DE4128553C2 - EMS-Filteranordnung für eine Mine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine EMS-Filteranordnung, näm­ lich eine Filteranordnung zum Fernhalten der durch elektromagnetische Störfelder verursachten Einflüsse, für eine Mine, in deren Gehäuse ein Sprengsatz ange­ ordnet ist.

Minen enthalten einen Sprengsatz, der im allgemeinen mittels einer Auslöseschaltung, die mit einer externen Signalquelle verbunden ist, ausgelöst wird. Da die Aus­ löseschaltung nur auf ein von der externen Signalquelle abgegebenes Signal hin auslösen soll, ist es erforder­ lich, den Eingang der Auslöseschaltung vor Störsignalen zu schützen. Solche Störsignale entstehen aufgrund elek­ tromagnetischer Störfelder, deren Ursache einerseits natürlich sein kann, beispielsweise Blitzschlag, deren Ursache andererseits aber auch gesteuerte Quellen sein können, mit deren Hilfe gezielt elektromagnetische Stör­ felder erzeugt werden. Zum Ausfiltern von Störsignalen auf der Signalleitung weist die Mine daher eine EMS- Filteranordnung auf, deren Filter zusammen mit anderen Komponenten auf einer Leiterplatte angeordnet sind. Der Eingang der EMS-Filteranordnung ist mit der externen Signalquelle verbunden und ihr Ausgang ist mit der Aus­ löseschaltung verbunden.

Die EMS-Filteranordnung ist so gestaltet, daß sie das frequenzselektive Signal der externen Signalquelle mög­ lichst ungedämpft passieren läßt und daß Störsignale außerhalb dieses Frequenzbereichs ferngehalten werden.

Dennoch gelangen Störsignale, die z. B. von der Signal­ leitung aufgefangen werden, durch kapazitive oder in­ duktive Kopplung an der EMS-Filteranordnung vorbei zu der Auslöseschaltung. Dadurch besteht die Gefahr des unbeabsichtigten Zündens der Mine.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die EMS-Fil­ teranordnung einer Mine mit einem auf einer Leiter­ platte angeordneten Filtern derart weiterzuentwickeln, daß mit einfachen Mitteln das Einkoppeln von Störsig­ nalen in die Auslöseschaltung verhindert wird.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen EMS-Filteranordnung ist das Filter auf der einen Seite einer Leiterplatte angeord­ net, die auf der dem Filter abgewandten Seite eine großflächige Leiterfläche trägt. Diese Leiterfläche ist mit Massepotential verbunden und zu ihr sind die Masse­ anschlüsse des Filters durchkontaktiert. Je nach Er­ fordernis können auf der das Filter aufweisenden Seite Leiterbahnen für die Stromversorgung und für Signal­ leitungen angeordnet sein. Die Durchkontaktierung der Masseanschlüsse des Filters zu der großflächigen Leiter­ fläche bewirkt, daß das Filter gegenüber dem Massepoten­ tial nur einen sehr geringen Widerstand aufweist. Da­ durch ist gewährleistet, daß über der Länge von Leiter­ bahnen oder Leiterbahnabschnitten keine Spannungen ab­ fallen. Durch die gute Masseableitung wird die Filter­ charakteristik der EMS-Filteranordnung entscheidend verbessert. Außerdem hat die großflächige Leiterfläche die Funktion einer zusätzlichen Abschirmung der auf der Leiterplatte untergebrachen Bauteile gegen hochfrequen­ te Störsignale.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildun­ gen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung im Zusammenhang mit der Zeichnung.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Mine in einem Schnitt senkrecht zu ihrer Standfläche,

Fig. 2: den Ausschnitt II gemäß Fig. 1 mit der EMS-Filteranordnung in geschnittener Darstellung,

Fig. 3: einen Schnitt gemäß der Linie III-III in Fig. 2 mit der EMS-Filteranordnung in einer Draufsicht,

Fig. 4: die EMS-Filteranordnung in einer Ansicht von unten und

Fig. 5: ein Ersatzschaltbild.

Die in Fig. 1 gezeigte Mine 1 weist ein Gehäuse 2 auf, das aus einem Boden 3 und einer kapselförmigen Ab­ deckung 4 besteht. Boden 3 und Abdeckung 4 sind aus Metall hergestellt und sind an ihrer Verbindungskante 5 elektrisch leitend verbunden. In dem Gehäuse 2 ist ein Sprengsatz 6 sowie eine diesen auslösende Auslöseschal­ tung 7 angeordnet. In einer Ausnehmung des Bodens 3 ist eine EMS-Filteranordnung mit einer Leiterplatte 8 unter­ gebracht, auf der zwei Filter 9, 10 angeordnet sind. Ein Signal, das von einer externen Signalquelle 11, deren Gehäuse leitend mit dem Gehäuse 2 der Mine verbunden ist, ausgeht, wird über diese Filter 9, 10 an die Auslö­ seschaltung 7 weitergeleitet. In der gezeigten Ausfüh­ rungsform weist die externe Signalquelle 11 einen Be­ rührungssensor 12 in Form eines auf Vibrationen re­ agierenden Drahtes auf, dessen Berührung in der exter­ nen Signalquelle ein die Auslöseschaltung 7 auslösendes Signal erzeugt.

Fig. 2 zeigt den Ausschnitt II gemäß Fig. 1. Auf dem Boden 3 liegt eine Isolierplatte 13 auf, die die Lei­ terplatte 8 gegenüber dem Boden 3 des Gehäuses 2 iso­ liert. In der gezeigten Ausführungsform sind auf der Abdeckung 4 zugewandten Seite der Leiterplatte 8 die Filter 9, 10 angeordnet, deren Eingangs- und Ausgangs­ anschlüsse mit Leiterbahnen 14 verbunden sind. Andere Leiterbahnen sind zur Stromversorgung vorgesehen. Auf der den Filtern 9, 10 abgewandten Seite der Leiterplatte 8 ist eine großflächige Leiterfläche 15 angeordnet, die nahezu die gesamte Oberfläche der Leiterplatte 8 ab­ deckt. Auf dieser Seite sind nur einzelne inselartige Bereiche (Fig. 4), die durch Bohrungen oder Freiätzun­ gen hergestellt sind und dem Anschluß oder der Befes­ tigung von Bauteilen, z. B. den Filtern 9, 10 dienen, von der großflächigen Leiterfläche 15 ausgenommen. Über einen Kontaktbolzen 16 ist die großflächige Leiter­ fläche 15 niederohmig mit dem Boden 3 des Gehäuses 2 verbunden. Der Kontaktbolzen 16 ist an dem Boden 3 durch Kontaktschweißen angebracht. Einige der Leiter­ bahnen, die sich auf der Seite der Leiterplatte 8, auf der die Filter 9, 10 angeordnet sind, befinden, sind über den Kontaktbolzen 16 mit dem Gehäuse 2 leitend verbunden. Die Leiterplatte 8 ist dünn und flexibel ausgeführt. Die Filter 9, 10 sind in zylindrischen Körpern integriert, die mit Banderolen 17, 18 umgeben sind. Diese Banderolen sind sowohl mit Masseanschlüssen auf der Bestückungsseite der Leiterplatte verbunden als auch über Durchkontaktierungen 19, 20 mit der groß­ flächigen Leiterfläche 15 auf der unbestückten Unter­ seite. Kontakte 21 einer Steckerleiste 22 verbinden die Auslöseschaltung 7 mit Leiterbahnen der Leiterplatte 8.

Der in Fig. 3 gezeigte Schnitt gemäß der Linie III-III in Fig. 2 zeigt, daß die Leiterplatte 8 in eine Aus­ sparung der Isolierplatte 13 eingepaßt ist. Die Iso­ lierplatte 13 weist auch eine zweite Aussparung auf, in die als Stromquelle für die Energieversorgung der Aus­ löseschaltung 7 eine Batterie 23 eingepaßt ist. Um die Batterie 23 mit der Auslöseschaltung 7 zu verbinden, sind auf der Leiterplatte 8 Leiterbahnen 14 angeordnet. In Fig. 3 sind die Filter 9, 10 in Draufsicht darge­ stellt. Die Filter 9, 10 sind stabförmig ausgebildet und weisen jeweils drei Banderolen 17, 18 auf. Die mittlere Banderole 17 ist jeweils über eine durch die Leiter­ platte hindurchgehende Durchkontaktierung 19, 20 mit der großflächigen Leiterfläche 15 verbunden, die wegen ih­ rer Breite eine niederohmige Masseleitung darstellt. Die mittlere Banderole 17 stellt den Masseanschluß 29 von Kondensatoren 30 in dem in Fig. 5 gezeigten Er­ satzschaltbild dar. Die äußeren Banderolen 18 ent­ sprechen zweiten Kontakten der Spulen 31 und dienen gleichzeitig dem Anschluß der Filter 9, 10.

Die hier als Tiefpaßfilter ausgebildeten Filter 9, 10 leiten Störsignale, die über die Signalleitungen 24, 25 zu der Leiterplatte 8 geleitet werden, nach Masse ab. Die Signalleitungen 24, 25 sind in einem gemeinsamen Kabel 26, das von der externen Signalquelle 11 ausgeht, untergebracht. Die Signalleitungen 24, 25 sind am Ende des gemeinsamen Kabels 26 zu einem Stecker 28 geführt. Die über die Signalleitungen 24, 25 übertragenen Signale werden über Leiterbahnen den Filtern 9, 10 zugeführt. Die gefilterten Signale werden zu der Auslöseschaltung 7 übertragen.

In Fig. 4 ist die Leiterplatte 8 von der der Isolier­ platte 13 zugewandten Seite gezeigt, die die groß­ flächige Leiterfläche 15 aufweist. Die großflächige Leiterfläche 15 ist eine auf die Leiterplatte 8 aufge­ brachte Metallschicht, z. B. eine Kupferschicht. Die Leiterplatte 8 weist Bohrungen 34, 35 auf. Einige Boh­ rungen 34 dienen dem Anschluß von Bauteilen an Masse, z. B. die Bohrung für den Kontaktbolzen 16 oder die Durchkontaktierungen 19, 20. Bei Bohrungen 34, die dem Anschluß an Masse dienen, reicht die als Metallschicht ausgebildete großflächige Leiterfläche 15 bis an den Rand der Bohrung 34 heran. Die übrigen Bohrungen 35 dienen dem Anschluß von Leitungen, z. B. den Signal­ leitungen 24, 25 oder Kontakten 21. Bei diesen Bohrungen 35 ist die Metallschicht in einem Ringbereich um die Bohrungen 35 entfernt, z. B. weggeätzt, so daß keine Verbindung zwischen den Leitungen sowie Kontakten und der großflächigen Leiterschicht besteht. Abgesehen aber von den Bohrungen 34, 35, die als inselartige Bereiche in der großflächigen Leiterfläche 15 liegen, ist die gesamte Leiterplatte 8 auf den Filtern 9, 10 abgewandten Seite mit der Metallschicht überzogen.

Fig. 5 zeigt das Ersatzschaltbild der EMS-Filteran­ ordnung, die für beide Signalleitungen 24, 25 überein­ stimmend als LCL-Filter ausgelegt ist. Ein Masseleiter 27 zur zusätzlichen Verbindung der Signalquelle 11 mit Masse 29 und Auslöseschaltung 7 ist an Masse 29 ge­ führt. Die Kondensatoren 30 jeder Signalleitung 24, 25 sind mit ihren ersten Kontakten über die inneren Bande­ rolen 17 an Masse 29 gelegt. Mit ihren zweiten Kon­ takten sind die Kondensatoren 30 mit mit ihren ersten Kontakten je einer vor und einer hinter den Kondensa­ toren liegenden Spule 31 verbunden. Die zweiten Kon­ takte der Spulen 31 sind über die äußeren Banderolen 18 einerseits mit den Signalleitungen 24, 25 und anderer­ seits mit den Ausgängen 32, 33 verbunden. Die Ausgänge 32, 33 der Filter 9, 10 sind mit der Auslöseschaltung 7 verbunden.

Claims (9)

1. EMS-Filteranordnung für eine Mine (1), die eine Auslöseschaltung (7) für einen Sprengsatz (6) auf­ weist, mit mindestens einem auf einer Leiterplatte (8) angeordneten Filter (9, 10), das mit einer ex­ ternen Signalquelle (11) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterplatte (8) an der dem Filter (9, 10) abgewandten Seite eine mit Massepotential verbun­ dene großflächige Leiterfläche (15) aufweist, die im wesentlichen die gesamte Fläche der Leiter­ platte bedeckt und zu der die Masseanschlüsse des Filters (9, 10) durchkontaktiert sind.

2. EMS-Filteranordnung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Filter (9, 10) ein stabför­ miges integriertes Bauteil ist, das mindestens eine es umgebende Banderole (17, 18) als Masse­ anschluß aufweist.

3. EMS-Filtranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die externe Signalquelle (11) ein externer Sensor, beispielsweise ein Bewegungs- oder Berührungssensor, ist.

4. EMS-Filteranordnung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter (9, 10) ein Tiefpaßfilter ist.

5. EMS-Filteranordnung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterplatte (8) zur Aufnahme von Kontakten (21) mindestens einer Steckerleiste (22) ausgelegt ist.

6. EMS-Filteranordnung nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterplatte (8) Kontakte zum Anschluß an eine Batterie (23) auf­ weist.

7. EMS-Filteranordnung nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterplatte (8) aus flexiblem Material besteht.

8. EMS-Filteranordnung nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterplatte (8) auf einer in das Gehäuse (2) eingepaßten Isolier­ platte (13) montiert ist, wobei die großflächige Leiterfläche (15) der Isolierplatte (13) zugewandt ist.

9. EMS-Filteranordnung nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß die großflächige Lei­ terfläche (15) mit dem Gehäuse (2) über einen an eine Innenwand des Gehäuses (2) angeschweißten Kontaktbolzen (16) verbunden ist.