EP3619496A1 - Elektronische sicherungsvorrichtung - Google Patents

Elektronische sicherungsvorrichtung

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EP3619496A1
EP3619496A1 EP18719841.1A EP18719841A EP3619496A1 EP 3619496 A1 EP3619496 A1 EP 3619496A1 EP 18719841 A EP18719841 A EP 18719841A EP 3619496 A1 EP3619496 A1 EP 3619496A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
logic
switch
power supply
load
electronic
Prior art date
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Granted
Application number
EP18719841.1A
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English (en)
French (fr)
Other versions
EP3619496B1 (de
Inventor
Jürgen Schmitz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rheinmetall Waffe Munition GmbH
Original Assignee
Rheinmetall Waffe Munition GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Rheinmetall Waffe Munition GmbH filed Critical Rheinmetall Waffe Munition GmbH
Publication of EP3619496A1 publication Critical patent/EP3619496A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3619496B1 publication Critical patent/EP3619496B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42C—AMMUNITION FUZES; ARMING OR SAFETY MEANS THEREFOR
    • F42C15/00—Arming-means in fuzes; Safety means for preventing premature detonation of fuzes or charges
    • F42C15/44—Arrangements for disarming, or for rendering harmless, fuzes after arming, e.g. after launch
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42C—AMMUNITION FUZES; ARMING OR SAFETY MEANS THEREFOR
    • F42C15/00—Arming-means in fuzes; Safety means for preventing premature detonation of fuzes or charges
    • F42C15/40—Arming-means in fuzes; Safety means for preventing premature detonation of fuzes or charges wherein the safety or arming action is effected electrically

Definitions

  • the present invention relates to an electronic security device for electronic load securing devices.
  • an electronic load should be safely activated for a certain time and then the power supply for the electronic load should be safely deactivated, so that no follow-up activations are possible.
  • the present invention is suitable for detonators for ammunition and pyrotechnic projectiles.
  • the load is the detonator of the ammunition or the pyrotechnic active body.
  • WO 2016/026640 A2 a safety device is known in which an activation signal is evaluated in order to connect the energy supply to the load by means of a processor. The processor then ensures that after a certain time the power supply is disconnected from the load again.
  • Object of the present invention is therefore to show a safety device that allows the safest possible ignition of the load and after ignition safely disconnects the power supply from the load, so that no further ignition operations can be triggered. It is likewise an object of the present invention to reliably detect an ignition signal and to distinguish it from possibly occurring interference signals.
  • the electronic security device for an electronic load consists of a power supply, which can supply the safety device and the load with energy. Since it is an electronic safety device, the safety device must be supplied by itself via the power supply and it is still appropriate to use the same energy supply for the supply of the load. In this case, the load is an electronic load. It is also conceivable to carry out the power supply as another energy source, for example a pressure tank for pneumatic control systems or a hydraulic tank for hydraulic control systems, but preference is given to an electrical power supply.
  • the electronic security device further includes a time delay, which ensures that an incoming ignition signal must be present for a certain time in order to be processed uniquely as an ignition signal. Faster pulses, or smaller signals are detected by the time delay and, because they were not detected as an ignition signal, not to connect the energy to the load.
  • an operating switch is provided and a programmable logic.
  • the operating switch ensures that the power supply to the programmable logic is switched on and the programmable logic can be activated with it. Without switching the energy on the logic by means of the operating switch, the programmable logic is in a deactivated state and thus at rest.
  • the time delay is now provided with an input via which signals of the time delay can be supplied. Also, these signals are preferably electronic signals, but also here other forms of signal may be conceivable.
  • the time delay now recognizes when the input signal is present for a certain time that this is to be the activation signal for the load and, upon detection of the activation signal, activates the operating switch, which then switches the power supply to the programmable logic. When the power supply to the programmable logic is concerned this is activated and is integrated into the electronic safety device so that it can connect the power supply to the load.
  • the programmable logic may control a first logic switch and thus turn it on or off.
  • This first logic switch is now able to switch the operating switch. This means that the activated logic can switch off the operating switch via the first logic switch and thus can interrupt the energy supply of the energy supply to the logic. The programmable logic can thereby deactivate itself.
  • the programmable logic is programmed to turn off the first logic switch as well as supply power to the load. Likewise, it can interrupt the power supply from the load.
  • the logic is designed programmable, so that the time in which the load is supplied with energy, is freely selectable. After this time, then the power supply is disconnected from the load again and the power switch is turned off, so that the programmable logic is disabled.
  • a circuit breaker is required, which can also be controlled by the processor.
  • the safety device To ensure proper functioning of the safety device, make sure that the power supply is disconnected from the load when the processor is disabled. Furthermore, it must be ensured that the operating switch can be switched on at any time to activate the programmable logic. Upon activation of the programmable logic, the first logic switch must be safely turned on, so that the programmable logic is not immediately disabled again. It must also be ensured by the programmable logic that no switching operations are carried out after it has been deactivated, because this is the only way to ensure that the first logic switch remains switched and the operating switch can not be switched on a second time.
  • the switches that is to say the operating switch, the first logic switch and the power switch, also be implemented electronically.
  • the operating switch as a thyristor and the first logic switch and the power switch as a field effect transistor.
  • the field-effect transistors ensure that switching is safe and there is no state between switching on and off, with simultaneous low power consumption.
  • the signal which is to lead to the connection of the power supply to the load supplied by a sensor of the time delay.
  • This sensor can be tailored to the requirements of the application of the electronic security device and can be a piezo sensor, a Hall sensor, but also a pressure sensor or set-back generator.
  • a second logic switch is provided, which is arranged between the operating switch and programmable logic. This makes it possible to supply the programmable logic more defined with the power supply, since the logic switch does not have the transistor characteristic. In this case, the operation switch controls the second logic switch so that the programmable logic can be powered via the second logic switch.
  • an energy limit is provided by which the energy of the power supply to the load is limited.
  • the present invention fulfills by the double security corresponding standards for securing devices of igniters and is thus preferably used for electronic detonators.
  • the function is further claimed by the independent claim 9, namely an electronic security method by means of an electronic security device, wherein first a signal to turn on the energy by the power supply to the load activates the time delay, wherein the activated time delay means of the operating switch, the energy of the power supply with the Logic connects and so activates the logic.
  • the activated logic in turn switches the circuit breaker and thus connects the energy of the power supply to the load for a predefined time. After expiration of the predefined time, the logic disconnects the energy of the power supply from the load by means of the circuit breaker and switches the first logic switch to switch off after the predefined time has expired Time over this to switch the operating switch so that the logic is disconnected from the power supply and thus deactivated.
  • a corresponding signal is thus supplied to the time delay and is intended to ensure that the safety device switches on the energy of the energy supply to the load. Due to the time delay, the signal must be present for a certain time, so that the activated time delay by means of the operating switch connects the energy of the power supply to the logic. So after a certain time of the signal has been detected with the time delay, the time delay activates the operating switch and this switches the power supply to the logic.
  • the logic is activated and starts the programmable logic program.
  • the logic is connected to a circuit breaker and can switch this.
  • the logic is connected to a first logic switch and can also switch this. Switching the circuit breaker connects the energy of the power supply to the load. The load is activated with it.
  • the program in the programmable logic is designed so that the circuit breaker only stays on for a certain time. After this time, the circuit breaker is turned off again and thus the energy of the power supply is disconnected from the load again. Also, the first logic switch is switched and causes the operation switch is turned off. Turning off the power switch disconnects the logic from the power supply and disables it.
  • the signal over which the time delay is activated is preferably generated via a sensor.
  • an input switch between the sensor and the time delay is provided, which switches only from a certain signal strength of the signal and thus signals under the specific signal strength can be filtered out.
  • the time during which the programmable logic connects the power supply to the load and the time of the activated logic is freely definable and can be programmed via a program in the programmable logic.
  • the circuit breaker interrupts the power supply to the load and the first logic switch connects the power supply to the operating switch so that it can switch the power supply to the logic at an applied signal. Only when the connection of the power supply has already taken place, the first logic switch must be kept off to prevent the restart of the operating switch.
  • the above-mentioned double ignition safety of detonators is ensured in that only a defined ignition signal from possibly occurring interference signals can be filtered out and after a single ignition the interruption to igniter is so disrupted that no new ignition pulse can activate the programmable logic and so the load is activated again.
  • Fig. 1 is a block diagram of a security device according to the invention.
  • Fig. 2 is an exemplary electronic circuit diagram of a security device according to the invention.
  • Fig. 1 shows the electronic security device 6 according to the invention for an electronic load 1 1.
  • an LED is shown as an electronic load 1 1.
  • the electronic security device 6 is powered by a battery as a power supply 2, wherein the power supply 2, the backup device 6 and the load 1 1 can provide energy.
  • the electronic security device 6 is now designed so that it can turn on the energy of the power supply 2 to the load 1 1 for a certain time at an input signal. After this certain time then the energy of the power supply 2 is again separated from the load 1 1 and indeed permanently, so that no further signal can enable the connection of the power supply to the load 1 1.
  • the input signal is detected by a sensor 1 and may be electronic, mechanical or electromagnetic nature. Also, a set-back generator, as it is known in ammunition and throwing bodies, can trigger such a signal.
  • the signal of the sensor 1 is connected via an input switch 3 to a time delay 4.
  • the input switch 3 ensures that only signals with a certain signal strength, or level, is recognized as an input signal.
  • the time delay ensures that the signal passed through the input switch 3 must be present for a certain time in order to be evaluated as a corresponding signal.
  • Noise or background noise is filtered out by the two elements, input switch 3 and time delay 4.
  • the signal thus detected is supplied to a power switch 5, which ensures that the power supply 2 is connected via a second logic switch 8 to a programmable logic 9.
  • the programmable logic 9 then executes the program contained therein upon application of the power by the power supply 2.
  • the programmable logic 9 ensures that the energy of the power supply 2 is switched to the load 1 1 and includes the time function after which the load 1 1 is disconnected again from the power supply 2.
  • the connection of the power supply 2 to the load 1 1 is done by a circuit breaker 10, which connects the power supply 2 with the load 1 1.
  • a circuit breaker 10 which connects the power supply 2 with the load 1 1.
  • an energy limit 12 which can limit the energy that is supplied to the load 1 1. This can for example be designed as a current limit.
  • the energy limitation 12 ensures that no power peaks occur through the connection of the power supply 2 to the load 1 1 and thus the power supply 2 is unnecessarily burdened.
  • the logic 9 controls a first power switch 7, which in turn interrupts the power supply 2 to the operation switch 5, whereby the operation switch 5 is turned off. As a result, the power supply 2 of the programmable logic 9 is interrupted, whereby the programmable logic 9 stops working.
  • the power supply 2 to the operation switch 5 is interrupted so that it can not turn on again. Any occurring subsequent signals detected by the sensor 1, thus can no longer lead to turn on the power switch 5 and thus no longer to connect the power supply 2 to the load 1 1.
  • FIG. 2 shows a possible electronic circuit in which the elements of the block diagram of FIG. 1 can be seen again.
  • Four inputs can be seen on the left side, with the outer inputs representing the connections for the power supply 2 and the inner connections representing the inputs of the sensor 1.
  • the power supply 2 thus supplies the entire electronic security device 6 with electrical energy.
  • the input switch 3 switches and thus supplies the time delay 4 with electrical energy.
  • Time delay 4 is implemented here as an RC combination so that the capacitor charges via the upstream resistors.
  • the capacitor is provided with sufficient charge, there is a voltage at the input of the operating switch 5, which is designed as a thyristor. When a voltage at the thyristor is applied, it switches on and supplies the programmable logic 9 with electrical energy via the second logic switch 8.
  • the programmable logic 9 in turn ensures that the power switch 10 switches and thus the energy of the power supply 2 to the load 1 1 passes.
  • the two FET's which are provided as a circuit breaker, are turned off again, so that the power supply to the load 1 1 is interrupted.
  • the programmable logic 9 interrupts the power supply of the operating switch 5, so that the thyristor no longer turns on. This results in a power interruption to the programmable logic 9, whereby the programmable logic 9 stops working.
  • the last switched state is maintained, so that the operation switch 5 can not turn on again, since the power supply of the operation switch 5 is interrupted by the first logic switch 7.
  • a second switching on the programmable logic 9 and thus switching on the power supply 2 to the load 1 1 is thus impossible.
  • the present invention is not limited to the features described above, but other embodiments are conceivable.
  • the programmable logic notes in its internal memory, that a switching operation has already been carried out and, due to this memorization, is likewise designed so that no further switching operation is carried out.
  • the switches shown above can also be designed as electromechanical switches instead of field-effect transistors, for example as relays.
  • a generator instead of a battery as a power supply, a generator may be provided.
  • the time delay includes an energy storage, which takes over the power supply for the remaining function of the electronic security device. Due to the energy-saving design of the electronic security device, such a cache is sufficient for a short moment to supply the electronic security device.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Relay Circuits (AREA)
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Abstract

Elektronische Sicherungsvorrichtung (6) für eine elektronische Last (11) mit einer Energieversorgung (2), welche die Sicherungsvorrichtung und die Last mit Energie versorgen kann. Die elektronische Sicherungsvorrichtung kann bei Anliegen eines Eingangssignals für eine entsprechende Zeit die Last mit Energie versorgen, wobei die elektronische Sicherungsvorrichtung eine Zeitverzögerung (4) besitzt, die dafür sorgt, dass nur Signale mit einer vorgegebenen Mindestdauer als Signal erkannt werden. Weiterhin besitzt die elektronische Sicherungsvorrichtung eine programmierbare Logik (9), welche die Zeitsteuerung beinhaltet, und über einen Betriebsschalter (5) weiter eingeschaltet werden kann. Die programmierbare Logik selber kann dann für eine gewisse Zeit die Energieversorgung auf die Last aufschalten und nach Ablauf der Zeit sich selber wieder ausschalten. Das Aufschalten der Energie auf die Last erfolgt über einen Leistungsschalter (10). Das Abschalten der Logik geschieht über einen ersten Logikschalter (7), welcher wiederum den Betriebsschalter (5) schalten und somit die Logik deaktivieren kann.

Description

BESCHREIBUNG
Elektronische Sicherungsvorrichtung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektronische Sicherungsvorrichtung für elektronische Lastsicherungsvorrichtungen. Im Sinne der vorliegenden Erfindung soll eine elektronische Last für eine bestimmte Zeit sicher aktiviert und danach die Energieversorgung für die elektronische Last sicher deaktiviert werden, damit keine Folgeaktivierungen möglich sind.
Insbesondere ist die vorliegende Erfindung für Zünder für Munition und pyrotechnische Wurfkörper geeignet. Hierbei ist dann die Last der Zünder der Munition bzw. des pyrotechnischen Wirkkörpers.
Hierzu ist aus dem Stand der Technik bekannt, durch impuls- oder spinaktivierte Verfahren ein Signal zu erzeugen, welches dann die benötigte Betriebsenergie dem Zünder zuführt.
Weiterhin ist aus der WO 2016/026640 A2 eine Sicherungseinrichtung bekannt, bei der ein Aktivierungssignal ausgewertet wird, um mittels eines Prozessors die Energieversorgung auf die Last aufzuschalten. Der Prozessor sorgt dann dafür, dass nach einer gewissen Zeit die Energieversorgung wieder von der Last getrennt wird.
Bei dieser bekannten Sicherungsart ist jedoch nicht sichergestellt, dass ein erneutes Zünden durch ein erneutes Aktivierungssignal geschieht. Hierdurch ergibt sich im Speziellen bei Munition und/oder pyrotechnischen Wirkkörpern ein erhebliches Sicherheitsrisiko, da fehlerhafte oder nicht gezündete Munition oder pyrotechnische Wirkkörper die Gefahr beinhalten, bei ihrer Bergung doch noch einen Zündimpuls auszulösen. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Sicherungseinrichtung aufzuzeigen, die ein möglichst sicheres Zünden der Last ermöglicht und nach dem Zünden die Energieversorgung sicher von der Last trennt, damit keine weiteren Zündvorgänge ausgelöst werden können. Ebenso ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Zündsignal sicher zu detektieren und von möglicherweise auftretenden Störsignalen zu unterscheiden.
Diese Aufgaben werden durch den Hauptanspruch der vorliegenden Erfindung gelöst.
Die elektronische Sicherungsvorrichtung für eine elektronische Last besteht dazu aus einer Energieversorgung, welche die Sicherungsvorrichtung und die Last mit Energie versorgen kann. Da es sich um eine elektronische Sicherungsvorrichtung handelt, muss die Sicherungseinrichtung an sich über die Energieversorgung versorgt werden und es bietet sich weiterhin an, die gleiche Energieversorgung für die Versorgung der Last zu benutzen. In diesem Falle handelt es sich bei der Last um eine elektronische Last. Es ist ebenso denkbar, die Energieversorgung als eine andere Energiequelle auszuführen, beispielsweise ein Drucktank für pneumatische Steuerungen oder ein Hydrauliktank für hydraulische Steuerungen, bevorzugt wird jedoch eine elektrische Energieversorgung.
Die elektronische Sicherungsvorrichtung beinhaltet weiterhin eine Zeitverzögerung, welche dafür sorgt, dass ein eingehendes Zündsignal eine gewisse Zeit vorhanden sein muss, um eindeutig als Zündsignal verarbeitet zu werden. Schnellere Impulse, beziehungsweise kleinere Signale werden durch die Zeitverzögerung erkannt und führen, da sie nicht als Zündsignal erkannt wurden, nicht zur Aufschaltung der Energie auf die Last.
Weiterhin ist ein Betriebsschalter vorgesehen und eine programmierbare Logik. Der Betriebsschalter sorgt dafür, dass die Energieversorgung auf die programmierbare Logik aufgeschaltet wird und die programmierbare Logik damit aktiviert werden kann. Ohne Aufschaltung der Energie auf die Logik mittels des Betriebsschalters befindet sich die programmierbare Logik in einem deaktivierten Zustand und somit in Ruhe.
Die Zeitverzögerung ist nun mit einem Eingang versehen, über welchen Signale der Zeitverzögerung zugeführt werden können. Auch bei diesen Signalen handelt es sich bevorzugterweise um elektronische Signale, aber auch hier können andere Signalformen denkbar sein. Die Zeitverzögerung erkennt nun bei Anliegen des Eingangssignals für eine gewisse Zeit, dass dieses das Aktivierungssignal für die Last sein soll und aktiviert bei Erkennung des Aktivierungssignals den Betriebsschalter, welcher dann die Energieversorgung auf die programmierbare Logik aufschaltet. Bei Anliegen der Energieversorgung an der programmierbaren Logik wird diese aktiviert und ist so in die elektronische Sicherungsvorrichtung integriert, dass sie die Energieversorgung auf die Last aufschalten kann.
Ebenso kann die programmierbare Logik einen ersten Logikschalter steuern und somit ein- oder ausschalten. Dieser erste Logikschalter vermag es nun, den Betriebsschalter zu schalten. Das bedeutet, dass die aktivierte Logik über den ersten Logikschalter den Betriebsschalter abschalten kann und somit die Energiezufuhr der Energieversorgung zur Logik unterbrechen kann. Die programmierbare Logik kann sich dadurch selber deaktivieren.
Die programmierbare Logik ist so programmiert, dass sie den ersten Logikschalter abschalten kann, sowie auch die Energieversorgung der Last zuführen kann. Ebenso kann sie die Energieversorgung von der Last unterbrechen. Dazu ist die Logik programmierbar gestaltet, sodass die Zeit, in welcher die Last mit Energie versorgt wird, freiwählbar ist. Nach Ablauf dieser Zeit wird dann die Energieversorgung wieder von der Last getrennt und der Betriebsschalter ausgeschaltet, sodass die programmierbare Logik deaktiviert wird. Zum Schalten der Energieversorgung auf die Last wird dazu ein Leistungsschalter benötigt, welcher ebenfalls vom Prozessor angesteuert werden kann.
Um die ordnungsgemäße Funktion der Sicherungsvorrichtung zu gewährleisten, ist sicherzustellen, dass bei deaktiviertem Prozessor die Energieversorgung von der Last getrennt ist. Weiterhin muss sichergestellt werden, dass der Betriebsschalter jederzeit einschaltbar ist, um die programmierbare Logik zu aktivieren. Bei Aktivierung der programmierbaren Logik muss der erste Logikschalter entsprechend sicher eingeschaltet sein, damit die programmierbare Logik nicht sofort wieder deaktiviert wird. Ebenso muss durch die programmierbare Logik sichergestellt sein, dass keine Schaltvorgänge durchgeführt werden, nachdem diese deaktiviert wurde, denn nur so kann sichergestellt werden, dass der erste Logikschalter geschaltet bleibt und der Betriebsschalter kein zweites Mal einschalten kann.
Zur bevorzugten Ausführungsform der elektronischen Sicherungsvorrichtung mit einer elektrischen Energieversorgung wird vorgeschlagen, die Schalter, also den Betriebsschalter, den ersten Logikschalter und den Leistungsschalter ebenfalls elektronisch auszuführen. Hierzu wird vorgeschlagen, den Betriebsschalter als Thyristor auszuführen und den ersten Logikschalter sowie den Leistungsschalter als Feldeffekttransistor. Durch die Feldeffekttransistoren wird sichergestellt, dass sicher geschaltet wird und nicht ein Zustand zwischen Ein- und Ausschaltung existiert bei gleichzeitigem geringen Stromverbrauch. In einer besonderen Ausführungsform wird das Signal, welches zum Durchschalten der Energieversorgung auf die Last führen soll, von einem Sensor der Zeitverzögerung zugeführt. Dieser Sensor kann auf die Anforderungen der Anwendung der elektronischen Sicherungsvorrichtung zugeschnitten sein und kann ein Piezosensor sein, ein Hallsensor, aber auch ein Drucksensor oder Set-back Generator.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird vorgeschlagen, zwischen dem Sensor und der Zeitverzögerung einen Eingangsschalter vorzusehen, welcher erst bei einem gewissen Pegel des Signals des Sensors dieses auf die Zeitverzögerung aufschaltet. Dadurch ist es möglich, nicht nur das Signal für eine gewisse Zeit anliegen haben zu müssen, sondern auch eine Filterwirkung für die Eingangssignale zu ermöglichen, damit zu kleine Eingangssignale von vornherein herausgefiltert werden.
Ebenfalls bevorzugterweise ist ein zweiter Logikschalter vorgesehen, welcher zwischen Betriebsschalter und programmierbarer Logik angeordnet ist. Dadurch ist es möglich, die programmierbare Logik definierter mit der Energieversorgung zu versorgen, da der Logikschalter nicht die Transistorkarakteristik aufweist. In diesem Falle steuert der Betriebsschalter den zweiten Logikschalter an, sodass über den zweiten Logikschalter die programmierbare Logik mit Energie versorgt werden kann.
Weiterhin ist in einer bevorzugten Ausführungsform eine Energiebegrenzung vorgesehen, durch welche die Energie der Energieversorgung zur Last begrenzt wird.
Die vorliegende Erfindung erfüllt durch die doppelte Sicherheit entsprechende Normen zur Sicherungseinrichtung von Zündketten und ist somit bevorzugt einsatzfähig für elektronische Zünder.
Die Funktion wird weiterhin vom nebengeordneten Anspruch 9 beansprucht, nämlich einem elektronischen Sicherungsverfahren mittels einer elektronischen Sicherungsvorrichtung, wobei zunächst ein Signal zum Einschalten der Energie durch die Energieversorgung auf die Last die Zeitverzögerung aktiviert, wobei die aktivierte Zeitverzögerung mittels des Betriebsschalters die Energie der Energieversorgung mit der Logik verbindet und so die Logik aktiviert. Die aktivierte Logik schaltet wiederum den Leistungsschalter und verbindet so für eine vordefinierte Zeit die Energie der Energieversorgung mit der Last. Nach Ablauf der vordefinierten Zeit wird durch die Logik die Energie der Energieversorgung mittels des Leistungsschalters von der Last getrennt und der erste Logikschalter geschaltet, um nach Ablauf der vordefinierten Zeit über diesen den Betriebsschalter zu schalten, sodass die Logik von der Energieversorgung getrennt und somit deaktiviert wird.
Ein entsprechendes Signal wird also der Zeitverzögerung zugeführt und soll dafür sorgen, dass die Sicherungsvorrichtung die Energie der Energieversorgung auf die Last aufschaltet. Durch die Zeitverzögerung muss das Signal eine bestimmte Zeit anliegen, damit die aktivierte Zeitverzögerung mittels des Betriebsschalters die Energie der Energieversorgung mit der Logik verbindet. Nachdem also mit der Zeitverzögerung eine gewisse Zeit des Signals festgestellt wurde, aktiviert die Zeitverzögerung den Betriebsschalter und dieser schaltet die Energieversorgung auf die Logik. Die Logik wird damit aktiviert und startet das Programm der programmierbaren Logik. Ebenso ist die Logik mit einem Leistungsschalter verbunden und kann diesen schalten. Außerdem ist die Logik mit einem ersten Logikschalter verbunden und kann auch diesen schalten. Durch Schalten des Leistungsschalters wird die Energie der Energieversorgung mit der Last verbunden. Die Last wird damit aktiviert. Das Programm in der programmierbaren Logik ist so gestaltet, dass der Leistungsschalter nur eine gewisse Zeit eingeschaltet bleibt. Nach Ablauf dieser Zeit wird der Leistungsschalter wieder ausgeschaltet und somit wird die Energie der Energieversorgung von der Last wieder getrennt. Ebenfalls wird der erste Logikschalter geschaltet und führt dazu, dass der Betriebsschalter ausgeschaltet wird. Durch Ausschalten des Betriebsschalters wird die Logik von der Energieversorgung getrennt und somit deaktiviert.
Das Signal, über welches die Zeitverzögerung aktiviert wird, wird bevorzugterweise über einen Sensor erzeugt. In einer weiteren Ausführungsform ist ein Eingangsschalter zwischen Sensor und Zeitverzögerung vorgesehen, der erst ab einer bestimmten Signalstärke des Signals schaltet und somit Signale unter der bestimmten Signalstärke herausgefiltert werden können.
Die Zeit während der die programmierbare Logik die Energieversorgung mit der Last verbindet sowie die Zeit der aktivierten Logik ist frei definierbar und kann über ein Programm in die programmierbare Logik programmiert werden. Bevorzugterweise muss sichergestellt werden, dass bei unterbrochener Energieversorgung zur Logik, also bei deaktivierter Logik, der Leistungsschalter die Energieversorgung zur Last unterbricht und der erste Logikschalter die Energieversorgung zum Betriebsschalter verbindet, damit dieser bei einem anliegenden Signal die Energieversorgung auf die Logik schalten kann. Erst wenn die Aufschaltung der Energieversorgung bereits einmal stattgefunden hat, muss der erste Logikschalter unbedingt ausgeschaltet bleiben, um das Wiedereinschalten des Betriebsschalters zu verhindern. Auch durch das Verfahren wird die obengenannte doppelte Zündsicherheit von Zündern gewährleistet, in dem zum einen nur ein definiertes Zündsignal aus eventuell auftretenden Störsignalen herausgefiltert werden kann und nach einmaligem Zündvorgang die Unterbrechung zum Zünder dermaßen unterbrochen wird, dass kein neuer Zündimpuls die programmierbare Logik aktivieren kann und so die Last nochmals aktiviert wird.
Weitere Merkmale ergeben sich aus den beigefügten Zeichnungen. Es zeigen
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Sicherungseinrichtung und
Fig. 2 ein beispielhaftes elektronisches Schaltbild einer erfindungsgemäßen Sicherungseinrichtung.
Fig. 1 zeigt die erfindungsgemäße elektronische Sicherungsvorrichtung 6 für eine elektronische Last 1 1 . In der Fig. 1 wird eine LED als elektronische Last 1 1 gezeigt. Die elektronische Sicherungsvorrichtung 6 wird durch eine Batterie als Energieversorgung 2 gespeist, wobei die Energieversorgung 2 die Sicherungsvorrichtung 6 sowie auch die Last 1 1 mit Energie versorgen kann.
Die elektronische Sicherungsvorrichtung 6 ist nun so ausgeführt, dass sie bei einem Eingangssignal die Energie der Energieversorgung 2 auf die Last 1 1 für eine gewisse Zeit aufschalten kann. Nach Ablauf dieser gewissen Zeit wird dann die Energie der Energieversorgung 2 wieder von der Last 1 1 getrennt und zwar dauerhaft, sodass kein weiteres Signal das Aufschalten der Energieversorgung auf die Last 1 1 ermöglichen kann.
Das Eingangssignal wird hierbei durch einen Sensor 1 detektiert und kann elektronischer, mechanischer oder elektromagnetischer Natur sein. Auch ein Set-back Generator, wie er im Munitionen und Wurfkörpern bekannt ist, kann ein solches Signal auslösen.
Das Signal des Sensors 1 wird über einen Eingangsschalter 3 auf eine Zeitverzögerung 4 aufgeschaltet. Der Eingangsschalter 3 sorgt dafür, dass nur Signale mit einer gewissen Signalstärke, beziehungsweise Pegel, als Eingangssignal erkannt wird. Die Zeitverzögerung sorgt dafür, dass das durch den Eingangsschalter 3 durchgelassene Signal für eine gewisse Zeit anliegen muss, um als entsprechendes Signal bewertet zu werden. Durch die Kombination des Eingangsschalters 3 sowie der Zeitverzögerung 4 kann dadurch gewährleistet werden, dass ein definiertes Signal anliegen muss, um einen Schaltvorgang auszulösen. Störsignale oder Hintergrundrauschen wird durch die beiden Elemente, Eingangsschalter 3 und Zeitverzögerung 4, herausgefiltert. Das so erkannte Signal wird einem Leistungsschalter 5 zugeführt, welcher dafür sorgt, dass die Energieversorgung 2 über einen zweiten Logikschalter 8 auf eine programmierbare Logik 9 aufgeschaltet wird. Die programmierbare Logik 9 führt dann bei Anliegen der Energie durch die Energieversorgung 2 das in ihr enthaltene Programm aus.
Die programmierbare Logik 9 sorgt dafür, dass die Energie der Energieversorgung 2 auf die Last 1 1 aufgeschaltet wird und beinhaltet die Zeitfunktion nach welcher die Last 1 1 wieder von der Energieversorgung 2 getrennt wird.
Das Aufschalten der Energieversorgung 2 auf die Last 1 1 geschieht durch einen Leistungsschalter 10, welcher die Energieversorgung 2 mit der Last 1 1 verbindet. Zwischen dem Leistungsschalter 10 und der Last 1 1 kann zusätzlich noch eine Energiebegrenzung 12 vorgesehen sein, die die Energie, die der Last 1 1 zugeführt wird, begrenzen kann. Diese kann beispielsweise als Strombegrenzung ausgeführt sein. Die Energiebegrenzung 12 sorgt dafür, dass keine Leistungsspitzen durch die Aufschaltung der Energieversorgung 2 auf die Last 1 1 geschehen und somit die Energieversorgung 2 unnötig belastet wird.
Nach Ablauf der in der programmierbaren Logik 9 einprogrammierten Zeit steuert die Logik 9 einen ersten Leistungsschalter 7 an, der wiederum die Energieversorgung 2 zum Betriebsschalter 5 unterbricht, wodurch der Betriebsschalter 5 ausgeschaltet wird. Dadurch ist die Energieversorgung 2 der programmierbaren Logik 9 unterbrochen, wodurch die programmierbare Logik 9 aufhört zu arbeiten.
Durch die nun vorliegende Konstellation der elektronischen Sicherungsvorrichtung ist die Energieversorgung 2 zum Betriebsschalter 5 unterbrochen, sodass dieser nicht wieder einschalten kann. Etwaig auftretende anschließende Signale, die der Sensor 1 detektiert, können somit nicht mehr zum Einschalten des Betriebsschalters 5 führen und somit nicht mehr zum Aufschalten der Energieversorgung 2 auf die Last 1 1 .
In Fig. 2 ist dazu eine mögliche elektronische Schaltung gezeigt, in welcher die Elemente des Blockschaltbilds der Fig. 1 nochmals zu erkennen sind. Auf der linken Seite sind vier Eingänge zu erkennen, wobei die äußeren Eingänge die Anschlüsse für die Energieversorgung 2 darstellen und die inneren Anschlüsse die Eingänge des Sensors 1 . Die Energieversorgung 2 versorgt somit die gesamte elektronische Sicherheitsvorrichtung 6 mit elektrischer Energie. Wird nun ein Signal im Eingang festgestellt, schaltet der Eingangsschalter 3 und versorgt somit die Zeitverzögerung 4 mit elektrischer Energie. Die Zeitverzögerung 4 ist hier als RC-Kombi- nation ausgeführt, sodass sich der Kondensator über die vorgeschalteten Widerstände lädt. Wenn der Kondensator mit genügend Ladung versehen ist, liegt eine Spannung am Eingang des Betriebsschalters 5 an, welcher als Thyristor ausgeführt ist. Bei Anliegen einer Spannung am Thyristor schaltet dieser durch und versorgt über den zweiten Logikschalter 8 die programmierbare Logik 9 mit elektrischer Energie.
Die programmierbare Logik 9 wiederum sorgt dafür, dass der Leistungsschalter 10 schaltet und somit die Energie der Energieversorgung 2 zur Last 1 1 gelangt. Nach Ablauf der Zeit der programmierbaren Logik 9 werden die beiden FET's, die als Leistungsschalter vorgesehen sind, wieder ausgeschaltet, sodass die Energieversorgung zur Last 1 1 unterbrochen ist. Gleichzeitig unterbricht die programmierbare Logik 9 die Energieversorgung des Betriebsschalters 5, sodass der Thyristor nicht mehr durchschaltet. Daraus resultiert eine Energieunterbrechung zur programmierbaren Logik 9, wodurch die programmierbare Logik 9 aufhört zu arbeiten. Der zuletzt geschaltete Zustand bleibt erhalten, sodass der Betriebsschalter 5 nicht noch einmal einschalten kann, da durch den ersten Logikschalter 7 die Energieversorgung des Betriebsschalters 5 unterbrochen bleibt. Ein zweites Einschalten der programmierbaren Logik 9 und somit Aufschalten der Energieversorgung 2 zur Last 1 1 ist damit unmöglich.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Merkmale beschränkt, vielmehr sind weitere Ausführungsformen denkbar. So ist denkbar, dass als zusätzliche Sicherheit die programmierbare Logik sich in ihrem internen Speicher merkt, dass bereits ein Schaltvorgang durchgeführt wurde und aufgrund dieses Merken, ebenfalls so gestaltet ist, dass kein weiterer Schaltvorgang durchgeführt wird. Dies kann zu einer zusätzlichen Sicherheit führen. Die oben aufgezeigten Schalter können statt als Feldeffekttransistoren auch als elektromechanischer Schalter ausgeführt sein, beispielsweise als Relais. Ebenso kann statt einer Batterie als Energieversorgung auch ein Generator vorgesehen sein. In einer besonderen Ausführungsform kann ebenfalls vorgesehen sein, dass die Zeitverzögerung einen Energiespeicher enthält, der für die restliche Funktion der elektronischen Sicherungsvorrichtung die Energieversorgung übernimmt. Aufgrund der energiesparsamen Ausgestaltung der elektronischen Sicherungsvorrichtung reicht ein solcher Zwischenspeicher für einen kurzen Moment zur Versorgung der elektronischen Sicherungsvorrichtung aus.

Claims

Patentansprüche
Elektronische Sicherungsvorrichtung (6) für eine elektronische Last (1 1 ), mit einer Energieversorgung (2), welche die Sicherungsvorrichtung (6) und die Last (1 1 ) mit Energie versorgen kann, mit einer Zeitverzögerung (4), einem Betriebsschalter (5) und einer programmierbaren Logik (9), wobei die Logik (9) über den Betriebsschalter (5) mittels der Zeitverzögerung (4) aktivierbar ist, mit einem Leistungsschalter (10), welcher die Energie der Energieversorgung (2) mit Last (1 1 ) verbinden oder unterbrechen kann, dadurch gekennzeichnet, dass die Logik (9) mit einem ersten Logikschalter (7) verbunden ist, welcher den Betriebsschalter (5) schalten und somit die Logik (9) deaktivieren kann.
Elektronische Sicherungsvorrichtung (6) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein Sensor (1 ) vorgesehen ist, welcher die Zeitverzögerung (4) aktiviert.
Elektronische Sicherungsvorrichtung (6) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (1 ) als mechanischer, elektromagnetischer oder als Set-Back-Generator ausgeführt ist.
Elektronische Sicherungsvorrichtung (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Eingangsschalter (3) die Zeitverzögerung (4) aktiviert. Elektronische Sicherungsvorrichtung (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Logikschalter (8) vorgesehen ist, mittels welchem die Energieversorgung (2) mit der Logik (9) verbindbar ist.
Elektronische Sicherungsvorrichtung (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Energiebegrenzung (12) vorgesehen ist, welche die Energie zur Last (1 1 ) begrenzen kann.
Elektronische Sicherungsvorrichtung (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Logik (9) als Mikroprozessor, Mikrocontroller oder programmierbare Logik ausgeführt ist.
Elektronische Sicherungsvorrichtung (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Betriebsschalter (5) als Thyristor ausgeführt ist.
Elektronisches Sicherungsverfahren mittels einer elektronischen Sicherungsvorrichtung (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei ein Signal zum Schalten der Energie durch die Energieversorgung (2) auf die Last (1 1 ) die Zeitverzögerung (4) aktiviert, wobei die aktivierte Zeitverzögerung (4) mittels des Betriebsschalters (5) die Energie der Energieversorgung (2) mit der Logik (9) verbindet und so die Logik (9) aktiviert, wobei die Logik (9) den Leistungsschalter (10) schalten kann und so für eine vordefinierte Zeit die Energie der Energieversorgung (2) mit der Last (1 1 ) verbindet, dadurch gekennzeichnet, dass die Logik (9) nach Ablauf der vordefinierten Zeit die Energie der Energieversorgung (2) mittels des Leistungsschalters (10) von der Last (1 1 ) trennt und dass die Logik (9) gleichzeitig mit dem ersten Logikschalter (7) verbunden ist und nach Ablauf der vordefinierten Zeit über diesen den Betriebsschalter (5) schaltet, sodass die Logik (9) von der Energieversorgung (2) getrennt und somit deaktiviert wird.
10. Elektronisches Sicherungsverfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (2) das Signal erzeugt, welches die Zeitverzögerung (4) aktiviert.
1 1 . Elektronisches Sicherungsverfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Eingangsschalter (3) erst ab einer bestimmten Signalstärke schaltet und somit das Signal die Zeitverzögerung (4) aktiviert.
12. Elektronisches Sicherungsverfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitverzögerung erst aktiviert wird, wenn das Signal eine vordefinierte Zeit an der Zeitverzögerung (4) anliegt.
13. Elektronisches Sicherungsverfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die vordefinierte Zeit über ein Programm in die Logik programmiert wird.
14. Elektronisches Sicherungsverfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass bei unterbrochener Energieversorgung (2) zur Logik (9) der Leistungsschalter die Energieversorgung (2) zur Last unterbricht und der erste Logikschalter (7) die Energieversorgung (2) zum Betriebsschalter verbindet.
15. Munition oder Wurf körper, dadurch gekennzeichnet, dass diese eine elektronischen Sicherungsvorrichtung (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 umfassen.
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