DE2545536A1

DE2545536A1 - Elektronische zuendeinrichtung fuer pyrotechnische ladungen

Info

Publication number: DE2545536A1
Application number: DE19752545536
Authority: DE
Inventors: Alain Berson; Claude Deslandes; Jean Kervizic
Original assignee: Etat Francais
Current assignee: Etat Francais
Priority date: 1974-10-11
Filing date: 1975-10-10
Publication date: 1976-04-22
Also published as: IT1049601B; BE834431R; NL182021C; NL182021B; FR2287672A2; NL7511071A; DE2545536C2; US4047482A; FR2287672B2

Description

L'Etat Francais represente par Ie Delegue Ministeriel pour l'Armement 14, rue Saint-Dominique
Paris / Frankreich

Unser Zeichen: E 851

Elektronische Zündeinrichtung für pyrotechnische Ladungen

Zusatz zu Patent (Patentanmeldung P 1 9 1 O 78O.3)

Die vorliegende Zusatzerfindung betrifft einen verbesserten Aufbau

der Vorrichtung nach dem Patent (P 1 9 1 O 78O.3), das den

elektrischen Aufbau von Schaltungen elektronischer Zünder zum Gegenstand hat, die die Aufgabe haben, pyrotechnische Ladungen, wie beispielsweise Minen, beim Zerreissen einer Bifilarleitung aus elektrisch leitendem Draht geringen Querschnittes zu zünden, die Gebrauchseigenschaften hat, welche denen für die Herstellung von Minen mechanisch geforderten gleichen.

In ihren einfachsten Konfigurationen, wie sie beispielsweise aus der

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Hauptpatentschrift. .... .(P 19 10 780. 3)_; z.B. aus Fig 3 hervorgehen, weisen die vorangehenden Kontrollen, die unerlässlich sind, um sich von der Unversehrtheit der der Grundschaltung zugeordneten Schaltungselemente zu überzeugen, nicht ganz die gewünschte Sichel— heit auf oder verlangen vor dem Scharfmachen von einer qualifizierten Bedienungsperson eine grosse Anzahl von Operationen , welche eine nicht vernachlässigbare Zeit und eine ständige Aufmerksamkeit ei— fordern.

Der Aufbau, der den Gegenstand der vorliegenden Zusatzerfindung bildet, wird allen verlangten Anforderungen gerecht und bringt nur ein Minimum an Operationen mit sich. Die Anzeige der Übereinstimmung erhält man praktisch augenblicklich und die elektroexplosive Vorrichtung kann während dieser Kontrolle ständig im "entschärften" Zustand bleiben .

Die Erfindung ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass ein geeigneter Spannungsüberwacher, der Anpassungsgliedern zugeordnet ist, mit den Klemmen eines Energiespeicherkondensators verbunden ist, der in der Hauptschaltung liegt, welche die Elemente enthält, die an der Zündung der explosiven Zündladung mitwirken, und der seinerseits zu einem Hauptschaltungszweig parallel geschaltet ist, welcher die mit einem Widerstand in Reihe geschaltete Stromversorgungsquelle enthält.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

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Fig. 1 ein Schaltbild zur Erläuterung des Prinzips

der Erfindung, und

Fig .2 eine Ausführungsform der Zündeinrichtung

nach der Erfindung.

Während Fig. 1 das Prinzip der Erfindung zeigt, zeigt Fig. 2 eine Ausführungsform der Zündeinrichtung nach der Erfindung, bei weicher die den Spannungsuberwacher enthaltende Kontroileinheit von der aus den Elementen der Hauptschaltung bestehenden räumlichen Anordnung getrennt ist. Bei dieser Ausführungsform enthält die Kontrolleinheit insbesondere einen Nebenwiderstand, welcher das Kurzschliessen der explosiven Zündladung erlaubt und auf diese Weise für die Sicherheit vor dem Scharfmachen der elektroexplosiven Anordnung sorgt,

Das Prinzip der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben.

Es besteht im wesentlichen aus d&r Hinzufügung eines Spannungsüber— wachers 11 , der mit einem Schalter 1 3 in Reihe geschaltet ist, Die auf diese Weise geschaffene Schaltung ist zu dem Energiespeicherkondensator 3 parallel geschaltet. Der Spannungsuberwacher kann in beliebiger Technik aufgebaut sein: eine" Glühlampe., ein Nadelgalvanometer-Anzeiger, eine Klappe oder ein "magisches Auge", eine Elektrolumineszenzdiode. Dieser Überwacher ist durch die Spannung V gekennzeichnet, ab der er ^; eine positive Anzeige liefert, die für die Bedienungsperson normalerweise erkennbar ist: ein Aufleuchten in dem Fall einer Glühlampe oder einer Elektrolumineszenzdiode, ein Ausschlagwinkel in dem Fall eines Galvanometeranzeigers.

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Wenn E die elektromotorische Kraft (EMK) der Energiequelle 1 , R der Wert des Widerstandes 2 einschliesslich des elektrischen Innenwiderstandes der Energiequelle und der verteilten Widerstände der Schaltung ist und r der elektrische Widerstand des Spannungsüberwachers 11 ist, so muss für einen ordnungsgemässen Betrieb der Anordnung gelten:

* 2

R+r

Bei dem Gebrauch einer solchen Zündeinrichtung erstrecken sich die unerlässlichen Kontrollen auf folgende Punkte:

-ElektrischeUnversehrtheit des Auslösedrahtes 12, der bei dem Verlegen nicht unterbrochen sein soll.

- Batterien 1 in gutem elektrischem Zustand und hinsichtlich der elektrischen Kontakte und Polungen passend positioniert.

- Energiespeicherkondensatör in gutem Zustand und auf die verlangte Spannung angemessen aufgeladen.

- Elektronische Schaltung in betriebsfähigem Zustand .

- Schaltungsgel emente, welche die Sicherheit der Bedienungsperson vor dem Scharfmachen sicherstellen, in leistungsfähigem Zustand.

- Durch die Schaltungsanordnung, die den Gegenstand der vorliegenden Zusatzerfindung bildet, werden alle diese Kontrollen praktisch

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gleichzeitig folgendermassen ausgeführt:

1 — In dem Fall, in welchem der Auslösedraht 12 nicht unterbrochen ist, wird der Transistor 6 gesperrt gehalten und dadurch ist der Thyristor 5 nichtleitend. Der Widerstand 2 wird von keinem Strom durchflossen und infolgedessen ist die Spannung an den Klemmen des Kondensators 3 gleich der EMK der Quelle 1 . Wenn die Bedienungsperson ä&n Stromkreis des Spannungsüberwachers 11 mit Hilfe des Sehalters 13 schliesst, fliesst in dem Spannungsüberwacher 11 ein Strom und die Spannung an seinen Klemmen wird nach einigen Augenblicken:

R+r
Der Spannungsüberwacher liefert eine positive Anzeige.

.Wenn der Auslösedraht 12 unterbrochen wird, sättigt der den Widerstand 7 durchmessende Strom den Transistor 6, der den Thyristor 5 leitend macht. Ein Strom fliesst in dem Widerstand 2. Wenn die Bedienungsperson den Stromkreis des Spannungsüberwachers 11 mit Hilfe des Schalters 13 wieder schliesst, ist der Spannungsabfall an dem Widerstand 2 so gross, dass die Spannung V nicht erreicht werden kann, denn in allen Fällen hat der Widerstand 4 gegenüber dem Widerstand r einen sehr kleinen Wert. Die Tatsache, dass zu der Zündladung 10 ein Widerstand 4 geringen Wertes parallel geschaltet ist, erlaubt deshalb, gleichzeitig jedes Risiko eines unbeabsichtigten Zündens zu beseitigen, wenn der Auslösedraht vor dem Anschluss der Zündladung 10 unterbrochen wird, und von Seiten des Spannungsüberwachers eine Information Null zu erhalten , die eine Störung des Systems anzeigt.

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2 - Wenn sich die Batterien 1 in keinem guten elektrischen Zustand

E.r befinden, ist ihre EMK zu gering, um den Ausdruck ^ V zu erfüllen. Die Spannung V wird nicht erreicht und der Spannungsüber"-wacher liefert keine positive Anzeige. Das gleiche gilt, wenn die elektrischen Kontakte schlecht ausgebildet sind, was einer übermässigen Erhöhung des Wertes des Widerstands R entspricht. Wenn die Schaltung eine zufällige Umkehrung der Polungen mechanisch zulässt, wird kein positives Signal in dem Fall geliefert, in welchem der Spannungsfühler mit Hilfe einer polarisierten Einrichtung hergestellt ist, d.h. mit Hilfe eines Galvanometeranzeigers oder einer Elektrolumineszenzdiode. Eine Glühlampe allein kann diesen Zweifel nicht beseitigen. Ihr könnte man dann eine in passender Richtung angeordnete Diode in Reihe schalten. Die Kontrolleinrichtung erlaubt selbstverständlich, in der gleichen Weise eine Energiequelle zu testen, die nicht auch aus Batterien besteht, sondern beispielsweise aus einer schnell oder langsam aufladbaren Akkumulatorenbatterie.

3 - Wenn die Bedienungsperson den Versuch ausführt, indem sie den durch den Schalter 13 gesteuerten Stromkreis schliesst, so erscheint genau in diesem Augenblick eine Spannung, die gleich der EMK E der Energiequelle 1 ist, an den Klemmen des Spannungsüberwachers 11, und zwar sofern der Kondensator 3 angemessen.aufgeladen und somit in gutem Zustand ist. Der Spannungsüberwacher 11 soll dann vorübergehend eine Überanzeige liefern, die sich in einem kurzen Lichtblitz äussert, wenn es sich um einen Lichtanzeiger handelt, oder in einem betonten Winkel ausschlag, wenn es sich um einen Galvanometer— anzeiger handelt. Diese kurze Anzeige, die praktisch sehr gut erkennbar und proportional zu der von dem Kondensator gespeicherten Energie ist, erlaubt, sich von der Unversehrtheit dieses Bauelements zu überzeugen.

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4 - Um sich von dem richtigen Arbeiten der Zündschaltung zu überzeugen, genügt es, während der Spannungsüberwacher 11 erregt ist und eine positive Anzeige liefert, vorübergehend ein Ende 8 des Aus— lösedrahtes 12 abzutrennen, was zur Folge haben muss, dass der Transistor 6 gesättigt wird und den Thyristor 5 leitend macht. Der starke Strom in dem Widerstand 2 verursacht einen derartigen Spannungsabfall, dass das Potential an den Klemmen des Spannungsüberwachers 11 kleiner als die Spannung V wird. Der Spannungsüberwacher 11 liefert dann eine Anzeige Null.

5 - Wie die vorstehenden Darlegungen zeigen, sichert der Zustand einer positiven Anzeige des Spannungsüberwachers das Nichtleiten des Thyristors 5, der das Freisetzen der Energie in dem Zündstromkreis steuert. Die Bedienungsperson ist somit sicher, dass, wenn diese positive Anzeige gegeben wird, sich keine Gefahr einer unbeabsichtigten Zündung während der Handgriffe einstellen kann, die an den zugeordneten elektropyrotechni sehen Unteranordnungen ausgeführt werden. Diese Gewissheit kann durch das Sichergänzen von Einrichtungen verstärkt werden, die in dem Beispiel von Fig. 2 vorgesehen sind.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform ist dem aus einer Elektrolumineszenzdiode 24 bestehenden Spannungsüberwachungselement ' in Form einer abnehmbaren Einheit eine Kurzschlussbrücke 26 zugeordnet, welche die Aufgabe hat, durch den geringen Widerstand, den sie in Parallelschaltung zu dem der explosiven Zündladung 23 aufweist, die Sicherheit des mit der Durchführung beauftragten Personals vor dem Scharfmachen zu gewährleisten. Der Widerstand 25 dient zur Anpassung der Elektrolumineszenzdiode 24 an die elektrischen Kenndaten der Zündschaltung. Der Wert dieses Widerstandes 25 ist so

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gross, dass der Ausdruck ■■- ^ V erfüllt ist, wenn der Thyristor 1 nicht leitet und wenn die Energiequelle 1 4 eine ausreichende EMK aufweist .

Bei dieser Ausführungsform, die nicht als Einschränkung zu verstehendes Beispiel angegeben ist, erfolgt die Kontrolle in Form einer Fernkontrolle über ein Dreileiterkabel. Die explosive Zündladung 23 ist ihrerseits mit dem Ende dieses Kabels verbunden, um die aktiven Bauteile mit denjenigen eng zu vereinigen, die für die Sicherheit und die Kontrolle sorgen. Die Aufgabe, die in Fig. 1 der Schalter 1 3 erfüllt, wird durch den Anschluss der abnehmbaren Einheit an das Ende des Dreileiterkabels wahrgenommen. Der symmetrische Aufbau der Kontroll- und Sicherheitseinheit gestattet einen beliebigen Anschluss in der einen oder anderen Richtung.

Bei dieser Ausführungsform ist es möglich, die Betriebsüberprüfung mit angeschlossener Zündladung 23 durchzuführen, die aber nicht an die Sprengladung angeschlossen ist, was erlaubt, die Gültigkeit der durch den Kurzschluss 26 herbeigeführten Sicherheit sicherzustellen .Vfenn dann die Zündladung 23 erst nach dem Öffnen des Stromkreises des Auslösedrahtes 21 gezündet wird, liefert nämlich der Spannungsüberwacher eine Anzeige Null, was der Bedienungsperson anzeigt, dass die Energie in dem ohmschen Nebenwiderstand 26 verbraucht worden ist und dass dieses Bauelement in betriebsfähigem Zustand ist.

In dem Fall eines schlechten Anschlusses oder bei einer Abtrennung ist es möglich, dass der Kurzschlusszweig 26 nicht angeschlossen ist. Der Kondensator entlädt sich dann über die Anordnung aus Diode, Anpassungswiderstand und Zündladung.

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Der Anpassungswiderstand 25 der Diode 24 wird somit derart gewählt, dass die Stärke des Stroms in seinem Zweig unterhalb der Stärke des Sicherheitsstroms der verwendeten Zündladung 23 bleibt.

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Claims

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Patentansprüche:

ι' 1 .!Elektronische Zündeinrichtung zum Zünden von pyrotechnisches Ladungen, wie beispielsweise Mienen, nach dem Unterbrechen eines Auslöse- oder Überwachungsdrahtes, mit einer Hauptsschaltung aus Elementen, die an der Zündung einer explosiven Zündladung mitwirken, und insbesondere mit einem Energiespeicherkondensator, der zu einem Zweig der Hauptschaltung parallel geschaltet ist, welcher die mit einem Widerstand in Reihe geschaltete Stromversorgungsquelle enthält, nach Patent ... ... (Patentanmeldung P 19 10 780.3), dadurch gekennzeichnet, dass ein geeigneter Spannungsüberwacher, dem Anpassungselemente zugeordnet sind, mit den Klemmen des Energiespeicherkondensators zur Kontrolle der funktioneilen Unversehrtheit der Hauptschaltung verbunden ist.
2. Zündeinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass dem Spannungsüberwacher ein in Reihe geschalteter Schalter zugeordnet ist und dass die so gebildete Schaltung, die zu dem Energiespeicher kondensator parallel geschaltet ist, in die Haupt schaltung eingefügt ist, welche aus den bei äer Zündung der Zündladung zusammenwirkenden Elementen besteht.
3. Zündeinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass

der Spannungsüberwacher und seine Anpassungselemente von der Hauptschaltung, die aus den bei der Zündung der Zündladung zusammenwirkenden Elementen besteht, getrennt und mit den Klemmen des Energiespeicherkondensators über ein elektrisches Kabel verbunden sind.

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4. Zündeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die den Spannungsuberwacher enthaltende Unteranordnung abnehmbar ist und einen Nebenwiderstand enthält, der das Kurzschliessen der Zündladung und so die Gewährleistung der Sicherheit vor dem Scharfmachen der elektroexplosiven Anordnung gestattet.

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