DE3011606C2

DE3011606C2 - Sicherheitsschaltung für elektrisch explosive Elemente (EEE)

Info

Publication number: DE3011606C2
Application number: DE19803011606
Authority: DE
Inventors: Manfred Dipl.-Phys. Dr. 8899 Aresing Held; Hans 8068 Pfaffenhofen Spies
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1980-03-26
Filing date: 1980-03-26
Publication date: 1985-06-20
Also published as: DE3011606A1

Description

ist, wenn sowohl die Primärspule 3 als auch die Sekundärspule 6 mit gegenssiiiiiigen Wicklungen versehen werden. Dadurch ergibt sein äußeres elektromagnetisches, homogenes »Gleich- bzw. Wechselfed« keinerlei Spannungsausgang an der Sekundärspulfc, denn beide Wicklungen erzeugen gegenseitige Induktionsströme, die sich zueinander aufheben.

Die Fig.5 zeigt nun ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Sicherheitsschaltung, bei der zur Steigerung der Sicherheitsquote das Spulensystem 31, 32, 61, 62 mit diskreten Bauelementen versehen ist, um auch in extremen Fällen eine absolute Sicherheit zu gewährleisten. So ist der Primärspulenanordnung31,32 — die vorzugsweise wieder gegensinnige Wicklungen aufweist — eine Transzorb-Diode 8 oder ein sonstiger spannungsabhängiger Schalter 8 zugeordnet, wodurch jede höhere Spannung als vorgesehen kurzgeschlossen wird.
■ξ Die Sekundärwicklungen 61, 62 werden mittels eines

Kondensators 9 kurzgeschlossen, so daß die Resonanzfrequenz Z_s wesentlich schärfer ausgeprägt ist, so daß nur Impulse mit definierbarer Zeitfolge bzw. Frequenz an den Eingangsanschlüssen 1, 2 zu einer Ausgangsspannung an den Spulen 61,62 führen. Diese sind dann imstande, über die Diode 10 den Zündkondensator 11 aufzuladen. Erst, wenn dieser Zündkondensator 11 die entsprechende Spannungsschwelle erreicht hat, schaltet der spannungsabhängige Schalter 12 — der wieder eine Trans-zorb-Diode sein kann — durch und das Elektro-Explosive-Element 7 wird zum Ansprechen gebracht Diese Ausführungsform ergibt nur bei der vorbestimmten Frequenz f_o mit sehr geringen Frequenztoleranzwerten und bei äußerst enger Spannungstoleranz ein Zündsignal für das EBE 7.

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Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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so

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«5

Claims

1 2 schaltung vorzuschlagen, die in einfacher und zuverläs· Patentansprüche: siger Weise die elektrisch explosiven Elemente schützt Diese Aufgabe wird durch die in den Patentansprü-

1. Sicherheitsschaltung für elektrisch explosive chen vorgeschlagenen Maßnahmen gelöst In der nachElemente (EEE) gegen vagabundierende Streuströ- 5 stehenden Beschreibung ist ein Ausführungsbeispiel der me oder Radarstrahlung, wobei der Zündkreis des Erfindung beschrieben und erläutert, das in der Zeichelektrisch explosiven Elementes mit der Spannungs- nung durch ein Blockschaltbild grafisch dargestellt ist Versorgung durch eine induktive Kopplungseinrich- Die weiteren Figuren stellen dar

tung verbunden ist, dadurch gekennzeich- Fig. 1 eine grundsätzliche Darstellung von einem in-

net, daß um den Magnetkern (4) der Kopplungs- 10 duktivenKopplungselemeniinschematischerWeise,

einrichtung ein Kurzschlußring (5) angeordnet ist F i g. 2 je ein Diagramm für LA und ////der Spulen des

2. Sicherheitseinrichtung für elektrisch explosive Kopplungselementes in der Zeit gesehen,

Elemente (EEE) gegen vagabundierende Streuströ- F i g. 3 ein Diagramm mit der Gegenüberstellung der me oder Radarstrahlung, wobei der Zündkreis des Impulsbreite der Zündsignale nach dem Stand der Techelektrisch explosiven Elementes mit der Spannungs- 15 nik und nach der Erfindung,

Versorgung durch eine induktive Kopplungseinrich- F i g. 4 ein Diagramm des Rechteckimpulses mit ent-

iung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur sprechender Zeitdauer des induktiven Kopplungsele-

Kurzschließung der Primärspulen (31,32) der Kopp- mentes,

lungseinrichtung eine Trans-zorb-Diode (8) und zur F i g. 5 ein Schsltschema für ein spezielles Ausfüh-Kurzschließung der Sekundärspulen (61, 62) ein 20 rungsbeispiel der vorgeschlagenen Sicherheitsschal-Kondensator (11) und eine Diode (10) mit einem tung.

Zündkondensator (11) sowie ein spannungsabhängi- In der F i g. 1 ist die Grundschaltung einer induktiven

ger Schalter (12) zugeordnet sind. Kopplung des Zündkreises mit der Spannungsversor-

3. Sicherheitsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gung gezeigt. An den Anschlüssen 1 und 2 der Spangekennzeichnet daß die Primärwicklung (3) der 25 nungsversorgung 5 ist die Primärwicklung 3 einer in-Kopplungseinrichtung mit der Spannungsversor- duktiven Übertragungsstrecke angebracht Um den gung (S) und die Sekundärwicklung (6) der Kopp- Magnetkern 4 ist eine Kurzschlußring 5 angeordnet und lungseinrichtung mit einem Zündkreis des elektrisch dieser Aufbau erlaubt die Erreichung einer definierten explosiven Elementes (7) verbunden ist Durchlaßcharakteristik des Impulses. Das Gegenstück

4. Sicherheitsschaltung nach Anspruch 1 und 3, da- 30 dieser induktiven Kopplungseinrichtung, nämlich die durch gekennzeichnet, daß die Kopplungseinrich- Sekundärspule 6 ist mit dem Elektro-Explosiven-Eletung nur ein Zündsignal (Z_s) für das EEE (7) in Form ment 7 verbunden.

eines einstellbaren Rechtseokimpulses mit entspre- Das prinzipielle Verhalten dieser induktiven Übertra- »

chender Zeitdauer (t„) und entsprechender Minimal- gung verdeutlicht die F i g. 2 mit ihrem Stromzeit- bzw. | amplitude durchläßt. 35 Spannungszeitdiagramm. Wird auf die Primärspule 3 ein I

5. Sicherheitsschaltung nach den Ansprüchen 1,3 Einschaltimpuls gegeben, so kommt an der Sekundär- ί und 4, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Pri- spule 6 ein einmaliger Stromimpuls zustande. Nun muß märspule (3) als auch die Sekundärspule (6) der aber die Dimensionierung des vorbeschriebenen Spu-Kopplungseinrichtung mit gegensinnigen Wicklun- lensystems zusammen mit dem EEE 7 derart ausgelegt

gen ausgeführt, sind. 40 werden, daß unabhängig, welche Eingangsimpulsgröße

der Stromstoß aufweist, durch Sättigung des Kernmate-

rials 4 dar Impuls an der Spule 6 nur einen derartigen |

Wert einnimmt, daß dieser nicht in der Lage ist, das ff EEE 7 zum Ansprechen zu bringen. Das heißt mit ande-

Die Erfindung bezieht sich auf eine Sicherheitsschal- 45 ren Worten: Der Eingangsimpuls kann beliebige Steiltung für elektro-explosive Elemente (EEE) gegen vaga- heiten bzw. Höhen annehmen, der Ausgangsimpuls aber bundierende Streuströme oder Radarstrahlung etc. ist durch die induktive Kopplung mit Sättigung des Ker-

Solche Sicherheitsschaltungen des Standes der Tech- nes 4 stets auf einem Maximalwert beschränkt, wobei in nik versuchen wenigstens die sogenannte EMV-Sicher- einem Grenzfall sogar die Primärspule auch elektrisch heit, d.h. die Elektro-magnetische Verträglichkeitssi- 50 durchbrennen bzw. durchschlagen kann, cherheit, durch Filter zu verbessern, denn es hat sich Das vorgeschlagene Spulensystem ist in der Lage,

gezeigt, daß die Verwendung von elektroexplosiven einen bestimmten Frequenzbereich optimal zu übertra-Elementen — beispielsweise zum Anzünden von Rake- gen. Die Anordnung hat bei einer Frequenz f_o die minitenmotoren oder zum Initiieren von Gefechtsköpfen — male Dämpfung und nur Impulsbreiten entsprechend ständig der Gefahr einer Frühzündung durch sogenann- 55 der Frequenz f_o werden optimal übertragen. Das heißt, te vagabundierende Streuströme oder durch Radarein- alle von f_o abweichenden Frequenzsignale ergeben kein strahlung etc. unterliegt, wobei letztere durch die immer oder jedenfalls ein nicht ausreichendes Ausgangssignal mehr zum Einsatz kommenden Radarsysteme relativ an der Sekundärspule 6 zur Zündung des EEE 7. Die hoch ist. Wie schon erwähnt versuchen die Einrichtun- F i g. 3 verdeutlicht dies. Alle Signale 100, die von dem gen nach dem Stand der Technik Filter bzw. Filtersyste- 60 Zündsignal Z_s abweichen, können das EEE 7 nicht zünme einzusetzen. Diese EMV-Filter geben jedoch nur den.

eine bestimmte Reduktion mit nicht immer ausreichen- Nur ein Rechteckimpuls mit der entsprechend ge-

der Sicherheit. Gegenüber vagabundierenden Strömen wählten Zeitdauer t_o und der entsprechenden Minimal- , bzw. elektrostatischen Entladungen und Spannungen amplitude ergibt also ein ausreichendes Leistungs- bzw. sind aber diese EMV-Filter in keiner Weise ausreichend 65 Zündsignal (F ig. 4). Die Energie kommt zeitlich ent-, effektiv. sprechend kurz auf das EEE des Einschalt- und Aus-

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe schaltimpulses. „.'',.. |

zugrunde, hier Abhilfe zu schaffen und eine Sicherheits- Nun hat es sich gezeigt, daß es besonders vorteilhaft-