DE2362779A1

DE2362779A1 - Testeinrichtung zur bestimmung der ausgangsenergie einer zuendmaschine

Info

Publication number: DE2362779A1
Application number: DE2362779A
Authority: DE
Inventors: Kaushik H Thakore
Original assignee: Bendix Corp
Current assignee: Bendix Corp
Priority date: 1972-12-26
Filing date: 1973-12-18
Publication date: 1974-06-27
Also published as: US3865028A; ATA1083673A; FR2211640B1; AT328037B; IT1002256B; FR2211640A1; GB1446330A

Description

Dr. Ing. H. N'ecendank

Dipl. Ing. H. HaGc": - Die'· *hvs. W. Schmitz

Dipl. Ing. E. Graa'.f·: - Cl;:;. 'nn. W. VVshnsrt

8 München % If. i-z-z^-zSto 25

Telefon 5330586

THE BENDIX CORPORATION
!Executive Offices

!Bendix Center 17. Dezember 1973

'Southfield, Mich.48075,USA. Anwaltsakte M-2934

Testeinrichtung zur Bestimmung der Ausgangsenergie einer Zündmaschine

JDie Erfindung betrifft eine Testeinrichtung zur Bestimmung der !Ausgangsenergie einer Zündmaschine, die in einem Kondensator geispeicherte Energie zum Zünden mehrerer elektro-explosiver Zündleinheiten abgibt. Solche elektro-explosive Zündeinheiten können Iz.B. Zündhütchen sein.

iDem Prinzip nach enthalten Zündmaschinen zum Zünden von Sprengla-

|dungen eine Energiequelle, wie z.B. eine Batterie, einen Oszillator, einen auf den Oszillator ansprechenden Wandler zum Hochspannen der Ausgangsimpulse des Oszillators, einen Speicherkondensator der durch die Ausgangsimpulse des Wandlers aufgeladen wird und einen Triggerkreis, der eine Freisetzung der in dem Kondensator gespeicherten Energie und damit ein Zünden der Sprengladung ermöglicht· Die in dem Kondensator gespeicherte Energie wird durch

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die Sprengladung abgeleitet, indem ein Triggerschaltkreis aktiviert wird, der entweder automatisch oder manuell ausgelöst werden kann. Als Beispiel für eine Zündmaschine mit Speicherkondensator wird auf das US Patent 3 704 393 mit dem Titel "Capacitive Discharge Type Blasting Machine" verwiesen, das P.J. Digney et al am 28. November 1972 erteilt wurde.

Die Benutzung von tragbaren mit Batterien bestückten Zündmaschinen zum Zünden großer Sprengsätze wird gegenüber der direkten Ausnutzung des Leitungsnetzes als Quelle für den elektrischen Strom be- '

vorzugt, insbesondere bei unterirdischen Sprengungen in Tunneln ₍und Bergwerken, wo elektrische ^zögerungszündhütchen eingesetzt

werden. Die Verwendung von auf der Entladung eines Kondensators |

basierenden Zündmaschinen zum Zünden elektrischer Zündhütchen i (sowohl der sofori/zündenden als auch der verzögerten Zündhütchen) ist hinreichend bekannt; es stehen einige Zündmaschinen dieser Baart bereit, die in einer einzigen Sprengung eine relativ große Anzahl von elektrischen Zündhütchen zünden können. Die Anzahl der elektrischen Zündhütchen, die in einer einzigen Sprengung durch eine gegebene Zündmaschine gezündet werden können, hängt teilweise von der Art und Weise ab, in der die elektrischen-Zündhütchen mit der Zündmaschine zusammengeschaltet sind. In der Sprengtechnik ist es hinreichend bekannt, daß eine gewisse Anzahl von elek- I trischen Zündhütchen bei einer einzigen Sprengung von einer gegebenen Energiequelle her gezündet werden können, wenn die Zündhütchen entweder in Reihe oder parallel-geschaltet sind. Die relative Einfachheit des Aufbaus eines Parallel-Zündkreises mit vielen Zündhütchen in der einen Sprengung hat den Bedarf für eine ver-

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!läßliche Einrichtung zum sicheren Zünden aller elektrischen Züridjhütchen in dem Zündkreis geführt.

•Bei gewissen Sprengtechniken, wie sie beim Tunnelbau und untertag Bergbau auftreten, ist es allgemein erstrebenswert, wenn selbst .noch 150 Zündhütchen in einem Parallelkreis zusammengeschaltet werden. Eine derartige Schaltung wird in erster Linie deshalb angestrebt, weil eine solche Beschaltung einen schnellen Anschluß der einzelnen Zündhütchen mit kleinster Fehlerwahrscheinlichkeit ermöglicht. Um aber das Zünden aller Zündhütchen sicherzustellen, muß die Zündmaschine bei jedem Zündvorgang immer eine vorgegebene Minimalenergie abgeben. Ist dies nicht der Fall, werden nicht alle Zündhütchen gezündet. Die Erfahrung lehrt, daß die Zündmaschinen gpLegentlich nicht die Gesamtenergie abgeben, die sie eigentlich ■abgeben sollen, so daß auch nicht alle Zündhütchen detoniert wer-.

j den, die eigentlich zur Detonation gebracht werden sollten.

'Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Testein-■richtung zur Bestimmung der Ausgangsenergie einer Zündmaschine zu schaffen, mit deren Hilfe bestimmt werden kann, ob die Ausgangs-■energie der Zündmaschine tatsächlich über einem vorgegebenen Wert !liegt und damit" tatsächlich sichergestellt ist, daß für die Detoination einer vorgegebenen Anzahl von elektro-explosiven Zündeiniheiten Energie in ausreichender Menge zur Verfügung steht.

Die zur Lösung dieser Aufgabe vorgeschlagene Testeinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Ausgang der Zündmaschine ein! Signalgenerator derart verbunden ist, daß er den größten Teil der

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von der Zündmaschine abgegebenen Energie aufnimmt und ein erstes" Signal erzeugt, das in Beziehung zur abgegebenen Energie steht, daß mit dem Ausgang der Zündmaschine ein Bezugssignalgenerator mit einem sehr großen Eingangswiderstand zur Erzeugung eines Bezugssignals verbunden ist, das in Beziehung zu einer vorgegebenen Energie steht, daß den Signalgeneratoren ein Vergleicher für den Vergleich des Bezugssignals mit dem ersten Signal nachgeschaltet ist, der ein Ausgangssignal erzeugt, wenn die von der Zündmaschine abgegebene Energie nicht kleiner als die vorgegebene Energiemenge ist, und ein auf das Ausgangssignal des Vergleichers ansprechender Anzeigekreis vorgesehen ist.

}Der Testeinrichtung wird also die Ausgangsenergie der Zündmaschine !zugeführt und daraus ein Signal abgeleitet, das in Beziehung zu

einem vorgegebenen annehmbaren Energieniveau gesetzt wird. Dies er folgt durch den Vergleicher und der nachgeschaltete Anzeigekreis zeigt an, ob die von der Zündmaschine an die Testeinrichtung abgegebene Energie oberhalb eines vorgegebenen Wertes liegt oder darunter.

Vorzugsweise ist die Testeinrichtung sd ausgelegt, daß die Belastung der Zündmaschine durch parallel oder in Reihe geschaltete Zündhütchen simuliert werden kann.

Das Ausgangssignal des ersten Signalgenerators ist zeitveränderlicl während das Ausgangssignal des Bezugssignalgenerators zeitunabhängig ist. Der BezugsSignalgenerator besteht aus einem Triggerkreis und einem diesem nachgeschalteten monostabilen Multivibra-

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tor. Das Ausgangssignal des monostabilen Multivibrators und das

zeitabhängige Ausgangssignal des ersten' Signalgenerators wird auf den Vergleicher gegeben, der ein drittes Signal erzeugt, wenn das zeitabhängige Signal während der Zeitdauer des Bezugssignals das Bezugssignal übersteigt.· Der Anzeigekreis spricht auf dieses dritte Signal an.

!Zusammengefaßt kann also mit der erfindungsgemäßen Testeinrichtung

bestimmt werden, ob die von der Zündmaschine abgegebene Energie unterhalb oder oberhalb eines vorgegebenen Energieniveaus liegt. jDamit ist die Möglichkeit gegeben, bei der Zusammenschaltung, einer Vielzahl von elektro-explosiven Zündeinheiten keine Energiezufuhr ,auf die Zündschaltung vorzunehmen, wenn die Testeinrichtung deutlich anzeigt, daß die zur Verfügung stehende Energie nicht zur Detonation der Gesamtheit der Zündhütchen ausreicht. Durch den ein fachen Aufbau der Testeinrichtung und der Anzeige des Testergebnisses ist es dem Bedienungsmann der Zündmaschine leicht möglich zu erkennen, ob die zur Verfügung stehende elektrische Energie zum Zünden der Zündhütchen ausreicht.■

Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung ist darin zu sehen, daß die Testeinrichtung die gesamte Ausgangsenergie der Sündmaschine erfaßt und nicht nur den Spannungspegel am Ausgang der Zündmaschine berücksichtigt.

Weitere Unteransprüche betreffen vorteilhafte Ausgestaltungen des Irf indungsgegenstandes.

Dieser soll nun in einem Ausführungsbeispiel anhand der beigefüg-

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ten Figuren genauer beschrieben werden. Es zeigt:

Fig. 1 ' ein Blockschaltbild der Zusammenschaltung der Zündmaschine mit der Energietesteinrichtung,

Fig. 2 ein Sehaltdiagramm des in der Fig. 2 gezeigten Blockschaltbildes und

Fig. 5 die Darstellung der Amplituden, der Signaldauer und der Signalformen an verschiedenen Punkten des in der Fig. 2 gezeigten monostabilen Multivibrators ; und ^!

Fig. 4 den zeitlichen Verlauf der auf die Eingänge des Ver- ; gleichers gegebenen Signale.

ί · '
j

!Fig. 1 zeigt das Blockschaltbild einer Zündmaschine 1 mit einer

Energietesteinrichtung. Zu der Energietesteinrichtung gehört ein ^: Übersetzer oder Signalgenerator 2 und ein Bezugssignalgenerator 3·: Die Ausgangssignale der Signalgeneratoren werden auf einen Vergleicher 6 gegeben, der die ihm aufgeprägten Signale vergleicht ' und ein Ausgangssignal erzeugt, das in einer Anzeigeeinrichtung
den "Bereit"- oder "nicht Bereit"-Zustand zeigt«, Der Bezugs signal -[ generator 3, der in Beziehung zu einem annehmbaren Energieniveau ' steht, schließt einen Triggerschaltkreis 4 und einen monostabilen j Multivibrator 5 ein. Der Triggerschaltkreis spricht auf die Ener- ' giezufuhr von der Zündmaschine her an und triggert den monostabi- j len Multivibrator 5, der einen Impuls vorgegebener Impulshöhe und

ν j

Impulsbreite abgibt, der einem vorgegebenen Energiebetrag ent- j spricht. Das Ausgangs signal des Bezugssignalgenerators 3 ist ein j Impulssignal, dessen Amplitude im wesentlichen zeitkonstant ist

_ 7 —

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id mit dem Buchstaben A bezeichnet ist. Der Signalgenerator 2_{ jder in Beziehung zu der von der Zündmaschine herangeführten Enerjgiemenge steht, wird gleichzeitig mit dem Triggerschaltkreis k bei

1 Zufuhr von Energie von der Zündmaschine/her betätigt. Das Ausgangs signal des Signalgenerators 2 ist ein Signal, das in der Amplitude isich mit der Zeit ändert und durch den Buchstaben B bezeichnet ist [Der Vergleicher 6 empfängt das Signal A des Bezugssignalgenerators p und das Signal B des Signalgenerators 2 und vergleicht diese beiden'Signale. Der Vergleicher 6 erzeugt ein Signal C, wenn das ;erste Signal B gleich oder größer dem Bezugssignal A zu einem belliebigen Zeitpunkt des Anstehens des Bezugssignals A ist. Der Vergleicher 6 erzeugt ein zweites Signal D, wenn das Bezugssignal A größer ist als das erste Signal B. Das Signal C betätigt die Anzeigeeinrichtung (bereit), die eine akustische oder optische Anizeige bietet, wenn die Zündmaschine die Ausgangsenergie aufweist^

die sie haben sollte. Das Signal D betätigt die Anzeigeeinrichtung (nicht bereit), so daß diese eine akustische oder optische Anzeige der Tatsache bietet, daß die Ausgangsenergie der Zündmaschine 1 (nicht ausreichend ist.

i _

[in der Pig. 2 ist eine bevorzugte Schaltung der Energietestein-

1 .

richtung gegeben. Die Teile des Schaltdiagramms, die gewissen Blöcken des Blockdiagramms in Fig. 1 entsprechen, sind in der Fig.

2 durch gestrichelte Linie zusammengefaßt.

In dem Sehaltdiagramm ist die Zündmaschine 1 durch eine Batterie ;100, einen Speicherkondensator,101, der über einen gasförmigen ; Leiter 103, wie eine Funkenentladungsstrecke, getriggert wird, und

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durch einen hochohmigen Widerstand 102 dargestellt. Wenn die Funkenentladungsstrecke 103 getriggert wird, wird die in dem Kondensator 101 gespeicherte Energie über die Eingangsklemmen 8 und 9 der Testeinrichtung entladen. Die Eingangsklemmen 8 und 9 der Testeinrichtung stehen in Verbindung mit dem Bezugssignalgenerator 3 und dem Signalgenerator 2.

Der Signalgenerator 2 umfaßt die durch eine gestrichelte Linie zusammengefaßten Elemente 201 bis 214. Dies sind zwei Lastwiderstähde 201 und 202, eine Steuerdiode 203, Strombegrenzungswiderstände 205 und 206, Speicher- oder Energieniveaudetektorkondensatoren 209, 210 und einen Widerstand 207 für die Nullung der Lasteffekte des Leckstroms von den Speicherkondensatoren 209 und 210. IDem Widerstand 207 ist ein Schalter 208 parallel-geschaltet. Eine Zener-Diode 211 wird zum Schutz eines logischen Gliedes 601 benutz^, das am Eingang des Vergleichers 6 liegt und den Vergleicher gegen Spannungsänderungen schützt.(To protect from voltage transients) Die beiden Widerstände 201 und 202 werden zur Simulierung unterschiedlicher Ladungen benutzt, d.h. von parallel oder in Reihe geschalteten Zündhütchen. Zwischen der Steuerdiode 203 und den beiden Strombegrenzungswiderständen 206 und 205 liegt ein Zweistel- : lungsschalter 204. Zwischen der Eingangsklemme 8 und den beiden Lastwiderständen 201 und 202 liegt ein Zweistellungsschalter 214. Ein eben solcher Schalter 212 wird zum jeweiligen Zu- und Abschalten der Speicherkondensatoren 209 und 210 verwendet. Wenn diese Schalter sich in der in der Fig. 2 dargestellten Schaltstellung A befinden, testet die Energietesteinrichtung die ZUndmaschine für die Zufuhr von ZUndenergie zu in Reihe geschalteten Zündhütchen

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(blasting caps). Wenn sich die Schalter in ihrer Stellung B befinden, testet die Testeinrichtung die Zündmaschine für die Zufuhr vor. Energie zu parallel-geschalteten Zündhütchen. Die Werte der Widerstände 205 und 206 und der Kondensatoren 209 und 210 mit den ihnen ;ugeordneten Lastwiderständen 201 und 202 werden so gewählt, daß sich die Spannung über dem Kondensator 209 oder 210 um weniger als 50 Millivolt ändert, wenn die Spannung des Kondensators 101 der landmaschine und die Triggerspannung an der Entladungsstrecke 103 Isich über normale, Toleranzen für dieselbe gespeicherte Energie j(z.B. 26 Joule) ändert. Die Werte der Widerstände 201, 202, 205 iund 206 und der Kondensatoren 209 und 210 des Signalgenerators 2 werden so gewählt, daß die Spannung über den Kondensator 209 und 210 den Schwellenwert des Vergleichergliedes βοϊ von z.B. 8,0 V !erreicht, wenn Energie in Höhe von 26 Joule durch den Signalgene-

rator entladen wird, wenn die Schalter 214, 204, 212 sich in ihrer Stellung A oder B befinden. Wenn sich die Schalter 214, 204, 212 in einer der Stellungen A oder B befinden, befindet sich audiein Schalter 514 im monostabilen Multivibrator 5 in de*¹ zugeordneten Stellung A oder B. Eine Änderung von 1 Joule oder mehr in der aus der Zündmaschine in die Testeinrichtung hinein entladenen Energie ändert die über dem Kondensator 209 oder 210 erzeugte Spannung. Es wurde auslegungsgemäß bestimmt, daß für jede Änderung der in dio Testeinrichtung hinein entladenen Energie in Höhe von 1 Joule die Spannung über dem Kondensator 209 oder 210 sich um 100 mV ändert. Das Eingangsglied 60I des Vegleiehers 6 ist also empfindlich genug um Änderungen in Höhe von 100 mV zu erfassen.

Der Triggerschaltkreis 4 des Bezugssignalgenerators umfaßt die Ele·

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mente 401 bis 413 und der monostabile Multivibrator umfaßt die Elemente 501 bis 511 und den bereits oben erwähnt en. S ehalt er 514. Der Triggerschaltkreis 4 ist wie der Signalgenerator 2 direkt mit den Eingangsklemmen 8 und 9 der Testeinrichtung verbunden. Es ist die Aufgabe des Triggerschaltkreises 4, den Triggerimpuls für den monostabilen Multivibrator 5 zu erzeugen. Als Eingangsstufe weist der Triggerschaltkreis 4 einen Darlington-Verstärker mit den Transistoren 4o6 und 40? auf j der Verstärker mit den Eingangswiderständen 401 und 4o4 weist einen hochohmigen Eingang auf, so daß die von der Zündmaschine her in die Test einrichtung 1 entladene Energie zum größten Teil in den Signalgenerator 2 fließt. Der Wert der Eingangswiderstände 401 und 4o4 kann z.B. größer als 1 Mil !sein. Daher ist die für die Betätigung des 'Triggerschaltkreises 4 ,

i .

ierforderliche Energie vernachlässigbar klein und es wird im wesent·+

I ·

jlichen alle von der Zündmaschine abgegebene Energie in den Signal-j generator 2 geleitet. Das Ausgangssignal des Darlington-Verstärkers mit den Transistoren 4o6 und 407 wird mit Hilfe eines Kondensators 4o8 und Widerständen 409, 410, 4l4 differenziert, um einen Ausgangstransistor 412 durchzuschalten, so daß am Kollektor dieses j Transistors ein positiver Impuls (Tl in Pig. 5) erscheint. Dieser positive Ausgangsimpuls wird zum Antriggern des monostabilen Multi -jvibrators 5 benutzt, dem es über eine Leitung 51 zugeführt wird, die an dem logischen Eingangsglied 501 des monostabilen Multivibraf tors 5 endet. Die Hauptaufgabe des Triggerschaltkreises 4 ist die ι Bereitstellung eines Impulses Tl von annehmbarer Form an dem Ein- ' gang des monostabilen Multivibrators 5. Zu der Schaltung des Triggerschaltkreises 4 soll noch weiter angemerkt werden, daß der Verbindungspunkt der in Reihe geschalteten Widerstände 401 und 4o4

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über einen Widerstand 403 an Masse liegt und gleichzeitig über einun Schalter 402 mit der Spannung führenden Leitung der Schaltung verbindbar ist. Der Verbindungspunkt des Kondensators_O4ö8 mit den Kollektoren der beiden Transistoren 4θβ und 407 ist über einen. Widerstand 405 mit der spannungsführenden Leitung verbunden. Schließlich ist im Kollektorkreis des Transistors 4l2 ein Widerstand 413 vorgesehen.

■Der monostabile Multivibrator 5 weist einen Testeingang 50 auf. Die Dauer des Ausgangsimpulses T2 des monostabilen Multivibrators 15 ist unabhängig von der Impulsdauer des Impulses Tl, der über die ,Leitung 51 von dem Triggersehaltkreis 4 herangeführt wird. Die Amplitude und die Impulsdauer des Ausgangsimpulses T2 wird durch jdie Kapazität eines Kondensators 505 oder eines Kondensators

I -

jund den Innenwiderstand eines logischen Gliedes 503 bestimmt. Der Kondensator 505 oder 506 ist über den bereits beschriebenen Schalter 5l4 an den Ausgang des logischen Gliedes 503 legbar. Um einen jlangen Ausgangsimpuls zu erzeugen, sind "die Kapazitäten der Kondensatoren 505 und 506 so eingestellt, daß sie in der Größenordnung von 0,6Uj P oder weniger liegen. Der Schalter 51^ hat damit dieselbe Aufgabe wie der Schalter 214 in dem Signalgenerator 2. jzwischen die logischen Glieder 50I und 503 ist ein logischen Glied 502 geschaltet. Die nicht durch den Schalter 5l4 beschaltbaren Klemmen der Kondensatoren 505 und 506 sind mit der Basis eines Transistors 509 verbunden. Wenn dieser Transistor 509 gesperrt ist wird der Kondensator 505 oder der Kondensator 506 über einen Widerfstand 508 aufgeladen. Wenn der Transistor 509 durchgeschaltet 1st; entlädt sich der Kondensator 505 oder der Kondensator 506. Der

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Transistor 509 wird schnell gesperrt, wenn die Vorderflanke des Triggerimpulses Tl am Eingang Nr. 2 des logischen Gliedes 50I ansteht. Wenn die Vorderflanke des Eingangsimpulses Tl den Transistor 509 sperrt, fällt die Basisspannung des Transistors in den negativen Bereich (V in -V^ ), die z.B. 14,5 V betragen kann. Dann

jbeginnt die Aufladung des Kondensators 505 oder 506 über den Wider i

stand 508 und bei Erreichen der Basis-Emitter-Spannung des Transistors 509 (z.B. 0,7 V) wird der Transistor 509 durchgeschaltet und erzeugt den Ausgangsimpuls T2. In diesem Schaltkreis kann die Impulsdauer des Ausgangsimpulses T2 aus der Gleichung 0,7 RC beistimmt werden, worin R der Widerstand des Widerstandes 508 und C die Kapazität des Kondensators 505 oder 506 ist. Im Kollektorkreis des Transistors 509 liegt ein weiteres logisches Glied 507, dessen Ausgang mit dem Eingang Nr. 1 des logischen Gliedes 502 verbunden ist. Zwischen dem Testeingang 50 und Masse liegt eine-Reihenschaltung aus einem Widerstand 51I und einem Kondensator 510. Der Verbindungspunkt dieser Serienschaltung ist mit der einen Klemme des Widerstandes 508 und dem Eingang Nr. 1 des logischen Gliedes 501, !dem Eingang Nr. 1 des logischen Gliedes 503 und dem Eingang Nr. 1

des logischen Gliedes 507 verbunden. Die Betriebscharakteristiken ;des monostabilen Multivibrators 5 werden noch genauer anhand der Fig. J> beschrieben.

jDer Vergleicher 6 umfaßt die durch die gestrichelte Link zusammen-j gefaßten Elemente 60I bis 609. Davon wurde das logische Glied 60I bereits vorstehend erwähnt. Wie die logischen Glieder 501, 502, 503 und 507 des monostabilen Multivibrators 5 sind auch die logischen Glieder βοΐ, 602, 603 und 6o4 des Vergleichers 6 Diodennetz-

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werke rait zwei Eingängen. Der Ausgang des dem ersten logischen Glied nachgeschalteten zweiten logischen Glieds ist mit einem Kondensator 605 verbunden, dessen andere Klemme an Masse liegt. Der Kondensator 605 dient der Ausmerzung von Einschwingimpulsen in der Schaltung, die durch die. Entladung der Zündmaschine in die JTesteinrichtung hinein hervorgerufen werden können. Der Vergleiche 6 ist zur Abgabe eines Ausgangssignals am logischen Glied 603 ausgelegt, wenn die Amplitude des auf den Eingang 62 des ersten logi- !sehen Gliedes 60I gelegten Signals B die Amplitude des am Eingang ;6l anliegenden Signals A irgendwann während der Dauer des Impulses iT2 übersteigt; weiterhin soll der Vergleicher 6 am Ausgang des logischen Gliedes 6o4 ein Ausgangssignal D erzeugen, wenn die Amplt ,tude des auf den Eingang 62-des logischen Gliedes 601 gegebenen ,Signals B zu einem beliebigen Zeitpunkt während des Anstehens des •Impulses T2 am Eingang 6l des logischen Gliedes 60I kleiner ist

j ■ .

jals die Amplitude des Signals A. Das Ausgangssignal D des logischen Gliedes 6o4 führt zu einem Anschalten der Anzeigelampe zur Anzeige des "nicht Bereit"-Zustandes in dem Anzeigeschaltkreis 7, während ein Ausgangssignal C des logischen Gliedes <§0j3 zu einem Anschalten der Anzeigelampe 728 für den "Bereit"-Zustand führt.

!Der Anzeigeschaltkreis 7 besteht aus den Elementen 709 bis 729, ,die in der Fig. 2 rechts durch eine gestrichelt, gezeichnete Linie zusammengefaßt sind. Der Anzeigeschaltkreis 7 ist ein einfacher Schalter-Schaltkreis mit Transistoren 711, 722 und 727 und züge- ' ordneten Widerständen 709, 710, 712, 720, 715, 721, 725, 726, 729, j725. Hinsichtlich der Offenbarung wird hier auf die Fig. 2 verwiesen. Die Wirkung dieser Durchschalt-Anordnung zum An- und Ab-

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schalten der Anzeigelampen 714 und 728 zur Darstellung der "nicht Bereit"- und "Bereit"-Zustände in Abhängigkeit von den entsprechen<den Ausgangssignalen des Vergleichers 6 dürfte jedem Fachmann klar! sein. Zwischen die Basen der Transistoren 7II und 727 und den Wide)? ständen 710 bzw. 725 sind noch Schalter eingeschaltet, von denen der dem Transistor 727 zugeordnete Schalter durch das Bezugszei-'chen 724 gekennzeichnet ist.

In der Pig. J5 sind Signalverlaufe an besonderen Punkten A, B, D,

i . I

E und F des monostabilen Multivibrators 5 dargestellt. Das Aus- !gangssignal des logischen Gliedes 502 des monostabilen Multivibrators 5 (Punkt D) wird über eine Leitung auf den Eingang 6l des ,ersten logischen Gliedes 60I des Vergleichers 6 gegeben. Das Diagramm J5 zeigt, daß das Ausgangssignal T2 bei Einlaufen des Ein-1

jgangsimpulses Tl beginnt und beim Durchschalten des Transistors j
'509 aufhört. Die Impulsform F zeigt, wie die Basisspannung des Transistors 509 aus dem negativen Potentialbereich in den positiven Potentialbereich angehoben wird, uni den Transistor 509 durch- ;

zuschalten; dieses Anheben des Potentials erfolgt durch das Aufladen des Kondensators 505 oder 506. Der Eingangsimpuls Tl am Einjgang Ej_n ist in dem ersten Teildiagramm der Fig. 3 dargestellt. ;Die Dauer T2 und die Amplitude M des Ausgangsimpulses des mono- ■ stabilen Multivibrators 5 kann beliebig auf eine vorgegebene Dauer und Amplitude eingestellt werden. Die Amplitude des Impulses J stellt das ausgewählte Energieniveau dar. Das zweite Teildia-

i . i

[gramm zeigt den Spannungsverlauf am Emitter A des Transistors 509* I während das dritte Teildiagramm B den Spannungsverlauf am Ausgang \ des ersten logischen Gliedes 501 darstellt. Dieser Impuls ent-

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spricht dem invertierten Eingangsimpuls von der Dauer Tl. Das Teil ;diagramm E stellt den Spannungsverlauf am Ausgang des dritten logischen Gliedes 503 dar.

IDie Fig. 4 dient der Charakterisierung des Betriebsverhaltens des ^}. Vergleichers 6. Die Wellenform A stellt den Ausgangs impuls des .Bezugssignalgenerators 3 dar, der das Ausgangssignal des monostajbilen Multivibrators 5 ist, welches auf den Eingang 6l des ersten logischen Gliedes 601 des Vergleichers 6 gegeben wird. Die Kurven :B und B¹ zeigen die Wellenformen, die auf den Eingang 62 des logischen Gliedes 601 gegeben werden und entsprechen der Spannung über dem Kondensator 209 oder dem Kondensator 210 des Signalgenerators 2. Wenn die Amplitude des auf den Eingang 62 des logischen Gliedes .601 gegebenen Signals B die Amplitude des Signals A am Eingang

,61 des logischen Gliedes innerhalb der Impulsdauer T2 übersteigt, jerzeugt der Vergleicher das Ausgangssignal C, das die "Bereit"-

ϊ ^v

!Lampe 728 einschaltet. Wenn die Amplitude des am Eingang 62 des !logischen Gliedes 60I anstehenden Signals B die Amplitude des Bejzugssignals A am Eingang 6l des logischen Gliedes 601 zu keinem !Zeitpunkt der Impulsdauer T2 des Signals A übersteigt (Kurve B^f), wird ein Signal von dem Vergleicher erzeugt, das die "nicht Bereit Lampe flh des Anzeigeschaltkreises 7 durchschaltet. In diesem Sinne kann der Vergleicher 6 als Schwellendetektor bezeichnet werden, ida er ein "Bereit"-Ausgangssignal erzeugt, wenn eine vorgegebene Schwellenspannung überschritten wird.

;Im folgenden soll nun die Arbeitsweise der Testeinrichtung zur Bejstimmung des Ausgangsenergieniveaus einer Zündmaschine beschriejben werden: Der Kondensator 101 der ZUndmaschine 1 wird von der

- 16 .

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Batterie 100 her vollständig aufgeladen und mit den Eingangsklemmen der Testeinrichtung verbunden. Die Triggerstrecke 103 wird getriggert, so daß sich die in dem Kondensator 101 gespeicherte Ener gie in die Testeinrichtung hinein entladen kann. Wenn angenommen wird, daß die zu testende Last aus einer Vielzahl von in Reihe geschalteten Zündhütchen besteht, werden die Schalter 214, 204, 212 und 514 in die Schaltstellung A- gebracht. Bei Entladung der Energie aus dem Speicherkondensator 101 wird der Triggerschaltkreis 4 getriggert und damit dem monostabilen Multivibrator 5 ein Steuerimpuls zugeführt. Der monostabile Multivibrator gibt ein Bezugs-

isignal A auf den Eingang 6l des logischen Gliedes 601 des Vergleichers 6. Der hohe Eingangswiderstand des Triggerschaltkreises i
J4 führt dazu, daß der größte Teil der Speicherenergie des Speicher jkondensators 101 über den Signalgenerator 2 geführt wird. Um die Abfuhr der Energie in dem Signalgenerator 2 zu erleichtern, weist der Signalgenerator einen Eingangswiderstand auf, der um wenigsten drei Dekaden kleiner ist als der Eingangswiderstand des Triggerschaltkreises 4. Gleichzeitig mit dem Triggern des Triggersehaltkreises 4 erhält der Signalgenerator 2 den größten Teil der Energie des Kondensators 101 und beginnt mit der Aufladung des Kondensators 209, der seinerseits ein Signal B, dessen Amplitude sich mit der Zeit ändert, auf den anderen Eingang 62 des logischen Glie des 601 des Vergleichers 6 gibt. Die Amplitude und die Dauer des Signals A am Eingang 6l stehen im Beziehung zu einer vorgegebenen Energiemenge und wenn das Signal A das von dem Signalgenerator 2 erzeugte Signal B übersteigt ist klar, daß die von dem Kondensator 101 entladene Energie ein vorgegebenes Niveau übersteigt. Die Signale des monostabilen Multivibrators 5 und des Signalgenerators 2

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werden geeicht, indem bekannte Energiemengen aufgeschaltet werden. Bei Empfang dieser beiden Signale A und B an den Eingängen 6l und 62 erzeugt der Komparator 6 ein Signal für den Anzeigekreis 7. Aus den Fig. 1 und 4 ist ersichtlich, daß der Vergleicher 6 ein Signal C an den Anzeigeschaltkreis 7 legt, um die "Bereit"-Anzeigelampe 728 durchzuschalten, wenn die Größe des Signals A des Bezugssignalgenerators unter die Amplitude B des Signalgenerators 2 fällt (Kurve B, Fig. 4). Umgekehrt erzeugt der Vergleicher 6 ein Ausjgangssignal D für die "nicht Bereit"-Anzeigelampe 714 des Anzeigeischaltkreises 7* wenn die Amplitude des Bezugssignals A des mono-

■i .

'stabilen Multivibrators 5 größer als die Amplitude B des Signalgenerators 2 bleibt (Kurve B¹, Fig. 4). Aus der Fig. 4 ist erjsichtlich, daß die Kurve B,die während des Zeitintervalls T2 die 'Amplitude des Signals A übersteigt, den Komparator 6 zur Erzeugung eines Signals C veranlaßt, das der Anzeige eines "Bereit"-Zustandes dient. Weiterhin ist klar, daß die Kurve B'· ein Signal darstellt, dessen Amplitude nicht die Amplitude des Signals A während der gesamten Zeitdauer T2 übersteigt und daher erzeugt der Vergleicher 6 ein Signal D, das zur Anzeige eines "nicht BereLt"-Zustandes dient. · .

Ohne von der Grundidee der Erfindung abzuweichen, können verschiedene Änderungen vorgenommen werden. Z.B. kann als Signal das Vorhandensein oder Fehlen einer Spannung benutzt werden, ganz in Abhängigkeit von der Auslegung der Anordnung, Weiterhin können die Testeinrichtung und die zugehörigen Schaltkreise fest mit der Schaltung der Zündmaschine derart verbunden werden, daß die Zündmaschine nicht betriebsbereit gehalten wird, wenn sie nicht fehler frei arbeitet. - 18 -

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Claims

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Telefon 5i5Gs bo THE BENDIX CORPORATION
Executive Offices

Bendix Center 17· Dezember 1973

Southfield, Mich.48075, USA. Anwaltsakte M-29^4

Patentansprüche

ijl.) Testeinrichtung zur Bestimmung der Ausgangsenergie einer Zünd- j maschine, die in einem Kondensator gespeicherte Energie zum

ι Zünden mehrere elektro-explosiver Zündeinheiten abgibt, dadurch¹ gekennzeichnet, daß mit dem Ausgang (8,9) der Zündmaschine (1) , ein Signalgenerator (2) derart verbunden ist, daß er den größteiji Teil der von der Zündmaschine abgegebenen Energie aufnimmt und j ein erstes Signal (B) erzeugt, das in Beziehung zur abgegebenen Energiemenge steht, daß mit dem Ausgang der Zündmaschine ein i Bezugssignalgenerator (3j4,5) mit einem sehr großen Eingangswi-j derstand (4θ1,4θ3,4θ4) zur Erzeugung eines Bezugssignals (A) verbunden ist, das in Beziehung zu einer vorgegebenen Energiemenge steht, daß den Signalgeneratoren (2,3) ein Vergleicher

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(6) für den Vergleich des Bezugssignals (A) mit dem ersten Sig-i nal (B) naohgeschaltet ist, der ein Ausgangs signal (C) erzeugt, wenn die von der Zündmasohine (1) abgegebene Energiemenge nicht kleiner als die vorgegebene Energiemenge ist, und ein auf. das Ausgangssignal (C) des Vergleiohers (6) ansprechender Anzeige-

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kreis (7) vorgesehen 1st.

b. Testeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bezugssignalgenerator (3;4,5) einen über einen Eingangswiderstand (401) mit dem Ausgang (8,9) der Zündmaschine (l) ver-

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bundenen Triggerkreis (4) und einen eingangsseitig (51) mit dem ■ Ausgang des Triggerkreises (4) verbundenen monostabilen Multi-

vibrator (5) aufweist, wobei der Eingangswiderstand (401) des

Triggerkreises größer als 1 MXL ist und der Triggerschaltkreis Ί einen Darlington-Verstärker (4o6,4O7) aufweist.

;5. Testeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalgenerator (2) einen Eingangswiderstand (201 + 205 oder 202 + 20β) aufweist, der wenigstens drei Dekaden

ι (Größenordnungen) kleiner ist als der Eingangswiderstand (401, . 402) des Triggerkreises (4).

|4. Testeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalgenerator (2) mehrere synchron betätigbare Schalter (214,204,212) aufweist, die Jeweils einen der Widerstandspaare (201,202;205,206) oder einen der beiden Kondensatoren (209,210) zuschalten»und daß der monostabile MuI-tivibrator (5) einen Schalter (514j aufweist, der synchron mit den Schaltern des Signalgenerators (2) betätigbar ist und einen von zwei Kondensatoren (505,506) zuschaltet, so daß die Testeinrichtung entweder das Testen der Zündmasohlne für die Ener giezufuhr zu in Reihe geschalteten Zündhütchen oder für die ^: Energiezufuhr zu parallel-geschalteten Zündhütchen ermöglicht.

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5. Tfesteinr&hhmg nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstände (201, 202, 205, 206, 207) und Kondensatoren (209,210) des Signalgenerators (2) derart dimensioniert sind, daß sie im wesentlichen die gesamte von der Zünd maschine (l) abgegebenen Energie ableiten können.

6. OfestElnrMitung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalgenerator (2) eine Zenerdiode (211) zum Schütze eines logischen Gliedes (60I) aufweist, welches das 'Eingangsschaltelement des Vergleichers (6) darstellt.

I¹J. Testeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das logische Glied (60I) zwei Eingänge (6l, 62) aufweist, von denen der eine mit dem Ausgang des monostabilen Multivibrators (5) und der andere mit dem Ausgang des Signalgenerators (2) verbunden ist.

8. Testeinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der monostabile Multivibrator (5) einen Transistor (509) aufweist, der durch den Ausgangsimpuls (51) des Triggerschaltkreises (4) durchgeschaltet wird, wobei in

[ dem Basis-Kreis des Transistors (509) ein Widerstand (508) und einer der beiden über den Schalter (514) zuschaltbaren parallel liegenden Kondensatoren (505,506) vorgesehen sind derart, daß die Dauer (T2) des Ausgangsimpulses des monostabilen Multivibrators (5) proportional dem Produkt aus dem Widerstand (R) des Widerstandes (508) und der Kapazität (C) des zugeschalteten Kondensators (505 bzw. 506) ist.

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9. Testeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Vergleicher (6) zwei aus Diodennetzwerken aufgebaute logische Elemente (605*604) aufweist, deren Ausgänge jeweils mit einem optischen Anzeiger (728) für den "Bereit"-Zustand bzw. mit einem optischen Anzeiger (714) für den "nicht Bereit"-Zustand verbunden sind, wobei der erste optische Anzeiger (728) bei Anstehen des Ausgangssignals (C) für eine gegebene Zeitdauer aufleuchtet, während der zweite optische Anzeiger (7l4) während einer vorgegebenen Zeitdauer aufleuchtet, wenn dieses Ausgangssignal fehlt.

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