der günstigsten Weise arbeitet, empfiehlt es sieh, wie es zuvor bereits ausgeführt warden ist, in der Leitung eine konstante Stromstärke aufrechtzuerhalten. Nun vergrößert sich nach 'dem Ausscheiden jedes Fadens der Gesa-mtwidterstaod der Leitung um die Größe r₂, die die Abzweigungen trennt, welche die beiden nachfolgenden Fäden tragen.

Wenn man also an dier Erdoberfläche zur Speisung dier Leitung eine konstante Potentlialquelle hätte, so würde sich die Gesamtstromstärke in der Leitung nach jedem Abschuß vermindern. Um die Stromstärke wieder auf ihren Wert / nach jedem Abschuß zu bringen, genügt es gemäß der Erfindung, in die Leitung dien schema*isch bei 6 angedeuteten Rheostaten einzubauen. Dieser Rheostat wird von, einer bestimmten Anzahl von Widerstanden¹ 11, ri', 11" usw. gebildet, die in, Serie angeordnet und in der Zahl gleich dbr Zahl der Zündfaden sind. Dabei hat jeder Widerstand einen gleichen Wert r₂. Zu Beginn werden alle Widerstände in der Leitung in Reihe geschaltet, und nach dem Abgang eines jeden Schusses wind jedesmal· einer der beiden fraglichen Widerstände· kurzgeschlossen, was jedesmal den Gesamtwert des Widerstandes der Leitung um r₂ verringert und genau die Widerstandserhöhung, die durch das Ausscheiden der Zündfäden nacheinander hervorrufen! wird, ausgleicht. Indem die Potentialdiffereniz 'der Stromquelle konstant ist, wird die Stromstärke /, die die Leitung bei jedem Abschuß durchläuft, also gleichfalls konstant sein,. Die Anzahl von Abschüssen, die sich so erzielen, läßt, ist demnach nur von, seiten des Rheostaten 6 her begrenzt, der zu Beginn 'des Vorganges in Reihe in die Leitung eingeschaltet ist. Da es in der Praxis jedoch möglich ist, den Wert von r₂ um einige zehntel Ohm zu verringern, ist es auch möglich, mit diesen Anordnungen eine sehr große Anzahl von Schüssen zu dirigieren.

Die Arbeitsweise des Rheostaten kann gemäß der Erfindung gleichfalls automatisch sein. Zu diesem Zweck kann beispielsweise der Kontaktarm 112 ein Sperrad 13 tragen, dessen Klinke 14 mit der Ausrüstung 15 eines Elektromagneten 16 einen Teil bildet. Der Elektromagnet wird hierbei durch die Leitung gespeist. Jede Stromumterbrechung wird dann das System in der Weise betätigen, daß das Sperrad 13 um einen Zahn und der Kontaktarm 12 um einen Kontakt vorrücken.

Was den Unterbrecher angeht,, so kann dies beispielsweise ein einfacher Quecksilberkontakt sein, der unter der Wirkung des durch den Abschuß jedes Schusses hervorgerufenen Stoßes provisorisch den Strom unterbricht. Das Ablesen des Amperemeters 5 zeigt diese Unterbrechung und somit den Abschuß an, und die Bedienungsperson kann durch Unterbrechung des Kreises durch den Unter-

brecher 7 das Arbeiten des Systems anhalten, bis es durch ein neues Schließen das Unterbrechers wieder in Tätigkeit gesetzt wind.

Um zu vermeiiden, daß ein zufälliger Bruch irgendeines der Wilderstände das Anhalten des Arbeitenis dies Apparates, verursacht, kann man gegebenenfalls jeden Widerstand 17, 17' usw. durch zwei Widerstände von doppeltem Wert in Parallelschaltung ersetzen. Der Bruch eines dieser Widerstände würde dann nicht rnefer das Arbeiten der Vorrichtung verhindern, sondern sich nur in einer geringen Erhöhung der Stromstärke auswirken.

In der Praxis kann die Gesamtheit der Widerstände r₂ vorteilhaft durch einen Metälleiter von hohem spezifischem Widerstand übernommen werden, der von einem plastischen Isoliermaterial, wie Gummi, umhüllt ist, wobei die Abzweigung durch eine Art Schneiden angeschlossen wind:, die mit der Seele des so gebildeten Kabele in Berührung kommt.

Bei der beschriebenen Ausfuhrunigsform sind zusätzliche Widerstände vorgesehen worden, die man nach jedem Abschuß kurzschließ't, um den Gesamtwiiderstand des Kreises konstant zu halten.

Zur Erzielung¹ desgleichen Ergebnisses kann man ernndiungsgemäß auch den nacheinander erfoilgenden Kurzschluß der Widerstände selbst, die in dem Kreis liegen, zwischen den verschiedenen Abzweigungen, die ziu den Zündifäden führen, vorsehen, wobei diese Kurzschlüsse bei jedem Abschuß vor sich 'gehen müssen.

Selibstverständlich sind zahlreiche Änderungen gegenüber der beschriebenem und dargestellten Ausführungsfarm denkbar, ohne d'aß man sich von dem Grundgedanken der Erfindung entfernt.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   I. Vorrichtung für die .nacheinander erfolgende Fernzündung mehrerer Pulver- oder Sprengstoffadungeri auf elektrischem Wege, insbesondere im Innern von Bohrlöchern mit in Abzweigungen angeordneten und parallel zueinander in ein und demselben Zündungshauptkreis geschalteten Zündvorrichtungen, dadurch gekennzeiehniet, daß zwischen diesen Abzweigungen Widerstände von einem solchen Wert angeordnet sind, daß der jedesmal in die erste, nicht gesprengte Zündvorrichtung eintretende Strom im Verhältnis zur Stromstärke, die in die nachfolgenden Zündvorrichtungen eintritt, stärker ist.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündvorrichtungen alle den gleichen Widerstand besitzen und in Abzweigungen mit ebenfalls gleichen Widerständen angeordnet sind.
3. 3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem Hauptkreis zwischen dien verschiedenen Abzweigungen, von wo die Zündvorrichtungen ausgehen, angeordneten Widerstände ebenfalls alle gleich untereinander sind und ihr Wert gegenüber dem Endwiderstiand des Kreises so gewählt wird, daß der Gesamtrwidferstan'd zwischen jedem Abzweigungspunkt und d>er Erde (oder diem anderen Kontakt der Stromquelle) an jedem Abzweigunigspunkt der gleiche ist.
4. 4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzliche Widerstände in dem Kreis· angeordnet sind, die nach jedem Abschuß kurzgeschlossen werden, um die Stromstärke in dem Speisekreis mit konstantem Potential konstant zu halten.
5. 5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet!, daß ein selbsttätiger Unterbrecher vorgesehen ist, der den Strom nach jedem Abschuß für eine gewisse Zeit unterbricht.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen