DE19945790A1 - Zündeinrichtung für Zünder, die mittels Funk auslösbar sind und Verfahren zum Auslösen dieser Zünder - Google Patents
Zündeinrichtung für Zünder, die mittels Funk auslösbar sind und Verfahren zum Auslösen dieser ZünderInfo
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- F42D1/05—Electric circuits for blasting
Abstract
Sprengungen im Bergbau, Tiefbau und bei Explorationen nach Bodenschätzen sind komplexe Abläufe, bei denen in der Regel eine Vielzahl von Zündern in einer genau festgelegten Reihenfolge gezündet werden. Im militärischen Bereich liegt eine vergleichbare Situation bei der Zündung oder der Räumung von Minen vor. DOLLAR A Um eine vor Fremdeingriffen und ungewollter Auslösung sichere Funkzündeinrichtung zu erhalten, bei der der zeitliche Ablauf von der Inbetriebnahme der Funkzündeinrichtung bis zur Zündung der Zünder zeitlich festlegbar und verfolgbar ist, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Zündung der Zünder erst nach sukzessiver Aufhebung von Auslösesperren erfolgen kann, wobei nach Aufhabung einer Auslösesperre jeweils ein für die Auslösung der Zündung erforderlicher Verfahrensschritt abläuft und erst das Ergebnis dieses Verfahrensschritts eine Vorgabe erfüllt, die zur Aufhebung der nächsten Auslösesperre möglich ist und das erst dann, wenn alle Auslösesperren aufgehoben sind, die Auslösung der Zünder möglich ist und wenn ein Verfahrensschritt nicht gestartet werden kann oder ein Verfahrensschritt nicht zu einem vorgegebenen Ergebnis führt, der nachfolgende Verfahrsschritt nicht gestartet werden kann.
Description
Die Erfindung betrifft eine Zündeinrichtung für Zünder, die über Funk auslösbar sind,
entsprechend dem Oberbegriff des ersten Anspruchs sowie ein Verfahren zum
Auslösen dieser Zünder entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs achtzehn.
Sprengungen im Bergbau, Tiefbau und bei Explorationen nach Bodenschätzen sind
komplexe Abläufe, bei denen in der Regel eine Vielzahl von Zündern in einer genau
festgelegten Reihenfolge gezündet wird. Im militärischen Bereich liegt eine
vergleichbare Situation bei der Zündung oder der Räumung von Minen vor.
Aus der DE 44 03 998 A1 ist ein Fernsteuersystem für Minen bekannt, das aus einem
Fernbediengerät mit Mikroprozessor, Programmspeicher zum Speichern der
Steuerbefehle für die Mine und einem Funksender besteht und bei dem jede Mine
einen Funkempfänger, einen Mikroprozessor und einen dem Programmspeicher des
Fernbedienungsgerätes entsprechenden Programmspeicher aufweist. Bei dem
bekannten Fernsteuersystem können, unabhängig von der Art der Übertragung der
Steuerbefehle, durch die sowohl in der Mine als auch im davon abgesetzten
Bedienungsgerät eingebauten synchron arbeitenden Zeitsteuereinrichtungen
verschiedene Parameter der Befehlsübertragung zeitabhängig verändert werden.
Diese Art der Sicherung setzt voraus, daß zum Scharfmachen der Mine eine Zeit
vergeht, die aufgrund der Auswahl durch einen Zufallsgenerator nicht beeinflußbar ist.
Eine solche Sicherung der Zünder, vor allem bei ziviler Anwendung einer
Zündvorrichtung ist für Planungsabläufe mit Arbeitsfortschritt unkalkulierbar.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine vor Fremdeingriffen und ungewollter
Auslösung sichere Funkzündeinrichtung vorzustellen, bei der der zeitliche Ablauf von
der Inbetriebnahme der Funkzündeinrichtung bis zur Zündung der Zünder zeitlich
festlegbar und verfolgbar ist.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt vorrichtungsgemäß mit Hilfe der kennzeichnenden
Merkmale des ersten Anspruchs. Mit Hilfe der kennzeichnenden Merkmale des
achtzehnten Anspruchs wird die Aufgabe verfahrensgemäß gelöst.
Die erfindungsgemäße Zündeinrichtung für Zünder, die mittels Funk auslösbar sind,
besteht aus einem Zündgerät und mindestens einer von dem Zündgerät räumlich
getrennt anordbaren Auslöseeinheit, an der mindestens ein Zünder angeschlossen
ist. Zündgerät und Auslöseeinheit kommunizieren mittels Funksignale. Die
Auslöseeinheit weist folgende Baugruppen auf, deren Funktion später im Einzelnen
näher erläutert wird: Energiemodul, Systemsteuerung, Sende- und Empfangseinheit,
erste Sicherungseinrichtung, zweite Sicherungseinrichtung und die
Sicherheitszündstufe. Die Auslöseeinheit enthält einen Datenträger, auf dem die für
die Zündung erforderlichen Informationen gespeichert sind. Dieser Datenträger ist
nicht fest mit der Auslöseeinheit verbunden und kann ihm entnommen werden, um ihn
in das Zündgerät einzusetzen und die Daten dort in einen Speicher einzulesen. Das
Zündgerät enthält deshalb eine Leseeinrichtung für die Daten der Datenträger. Die
Daten der Datenträger mehrerer Auslöseeinheiten können nacheinander in das
Zündgerät eingelesen werden. Als Datenträger werden bevorzugt Chipkarten
eingesetzt. Es können aber auch andere Datenträger eingesetzt werden, die in der
Lage sind, Daten zu speichern und von denen Daten abgelesen werden können,
beispielsweise Karten mit Magnetstreifen oder Barcode.
Die Auslöseeinheit und der ihm jeweils zugeordnete Datenträger müssen identische
Identifizierungskennzeichen enthalten. Ist dies nicht der Fall, kann nach Einlesen der
Daten von vom Datenträger in das Zündgerät bei einer Kommunikation mit der
Auslöseeinheit keine Identifizierung erfolgen. Sollte also versucht werden, mit einem
fehlerhaften Datenträger oder mit einem Datenträger mit fehlerhaften Daten eine
Zündung auszulösen, wird die Auslöseeinheit aufgrund der fehlerhaften
Identifizierungskennzeichen entsprechende Befehle verweigern.
Um einen Zünder zünden zu können ist es erforderlich, daß zunächst die
Auslöseeinheit aktiviert wird. Das Zündgerät sowie die räumlich von ihm anordbare
Auslöseeinheit können durch eine Zugangssperre vor Mißbrauch geschützt werden.
Erst nach Aufhebung dieser Zugangssperre, die beispielsweise aus einem
mechanischen Schloss oder aus einer elektronischen Sperre bestehen kann, die
durch Eingabe eines Codes aufgehoben wird, oder sogar aus einer Kombination von
beiden, kann die erfindungsgemäße Funkzündeinrichtung betriebsbereit gemacht
werden. Die Freigabe der Bedienungsmöglichkeit kann auch den Datenträger zur
Entnahme freigeben.
Wenn der Datenträger aus der Auslöseeinheit entnommen worden ist, verstreicht
zunächst eine Entsicherungszeit, die beispielsweise bis zu 15 Minuten betragen kann.
In dieser Zeit ist keine Auslösung möglich und eine sichere Entfernung des
Anwenders aus dem Gefahrenbereich möglich. Sind die Daten des Datenträgers in
das Zündgerät eingelesen worden, wird dieses in Sende- und Empfangsbereitschaft
versetzt. Aber erst nach Ablauf der Entsicherungszeit ist eine Kommunikation
zwischen Zündgerät und Auslöseeinheit möglich.
Mit einem Zündgerät können mehrere Auslöseeinheiten gesteuert werden, denen
auch jeweils mehrere Zünder zugeordnet sein können. Jede Auslöseeinheit ist über
das Zündgerät individuell ansteuerbar und damit auch jeder an eine Auslöseeinheit
angeschlossene Zünder entsprechend der im Zündgerät und in der Auslöseeinheit
abgespeicherten Daten.
Zur Auslösung von Zündern wird von dem Anwender ein Programm gestartet, wobei
sich das Programm ergebnisorientiert selbst überwacht und bei festgestellten Fehlern
die Auslösung verhindert. Der Zündbefehl an die Zünder kann entsprechend dem
erfindungsgemäßen Verfahren erst nach sukzessiver Aufhebung vorgegebener
Auslösesperren innerhalb von Sicherheitsstufen erfolgen. Zur Aufhebung einer
Auslösesperre läuft innerhalb einer Sicherheitsstufe ein für die Vorbereitung der
Zündung erforderlicher Verfahrensschritt ab. Erst wenn das Ergebnis dieses
Verfahrensschritts eine Vorgabe erfüllt, ist die Aufhebung der nächsten Sperre
möglich. Erst dann, wenn alle Sperren aufgehoben sind, ist die Zündung der Zünder
möglich. Wenn ein Verfahrensschritt nicht gestartet werden kann oder ein
Verfahrensschritt nicht zu einem vorgegebenen Ergebnis führt, kann der nachfolgende
Verfahrensschritt nicht gestartet werden. Tritt ein Fehler bei der Auslösung eines
Zünders auf, beispielsweise durch die Übermittlung eines falschen Codes oder liegen
mechanische Fehler im Zündgerät, der Auslöseeinheit oder am angeschlossenen
Zünder vor, wird der Ablauf sofort unterbrochen. Anhand der verstrichenen Zeit und
beispielsweise durch Überprüfung der an den Anschlüssen der Zündleitung zu den
Zündern anliegenden Spannung ist es möglich, die Fehlerursache zu erkennen.
Werden elektronische Zünder eingesetzt, können mit Hilfe der Elektronik der Zünder
zusätzlich Auslösesperren erzeugt werden. Dadurch sind die Zünder in vorteilhafter
Weise gegen ungewollte Auslösungen, beispielsweise durch Hochspannung oder
Hochfrequenzeinfluß, gesichert. Ein solcherart gesicherter elektronischer Zünder wird
erst durch die Eingabe eines Entsicherungscodes in die Elektronik zur sogenannten
Zündbereitschaft aktiviert. Alle anderen, am Eingang der Elektronik der Zünder
anliegenden Spannungen werden ignoriert. Der Entsicherungscode stellt somit eine
Auslösesperre dar und verhindert eine unbeabsichtigte Zündung. Die Zündung wird
von der Auslöseeinheit nach erfolgter Entsicherung durch einen sogenannten
Zündcode generiert. Durch jeden von der Auslöseeinheit ausgesandten und von dem
elektronischen Zünder akzeptierten Code wird stufenweise die Zündung freigegeben
in der Reihenfolge Energiezufuhr, Bereitstellung der Zündspannung, Entsicherung
und Zündbefehl.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Auslösung eines oder mehrerer Zünder,
insbesondere elektronischer Zünder, läuft wie folgt ab:
Durch die Entnahme des Datenträgers aus der Auslöseeinheit erfolgt die Freigabe der Energieversorgung zunächst nur für bestimmte Baugruppen der Auslöseeinheit, durch die die Aufhebung der vorgegebenen Auslösesperren innerhalb der Sicherheitsstufen erfolgen kann. Zunächst erfolgt eine Selbstprüfung der elektronischen Schaltkreise in den Baugruppen der Auslöseeinheit. Insbesondere wird der Spannungszustand der Systemsteuerung sowie der Sicherheitszündstufe geprüft. Sie müssen spannungslos sein. Wird beispielsweise durch ein fehlerhaftes Relais oder durch einen Nebenschluß in der Elektronik ein Spannung festgestellt, erfolgt eine "Abschaltung" der Elektronik, das heißt, sie kann weitere Befehle nicht mehr empfangen.
Durch die Entnahme des Datenträgers aus der Auslöseeinheit erfolgt die Freigabe der Energieversorgung zunächst nur für bestimmte Baugruppen der Auslöseeinheit, durch die die Aufhebung der vorgegebenen Auslösesperren innerhalb der Sicherheitsstufen erfolgen kann. Zunächst erfolgt eine Selbstprüfung der elektronischen Schaltkreise in den Baugruppen der Auslöseeinheit. Insbesondere wird der Spannungszustand der Systemsteuerung sowie der Sicherheitszündstufe geprüft. Sie müssen spannungslos sein. Wird beispielsweise durch ein fehlerhaftes Relais oder durch einen Nebenschluß in der Elektronik ein Spannung festgestellt, erfolgt eine "Abschaltung" der Elektronik, das heißt, sie kann weitere Befehle nicht mehr empfangen.
Liegt kein Fehler vor, erfolgt eine Spannungsversorgung auf einem Spannungsniveau,
das vorzugsweise unter dem des zur Zündung elektrischer oder elektronischer Zünder
erforderlichen Niveaus liegt. Dadurch wird in der ersten Sicherungseinrichtung von
der sogenannten Action CPU eine festgelegte Zeitspanne, die Entsicherungszeit,
erzeugt. Beispielsweise kann eine quarzgesteuerte Uhr ablaufen. Gleichzeitig wird in
einem sogenannten One Way RC-Timer der ersten Sicherungseinrichtung in einer
Zeitspanne, die durch das RC-Glied bestimmt ist und mit der in der Action CPU
erzeugten übereinstimmen soll, ein Ladungsspeicher auf ein für die Aufhebung der
ersten Auslösesperre erforderliches Spannungsniveau aufgeladen. In dem Zündgerät
laufen nun, unabhängig voneinander erzeugt, unter Berücksichtigung einer
Toleranzvorgabe, zwei gleichlange Zeitspannen als Entsicherungszeit ab. Nach
Ablauf dieser Zeitspannen und Übereinstimmen des Ablaufzeitpunkts innerhalb des
erlaubten Toleranzfeldes und nach Erreichen einer für die Aufhebung der ersten
Auslösesperre erforderlichen Ladung im Ladungsspeicher ist die erste
Sicherheitsstufe überwunden. Eine besondere Sicherheit ist dadurch gegeben, daß
der Ladungsspeicher gleichzeitig das zeitbestimmende Bauteil des One Way RC-
Timers ist. Während des Ablaufs der Entsicherungszeit wird das Ladeverhalten des
Ladungsspeichers geprüft.
Besteht eine Übereinstimmung der Ablaufzeitpunkte innerhalb des erlaubten
Toleranzfeldes und ist der Ladungsspeicher auf das vorgegebene Niveau aufgeladen
worden, kann die Aufhebung der ersten Auslösesperre nach Ablauf der
Sicherheitszeit, erfolgen. Der erreichte Verfahrensschritt kann dem Anwender bei
möglicher bidirektionaler Kommunikation im Display der Auslöseeinheit angezeigt
werden, so daß er selbst über die Aufhebung der Auslösesperre entscheiden und sie
durch ein Funksignal auslösen kann. Die Aufhebung kann aber auch direkt,
programmgesteuert, ablaufen. Sie besteht darin, daß die Zündleitung zu den Zündern
freigegeben wird, die zuvor kurzgeschlossen war, beispielsweise durch eine
Schmelzsicherung. Der Widerstand der Sicherung und das vorgegebene
Ladungsniveau des Ladungsspeichers sind so aufeinander abgestimmt, daß die
Sicherung erst nach Erreichen dieses Niveaus zerstört wird, beispielsweise durch
Schmelzen des Sicherungsdrahtes.
Wird der Ladungsspeicher in der vorgegebenen Entsicherungszeit nicht aufgefüllt und
stimmen die abgelaufenen Zeitspannen nicht überein, kann die Auslösesperre nicht
aufgehoben und die Zündleitung für die Signalübermittlung nicht freigegeben werden,
weil beispielsweise der Sicherungsdraht nicht durchschmilzt. Weiterhin wird die
Sende- und Empfangseinheit nicht freigegeben. Damit ist die Auslöseeinheit weiterhin
gesperrt.
Nach Aufhebung der ersten Auslösesperre kann der Anwender in der zweiten
Sicherheitsstufe mittels eines Funkbefehls die sogenannte Schärfung veranlassen.
Die Schärfung kann nur erfolgen, wenn das ldentifizierungskennzeichen der
Auslöseeinheit mit dem Identifizierungskennzeichen übereinstimmt, das in das
Zündgerät eingelesen wurde. Die Schärfung kann auch programmgesteuert selbsttätig
ablaufen. Erst mit diesem Befehl wird in der Auslöseeinheit die Systemsteuerung und
die Sicherheitszündstufe durch das Schließen eines Relais vom Energiemodul mit
Spannung versorgt. Dadurch ist die zweite Auslösesperre aufgehoben. Die Elektronik
der Auslöseeinheit überprüft eigenständig, ob am Ausgang der Sicherheitszündstufe
eine für die Zündung erforderliche Spannung eingehalten wird. Ab jetzt ist es möglich,
den Befehl zum Auslösen eines Zünders zu geben. Im Fehlerfall erfolgt eine
Abschaltung der Auslöseeinheit und bei bidirektionaler Kommunikation mit einer
Meldung an das Zündgerät.
Die Auslösung der einzelnen Auslöseeinheiten erfolgt, je nach der Ausstattung der
Auslöseeinheiten und der Vorgabe des Anwenders, einzeln, in Gruppen oder im
Verbund. Bei Verwendung eines elektronischen Zünders muß die Auslöseeinheit dazu
den Entsicherungscode und nachfolgend den Zündcode generieren, um den Zünder
zu initiieren.
Die Zündung elektronischer Zünder erfolgt also erst, wenn eine festgelegte Abfolge
von Codes akzeptiert worden ist. Zunächst wird durch einen ersten Code die
Elektronik der Zünder aktiviert, danach entsichert und ein Energiespeicher zur
Bereitstellung der Zündenergie aufgeladen. Der zweite, von der Systemsteuerung der
Auslöseeinheit generierte Code wird mit dem im Speicher des Zünders hinterlegten
Code verglichen. Bei Übereinstimmung wird mittels eines dritten Codes letztendlich
die Zündung durch Entladung des Energiespeichers ausgelöst.
Anhand von Ausführungsbeispielen wird die Erfindung näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Funkzündeinrichtung,
Fig. 2 den Aufbau der Auslöseeinheit mit Zünder, als Blockschaltbild,
Fig. 3 das Schaltbild des One Way RC-Timers als Baugruppe der
Auslöseeinheit,
Fig. 4 einen Schnitt durch einen elektronischen Zünder und
Fig. 5 ein Blockschaltbild des elektronischen Teils des Zünders.
In Fig. 1 ist schematisch eine erfindungsgemäße Funkzündeinrichtung 1 dargestellt.
Die Funkzündeinrichtung 1 besteht aus mindestens einer Auslöseeinheit 2a und
einem Zündgerät 3. Es können aber auch, je nach Kapazität des Zündgeräts 3, noch
weitere Auslöseeinheiten vorgesehen sein, wie durch die gestrichelte Darstellung der
Auslöseeinheit 2b angedeutet ist.
Die Auslöseeinheit 2a weist eine Zugangssperre 4 auf, die sie vor unbefugter
Benutzung schützt. Diese kann aus einem mechanisch wirkenden Schloß oder aus
einer elektronischen Sperre oder aus einer Kombination von beiden bestehen. Bei der
elektronischen Sperre kann beispielsweise die Überwindung durch die Eingabe eines
Codes erfolgen. Die Auslöseeinheit 2a weist eine Einrichtung 5 zur Aufnahme eines
Datenträgers 6a auf. Dieser Datenträger 6a kann beispielsweise eine Chipkarte sein,
die einen Mikrochip 7 enthält und aus einem Einsteckschlitz herausragt. Auf den
Datenträgern sind die Identifikationsnummern (ID) der elektronischen Baugruppen der
Auslöseeinheiten gespeichert. Diese Identifikationsnummern sind auch in dem
jeweiligen Speicher der Auslöseeinheiten abgelegt. Der Datenträger 6a kann
weiterhin Informationen über an der Auslöseeinheit 2a angeschlossene elektronische
Zünder enthalten, beispielsweise die Zünderadressen und die Zündfolge.
Wenn die Zugangssperre 4 aufgehoben worden ist, ist es auch möglich den
Datenträger 6a aus der Einrichtung 5 zu entnehmen, wie durch die gestrichelte
Darstellung 6a' des Datenträgers angedeutet wird. Mit der Entnahme des
Datenträgers 6a wird ein Schalter 8 geschlossen, der die Bereitstellung von Energie
zum Betrieb der Auslöseeinheit 2a ermöglicht. Gleichzeitig wird durch das Schließen
des Schalters 8 ein Selbsttest der Elektronik der Auslöseeinheit 2a durchgeführt.
An die Auslöseeinheit 2a sind über eine Zündleitung 9 Zünder 10a bis 10n, im
vorliegenden Ausführungsbeispiel elektronische Zünder, angeschlossen. Die
Auslöseeinheit 2a weist weiterhin noch eine Antenne 11 auf, wie durch das
Blitzsymbol 12 angedeutet wird. Ist die Auslöseeinheit 2a nur mit einem Empfangsteil
ausgerüstet, dient die Antenne 11 ausschließlich der unidirektionalen Kommunikation,
zum Signalempfang vom Zündgerät 3. Ist die Auslöseeinheit 2a zusätzlich mit einem
Sender ausgestattet, dient die Antenne 11 zur bidirektionalen Kommunikation mit dem
Zündgerät 3.
Die Auslöseeinheit 2b weist einen identischen Aufbau auf. Allerdings enthält der
Datenträger 6b eine andere Identifikationsnummer als der Datenträger 6a und Daten
der elektronischen Zünder 10a' bis 10n'.
Das Zündgerät 3 kann ebenfalls eine Zugangssperre 13 aufweisen, die in der
gleichen Art ausgestaltet ist, wie die Zugangssperre 4 der Auslöseeinheit 2a. Erst
nach Aufhebung der Zugangssperre 13 ist es möglich, den Datenträger 6a in eine zur
Aufnahme geeignete Einrichtung 14 einzusetzen. In dieser ist ein Lesegerät 15
installiert, mittels dem die auf dem Datenträger 6a gespeicherten Daten abgelesen
und einen Speicher in dem Zündgerät 3 eingespeichert werden. Die Datenträger 6a
bzw. 6b sowie weitere Datenträger hier nicht dargestellter Auslöseeinheiten können
nacheinander in die Aufnahmeeinrichtung 14 eingesetzt und die Daten nacheinander
eingelesen werden.
Das Zündgerät 3 enthält neben der hier nicht dargestellten Spannungsversorgung
eine zur Datenverarbeitung und Speicherung vorgesehene Central Processor Unit
(CPU) 16 mit EEPROM sowie einen Sender, und je nach Ausstattung zusätzlich eine
Empfangseinheit für die bidirektionale Kommunikation, 17 mit Antenne 18, über die
die Kommunikation mit der Auslöseeinheit 2a oder weiteren Auslöseeinheiten, wie
beispielsweise der Auslöseeinheit 2b, möglich ist. Die weitere Ausstattung umfaßt ein
Display 19 zur Anzeige von zu übermittelnden oder übermittelten Daten und Befehlen.
Desweiteren ist eine Eingabeeinrichtung 20 zur Daten- und Befehlseingabe
vorgesehen.
In Fig. 2 ist der Aufbau der Auslöseeinheit 2a mit ihren einzelnen Baugruppen
dargestellt. Das Gehäuse 21 umschließt einen Energiemodul 22, eine
Systemsteuerung 23, eine erste Sicherungseinrichtung 24, eine zweite
Sicherungseinrichtung 25, eine Sicherheitszündstufe 26, und im vorliegenden
Ausführungsbeispiel eine Sende- und Empfangseinheit 27 mit Antenne 11, wobei die
Sendeeinheit bei bidirektionaler Kommunikation vorgesehen ist.
Zur Energieversorgung ist im Energiemodul 22 im vorliegenden Ausführungsbeispiel
eine einzellige Primärbatterie 28 vorgesehen. Sie kann hinsichtlich ihrer Belastbarkeit
und Lagerfähigkeit auf die Einsatzdauer und Wirkdauer abgestimmt werden. Wie hier
nicht dargestellt, ist das Batteriefach zugänglich, um nach Ablauf der Lagerzeit die
Batterie problemlos wechseln zu können.
Mit der Entnahme des Datenträgers aus der Auslöseeinheit wird mechanisch ein
Schalter 51 geschlossen. Ist der Schalter 51 geschlossen, fließt ein Strom in einen
Gleichstromwandler 29. Es ist ein Aufwärtswandler (Step Up-Spannungswandler) mit
einem Standard-Schaltkreis und ist aus diesem Grund Stand der der Technik. Dieser
Wandler 29 versorgt zunächst die erste Sicherungseinrichtung 24 und im
vorliegenden Ausführungsbeispiel die Sende- und Empfangseinheit 27 mit einer
Grundspannung von beispielsweise 5 V. Die Systemsteuerung 23 und die
Sicherheitszündstufe 26 sind zu diesem Zeitpunkt noch spannungslos, da die erste
Sicherungseinrichtung 24 das Relais S2 noch nicht angesteuert hat.
Die erste Sicherungseinrichtung 24 besteht aus einer Action CPU 30 und einem One
Way RC-Timer 31. Anhand der Fig. 3 wird der Aufbau des One Way RC-Timers 31
näher erläutert. Der One Way RC-Timer 31 enthält ein selbstanlaufendes
(autostartfähiges) Widerstands-Kondensator-Zeitglied (RC-Glied) als erstes Zeitglied.
Nach dem Ablauf der erzeugten Zeitspanne und der bestimmungsgemäßen Handlung
(Aktion) wird die Spannungsversorgung unterbrochen, so daß das RC-Glied nicht
erneut anlaufen kann.
Mit dem Anliegen der Versorgungsspannung durch das Schließen des Schalters 51
startet automatisch ein Aufwärtswandler 58 im RC-Timer 31 und lädt mittels eines
Taktgenerators 37 durch geeignete Steuerimpulse 59 in bestimmten Ladungsraten
über die Induktivität 36, die Gleichrichterdiode 39 und den Transistor 38 als Schalter
den Kondensator 32 des RC-Gliedes innerhalb einer vorbestimmten Zeit auf, im
vorliegenden Ausführungsbeispiel auf den sechsfachen Wert der
Versorgungsspannung, also 30 V. Dieser Spannungspegel wird über einen
Spannungskomparator 33 ausgewertet, der einerseits über die Widerstände 40 und
41 als Spannungsteiler mit dem Ladungsspannungskreis und andererseits mit einer
Referenzspannungsquelle 42 verbunden ist. Wenn die sechsfache Spannung erreicht
ist, wird der Kondensator 32 mit einem Halbleiterschalter, einen Transistor 34, über
eine Sicherung 35 entladen, im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine
Schmelzsicherung. Der Entladungsimpuls ist so dimensioniert, daß bei einem
Spannungspegel von 30 V der Schmelzdraht der Schmelzsicherung 35 sicher
durchgebrannt wird und bei einem Spannungspegel der Grundversorgung von 5 V der
Schmelzdraht sicher intakt bleibt, auch dann, wenn die gesamte Leistung der 5 V-
Spannungsversorgung auf den Schmelzdraht geschaltet wird. Damit ist eine
Aufhebung der Sicherung durch eine elektronische Fehlfunktion im Einschaltzustand
ausgeschlossen.
Durch die Wahl der Kapazität des Kondensators 32 und der
Leistungsdimensionierung des Aufwärtswandlers 58 kann die Entsicherungszeit
vorbestimmt werden. Die Entsicherungszeit, die beispielsweise bis zu 15 Minuten
betragen kann, kann vom Anwender gewählt werden und wird werkseitig
voreingestellt. Die Aufladung des Kondensators 32 als Ladungsspeicher erfolgt nach
Anliegen der Versorgungsspannung, die der Aufwärtswandler 29 liefert, in bestimmten
Ladungsraten, die durch die Dauer und Höhe der Impulse 59 des Aufwärtswandlers
58 vorgegeben werden.
Die Aufladezeit des Kondensators 32 wird mit einer Zeitspanne verglichen, die mät
dem Beginn der Ladung des Kondensators 32 in einem zweiten Zeitglied gestartet
wird. Es ist eine hier nicht dargestellte, beispielsweise quarzgesteuerte Uhr in der
Action CPU 30, in der eine werksseitig eingestellte Zeitspanne als Entsicherungszeit
abläuft. Die systembedingte Ladezeit des Kondensators 32 muß innerhalb einer
Toleranz mit der von der Uhr in der Action CPU erzeugten Zeitspanne
übereinstimmen. Außerdem muß der Kondensator 32 innerhalb dieser Zeitspanne mit
der vorgesehenen Ladung aufgeladen sein, sonst kann die erste Auslösesperre nicht
aufgehoben werden.
Damit der erforderliche Spannungspegel zur Aufhebung der ersten Auslösesperre
erreicht wird, erfolgt bei der Aufladung des Ladungsspeichers 32 ein ständiger
Spannungsvergleich durch den Spannungskomparator 33. Der zeitbestimmende
Kondensator 32 erfüllt eine Doppelfunktion. Er ist sowohl zeitbestimmendes Glied als
auch Speicher für die Ladung. Nach Ablauf der Zeit im One Way RC-Timer 31 wird
durch Entladung des Kondensators 32 die Sicherung 35 aufgetrennt. Die Sicherung
35 ist die zweite Sicherungseinrichtung 25 und stellt im vorliegenden
Ausführungsbeispiel einen Kurzschluß her zwischen den beiden Anschlüssen 43 und
44 der Zündleitung 9, der Verbindung zwischen der Sicherheitszündstufe 26 und den
elektronischen Zündern 10a bis 10n. Der Kurzschluß bewirkt, daß von der
Sicherheitszündstufe 26 keine Signale über die Zündleitung an die Zünder geschickt
und somit keine Zünder gezündet werden können. Nach Ablauf der Zeit des One-Way
RC-Timers 31 führt das Durchbrennen der Sicherung 35 zu einer Potentialanhebung
an dem Punkt, an dem der negative Pfad der Spannungsversorgung des RC-Gliedes
angeschlossen ist. Der Masseanschluß E der Versorgungsspannung für das erste
Zeitglied ist in Reihe zur ersten Auslösesperre 35 geschaltet, so daß die Aufladung
des Kondensators 32 nur einmal möglich ist. Nach erfolgreicher Zerstörung der
Sicherung 35 ist das Zeitglied ohne Spannungsversorgung. Aus diesem Grund kann
das RC-Glied nur einmal genutzt werden. Die Sicherung für den One Way RC-Timer
31 ist physikalisch unabhängig von dem Rest der elektronischen Schaltung und den
übrigen Baugruppen. Da der One Way RC-Timer 31 keine beweglichen
mechanischen Teile enthält, ist er beschleunigungsfest und für einen großen
Temperaturbereich geeignet.
Die Action-CPU 30 kontrolliert den Spannungszustand der Systemsteuerung 23 und
der Sicherheitszündstufe 26. Weiterhin ist sie zuständig für die Kontrolle der
Funktionsabläufe innerhalb der ersten Sicherungseinrichtung 24 und vergleicht die
durch ihre Uhr vorgegebene Entsicherungszeit mit der Ladezeit des Kondensators 32
des One Way RC-Timers 31. Nach Ablauf ihrer Entsicherungszeit prüft sie, ob der
Ladungsspeicher, der Kondensator 32, eine vorgegebene Ladung enthält, die
ausreichend ist, um die Sicherung 35 zu zerstören. Ist das der Fall, initiiert sie die
Zerstörung der Sicherung 35, wodurch die erste Auslösesperre aufgehoben wird. Die
Action-CPU 30 ist während der Entsicherungszeit zuständig für die Kommunikation mit
der Sende- und Empfangseinheit 27. Ist die Sicherung 35 zerstört und damit die erste
Auslösesperre überwunden, ist eine Kommunikation mit dem Zündgerät 3 möglich.
Entweder durch das Programm selbst gesteuert oder über einen Funkbefehl vom der
Zündgerät 3 wird das Relais S2 betätigt und dadurch die Systemsteuerung 23 und die
Sicherheitszündstufe 26 mit Spannung versorgt. Mit der sogenannten Schärfung ist
die zweite Auslösesperre aufgehoben. In der CPU 48 der Systemsteuerung 23 sind
die zur Erzeugung der Codesignale erforderlichen Daten gespeichert. Diese
Codesignale sind zur Zündung elektronischer Zünder erforderlich. Liegt an der
Sicherheitszündstufe 26 Spannung an, kommunizieren die Action-CPU 30 der ersten
Sicherungseinrichtung 24 und die CPU 48 der Systemsteuerung 23 miteinander und
melden sich gegenseitig per Protokoll an. Desweiteren kontrolliert die Action-CPU 30
den Aufwärtswandler 49 auf Einhaltung der Spannung, die zur Zündung der Zünder
erforderlich ist. Im Fehlerfall erfolgt eine kontrollierte Abschaltung mit Funkmeldung
zum Zündgerät 3. Die Spannung wird im vorliegenden Fall von der
Versorgungsspannung 5 V auf die Zündspannung 15 V umgewandelt. Mit den Daten
der CPU 48 werden im Generator 50 der Sicherheitszündstufe 26 die Signale der
Codes generiert, mit denen die Entsicherung, die Programmierung und die Zündung
der Zünder erfolgt.
Nach Aufheben der zweiten Auslösesperre ist der Zündauslösungsbefehl möglich. Es
ist auch denkbar, die Aufhebung der zweiten Auslösesperre mit dem
Zündauslösungsbefehl zu koppeln. Dann wäre es möglich, auf Ebene der ersten
Auslösesperre durch ein Einschieben des zur der Auslöseeinheit gehörenden
Datenträgers den Schalter S1 wieder zu öffnen und damit die Freigabe der
Auslösesperre wieder aufzuheben.
Die Sende- und Empfangseinheit 27 kommuniziert über ihre Antenne 11 mit dem
Zündgerät 3. Als Sender-Empfänger kann ein Standart-Transceiver 47 eingesetzt
werden, der im UHF-Bereich sendet und empfängt. Der Frequenzbereich liegt:
beispielsweise bei 433 MHz. Die Übertragung erfolgt im annähernd optischen
Ausbreitungsbereich, das heißt, Sender und Empfänger sollten Sichtkontakt haben.
Durch Auswahl eines geeigneten Frequenzbereichs kann auch eine weitere
Entfernung zwischen Zündgerät und Auslöseeinheit ermöglicht werden. Die
Signalübertragung erfolgt vorzugsweise durch Frequenzmodulation, kann aber auch
mittels Amplitudenmodulation erfolgen.
Die Kodierung der digitalen Daten kann direkt über Frequency Shift Keying (FSK) bei
einem üblichen Frequenzwechsel zwischen 400 und 450 Mhz erfolgen. Wegen der
höheren Betriebssicherheit wird eine Kommunikation mit Audio Frequency Shift
Keying (AFSK) bevorzugt. Die Frequenzen liegen bei dieser Übertragung im Bereich
hörbarer Töne.
Anhand der Fig. 4 wird der Aufbau eines elektronischen Sprengzünders 60 erläutert,
der beispielsweise insbesondere im Bergbau und Tiefbau eingesetzt wird. Die Hülse
61 enthält eine Sekundärladung 62, die durch eine Primärladung 63 gezündet wird.
Initiiert wird die Zündung durch die sogenannte Zündpille 64. Bei konventionellen
elektrischen Sprengzündern ist die Zündpille direkt an die Zündleitung
angeschlossen. Dort wird die Zündpille direkt durch den eingespeisten elektrischen
Stromimpuls von bis zu mehreren Ampere gezündet. Es handelt sich hierbei um eine
rein energetische Zündung.
Beim elektronischen Sprengzünder dagegen ist der Zündpille eine Elektronik
vorgeschaltet. Die Elektronik 65 besteht im wesentlichen aus einem elektronischen
Schaltkreis 66, der in einem Gehäuse eingebettet ist und dessen Aufbau anhand des
Blockschaltbilds in Fig. 5 näher erläutert wird. Ein weiterer wesentlicher Bestandteil
ist ein Kondensator 67, in dem die für die Zündung erforderliche Energie gespeichert
wird. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sorgen ein SMD-Widerstand 68 und ein
Ferriffilter 69 als Begrenzer- und Filterschaltung dafür, daß die Eingangsspannung
einen bestimmten Wert nicht überschreitet und daß Störsignale ferngehalten werden.
Die Hülse 61 verschließt ein Stopfen 70, durch den die Anschlüsse der Elektronik 65
durchgeführt sind. Die Anschlüsse ragen als Kontaktstifte 71 aus dem zu einer
Steckbuchse 72 geformten Stopfen 70 heraus. Der Stopfen 70 ist in das offene Ende
der Hülse 61 hineingeschoben und beispielsweise im vorliegenden
Ausführungsbeispiel durch Einwürgen 73 darin befestigt. Der Stopfen 70 verschließt
die Hülse wasserdicht und schützt damit die Elektronik. Außerdem bietet der durch die
Buchse 72 gebildete Steckkontakt den Anschluß eines Steckers 74, der mit der
Zündleitung 75 verbunden ist. Die Zündleitung 75 mündet in Kontakthülsen 76, in die
die Kontaktstifte 71 eingeschoben werden. Im Schnittbild sind hier nur jeweils eine
Kontakthülse und ein Kontaktstift zu sehen. Der Stecker 74 weist außerdem einen
Dichtkegel 77 auf, der die Kontakthülsen 76 umschließt und in die Buchse 72 des
Stopfens 70 hineingeschoben werden kann. An dem Stecker 74 befindliche
Rastlamellen 78 hintergreifen auf der Außenseite der Buchse 72 angeordnete
Ausnehmungen 79 und bilden somit eine sichere Verbindung zwischen der
Zündleitung 75 und dem elektronischen Sprengzünder 60. Diese Steckverbindung ist
staub- und wassergeschützt und somit auch für den rauhen Sprengbetrieb geeignet.
Die Fig. 5 zeigt das Blockschaltbild der Elektronik 65 des elektronischen
Sprengzünders 60. Sie setzt sich im wesentlichen aus vier Baugruppen zusammen:
dem Analogteil 80, der an der Zündleitung 9 angeschlossen ist, der Zündstufe 81, an
deren Anschlüsse 64a die Zündpille 64 angeschlossen ist, die digitale
Datensteuerung 82 mit der CPU 83 und dem Informationsteil 84.
Ein elektronischer Zünder kann nur gezündet werden, wenn mit einem
entsprechenden Spannungspegel codierte Informationen, Ansteuersignale, auf der
Zündleitung zum Zünder gesendet werden. Zunächst wird mittels eines
Entsicherungscodes, Code 1, der Sprengzünder 60 betriebsbereit gemacht. Der
Entsicherungscode 85 ist im Informationsteil 84 abgespeichert. Derselbe Code ist in
der CPU 48 der Systemsteuerung 23 (Fig. 2) abgespeichert. Auf Befehl wird er vom
Generator 50 der Sicherheitszündstufe 26 erzeugt und ausgesendet. Entspricht der
von der Auslöseeinheit 2a über die Zündleitung 9 ausgesandte Entsicherungscode
dem im Informationsteil 84 gespeicherten Entsicherungscode 85 - die Ankunft des in
der Sicherheitszündstufe 26 erzeugten Codes 1 soll durch den Pfeil 86 am
Informationsteil 84 symbolisiert werden - wird zunächst der Kondensator 67 mit einem
definierten Ladestrom aufgeladen. Im Analogteil 80 sorgt eine leistungsfähige
Begrenzer- und Filterschaltung 87 als Eingangsschutz dafür, daß die
Eingangsspannung einen bestimmten Wert nicht überschreitet. Dadurch werden
außerbetriebsmäßige Spannungen, wie sie bei Einwirkung von Fremdelektrizität
auftreten könne, abgefangen. In der Signalauskopplung 88 wird bei jedem
Richtungswechsel des Eingangsstroms, bei jedem Nulldurchgang der Spannung, ein
Signal abgegeben, das in der digitalen Datensteuerung 82 weiterverarbeitet wird.
Hinter der Signalauskopplung 88 wird über einen Gleichrichter 89 der
Energiespeicher, der Kondensator 67 in der Zündstufe 81, aufgeladen.
Zwischen Gleichrichter 89 und Energiespeicher 67 liegt ein digital einstellbarer Zwei-
Stufen-Spannungsregler 90. Er hält während der Entsicherung die Spannung so
niedrig, daß eine Zündung mangels Zündenergie ausgeschlossen ist, die Elektronik
aber sicher betrieben werden kann. Jeder Wechsel der Polarität der
Eingangsspannung am Zünder 60 bewirkt in der Elektronik 65 des Zünders die
Erzeugung eines Impulses. Nach einer definiert erzeugten Impulsfolge wird die
Aufladung des Kondensators 67 als Energiespeicher freigegeben. Um den
Entsicherungscode (Code 1) erkennen zu können, laufen in der digitaler
Datensteuerung 82 die von der Signalauskopplung 88 kommenden Signale auf den
Eingangsimpulszähler 91. Die Impulse werden in der CPU 83 ausgewertet und im
Informationsteil 84 mit dem Entsicherungscode 85 verglichen. Dazu ist in der digitalen
Datensteuerung 82 ein Oszillator 92 vorgesehen, der über einen Taktgenerator 93
Signale in die CPU 83 einspeist und zu einem Referenzzähler 94 leitet. Falls mit
einem falschen Code versucht wird, die Programmierung durchzuführen, erfolgt eine
Selbstsicherung des Zünders. Eine Reaktivierung ist nur durch eingewiesenes
Personal möglich.
Hat die CPU 83 die richtige Impulsfolge des Entsicherungscodes 86 erkannt, wird die
zweite Stufe des Spannungsreglers 90 freigegeben. Danach wird in sehr kurzer Zeit,
beispielsweise in 3 Sekunden, der Kondensator 67 auf die am Eingang des Zünders
60 liegende Spannung aufgeladen. Nach der Aufladung des Kondensators 67 muß
mittels eines weiteren Codes (Code 2), bestehend aus weiteren definierten
Spannungswechseln, ein elektronischer Schalter freigegeben werden. Dieser Code 2
ist ebenfalls in der Systemsteuerung 23 der Auslöseeinheit 2a hinterlegt und wird
ebenfalls von dem Generator 50 der Sicherheitszündstufe 26 erzeugt.
Stimmt die Anzahl der im Code 2 enthaltenen Impulse mit der Anzahl der vom
Referenzzähler 94 vorgegebenen Impulse überein, wird ein Schalttransistor 95
angesteuert, mit dem der Sprengzünder geschärft wird.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der nächste vom Eingangszähler
kommende Impuls, der Code 3, dann von der CPU 83 zur Ansteuerung des
Schalttransistors 95 verwendet. Mit diesem Impuls wird die Entladung des
Kondensators 67 bewirkt und die Zündpille 64 gezündet.
Wird nach der Entsicherung durch den Code 1 und vor Eingabe des Zündsignals die
Stromzufuhr unterbrochen, entlädt sich der Kondensator 67 in einer kurzen Zeit,
beispielsweise in zwei Minuten, ohne daß es zu einer Zündung kommt. Danach ist der
Zünder wieder passiv, das heißt er ist handhabungssicher und erneut betriebsbereit.
Zur Identifizierung eines Zünders kann es vorteilhaft sein, wenn zusätzlich die
Fertigungsdaten 96 sowie die Kundendaten 97 in dem Informationsteil 84
abgespeichert sind und auf diese Daten durch dis CPU 83 der digitalen
Datensteuerung 82 zurückgegriffen werden kann.
Claims (22)
1. Zündeinrichtung für Zünder, die mittels Funk auslösbar sind, bestehend aus
mindestens einer Auslöseeinheit, an dem mindestens ein elektrischer oder
elektronischer Zünder angeschlossen ist, und einem räumlich von der
Auslöseeinheit anordbaren Zündgerät, wobei mindestens das Zündgerät mit
der Auslöseeinheit mittels Funksignale kommunizieren kann, dadurch
gekennzeichnet, daß die mindestens eine der Auslöseeinheiten (2a, 2b) einen
entnehmbaren und in das Zündgerät (3) einsetzbaren Datenträger (6a, 6b)
enthält, daß das Zündgerät (3) eine Leseeinrichtung (15) für die Daten des
eingesetzten Datenträgers (6a, 6b) aufweist, daß die Auslöseeinheit (2a, 2b)
und der ihm jeweils zugeordnete Datenträger (6a, 6b) identische
Identifizierungskennzeichen und für die Auslösung der angeschlossenen
Zünder (10a bis 10n, 10a' bis 10n') erforderliche Informationen enthalten, daß
durch die Entnahme des Datenträgers (6a, 6b) die Auslöseeinheit (2a, 2b)
aktiviert ist und in einen Empfangszustand oder bei möglicher bidirektionaler
Kommunikation in einen Sende- und Empfangszustand versetzbar ist, daß das
Zündgerät (3) mit eingesetztem Datenträger (6a, 6b) nach Einlesen der Daten
ebenfalls in Sende- beziehungsweise Sende- und Empfangsbereitschaft
versetzt ist, daß eine Stromversorgung (28) der Auslöseeinheit (2a, 2b)
vorgesehen ist, die bei eingesetztem Datenträger (6a, 6b) unterbrochen und bei
entnommenen Datenträger (6a, 6b) geschlossen ist, daß bei geschlossenem
Stromkreis in der Auslöseeinheit (2a, 2b) ein kapazitiver Speicher (32)
aufladbar ist, dessen Ladung zur Aufhebung einer ersten Auslösesperre (35)
vorgesehen ist, daß bei aufgehobener ersten Auslösesperre (35) der Zugriff auf
die in der Auslöseeinheit (2a, 2b) gespeicherten Daten möglich ist, daß
dadurch die zweite Auslösesperre (S2) aufgehoben ist und daß ab diesem
Zeitpunkt die Zünder (10a bis 10n, 10a' bis 10n') auslösbar sind.
2. Zündeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Datenträger (6a, 6b) eine Chipkarte oder Barcodekarte ist.
3. Zündeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der
kapazitive Speicher (32) aufgrund seiner vorgegebenen Ladezeit ein erstes
Zeitglied ist, daß ein weiteres, unabhängiges Zeitglied zur Überprüfung der
Ladezeit des Speichers (32) vorgesehen ist und daß die in der vorgegebenen
Ladezeit erreichte, mit einer vorgegebenen Ladung übereinstimmende Ladung
zur Aufhebung der ersten Auslösesperre (35) vorgesehen ist.
4. Zündeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß der Masseanschluß (E) der Versorgungsspannung für das erste Zeitglied
(32) in Reihe zur ersten Auslösesperre (35) geschaltet ist, so daß die
Aufladung des Speichers (32) als Zeitglied nur einmal möglich ist.
5. Zündeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß sowohl die Unversehrtheit als auch die Aufhebung der ersten
Auslösesperre (35) durch die Höhe der an der Zündleitung (9) zu den Zündern
(10a bis 10n, 10a' bis 10n') anliegenden Spannung überprüfbar ist.
6. Zündeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Mindestspannung zur Aufladung des Speichers (32) höher ist als die
zur Versorgung der Elektronik in der Auslöseeinheit (2a, 2b) erforderliche
Grundspannung.
7. Zündeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die erste Auslösesperre (35) ein Kurzschluß in der Zündleitung (9) ist, der
durch die Entladung des Speichers (32) aufhebbar ist.
8. Zündeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die
Auslösesperre (35) eine Schmelzsicherung mit definiertem Widerstand ist.
9. Zündeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die zweite Auslösesperre (S2) ein ansteuerbarer Schalter ist, bei dessen
Schließstellung unter anderem der Zugriff auf die in der Auslöseeinheit (2a, 2b)
gespeicherten Daten möglich ist.
10. Zündeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
daß die Auslöseeinheit (2a) eine Zugangssperre (4) aufweist.
11. Zündeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet,
daß das Zündgerät (3) eine Zugangssperre (13) aufweist.
12. Zündeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet,
daß die elektronischen Zünder (10a bis 10n, 10a' bis 10n') durch eine Folge
von Codes gesichert sind, wobei jeder Code eine Sicherung vor
unbeabsichtigter Zündung darstellt und daß durch jeden von der Auslöseeinheit
(2a, 2b) ausgesandten und von dem angesprochenen Zünder akzeptierten
Code stufenweise die Zündung freigebbar ist in der Reihenfolge Entsicherung,
Energiezufuhr, Bereitstellung der Zündspannung und Zündbefehle.
13. Zündeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet,
daß der Datenaustausch zwischen der Auslöseeinheit (2a, 2b) und dem
Zündgerät (3) mit Frequenzen im UHF-Bereich erfolgt.
14. Zündeinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die
Übertragung der Daten durch Frequenzmodulation erfolgt.
15. Zündeinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die
Übertragung der Daten durch Amplitudenmodulation erfolgt.
16. Zündeinrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch
gekennzeichnet, daß zur Verschlüsselung der Daten das Frequency Shift
Keying (FSK) eingesetzt wird.
17. Zündeinrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch
gekennzeichnet, daß zur Verschlüsselung der Daten das Audio Frequency Shift
Keying (AFSK) eingesetzt wird.
18. Verfahren zur Zündung elektrischer oder elektronischer Zünder, die mittels
Funk auslösbar sind, durch eine Zündeinrichtung, bestehend aus mindestens
einer Auslöseeinheit, an dem mindestens ein Zünder angeschlossen ist und
einem von der Auslöseeinheit räumlich anordbaren Zündgerät, das mittels
Funksignale mit der Auslöseeinheit kommuniziert, dadurch gekennzeichnet,
daß die Zündung der Zünder erst nach sukzessiver Aufhebung von
Auslösesperren erfolgen kann, wobei nach Aufhebung einer Auslösesperre
jeweils ein für die Auslösung der Zündung erforderlicher Verfahrensschritt
abläuft und erst das Ergebnis dieses Verfahrensschritts eine Vorgabe erfüllt,
die zur Aufhebung der nächsten Auslösesperre möglich ist und daß erst dann,
wenn alle Auslösesperren aufgehoben sind, die Auslösung der Zünder möglich
ist und wenn ein Verfahrensschritt nicht gestartet werden kann oder ein
Verfahrensschritt nicht zu einem vorgegebenen Ergebnis führt, der
nachfolgende Verfahrensschritt nicht gestartet werden kann.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslöseeinheit
ein Datenträger entnommen wird, der ein mit der Auslöseeinheit identisches
Identifizierungskennzeichen und Informationen über die Auslöseeinheit und die
daran angeschlossenen Zünder enthält, daß die Daten des Datenträgers in
einen Speicher des Zündgeräts eingelesen werden, daß die Sendebereitschaft
und bei bidirektional möglicher Kommunikation auch die Empfangsbereitschaft
hergestellt wird, daß mit der Entnahme des Datenträgers aus der
Auslöseeinheit die Energieversorgung für die elektronischen Baugruppen der
Auslöseeinheit eingeschaltet wird, daß vor Aufhebung der ersten
Auslösesperre nur die zur Aufhebung einer ersten Auslösesperre benötigten
Baugruppen mit Energie versorgt werden, daß eine Selbstprüfung der
Schaltkreise der elektronischen Baugruppen erfolgt, daß bei einem
festgestellten Fehler die Funktion der Auslöseeinheit blockiert wird, daß bei
Fehlerfreiheit in der Auslöseeinheit in einem ersten Zeitglied, das ein RC-Glied
ist, der Speicher in einer vorgegebenen Zeitspanne durch Ladeimpulse mit
einer vorgegebenen Ladung aufgeladen wird, daß in einem unabhängigen
zweiten Zeitglied eine gleichlange Zeitspanne gestartet wird, daß bei
gleichzeitigem Ablauf beider Zeitspannen innerhalb einer vorgebbaren
Toleranz und Erreichen der vorgegebenen Ladung durch Entladung des
Speichers die erste Auslösesperre aufgehoben wird, wodurch die Zündleitung
für den Zündstrom und den eventuellen Datenaustausch mit den Zündern
freigegeben wird, daß bei fehlender Übereinstimmung der Zeitabläufe und/oder
Nicht-Erreichen des Ladungsniveaus die Zündleitung nicht freigegeben wird,
daß nach Aufheben der ersten Auslösesperre der Zugriff auf die in der
Auslöseeinheit gespeicherten Daten sowie die Energieversorgung der übriger
Baugrupen, insbesondere der Systemsteuerung, möglich wird und daß dadurch
die zweite Auslösesperre aufgehoben ist, so daß ab diesem Zeitpunkt die
Auslösung der Zünder möglich ist.
20. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß bei
freigegebener Zündleitung die Spannungsversorgung zur Signalgenerierung für
die Erzeugung der Codes freigegeben wird, mit denen bei elektronischen
Zündern über die in der Auslöseeinheit abgespeicherten Zünderadressen die
einzelnen Zünder jeweils aktiviert und gezündet werden können und daß bei
einem Signal mit einem fehlerhaft erzeugten Code die Zündung unterbleibt.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß
jede Auslöseeinheit aufgrund ihres Identifizierungskennzeichens individuell
ansteuerbar ist.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß
jeder elektronische Zünder aufgrund der in der Auslöseeinheit abgespeicherten
Zünderadressen einzeln ansteuerbar ist.
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