CS261229B2 - Electronic timed igniter - Google Patents

Description

Vynález se týká elektronického časového rozněcovače s kondenzátorem, nabíjeným elektrickými impulsy z roznětnice, s integrovaným obvodem, který vyhodnocuje impulsy roznětnice к nastavení doby zpoždění a po jejím nastavení řídí její průběh, s elektrikou pilulí napájenou proudem při uplynutí doby zpoždění a s přívodními vodiči pro spojení roznětnice s integrovaným obvodem.

Je známé, že místo pyrotechnické zpožďovací náplně obvyklé v časovaných rozněcovačích lze použít elektronického obvodu, který přebírá funkci zpožďovacího ústrojí. Elektronické časové zpoždění je podstatně přesnější a má menší rozptyly než pyrotechnické zpoždování. Aby bylo možné přivést náplně ke zvýšení trhacího účinku к detonaci časově odstupňovaně, je nezbytné vybavit nálož časovanými rozněcovači, které vyvolávají různé doby zpoždění. К tomuto účelu se jak rozněcovače s pyrotechnickým zpožďováním, tak rozněcovače s elektronickým zpožďováním vyrábějí již přímo při výrobě tak, aby došlo к předem stanovenému zpoždění případně předem stanovenému časovému odstupňování zpoždění. К tomu je však třeba velký počet Vzájemně odlišných časovaných rozněcovačů, které se vzájemně liší různými dobami zpoždění. Velký počet typů rozněcovačů však podmiňuje vysoké výrobní náklady a nároky na uskladnění.

Známé elektronické časované rozněcovače se od pyrotechnických odlišují tím, že mají větší objem, vyžadují větší množství místa a jejich výroba je složitá a drahá.

Účelem vynálezu je vytvořit časovaný rozněcovač uvedeného typu tak, aby i při těsném uspořádání jednotlivých složek umožňoval jednoduchou techniku připojování, aby byl mechanicky necitlivý a funkčně velmi spolehlivý.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že v trubkové dutince rozněcovače jsou za sebou uspořádány nosná destička, nesoucí integrovaný obvod a opatřená vodivými dráhami, a kondenzátor, nosná destička nese první připojovací pole s pájecími místy pro připojení nožek kondenzátoru a na nosné destičce nebo na přídavném deskovém dílu je uspořádáno druhé připojovací pole s pájecími místy pro připevnění přívodních vodičů, vyvedených z dutinky.

V časovaném rozněcovači podle vynálezu jsou všechny součástky obvodu s výjimkou'kondenzátoru uloženy v jediném čipu, který je upevněn na nosné destičce. Nosná destička i kondenzátor jsou uloženy v trubkovité dutince, která může mít stejný tvar a stejné rozměry jako dutinky pyrotechnických časových rozněcovačů. Nosná destička, na níž je upevněn integrovaný obvod, obsahuje vodivé dráhy, к nimž jsou připojena připojovací místa integrovaného obvodu. К této nosné destičce se pak připájejí nožky kondenzátoru, přičemž kondenzátor a nosná destička leží podélně na stejné ose. Kondenzátor je tedy upevněn na jednom konci nosné destičky. Připájením vznikne jak elektrický kontakt tak mechanické upevnění kondenzátoru na nosné destičce. Nosná destička spolu s kondenzátorem tvoří úzkou protáhlou stavební jednotku, která je přizpůsobena tvaru úzké dutinky. To umožňuje kompaktní úzkou konstrukci. Kondenzátor je svými nožkami, které mohou mít nepatrnou délku, připájen к vodivým drahám nosné destičky a vzhledem к nosné destičce není umístěn nastojato, nýbrž naležato, takže jeho nožky jsou rovnoběžné s nosnou destičkou. Následkem toho lze vytvořit dostatečně dlouhé pájené spoje, které mají velkou odolnost a jsou necitlivé vůči nárazům a kmitům.

Podle výhodného provedení vynálezu je deskový díl, nesoucí druhé připojovací pole, spojen s nosnou destičkou nejméně jednou stojinou, která prochází po straně kondenzátoru. Stojina nese nejméně jednu vodivou dráhu, jejíž jeden konec vede к pájecímu místu druhého připojovacího pole a druhý konec je spojen s integrovaným obvodem. V tomto provedení obsahuje rozněcovač jeden jediný nosič celého obvodu, který má tvar destičky a sestává jednak z nosné destičky a jednak z deskového dílu, přičemž jsou na něm upravena obě připojovací pole. Stojina přemosťuje délku kondenzátoru a je co nejužší.

Podle alternativního provedení vynálezu je deskový díl, který nese druhé připojovací pole, oddělen od nosné destičky a pájecí místa druhého připojovacího pole jsou spojena s integrovaným obvodem dráty, které procházejí po stranách podél kondenzátoru. V tomto provedení je délka kondenzátoru přemostěna tenkými drátky, takže průměr kondenzátoru může být skoro stejně velký jako vnitřní objem dutinky.

Podle výhodného provedení vynálezu je na nosné destičce vytvořeno programovací pole z vodivých drah, které je měnitelné к nastavení volitelných dob zpoždění vnějším zásahem. Takové programovací pole umožňuje použít stejného obvodu pro větší počet zpožďovacích dob a teprve těsně před smontováním rozněcovače změnit požadovanou dobu zpoždění vnějším zásahem do programovacího pole. Programovací pole může sestávat například z matice vodivých drah, které mohou být spojeny můstky nebo odděleny, aby se vytvořily různé vzory elektrických bitů, které určují dobu zpoždění, časované rozněcovače s různými dobami zpoždění se pak vzájemně liší pouze svými příslušně modifikovanými programovacími poli, a zásah do vnitřku integrovaného spojení není třeba.

S výhodou jsou vodivé dráhy programovacího pole spojeny s integrovaným obvodem tak, že doba zpoždění se dá měnit přerušením jedné z těchto vodivých drah případně kombinace těchto vodivých drah. Vodivé dráhy jsou na nosné destičce umístěny nejprve v neporušeném stavu a mohou být přerušeny mechanickým zásahem nebo například laserovým paprskem.

Podle vynálezu není třeba používat oddělené, předem vyrobené obvyklé elektrické pilule, a to tím, že se na nosné destičce přímo vytvoří pilule. κ tomuto účelu se žhavicí drátek spojí přímo s připojovacími místy nosné destičky.

Vynález bude vysvětlen v souvislosti s příklady provedení, znázorněnými na výkrese, kde značí obr. 1 podélný řez elektronickým časovým rozněcovačem, obr. 2 analogický řez, avšak kolmý к řezu na obr. 1, obr. 3 ve zvětšeném měřítku detail III z obr. 1, obr. 4 alternativní provedení elektrické pilule a obr. 5 blokové schéma podstatných součástí, které jsou obsaženy v integrovaném obvodu.

časovaný rozněcovač podle obr. 1 až 3 má protáhlé pouzdro ve tvaru válcové trubkové dutinky £0, která je z kovu, například z mědi. Dutinka 10 je na předním konci 11 uzavřena a na zadním konci má otvor 12, kterým procházejí do vnitřku dva přívodní vodiče £3. Přívodní vodiče 13 jsou na části své délky obklopeny zátkou 14 z plastické hmoty, která je v zadním konci dutinky 10 upevněna naškrcením 15 pláště. Přívodní vodiče 13 mají izolační plášt a jenom jejich přední konce 13' jsou neizolované. Tyto konce 13? které vyčnívají ze zátky 14, jsou připájeny ke vzájemně odizolovaným pájecím místům 16a, 16b připojovacího pole 17. Připojovací pole 17 sestává z vodivých drah, které procházejí po ploše deskového dílu 18.

Před deskovým dílem 18 je v dutince 10 umístěn válcový kondenzátor £9» který téměř vyplňuje její celý průřez. Nožky 20 kondenzátoru 19 výčnívají z jeho přední čelní strany a každá z nich je připájena к jednomu pájecímu místu 21a, 21b připojovacího pole 22. Pájecí místa 21a, 21b sestávají z vodivých drah 25 uspořádaných na nosné destičce 23. Nosná destička 23 prochází diametrálně dutinkou 10 a sestává z epoxidové pryskyřice, z keramického materiálu nebo jiného nevodiče. Na tuhé nosné destičce 23 je přilepen integrovaný obvod 24 ve formě křemíkového čipu. Připojovací místa čipu jsou spojena tenkými drátky 26 s příslušnými vodivými drahami 25. Další vodivé dráhy, které jsou rovněž v kontaktu s integrovaným obvodem 24, vedou к připojovacím místům 27a, 27b, uspřoádaným na předním konci nosné destičky 23. К těmto připojovacím místům 27a, 27b jsou připájeny vývody elektrické pilule 28, která vyčnívá přes přední konec nosné destičky 23 volně do dutiny 29 dutinky 10. V předním konci dutinky 10 případně v hlavě dutinky je umístěna primární náplň 30, která při hoření pilule 28 se zapálí a přivede neznázorněnou výbušninu, která ji obklopuje, к výbuchu.

Ve znázorněném příkladě provedení je deskový díl 18 spojen s nosnou destičkou 23 dvěma protáhlými stojinami 31a, 31b, takže tvoří s nosnou destičkou 23 jediný díl. Po stojinách 31a, 31b vedou vodivé dráhy, které spojují pájecí místa 16a, 16b připojovacího pole 17 s integrovaným obvodem 24. Stojiny 31a, 31b obklopují vybrání 23', ve kterém je uložen kondenzátor 19. Alternativně je možné uspořádat pouze jedinou stojinu na jedné straně kondenzátoru 19, takže vybrání 23 je na jednu stranu otevřené. V tomto případě mohou vodivé dráhy spojené s pájecími místy 16a, 16b probíhat účelně po protilehlých stranách této jediné stojiny, přičemž v oblasti nosné destičky musí být provedeno propojení procházející nosnou destičkou 23, aby bylo možno propojit vodivou dráhu na spodní straně nosné destičky 23 s čipem umístěným na horní straně nosné destičky 23.

Podle jiné neznázorněné varianty je deskový díl 18 úplně oddělen od nosné destičky 23, takže mezi nimi nejsou žádné stojiny. Spojení pájecích míst 16a, 16b s příslušnými vodivými dráhami nosné destičky 23 je pak provedeno izolovanými dráty, které procházejí po stranách kondenzátorů 19.

Na nosné destičce 23 je uspořádáno programovací pole 32, které sestává z vodivých drah a ve znázorněném příkladě je tvořeno šesti vodivými proužky 32a až 32f, které jsou na jednom konci vzájemně spojeny a uzemněny, zatímco jejich druhé konce jsou propojeny tenkými drátky 26 s čipem integrovaného obvodu 24. Každý jednotlivý vodivý proužek 32a až 32f lze rozříznout mechanickým rozřezávacím zařízením nebo zaostřeným laserovým paprskem, takže se přeruší spojení příslušného připojovacího bodu elektronického obvodu s potenciálem země, jakmile dojde к přerušení vodivého proužku.

Podle obr. 4 sestává pilule 28 ze Žhavicího drátku 33, který prochází mezi dvěma připojovacími body 34a, 34b na předním konci nosné destičky 23 a přemosřuje její vybrání 35. Zářezy 36 slouží к vedení žhavicího drátku 33 během jeho pájení к připojovacím bodům 34a, 34b.

Na obr. 5 jsou znázorněny podstatné součástky integrovaného obvodu 24 spolu s kondenzátorem 19, který je i integrovanému obvodu 24 připojen a s vodivými proužky 32a až 32f, vytvořenými na nosné destičce 23.

Do vstupního vodiče 37, který je spojen s jedním z přívodních vodičů 13, se z neznázorněné vnější roznětnice přivádějí impulsy. Impulsy se vedou do usměrňovače 38 odtud do kondenzátoru 22* který se nabíjí. Kondenzátor 19 pak dodává napětí к napájení ostatních součástí a proud pro piluli 28. Impulsy na vstupním vodiči 27 se přivádějí do šestistupňového vstupního čítače 39' vytvořeného jako dvojkový čítač, který může počítat od 0 do 63. šest výstupních vodičů vstupního čítače 39 je připojeno na jeden vstup obvodu ekvivalence £0. Druhý vstup obvodu ekvivalence 22' který má rovněž šest míst, je spojen se šesti vodivými proužky 32a až 32f, jejichž druhé konce jsou uzemněny. Když je na jednom místě tohoto druhého vstupu obvodu ekvivalence 40 potenciál země, značí to logickou hodnotu 0”, zatímco přerušení vodivého proužku 32a až 32f znamená signál s logickou hodnotou l.

Výstup obvodu ekvivalence 40 je spojen se zastavovacím vstupem referenčního čítače 41, vytvořeného jako obousměrný čítač. Referenční čítač 41 přičítá impulsy, které přicházejí na jeho čítači vstup C tehdy, když na dopředném řídicím vstupu V je dopředný signál, a odčítá impulsy přicházející na čítači vstup C tehdy, když na zpětném vstupu R je zpětný signál. Dopředný signál je vysílán vstupním čítačem 39 tak dlouho, dokud jeho obsah leží v rozmezí 0 až 63. Zpětný signál je vysílán vstupním čítačem 39.' když jeho obsah převýší hodnotu 63. Citaci vstup C referenčního čítače 41 je připojen к oscilátoru 42. Výstup referenčního čítače 41 je přes logický obvod £3, který rozeznává stav čítače 41 ”0,0,0...0, spojen s elektronickým spínačem ££, který se uzavře, jakmile obsah referenčního čítače 41 klesne na hodnotu 0. Když roznětnice vysílá do vstupního vodiče 37 impulsy, čítá vstupní čítač 31 od hodnoty 0 nahoru. Když nastane koincidence mezi oběma vstupy obvodu ekvivalence £0, vyšle obvod ekvivalence 40 impuls na zastavovací vstup S referenčního Čítače £2· Referenční čítač 41 přičítá až do okamžiku příjmu zastavovacího signálu od nuly impulsy oscilátoru 42 a udržuje hodnotu, která existovala při příjmu zastavovacího signálu tak dlouho, až se na jeho zpětném vstupu R objeví zpětný signál. Tento zpětný signál je vyslán tehdy, když stav vstupního čítače 39 dosáhne hodnotu 64. Referenční čítač 41 pak začne odčítat od své hodnoty postupně a když dosáhne hodnoty 0, uzavře se přes logický obvod 43 elektronický spínač 44, takže pilule 28 začne dostávat proud.

Na programovacím poli 32 lze přerušením jednoho nebo několika vodivých proužků 32a až 32f nastavit libovolná hodnota mezi 0 a 63. Když se přeruší vodivý proužek 32a, generoval by se zastavovací signál pro referenční čítač 41 již při prvním impulsu, který přijme vstupní čítač 39. Kdyby byl naproti tomu přerušen pouze vodivý proužek 32f, byl by zastavovací signál generován v okamžiku, kdy by vstupní čítač 39 přijal 32. impuls. Tímto způsobem lze na programovacím poli 32 naprogramovat ten stav referenčního čítače, který tvoří horní hranici nabití neboli přičítání referenčního čítače 41. Toto nabíjení referenčního Čítače 41 je mírou doby, která je potřebná pro odčítání v referenčním čítači 41 až к nule, to žnamená doby zpoždění.

V praxi se к jediné roznětnici připojuje velký počet časových rozněcovačů, které jsou naprogramovány na různé doby zpoždění a které všechny dostávají na svých vstupních vodičích 37 impulsy. Referenční čítače 41 jednotlivých rozněcovačů se proto nabíjejí podle individuálního programu na různou hodnotu. Když roznětnice vyšle určitý počet impulsů, v tomto případě 64, je nabíjení referenčních čítačů 41 všech rozněcovačů skončeno a po něm následuje odčítání, přičemž nulového stavu referenčních čítačů se dosáhne v různých časových okamžicích.

Claims (10)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Elektronický časovaný rozněcovač, s kondenzátorem nabíjeným elektrickými impulsy z roznětnice, s integrovaným obvodem, který vyhodnocuje impulsy roznětnice к nastavení doby zpoždění a po jejím nastavení řídí její průběh, s elektrickou pilulí napájenou proudem při uplynutí doby zpoždění a s přívodními vodiči pro spojení roznětnice s integrovaným obvodem, vyznačený tím, že kondenzátor (19) a nosná destička (23), nesoucí integrovaný obvod (24) a opatřená vodivými dráhami (25), jsou uspořádány za sebou v trubkové dutince (10), přičemž nosná destička (23) nese první připojovací pole (22) s pájecími místy (21a, 21b) pro připojení nožek (20) kondenzátoru (19) a v trubkové dutince (10) je umístěno druhé připojovací pole (17) s pájecími místy (16a, 16b) pro připevnění přívodních vodičů (13) vyvedených z dutinky (10).
2. 2. Elektronický časovaný rozněcovač podle bodu 1, vyznačený tím, Že druhé připojovací pole (17) je umístěno na nosné destičce (23).
3. 3. Elektronický časovaný rozněcovač podle bodu 1, vyznačený tím, Že druhé připojovací pole (17) je umístěno na přídavném deskovém dílu (18).
4. 4. Elektronický časovaný rozněcovač podle bodu 1, vyznačený tím, že kondenzátor (19) je umístěn v dutince (10) souose a nosná destička (23) sahá po celé vnitřní šířce dutinky (10) .
5. 5. Elektronický časovaný rozněcovač podle bodu 1 nebo 3, vyznačený tím, že deskový díl (18) nesoucí druhé připojovací pole (17) je spojen s nosnou destičkou (23) alespoň jednou stojinou (31a, 31b), vedenou po straně kondenzátoru (19).
6. 6. Elektronický časovaný rozněcovač podle bodu 5, vyznačený tím, že stojina (31a, 31b) nese nejméně jednu vodivou dráhu (25), jejíž jeden konec je vyveden к pájecímu místu (16a, 16b) druhého připojovacího pole (17) a druhý konec je spojen s integrovaným obvodem (24).
7. 7, Elektronický časovaný rozněcovač podle bodu 1 nebo 3, vyznačený tím, že deskový díl (18) nesoucí druhé připojovací pole (17) je oddělený od nosné destičky (23) a pájecí místa (16a, 16b) druhého připojovacího pole (17) jsou spojena s integrovaným obvodem (24) prostřednictvím drátů procházejících po stranách kondenzátoru (19).
8. 8. Elektronický časovaný rozněcovač podle jednoho z bodů 1 až 7, vyznačený tím, že na nosné destičce (23) je vytvořeno programovací pole (32) z vodivých proužků (32a až 32f).
9. 9. Elektronický časovaný rozněcovač podle jednoho z bodů 1 až 8, vyznačený tím, Že nosná destička (23) je opatřena na obou stranách vodivými dráhami (25), přičemž nejméně na jednom místě je vytvořeno propojení mezi vodivou dráhou (25) na jedné straně nosné destičky (23) a vodivou dráhou (25) na druhé straně nosné destičky (23).
10. 10. Elektronický časovaný rozněcovač podle jednoho z bodů 1 až 9, vyznačený tím, že nosná destička (23) je opatřena připojovacími body (34a, 34b), к nimž je přímo připevněn žhavicí drátek (33) pilule (28').

    2 výkresy

    Obr. Ί

    Obr. Z