Die elektrische Anzündung

Die elektrische Zündung von Feuerwerkskörpern hat seit aufkommen der modernen Elektronik einen starken Auftrieb erhalten: Es ist heute möglich, per Computer praktisch unbegrenzte Mengen an elektrischen Zündern auf die Millisekunde exakt zu zünden. Durch Kopplung des Zündcomputers mit Musikwiedergabesystemen kann so das Feuerwerk mit allen Effekten exakt synchron zur Musik abgefeuert werden, diese Art von Feuerwerk wird dann als Musikfeuerwerk oder Pyromusical (engl) genannt. Diese Feuerwerke sind quasi die Krönung des heute möglichen und bieten dem Zuschauer ein wirklich unvergessliches Erlebnis!

Allerdings werden auch kleinere Feuerwerke elektrisch gezündet, hier sind bei weitem nicht so viele Zündungen notwendig wie in elektronisch gesteuerten Musikfeuerwerken. Auch diese Feuerwerke können ziemlich genau zur Musik gesteuert werden, die Effekte werden dann pyrotechnisch so verbunden, dass im Ablauf der Musik die entsprechenden Schaustücke zünden. Für diese Art von Elektrozündung werden meistens die auch zum Sprengen verwendeten Zündmaschinen aus dem Bergbau oder Sprengwesen verwendet.

Zur Art der elektrischen Anzündung

Generell wird in der Pyrotechnik wie auch in der Sprengtechnik immer seriell gezündet. Das heißt, aller Zünder, die gleichzeitig gezündet werden sollen, werden hintereinander geschaltet.

Die Paralellzündung wird praktisch niemals verwendet, und zwar aus folgenden Gründen:

(1) Jeder Zünder benötigt zwischen 0,7 und 1,1 Ampere zur sicheren Zündung, je nach Bauart. Würde man nun 50 Zünder parallel schalten, würde die notwendige Stromstärke immerhin bei 35-55 Ampere liegen. Der für diese Stärke notwendige Schalter mit Verkabelung würde einige Kilogramm wiegen, was aus nahe liegenden Gründen unvorteilhaft wäre.

(2) Schaltet man mehrere Zünder parallel, so fließt durch den Ast mit dem geringsten Widerstand der größte Strom. Das hieße zum Beispiel, ein Ast mit 15Ohm würde von dem zehnfachen Strom durchflossen wie ein parallel geschalteter Ast von 150Ohm. Natürlich würde der erste Zünder dann wesentlich schneller zünden als der zweite. Nun kann folgendes passieren: Nachdem der erste Zünder gezündet hat, verschmelzen dessen Kontakte zu einem Kurzschluss. Das kann immer passieren, insbesondere in der Pyrotechnik, da sich die Zünder immer in der Nähe von Schwarzpulver befinden, dessen geschmolzene Reaktionsprodukte hervorragende Leiter für Strom darstellen.
Durch den Kurzschluss im ersten Ast fließt nun der gesamte Strom der Zündmaschine, das heißt, das der Ast mit dem höheren Widerstand niemals zündet.

Die Zündung also erfolgt seriell: Die notwendige Stromstärke bleibt auf wenige Ampere beschränkt, so dass die erforderliche Apparatur klein und handlich bleibt. Bei der Zündung fließt also im einzigen Ast zur gleichen Zeit durch alle Zünder der gleiche Strom fließt. Damit dann alle Zünder gleichzeitig zünden, muss nur noch beachtet werden, dass an jedem Zünder die gleiche Spannung abfällt, das heißt, alle Zünder müssen den gleichen Widerstand besitzen.

Man verwendet also nur Zünder eines Herstellers in einer Kette, um dieses sicherzustellen.
Für die Zünder selbst gilt nach dem Sprengstoffgesetz, dass sie nach spätestens 10ms gezündet haben müssen.

Dies muss bei Zündern der Gruppe A bei 0,7 Ampere Stromstärke, bei Zündern der Gruppe U bei 1,2 Ampere Stromstärke passieren.

Eine Zündmaschine muss also je nach Art der Zünder 0,7 bzw. 1,2 Ampere für jeweils 10ms liefern, die Spannung ist dann nur von dem Widerstand der Zündkette abhängig.

Früher (ab 1890) wurden fast ausschließlich Induktionsmaschinen verwendet, dies sind im wesentlichen Dynamos (siehe auch Geschichte, Werner von Siemens), welche per Kurbel betrieben werden (Kurbelinduktor) oder mit einer Zahnstange in Bewegung versetzt (Stoßzündmaschine). Nach ausreichender Drehung des Dynamos hat dessen Strom einen Kondensator so weit aufgeladen, dass bei Verbindung mit dem Zündkreis ein ausreichend großer Zündstrom fließen kann. Diese mechanische Aufladung des Kondensators ist natürlich zeitaufwendig und/oder anstrengend, hat aber den Vorteil, keine Batterien zu benötigen.

Heutzutage bietet die moderne Elektronik wesentlich bessere, angenehmere Möglichkeiten. Wir haben hierzu eine Palette kleiner, leichter, zuverlässiger und leistungsfähiger Alternativen entwickelt. Bei diesen Lösungen übernimmt die elektronische Ladeeinheit das Laden des Kondensators, es wird nur eine einzelne, preiswerte 1,5V Batterie benötigt. Diese enthält genug Energie, um fast 10.000 Zündungen durchführen zu können und ist einige Jahre haltbar.
Die Abmessungen des Standartmodells sind: 100mm * 60mm * 24mm, entsprechen also ungefähr einer Zigarettenschachtel. Das Gewicht liegt mit 105g noch unter dem eines modernen Mobilfunkgerätes und ist mit einer Tafel Schokolade vergleichbar. Die maximale Zündleistung zur sicheren Zündung liegt beim Standartmodell bei 480Ohm, die Ladezeit beträgt ca. 5 Sekunden. Ein Zünder besitzt einen Widerstand von ca. 2Ohm, ein preiswerter Draht ca. 0,36Ohm pro Meter: Also zündet diese kleine Maschine, die in jeder Hemdtasche Platz findet, durch einen Kilometer Draht insgesamt 40 Zünder der Gruppe A.

Wir haben, um dies zu demonstrieren, einmal 20 Zünder an zwei Rollen Eisendraht zu je 500m angeschlossen

und gezündet.

Wie man auf dem Video gut erkennt, zünden alle Zünder exakt gleichzeitig

Dieses Bild zeigt den Aufbau nach der Zündung.

Die Einwirkung der Zünder ist gut ersichtlich:

Die Hauptwirkung geht senkrecht zur flachen Seite der Zündpille. Alle Zünder, die mit der breiten Seite parallel in Richtung Holz standen, zeigen sehr starke Einwirkung (Verkohlung) auf die Holzoberfläche. Diejenigen dagegen, deren schmale Seite Richtung Holz, haben dieses nur leicht angesengt. Diese Zündpillen wirken also primär in Richtung ihrer Breitseite und sollten entsprechend eingesetzt werden.

Dieses Bild zeigt eine Detailstudie der verwendeten Art von Zündern. Diese sind aus tschechischer Produktion und von hoher Qualität:

Der Kopf ist konisch und lässt sich leicht in Stoppine oder ähnliches einführen,es kann zum Fixieren von Lunte eine Brücke aufgesteckt werden, durch welche Zündschnur gesteckt werden, die Drähte sind unter dem Zünder zwecks Zugentlastung verdrillt. Die bereits abisolierten (2cm) Drähte sind verschiedenfarbig und mit 40cm ausreichend lang für fast alle Anwendungen