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Publication number: DED0021636MA
Authority: DE

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Tag der Anmeldung: 7. November 1955 Bekaimtgemadit am 23. August 1Θ56

DEUTSCHES PATENTAMT

Es sind Vorrichtungen bekannt, um zivile und militärische Sprengladungen mittels Gleich- und Wechselstrom zu zünden. Diese Vorrichtungen arbeiten alle in der Weise, daß in einem elektrischen Leiter, welcher sich in einem Explosivstoff befindet, durch elektrischen Strom Wärme erzeugt wird, die sich dem Explosivstoff mitteilt und denselben, entzündet. Als Stromquelle werden Batterien,, Induktoren, das Lichtnetz oder andere Generatoren handlicher Art verwendet, welche unter dem Sammelbegriff Zündmaschinen zusammengefaßt sind.

So· wie ein elektrischer Zünder auf den. von. der Zündmaschine gelieferten elektrischen Strom anspricht, kann er auch auf vagabundierende Ströme ansprechen, \vie sie in Bergwerken häufig vorkommen,, oder gar auf statische Aufladungen, und induzierte Spannungen in den Zündleitungen, wie es bei Gewittern z. B. beobachtet wurde. Aus Sicherheitsgründen müssen daher elektrische Zünder gesetzlich eine bestimmte Unempfindlichkeit haben, damit keine ungewollten Zündungen, eintreten können. Es hat sich aber trotzdem gezeigt, daß die geforderte Unempfindlichkeit der Zünder

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noch nicht ausreichte, um schwere Unfälle zu vermeiden, so¹ daß zehn- bis hundertfach unempfindlichere Zünder gefordert werden.

Da ein unempfindlicher Zünder mehr Strom zur Zündung benötigt als ein empfindlicher, müssen, sich die Zündmaschinem diesen Sicherheitsanforderungen auch anpassen, wodurch-sie unhandlich und teuer werden.

Es sind auch Verfahren bekanntgeworden, die

ίο Zündungen mittels hochfrequenter Wechselströme vorzunehmen, in der Weise, daß von. einem Hochfrequenzgenerator drahtlos oder über eine Leitung die Spannung der Wellenlängen _t einem Empfänger übermittelt wird.

Ist die Wellenlänge ₂, auf die der Empfänger eingestellt ist, und ist _t = ₂, dann gerät der Schwingkreis des Empfängers ins Mitschwingen. An dem Schwingkreis kann dann die zur. Zündung erforderliche Spannung abgenommen, werden.

Solche Zündverfahren können sehr sicher sein gegen vagabundierende Ströme, wenn dafür gesorgt wird, daß nur im Resonanzfalle an dem Zündelement, der sogenannten Zündpille, eine Spannung auftreten, kann. Liegt die Wellenlänge dieser Hochfrequenzspannung jenseits des Gebietes der technisch vorkommenden Störspannungen und deren Oberwellen, so ist das Zündverfahren absolut sicher gegen die oben angeführten unerwünschten Zündungen.

Der Einführung solcher Zündverfahren stand bisher der technische Aufwand und der hohe Preis von Zündern, und Zündmaschinen entgegen.

Die Erfindung betrifft eine Hochfrequenzzündvorrichtung der geschilderten. Art, dadurch gekennzeichnet, daß als resonanzfähige elektrische Schaltelemente sogenannte Lecherleitungen. verwendet werden. An der Lecherleitung liegt zünderseitig eine sogenannteSpaltzündpille,welche einen, sehr hohenelektrischen Widerstand, in. der Größenordnung von. mehr rerenMegohm, hat. Das andere, aus. Zünder und z. B. auch aus dem Bohrloch herausragende Ende der Lecherleitung ist durch Verbindung der beiden Drähte kurzgeschlossen, In einem gewissen Abstand L von der Kurzschlußbrücke befindet sich die Ankopplung für die vom Hochfrequenzgenerator gelieferte Hochfrequenzspannung. Die Ankopplung kann vom Generator mittels Lecherleitung, im Falle

. einer Leitungskopplung, oder mittels Antennen, im Falle drahtloser Kopplung, vorgenommen, werden;.

Die charakteristische Frequenz der Lecherleitung des. Zünders wird bei konstantem Drahtabstand und hinreichend gleicher Dielektrizitätskonstante von Isolierung und Drahtumgebung allein durch, den Abstand L zwischen Ankopplungsstelle und Kurzschlußbrücke bestimmt, so daß die Abstimmung der Lecherleitung des Zünders auf den Hochfrequenzgenerator sehr einfach ist. Sind. Generator und das Lechersystem des Zünders in Resonanz, so' entsteht bei Einschalten des Generators an der Zündpille eine Spannung, so daß der Explosivstoff ge^ zündet wird.

Da die Lecherleitung des Zünders einseitig kurzgeschlossen ist, kann selbst durch relativ ' hohe Ströme, die in die beiden Drähte der Lecherleitung geschickt werden, die Zündpille dann nicht ansprechen, wenn ihr Widerstand erheblich, größer ist als der der Kurzschlußbrücke. Andererseits muß aber die Zündpille möglichst hoehohmig und daher empfindlich sein, damit die Lecherleitung wenig belastet wird und die vom Generator abgegebene Energie in Form von hochfrequentem Wechselstrom möglichst klein sein kann.. Da solche Zündpillen bekannt sind in Form von Funkenzündpillen, ist der technische Aufwand für den Generator relativ gering.

Die einfache Abstimmbarkeit der Zünder-Lecherleitungen macht es möglich,'die Zünder in einer betstimmten Reihenfolge dadurch zum Zünden zu bringen., daß der Generator in derselben Reihenfolge die charakteristischen Frequenzen der Zünder liefert.

In der schematischen Abbildung sind zwei Bohrlöcher im Gestein, 7 dargestellt. Die Bohrlöcher sind mit den Sprengladungen 1 und der Verdammung 6 besetzt. In den Sprengladungen, 1 befinden sich die Zünder 4 mit ihren. Detonatorladungen 2 und den Funkenzündpillen 3. Die Zündpillen 3 sind an die Lecherleitungen der Zünder. 5 angeschlossen', deren aus den Bohrlöchern, herausragende'Teile 8 an den Stellen 9 bzw. 10 ihre Ankopplungsstellen tragen,. Hier ist je ein Draht der Lecherleitung mit je einer Antenne A₁ bzw. A₂ verbunden, während die anderen Drähte der Lecherleitungen mit der gemeinsamen Erde E_lt ₂ verbunden, sind.

Die Lecherleitungen sind an, den Stellen 11 bzw. 12 mit Kurzschlußbrücken versehen. Die Abstände der Kurzschlußbrücken von, den Ankopplungstellen sind L₁ bzw. L₂. Da L₁ größer als L₂ ist, ist der linke Zünder auf eine niedrigere Resonanzfrequenz eingestellt als der rechte.

Der Hochfrequenzgenerator G ist einseitig geerdet an der Stelle E_s, hat eine Antenne A_s und kann mittels Schalter 6" eingeschaltet werden. Die Variation der abgegebenen Frequenz geschieht auf bekannte Weise und kann durch, den Schalter 5* in der gewünschten Form ausgelöst werden., damit Zünder verschiedener Resonanzfrequenz gezündet werden, können.

Die Ankopplung der Zünder an den Generator ist in der Abbildung für den Fall der drahtlosen Kopplung gezeichnet. Im Falle der vorteilhafteren Leitungskopplung sind entweder die Antennen, untereinander mittels einer Leitung verbunden, und die Erdung erfolgt wie in der Abbildung, oder Generator und Zünder-Lechersys-teme sind durch eine Lecherleitung in bekannter Weise parallel verbunden. Der besondere Vorteil einer Leitungskopplung wird durch folgendes ersichtlich:

Es kann an einer Stelle·, wo an mehreren Orten sich Sprengstellen befinden, vorkommen, daß bei drahloser Zündung nicht vermieden werden kann, daß eine bereits ausgelegte oder sich in Auslegung befindende Zünderkette durch den fremden, Zündgenerator gezündet wird, dies besonders dann, wenn durch unerwünschte Reflektionen, z. B. im Stollensystemen,, genügend Energie auch der frem-

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den Sprengstelle noch zugeführt wird. Bei einer direkten Leitungskupplung sind die eigentlichen Zündsysteme so' empfindlich, was apparativ von Vorteil wäre, daß sie nur zufriedenstellende Energie über eine Drahtleitung erhalten können. Die Gefahr, daß eine fremde Sprengstelle dann noch ausreichende Energie erhalten, kann, ist damit ausgeschlossen.

Diese Art Schaltung ist in Abb. 2 angedeutet, wobei der Generator 16 über die Lecherleitung 15 an die beiden Zünderankopplungsstellen. 13 und 14 gelegt wird.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

i. Elektrische Zündvorrichtung, bei welcher die Zündpille mittels hochfrequentem Wechselstrom gezündet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündvorrichtung aus einem Lechersystem als Resonator besteht, welches durch einen Hochfrequenzgenerator zum Schwinget! ao angeregt wird und welches mit einer parallel zur Zündpille liegenden Kurzschlußbrücke versehen ist.
2. Zündvorrichtung niach Anspruch, i, dadurch gekennzeichnet, daß das Lechersystem durch Veränderung des Abstandes zwischen Ankopplungsstelle und Kurzschlußbrücke auf eine bestimmte Resonanzfrequenz einstellbar ist.
3. Zündvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zünr dung unter Leitungskopplung erfolgen kann, wobei entweder die Antennen, untereinander oder Generator und Zunder-Lech.ersys.teme durch eine Lecherleitung parallel verbunden sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen