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WO1996004523A1 - Elektrischer sprengzünder - Google Patents

Elektrischer sprengzünder Download PDF

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Publication number
WO1996004523A1
WO1996004523A1 PCT/EP1995/003085 EP9503085W WO9604523A1 WO 1996004523 A1 WO1996004523 A1 WO 1996004523A1 EP 9503085 W EP9503085 W EP 9503085W WO 9604523 A1 WO9604523 A1 WO 9604523A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
ignition
delay
delay circuit
ignition element
primary
Prior art date
Application number
PCT/EP1995/003085
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Friedrich Heinemeyer
Helmut ZÖLLNER
Original Assignee
Dynamit Nobel Aktiengesellschaft
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dynamit Nobel Aktiengesellschaft filed Critical Dynamit Nobel Aktiengesellschaft
Priority to AU32562/95A priority Critical patent/AU3256295A/en
Publication of WO1996004523A1 publication Critical patent/WO1996004523A1/de

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B3/00—Blasting cartridges, i.e. case and explosive
    • F42B3/10—Initiators therefor
    • F42B3/12—Bridge initiators
    • F42B3/121—Initiators with incorporated integrated circuit
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42C—AMMUNITION FUZES; ARMING OR SAFETY MEANS THEREFOR
    • F42C11/00—Electric fuzes
    • F42C11/06—Electric fuzes with time delay by electric circuitry
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42C—AMMUNITION FUZES; ARMING OR SAFETY MEANS THEREFOR
    • F42C15/00—Arming-means in fuzes; Safety means for preventing premature detonation of fuzes or charges
    • F42C15/40—Arming-means in fuzes; Safety means for preventing premature detonation of fuzes or charges wherein the safety or arming action is effected electrically
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42C—AMMUNITION FUZES; ARMING OR SAFETY MEANS THEREFOR
    • F42C19/00—Details of fuzes
    • F42C19/06—Electric contact parts specially adapted for use with electric fuzes

Definitions

  • the invention relates to an electric detonator according to the preamble of claim 1.
  • the igniter element (preferably igniter pill) is supplied with the electrical energy via the igniter wires.
  • the ignition mixture is ignited by ohmic (resistance-dependent) heating of the bridge wire.
  • the chemical conversion of the ignition mixture causes the pyrotechnic delay unit located in the delay body to be ignited.
  • a primary charge is ignited.
  • This primary charge can consist of an initial explosive (preferably lead azide) or a DDT-capable charge.
  • the detonative effect of the primary charge initiates the undercharging, which in turn initiates the implementation of the explosive surrounding the detonator.
  • the delay times in conventional pyrotechnic delay systems can include can be adjusted by the sentence compilation, the sentence density and the length of the sentence column.
  • the necessary number of detonators in parallel, series or parallel-series connection is connected to a simple capacitor igniter to dismantle the explosion.
  • the design and calculation of an ignition circuit constructed in this way is based on elementary rules of electrical engineering (Ohm's law, ignition pulse).
  • the circuit can be checked with simple measuring devices.
  • the electrical sensitivity of the detonators is determined by the igniter used and can be adapted to the prevailing boundary conditions.
  • a generic detonator with digital delay is known from DE-A1- 2 18 881.
  • This detonator consists of a tubular housing which surrounds a delay detonator and which is closed at one end and connected to a shock wave tube (explosive hose) at the other end.
  • the energy output of the explosive hose actuates an initial ignition charge, the energy output of which is directed to a piezoceramic transducer in order to generate an electrical energy output.
  • This electrical energy output is applied to a delay circuit, which serves to control an ignition signal which is applied to an ignition element after a predetermined time delay has elapsed.
  • the conventional pyrotechnic detonators used to date show a statistical scatter in their delay times, which limits the spacing and number of time stages.
  • pyrotechnic kits tend to change their burning behavior, so that the simultaneous use of new and longer stored detonators can lead to problems.
  • the production of high quality delay detonators is associated with great effort and the quality is fundamentally limited by the physical properties of the delay set systems used.
  • Electronic programmable ignition systems avoid the disadvantages mentioned above with regard to the delay time and deliver delay times with an accuracy better than 1 millisecond.
  • a disadvantage of such electronic ignition systems is that the ignition circuits (wiring), igniter and ignition devices (ignition machine) specially developed for this must be matched to one another. For example, it is not possible to trigger electronic detonators with a common, commercially available capacitor detonator.
  • Electronic detonators with an initiation by an explosive hose have the disadvantage that, in contrast to conventional electrical ignition, they cannot be used for certain blasting work (e.g. salt mining) and it is no longer possible to check the ignition circuit shortly before the ignition.
  • the invention has for its object to improve an electric detonator according to the preamble of claim 1 such that it has improved time accuracy compared to the conventional electric detonator with pyrotechnic time delay and allows the further use of the conventional igniter and ignition technology for electrical detonators.
  • fuse wires lead into a primary ignition element in the housing, which activates or starts an energy source in a delay ignition element during ignition, whereby the delay switching starts.
  • the detonator according to the invention can be ignited using commercially available ignition machines. It can also be used together with conventional electrical detonators.
  • the delay time is set in the factory in the electronic delay circuit. They are triggered by the primary ignition element, which activates or starts an energy source in the delay ignition element, as a result of which the delay circuit starts.
  • the primary igniter element is advantageously an igniter pill or a bridge igniter pill.
  • gap detonators, bridge detonators, layer elements, etc. are also useful. It is important that with the ignition of the primary ignition element, an energy source in the delay ignition element is activated or started, whereby the delay circuit is started.
  • an active battery and a switch which sets the delay circuit in motion are arranged in the delay ignition element, the switch being actuated by the ignition of the primary ignition element.
  • a commercially available button cell of the lithium-manganese dioxide type can be used as the switch mechanical or optoelectronic switches, thermal switches or ion current switches are preferably used.
  • Mechanical switches which are actuated by the pressure generated by the primary ignition element are preferably piston switches or membrane switches.
  • Optoelectronic switches are actuated by the light generated by the primary ignition element.
  • thermal switches are actuated by the heat generated by the primary igniter element, e.g.
  • the ion current switch uses the ionizing property of the reaction flame of the ignition element or the igniter. If an ionizing gas is present, the ion current switch makes contact between two poles.
  • a serial combination of the aforementioned principles is preferably used.
  • a battery or thermal battery that can be activated by the ignition of the primary ignition element is arranged in the delay ignition element and, after activation, starts the delay circuit.
  • Activatable batteries and thermal batteries have the advantage of long shelf life. In addition, no additional switch is required.
  • a piezoelectric transducer in particular with an explosive connected upstream, which is acted on by the ignition of the primary ignition element, is arranged in the delay ignition element, the piezoelectric transducer providing the energy for the delaying circuit after activation
  • a capacitor in the delay ignition element, which is charged, for example, by the piezoelectric transducer or the battery.
  • the delay ignition element consists of a delay circuit - timer or timer - with an output stage and an energy source that can be activated or started.
  • the secondary ignition element is connected to it.
  • the delay circuit is e.g. an analog RC combination, the time delay being given by the time constant R C, or a digital counter and an externally switchable oscillator.
  • the time delay is defined by the external elements R and C.
  • the oscillator is a standard component. Adjustable digital counters with an integrated oscillator are also useful.
  • the time delay is determined by the external setting of a counter by e.g. Bond realized. This module is commercially available and is e.g. used in the watch industry.
  • the output stage serves as an electrical switch between the power supply and the secondary ignition element. It is controlled by the pulse of the timer.
  • the output stage can be implemented using a transistor or thyristor or Darlington circuit.
  • the secondary igniter is used to initiate the ignition charge, preferably via a lead azide primary charge, but also free of primary materials, e.g. as a DDT charge.
  • the secondary igniter is e.g. a 20 ohm squib (adapted to the battery power), a detonator or a metal layer element.
  • Fig. 1 in longitudinal section an inventive detonator
  • FIG. 2 schematically shows block diagrams of three embodiments of the detonator according to the invention.
  • the detonator 1 according to the invention shown in FIG. 1 has an elongated housing 2 in the form of a cylindrical tubular sleeve which is made of metal, for example copper.
  • the sleeve is closed at the front end 15 and has an opening 16 at its rear end, through which two fuse wires 8 lead into the inside of the sleeve from the outside.
  • the igniter wires 8 are enclosed over part of their length by a plug 17 made of plastic, which is fixed at the rear end of the sleeve by indentations 18 of the sleeve material.
  • the fuse wires 8 are each provided with an insulating jacket and only their front ends are stripped.
  • the ends of the igniter wires 8 protruding from the inside of the plug 17 are electrically and mechanically connected to the two poles of an ignition pill 9.
  • the igniter 9 is guided in a cylindrical sleeve 19 made of plastic to protect against electrostatic ignition.
  • a electronic delay element electronic cjelay element - EDE
  • This delay ignition element 20 contains a delay circuit 7 with an output stage for a secondary ignition element 5 (ignition pill), which is arranged behind the delay ignition element 20 and projects freely into a cavity 21 of the sleeve.
  • the delay ignition element 20 also has an active or activatable battery and a switch or a piezoelectric transducer. This is described in more detail with reference to FIG. 2.
  • a primary charge 3 and a secondary charge 4 are arranged in the front end of the housing 2 or in the sleeve head.
  • the primary charge 3 is accommodated in a metal body 22 - a so-called NME body (non-mass explosion hazard) - for protection against impact loads.
  • a DDT charge can also be used instead of the primary charge.
  • FIG. 2 shows three embodiments of FIGS. 2a, 2b and 2c of the delay ignition element 20. All embodiments have in common that the detonator according to the invention can be connected to a conventional ignition machine 23.
  • Detonator wires 8 lead from this igniter 23 to the detonator and are connected to an igniter 9 there.
  • the igniter 9 is ignited by the ignition machine 23
  • the delay ignition element 20 is started.
  • the secondary ignition element 5 is ignited, whereupon the charges 3, 4 detonate.
  • FIG. 2a shows an embodiment in which a battery 12, which can be activated by the ignition of the igniter 9, is arranged as an energy source in the delay ignition element 20 in front of the delay circuit 7.
  • This battery 12 supplies the current for the delay circuit 7 and the output stage.
  • the battery 12 is activated by the ignition of the igniter 9.
  • a switch 11 and an active battery 10 are arranged in the delay ignition element 20 in front of the delay circuit 7.
  • the switch 11 is actuated by the ignition of the igniter 9 and starts the delay circuit 7.
  • a piezoelectric transducer 13 with an explosive 14 connected upstream is arranged in the delay ignition element 20 in front of the delay circuit 7. After ignition of the igniter 9, the explosive 14, which acts on the piezoelectric transducer 13, explodes. This generates the necessary current for the delay circuit 7, the output stage and the ignition of the igniter 9.
  • a capacitor is integrated in the delay ignition element 20 or in the delay circuit 7 for temporary storage.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Sprengzünder (1) mit einem Gehäuse (2), einer in dem Gehäuse (2) angeordneten Sprengladung (3, 4), einem sekundären Anzündelement (5) zum Zünden der Sprengladung (3, 4), und einer elektronischen Verzögerungsschaltung (7) mit einer Endstufe, die eine eingestellte feste Verzögerung der Zündung des sekundären Anzündelementes (5) nach Eintreffen eines Startimpulses bewirkt. Zur Verbesserung der Zeitgenauigkeit bei gleichzeitig weiterer Benutzung herkömmlicher Zündmaschinen wird vorgeschlagen, daß in das Gehäuse (2) Zünderdrähte (8) in ein primäres Anzündelement führen, welches bei Zündung eine Energiequelle in einem Verzögerungszündelement (20) aktiviert bzw. in Gang setzt, wodurch die Verzögerungsschaltung (7) startet.

Description

Elektrischer Sprengzünder
Die Erfindung betrifft einen elektrischen Sprengzünder nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
In der Spreπgtechnik ist es üblich, die auf eine Vielzahl von Bohrlöchern verteilte Sprengstoffmenge nicht zeitgleich durch Momentzünder zu initiieren, sondern auf verschiedene Zeitstufen zu verteilen. Man erreicht auf diese Weise eine Minimierung der mit der Sprengung verbundenen Erschütterungen und eine gezielte Zerkleinerung des Haufwerkes. Das Abtun der Sprengung erfolgt heutzutage hauptsächlich mit konventionellen elektrischen oder nichtelektrischen Zündsystemen, denen ein pyrotechnisches Verzögerungsprinzip zugrunde liegt. Die Intervalle zwischen den einzelnen Zeitstufen betragen typischerweise 20 bis 500 ms, während die Anzahl der Zeitstufen je pyrotechnischem System etwa bei 20 liegt.
Bei konventionellen elektrischen Sprengzündern wird dem Anzündelement (vorzugsweise Anzündpille) die elektrische Energie über die Zünderdrähte zugeführt. Durch ohmsche (widerstandsabhängige) Aufheizung des Brückendrahtes erfolgt die Anzündung der Anzündmischung. Die chemische Umsetzung der Anzündmischung bewirkt eine Anzündung des im Verzögerungskörper befindlichen pyrotechnischen Verzögerungssatzes. Nach Durchbrennen des Verzögerungssatzes wird eine Primärladung gezündet. Diese Primärladung kann aus einem Initialsprengstoff (vorzugsweise Bleiazid) oder einer DDT-fähigen Ladung bestehen. Die detonative Wirkung der Primärladung initiiert die Unterladung, die ihrerseits die Umsetzung des den Zünder umgebenden Sprengstoffes einleitet. Die Verzögerungszeiten bei konventionellen pyrotechnischen Verzögerungssystemen können u.a. durch die Satzzu¬ sammenstellung, die Satzdichte und die Länge der Satzsäule eingestellt werden.
Zum Abtun der Sprengung wird bei konventionellen elektrischen Zündsystemen die notwendige Anzahl von Zündern in Parallel-, Serien- oder Parallel-Serien- Schaltung mit einer einfachen Kondensatorzündmaschine verbunden. Die Auslegung und Berechnung eines so aufgebauten Zündkreises erfolgt nach elementaren Regeln der Elektrotechnik (Ohmsches Gesetz, Zündimpuls). Die Prüfung der Schaltung ist mit einfachen Meßgeräten möglich. Die elektrische Empfindlichkeit der Sprengzünder wird durch die verwendete Anzündpille festgelegt und kann den jeweils vorliegenden Randbedingungen angepaßt werden.
Neben der konventionellen elektrischen Sprengtechnik mit pyrotechnischer Verzögerung werden zunehmend Systeme mit elektronischer Verzögerung bekannt (EP-B1 -0 183 933). Bei derartigen Systemen erfolgt die Verzögerung durch eine elektronische Schaltung im Zünder. Es sind nahezu beliebig viele Zeitstufen und Zeitintervalle bei sehr hoher Genauigkeit realisierbar. Die Verwendung der elektronischen Verzögerung führt nach dem Stand der Technik bei elektrischen Systemen bisher zu einer Integration des äußeren Zündkreises und der internen Verzögerungsschaltung, mit der Konsequenz, daß spezielle, auf das Zündsystem abgestimmte Zündmaschinen notwendig werden.
Aus der DE-A1- 2 18 881 ist ein gattungsgemäßer Zünder mit digitaler Verzögerung bekannt. Dieser Zünder besteht aus einem rohrförmigen Gehäuse, das einen Verzögerungszünder umgibt, und das an einem Ende geschlossen ist und am anderen Ende mit einem Stoßwellenrohr (Sprengschlauch) verbunden ist. Der Energieausgang des Sprengschlauches betätigt eine Initialzündladung, deren Energieausgang auf einen piezokeramischen Wandler gerichtet ist, um einen elektrischen Energieausgang zu erzeugen. Dieser elektrische Energieausgang wird an eine Verzögerungsschaltung gelegt, wobei diese zum Steuern eines Zündsignals dient, das an ein Zündelement nach dem Ablauf einer vorbestimmten Zeitverzögerung angelegt wird.
Ein ähnlicher Zünder ist in der WO 89/01601 offenbart.
Die bisherigen konventionellen pyrotechnischen Sprengzünder zeigen in ihren Verzögerungszeiten verfahrensbedingt eine statistische Streuung, die Abstand und Anzahl der Zeitstufen begrenzt. Pyrotechnische Sätze neigen bei langer Lagerung zur Veränderung ihres Durchbrennverhaltens, so daß die gleichzeitige Verwendung von neuen und länger gelagerten Sprengzündern zu Problemen führen kann. Die Produktion qualitativ hochwertiger Verzögerungszünder ist mit hohem Aufwand verbunden und die Qualität durch die physikalischen Eigenschaften der verwendeten Verzögerungssatzsysteme grundsätzlich begrenzt. Elektronische programmierbare Zündsysteme vermeiden die oben aufgeführten Nachteile bezüglich der Verzögerungszeit und liefern Verzögerungszeiten mit einer Genauigkeit besser als 1 Millisekunde. Ein Nachteil derartiger elektronischer Zündsysteme liegt darin, daß die Zündkreise (Verdrahtung), Zünder und eigens hierfür entwickelten Zündgeräte (Zündmaschineη) aufeinander abgestimmt sein müssen. So ist es z.B. nicht möglich, elektronische Zünder mit einer gebräuchlichen, handelsüblichen Kondensator-Zündmaschine auszulösen.
Elektronische Zünder mit einer Initiierung durch einen Sprengschlauch haben beispielsweise den Nachteil, daß sie im Gegensatz zur konventionellen elektrischen Zündung für gewisse Sprengarbeiten (z.B. Salzbergbau) nicht zu verwenden sind und eine Überprüfung des Zündkreises kurz vor der Zündung nicht mehr möglich ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektrischen Sprengzünder nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart zu verbessern, daß er gegenüber dem konventionellen elektrischen Zünder mit pyrotechnischer Zeitverzögeruπg eine verbesserte Zeitgenauigkeit aufweist und die weitere Nutzung der herkömmlichen Zündmaschine und Zündtechnik für elektrische Zünder erlaubt.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch gelöst, daß in das Gehäuse Zünderdrähte in ein primäres Anzündelement führen, welches bei der Zündung eine Energiequelle in einem Verzögerungszündelement aktiviert bzw. in Gang setzt, wodurch die Verzögerungsscnaltung startet.
Hierdurch kann der erfindungsgemäße Sprengzünder mit handelsüblichen Zündmaschinen gezündet werden. Der Einsatz ist auch zusammen mit konventionellen elektrischen Zündern möglich. Die Verzögerungszeit wird werkseitig in der elektronischen Verzögerungsschaltung eingestellt. Ihre Auslösung erfolgt über das primäre Anzündelement, welches eine Energiequelle im Verzögerungszündelement aktiviert bzw. in Gang setzt, wodurch die Verzögerungsschaltung startet.
Vorteilhafterweise ist das primäre Anzündelement eine Anzündpille bzw. eine Brückenanzündpille. Es sind jedoch auch Spaltdetonatoren, Brückendetonatoren, Schichtelemente usw. zweckmäßig. Wichtig ist, daß mit dem Zünden des primären Anzundelements eine Energiequelle im Verzogerungszundelement aktiviert bzw in Gang gesetzt wird, wodurch ein Starten der Verzogerungsschaltung erfolgt.
Erfindungsgemäß sind drei bevorzugte Ausfuhrungsformen zum Starten der
Verzögerungsschaltung vorgesehen
Bei der ersten bevorzugten Variante sind im Verzogerungszundelement eine aktive Batterie und ein die Verzogerungsschaltung in Gang setzender Schalter angeordnet, wobei der Schalter durch die Zündung des primären Anzundelementes betätigt wird Als Batterie kann z.B eine handelsübliche Knopfzelle des Typs Lithium-Mangan-Dioxid verwendet werden Als Schalter werden bevorzugt mechanische oder optoelektronische Schalter, Thermoschalter oder lonenstromschalter verwendet Als mechanische Schalter, die durch den vom primären Anzundelement erzeugten Druck betätigt werden, eignen sich bevorzugt Kolbenschalter oder Membranschalter. Optoelektronische Schalter werden durch das vom primären Anzundelement erzeugte Licht betätigt Ausgeführt werden sie z.B. als selbsthaltende Fototransistorschaltung Thermoschalter werden durch die vom primären Anzundelement erzeugte Wärme betätigt, z.B. durch Schmelzen einer Isolierschicht zwischen zwei Kontakten lonenstromschalter nutzen die ionisierende Eigenschaft der Reaktionsflamme des Anzündelementes bzw. der Anzündpille Bei Vorhandensein eines ionisierenden Gases stellt der lonenstromschalter einen Kontakt zwischen zwei Polen her. Vorzugsweise wird eine serielle Kombination aus den vorgenannten Prinzipien angewendet.
Bei der zweiten bevorzugten Ausführungsform ist im Verzogerungszundelement eine durch die Zündung des primären Anzundelementes aktivierbare Batterie oder Thermobatterie angeordnet, die nach Aktivierung die Verzόgerungs- Schaltung in Gang setzt. Aktivierbare Batterien und Thermobatterien haben den Vorteil der langen Lagerfähigkeit. Außerdem ist kein zusätzlicher Schalter erforderlich.
In einer dritten bevorzugten Ausführungsform ist im Verzogerungszundelement ein durch die Zündung des primären Anzündelementes beaufschlagter piezoelektrischer Wandler, insbesondere mit vorgeschaltetem Explosivstoff, angeordnet, wobei der piezoelektrische Wandler nach Aktivierung die Energie für die Verzogerungsschaltung liefert Es ist in einigen Fällen zweckmäßig, im Verzogerungszundelement einen Kondensator anzuordnen, der z.B. vom piezoelektrischen Wandler oder der Batterie aufgeladen wird.
Das Verzogerungszundelement besteht, wie schon ausgeführt, aus einer Verzögerungsschaltung - Zeitglied bzw. Timer - mit einer Endstufe und einer aktivierbaren bzw. in Gang setzbaren Energiequelle. Das sekundäre Anzundelement ist daran angeschlossen.
Die Verzögerungsschaltung ist z.B. eine analoge RC-Kombination, wobei die Zeitverzögerung durch die Zeitkonstante R C gegeben ist, oder ein digitaler Zähler und ein extern beschaltbarer Oszillator. Die Zeitverzögerung wird durch die externen Elemente R und C definiert. Der Oszillator ist ein handelsüblicher Baustein. Ferner sind auch einstellbare digitale Zähler mit integriertem Oszillator zweckmäßig. Die Zeitverzögerung wird durch externe Einstellung eines Zählers durch z.B. Bondung realisiert. Dieser Baustein ist handelsüblich und wird z.B. in der Uhrenindustrie verwendet.
Die Endstufe dient als elektrischer Schalter zwischen der Energieversorgung und dem sekundären Anzündelement. Sie wird durch den Impuls des Timers angesteuert. Technisch ist die Endstufe durch einen Transistor oder Thyristor oder Darlington Schaltung realisierbar.
Das sekundäre Anzündelement dient zur Initiierung der Wrkladung des Zünders, vorzugsweise über eine Primärladung aus Bleiazid, jedoch auch primärstofffrei, z.B. als DDT-Ladung. Das sekundäre Anzündelement ist z.B. eine 20 Ohm Zündpille (der Batterieleistung angepaßt), ein Detonator oder ein Metallschichtelement.
Die in der elektrischen Sprengtechnik üblichen Verfahren von Serien- oder Parallelschaltung oder eine Kombination aus beiden sind wegen der absolut identischen eingangs erwähnten Charakteristik (gleicher Zündimpuls, gleicher Widerstand) bei Verwendung der herkömmlichen Zündmaschinen auch weiterhin ohne Abänderung einsetzbar.
Weitere Vorteile der Erfindung liegen in: a) der besseren Genauigkeit der elektronischen Zeitverzogerung gegenüber der verfahrensbedingt mit Streuung behafteten pyrotechnischen Zeitverzögerung,
b) der Realisierung höherer Zeitstufenzahlen und
c) der Realisierung nahezu beliebiger voreinstellbarer Verzogerunggszeiten, die wesentlich länger als die pyrotechnisch bekannten sein können.
Alle drei Vorteile lassen sich unter Verwendung der bisherigen Zünd- und Verbindungstechniken erreichen.
Die Verwendung dieses neuen Zünders benötigt damit nur die bisher übliche Ausbildung oder Handhabung bei den Anwendern. Der erfindungsgemäße Sprengzünder ist bis auf die einheitliche Länge nicht von den bisherigen konventionellen Zündern zu unterscheiden.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Zeichnungen, die nachfolgend eingehend erläutert werden. Es zeigt:
Fig. 1 im Längsschnitt einen erfindungsgemäßen Sprengzünder und
Fig. 2 schematisiert Blockschaltbilder dreier Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Sprengzünders.
Der in der Fig. 1 dargestellte erfindungsgemäße Sprengzünder 1 weist ein langgestrecktes Gehäuse 2 in Form einer zylindrischen rohrförmigen Hülse auf, die aus Metall, z.B. aus Kupfer, besteht. Die Hülse ist am vorderen Ende 15 geschlossen und weist an ihrem rückwärtigen Ende eine Öffnung 16 auf, durch die zwei Zünderdrähte 8 von außen in das Hülseninnere hineinführen. Die Zünderdrähte 8 sind auf einem Teil ihrer Länge von einem Stopfen 17 aus Kunststoff umschlossen, der am rückwärtigen Ende der Hülse durch Eindrückungen 18 des Hülsenmaterials fixiert ist. Die Zünderdrähte 8 sind jeweils mit einem Isoliermantel versehen und nur ihre vorderen Enden sind abisoliert. Die innen aus dem Stopfen 17 herausragenden Enden der Zünderdrähte 8 sind mit den zwei Polen einer Anzündpille 9 elektrisch und mechanisch verbunden. Die Anzündpille 9 ist zum Schutz vor elektrostatischer Zündung in einer zylinderförmigen Hülse 19 aus Kunststoff geführt. Vor der Anzündpille 9 ist ein elektronisches Verzogerungszundelement (electronic cjelay element - EDE) 20 angeordnet. Dieses Verzogerungszundelement 20 beinhaltet eine Verzogerungsschaltung 7 mit einer Endstufe für ein sekundäres Zündelement 5 (Anzündpille), welches hinter dem Verzogerungszundelement 20 angeordnet ist und frei in einen Hohlraum 21 der Hülse hinein absteht.
Das Verzogerungszundelement 20 weist ferner je nach Ausführungsform noch eine aktive oder aktivierbare Batterie und einen Schalter oder einen piezoelektrischen Wandler auf. Genauer wid dies noch anhand von Fig. 2 beschrieben.
Im vorderen Ende des Gehäuses 2 bzw. im Hülsenkopf ist eine Primärladung 3 und eine Sekundärladung 4 angeordnet. Die Primärladung 3 ist zum Schutz gegen Schlagbelastung in einem Metallkörper 22 - einem sogenannten NME- Körper (Nicht-Massen-Explosionsgefährlich) - untergebracht. Anstelle der Primärladung kann auch eine DDT-Ladung verwendet werden.
Fig. 2 zeigt drei Ausführungsformen Fig. 2a, Fig. 2b und Fig. 2c des Verzögerungszündelementes 20. Allen Ausführungsformen ist gemeinsam, daß der erfindungsgemäße Sprengzünder an eine herkömmliche Zündmaschine 23 anschließbar ist. Von dieser Zündmaschine 23 führen Zünderdrähte 8 zum Sprengzünder und sind dort mit einer Anzündpille 9 verbunden. Bei der Zündung der Anzündpille 9 durch die Zündmaschine 23 wird das Verzogerungszundelement 20 gestartet. Nach der in der Verzögerungsschaltung 7 mit Endstufe eingestellten Verzögerungszeit wird das sekundäre Zündelement 5 gezündet, worauf die Ladungen 3, 4 detonieren.
Fig. 2a zeigt eine Ausführungsform, bei der im Verzogerungszundelement 20 vor der Verzögerungsschaltung 7 eine durch die Zündung der Anzündpille 9 aktivierbare Batterie 12 als Energiequelle angeordnet ist. Diese Batterie 12 liefert den Strom für die Verzögerungsschaltung 7 und die Endstufe. Die Batterie 12 wird durch die Zündung der Anzündpille 9 aktiviert.
In der in Fig. 2b gezeigten Ausführungsform ist im Verzogerungszundelement 20 vor der Verzögerungsschaltung 7 ein Schalter 11 und eine aktive Batterie 10 angeordnet. Der Schalter 11 wird durch die Zündung der Anzündpille 9 betätigt und startet die Verzögerungsschaltung 7. In der in Fig. 2c gezeigten Ausführungsform ist im Verzogerungszundelement 20 vor der Verzögerungsschaltung 7 ein piezoelektrischer Wandler 13 mit vorgeschaltetem Explosivstoff 14 angeordnet. Nach Zündung der Anzündpille 9 explodiert der Explosivstoff 14, der auf den piezoelektrischen Wandler 13 einwirkt. Dieser erzeugt den nötigen Strom für die Verzögerungsschaltung 7, die Endstufe und die Zündung der Anzündpille 9. Ggf. wird zur Zwischenspeicherung ein Kondensator im Verzogerungszundelement 20 bzw. in der Verzögerungsschaltung 7 integriert.

Claims

Patentansprüche
1.) Elektrischer Sprengzünder (1 ) mit einem Gehäuse (2), einer in dem Gehäuse (2) angeordneten Sprengladung (3,4), einem sekundären Anzündelement (5) zum Zünden der Sprengladung (3,4), und einer elektronischen Verzögerungsschaltung (7) mit einer Endstufe, die eine eingestellte feste Verzögerung der Zündung des sekundären Anzündelementes (5) nach Eintreffen eines Startimpulses bewirkt, dadurch gekennzeichnet, daß in das Gehäuse (2) Zünderdrähte (8) in ein primäres Anzündelement führen, welches bei Zündung eine Energiequelle in einem Verzogerungszundelement (20) aktiviert bzw. in Gang setzt, wodurch die Verzögerungsschaltung (7) startet.
2.) Sprengzünder nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das primäre Anzündelement eine Anzündpille (9) ist.
3.) Sprengzünder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Verzögerungsschaltung (7) eine aktive Batterie (10) und ein die
Verzogerungsschaltung (7) in Gang setzender Schalter (11 ) angeordnet sind, wobei der Schalter (11 ) durch die Zündung des primären
Anzündelementes betätigt wird.
4.) Sprengzünder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (11 ) ein mechanischer oder optoelektronischer Schalter oder ein Thermoschalter oder ein lonenstromschalter ist.
5.) Sprengzünder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Verzögerungsschaltung (7) eine durch die Zündung des primären
Anzündelementes aktivierbare Batterie (12) oder Thermobatterie angeordnet ist, die nach Aktivierung die Verzögerungsschaltung (7) in
Gang setzt.
6.) Sprengzünder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Verzogerungsschaltung (7) ein durch die Zündung des primären Anzundelementes beaufschlagter piezoelektrischer Wandler (13), insbesondere mit vorgeschaltetem Explosivstoff (14), angeordnet ist, wobei der piezoelektrische Wandler (13) nach Aktivierung die Energie für die Verzögerungsschaltung (7) liefert.
7.) Sprengzünder nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Verzogerungszundelement (20) ein Kondensator angeordnet ist.
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