DE102005031673A1 - Initialsprengstofffreies Zündsystem - Google Patents

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    • F42BEXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B3/00Blasting cartridges, i.e. case and explosive
    • F42B3/10Initiators therefor
    • F42B3/12Bridge initiators
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Abstract

Bekannte Zündsysteme haben nach dem Stand der Technik als wesentliches Merkmal in der Regel ein Primärelement und immer zwei unterschiedliche Explosivstoffladungen, die Primär- und die Sekundärladung. Der wesentlich empfindlichere Primärsprengstoff oder Initialsprengstoff wird durch das Primärelement, beispielsweise eine Anzündpille, initiiert. Der Primärsprengstoff wiederum zündet den unempfindlichen Sekundärsprengstoff. Wegen der Empfindlichkeit der Primärsprengstoffe sind erhöhte Sicherheitsvorkehrungen bei der Fertigung, beim Transport, bei der Lagerung und bei der Handhabung erforderlich, was kostenaufwändig und nachteilig ist. DOLLAR A Erfindungsgemäß wird deshalb ein Zündsystem (100) vorgeschlagen, das eigensicher, hochfrequenzsicher und streuspannungssicher ist, bestehend aus einem initialsprengstofffreien Detonator (104), dessen Ladungsgehäuse ausschließlich insensive Explosivstoffe und/oder Sekundärexplosivstoffe enthält, eine durch eine Schutzbeschaltung (105) gesicherte Logik- und Steuerschaltung (102) zum Empfang der für die Zündung relevanten Daten über einen Datenbus (108) und eine mit der Logik- und Steuerschaltung (102) über eine Datenleitung (109) zur Steuerung und Überwachung verbundene Zündendstufe (103), mit der der Detonator (104) über die Leitung (110) zur Übertragung des Zündsignals verbunden ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Zündsystem unter Verwendung eines initialsprengstofffreien Detonators, der elektronisch gesteuert wird. Die initialsprengstofffreien Zündsysteme werden in folgenden Bereichen und bei folgenden Anwendungen eingesetzt: in der Militärtechnik in Gefechtsköpfen, Raketen, Austreibgeneratoren und Sprengzündern; bei Gewinnungssprengungen und im Tunnelbau in Sprengzündern sowie in elektronischen Sprengzündern und bei der Erdölexploration in hochtemperaturstabilen Sprengzündern und elektronischen Sprengzündern.
  • Bekannte Zündsysteme haben nach dem Stand der Technik als wesentliches Merkmal in der Regel ein Primärelement und immer zwei unterschiedliche Explosivstoffladungen, die Primär- und die Sekundärladung. Der wesentlich empfindlichere Primärsprengstoff oder Initialsprengstoff wird durch das Primärelement, beispielsweise eine Anzündpille, initiiert. Der Primärsprengstoff wiederum zündet den unempfindlichen Sekundärsprengstoff. Wegen der Empfindlichkeit der Primärsprengstoffe sind erhöhte Sicherheitsvorkehrungen bei der Fertigung, beim Transport, bei der Lagerung und bei der Handhabung erforderlich, was kostenaufwändig und nachteilig ist. Bei den bekannten elektronischen Zündsystemen werden zusätzlich Schutzfunktionen wie Überspannungsschutz, Begrenzerstrukturen, Filtereigenschaften und/oder Steuerungsfunktionen wie Zünderadresszuordnungen, Entsicherungscode und Einstellung der Verzögerungszeiten, vorzugsweise mit Hilfe einer aus elektronischen Bauteilen bestehenden Schaltung, realisiert. Die Funktionszuverlässigkeit der Schaltung und ihre Sicherheit gegen Störungen, beispielsweise durch Hochfrequenz oder Streuspannung, sind die wichtigsten Qualitätskriterien. Diese Technologie hat bei Extremsituationen allerdings Nachteile, die zu Sicherheits- und Zuverlässigkeitsproblemen führen können.
  • Folgende Beispiele sind als Extremsituationen zu verstehen: Hochfrequenzbelastungen im unmittelbaren Umfeld von Sende- und Radaranlagen, wie auf sie Militärschiffen oder Bohrinseln auftreten können, oder Streuspannungen wie sie im Bereich von Hochspannungsleitungen, auf Militärschiffen oder auf Bohrinseln vorhanden sind. Insbesondere auf Schiffen und auf Bohrinseln besteht die Gefahr, dass es in unmittelbarer Sendernähe aufgrund der eingekoppelten hochfrequenten Energie oder in der Nähe von Hochspannungsleitungen durch Streuspannungen zur "Zündung zur Unzeit" kommt. Deshalb bestehen Vorschriften, die den Umgang mit Sprengmitteln bei Sendebetrieb und im Bereich von Hochspannungsanlagen untersagen.
  • Initialsprengstofffreie Detonatoren wie EBW-Detonatoren (Exploding-Bridge-Wire) und EFI (Exploding-Foil-Initiator) werden in sicherheitsrelevanten oder in teueren Systemen wie beispielsweise Trägerraketen oder Satelliten verwendet. Diese Detonatoren bieten eine hohe Sicherheit gegen ungewollte Zündung, da die Zündempfindlichkeit sehr hoch ist. Nachteilig ist die aufwendige Steuerungstechnologie und der komplexe Aufbau dieser Detonatoren. Bei der Verwendung von EFI ist darauf zu achten, dass die Leitungsführung sehr niederohmig sein muss und der Zündkreis niederinduktiv gehalten werden muss. Der elektrische Schalter, der die Zündspannung durchschaltet, muss leistungsstark und sehr schnell sein. Bedingt durch diese konstruktiven Forderungen sind die Kosten der Detonatoren und der zugehörigen Zündsysteme entsprechend hoch.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, initialsprengstofffreie Zündsysteme in Aufbau und Leitungsführung zu vereinfachen sowie stör- und ausfallsicherer zu machen.
  • Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch das erfindungsgemäße, initialsprengstofffreie Zündsystem, dessen Aufbau in einem Blockschaltbild gemäß 1 verdeutlicht wird.
  • Das erfindungsgemäße initialsprengstofffreie Zündsystem 100 enthält einen initialsprengstofffreien Detonator 104. Es können sowohl Sekundärexplosivstoffe wie beispielsweise Oktogen (HMX), Hexogen (RDX), Hexanitrostilben (HNS), Nitropenta (PETN) oder auch insensitive Explosivsoffe wie beispielsweise NIGU, NTO oder Derivate verwendet werden.
  • Die dem Detonator vorgeschaltete Elektronik besteht aus der Logik- und Steuerschaltung 102, der Zündendstufe 103 und einer elektronischen Schutzschaltung 105. Die Logik- und Steuerschaltung 102 ist mit der Zündendstufe 103 über eine Datenleitung 109 für Kontroll- und Prüfzwecke verbunden. Mit dieser Datenleitung kann z.B. die Ladespannung des Zündkondensators überwacht werden. Das Zündsignal für den Detonator 104 wird von der Zündendstufe 103 über die Leitung 110 übertragen.
  • Zur Ansteuerung der Logik- und Steuerschaltung 102 über den Datenbus 108 werden nur Datenprotokolle oder Trigger verwendet, die niederenergetisch sind. Die angelegte Betriebsspannung liegt deutlich unter der einstellbaren Nofire-Schwelle des initialsprengstofffreien Detonators 104. Die Logik- und Steuerschaltung 102 dekodiert das Datenprotokoll und steuert und überwacht die Zündendstufe 103. Das Datenprotokoll besteht aus einer Pulsfolge, die von einem übergeordneten Gerät erzeugt wird. Übergeordnete Geräte sind im militärischen Bereich Zünder und Zündsicherungsvorrichtungen, Programmier- und Abfeuerungsgeräte und bei Sprengzündern Prüf- und Programmiergeräte.
  • Als zusätzliche Funktionen können in der Logik- und Steuerschaltung 102 so genannte Zünderadressen oder/und Funktionsprioritäten in einem Speicher, beispielsweise EEPROM, hinterlegt werden. Diese Vorgehensweise ist vorteilhaft, wenn bestimmte zeitliche Abläufe an mehreren Stellen/Orten vorgegeben sind und ist dann besonders vorteilhaft, wenn das initialsprengstofffreie Zündsystem 1, beispielsweise als Sprengkapsel, erst kurz vor ihrem Einsatz programmiert wird.
  • Soll das initialsprengstofffreie Zündsystem 100 nur für einen bestimmten Einsatz vorgesehen sein, für den eine festliegende Programmierung vorgesehen ist, ist es vorteilhaft, wenn für jede Zünderadresse eigens eine voreingestelltes Zündsystem vorgesehen ist. Bei dieser kann dann die jeweilige Zünderadresse in Form eines bereits vorgegebenen Leiterbahnmusters, insbesondere als vorgegebenen Widerstand, auf der Platine der Logik- und Steuerschaltung 102 angeordnet sein, wie es aus der DE 19930904 A1 bekannt ist. Dadurch wird das herkömmliche, aufwendige Durchtrennen bestimmter Leiterbahnen (Codierung) auf einem so genannten Programmierfeld auf einer für alle Zündzeitstufen gemeinsam gefertigten Leiterplatte vermieden. Die entsprechende Zünderadresse kann in Weiterbildung der Erfindung bereits durch eine auf der Leiterplatte angeordnete Kennzeichnung, beispielsweise durch eine die Zünderadresse bezeichnende Nummer, kenntlich gemacht sein. Dadurch wird der Zusammenbau des initialsprengstofffreien Zündsystems vereinfacht und Verwechslungen unterschiedlicher Zünderadressen werden vermieden.
  • Die Zündendstufe 103 ist vorzugsweise eine Kondensator-Entladungs-Zündendstufe, bei der ein zuvor aufgeladener Zündkondensator mittels eines Schalters über den initialsprengstofffreien Detonator 104 entladen wird. Die Zündendstufe 103 besteht im Wesentlichen aus Spannungswandler, Spannungskontrolle, Kondensator und Schalter. Als Schalter wird vorzugsweise ein Thyristor verwendet, es sind ebenso alle anderen Halbleiterschalter und mechanischen Schalter verwendbar.
  • Ein DC/DC-Wandler generiert die zum Zünden erforderliche Allfire-Spannung und speichert die Energie in einem Kondensator. Ist der Kondensator der Zündendstufe 103 aufgeladen, so kann die Auslösung bei militärischer Anwendung vorzugshalber durch einen externen Trigger, der mittels Sensorik (Abstand, Bodenaufschlag, Laufzeit) generiert wird, erfolgen. Bei Sprengzündern im zivilen Bereich ist ein Datenprotokoll zu bevorzugen, das vom Zündgerät erzeugt wird. Die Zündendstufe wird auf die Zündbedingungen des initialsprengstofffreien Detonators angepasst. Die Zündempfindlichkeit wird durch die Vorgaben an den initialsprengstofffreien Detonator bestimmt und kann zwischen 50V und etwa 2000V eingestellt werden.
  • Die Schutzschaltung 105 stellt sicher, dass unzulässige Spannungen und Ströme sowie elektromagnetische und elektrostatische Störungen nicht die Logik- und Steuerschaltung 102 beeinflusst, die dann zur Initiierung des Detonators 104 führen könnte. Die Schutzschaltung 105 kann mit der Logik- und Steuerschaltung 102 in einem Bauteil, z.B. einem ASIC, untergebracht sein oder vorzugsweise diskret, d.h. mit separaten Bauteilen wie Varistoren, Ferritfilter, Kondensatoren, Widerstände, Schmelzsicherungen, Dioden und Funkenstrecken, vor der Logik- und Steuerschaltung 102 untergebracht sein.
  • Eine Schnittstelle 106 des Zündsystems 100 ist ein Datenbus 108, der zur Spannungsversorgung 107 des Zündsystems und zur Informationsübertragung an die Logik- und Steuerschaltung 102 dient. Als Spannungsversorgung wird vorzugsweise eine Spannung gewählt, die weit unterhalb der Nofire-Schwelle des Detonators liegt aber ausreicht um die Logik- und Steuerschaltung zu betreiben.
  • Der erfindungsgemäße Detonator unterscheidet sich von den Detonatoren, die aus dem Stand der Technik bekannt sind, durch das Initiierungselement und die Ladung, die aus insensitiven Explosivstoffen und/oder Sekundärexplosivstoffen besteht.
  • Die Zündempfindlichkeit des erfindungsgemäßen Detonators wird durch drei Parameter beeinflusst: durch das Initiierungselement, den Explosivstoff und die Konstruktion des Detonators.
  • Die wichtigsten Einflussgrößen des Initiierungselementes sind der Werkstoff, die Fläche und die Dicke der Leiterbahn sowie ihre geometrische Gestaltung. Das Initiierungselement kann eine Unterbrechung in Form eines Spalts definierter Breite zur Herstellung eines kapazitiven Widerstands aufweisen. Dadurch ist die Zündempfindlichkeit beeinflussbar und die Zündverzugszeiten können erheblich verkürzt werden.
  • Art und Typ, die Kristallform, das Herstellverfahren, die Korngröße und die Ladungsdichte sowie Anzahl, Durchmesser und Höhe der Explosivstofflagen sind die Eigenschaften des Explosivstoffs, die die Zündempfindlichkeit beeinflussen.
  • Das Gehäuse des Detonators beeinflusst durch seine Wandstärke und die Festigkeit des Werkstoffs (Verdämmung) die Zündempfindlichkeit.
  • Zwischen den vorgenannten Parametern und Einflussgrößen treten außerdem Wechselwirkungen auf, die zu berücksichtigen sind.
  • Durch eine geeignete Abstimmung der vorgenannten Parameter für Initiierungselement, Explosivstoff und Detonatorkonstruktion lassen sich Zündempfindlichkeiten von 50V bis mehr als 2000V herstellen. Vorzugsweise sind in übergeordneten sicherheitsrelevanten Systemen, wie z.B. Sprengzündern im Ölfeldbereich oder bei militärischen Zündsystemen, Detonatoren zu verwenden, die eine Nofire- Spannung von mehr als 500V aufweisen.
  • Das Initiierungselement 111 des Detonators 104 ist Teil eines Zündelements, das anhand eines Ausführungsbeispiels in den 2 und 3 dargestellt ist, wobei 2 eine Aufsicht auf das Zündelement und 3 einen Schnitt durch das Zündelement nach 2, entsprechend dem dort eingezeichneten Schnittverlauf II – II, zeigt.
  • Das Zündelement 1 besteht aus einer Scheibe aus keramischem Werkstoff als Polkörper 2, auf dem das Initiierungselement 3 aufgebracht ist. Das Initiierungselement 3 besteht im vorliegenden Ausführungsbeispiel aus einer dünnen Schicht aus einem leitfähigem Werkstoff in Form einer Leiterbahn, die auf einem Polkörper 2, einem Substrat aus einem nicht leitenden Werkstoff, direkt aufgebracht ist, wie er in der Elektrotechnik als Isolierstoff in der Form von Glas, nicht leitender Keramik, Porzellane oder Isolierstoffplatten, beispielsweise Epoxidharzplatinen, Verwendung findet. Die Leiterbahn kann unterschiedliche Geometrien aufweisen und aus unterschiedlichen Werkstoffen bestehen.
  • Die Leiterbahn 3 weist im vorliegenden Fall senkrecht zu ihrem Verlauf eine Unterbrechung 4 auf. Die Initiierung erfolgt bei diesem Zündelement also nicht in herkömmlicher Weise durch eine Widerstandserwärmung einer Leiterbahn, sondern durch eine kapazitive Entladung, die sich durch ihre Intensität und Kurzzeitigkeit auszeichnet. Die Zuleitung zum Initiierungselement 3 erfolgt mittels zweier Drähte 5 und 6, die durch Bohrungen 7 bzw. 8 in dem Polkörper 2 hindurchgeführt sind und an den Stellen 9 bzw. 10 mit dem Initiierungselement 3 durch Lötstellen verbunden sind.
  • Die Leiterbahn besteht aus Metallen oder Metalllegierungen oder Metallverbindungen oder Oxiden wie Kupfer, Nickel oder Legierungen wie Wolfram, CrNi, CrSiAl, CuNiMn, FeNi, CuNiSn, Oxide. Sie können durch Aufdampfen, Sputtern, Zerstäuben, Diffundieren oder Galvanisieren aufgetragen werden, wobei die Schichtdicke unter 35 μm liegt.
  • Das Initiierungselement kann auch aus Metallstrukturen wie Widerstandspasten bestehen, beispielsweise als Palladiummixtur. In der Regel wird sie im Siebdruckverfahren aufgetragen. Hierbei liegt die Schichtdicke unter 500 μm. Die Metallstruktur kann anschließend getempert werden.
  • Der Widerstand des Initiierungselements und damit seine Zündempfindlichkeit wird durch die Werkstoffzusammensetzung, durch die Fläche und Geometrie der Leiterbahn, die Dicke der leitenden Schicht, durch ihre geometrische Gestaltung sowie durch eine Kombination dieser Merkmale definiert. Je kleiner die Leiterbahnfläche, um so empfindlicher wird der Detonator.
  • Zur Erreichung von Langzeitstabilität ist es denkbar, das Initiierungselement mit Glas oder Schutzlack zu versehen.
  • Das Initiierungselement kann auch extern als Bauelement gefertigt und dann auf dem Polkörper aufgebracht werden. Weiterhin ist eine einpolige Ausführung realisierbar, bei der ein Pol auf das Gehäuse des Detonators gelegt wird.
  • Nachfolgend wird der Aufbau des erfindungsgemäßen Detonators, dessen schaltbildmäßige Darstellung in 1 mit 4 bezeichnet ist, entsprechend eines Ausführungsbeispiels nach 4 beschrieben.
  • Der Detonator 20, im Schnitt dargestellt, hat ein die Ladungskammer 21 umschließendes Ladungsgehäuse 22, bestehend aus einer Innenhülse 23 und einer diese umschließenden Außenhülse 24. Beide Hülsen bestehen vorzugsweise aus hochfestem Stahl. In die Innenhülse 23 ist der Polkörper 2 mit dem Initiierungselement 3 (entsprechend 1 mit 11 bezeichnet) eingesetzt, deren Aufbau in den 2 und 3 beschrieben worden ist. Durch die Abdichtungsmasse 25 führen die beiden Anschlüsse 5 und 6.
  • Das Initiierungselement 3 ist mit einer oder mehreren Lagen insensitiven Explosivstoffen und/oder Sekundärexplosivstoffen 26 bedeckt, der mittels Pressen verdichtet worden ist. Die Ladedichte sollte so groß wie möglich gewählt werden und insbesondere im Bereich des Initiierungselements den höchstmöglich erzeugbaren Wert erreichen, was die Initiierung begünstigt. Über die beschriebene Anordnung wird die Außenhülse 24 geschoben, die mit der geladenen Innenhülse 23 zu dem fertigen Detonator verbunden wird. Vorzugsweise erfolgt die Verbindung durch Laserschweißung 27. Diese Verbindung zwischen Innen- und Außenhülse kann auch formschlüssig, beispielsweise mittels Gewinde, oder durch Bördeln oder stoffschlüssig, beispielsweise neben Schweißen, durch Kleben erfolgen. Die Verbindung 27 muss eine solche Festigkeit aufweisen, dass die Verdämmung ausreichend ist, um bei bestimmungsgemäßer Zufuhr der elektrischen Energie die Einleitung der Detonation sicherzustellen.
  • Durch eine Materialreduzierung der stirnseitigen Wand der Außenhülse 24, beispielsweise durch eine Kerbe 28 oder eine generelle Reduzierung der Wandstärke, wird sichergestellt, dass bei eingeleiteter Detonation eine Vorzugsrichtung zur Detonationsübertragung auf nachgeschaltete Zündmittel gewährleistet ist.
  • Eine Abstimmung zwischen Initiierungselement Detonator und Explosivstoff ist immer erforderlich. Detonatoren gleicher Bauart mit unterschiedlichen Explosivstoffen und identischen Ladeparametern können unterschiedliche Zündempfindlichkeiten aufweisen.
  • Ein Detonator der beschriebenen Bauart wird durch Anlegen einer Spannung, vorzugsweise mittels Kondensatorentladung, gezündet. Die Funktion ist nicht vergleichbar mit dem herkömmlichen Verfahren der Stromzündung, wie es durch die elektrischen Zünd- und Anzündmittel bekannt ist. Durch schnelle Zuführung der elektrischen Energie wird das Initiierungselement zerstört und es kommt aufgrund des freigesetzten, kurzen Energieimpulses zu einer Initiierung der ersten Explosivstoffladung. Die beschriebene Initiierung führt vorteilhaft zu einer Detonationsübertragung auf nachgeschaltete Ladungen, wenn der Detonator einen wie in 4 beschriebenen Aufbau aufweist. Das Gehäuse des Detonators muss während der Zündeinleitung dem Druckaufbau bis zur Initiierung des Explosivstoffs standhalten. Die stirnseitige Wand der Außenhülse des Detonators ist in der Stärke so zu dimensionieren, dass eine Sollbruchstelle entsteht oder es wird durch Schwächung des Materials gezielt eine Sollbruchstelle hergestellt, die eine Vorzugsrichtung freigibt zur Detonationsübertragung auf nachgeschaltete Ladungen.
  • Der erfindungsgemäße Detonator hat den Vorteil, dass er unempfindlich ist gegen Streuspannung und Hochfrequenz. Die in einem Fehlerfall eingekoppelte Energie liegt in der Regel unter der Nofire-Spannung und reicht zu einer Zündung nicht aus. Sie wird in Wärme umgesetzt und führt im Extremfall zur Zerstörung des Initiierungselements, ohne dass der Explosivstoff initiiert wird.
  • Ein wesentlicher Vorteil des beschriebenen initialsprengstofffreien Detonators besteht darin, dass für seine Zündung keine besonderen Anforderungen an den Zündkreis zu stellen sind. Im Gegensatz zu anderen initialsprengstofffreien Detonatoren, die auf dem Prinzip der Draht- oder der Folienexplosion beruhen, müssen schaltungstechnische Besonderheiten nicht berücksichtigt werden. Beispielsweise ist bei EFI der Zündkreis niederinduktiv und niederohmig auszulegen und zur Durchschaltung des Zündimpulses ist ein schnelles und leistungsfähiges Schaltelement zu verwenden. Bei Anwendung der vorliegenden Erfindung können elektronische Standardbauteile benutzt werden, die Zündleitungen bedürfen keiner besonderen Niederinduktivität.

Claims (20)

  1. Zündsystem (100), das eigensicher, hochfrequenzsicher und streuspannungssicher ist, bestehend aus einem initialsprengstofffreien Detonator (104; 20), dessen Ladungsgehäuse (22) ausschließlich insensitive Explosivstoffe und/oder Sekundärexplosivstoffe enthält, eine durch eine Schutzbeschaltung (105) gesicherte Logik- und Steuerschaltung (102) zum Empfang der für die Zündung relevanten Daten über einen Datenbus (108) und eine mit der Logik- und Steuerschaltung (102) über eine Datenleitung (109) zur Steuerung und Überwachung verbundene Zündendstufe (103), mit der der Detonator (104) über die Leitung (110) zur Übertragung des Zündsignals verbunden ist.
  2. Zündsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Detonator (104; 20) ein Initiierungselement (3; 111) aufweist, das elektrisch zündbar ist, wobei das Initiierungselement (3; 111) aus einer auf einem Polkörper (2) mit Anschlussleitungen (5, 6) für das Initiierungselement aufgetragenen dünnen Schicht aus einem leitfähigen Werkstoff in Form einer Leiterbahn besteht, und in Abstimmung mit Stromstärke und Spannung der Widerstand so gewählt ist, dass die bei der Zündung freiwerdende Energie zur Initiierung der Ladung des Detonators (104; 20) führt.
  3. Zündsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Initiierungselement (3; 111) des Detonators (104; 20) im Siebdruckverfahren direkt auf den Polkörper (2) aufgebracht ist und dass die Schichtdicke unter 500 μm liegt.
  4. Zündsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Initiierungselement (3; 111) des Detonators (104; 20) in Sputtertechnologie direkt auf den Polkörper (2) aufgebracht ist und dass die Schichtdicke unter 35 μm liegt.
  5. Zündsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Initiierungselement (3; 111) durch einen Überzug aus Glas oder Schutzlack gegen Alterungseffekte geschützt ist.
  6. Zündsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Widerstand des Initiierungselements (3; 111) und damit seine Zündempfindlichkeit durch die Werkstoffzusammensetzung, durch die Fläche und die geometrische Gestaltung der leitenden Schicht, die Dicke der leitenden Schicht sowie durch eine Kombination dieser Merkmale definiert ist.
  7. Zündsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Initiierungselement des Detonators ein externes Bauelement ist, das mit den Anschlussleitungen des Polkörpers kontaktiert ist.
  8. Zündsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Explosivstoff der Ladung (26) direkt mit dem Initiierungselement (3; 111) in Kontakt steht und dass mindestens der direkt auf dem Initiierungselement aufliegende Explosivstoff (26) eine auf den Explosivstoff abgestimmte maximal mögliche Ladedichte aufweist.
  9. Zündsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Explosivstoff vorzugsweise in mehreren verdichteten Lagen (26) in das Ladungsgehäuse (22) eingebracht ist.
  10. Zündsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Zündempfindlichkeit des Detonators (104; 20) durch folgende Parameter auf die gewünschte Zündempfindlichkeit einstellbar ist: die elektrischen Parameter des Initiierungselements (3; 111), bedingt durch Werkstoff, Fläche und geometrische Gestaltung der leitenden Schicht, die Dicke der leitenden Schicht, durch ihre Gestaltung oder durch eine Kombination dieser Merkmale; durch eine Unterbrechung der leitenden Schicht zur Auslösung einer Kondensatorentladung; durch chemische Parameter, bedingt durch die Art/Typ der insensitiven Explosivstoffe und/oder Sekundärexplosivstoffe (26); durch die physikalischen Parameter, bedingt durch die Korngröße und die Verdichtung der insensitiven Explosivstoffe und/oder Sekundärexplosivstoffe (26) sowie die Art der Verdämmung des Detonators (104; 20) sowie einer Kombination der aufgeführten Parameter.
  11. Zündsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (22) des Detonators (20) bis zu einem Druck belastbar ist, der mindestens dem zur Initiierung des Explosivstoffs erforderlichen Druck entspricht.
  12. Zündsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Ladungsgehäuse (22) des Detonators (20) aus zwei Hülsen, der Innenhülse (23) und der Außenhülse (24) besteht und dass die Außenhülse (24) stirnseitig dünner ist oder eine Sollbruchstelle (28) aufweist und dass diese Reduzierung der Wandstärke bei eingeleiteter Detonation des Explosivstoffs (26) eine Vorzugsrichtung freigibt zur Initiierung nachgeschalteter Verstärkerladungen.
  13. Zündsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Logik- und Steuerschaltung (102) durch Datenprotokolle oder Trigger ansteuerbar ist.
  14. Zündsystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Ansteuerung der Logik- und Steuerschaltung (102) verwendeten Datenprotokolle oder Trigger niederenergetisch sind.
  15. Zündsystem nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Datenprotokoll aus einer Pulsfolge besteht, die von einem übergeordneten Gerät erzeugt ist und dass als übergeordnete Geräte anzusehen sind insbesondere im militärischen Bereich Zünder und Zündsicherungsvorrichtungen, Programmier- und Abfeuerungsgeräte, und bei Gewinnungssprengungen, im Tunnelbau und im Ölfeldbereich Programmier- und Zündgeräte für Sprengzünder.
  16. Zündsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Zündendstufe (103) eine Kondensator-Entladungs-Zündendstufe ist, dass sie einen DC/DC-Wandler aufweist zum Generieren der zum Zünden erforderlichen Spannung und einen Kondensator zur Speicherung dieser Spannung.
  17. Zündsystem nach Anspruch 16 dadurch gekennzeichnet, dass zum Entladen des Kondensators der Zündendstufe (103) über den Detonator (104; 20) vorzugsweise ein elektrischer Halbleiterschalter vorgesehen ist.
  18. Zündsystem nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass zur Auslösung des Schalters ein externer Trigger vorgesehen ist, der mittels Sensorik oder mit einem Programmier- und Zündgerät generierbar ist.
  19. Zündsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass in der Logik- und Steuerschaltung (102) ein Speicher zur Hinterlegung von Zünderadressen oder/und Funktionsprioritäten vorgesehen ist.
  20. Zündsystem nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicher ein EEPROM ist.
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