DE2356875B2 - Schaltungsanordung zum erzeugen zeitlich aufeinanderfolgender stromstoesse - Google Patents

Description

eher (11), einen Oszillator (161 einen Frequenzteiler io einzigen Sprengsatz erfolgen -, so bestehen doch große -— · · - - - Schwierigkeiten bezüglich der Brandgefahr und der

Korrosionsgefahr. Bei unsachgemäßer Behandlung kann die Zündkordel beschädigt und die Zündfolge dadurch unterbrochen werden.

Insbesondere zur besseren Lösung dieser Probleme liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung anzugeben, mit der eine solche Zündfolge elektronisch und damit wesentlich zuverlässiger ausgelöst werden kann, ohne daß allerdings die Anwendung auf diesen speziellen Fall beschränkt sein soll.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einer Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß mehrere jeweils einen Strom

(17) mit zwei Ausgängen für zwei Signale unterschiedlicher Verzögerungszeiten und zwei Schalter (15, 20) enthält, von denen der erste (15) selbsthaltend ist, daß sämtliche Energiespeicher (11) zum gleichzeitigen Aufladen an eine gemeinsame Speiseleitung angeschlossen sind und daß jeweils der Energiespeicher (11) über den ersten Schajter (15), ausgelöst vom Frequenzteilerausgangssignal mit der kürzeren Verzögerungszeit der vorgeschalteten Stromstoßeinheit bzw. bei der ersten Stromstoße'mheit von einem Startimpuls ausgelöst, als Versorgungsspannungsquelle an den Oszillator (16) und an den Frequenzteiler (17) gelegt und über den zweiten Schalter (20), ausgelöst vom Frequenzteileraus

gangssignal mit der längeren Verzögerungszeit, als 25 stoß einer Reihe von Stromstößen erzeugende Strom

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Energiequelle für den Stromstoß mit dem Verbraucher (21) verbunden wird.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Frequenzteiler (17) aus i hi

stoßeinheiten hintereinandergeschaltet sind, daß jede Stromstoßeinheit einen Energiespeicher, einen Oszillator, einen Frequenzteiler mit zwei Ausgängen für zwei Signale unterschiedlicher Verzögerungszeiten und zwei l d d lbhld

zwei hintereinandergeschalteten, aus Flip-Flops 30 Schalter enthält, von denen der erste selbstschaltend ist.

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aufgebauten Teilerstufen (22,23) besteht, von denen die erste (22) ein Frequenzteilerverhältnis vom Verhältnis der kürzeren Verzögerungszeit (fi) zur Oszillatorschwingungsperiode und die zweite (23) ein Frequenzteilerverhältnis vom Verhältnis der längeren {.'2) zur kürzeren Vcrzögcrungszcit (ίι) hat. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schaltteil (18) für einen Setzimpuls vorgesehen ist, mit dem beim Schließen daß sämtliche Energiespeicher zum gleichzeitigen Aufladen an eine gemeinsame Speiseleitung angeschlossen sind und daß jeweils der Energiespeicher über den ersten Schalter, ausgelöst vom Frequenzteilerausgangssigna! mit der kürzeren Verzögerungszeit der vorgeschalteten Stromstoßeinheit bzw. bei der ersten Stromstoßeinheit von einem Startimpuls ausgelöst, als Versorgungsspannungsquelle an den Oszillator und an den Frequenzteiler gelegt und über den zweiten

des ersten Schalters (15) die Flip-Flops der 40 Schalter, ausgelöst vom Frequenzteilerausgangssignal Frequenzteilerstufen (22, 23) in einen eindeutigen mit der längeren Verzögerungszeit, als Energiequelle

Grundschaltzustand gebracht werden.

4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Energiespeicher (U) ein Kondensator(13) ist.

5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 -4, dadurch gekennzeichnet, daß der Oszillator (16) einen Keramikschwinger enthält.

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Erzeugen zeitlich aufeinanderfolgender Stromstöße.

Solche Stromstoßreihen finden Anwendung beispielsweise zur Steuerung von Blinkanlagen oder für die aufeinanderfolgende Zündung von Sprengsätzen. Bei dem letztgenannten Anwendungsgebiet sind spezielle Randbedingungen vorgegeben, z. B. muß der zeitliche Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Sprengungen wegen der Druckwellenverhältnisse einen Mindestwert einhalten.

Solche Sprengungen werden in herkömmlicher Weise folgendermaßen ausgeführt: Durch elektrische Zündung i

für den Stromstoß mit dem Verbraucher verbunden wird.

Im Vergleich zu der herkömmlichen Verwendung von Zündschnüren mit ihrer Anfälligkeit ergibt die elektronische Zündung mit Hilfe einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung den Vorteil, daß nur unproblematische elektrische Leitungen verwendet werden. Dadurch, daß alle Energiespeicher gleichzeitig aufgeladen werden und diese Aufladung unabhängig ist von der Zahl der Stromstoßeinheiten und von der Stelle innerhalb der Kette der hintereinandergeschalteten Stromstoßeinheiten, ist ein sicherer Funktionsablauf der Stromstoßreihe gewährleistet. Für die Anwendung bei der elektronischen Zündung eines Sprengsatzes bedeutet dies, daß bei Beginn sämtliche Stromstoßeinheiten gleichermaßen funktionsbereit sind und daß die Hauptstromversorgung über die Speiseleitung kurz vor und während des Sprengablaufs ohne weiteres ausfallen kann.

Bei der vorteilhaften Verwendung von Kondensatoren als Energiespeicher ist von Bedeutung, daß die Aufladung über eine beliebig lange Zeit vorgenommen werden kann. Dies ist unter Umständen zu einer

eines aus Schwarzpulver bestehenden Zünders wird 65 sogenannten Formierung der Kondensatoren nötig,

~ ~ ' wenn sie vorher länger gelagert waren.

Für die beiden benötigten Verzögerungszeiten ist aus Toleranzgründen von Vorteil, daß nur ein einziges

eine Zündkordel in Brand gesteckt. An dieser Zündkordel befinden sich im Abstand von ca. 30 cm je nach Bedarf beispielsweise zwanzig etwa 1 m lange

mitbestimmendes Glied, der Oszillator, verwendet wird und daß die beiden Verzögerungszeiten über den Frequenzteiler hergestellt werden. Darüber hinaus werden Kondensatoren mit großer Kapazität einge_lpart Vorteilhaft ist der Oszillator mit einem Keramikschwinger ausgestattet

Eine vorteilhafte Ausgestalte tg der Erfindung beiteht darin, daß der Frequenzteiler aus zwei hintereinandergeschalteten Teilerstufen besteht und daß diese Teilerstufen und die Schaltstufe aus Fiip-Flops auf ge- ίο baut sind. Dabei teilt die erste Teilerstufe die vom Oszillator angebotene Frequenz auf eine Frequenz mit der Periode in der Länge der kürzeren Verzögerungszeit Diese Frequenz wird von der zweiten Teilerstufe auf die Frequenz mit der Periode der längeren Verzögerungszeit geteilt

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ist ein Schaltteil vorgesehen, das beim Anschalten der Versorgungsspannung die Flip-Flops der TeiL'rstufen in den Grundschaltzustand setzt.

Weitere Einzelheiten einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung sollen an Hand eines in den Figuren der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Dabei ist in F i g. l eine Gesamtschaltungsanordnung mit drei Stromstoßeinheiten dargestellt:

F i g. 2 zeigt in Blockdarstellung die Schaltungsanordnung einer solchen Stromstoßeinheit;

Fig.3 stellt detaillierter die genannte vorteilhafte Ausgestaltung des Frequenzteilers einschließlich des genannten Schaltteils zum Setzen der Flip-Flops in den Crundschaltzustand dar.

Die F i g. 1 enthält die Darstellung dreier gleich aufgebauter Stromstoßeinheiten. Dabei besitzt jede Stromstoßeinheit zwei Klemmen 1 und 2 zum Anschalten einer Versorgungsspannung, eine Eingangsklemme 3 und zwei Ausgangsklemmen 4 und 5. Außerdem enthält jede Stromstoßeinheit einen Energiespeicher 11 und einen Schaltungskomplex 12, die einander parallelgeschaltet sind, wobei der Eingang 3 und die Ausgänge 4 und 5 aus dein Schaltungskomplex 12 herausführen.

Zwischen die Klemme 1 und die Parallelschaltung des Energiespeichers 11 mit dem Schaltungskomplex 12 ist die Hintereinanderschaltung einer Diode 9 mit einem ohmschen Widerstand 10 geschaltet. Eine Versorgungsipannungsquelle 8 ist einerseits mit den Klemmen 2 und andererseits über einen Schalter 6 mit den Klemmen 1 der Stromstoßeinheiten verbunden. Außerdem ist die Versorgungsspannungsquelle 8 über einen Schalter 7 an die Eingangsklemme 3 der ersten Stromstoßeinheit gelegt. Die Ausgangsklemme 4 der ersten Stromstoßeinheit ist mit der Eingangsklemme 3 der zweiten Stromstoßeinheit verbunden, deren Ausgangsklemme 4 wiederum mit der Eingangsklemme 3 der letzten Stromstoßeinheit verbunden ist. Zum Zeichen dafür, daß das Ausführungsbeispiel nicht auf die Zahl Drei der verwendeten Stromstoßeinheiten begrenzt ist, sind die Verbindungen zwischen der zweiten und der dritten Stromstoßeinheit gestrichelt gezeichnet. Die Ausgangsklemmen 4 der Stromstoßeinheiten führen Signale mit der kürzeren Verzögerungszeit zum Fortschalten der nächsten Stromstoßeinheit. Die Klemmen 5 führen Signale mit der längeren Verzögerungszeil zum Ansteuern der entsprechenden angeschlossenen Verbraucher.

In Fie.2 ist eine einzelne Stromstoßeinheit mit den Versorgungsspannungsklemmen 1 und 2, der Eingangsklemme 3 und den Ausgangsklemmen 4 und 5 dargestellt Der Energiespeicher ti besteht in diesem Fall aus einem Kondensator 13, der in Reihe mit dem ohmschen Widerstand 10 und mit der Diode 9 zwischen die beiden Versorgungsipannungsklemmen 1 und 2 geschähet ist Der Kondensator 13 dient als Versorgungsspannungsquelle und ist an eine erste Treiberstufe 14, über einen Schalter 15 an einen Oszillator 16, an einen Frequenzteiler 17 und an eine zweite Treiberstufe 19 und über einen Schalter 20 und über die Ausgangsklemme 5 an einen Verbraucher 21 geschaltet. Der Eingang der ersten Treiberstufe 14 ist mit der Eingangsklemme 3 verbunden, ihr Ausgang mit dem Steuereingang des Schalters 15. Der Ausgang des Oszillators 16 ist mit dem Eingang des Frequenzteilers 17 verbunden. Dieser besitzt zwei Ausgänge, von denen der erste mit der Ausgangsklemme 4 und der zweite mit dem Eingang der zweiten Treiberstufe 19 verbunden ist. Der Ausgang der zweiten Treiberstufe 19 ist mit dem Steuereingang des Schalters 20 verbunden. Zur Symbolisierung dafür, daß der erste Ausgang des Frequenzteilers 17 ein Signal mit der kürzerer. Verzögerungszeit an die Ausgangsklemme 4 liefert, ist das entsprechende Signal mit fi und dafür, daß das Signa! des zweiten Ausgangs mit der längeren Verzögerungszeit behaftet ist, das entsprechende Signal mit ?2 bezeichnet.

Wird der Schalter 6 geschlossen, so laden sich die Energiespeicher 11 bzw. die Kondensatoren 13 der Stromstoßeinheiten über die Dioden 9 und die ohmschen Widerstände 10 gleichzeitig auf. Die Schalter 15 und 20 sind geöffnet, so daß die Ladung am Kondensator 13 erhalten bleibt. Die Diode 9 verhindert die Entladung des Kondensators 13 über die Klemmen I und 2. Nach Ladung der Kondensatoren 13 bzw. allgemein der Energiespeicher 11 kann die Kette der hintereinandergeschalteten Stromstoßeinheiten durch Schließen des Schalters 7 gestartet werden. Nach Schließen des Schalters 7 verursacht die erste Treiberstufe 14 die Schließung des Schalters 15. Dabei ist entweder dieser Schalter 15 selbsthaltend ausgebildet, oder die Treiberstufe 14 sorgt für das dauernde Schließen des Schalters 15, auch wenn die Eingangsklemme 3 keinen Impuls mehr führt. Dadurch werden der Oszillator 16 und der Frequenzteiler 17 in Gang gesetzt. Nach der kürzeren Verzögerungszeit wird über die Ausgangsklemme 4 und über die Eingangsklemme 3 der nächsten Stromstoßeinheit die erste Treiberstufe 14 der nächsten Stromstoßeinheil angesteuert, die ihrerseits denselben Vorgang für die nächste Stromstoßeinheit auslöst. Nach der längeren Verzögerungszeit wird die zweite Treiberstufe 19 angesteuert, die ihrerseits den Schalter 20 schließen läßt. Damit wird über die Ausgangsklemme 5 der Kondensator 13 an den Verbraucher 21 gelegt. Die Startinformation hat sich während der längeren Verzögerungszeit h in der Kette so weit fortgepflanzt, daß beispielsweise bei Einsatz der Schaltungsanordnung als Sprengstoffzünder durch die Detonation der ersten Ladung die Informationsleitung nicht unterbrochen oder kurzgeschlossen wird.

F i g. 3 zeigt eine detaillierte Darstellung des Frequenzteilers 17 und eines Schaltteils 18. Der Frequenzteiler 17 besteht dabei aus zwei hintereinandergeschalteten Teilerstufen 22 und 23. Der Ausgang der Teilerstufe 22 ist mit der Klemme 4, der der Teilerstufe 23 mit der zweiten Treiberstufe 19 verbunden. Außerdem ist in der F i g. 3 ein Schaltteil 18 dargestellt.

das über entsprechende Eingänge der beiden Teilerstufen 22 und 23 dafür sorgt, daß bei Schließen des Schalters 15 mit Hilfe eines Setzimpulses ein eindeutiger Grundschaltzustand hergestellt wird. Der Eingang der ersten Teilerstufe 22 ist mit dem Oszillator 16 verbunden.

Das Frequenzteilerverhältnis der ersten Teilerstufe 22 ist gleich dem Verhältnis der kürzeren Verzögerungszeit zur Periode der Oszillatorfrequenz. Das Teilerverhältnis der zweiten Teilerstufe entspricht dem Verhältnis der längeren Verzögerungszeit zur kürzeren Verzögerungszeit.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zum Erzeugen zeitlich aufeinanderfolgender Stromstöße, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere jeweils einen Stromstoß einer Reihe von Stromstößen erzeugende Stromstoßeinheiten hintereinandergeschaltet sind, daß jede Stromstoßeinheit einen EnergiespeiZündschnüre, an deren Ende jeweils ein Detonator wie z. B. eine Dynamitstange angebracht ist Erst nachdem mehrere Zündschnüre nacheinander von der Zündkordel Feuer gefangen haben, kann die Detonation der ersten Dynamitstange erfolgen. Diese Verzögerung läßt sich auch dadurch erreichen, daß die Zündschnüre entsprechende Abstände voneinander haben. Wenn auch dieses System sehr flexibel ist — es können bis zu 300 aufeinanderfolgende Sprengungen mit einem