DE4218881A1 - Zuender mit digitaler verzoegerung - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft Zünder für Sprengungen
von Gegenständen und ist auf einen verbesserten Zünder ge
richtet, der insbesondere bei nicht elektrischen Spreng
zündsystemen verwendet wird, um eine sehr genaue Zeitverzö
gerung vor dem Zünden der Gegenstandssprengung zu schaffen.
Die effiziente Ausnutzung der Explosionsenergie beim Spren
gen, um eine gewünschte Zertrümmerung und Bewegung von Erz
und Gestein zu erzielen, wird fortlaufend durch Verbote un
terbunden, die die Auswirkung der Sprengung auf nahelie
gende Strukturen reduzieren sollen, indem Bodenvibrationen
und Luftdruck vermindert werden sollen. Daher wurde ein
Verfahren zum verzögerten Sprengen entwickelt, um die Deto
nation des Sprengstoffes in jedem Loch der Reihe nach
durchführen zu können, um die Sicherheit zu erhöhen, wäh
rend gleichzeitig die Beanspruchung der Umgebung verringert
wird. Es wurde herausgefunden, daß die meisten der elektri
schen und nicht-elektrischen Zündkapseln und Sprengkapseln
interne pyrotechnische Verzögerungselemente verwenden, wo
bei die gewünschte Zeitverzögerung durch die Brenngeschwin
digkeit der pyrotechnischen Zusammensetzung bestimmt ist.
Hieraus resultieren Zeitstreuungen infolge der Unterschiede
bei der Brenngeschwindigkeit und im Extremfall kann ein De
tonieren von Sprenglöchern außer der Reihe eintreten, was
zu einer merkbar erhöhten Vibration, einer geringeren Zer
trümmerung und übermäßigem Lärm sowie Gefahr für das Perso
nal führen kann.
Es wurden Folgezündeinrichtungen entwickelt, die eine elek
trische Schaltung verwenden, um präzise zeitlich abge
stimmte Zündimpulse an elektrische Sprengkapseln zu geben.
Die Genauigkeit der elektrischen Impulse von der Folgezünd
einrichtung können sehr genau sein, um tatsächlich die
Zeitstreuung zu beseitigen, aber die elektrischen Verbin
dungen zwischen der Zündkapsel und der Zündeinrichtung müs
sen aufrechterhalten werden; unterbrochene und verkürzte
Verbindungen führen oft zu nicht detonierenden Sprengstof
fen und Gefahren, die daraus resultieren. Darüber hinaus
können in solchen elektrischen Systemen sowohl durch vaga
bundierende Erdströme als auch durch Magnetfelder von durch
Hochspannungsleitungen, Rundfunkstationen, Radiosendern und
dergleichen induzierte Ströme unbeabsichtigte Detonationen
erzeugt werden.
Es ist allgemein üblich geworden, die Gefahren, welche bei
elektrischen Zündkapseln auftreten zu eliminieren, indem
nicht-elektrische Übertragungsleitungen und nicht-elektri
sche Verzögerungszünder verwendet werden, beispielsweise
Zündschnur an der Oberfläche des Sprengverlaufs, wodurch
ein zu beanstandendes Expansionsgeräusch und oberirdisches
Geräusch erzeugt wird.
Beim Stand der Technik wurden viele Anstrengungen unternom
men, die Vielfalt der angegebenen Probleme zu lösen. Ein
derartiger, kürzlich unternommener Versuch die Probleme zu
lösen, ist aus der PCT/WO89/01 601, der publizierten Fassung
der PCT-Anmeldung SE-88/00 409, bekannt, wo allgemein ausge
drückt eine Technik für elektrisch verzögertes Zünden einer
Sprengstoffladung offenbart ist, die auf dem Eingang ba
siert, welcher von der Zündschnur auf ein piezoelektrisches
Element gegeben wird; wobei das Zündsystem grundsätzlich
den Zweck hat, allgemein die Streuwirkung der elektromagne
tischen Felder und anderer Energiequellen zu beseitigen,
wobei die bekannte Verwendung von piezoelektrischen Ein
richtungen mit Sprengkapseln anerkannt wird. Piezoelek
trisch angetriebene, elektrisch verzögerte Zündladungs-
Sprengkapseln sind ausführlich in der US-PS 33 40 811 of
fenbart und eine Vielfalt an elektrischen Verzögerungs
schaltkreisen ist in den US-PS 43 28 751, 43 95 950 und
47 30 556 zu finden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen billigen
und einfach konstruierten Verzögerungszünder für Sprengun
gen von Gegenständen zu schaffen, bei dem ein im wesentli
chen geräuschloses Stoßwellenrohr zur Energieversorgung ei
nes Verzögerungszünders verwendet wird, dessen Zeitschal
tung durch eine elektronische Digitalschaltung präzise ge
steuert ist, und der gegenüber elektromagnetischen und
elektroakustischen Feldern, vagabundierenden Strömen etc.
im wesentlichen unempfindlich ist, und der mittels einer
einfach zu verwendenden Einrichtung eine Vielzahl verschie
denartiger Verzögerungen zwischen dem Energieeingang vom
Stoßwellenrohr bis zum Auslösen des Zünders (und der zuge
hörigen Sprengstoffe) hat, der gegenüber der Umwelt weitge
hend und unempfindlich ist und mit hoher Sicherheit von
Nichtfachleuten in nicht-elektrische Sprengsysteme einge
baut werden kann, und der von der Umgebung besser akzep
tiert wird und die Umwelt weniger verschmutzt.
Weitere Ziele sind zum Teil offensichtlich enthalten und
zum Teil im folgenden einzeln beschrieben.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine bevorzugte
Ausführungsform eines digital verzögerten Zünders gelöst,
bestehend aus einem rohrförmigen, elektrisch leitfähigen
Gehäuse, das an einem Ende geschlossen ist und mit dem an
deren Ende an das Stoßwellenrohr dicht angeschlossen ist.
Der Energieausgang des Stoßwellenrohres betätigt eine In
itialzündladung, deren Energieausgang auf einen piezokera
mischen Umformer gerichtet ist, um einen elektrischen Ener
gieausgang zu erzeugen, der an einen Zeitverzögerungs
schaltkreis gelegt wird, wobei der Zeitverzögerungsschalt
kreis zum Steuern eines Zündsignals dient, das an ein Zünd
element nach dem Ablauf einer vorbestimmten Zeitverzögerung
angelegt wird.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden anhand
der folgenden Figuren im einzelnen beschrieben. Es zeigt:
Fig. 1 eine bevorzugte Ausführungsform des Zünders gemäß
der vorliegenden Erfindung, der an ein Stoßwellenrohr ange
schlossen ist, in einer Seitenansicht teilweise im Schnitt;
Fig. 2 ein Blockschaltbild des Kraftverlaufs innerhalb des
Zünders gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 ein schematisches Schaltdiagramm einer Ausführungs
form einer Verzögerungs/Zünd-Schaltung gemäß der vorliegen
den Erfindung;
Fig. 4 unterschiedliche Zündeinrichtungen in schematischer
Darstellung im Schnitt;
Fig. 5 den laminierten piezokeramischen Umformer gemäß der
vorliegender Erfindung in schematischer Darstellung;
Fig. 6 die allgemeine Konstruktion und Anordnung des piezo
keramischen Umformers gemäß der vorliegenden Erfindung mit
den zugehörigen Bauteilen in einer schematischen Darstel
lung im Schnitt;
Fig. 7 die Einrichtung gemäß Fig. 6 in teilweise auseinan
dergezogener Darstellung im Schnitt.
Die bevorzugte Ausführungsform des Verzögerungszünders ge
mäß der vorliegenden Erfindung ist primär im Querschnitt in
der Fig. 1 dargestellt und besteht aus einer im allgemeinen
rohrförmigen, elektrisch leitfähigen Aluminiumhülse 1 mit
einem geschlossenen Ende 2 in welches eine Menge Primär
sprengstoff 3 und daneben ein Sekundärsprengstoff 4 einge
preßt ist. Das Pufferelement 6 ist an der Oberseite des
Primärsprengstoffes positioniert, der beispielsweise
Bleiazid sein kann, während der Sekundärsprengstoff ein
Sprengstoff wie beispielsweise PETN oder RDX ist; und das
Pufferelement 6 wirkt als ein federnder Puffer während der
Herstellung der Baueinheit und während des Versandes. Wäh
rend der Herstellung erstreckt sich ein Hartstahl-Preßstift
durch das offene Ende des Aluminiumzylinders 1, und steht
mit dem Primärsprengstoff 3 im Eingriff und darüber hinaus
ist es allgemein üblich, daß Unterbaueinheiten ausgedehnt,
versandt und gehandhabt werden. Daher wird ein Pufferele
ment von dem Typ wie er durch die US-Anmeldung Seriennr.
6 08 688 desselben Anmelders wie die vorliegende Erfindung
verwendet. Neben dem Pufferelement ist eine elektrische
Sprengzündkopfanordnung 7 angeordnet, wobei die Sprengzünd
kopfanordnung ein Zündelement 8 aufweist, welches innerhalb
einer halbleitenden Harzhülse 9 angeordnet ist. In Verbin
dung mit der Fig. 4 werden verschiedene Zündelemente disku
tiert.
Um die gewünschte Zeitverzögerung zu erzielen, ist ein di
gitaler Verzögerungsmodul im allgemeinen mit 10 bezeichnet,
innerhalb des Aluminiumgehäuses 1 angeordnet und besteht
aus einer Verzögerungszeitschalteinrichtung 11 und wenig
stens einem Speicherkondensator 12, wobei der Verzögerungs
modul 10 von einer geeigneten Einbettmasse umschlossen ist,
um einen Schutz gegenüber physikalischen Stößen und anderen
Umgebungsbedingungen zu schaffen. Die elektrische Strom
quelle ist eine mehrschicht-piezokeramische (piezoelektri
sche) Anordnung, die allgemein mit 15 bezeichnet ist, die
elektrisch mit dem Verzögerungsmodul 10 verbunden ist und
durch den Falz 16 an ihrem Platz sicher festgelegt ist.
Wie im folgenden im einzelnen beschrieben, ist der piezoke
ramische Generator 15 eine Anordnung mit niederem Energie
ausgang und direkt neben der Lastverteilungsscheibe 38, die
ihrerseits direkt neben der Piezokeramik 15 angeordnet ist,
ist ein Initialzünder 17 angeordnet. Das Initialelement 17
hat im allgemeinen eine kleine Menge Primärsprengstoff 19,
der in die Initialzünderhülse 20 eingepreßt ist. An der
Oberseite des Primärsprengstoffes der beispielsweise
Bleiazid sein kann, ist eine Pufferscheibe 18 positioniert;
wobei das Pufferelement als ein federnder Puffer während
der Herstellung des Initialzünders dient. Gleich neben der
Pufferscheibe 18 ist der Reihe nach eine Isolierkappe 21
und eine Gummiadapterhülse 22 angeordnet. Das Stoßwellen
rohr 23 ist in die Adapterhülle 22 eingesetzt und das
Stoßwellenrohr 23 ist mit dieser und der gesamten Anordnung
durch gleichzeitiges Falzen der Zünderhülle 20 und der Alu
miniumhülle 1 auf einen kleineren Durchmesser verbunden, um
sowohl eine Abdichtung gegenüber der Umgebung als auch eine
Isolierung der Bauelemente des Initialzünders gegen elek
trische Beeinflußung zu bewirken.
Gemäß der vorliegenden Erfindung können als Eingangsteile
jedoch auch andere nicht-elektrische Signalübertragungsein
richtungen, wie beispielsweise Zündschnur, Zündschnur mit
schwacher Energie, Stoßwellenrohr mit niedriger Geschwin
digkeit etc. verwendet werden. Es muß jedoch daran erinnert
werden, daß die Eingangssignalübertragungseinrichtung, der
Initialzünder und der piezokeramische Generator voneinander
abhängige Elemente sind, die zusammmenwirken um den ge
wünschten elektrischen Eingang auf den Digital-Verzöge
rungsmodul zu geben; und daher müssen die Übertragungslei
stung und die piezokeramischen Charakteristiken sauber von
der Initialzünderleistung getrennt sein.
Nachdem die Grundkombination beschrieben worden ist, ist es
wichtig, die Gründe für die Verwendung des Initialzünders
17 in Kombination mit dem hereinkommenden nicht-elektri
schen Zündrohr 23 zu verstehen.
Die Verwendung eines Initialzünders als eine Energiegrenz
fläche in dem Zünder gemäß der vorliegenden Erfindung wird
gegenüber allen anderen Arten einer direkten Signalzündung
mit elektrischer Verdrahtung, direkter Entladung von einem
Stoßwellenrohr und/oder einer Zündschnur etc. vorgezogen.
An erster Stelle steht der sehr offensichtliche Vorteil der
Beseitigung der Probleme, die elektrischen Zündern zugeord
net sind, wie beispielsweise vagabundierenden Strömen, kom
pliziertem elektrischem Abfeuern, Zündmaschinen, Schaltun
gen, etc. Der gleichwertig wichtige und nicht offensichtli
che Vorteil der Verwendung eines Initialzünders in Kombina
tion mit einem mehrschicht-piezokeramischen, elektrischen
Generator besteht darin, daß es nunmehr möglich ist bei
spielsweise ein Niederenergie-Stoßwellenrohr und eine ver
gleichsweise unempfindliche piezokeramische Einrichtung,
die die gewünschte Ausgangsenergie erzeugt, zu verwenden,
wodurch eine Kombinationseinrichtung geschaffen wird, die
im wesentlichen unempfindlich gegenüber "Aktivierung" durch
normale Bedingungen beim Laden eines Bohrloches sowie auch
durch normale Stoßwellen, die von Detonationen in benach
barten Bohrlöchern herrühren. Somit ist die Verwendung ei
ner Piezokeramik mit niedrigem Energiepegel in Kombination
mit einem Stoßwellenrohr mit niedrigem Ausgangspegel ein
zuverlässiges Glied in der Kraftkette allein durch die Ver
wendung des Initialzünders, wodurch ein Zünden mit der ge
wünschten Zuverlässigkeit und im wesentlichen leise mög
lich.
Wie am besten aus den Fig. 5, 6 und 7 zu ersehen ist, be
aufschlagt die Ausgangsenergie vom Initialzünder 17 im we
sentlichen direkt die Lastverteilungsscheibe 38, die ihrer
seits diese Energie gleichmäßig vom Initialzünder 17 auf
die Mehrfachschichten 30 des geeignet dünnen piezokerami
schen Materials überträgt, wobei die Mehrfachschichten in
einem Plastikgehäuse aufgenommen sind. Wie am besten aus
der schematischen Darstellung der Fig. 5 zu ersehen ist,
ist das piezokeramische Material 30 in vertikalen Schichten
übereinander gestapelt, wobei die einander gegenüberliegen
den Seiten jeder Schicht unter Verwendung von Elektroden
schichten 31 und 31a, die zwischen jeder Schicht oder jedem
Element 30 angeordnet sind, parallel geschaltet sind. Bei
der bevorzugten Ausführungsform verwendet der piezokerami
sche Generator gemäß der vorliegenden Erfindung 84 aktive
Schichten die ungefähr 20 µm dick sind und welche defi
nierte positive und negative Elektroden, wie in der Fig. 5
angegeben, aufweisen, die an den inneren Verbindungen aus
gebildet sind, wobei die Ausgangsenergiepegel sehr viel
größer als jene sind, die bei einer vergleichbaren monoli
thischen Piezokeramik erhalten werden.
In diesem elektrischen Generator sind wie insbesondere aus
den Fig. 5, 6 und 7 zu ersehen ist, das Plastikgehäuse 39
und die Lastverteilungsscheibe 38 wichtige Bauteile. Um den
maximalen Nutzen aus der Ausgangsstoßwelle der Initialla
dung 17 und dem dieser zugeordneten physikalischen Druck zu
erhalten, ist der piezokeramische Generator 15 an einer
ebenen, flachen und harten Oberfläche 37 (Fig. 7) montiert.
Das Plastikgehäuse 39 hat eine Oberfläche 37 die im wesent
lichen parallel zu der Stoßwellenfront von der Initialla
dung 17 und rechtwinkelig zur Richtung der Ausbreitungs
richtung der Stoßwelle liegt. Um weiterhin einen maximalen
Nutzen aus der Ausgangsstoßwelle der Initialladung 17 zu
erhalten, ist die Lastverteilungsscheibe 38 im wesentlichen
parallel zwischen dem Ausgangsende der Initialladung 17 und
der Eingangsfläche des piezokeramischen Generators angeord
net, um die Energie der Ausgangsstoßwelle der Initialla
dung 17 gleichmäßig auf den Piezogenerator 15 zu übertragen
und zu verteilen, um ein vorzeitiges Zerbersten des Piezo
generators zu verhindern (und unbrauchbar werden des piezo
keramischen Generators). Die Anschlüsse 42 und 43 sind
elektrisch leitend mit den Elektrodenschichten 31 und 31a
verbunden, um die gewünschte elektrische Verbindung mit dem
digitalen Verzögerungsmodul 10 zu errichten. Das Kunst
stoffgehäuse 39 und die Lastverteilungsscheibe 38 dienen
auch zur Isolierung der Piezokeramik 15 gegenüber unbeab
sichtigten und seitlichen, mechanischen Kräften, jeglicher
elektrischer Ladung, etc. und dienen dazu, die Piezokeramik
in der gewünschten Position zu halten.
Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild einer bevorzugten Ausfüh
rungsform des elektronischen Verzögerungsschaltkreises ge
mäß der vorliegenden Erfindung. Bei Aktivierung des piezo
keramischen Energieumformers 50 fließt Strom durch die
Steuerdiode 52, um den Speicherkondensator 54 zu laden. Der
Umformer 50 ist über die Diode 69 auch mit dem Zündkonden
sator 68 verbunden. Der Regler 58 erzeugt eine im wesentli
chen Konstantspannungsquelle für den Oszillator 60, um die
Frequenz des Oszillators 60 zu steuern. Der "Strom-Ein-
Rücksteller" (POR)-Schaltkreis 64 lädt bei dem anfängli
chen Anlegen einer Eingangsspannung den Zähler 65 vor. Wenn
einmal die Spannung am Speicherkondensator 54 unter eine
Schwellwerteinstellung erhöht worden ist, beginnt der Zäh
ler 65 bei jedem Eingangsimpuls vom Oszillator abwärts zu
zählen. Wenn der Zähler 65 digital an Null vorbei abwärts
zählt, wird der Ausgang zum Zündschalter 67 aktiviert und
alle verbleibende Energie in dem vorstehend beschriebenen
Schaltkreis sowie die Energie, welche in dem Zündkondensa
tor 68 gespeichert ist, wird über die Isolationsdiode 69 an
das Zündelement 70 angelegt. Die elektrische Energie, die
durch den piezokeramischen Generator 50 erzeugt wird, ist
ein extrem schneller Zeitimpuls (ungefähr 2 Mikrosekunden),
mit einem Stromimpuls von ungefähr 80-150 A. Die bevorzugte
Schaltung (variabel bezüglich ihrer Konstruktion) erzeugt
eine Verzögerungszeit von bis zu 10 Sekunden vor dem Zünden
des Zünders, wobei dieses Zünden durch das Zuführen des
Stromimpulses vom Kondensator 68, der durch den Zeitschalt
modul eingeschaltet worden ist, um Energie an das Zündele
ment 70 zu geben, beendet ist. Es wurde herausgefunden, daß
für einmal und Kurzdauerverwendung die veröffentlichten
elektrischen Betriebsdaten der Kondensatoren und anderen
Bauelemente stark überschritten werden können; daher kann
die physikalische Größe der Bauelemente bis zu dem Punkt
reduziert werden, wo die Installation in einer Zündkapsel
hülse mit Standardgröße möglich wird.
Funktionsweise und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind
besser aus einer Analyse des ungefähren Bereiches des die
ser Erfindung eigenen Kraftverlaufs einzuschätzen. Fig. 2
zeigt ein beschriftetes Blockdiagramm des Verzögerungszün
ders, der mit dem Stoßwellenrohr verwendet wird, welches
ein Zündsignal von 1 000-3 500 psi auf einen Initialzünder
überträgt, der beim Zünden eine Signalverstärkung im Be
reich von 72 000-145 000 psi erzeugt. Da die Stoßwelle vom
Initialzünder den piezokeramischen Generator kontaktiert
wird ein Stromimpuls von 80-150 Ampere für 1-2 Mikrosekun
den erzeugt. Die resultierenden 30-60 Volt elektrischen Po
tentials laden den Speicherkondensator (für die Betätigung
der Verzögerungszeitschaltereinrichtung) und den Zündkon
densator; in der Tat verringert der Verzögerungsschaltkreis
durch die Verwendung eines Zündkondensators nicht die Ener
gie, die für den Zünder zur Verfügung steht. Eine Ausfüh
rungsform der Verzögerungszeitschaltung hat einen Stromver
brauch von 100-225 Mikrowatt für 10 Sekunden, die, nachdem
die Zeit abgelaufen ist, es erlaubt, daß die in dem Zeit
schalt-Schaltkreis verbleibende Energie und die Energie,
welche in dem Zündkondensator gespeichert ist, an die Zünd
einrichtung abgegeben wird. Bei Aufnahme von 0,5-1,5 Milli
joule elektrischer Energie wird die gewählte Zünderanord
nung verursachen, daß der Primärsprengstoff detoniert und
darauf folgend den Sekundärsprengstoff zündet.
Alle Funktionskomponenten, die in der Fig. 2 sowie auch in
anderen Figuren angegeben sind, sind in einer Metallhülse
aufgenommen, um die Anfälligkeit des Zünders gegenüber un
gewolltem Zünden durch Radiofrequenzenergie (wie beispiels
weise Radiosender, Zweiwegeradios, etc.) zu verhindern.
Diese Umhüllung wirkt als ein faradayscher Käfig um alle
elektronischen Bauteile gegenüber äußeren Einflüssen abzu
schirmen.
Viele Arten von Zündelementen stehen für die Verwendung in
nerhalb von digitalen Verzögerungszündern zur Verfügung.
Einige der möglichen Arten sind in der Fig. 4 dargestellt
und umfassen allgemeine 1-Millÿoule-Zündholzköpfe 70,
Brückendrähte 71, Halbleiter-Brückendrähte 73 und Laserdi
oden 72, die am Ende der gedruckten Leiterplatte befestigt
sind, um den Primärsprengstoff direkt über die Hitze und
das Licht von ihrem kohärenten Laserausgang zu zünden.
Es ist selbstverständlich möglich und kann gewünscht sein,
den Ausgang des Zündkondensators dazu zu verwenden, ein di
rektes Zünden entweder des Primär- oder Sekundärsprengstof
fes zu bewirken, was selbstverständlich von den ausgewähl
ten Materialien und der Art der vorhandenen Probleme ab
hängt. Die Verwendung eines Halbleitermaterials für die
Montagehülse verhindert, daß irgendeine Streuspannung am
Zünder gespeichert wird und ein ungeplantes Zünden verur
sacht.
Wie für den Fachmann leicht zu ersehen ist, sind zahlreiche
Modifikationen, Anpassungen und Variationen der vorstehend
beschriebenen Ausführungsform innerhalb des Schutzumfanges
der Erfindung denkbar.
Claims (13)
1. Elektrischer Verzögerungszünder für Sprengzündsysteme
und dergleichen, dem im wesentlichen allein durch einen
Krafteingang von einem nicht-elektrischen Signal-Kommunika
tionssystem Energie zugeführt wird, bestehend aus:
einem hohlen, elektrisch leitfähigen Gehäuse, das einen Verzögerungszünder umgibt, welches an einem Ende geschlos sen und am anderen Ende offen ist für einen Kopf-an-Kopf- Anschluß an eine nicht-elektrische Eingangskraftquelle;
einer Initialzündladung, die in dem Gehäuse positioniert ist, um von der nicht-elektrischen Eingangskraft aktiviert zu werden;
einem Umformer zum Umwandeln der Ausgangskraft der Initial zündladung in ein elektrisches Ausgangssignal, der in der Nähe und in Kraftverbindung mit der Initialzündladung posi tioniert ist;
wobei der Umformer im wesentlichen unempfindlich gegenüber Stoßkräften aus der Umgebung, und im wesentlichen nur emp findlich gegenüber der Ausgangskraft einer derartigen In itialzündladung ist;
einem elektrischen Schaltkreis, der an die Ausgangsseite des Umformers angeschlossen ist, um dem elektrischen Aus gangssignal am Umformer eine Zeitverzögerung relativ zu dem Ausgangssignal am elektrischen Schaltkreis zu verleihen;
und einem elektrisch betreibbaren Zündelement mit Bauele menten, die das Zündelement an das elektrische Ausgangssi gnal des elektrischen Schaltkreises anschließen, wodurch das Zündelement nach dem Ablauf eines Zeitintervalls zwi schen Krafteingang am Umformer und elektrischem Ausgang am elektrischen Schaltkreis gespeist wird.
einem hohlen, elektrisch leitfähigen Gehäuse, das einen Verzögerungszünder umgibt, welches an einem Ende geschlos sen und am anderen Ende offen ist für einen Kopf-an-Kopf- Anschluß an eine nicht-elektrische Eingangskraftquelle;
einer Initialzündladung, die in dem Gehäuse positioniert ist, um von der nicht-elektrischen Eingangskraft aktiviert zu werden;
einem Umformer zum Umwandeln der Ausgangskraft der Initial zündladung in ein elektrisches Ausgangssignal, der in der Nähe und in Kraftverbindung mit der Initialzündladung posi tioniert ist;
wobei der Umformer im wesentlichen unempfindlich gegenüber Stoßkräften aus der Umgebung, und im wesentlichen nur emp findlich gegenüber der Ausgangskraft einer derartigen In itialzündladung ist;
einem elektrischen Schaltkreis, der an die Ausgangsseite des Umformers angeschlossen ist, um dem elektrischen Aus gangssignal am Umformer eine Zeitverzögerung relativ zu dem Ausgangssignal am elektrischen Schaltkreis zu verleihen;
und einem elektrisch betreibbaren Zündelement mit Bauele menten, die das Zündelement an das elektrische Ausgangssi gnal des elektrischen Schaltkreises anschließen, wodurch das Zündelement nach dem Ablauf eines Zeitintervalls zwi schen Krafteingang am Umformer und elektrischem Ausgang am elektrischen Schaltkreis gespeist wird.
2. Zünder nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Umformer eine piezoelektrische
Einrichtung ist, die fest an einem elektrisch nicht leitfä
higen Element befestigt ist, welches direkt neben der In
itialzündladung im elektrisch leitfähigen Gehäuse positio
niert ist.
3. Zünder nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Krafteingang am Initialzünder
von einem Stoßwellenrohr erhalten wird, wobei das offene
Ende des Gehäuses an das offene Ende des Stoßwellenrohres
abgedichtet angeschlossen ist.
4. Zünder nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß das elektrisch betätigbare Zündele
ment in einem Halbleiterelement aufgenommen ist, um die
Auswirkung von streuenden elektrischen Signalen zu verrin
gern.
5. Zünder nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Umformer eine piezokeramische
Mehrschicht-Einrichtung ist, wobei die Schichten elektrisch
parallel zu zwei Ausgangsklemmen geschaltet sind, die
Schichten von einem elektrisch nicht leitfähigen Träger ge
tragen sind, der innerhalb des Gehäuses positioniert ist,
um die Kraft vom Initialzünder in einer Richtung im wesent
lichen rechtwinkelig zur Hauptfläche jeder Elektrode aufzu
nehmen, und im wesentlichen unempfindlich ist gegenüber
Stoßkräften von außen.
6. Zünder nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, dadurch ge
kennzeichnet, daß eine Sekundärsprengstoffla
dung und eine Primärsprengstoffladung in der Nähe des ge
schlossenen Endes des Gehäuses positioniert sind und daß
der Ausgang des Zündelementes die Detonation der Primär-
und Sekundärsprengstoffladung verursacht.
7. Zünder nach Anspruch 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß das elektrisch betätigbare Zündele
ment von einem Halbleiterelement getragen wird, um dadurch
die Auswirkung von streuenden elektrischen Signalen zu re
duzieren.
8. Elektrischer Verzögerungszünder, der durch die Ein
gangskraft eines Stoßwellenrohres gespeist wird, bestehend
aus:
einer Länge eines Stoßwellenrohres, das eine Ausgangskraft erzeugen kann,
einem hohlen, rohrförmigen elektrisch leitfähigem Gehäuse, das an einem Ende geschlossen ist, und am anderen Ende of fen ist, wobei die Länge des Stoßwellenrohres mit dem offe nen Ende des Gehäuses dichtend verbunden ist, das damit mit der Ausgangskraft des Stoßwellenrohres in Verbindung steht;
das Gehäuse einen Inititalzünder enthält, der so angeordnet ist, daß er durch die Ausgangskraft des Stoßwellenrohres gespeist ist, um eine Initialzündausgangskraft im Bereich von 72 000 psi bis 145 000 psi zu erzeugen;
einem mehrschichtigen, piezokeramischen, elektrischen Um former, der an den Initialzünder angrenzt, damit die Initi alzündausgangsstoßwelle im wesentlichen rechtwinkelig zur Hauptebene der Schichten des Umformers auftrifft, um einen elektrischen Ausgang im Bereich von 80-150 Ampere für eine Zeitspanne von 1-2 µsec. zu erzeugen;
einem elektrischen Speicherkondensator, wobei der Ausgang am piezokeramischen Umformer so geschaltet ist, daß der Speicherkondensator geladen wird;
wobei der Ausgang des Speicherkondensators an einen Verzö gerungsschaltkreis angeschlossen ist, wobei der Ausgang am Verzögerungsschaltkreis nach einer vorher eingestellten Zeitspanne auftritt, wobei der Verzögerungsschaltkreisaus gang so geschaltet ist, daß das Speisen eines Zündelementes zur Durchführung der Speisung des Zünders gesteuert ist.
einer Länge eines Stoßwellenrohres, das eine Ausgangskraft erzeugen kann,
einem hohlen, rohrförmigen elektrisch leitfähigem Gehäuse, das an einem Ende geschlossen ist, und am anderen Ende of fen ist, wobei die Länge des Stoßwellenrohres mit dem offe nen Ende des Gehäuses dichtend verbunden ist, das damit mit der Ausgangskraft des Stoßwellenrohres in Verbindung steht;
das Gehäuse einen Inititalzünder enthält, der so angeordnet ist, daß er durch die Ausgangskraft des Stoßwellenrohres gespeist ist, um eine Initialzündausgangskraft im Bereich von 72 000 psi bis 145 000 psi zu erzeugen;
einem mehrschichtigen, piezokeramischen, elektrischen Um former, der an den Initialzünder angrenzt, damit die Initi alzündausgangsstoßwelle im wesentlichen rechtwinkelig zur Hauptebene der Schichten des Umformers auftrifft, um einen elektrischen Ausgang im Bereich von 80-150 Ampere für eine Zeitspanne von 1-2 µsec. zu erzeugen;
einem elektrischen Speicherkondensator, wobei der Ausgang am piezokeramischen Umformer so geschaltet ist, daß der Speicherkondensator geladen wird;
wobei der Ausgang des Speicherkondensators an einen Verzö gerungsschaltkreis angeschlossen ist, wobei der Ausgang am Verzögerungsschaltkreis nach einer vorher eingestellten Zeitspanne auftritt, wobei der Verzögerungsschaltkreisaus gang so geschaltet ist, daß das Speisen eines Zündelementes zur Durchführung der Speisung des Zünders gesteuert ist.
9. Zünder nach Anspruch 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß das elektrisch betätigte Zündelement
auf einer Halbleiterhalterung getragen ist, und das rohr
förmige Gehäuse aus Metall hergestellt ist, um eine elek
trische und elektromagnetische Abschirmung zu bilden.
10. Zünder nach Anspruch 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Umformer eine piezokeramische
Mehrschichteinrichtung ist, deren Schichten elektrisch par
allel geschaltet sind, um zwei Ausgangsklemmen zu bilden,
wobei die Schichten von einem elektrisch nicht leitfähigen
Träger getragen sind und durch diesen Träger innerhalb des
Gehäuses positioniert sind, um die Kraft vom Initialzünder
in einer Richtung im wesentlichen rechtwinkelig zur Haupt
fläche jeder Elektrode zu empfangen.
11. Zünder nach Anspruch 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Speicherkondensator weiterhin
zwei Kondensatoren aufweist, die vom Umformer geladen wer
den, wobei sich einer der Kondensatoren auf den Verzöge
rungsschaltkreis entlädt und der Ausgang des anderen Kon
densators durch den Ausgang des Verzögerungsschaltkreis
schaltbar ist, um das Zündelement zu speisen.
12. Elektrisch verzögerter Zünder mit einem Stoßwellen
rohreingang auf einem Umformer, dessen elektrischer Ausgang
an einen Verzögerungsschaltkreis zum Speisen des Zündele
ments angelegt wird;
einem ersten Kondensator zum Aufnehmen eines Teils des elektrischen Ausgangs vom Umformer, um den Verzögerungs schaltkreis zu speisen;
und einem zweiten Kondensator zum Aufnehmen eines Teils des elektrischen Ausgangs, um das Zündelement durch Entladen zu speisen, wobei die Entladung durch die Verzögerungseinrich tung gesteuert wird.
einem ersten Kondensator zum Aufnehmen eines Teils des elektrischen Ausgangs vom Umformer, um den Verzögerungs schaltkreis zu speisen;
und einem zweiten Kondensator zum Aufnehmen eines Teils des elektrischen Ausgangs, um das Zündelement durch Entladen zu speisen, wobei die Entladung durch die Verzögerungseinrich tung gesteuert wird.
13. Zünder nach Anspruch 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß zwischen dem Initialzünder und der
piezokeramischen Einrichtung eine Lastverteilungsscheibe
angeordnet ist, um dadurch die Möglichkeit der Zersplitte
rung des Umformers zu verringern ist, um dadurch die Möglichkeit der Zersplitte
rung des Umformers zu verringern.
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