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Die Erfindung betrifft eine Zündereinheit für eine Munition umfassend ein Gehäuse und zumindest eine pyrotechnische Ladung.
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Weiterhin betrifft die Erfindung eine Munition umfassend eine solche Zündereinheit.
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Wirkladungen von Munitionen, wie beispielsweise Täuschkörper oder Tarnkörper werden durch Zündereinheiten, die eine Impulskartusche (SQUIB) umfassen, gezündet. Bei den Impulskartuschen handelt es sich um pyrotechnische Ladungen, die den Ausstoß aus der Hülse verursachen. Sofern es sich bei der Munition beispielsweise um Täuschkörper oder Tarnkörper handelt, werden zudem die pyrotechnisch wirkenden Komponenten (Wirkladungen) des Täusch- oder Tarnkörpers gezündet, um ein Scheinziel auszubilden. Typischerweise werden die SQUIBS durch einen definierten Strom von z.B. 4A gezündet. Die Funktion und die Bauform der SQUIBs und der Zündereinheiten sind in weiten Bereichen normiert, um eine Interoperabilität zu gewährleisten. Munitionshülse und Zündereinheit bilden eine Einheit. Nach dem Verschuss der Wirkladung verbleibt die Zündereinheit mit der Munitionshülse im Dispensersystem, wie beispielsweise in einem Werfer oder einer Werferanlage, zurück.
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Zündereinheiten für Tarn- und Täuschkörper sind beispielsweise aus der
US 5 631 439 A und aus der
US 2011/0146483 A1 bekannt.
DE 11 2013 007 339 T5 betrifft eine Zünderanordnung für ein Airbagsystem.
DE 696 15 709 T3 betrifft einen elektronischen Detonator zur Einleitung von Explosionen bzw. zum Auslösen von Explosivstoffen, welcher eine elektronische Explosionseinleitungsvorrichtung aufweist.
US 6 467 414 B1 bezieht sich auf Anzünder für Sprengstoffe und Gasgeneratoren und insbesondere Zündvorrichtungen, die elektrostatische Entladung aufweisen.
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Im Fall von Tarn- und Täuschkörpermunitionen ist deren äußere Form international normiert, sodass unterschiedliche Wirkladungen, die über die gleiche Hülse verfügen, in einem Dispensersystem, wenn diese einmal geladen sind, nicht zu unterscheiden sind. Damit besteht das erhebliche Risiko der Ladung falscher oder anderweitig nicht wirksamer Tarn- oder Täuschkörper. Dieses kann im ungünstigsten Fall zur Auslösung eines für die aktuelle Bedrohung nicht wirksamen Scheinziels aber auch zu Fehlfunktionen aufgrund von Überlagerung oder zu langen Langerzeiten führen.
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Sind die Zündereinheiten mitsamt der zum Verschuss vorgesehenen Munition, in welcher diese verbaut sind, im Dispenser geladen, gibt es außer einer manuellen Kontrolle keine Möglichkeit mehr um nachzuvollziehen, welche Art von Munition in dem Dispenser geladen ist oder, wie alt die geladene Munition bereits ist. Aus diesem Grund gibt es internationale Bestrebungen, ein standardisiertes System für Datenaustausch zwischen Munition und Dispenser zu schaffen.
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Ausgehend davon, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Möglichkeit zum Datentransfer zwischen Dispenser und geladener Munition zu schaffen, die eine Identifikation der in einem Dispenser geladenen Munition ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weiterhin wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 8 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.
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Erfindungsgemäß wird eine Zündereinheit für eine Munition geschaffen, die ein Gehäuse und zumindest eine pyrotechnische Ladung umfasst, wobei die Zündereinheit eine in dem Gehäuse angeordnete Steuerungs- und Kommunikationseinrichtung und zumindest eine am oder im Gehäuse angeordnete, mit der Steuerungs- und Kommunikationseinheit verbundene, Schnittstelle aufweist. Eine Leiterplatte ist mit der Schnittstelle, der Steuerungs- und Kommunikationseinrichtung und der zumindest einen pyrotechnischen Ladung jeweils elektrisch verbunden. Die Zündereinheit umfasst ferner eine mit der Leiterplatte verbundene Zenerdiode, die derart mit der Leiterplatte, der Steuerungs- und Kommunikationseinrichtung und der zumindest einen pyrotechnischen Ladung verschaltet ist, dass unterhalb einer Durchschlagsspannung der Zenerdiode eine Kommunikationsverbindung zwischen der Schnittstelle und der Steuerungs- und Kommunikationseinrichtung ausgebildet ist. Hierdurch ist eine LOW-Seite definiert, die über eine Spannung unterhalb der Durchbruchsspannung angesteuert werden kann. Somit kann die Steuerungs- und Kommunikationseinrichtung mit einer Spannung unterhalb der Durchbruchsspannung angesteuert werden. Zudem kann durch diese Spannung unterhalb der Durchbruchsspannung mit der Steuerungs- und Kommunikationseinrichtung kommuniziert werden. Die Zenerdiode ist dabei in Reihe geschaltet. Die Zenerdiode ist derart mit der Leiterplatte, der Steuerungs- und Kommunikationseinrichtung und der zumindest einen pyrotechnischen Ladung verschaltet, dass oberhalb einer Durchschlagsspannung der Zenerdiode eine Zündverbindung zwischen einem Zündkontakt und der zumindest einen pyrotechnischen Ladung ausgebildet ist.
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Weiterhin wird erfindungsgemäß eine Munition geschaffen, die eine solche oder, wie nachfolgend beschrieben, weitergebildete Zündereinheit umfasst.
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Bei dem Gehäuse handelt es sich vorzugsweise um ein napfförmiges Metallteil, das an einer Seite eine durch einen Gehäuseboden verschließbare Öffnung aufweist. Vorzugsweise ist das Gehäuse ein rotationssymmetrisches Bauteil. Das Gehäuse weist einen Innenraum auf.
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Bei der zumindest einen pyrotechnischen Ladung handelt es sich vorzugsweise um eine herkömmliche pyrotechnische Ladung, die in einer Impulskartusche, wie einem sogenannten SQUIB enthalten ist. Die Zündereinheit kann eine solche Impulskartusche aufweisen.
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Die Steuerungs- und Kommunikationseinrichtung ist derart ausgebildet, dass über diese eine Steuerung und eine Kommunikation der Zündereinheit beispielsweise über ein Dispensersystem, wie einen Werfer oder eine Werferanlage möglich ist. Die Steuerungs- und Kommunikationseinrichtung ist dabei als elektronisches Bauteil ausgebildet und weist vorzugsweise zumindest einen Chip auf, der vorzugsweise einen Datenspeicher umfasst. Ferner kann die Steuerungs- und Kommunikationseinrichtung einen Energiespeicher umfassen. Auf der Steuerungs- und Kommunikationseinrichtung können Daten der Zündereinheit wie Teile oder Losnummern gespeichert sein. Ebenso können zusätzlich Daten einer mit der Zündereinheit verbundenen Munition gespeichert werden oder aber bereits vorab darin abgespeichert sein. So können beispielsweise der Herstellungstag, der Typ der Munition bzw. der Wirkladung, die maximale Lebensdauer oder sonstige munitionsbezogene Daten auf der Steuerungs- und Kommunikationseinrichtung gespeichert werden und aus dieser ausgelesen werden. Ebenso ist es möglich, über die Steuerungs- und Kommunikationseinrichtung eine Funktionsüberprüfung der Zündereinheit durchzuführen und zu überprüfen, ob diese noch ordnungsgemäß funktioniert. Zusätzlich können die Daten in der Steuerungs- und Kommunikationseinrichtung auch außen auf der Munition vermerkt werden, wie dies bisher üblich ist.
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Die Schnittstelle ist am oder innerhalb des Gehäuses der Zündereinheit angeordnet. Bevorzugt werden alle für die Zündung, Speicherung und Kommunikation wichtigen elektrischen und elektronischen Komponenten am oder innerhalb des Gehäuses angeordnet und dort gegen Umgebungseinflüsse geschützt. Durch diesen Schutz ist zudem eine höhere elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) gegeben, wodurch verhindert wird, dass die Elektronik, beispielsweise eines Dispenser, gestört wird.
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Erfindungsgemäß kann es sich um eine leitungsgebundene oder eine drahtlose Schnittstelle, wie beispielsweise eine Funkschnittstelle, handeln.
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Ferner ist die erfindungsgemäße Zündereinheit in unterschiedliche bereits existierende Munitionen integrierbar und kann bezogen auf die jeweilige Wirkladung mit den entsprechenden munitionsbezogenen Daten versehen bzw. ergänzt werden.
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Durch die erfindungsgemäße Integration der Steuerungs- und Kommunikationseinheit sowie der Schnittstelle in das Gehäuse der Zündereinheit wird zudem erreicht, dass innerhalb der Munition bei existierenden Abmessungen kein Raum für die Wirkladung der Munition verloren geht.
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Zudem ist eine einfache Montage bei der Munitionslaborierung gegeben, da alle elektronischen Komponenten in der Zündereinheit verbaut sind und sich diese hinsichtlich ihrer äußeren Abmessungen in der Regel nicht von den existierenden Zündereinheiten unterscheidet. Ferner ergeben sich Kostenvorteile, da existierende Zündereinheiten mit einer Steuerungs- und Kommunikationseinheit sowie der Schnittstelle ergänzt werden können.
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Die erfindungsgemäße Zündereinheit ist dabei bevorzugt derart ausgebildet, dass diese in bereits bestehende Dispensersysteme, insbesondere Counter-Measure-Dispenser-Systemen (CMDS) wie Werfer oder Werferanlagen, also auch abwärtskompatibel integrierbar ist. Dabei ist die Zündereinheit vorzugsweise derart ausgebildet, dass diese sowohl den mechanischen als auch den elektrischen Gegebenheiten bereits bestehender Dispenser-Systeme entspricht.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Zündereinheit eine Leiterplatte aufweist, wobei die Leiterplatte mit der Schnittstelle, der Steuerungs- und Kommunikationseinrichtung und der zumindest einen pyrotechnischen Ladung jeweils elektrisch verbunden ist. Die Schnittstelle stellt dabei einen Pluspol dar. In bevorzugter Ausgestaltung der Zündereinheit kann vorgesehen sein, dass die Leiterplatte elektrisch mit dem Gehäuse verbunden ist. Das Gehäuse kann dabei die Masse (Minuspol) sein.
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Hierdurch wird erreicht, dass die Leiterplatte als zentrales Element ausgebildet ist, mit welcher die weiteren elektrischen und elektronischen Komponenten verbunden sind. Somit kann auf eine aufwendige und komplizierte Verdrahtung verzichtet werden.
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Vorzugsweise kann die Steuerungs- und Kommunikationseinrichtung auf der Leiterplatte ausgebildet sein.
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In Ausgestaltung der Zündereinheit kann vorgesehen sein, dass die Schnittstelle eine leitungsgebundene Schnittstelle ist. Somit handelt es sich um eine Schnittstelle, die eine elektrische Verbindung im Sinne einer galvanischen Verbindung darstellt. Vorzugsweise ist die Schnittstelle zur Ausbildung einer galvanischen Verbindung zwischen Schnittstelle und Dispenser ausgebildet. Eine galvanische Verbindung ist vor diesem Hintergrund eine Verbindung über elektrisch leitfähiges Material.
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Vorzugsweise kann die Schnittstelle ein Zündkontakt sein. Hierbei ermöglicht es die Erfindung in vorteilhafter Weiterbildung, dass die Schnittstelle sowohl als Schnittstelle für die Steuerungs- und Kommunikationseinrichtung als auch als Zündkontakt der Zündereinheit wirkt.
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Es kann ferner vorgesehen sein, dass die Kommunikationsverbindung als bidirektionale Eindraht-Verbindung ausgebildet ist und unterhalb der Durchschlagsspannung der Zenerdiode die Steuerungs- und Kommunikationseinrichtung in einem Eindraht-Kommunikationsmodus betreibbar ist.
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Durch den Betrieb unterhalb der Durchbruchspannung wird eine LOW-Seite für eine Kommunikation mit der Steuerungs- und Kommunikationseinrichtung über die Schnittstelle geschaffen, die eine Kommunikation mit der Steuerungs- und Kommunikationseinrichtung ermöglicht, ohne eine Zündung auf einer HIGH-Seite zu beeinflussen.
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Bevorzugt ist die mit der Leiterplatte verbundene Zenerdiode derart mit der Leiterplatte, der Steuerungs- und Kommunikationseinrichtung und der zumindest einen pyrotechnischen Ladung verschaltet, dass oberhalb der Durchschlagsspannung der Zenerdiode eine Zündverbindung zwischen der Schnittstelle und der zumindest einen pyrotechnischen Ladung ausgebildet ist.
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Die Schnittstelle bildet somit gemäß vorteilhafter Weiterbildung gleichermaßen einen Zündkontakt und eine Steuerungs- und Kommunikationsverbindung aus.
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Ferner kann vorgesehen sein, dass die Steuerungs- und Kommunikationseinrichtung, Leiterplatte, die Zenerdiode und zumindest ein Teil der zumindest einen pyrotechnischen Ladung in dem Gehäuse durch einen Gehäuseboden gekapselt sind. Durch Kapselung sind die im Gehäuse angeordneten Komponenten wasser- und staubdicht gegen Umgebungseinflüsse gekapselt. Hierzu umfasst die Zündereinheit bspw. zumindest eine Dichtung und/oder ist an den abzudichtenden Stellen mit Vergussmasse abgedichtet.
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In vorteilhafter Ausgestaltung kann die Zündereinheit als Schnittstelle zusätzliche Kontakte zur Kommunikation der Steuerungs- und Kommunikationseinrichtung aufweisen.
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Weiterhin kann in Weiterbildung die Zündereinheit eine zusätzliche Schnittstelle zur Wirkladung der Munition aufweisen, über die funktions- und wirkungsrelevante Informationen austauschbar sind.
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In vorteilhafter Weiterbildung der Munition kann vorgesehen sein, dass die Munition ein Täuschkörper, Ablenkkörper und/oder ein Tarnkörper ist.
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Weiterhin kann vorgesehen sein, dass in einer Hülse der Munition eine weitere Steuerungs- und Kommunikationseinrichtung angeordnet ist, über die die Munition mit dem Dispenser kommunizieren kann.
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Zudem ist es möglich, dass die Steuerungs- und Kommunikationseinrichtung aus mehr als einem Bauelement - also beispielsweise mehreren Leiterplatten ausgebildet sein kann.
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Nachfolgend soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert werden.
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Es zeigen:
- 1a eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Zündereinheit für eine Munition gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
- 1b eine schematische Untersicht der erfindungsgemäßen Zündereinheit gemäß 1a;
- 2 eine schematische Draufsicht der erfindungsgemäßen Zündereinheit gemäß 1a;
- 3 eine schematische Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Zündereinheit gemäß 1a;
- 4 eine schematische Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Zündereinheit gemäß einer weiteren Ausführungsform;
- 5a eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Zündereinheit gemäß einer weiteren Ausführungsform; und
- 5b eine schematische Untersicht der erfindungsgemäßen Zündereinheit gemäß 5a.
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1a zeigt eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Ausführungsform der Zündereinheit 1. Die Zündereinheit 1 weist ein Gehäuse 10 auf und mindestens eine Ladung und hier im Beispiel zwei pyrotechnische Ladungen 20, 22. Das ist im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet und weist an der den pyrotechnischen Ladungen 20, 22 gegenüberliegenden Seite einen Flansch auf.
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In der 1 b ist eine schematische Untersicht der erfindungsgemäßen Zündereinheit aus 1a dargestellt. Wie aus der 1b hervorgeht, ist das Gehäuse 10 im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet. Die Unterseite des Gehäuses 10 ist durch einen Gehäuseboden 15 verschlossen. Der Gehäuseboden 15 weist Öffnungen auf, durch welche sich die pyrotechnischen Ladungen 20, 22 erstrecken. Um den Gehäuseboden 15 gegenüber den pyrotechnischen Ladungen 20, 22 abzudichten, sind Dichtungen 16, 17 im Bereich der Öffnungen angeordnet.
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2 zeigt eine schematische Draufsicht der erfindungsgemäßen Zündereinheit 1 aus 1a. Auf der Oberseite des Gehäuses sind eine Beschriftung 12 sowie eine Losnummer 13 angeordnet. In der Mitte der Oberseite des Gehäuses 10 ist eine Schnittstelle 30 angeordnet.
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3 zeigt eine schematische Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Zündereinheit 1. Wie vorstehend bereits erörtert, weist die Zündereinheit 1 sowohl ein Gehäuse 10 als auch zumindest eine pyrotechnische Ladung 20, 22 auf. Zudem umfasst die Zündereinheit 1 eine in dem Gehäuse 10 angeordnete Steuerungs- und Kommunikationseinrichtung 40 und zumindest eine in dem Gehäuse 10 angeordnete mit der Steuerungs- und Kommunikationseinheit 40 verbundene Schnittstelle 30 umfasst. Die Steuerungs- und Kommunikationseinrichtung kann aus einer oder mehreren baulichen Einheiten, wie Leiterplatten, ausgebildet sein.
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Im Bereich der Schnittstelle 30 weist das Gehäuse 10 eine Öffnung auf, sodass die Schnittstelle 30 von außerhalb der Zündereinheit 1 kontaktierbar ist.
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Die Zündereinheit 1 weist zudem eine Leiterplatte 50 auf. Die Leiterplatte 50 ist mit der Schnittstelle 30 verbunden. Diese bildet einen Pluspol aus. Ferner ist die Leierplatte 50 mit dem Gehäuse 10 verbunden. Das Gehäuse 10 stellt die Masse dar und bildet einen Minuspol aus. Hierzu ist das Gehäuse entsprechend mit der Munition gekoppelt und in einem Dispenser vorgesehen. Weiterhin sind die pyrotechnischen Ladungen 20, 22 jeweils elektrisch mit der Leiterplatte 50 verbunden.
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Die Steuerungs- und Kommunikationseinheit 40 ist elektrisch mit der Leiterplatte 50 verbunden. Steuerungs- und Kommunikationseinrichtung 40 ist derart ausgebildet, dass über diese eine Steuerung und Kommunikation der Zündereinheit 1 beispielsweise über ein Dispensersystem, wie einen Werfer oder eine Werferanlage, möglich ist. Die Steuerungs- und Kommunikationseinrichtung 40 ist als elektronisches Bauteil ausgebildet und weist zumindest einen Chip auf. Ferner kann die Steuerungs- und Kommunikationseinrichtung 40 einen Energiespeicher umfassen. Auf der Steuerungs- und Kommunikationseinrichtung 40 sind zumindest Daten der Zündereinheit 1 und möglicherweise zusätzlich einer mit der Zündereinheit 1 verbundenen Munition gespeichert.
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Die Schnittstelle 30 ist eine leitungsgebundene Schnittstelle und bildet einen Zündkontakt für die Zündereinheit aus.
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Die Zündereinheit 1 umfasst eine mit der Leiterplatte 50 verbundene Zenerdiode 60. Die Zenerdiode ist derart mit der Leiterplatte 50, der Steuerungs- und Kommunikationseinrichtung 40 und den pyrotechnischen Ladungen 20, 22 verschaltet, dass unterhalb einer Durchschlagsspannung der Zenerdiode 60 eine Kommunikationsverbindung zwischen der Schnittstelle 30 und der Steuerungs- und Kommunikationseinrichtung 40 ausgebildet ist.
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Diese Kommunikationsverbindung ist als bidirektionale Eindraht-Verbindung ausgebildet. Unterhalb der Durchschlagsspannung der Zenerdiode 60 ist die Steuerungs- und Kommunikationseinrichtung 40 in einem Eindraht-Kommunikationsmodus betreibbar.
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Oberhalb der Durchschlagsspannung der Zenerdiode 60 ist eine Zündverbindung zwischen dem Zündkontakt 30 und den pyrotechnischen Ladungen 20, 22 ausgebildet.
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Die Steuerungs- und Kommunikationseinrichtung 40, die Leiterplatte 50, die Zenerdiode 60 und zumindest ein Teil der zwei pyrotechnischen Ladungen 20, 22 sind in dem Gehäuse 10 durch einen Gehäuseboden 15 gekapselt.
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Um das Innere des Gehäuses 10 abzudichten, können im Bereich des Gehäusebodens 15 rund um die pyrotechnischen Ladungen 20, 22 Dichtungen 16, 17 angeordnet sein.
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Wie in der 3 dargestellt, ist die Zenerdiode 60 zwischen Leiterplatte 50 und Gehäuseboden 15 angeordnet. Die Steuerungs- und Kommunikationseinrichtung 40 ist an der anderen Seite der Leiterplatte angeordnet. Genauso ist allerdings auch denkbar, dass diese Anordnung umgekehrt ist. Ebenso ist es möglich, dass die Steuerungs- und Kommunikationseinrichtung 40 auf der Leiterplatte 15 integriert ist. Genauso ist es aber auch möglich, dass auf mehrere bauliche Einheiten wie Leiterplatten verteilt sind.
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4 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform der Zündereinheit, die auf der Zündereinheit gemäß 1a - 3 basiert. Hierbei weist die Zündereinheit 1 als Schnittstelle 30 zusätzlich zu dem Zündkontakt Kontakte (Schnittstellen) 70, 72 zur Ausbildung einer Steuerungs- und Kommunikationsverbindung mit der Steuerungs- und Kommunikationseinrichtung 40 auf. Das Gehäuse 10 weist jeweils zusätzliche Öffnungen im Bereich der Kontakte 70, 72 auf, um diese zu kontaktieren zu können.
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Die 5a und 5b zeigen eine weitere abgewandelte Ausführungsform der Zündereinheit 1, die auf einer Zündereinheit gemäß 1 a- 4 basiert. Gemäß der 5a und 5b weist die Zündereinheit 1 eine zusätzliche Schnittstelle 80 zur Wirkladung der Munition auf, wobei über die zusätzliche Schnittstelle 80 funktions- und wirkungsrelevante Informationen austauschbar sind.
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BEZUGSZEICHENLISTE
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- 1
- Zündereinheit
- 10
- Gehäuse
- 12
- Beschriftung
- 13
- Losnummer
- 15
- Gehäuseboden
- 16, 17
- Dichtung
- 20, 22
- pyrotechnische Ladung
- 30
- Schnittstelle
- 31
- elektrische Leitungsverbindung
- 32
- elektrische Leitungsverbindung
- 40
- Steuerungs- und Kommunikationseinrichtung
- 50
- Leiterplatte
- 60
- Zenerdiode
- 70
- Kontakte
- 72
- Kontakte
- 80
- zusätzliche Schnittstelle
