DE10133832B4 - Sicherungsvorrichtung für Zünder - Google Patents

Sicherungsvorrichtung für Zünder Download PDF

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Abstract

Sicherungsvorrichtung (1) für Zünder, mit einem Rotor (3), der einen pyrotechnischen Detonator (20) trägt, und zwei unabhängig voneinander elektrisch anzusteuernden Sicherungseinrichtungen (5, 6), von denen die erste (5) einen den Rotor (3) antreibenden Schrittmotor (7) mit einem ersten Sperrglied (11) und die zweite Sicherungseinrichtung (6) ein eigenes, ebenfalls auf den Rotor (3) wirkendes Sperrglied (17) aufweist, wobei der Schrittmotor (7) den Rotor (3) aus einer Sicherstellung in eine Scharfstellung dreht, in der der Detonator (20) bei Vorliegen eines Zündsignals eine Verstärkerladung (23) zünden kann, wobei das Sperrglied (11) der ersten, den Schrittmotor (7) enthaltenden Sicherungseinrichtung (5) den Rotor (3) in der Sicherstellung und in der Scharfstellung durch Formschluß mechanisch verriegelt und das Sperrglied (17) der zweiten Sicherungseinrichtung (6) den Rotor (3) irreversibel durch Formschluß verriegelt, wenn die zweite Sicherungseinrichtung (6) in der Sicherstellung des Rotors (3) gezündet wird, ansonsten jedoch eine Drehung des Rotors (3) erlaubt, wobei eine Zwischenstellung des...

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Sicherungsvorrichtung für Zünder gemäß dem Patentanspruch 1.
  • Derartige Zünder werden z.B. in lenkbaren Flugkörpern oder Geschossen eingesetzt, die als Wirkkörper Penetratoren oder Hohlladungen aufweisen. Die Sicherungsvorrichtung weist hierbei einen Rotor auf, der einen pyrotechnischen Detonator trägt. Hierbei sind zwei unabhängig voneinander elektrisch anzusteuernde Sicherungseinrichtungen vorgesehen, von denen die erste einen den Rotor antreibenden Schrittmotor mit einem ersten Sperrglied und die zweite Sicherungseinrichtung ein eigenes, ebenfalls auf den Rotor wirkendes Sperrglied aufweist. Der Schrittmotor dreht hierbei den Rotor aus einer Sicherstellung in eine Scharfstellung, in der der Detonator auf eine Verstärkerladung gerichtet ist und bei Vorliegen eines Zündsignals diese Verstärkerladung zündet.
  • Aus der DE 31 09 689 A1 ist eine Sicherungsvorrichtung für Zünder bekannt, bei der ein Schrittmotor den Rotor aus der Sicherstellung in die Scharfstellung dreht. Hierzu greift der Schrittmotor mit einem Mitnehmerstift in eine entsprechende Kulisse in dem Rotor ein. Während der Drehung des Rotors wird überwacht, ob der Takt des Schrittmotors in einem vorgegebenen Sollbereich liegt. Falls dieses nicht der Fall ist, wird eine Sperre aktiviert, die in den Rotor eingreift und diesen sperrt.
  • Der Funktionsablauf einer derartigen Sicherungsvorrichtung ist somit zwangsgesteuert hinsichtlich der Zeit; die Überwachung dieser Zwangssteuerung erfolgt elektronisch mit Hilfe z.B. eines Mikrocontrollers.
  • Um die Zuverlässigkeit derartiger Sicherungsvorrichtungen zu steigern, ist es aus der DE 38 33 816 A1 bekannt, zwei Schrittmotoren mit unterschiedlichen Elementen zu verwenden. Der eine Schrittmotor greift hierbei z.B. mit einem Hemmstift in eine Kulisse des Rotors ein, während der zweite Schrittmotor Teil eines Malteserkreuz-Antriebs ist, so dass dann, wenn dieser zweite Schrittmotor nicht den Rotor antreibt, der Rotor durch Formschluss mit dem Antriebsrad mechanisch gesperrt ist.
  • Bei dieser Sicherungsvorrichtung steuert ein Mikrocontroller beide Schrittmotoren synchron an. Sobald nur für einen Schrittmotor die Steuersignale nicht richtig sind, wird das System gesperrt, indem z.B. der Schrittmotor für den Malteser-Antrieb in Formschluss mit dem Rotor verbleibt und diesen mechanisch blockiert.
  • Auch bei dieser Sicherungsvorrichtung handelt es sich im wesentlichen um eine rein elektronische Überprüfung des Schärfvorgangs der Zündung durch den Mikrocontroller.
  • Bei derartigen Zündern muss die Sicherungsvorrichtung in jedem Fall sicher stellen, dass bei Abgabe falscher Schärfsignale, z.B. bei Abgabe der Schärfsignale in einer falschen Reihenfolge oder einer falschen Zeitfolge, der Zünder des Rotors unwiderruflich blockiert wird, um auf diese Weise gegebenenfalls eine Räumung des Geschosses bzw. des Flugkörpers ohne Risiko zu ermöglichen.
  • Derartige Zünder mit entsprechenden Sicherungsvorrichtungen sind insbesondere im Zusammenhang mit dem Einsatz in hochbrisanten Geschossen oder Flugkörpern mechanisch stark belastet, so dass die verwendeten Bauteile mechanisch kräftig ausgestaltet sein müssen, um diese mechanischen Belastungen zu überstehen. Hinzu kommt, dass diese mechanische Belastung um so besser abgefangen werden kann, wenn die Bauteile der Sicherungsvorrichtung einfach sind.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Sicherungsvorrichtung für Zünder der in Rede stehenden Art anzugeben, mit der sichergestellt ist, dass bei falscher Abgabe der Signale eine zuverlässige Sperrung des Zünders erfolgt und gleichzeitig die Sicherungsvorrichtung mechanisch einfach und kräftig aufgebaut ist, um auch hohe mechanische Belastungen oder Schocks auszuhalten.
  • Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
  • Demgemäss sind zwei unabhängig voneinander elektrisch ansteuerbare Sicherungseinrichtungen vorgesehen, die in der Sicherstellung des Rotors ein kräftefreies System bilden, welches im eingebauten Zustand nicht durch äußere mechanische, thermische oder magnetische Einflüsse entsichert werden kann.
  • Das Sperrglied der ersten, den Schrittmotor enthaltenden Sicherungseinrichtung verriegelt den Rotor in der Sicherstellung und in der Scharfstellung durch Formschluss mechanisch.
  • Das Sperrglied der zweiten Sicherungseinrichtung verriegelt den Rotor irreversibel durch Formschluss, wenn diese zweite Sicherungseinrichtung in der Sicherstellung des Rotors gezündet wird; erfolgt dieses nicht, so erlaubt das Sperrglied der zweiten Sicherungseinrichtung eine Drehung des Rotors in Richtung auf eine Zwischenstellung.
  • In dieser Zwischenstellung gibt das Sperrglied der ersten Sicherungseinrichtung den Rotor frei, wohingegen das Sperrglied der zweiten Sicherungseinrichtung den Rotor zunächst mechanisch verriegelt bzw. zumindest am Weiterdrehen hindert und anschließend den Rotor nach elektrischer Ansteuerung freigibt. Aus dieser Zwischenstellung kann dann der Rotor durch den erneut eingeschalteten Schrittmotor in die endgültige Scharfstellung gedreht werden.
  • Für den Schrittmotor ist zumindest eine Überfahrsperre vorgesehen, die im einfachsten Fall durch eine den Mitnehmerstift hemmende Blattfeder oder dergleichen gebildet wird. Eine Überfahrsperre hält z.B. den Mitnehmerstift in der anfänglichen Sicherstellung fest, so dass dieser durch mechanische Belastungen des Zünders nicht aus dieser Sicherstellung herauswandern kann. Dies erfolgt erst, wenn der Schrittmotor eingeschaltet wird; die Antriebskraft des Schrittmotors ist dabei so groß, dass die Haltekraft der Überfahrsperre überwunden wird.
  • Eine weitere Überfahrsperre ist für den Schrittmotor nach Erreichen der Endstellung vorgesehen. Auch diese Überfahrsperre kann eine einfache Blattfeder sein, die von einem Mitnehmerstift nach Erreichen der Endstellung niedergedrückt wird und dann wieder in eine Lage zurückschnappt, in der sie ein Zurückdrehen des Schrittmotors in Richtung auf die Zwischenstellung verhindert. In einem solchen Fall würde der Mitnehmerstift gegen das Stirnende der Blattfeder laufen und dann dort irreversibel festgehalten.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die erste Sicherungseinrichtung einen Malteserkreuz-Antrieb auf, wobei der Rotor in einem ersten Bereich als Malteserkreuz, bevorzugt lediglich mit einem Schlitz ausgebildet ist und der Schrittmotor über ein selbsthemmendes Getriebe mit dem Malteser-Rad verbunden ist. Dieses Malteser-Rad greift mit einem Mitnehmerstift in einen Schlitz des Malteser-Kreuzes ein und dreht damit den Rotor weiter. In der Sicherstellung und in der Scharfstellung liegt ein Sperrrad des Malteser-Rads mit seinem Umfang in einer entsprechenden kreisbogenförmigen Ausnehmung des Malteserkreuzes und blockiert dieses somit mechanisch durch Formschluss.
  • Die zweite Sicherungseinrichtung ist im wesentlichen ein rein mechanisch auf den Rotor wirkendes Stellglied, bevorzugt ein elektrisch ansteuerbares pyrotechnisches Kraftelement, das einen Kolben mit einem Bund an seinem Ende aufweist, der in eine entsprechende Umfangsnut des Rotors eintaucht. In der Sicherstellung und in der Zwischenstellung liegt der Kolben mit seinem Bund an den beiden Enden der Nut an, die somit als Anschläge fungieren.
  • Steht der Rotor in der Sicherstellung und wird dann aufgrund eines Fehlers z.B. in der Steuerung des Zünders das pyrotechnische Kraftelement gezündet, dann wird der Kolben in eine Hinterschneidung der Nut eingezogen, so dass der Rotor irreversibel blockiert ist.
  • In der Zwischenstellung des Rotors schlägt der Kolben mit seinem Bund an dem anderen Ende der Nut an und verhindert damit zumindest ein Weiterdrehen des Rotors. Vorzugsweise ist in dieser Zwischenstellung ein weiteres, in den Rotor eingreifendes, feder belastetes Sperrglied vorgesehen, dass auch ein Rückdrehen des Rotors in Richtung auf die Sicherstellung verhindert.
  • Zudem blockiert dieses zusätzliche Sperrglied gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung den Rotor bei Erreichen der Scharfstellung irreversibel.
  • Durch die Ausbildung mit den Überfahrsperren und dem zusätzlichen Sperrglied ist die Verriegelung des Rotors in den entsprechenden Stellungen praktisch stets redundant, so dass der Rotor auch bei hohen mechanischen Belastungen, wie z.B. Schocks, nicht aus seiner verriegelten Position herausgedreht werden kann.
  • In der Scharfstellung des Rotors kann dann durch einen Zündschalter der Detonator elektrisch freigegeben und durch ein spezielles Zündsignal gezündet werden, wodurch dann auch die Verstärkerladung und schließlich die eigentliche Wirkladung des jeweiligen Geschosses oder Flugkörpers gezündet wird.
  • Ein besonderer Vorteil der Sicherungsvorrichtung gemäß der Erfindung ist dadurch gegeben, dass sie universell einsetzbar ist, da durch die hochschockfeste Auslegung der Konstruktion ein Einsatz auch in mechanisch hochbelasteten Wirkkörpern, z.B. Penetratoren oder in Flugkörpern mit einer Hohlladung möglich ist. Durch die exakte Positionierung des Detonators ist eine zentrische Anzündung der Zündverstärkerladung und eine dementsprechend gute Initiierung einer Hohlladung bzw. Vorhohlladung möglich.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Sicherungsvorrichtung gemäß der Erfindung mit einem Sicherheitssystem für das Geschoss bzw. den Flugkörper gekoppelt, wobei zwei unabhängige Stromversorgungsquellen für die beiden Sicherungseinrichtungen vorgesehen sind und eine Entsicherung des Zünders ausschließlich durch zwei elektrische Signale erfolgen kann. Auf diese Weise kann beim Einbau der Sicherungsvorrichtung mit dem Zünder in einen komplexen Flugkörper eine mechanische Einbausicherung entfallen, was eine bessere Integration erlaubt sowie negative Einflüsse von außen auf die Sicherungsvorrichtung verhindert.
  • Weitere Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
  • Die Erfindung ist in einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine Gesamtansicht eines Zünders mit einer Sicherungsvorrichtung gemäß der Erfindung;
  • 2 eine geschnittene Darstellung des Zünders in Sicherstellung, mit einem Rotor, einem Schrittmotor zum Antrieb des Rotors nach Art eines Malteserkreuz-Antriebs als erste Sicherungseinrichtung und einem pyrotechnischen Kraftelement als zweite Sicherungseinrichtung;
  • 3 einen Schnitt längs III-III in 2;
  • 4 einen Schnitt längs IV-IV in 3 mit einer Darstellung des pyrotechnischen Kraftelements in der Sicherstellung;
  • 5 einen Schnitt ähnlich wie in 2 durch den Zünder mit einer Sicherheitsvorrichtung gemäß der Erfindung, wobei jetzt der Zünder in einer Zwischenstellung teilentsichert ist;
  • 6 einen Schnitt ähnlich wie 4 mit der Darstellung des Rotors und des pyrotechnischen Kraftelements in der Zwischenstellung;
  • 7 einen Schnitt durch die Sicherungsvorrichtung längs VII-VII in 3 mit Darstellung eines Rotorschalters;
  • 8 einen Schnitt ähnlich wie in 2 durch den Zünder mit der Sicherungsvorrichtung, wobei sich der Zünder in Scharfstellung befindet;
  • 9 einen Schnitt längs IX-IX in 8, wobei jedoch die Ansicht um 90° gedreht ist und die Stellung eines Detonators in dem Rotor in Bezug zu einem Zündverstärker dargestellt ist;
  • 10 einen Schnitt durch den Zünder längs X-X in 3, wobei sich der Zünder in der Scharfstellung befindet;
  • 11 wiederum eine geschnittene Darstellung des Rotorschalters ähnlich wie in 7 in der Scharfstellung des Zünders;
  • 12 ein Signaldiagramm für die elektrische Ansteuerung der Sicherungsvorrichtung und des Detonators; und
  • 13 ein Logik-Ablaufplan für die Ansteuerung der Sicherungsvorrichtung und des Detonators.
  • Eine Sicherungsvorrichtung 1 für einen Zünder weist ein Metallgehäuse 2 auf, in dem ein "mehrstöckiger" Rotor 3 um eine Rotorachse 4 drehbar gelagert ist. Auf den Rotor 3 wirken zwei Sicherungseinrichtungen 5 und 6.
  • Die erste Sicherungseinrichtung 5 weist einen Schrittmotor 7 auf, dessen Abtriebswelle über ein selbsthemmendes Zahnradgetriebe 8 mit einem Treiberrad 9 verbunden ist. Das Treiberrad 9 ist Teil eines Malterkreuz-Antriebs. Hierzu weist das Treiberrad 9 einen Mitnehmerstift 10 und ein fest mit dem Treiberrad 9 verbundenes, sichelförmiges, koaxiales Sperrrad (Sperrglied) 11 auf. Der Rotor 3 weist seinerseits einen radialen, von seinem Außenrand in Richtung auf die Rotorachse 4 verlaufenden Schlitz 12 auf, in den der Mitnehmerstift 10 eintauchen und damit den Rotor 3 um 90 ° im Uhrzeigersinn drehen kann. Zu beiden Seiten des Schlitzes 12 sind kreisbogenförmige Ausnehmungen 13 vorgesehen, in die das Sperrrad 11 mit seinem Umfang unter Blockieren des Rotors 3 eintauchen kann.
  • In der in den 1 und 2 gezeigten Sperrstellung der Sicherungsvorrichtung 1 liegt das Sperrrad 11 in der vorderen Ausnehmung 13 des Rotors 3; der Mitnehmerstift 10 wird durch eine U-förmige Blattfeder (Überfahrsperre) 14 umgriffen und festgehalten.
  • Die zweite Sicherungseinrichtung 6 weist ein elektrisch anzusteuerndes pyrotechnisches Kraftelement 15 mit einem Kolben 16 auf, der an seinem Ende mit einem Bund (Sperrglied) 17 versehen ist; vgl. 4. Der Kolben 16 mit seinem Bund 17 greift radial in eine Umfangsnut 18 im Rotor 3 ein, wobei in der in 4 gezeigten Sicherstellung der Sicherungsvorrichtung 1 der Bund 17 an einem Ende der Umfangsnut 18 anschlägt. In diesem Bereich der Umfangsnut 18 ist auch eine Hinterschneidung 19 vorgesehen, die den Bund 17 überdeckt und in die der Bund 17 des Kolbens 16 eintaucht, wenn das Kraftelement 15 in der Sicherstellung der Sicherungsvorrichtung 1 angesteuert wird, wodurch der Rotor 3 irreversibel blockiert wird.
  • Die Umfangsnut 18 verläuft um einen Umfangswinkel von ca. 30° des Rotors 3 und bildet dort einen zweiten Anschlag für den Bund 17 des Kolbens 16.
  • Die beiden Sicherungseinrichtungen 5 und 6 wirken mit dem Kolben 16 quasi in dessen "unterer Etage" zusammen. In der obersten, quasi "dritten Etage" des Rotors 3 ist ein elektrisch anzusteuernder Detonator 20 gelegen, der in dem Rotor 3 elektrisch isoliert eingebaut ist. In der Sicherstellung der Sicherungsvorrichtung 1 ist der Detonator 20 mit Hilfe von Kontaktfedern 21, die sich an einem Kunststoffschaltteil befinden, elektrisch kurzgeschlossen. Das Schaltteil bildet einen Zündschalter 22. Der Detonator 20 liegt in der Sicherstellung der Sicherungsvorrichtung 1 in Umfangsrichtung des Rotors 3 in einer um 90° gegenüber einer Verstärkerladung 23 (9) gedrehten Stellung. Erst in der Scharfstellung der Sicherungsvorrichtung 1 ist der Detonator 20 direkt auf die Verstärkerladung 23 gerichtet, wie dies in 9 gezeigt ist. In dieser Scharfstellung ist der Zündschalter 22 durch eine Druckfeder 24 axial in Richtung der Rotorachse 4 verschoben, wobei die im Zündschalter 22 eingebauten Steckkontakte 21a mit einer Spannungsquelle verbunden werden, so dass der Detonator 20 und damit auch die Verstärkerladung 23 gezündet werden kann.
  • Der Funktionsablauf für eine Überführung der Sicherungsvorrichtung 1 aus der Sicherstellung in die Scharfstellung verläuft ordnungsgemäß folgendermaßen:
  • In der in den 1 und 2 gezeigten Sicherstellung wird an den Schrittmotor 7 eine getaktete Versorgungsspannung angelegt, wodurch der Schrittmotor 7 zu laufen beginnt und sich der Mitnehmerstift 10 aus der Halterung durch die U-förmige Blattfeder 14 befreit. Nach einer Drehung des Treiberrads 9 um ca. 90° greift der Mitnehmerstift 10 in den Schlitz 12 in dem Rotor 3 ein. Gleichzeitig gleitet das Sperrrad 11 aus der Ausnehmung 13, so dass der Rotor 3 freigegeben und durch den Schrittmotor 7 im Uhrzeigersinn gedreht wird.
  • Dies erfolgt so lange, bis der Bund 17 des Kolbens 16 des pyrotechnischen Kraftelements 15 an dem Ende der Umfangsnut 18 anschlägt. Der Rotor 3 hat hierbei z.B. eine Drehung um 30° zurückgelegt.
  • Der Schrittmotor 7 wird in diesem Moment angehalten. Dies erfolgt durch einen in 7 gezeigten Rotorschalter 25, der einen federbelasteten Schaltstift 26 aufweist, der sich auf der Unterseite des Rotors 3 abstützt und in der erwähnten Zwischenstellung, wie in 11 gezeigt, in eine Vertiefung 27 im Rotorboden einschnappt. Der Rotorschalter 25 liefert ein Stop-Signal an den Schrittmotor 7 und unterbricht dessen Spannungsversorgung.
  • Während der Drehbewegung des Rotors 3 aus der Sicherstellung in diese Zwischenstellung gleitet in der mittleren, quasi "zweiten Etage" des Rotors 3 eine mittels Federspannung vorgespannte Sperrhülse (Sperrglied) 28 in eine Umfangsnut 29 des Rotors 3 ein. Hierdurch wird ein Zurückdrehen des Rotors 3 in die Sicherstellung verhindert. Zusätzlich wird das Weiterdrehen des Rotors 3 in Richtung der Scharfstellung durch den Anschlag des Bundes 17 des Kraftelements 15 am Ende der Umfangsnut 18 verhindert.
  • Der Rotor 3 ist somit in der teilentsicherten Stellung mechanisch blockiert. Diese Zwischenstellung ist in 5 gezeigt.
  • Die endgültige Schärfung der Sicherungsvorrichtung 1 beginnt mit einem Zündimpuls für das pyrotechnische Kraftelement 15, was ein Einziehen des Kolbens 16 mit seinem Bund 17 bewirkt, so dass dieser vollständig aus der Umfangsnut 18 in dem Rotor 3 herausgefahren wird und den Rotor 3 für eine weitere Drehung in die Scharfstellung freigibt. Danach wird der Schrittmotor 7 erneut mit einer getakteten Spannung versorgt und dreht den Rotor 3 weiter in diese Scharfstellung.
  • Nach einer Drehung des Rotors 3 etwa insgesamt um 85° rastet der Zündschalter 22 in eine Ausfräsung im Rotor 3, wodurch der Zündkreis des Detonators 20 über zwei Steckkontakte 21a geschlossen wird. Parallel zu der Schließung des Zündkreises wird ein im Schaltteil integrierter und ebenfalls aus einem Paar von Steckkontakten 21a bestehender Zündkreisschalter geschlossen, so dass nunmehr die elektrische Ansteuerung für den Detonator 20 freigegeben ist.
  • Der Schrittmotor 7 bewegt den Rotor 3 ununterbrochen weiter bis in die volle Scharfstellung, die nach einer Gesamtdrehung des Rotors 3 von 90 ° erreicht ist, in der, wie in 9 gezeigt, der Detonator 20 direkt auf die Verstärkerladung 23 gerichtet ist. In der Scharfstellung schnappt zusätzlich die Sperrhülse 28 in eine Vertiefung 30 der Umfangsnut 29 ein und blockiert den Rotor 3.
  • Während der Drehung des Rotors 3 aus der Zwischenstellung in die Scharfstellung ist der Mitnehmerstift 10 aus dem Schlitz 12 des Rotors 3 geglitten und drückt anschließend eine als Überfahrsperre ausgebildete Blattfeder 31 nieder, die nach Passieren des Mitnehmerstifts 10 in ihre Ausgangslage zurückschnappt. Damit ist die Sicherungsvorrichtung 1 auch gegen ein Zurücklaufen des Treiberrads 9 mit dem Mitnehmerstift 10 gesichert, da bei einem etwaigen Zurücklaufen der Mitnehmerstift 10 gegen die Stirnseite der Blattfeder 31 anlaufen und von dieser gestoppt würde. Mit dem Herausgleiten des Mitnehmerstifts 10 aus dem Schlitz 12 läuft das Sperrrad 11 in die im Uhrzeigersinn hinter dem Schlitz 12 gelegene Ausnehmung 13 des Rotors 3 und blockiert diesen mechanisch durch Formschluss. Der Zünder ist mit der Sicherungsvorrichtung 1 nunmehr in Scharfstellung. In dieser Stellung schnappt auch der Schaltstift 26 des Rotorschalters 25 in eine Vertiefung des Rotors 3 ein.
  • Beim Erreichen der Scharfstellung nach einer 90° Drehung des Rotors 3 wird dieser noch zusätzlich durch die gefederte Sperrhülse 28 gesichert, die in eine Vertiefung 30 am Ende der Umfangsnut 29 im Rotor 3 einrastet.
  • Die Schärfung der Sicherungsvorrichtung 1 ist jetzt abgeschlossen und der Rotor 3 befindet sich jetzt in der in 9 gezeigten Stellung, in der er direkt auf die Verstärkerla dung 23 ausgerichtet ist. Der Detonator 20 kann nun durch ein externes Zündsignal initiiert werden.
  • Es ist noch möglich, am Rotor 3 eine Anzeige 32 vorzusehen, vgl. 2, die z.B. über das Zahnradgetriebe 8 angetrieben wird und den jeweiligen Schärfzustand der Sicherungsvorrichtung 1 anzeigt. So ist z.B. eine Farbanzeige denkbar, die die Farbe grün in der Sicherstellung, die Farbe weiß in der teilentsicherten Stellung und die Farbe rot in der Scharfstellung zeigt.
  • In 12 ist nochmals ein Übersichtsdiagramm über die elektrischen Signale zur Schärfung der Sicherungsvorrichtung 1 dargestellt. In der Zeile a ist die Ansteuerung des elektrischen Schrittmotors 7 durch eine getaktete Spannung dargestellt. Die Ansteuerung beginnt zum Zeitpunkt t1 und endet zum Zeitpunkt t2, an dem der Rotorschalter 25 mit seinem Schaltstift 26 in die erste Vertiefung 27 am Rotorboden eintaucht. Im Zeitpunkt t3 erreicht der Rotor 3 die Zwischenstellung, wobei zu diesem Zeitpunkt, wie in Zeile c gezeigt, das pyrotechnische Kraftelement 15 gezündet wird und zum Zeitpunkt t4 erneut der Schrittmotor 7 angesteuert wird. Im Zeitpunkt t5 erreicht der Rotor 3 die erwähnte 85°-Stellung, in der durch Betätigen des Zündschalters 22 die elektrische Verbindung zum Detonator 20 hergestellt wird. Gleichzeitig wird zu diesem Zeitpunkt entsprechend der Zeile e in 12 ein elektrisches Zeitglied gestartet. Im Zeitpunkt t6 hat der Rotor 3 den Drehwinkel von 90° erreicht; der Rotorschalter 25 tritt wiederum in eine zweite Vertiefung 27 am Boden des Rotors 3 ein; nach Ablauf des elektrischen Zeitglieds wird dann der Rotor 3 nach Verriegelung durch das Sperrrad 11 endgültig ausgeschaltet. Der Detonator 20 ist dann zur Zündung bereit; der Zündimpulse wird von einer externen Logik gegeben, die auch die eben beschriebenen Vorgänge und die hierzu notwendigen Bedingungen überwacht.
  • In 13 ist noch ein Ablaufdiagramm dargestellt, in dem die für eine Zündung des Detonators 20 vorgeschriebenen Bedingungen erläutert sind. Das erste Startsignal Arm 1 startet den Schrittmotor 7; Bedingung muß jedoch sein, daß das zweite Start- bzw. Zündsignal für das pyrotechnische Kraftelement 15 nicht vor dem Startsignal Arm 1 für den Schrittmotor 7 auftritt. Erfolgt dieses, wird der Rotor 3 durch das Kraftelement 15 verriegelt. Wird der Schrittmotor 7 erfolgreich gestartet, so wird das Zahnradgetriebe 8 ent riegelt und dreht den Rotor 3 um 30°, wonach der Rotor 3 in dieser Zwischenposition verriegelt wird. Gleichzeitig wird der Rotorschalter 25 geschlossen und gibt ein Stopsignal zur Abschaltung des Schrittmotors 7 ab; ferner wird die optische Anzeige "weiß" für die Zwischenstellung eingeschaltet. Wenn dann das zweite Start- bzw. Zündsignal für das Kraftelement 15 vorliegt und der Schrittmotor 7 abgeschaltet ist, dann wird das Kraftelement 15 gezündet; erst danach kann der Schrittmotor 7 wieder mit Spannung versorgt werden, so dass der Schrittmotor 7 erneut anläuft und der Rotor 3 durch das Zahnradgetriebe 8 in Richtung der Scharfstellung gedreht wird. Bei Erreichen der 85°-Stellung wird der Zündkreis geschlossen; dies kann durch ein Signal an die Elektronik festgestellt werden. In der 90°-, d.h. Scharfstellung, wird der Rotor 3 verriegelt und der Rotorschalter 25 geöffnet. Zusätzlich kann noch die optische Anzeige "rot" eingeschaltet werden. Erst wenn alle diese Bedingungen erfüllt sind, kann ein Zündimpuls auf den Detonator 20 gegeben werden.

Claims (9)

  1. Sicherungsvorrichtung (1) für Zünder, mit einem Rotor (3), der einen pyrotechnischen Detonator (20) trägt, und zwei unabhängig voneinander elektrisch anzusteuernden Sicherungseinrichtungen (5, 6), von denen die erste (5) einen den Rotor (3) antreibenden Schrittmotor (7) mit einem ersten Sperrglied (11) und die zweite Sicherungseinrichtung (6) ein eigenes, ebenfalls auf den Rotor (3) wirkendes Sperrglied (17) aufweist, wobei der Schrittmotor (7) den Rotor (3) aus einer Sicherstellung in eine Scharfstellung dreht, in der der Detonator (20) bei Vorliegen eines Zündsignals eine Verstärkerladung (23) zünden kann, wobei das Sperrglied (11) der ersten, den Schrittmotor (7) enthaltenden Sicherungseinrichtung (5) den Rotor (3) in der Sicherstellung und in der Scharfstellung durch Formschluß mechanisch verriegelt und das Sperrglied (17) der zweiten Sicherungseinrichtung (6) den Rotor (3) irreversibel durch Formschluß verriegelt, wenn die zweite Sicherungseinrichtung (6) in der Sicherstellung des Rotors (3) gezündet wird, ansonsten jedoch eine Drehung des Rotors (3) erlaubt, wobei eine Zwischenstellung des Rotors (3) vorgesehen ist, in der das Sperrglied (11) der ersten Sicherungseinrichtung (5) den Rotor (3) freigibt und das Sperrglied (17) der zweiten Sicherungseinrichtung (6) den Rotor (3) in dieser Zwischenstellung mechanisch verriegelt und anschließend nach elektrischer Ansteuerung der zweiten Sicherungseinrichtung (6) den Rotor (3) freigibt, und wobei die erste Sicherungseinrichtung (5) zwei Überfahrsperren (14, 31) aufweist, wobei die erste Überfahrsperre (14) den Schrittmotor (7) in der Sicherstellung festhält, und die zweite Überfahrsperre (31) nach Herausdrehen des Rotors (3) aus der Zwischenstellung ein Rückdrehen der ersten Sicherungseinrichtung (5) verhindert.
  2. Sicherungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Überfahrsperren Blattfedern (14, 31) für einen Mitnehmerstift (10) eines Treiberrads (9) für den Rotor (3) sind.
  3. Sicherungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zwischenstellung der Sicherungsvorrichtung (1) ein weiteres in eine Umfangsnut (29) des Rotors (3) radial eingreifendes Sperrglied (28) vorgesehen ist, das ein Rückdrehen des Rotors (3) in Richtung auf die Sicherstellung verhindert.
  4. Sicherungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsnut (29) an ihrem einen Ende eine Vertiefung (30) aufweist, in die das Sperrglied (28) bei Erreichen der Sicherstellung der Sicherungsvorrichtung (1) eintaucht und den Rotor (3) blockiert.
  5. Sicherungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Sicherungseinrichtung (5) einen Malteserkreuz-Antrieb und die zweite Sicherungseinrichtung (6) ein pyrotechnisches Kraftelement (15) mit einem Kolben (16) aufweist, der mit einem Bund (17) radial in eine Umfangsnut (18) des Rotors (3) eintaucht, deren Enden Anschläge für den Bund (17) des Kolbens (18) in der Sicher- und in der Zwischenstellung der Sicherungsvorrichtung (1) bilden.
  6. Sicherungsvorrichtung nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsnut (18) des Rotors (3) in dessen Sicherstellung eine Hinterschneidung (19) aufweist, in die der Bund (17) des Kolbens (16) des Kraftelements (15) bei einer Auslösung des Kraftelements (15) in der Sicherstellung der Sicherungsvorrichtung eintaucht und den Rotor (3) irreversibel blockiert.
  7. Sicherungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß für den Rotor (3) ein Rotorschalter (25) mit einem Schaltstift (26) vorgesehen ist, der in der Zwischenstellung und in der Scharfstellung der Sicherungsvorrichtung (1) in Vertiefungen (27) des Rotors (3) eingreift und zumindest in der Zwischenstellung der Sicherungsvorrichtung (1) die Versorgung des Schrittmotors (7) unterbricht.
  8. Sicherungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherungsvorrichtung (1) einen Zündschalter (22) aufweist, der den Detonator (20) des Rotors (3) bei dessen Drehung kurzschließt und die elektrische Versorgung des Detonators (20) kurz vor Erreichen der Scharfstellung freigibt.
  9. Sicherungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzeige (32) vorgesehen ist, die den Status der Sicherungsvorrichtung (1) in der Sicherstellung, der Zwischenstellung und der Scharfstellung angibt.
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