DE2945122A1 - Elektrische verzoegerungsvorrichtung - Google Patents

Description

TlEDTKE - BUHLING - KlNNE Grüpe - Pellmann

λ Λ Dipl.-Ing. R.Kinne

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Dipl.-Ing. R Grupe Dipl.-lng. B. Pellmann

Bavariaring 4, Postfach 202403 8000 München 2

-Tel.: 089-539653 Telex: 5-24 845 tipat cable: Germaniapatent München 17. Januar 1980

Patentanmeldung P 29 45 122.7 Imperial Chemical Industries Limited DE 0120 / ICI case N. 30008/DT

Elektrische Verzögerungsvorrichtung

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum wahlweisen Einschalten mehrerer elektrischer Verbraucher zu jeweils entsprechenden vorbestimmten .Relativzeiten. Insbesondere ist die Erfindung auf elektrisch betätigte Verzögerungs-Zündköpfe für Sprengzündkapseln und auf ein System gerichtet, das aus einer Mehrzahl derartiger Zündköpfe und Zündkapseln und einer Zentraleinheit besteht, die an das System Bezugs-Zeitsteuerungs-Signale abgibt. Die Erfindung ergibt auch ein verbessertes Sprengverfahren durch aufeinanderfolgendes Auslösen von Sprengladungen entsprechend der Erfindung.

Für seismische und Spreng-Lagersuchverfahren und/oder Schürfverfahren ist es häufig notwendig, Sprengladungen in einer vorbestimmten, zeitlich genau abgestimmten Reihenfolge zur Explosion zu bringen. Die Genauigkeit der relativen Zeitintervalle zwischen aufeinanderfolgenden Explosionen ist unter anderem dazu von Bedeutung, Bodenvibrationen zu begrenzen, das Zerbrechen und Versetzen von Felsen zu steuern und sinnvolle seismische Aufzeich-VI/rs

Owtsche Bar* (München) KIo 51/61070 Dresdner Bank (München) Kto. 3939 844 RottKheck (München) KIo 670-43-804

!München) Kto. 3939 844 RottKheck (

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nungen zu erzeugen. Die Genauigkeit einer· derarfrhgerP ' Relativzeitsteuerung beeinflußt sowohl die Wirksamkeit als auch die allgemeine Wirtschaftlichkeit von vielerlei seismischen und Spreng-Vorgängen.

In der Vergangenheit wurde das Zeitintervall zwischen der Auslösung aufeinanderfolgender Sprengladungen üblicherweise dadurch gesteuert, daß innerhalb der Zündladungskapseln zwischen dem Zündkopf und den Sprengladungen oder in der zwei Zündkapseln verbindenden pyrotechnischen bzw. Zündlinie pyrotechnische bzw. Brennzünder mit einer kontrollierten Brenngeschwindigkeit verwendet wurden (und dadurch eine Laufzeit-Verzögerung herbeigeführt wurde). Derartige herkömmliche Verzögerungs Zünder können entweder elektrisch oder durch Explosion ausgelöst werden; sie werden typischerweise in einer oder mehreren Serien mit unterschiedlichen Längen des pyrotechnischen Verzögerungs-Satzes hergestellt, um damit vorbestimmte Nenn-Verzögerungsintervalle zu liefern.

Es ist ferner bekannt, eine gesteuerte zeitliche Folge von elektrischen Signalen zu erzeugen, um mehr oder weniger die Zündköpfe in einer Mehrzahl von elektrischen Sprengkapseln in zeitlich genau gesteuerten Intervallen auszulösen (siehe beispielsweise US-PS 2 546 686, 3 312 869 und 3 424 924). Zum Schutz gegenüber der Möglichkeit einer Beschädigung der Verbindungs-Verdrahtung durch eine der früheren Explosionen ist es jedoch notwendig, in allen Sprengkapseln eine pyrotechnische bzw. Zündverzögerung von ausreichender zeitlicher Länge vorzu sehen, um damit sicherzustellen, daß alle Zündköpfe elektrisch ausgelöst worden sind, bevor die erste Explosion auftritt.

Demgemäß hängt bei vielerlei Verzögerungs-Systemen mit elektrischen Zündköpfen das Zeitintervall zwischen Sprengladungen in Wirklichkeit von dem Zeitverzögerungs-

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Unterschied zwischen wenigstens zwei Verzögerungs-Brennzündern ab. Die Genauigkeit derartiger Zeitsteuerungsintervalle ist daher von der statistischen Abweichung des Mittelwerts der jeweiligen Verzögerungszeit gegenüber der Konstruktions-Verzögerungszeit sowie auch von der Abweichung der jeweiligen Verzögerungszeit gegenüber einem derartigen Mittelwert abhängig. Bei mancherlei seismischen und Spreng-Vorgängen wurde die bei der tatsächlichen Herstellung erzielbare Genauigkeit zu einem begrenzenden Faktor. Darüber hinaus kann die Herstellungs qualität derartiger Verzögerungs-Systeme nur durch zerstörende Probenüberprüfung überwacht werden, was kostspielig ist; in jedem Fall ist gewöhnlich die in eine jede einer Serie von Verzögerungs-Zündern eingebrachte pyrotechnische bzw. Brennverzögerung physikalisch von einem oder mehreren Gesichtspunkten her gesehen unterschiedlich. Zur Erfüllung der Forderungen nach unterschiedlichen Zeitsteuerungs-lntervallen ist es gewöhnlich auch notwendig, mehr als eine Serie von Verzögerungs Zündern herzustellen.

Auch zur Unterbringung von verbrauchbaren elektroni schen Zeitsteuerungs-Schaltungen an jeder Sprengstelle wurden einige frühere Vorschläge gemacht..Siehe z. B.

US-PS 3 067 684, 3 571 605, 3 646 371 und 3 500 746.

In diesen Patentschriften wurden unterschiedliche Verfahren dafür vorgeschlagen, bei dem örtlichen Zeitsteuerungs-Oszillator Frequenzabweichungen zu kompensieren und/oder diesen Oszillator quarzgesteuert auszubilden.

**0 In den meisten Fällen sind jedoch die wirklich realisierten tatsächlichen relativen Zeitverzögerungen durch das Ausmaß bestimmt, zu welchem ein vorbestimmtes Frequenznormal mittels des örtlichen Oszillators erzielt wird. Die US-Patentschriften 3 646 371 und 3 500 746 offenbaren elektronische Artilleriegeschoß-Verzögerungszünder, die verhältnismäßig komplexe digitale Gegenkopplungskreise zu einer Ferneinstellschaltung hin haben,

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die die erfaßten Abweichungen der Ortsoszillatorfrequenz dadurch kompensiert, daß sie die Anzahl der während einer nachfolgenden Zeitverzögerungsperiode gezählten Oszillatorimpulse nachregelt.
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Es wurde nun jedoch festgestellt, daß unter Anwendung der Erfindung ein System aus mehreren elektrisch betätigten Verzögerungs-Zündköpfen mit einer beträchtlich verbesserten Relativzeitsteuerung und mit größerer Anpassungsfähigkeit bei der Wahl von gewünschten relativen Verzögerungen zwischen den verschiedenen Verzögerungs-Zündköpf en in einem System geschaffen werden kann. Das Ergebnis ist eine zuverlässigere, genauere und sicherere Wirkungsweise. In dem erfindungsgemäßen System wird jeder Zündkopf zu einem zeitlich genau gesteuerten Verzögerungsintervall nach der übertragung eines gemeinsamen Startsignals an alle Zündköpfe betätigt bzw. gezündet. Nach Empfang des Startsignals werden alle weiteren elektronischen Zeitmessungen örtlich an der jeweiligen Zündkopf-Stelle als Funktion eines vorher gemessenen, zeitlich genau gesteuerten Intervalls zwischen zuvor von einer Zentralstelle her empfangenen Bezugssignalen vorgenommen. Das Ergebnis ist das genaue zeitlich verzögerte Zünden einer Reihe von Zündköpfen in einer vorbestimmten Zeitfolge unabhängig von irgendeiner Beschädigung, die während des tatsächlichen Explosionsvorgangs an der Verbindungsverdrahtung auftreten könnte.

Bei dem vorzugsweise gewählten Ausführungsbeispiel

^ou wird eine elektronische "Zündsteuereinheit" entfernt aufgestellt und so geschaltet, daß sie an jeden der mehreren elektrisch betätigten Zünder in einem Sprengsystem codierte Signale abgibt. Derartige Signale können beispielsweise über ein parallelgespeistes Zweidraht-Signal-

übertragungssystem übertragen werden. Jeder der elektrisch

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betätigten Zünder enthält zusammen mit einem pyro-^> technischen Zündsatz und/oder Grundladungen zur Zündung einer Hauptsprengladung eine elektronische Zündeinheit. Die jeweiligen elektronischen Zündeinheiten sind vorzugsweise mit der Ausnahme identisch, daß sie sich hinsichtlich digitalcodierter elektronischer Adressen oder "Zündernummern" unterscheiden, die mit den Relativzeiten der Zünderbetätigung nach Empfang eines Startsignals in Beziehung stehen.

Abweichend von herkömmlichen elektrischen Verzögerungs-Zündern ist die Verzögerung nicht in erster Linie von der Laufzeit in einem pyrotechnischen bzw. Brennzünder oder dgl. abhängig. Vielmehr wird die Zeitverzögerung auf genaue elektronische Weise in einer jeweiligen elektronischen Zündeinheit aufgrund einer Information hervorgerufen, die zuvor von der zentralen Zündsteuereinheit her empfangen wurde. Unmittelbar vor einem Schießvorgang wird jede der einzelnen elektronischen Zündeinheiten von der Zündsteuereinheit in Betrieb gesetzt, die auch Informationssignale über die jeweiligen vorbestimmten Verzögerungen abgibt. Diese Information wird von jeder der entsprechenden elektronischen Zündeinheiten zweckmäßig gespeichert und danach auf einen Befehl aus der Zündsteuereinheit hin elektronisch verarbeitet.

Die Erfindung ergibt weniger strenge Forderungen hinsichtlich der Zünderkonstruktion und gewährt eine weitaus größere Anpassungsfähigkeit hinsichtlich der Erzielung relativer Zeitverzögerungen aus einer einzigen Serie hergestellter elektronischer Zünder, die elektrisch und mechanisch im wesentlichen identisch sind. Demgemäß können einfachere Herstellungs- und Materialprüfungs-Verfahren angewandt werden.

Die elektronischen Zündeinheiten und/oder Zünder mit derartigen Einheiten sind einfach anzuschließen und

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können als eine Einheit eine Sicherung gegenüber ungewollten elektrischen und/oder magnetischen Energieeinspeisungen enthalten. Derartige Zünder können auch in mehrere parallele Kanäle geschaltet und so gesteuert werden, daß sie aufeinanderfolgend oder gleichzeitig zünden. Bei dem vorzugsweise gewählten Ausführungsbeispiel werden die Verzögerungen durch Zählen von Taktimpulsen aus einem örtlichen Taktimpuls-Generator über einem Intervall erzielt, das mittels der zentralen und nicht für den Aufbrauch ausgelegten Zündsteuereinheit oder Schießleiteinheit genau bestimmt ist. Ein gleiches oder proportionales Zeitintervall wird später dadurch erzeugt, daß eine gleiche Anzahl von Impulsen mit einer Impulsfrequenz gezählt wird, die aus der Frequenz des örtlichen Taktimpuls-Generators abgeleitet und dieser proportional ist. Da jeder elektronische Verzögerungs-Zünder verbrauchbar bzw. ein Einweg-Zünder ist (d. h., bei der Explosion zerstört wird), ist es vorzuziehen, einen verhältnismäßig billigen Oszillator bzw. Taktimpuls-Generator zu verwenden. Dies ist mit der Erfindung gut ausführbar, da die erzielten relativen Zeitverzögerungen eine Funktion der Stabilität des Taktimpuls-Generators über eine verhältnismäßig kurze Zeitdauer und nicht der absoluten Schwingungsfrequenz sind. Das heißt, selbst wenn die verschiedenen örtlichen Taktoszillatoren eines Systems alle bei im wesentlichen verschiedenen Frequenzen arbeiten, wird die gesamte Fehlerfreiheit und Genauigkeit der System-Zeitsteuerung sehr gut, solange jeder örtliche Oszillator über eine verhältnismäßig kurze Zeitdauer (in der Größen-

Ordnung der gewünschten maximalen Zeitverzögerung) verhältnismäßig stabil ist.

Für die übertragung der erforderlichen Bezugs-Zeitinformation von der zentralen Zündsteuereinheit zu den elektronischen Verbrauchs- bzw. Einweg-Verzögerungs-Zündern gibt es verschiedenartige annehmbare Verfahren.

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] Beispielsweise kann eine Reihe von Impulsen in genauen zeitlichen Abständen gleichzeitig an alle Zünder mit geeigneten Adreß-Zählern in den Zündern abgegeben werden, wobei Zeitintervalle zwischen vorbestimmten Impulsen c der Impulsfolge als Bezugszeitintervall für den bestimmten Zünder gewählt werden. Von jedem Zünder kann dann als eine Funktion seines eigenen bestimmten Bezugs-Zeitintervalls eine nachfolgende Verzögerungs-Zeitdauer bemessen werden. Diese Zeitverzögerungs-Perioden können

]Q beginnend mit einem gemeinsamen Startsignal für alle Zündeinheiten bemessen werden oder es kann alternativ dazu die Bemessung der Verzögerungsdauer unmittelbar auf den Abschluß des Bezugs-Zeitintervalls für einen oder alle Zünder in einem System hin begonnen werden. Als Alternative kann ein einzelnes Bezugs-Zeitintervall an alle elektronischen Zündeinheiten abgegeben und von diesen empfangen werden, die danach ihre eigenen jeweils entsprechenden vorbestimmten Zeitverzögerungs-Perioden aufgrund des gemessenen Bezugs-Zeitintervalls bemessen (beispielsweise zur Hälfte, einem Drittel, einem Ganzen, einem Ganzen und einer Hälfte usw. des Bezugs-Zeitintervalls). Selbstverständlich können gewünschtenfalls zwei oder mehrere Zündeinheiten auf die gleichen Steuersignale in gleicher Weise ansprechen, so daß mehreren elektrisehen Verbrauchern wie den elektrischen Zündköpfen gleichzeitig Energie zugeführt wird. Diese Verfahren sowie auch Abänderungen und Abwandlungen dieser Verfahren werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung eines Ausführungsbeispiels weitgehender verständlich.

In dem Falle, bei dem charakteristische Steuersignale für irgendeinen vorgegebenen elektronischen Zünder durch Zählung von Steuerimpulsen gewählt werden, kann ein erster vorbestimmter Zählstand zum Feststellen des Beginns eines Bezugs-Zeitintervalls verwendet werden. Auf ähnliche Weise kann zum Feststellen des Endes eines

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Bezugs-Zeitintervalls ein zweiter vorbestimmter Zählstand verwendet werden. Natürlich kann bei einer Mehrzahl von Verbrauchern der zweite vorbestimmte Zählstand entweder für alle Verbraucher gleich sein oder um eine festgelegte Anzahl größer als der erste vorbestimmte Zählstand sein. Beispielsweise können die einer Reihe von elektronischen Zündköpfen zugeordneten ersten vorbestimmten Zählstände aufeinanderfolgende Zahlen sein, wobei die Zündköpfe dann entweder in der numerischen Reihenfolge des Komplements des ersten vorbestimmten Zählstands in bezug auf den gemeinsamen vorbestimmten Zählstand zuzüglich "1" oder alternativ einfach in der numerischen Reihenfolge der ersten vorbestimmten Zählstände in Betrieb gesetzt werden. Auch diese und weitere Möglichkeiten gehen besser aus der ausführlichen Beschreibung des Ausführungsbeispiels hervor.

Wenn zur Erkennung des geeigneten Bezugs-Zeitintervalls für einen vorgegebenen Zündkopf Steuersignale gezählt werden, kann zur Bestimmung, wann der Zählstand den vorstehend angeführten ersten und zweiten vorbestimmten Zählstand erreicht hat, ein voreingestellter (d. h. vor-decodierter) elektronischer Zähler verwendet werden. Alternativ kann eine geeignete logische Sohaltung an

Zwischenstufen-Ausgänge eines herkömmlichen elektronischen Zählers angeschlossen werden, um dadurch dessen Inhalt mit einer vorbestimmten Zahl oder mehreren vorbestimmten Zahlen zu vergleichen, die in einem Register oder einer

anderen Datenspeichereinrichtung gespeichert sind. 30

Bei dem nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel erfolgt am Ort des jeweiligen elektronischen Zündkopfs die tatsächliche Zeitverzögerungs-Messung unter Verwendung eines örtlichen Taktimpuls-Generators und

eines umsteuerbaren Zählers für die Zählung derartiger

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Taktimpulse. Die tatsächliche Verzögerungsdauer zwischen dem von der Zündsteuereinheit her übertragenen Startsignal und der Betätigung des angeschlossenen elektrischen Verbrauchers wird dadurch bestimmt, daß zum Beginn des Bezugs-Zeitintervalls von einem vorbestimmten Anfangs-Inhalt an (der "0" sein kann) in eine Richtung gezählt wird, die Zählung zum Abschluß des Bezugs-Zeitintervalls beendet wird, darauffolgend die Zählrichtung umgekehrt wird und der angeschlossene elektrischen Verbraucher in Betrieb gesetzt wird, sobald der Zähler-Inhalt den anfänglichen Ausgangswert erreicht hat (der "0" sein kann). Der umgekehrte Zählvorgang kann unmittelbar bei Abschluß des Bezugs-Zeitintervalls eingeleitet werden oder alternativ zu irgendeinem nachfolgenden Zeitpunkt von einem von der Zündsteuereinheit her übertragenen gesonderten "Starf'-Signal an eingeleitet werden.

Die zur Betätigung des angeschlossenen elektrischen Verbrauchers (wie z. B. eines elektrischen Zündkopfs) notwendige Energie wird zusammen mit aller, für den Betrieb des Systems für die Wahl, die Verarbeitung und die Zeitsteuerung der elektronischen Signale am Ort des jeweiligen Verbrauchers notwendigen zusätzlichen Energie vorzugsweise von der zentralen Zündsteuereinheit her entweder mit Wechselstrom oder mit Gleichstrom zugeführt. Wenn eine Wechselstrom-Energiequelle verwendet wird, werden herkömmlicherweise (jedoch nicht notwendigerweise) sowohl die Energie für den Betrieb des Verbrauchers als auch die Steuersignale über eine Transformatoranordnung zugeführt. Die Steuer- oder Informations-Signale können als Unterbrechungen und/oder Änderungen derartiger Wechselströme oder Gleichströme aus der Zündsteuereinheit verwirklicht werden.

Wenn beispielsweise der Verbraucher ein elektrischer Zündkopf ist, kann die Energiespeichereinheit durch einen Kondensator gebildet werden, der mit aus der

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Zündsteuereinheit kommender elektrische Energie geladen wird. Dieser Kondensator speichert dann ausreichende Energie für die Aufrechterhaltung des Betriebs der elektronischen Einrichtungen für die erforderlichen Verzögerungsperioden und zusätzlich für die Inbetriet}-' setzung des angeschlossenen elektrischen Zündkopfs, so daß das System in der gewünschten Weise selbst dann weiterarbeitet, wenn die Verbindungsdrähte zu der Zündsteuereinheit während früherer Explosionen beschädigt werden.

Jede elektronische Verzögerungsschaltung enthält vorzugsweise auch eine Einrichtung zur Erkennung vorbestimmter Eigenschaften der ordnungsgemäßen Steuersignale (wie beispielsweise der Signalimpuls-Dauer oder -Frequenz), so daß nur Schaltsignale mit gewählten vorbestimmten Eigenschaften gleichmäßig zu dem Verzögerungs-Schaltungsaufbau durchgelassen werden. Siehe beispielsweise die am eingereichte, gemeinschaftliche,

ebenfalls anhängige Anmeldung No.

Es sind auch geeignete Einrichtungen zur Abtrennung und/oder Ableitung von Steuersignalen aus der von der Zündsteuereinheit her zugeführten elektrischen Energie enthalten. Andere Einrichtungen sind dafür vorgesehen, auf die anfängliche Speisung der Schaltung mittels der Zündsteuereinheit hin und vor der Speicherung der für den Verbraucher-Antrieb ausreichenden Energie die richtigen Schaltungs-Anfangsbedingungen wieder einzustellen oder voreinzustellen. Ferner sind auch Einrichtungen dafür vorgesehen, die elektronischen Schaltungen gegen eine Beschädigung durch übermäßige Eingangsspannungen zu schützen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung setzt selektiv eine Mehrzahl von elektrischen Verbrauchern zu jeweils

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entsprechenden vorbestimmten Relativ-Zeitp'unkten in Betrieb und weist folgende Einrichtungen auf: eine Zentraleinheit für die Abgabe von Bezugs-Zeitsteuerungssignalen und eine gesonderte elektrische Zeitsteuerungs- und Verbraucher-Betätigungs-Einrichtung, die elektrisch mit dem jeweiligen elektrischen Verbraucher verbunden ist und ferner zur Aufnahme der Bezugs-Zeitsteuerungssignale geschaltet ist,wobei jede der Einrichtungen eine Zeitsteuerungs-Einrichtung zur Messung eines durch die genannten Bezugs-Zeitsteuerungssignale bestimmten Bezugs-Zeitintervalls und für die nachfolgende Inbetriebsetzung des zugeordneten elektrischen Verbrauchers nach einer jeweiligen entsprechenden vorbestimmten Zeitverzögerung enthält, welche als eine Funktion des genannten gemessenen Bezugs-Zeitintervalls festgelegt ist. Die erfindungsgemäße Zentraleinheit kann auch elektrische Energie für die Inbetriebnahme der Verbraucher abgeben, wobei jede der genannten Einrichtungen eine Energiespeichereinrichtung enthalten kann, die so geschaltet ist, daß sie die genannte elektrische Energie aufnimmt und ,speichert und zumindest einen Teil der auf diese Weise gespeicherten Energie ihrem zugeordneten elektrischen Verbraucher zuführt, wenn sie mit diesem nach der genannten jeweils entsprechenden vorbestimmten Verzögerungsz-eit verbunden

wird. Ferner kann die erfindungsgemäße Vorrichtung so ausgebildet werden, daß die jeweiligen genannten Einrichtungen an dem Ort ihres zugeordneten elektrischen Verbrauchers angeordnet sind und nach Empfang der Bezugs-Zeitsteuerungssignale selbst dann weiterarbeiten, wenn

sie danach von der Zentraleinheit getrennt sind.

Die jeweils entsprechenden vorbestimmten Verzöge-? rungszeiten für alle genannte erfindungsgemäßen Einrichtungen können von einem gemeinsamen Bezugszeitpunkt ab

gemessen werden,der gleichfalls durch die Bezugs-Zeitsteuerungssignale festgelegt wird. Die Bezugs-Zeitsteuerungssignale können auch eine Folge von zeitlich genau

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gesteuerten Vorgängen enthalten / wobei jede der Zeitsteuerungs-Einrichtungen der genannten Vorrichtunaen folgende Vorrichtungen aufweist: eine Quelle von örtlich erzeugten Taktimpulsen, eine Voreinstellungs-Zählervorrichtung zur Zählung der zeitgesteuerten Vorgänge und zur Abgabe eines ersten bzw. eines zweiten Signals entsprechend einem ersten bzw. einem zweiten vorbestimmten Zählerinhalt, eine Zeitsteuerungs-Zählervorrichtung zur Zählung der Anzahl der zwischen dem ersten und dem zweiten Signal auftretenden Taktimpulse und eine Antriebsvorrichtung für die Inbetriebsetzung des angeschlossenen elektrischen Verbrauchers nach einer nachfolgenden Verzögerungszeit, die durch Zählung einer Anzahl der genannten Taktimpulse bemessen ist, wobei die gezählte Anzahl der Taktimpulse eine vorbestimmte Beziehung zu der zwischen dem ersten und dem zweiten Signal gezählten Anzahl hat. Der genannte zweite vorbestimmte Zählerinhalt kann für alle Einrichtungen gleich sein, wobei jede Einrichtung eine Vorrichtung zum anfänglichen Rücksetzen der Voreinstellungs-Zählervorrichtung und der Zeitsteuerungs-Zählervorrichtung auf einen vorbestimmten Anfangs-Inhalt enthalten kann.

Die erfindungsgemäße Zentraleinheit.kann eine Vorrichtung zur Erzeugung der Folge zeitlich genau gesteuerter Vorgänge als überlagerte Änderungen an dem Strom elektrischer Energie von der Zentraleinheit zu den genannten Einrichtungen und auch eine Zeitverzögerungsvorrichtung zur Verzögerung der übertragung der Bezugs-Zeit-Steuerungssignale um ein vorbestimmtes Zeitintervall nach Einleiten des Betriebs aufweisen. Zusätzlich kann die Zeitsteuerungs-Zählervorrichtung einen Vorwärts-Rückwärts-Zähler aufweisen, der zur Zählung in einer Richtung von einem anfänglichen vorbestimmten Inhalt weg zwischen

dem Auftreten des ersten und des zweiten Signals und zum nachfolgenden Zählen in der Gegenrichtung geschaltet ist, wobei die Antriebs-Vorrichtung so an den Vorwärts-Rückwärts-Zähler angeschlossen ist, daß sie den Zeitpunkt er-

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j faßt, an dem der Inhalt wieder gleich dem anfänglichen vorbestimmten Inhalt ist, und im Ansprechen darauf den angeschlossenen elektrischen Verbraucher in Betrieb setzt.

Im einzelnen kann die genannte Voreinstellungs-

Zählervorrichtung folgende Elemente aufweisen: einen digitalen Zähler, eine logische Einrichtung, die so geschaltet ist, daß sie das erste Signal abgibt, wenn ein vorgewählter Inhalt des digitalen Zählers hervorgerufen wird, und eine Einrichtung, die das zweite Signal abgibt, wenn der maximale Inhalt des digitalen Zählers herbeigeführt wird. Ferner kann die Zeitsteuerungs-Zählervorrichtung einen Vorwärts-Rückwärts-Zähler aufweisen, der so geschaltet ist, daß er zwischen dem Auftreten des ersten und des zweiten Signals von einem anfänglichen vorbestimmten Inhalt weg in eine Richtung zählt und darauffolgend in der Gegenrichtung zählt, wobei auch die genannte Antriebs-Vorrichtung so an den Vorwärts-Rückwärts-Zähler angeschlossen ist, daß sie den Zeitpunkt e,rfaßt, an dem dessen Inhalt wieder gleich dem anfänglichen vorbestimmten Inhalt ist, und im Ansprechen darauf den angeschlossenen elektrischen Verbraucher in Betrieb setzt. Die Antriebs-Vorrichtung kann auch eine logische Einrichtung enthalten, die die Inbetriebnahme des elektrischen Verbrauchers nur dann zuläßt, wenn der digitale Zähler der Voreinstellungs-Zählervorrichtung zuvor einen vorbestimmten Inhalt bzw. Zählstand erreicht hat.

Die erfindungsgemäße Zentraleinheit kann mehrere Ausgangskanäle enthalten, wobei sie zur Verwendung an verschiedenen entsprechenden Sätzen der genannten Ein richtungen verschiedene, jeweils entsprechende Bezugs-Zeitsteuerungssignale an einen jeden derartigen Kanal

abgibt. Ferner kann jede der genannten Einrichtungen eine Energieableitvorrichtung aufweisen, die so geschaltet ist, daß sie innerhalb einer vorbestimmten Zeitdauer nach dem letzten Empfang von Energie aus d.er Zentralein-

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heit die gespeicherte Energie aus der Energiespeichervorrichtung abführt, um dadurch die Einrichtung außer Betrieb zu setzen, wenn deren elektrischer Verbraucher nicht innerhalb der vorbestimmten Zeitdauer in Betrieb gesetzt wurde.

Die genannten Einrichtungen können alle elektrisch parallel an die Zentraleinheit angeschlossen werden, wobei jede Einrichtung ferner eine Unterdrückungsvorrichtung enthalten kann, die die Möglichkeit auf ein Mindestmaß herabsetzt, daß ungewollte elektrische Eingangssignale der Einrichtung eine Inbetriebnahme des angeschlossenen elektrischen Verbrauchers ergeben. Die erfindungsgemäße Zentraleinheit kann ferner mit jeder der genannten Einrichtungen mit Hilfe zweier elektrischer Leiter verbunden werden, wobei jede der genannten Einrichtungen eine Vorrichtung enthält, die unabhängig von der relativen Anordnung, nach welcher diese Leiter angeschlossen werden, oder der sich ergebenden relativen Polarität der irgendeiner vorgegebenen Einrichtung zugef,ührten elektrischen Ausgangssignale die elektrischen Aus^gangssignale aus der Zentraleinheit aufnimmt und nützt.

Bei dem vorliegenden, vorzugsweise gewählten Ausführungsbeispiel der Erfindung weist jeder der genannten elektrischen Verbraucher einen elektrischen Zündkopf auf, der zum Zünden eines Sprengzünders ausgelegt ist.

Demgemäß ergibt die Erfindung bei diesem Ausfüh^ow rungsbeispiel ein Sprengstoff-Zündsteuersystem zum selektiven Betreiben einer Mehrzahl von elektrischen Zündköpfen nach jeweils entsprechenden vorbestimmten Zeitverzögerungen, wobei das System folgende Vorrichtungen aufweist: eine an einer entfernten Stelle ange-

ordnete Zündsteuereinheit für die Abgabe von Bezugs-

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Zeitsteuerungssignalen und eine elektrische Zeitsteuerur Einrichtung, die an dem Ort des jeweiligen elektrischen Zündkopfs angeordnet ist und so geschaltet ist, daß sie den ihr zugeordneten Zündkopf im Ansprechen auf die Bezugs-Zeitsteuerungssignale in Betrieb setzt, wobei jede der Zeitsteuerungs-Einrichtungen eine Zeitsteuerungs-Vorrichtung für die Messung eines durch die Bezugs-Zeitsteuerungssignale bestimmten Bezugs-Zeitintervalls und für das nachfolgende Inbetriebsetzen ihres zugeordneten Sprengkopfs nach einer jeweils entsprechenden vorbestimmten Zeitverzögerung aufweist, welche als eine Funktion des gemessenen Bezugs-Zeitintervalls festgelegt wird.

Dieses Sprengstoff-Zündsteuersystem kann eine Zünd-

]5 Steuereinheit aufweisen, die auch elektrische Energie für die Speisung der Zündköpfe abgibt, wobei jede der Zeitsteuerungs-Einrichtungen eine Energiespeichervorrichtung enthalten kann, die so geschaltet ist, daß sie die elektrische Energie aufnimmt und speichert und zumindest einen Teil dieser Energie dem ihr zugeordneten Zündkopf zuführt. Die Energiespeichervorrichtung kann auch die Zeitsteuerungs-Einrichtung versorgen und damit deren Betrieb nach Empfang der Bezugs-Zeitsteuerungssignale selbst dann sicherstellen, wenn die Zeitsteuerungs-Einrichtung danach von der Zündsteuereinheit getrennt wird. Ferner kann die Zeitsteuerungs-Vorrichtung in jeder der Zeitsteuerungs-Einrichtungen ihre jeweils entsprechende vorbestimmte Zeitverzögerung zu einem gemeinsamen Bezugszeitpunkt zu bemessen beginnen, der gleichfalls

durch die Bezugs-Zeitsteuerungssignale bestimmt ist.

Die Erfindung ergibt eine elektrische Zeitsteuerungs-Einrichtung zum Betreiben eines elektrischen Verbrauchers nach einer vorbestimmten Zeitverzögerung, wobei die Ein-"" richtung mit einer entfernt liegenden bzw. Fernsteuer-

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einheit zusammenwirkt, die Bezugssignale für die genaue Zeitsteuerung abgibt, und die Einrichtung folgende Vorrichtungen aufweist: eine Zeitsteuerungs-Intervall-Meßvorrichtung, die zur Aufnahme der zeitlich genau gesteuerten Bezugssignale und Bemessung eines ersten ,,den Bezugssignalen entsprechend zugeordneten Zeitintervalls ausgelegt ist, und eine Ausgabevorrichtung, die danach den elektrischen Verbraucher nach einer vorbestimmten Zeitverzögerung speist, welche als eine Funktion des gemessenen ersten Zeitintervalls festgelegt wird.

Eine erfindungsgemäße elektrische Verzögerungs-Zündkopfanordnung kann in Verbindung mit einer Fern-Zündsteuereinheit verwendet werden, die zeitlich genau gesteuerte Bezugssignale abgibt, wobei die Zündkopfanordnung folgende Vorrichtungen aufweist: einen elektrisch betätigten Zündkopf, eine Zeitintervall-Meßvorrichtung für den Empfang der zeitlich genau gesteuerten Bezugssignale und das Bemessen eines diesen entsprechend zugeordneten ersten Zeitintervalls und eine Ausgabevorrichtung für das darauffolgende Speisen des Zündkopfs nach einer vorbestimmten Zeitverzögerung, die als eine Funktion des genannten gemessenen ersten Zeitintervalls festgelegt wird.

Die Erfindung ergibt ferner ein Verfahren zum selektiven Speisen einer Mehrzahl elektrischer Verbraucher zu jeweils entsprechenden vorbestimmten relativen Zeitpunkten, wobei das Verfahren folgende Schritte umfaßt:

Erzeugung von Bezugs-Zeitsteuerungssignalen an einer zentralen Stelle, getrenntes Empfangen und Verarbeiten der Bezugs-Zeitsteuerungssignale an dem Ort des jeweiligen elektrischen Verbrauchers, wobei der Verarbeitungsschritt an dem jeweiligen Ort die Messung eines durch die Bezugs-

Zeitsteuerungssignale festgelegten, jeweils entsprechenden Bezugs-Zeitintervalls und das darauffolgende Bemes-

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sen einer jeweils entsprechenden vorbestimmten Zeitverzögerung als eine Funktion des zuvor gemessenen Bezugs-Zeitintervalls einschließt, und Speisen eines jeweiligen elektrischen Verbrauchers nach Ablauf seiner jeweils entsprechenden vorbestimmten Verzögerungszeit.

Dieses Verfahren kann ferner folgende Schritte
umfassen: übertragen von elektrischer Energie von der zentralen Stelle her zu jedem der Orte in Verbindung mit der übertragung der Bezugs-Zeitsteuerungssignale^

Empfangen und Speichern der elektrischen Energie an jedem der Orte/ Verwenden wenigstens eines Teils der gespeicherten Energie an jedem Ort zum Speisen des jeweils zugeordneten elektrischen Verbrauchers. Ferner können die dem jeweiligen elektrischen Verbraucher zugeordneten, jeweils entsprechenden vorbestimmten Verzögerungszeiten alle beginnend von einem gemeinsamen Bezugszeitpunkt an bemessen werden.

Die Bezugs-Zeitsteuerungssignale bei dem erfindungsgemäßen Verfahren können eine Folge von zeitlich genau gesteuerten Vorgängen bzw. Ereignissen sein,
wobei der Meß-Schritt an jedem Verbraucher-Ort das
örtliche Erzeugen einer Quelle von Taktimpulsen, das

Zählen der zwischen dem ersten und dem zweiten Signal auftretenden Taktimpulse und das nachfolgende Bemessen der vorbestimmten Zeitverzögerung durch Zählen einer Anzahl von Taktimpulsen umfaßt, die ein vorbestimmtes Verhältnis zu der zuvor zwischen dem ersten und dem

zweiten Signal gezählten Anzahl von Taktimpulsen hat. Ferner können die elektrischen Verbraucher in Sprengzündern angeordnete elektrische Zündköpfe sein, durch die zu jeweils entsprechenden relativen Zeitpunkten

Sprengladungen aufeinanderfolgend gezündet werden.
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Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren.wird ein elektrischer Verbraucher mit einer vorbestimmten Verzögerung nach einem Startsignal gespeist, wobei das Verfahren folgende Schritte umfaßt: Einspeisen von Steuer-Signalen mit zeitlich genau gesteuerten Intervallen in ein voreingestelltes Signalwahl-System, in welchem zwei für die gewünschte Verzögerung charakteristische Steuersignale gewählt werden, wobei im Ansprechen auf ein jeweiliges der beiden gewählten Steuersignale ein erstes bzw. ein zweites Zeitsteuerungssignal erzeugt wird, Einspeisen des ersten und des zweiten Zeitsteuerungssignals in eine Zeitsteuerungs-Vorrichtung,in der das Zeitintervall zwischen dem ersten und dem zweiten Zeitsteuerungssignal gemessen wird, Erzeugen eines Startsignals und Zufuhr von Energie zu dem Verbraucher nach einer Verzögerungsperiode von dem Startsignal an, die durch das Zeitintervall zwischen dem ersten und dem zweiten Zeitsteuerungsintervall gemäß der Messung mittels der Zeit-

steuerungs-Vorrichtung bestimmt ist. 20

Schließlich ergibt die Erfindung eirf System für die Speisung einer Reihe von elektrischen Verbrauchern in einer vorbestimmten zeitlich gesteuerten Aufeinanderfolge nach einem Startsignal, wobei das System folgende Einrichtungen aufweist: eine elektrische Energieversorgung, eine Vorrichtung zur Erzeugung einer Folge zeitlich genau gesteuerter Steuersignale und einen Zeitsteuerungs-Schaltkreis für jeden Verbraucher zum Verbinden der Versorgung mit dem entsprechenden Verbraucher

zu einem gewünschten Zeitpunkt, wobei jeder der Schaltkreise eine Einrichtung zum Empfang der Folge der Steuersignale, ein voreingestelltes Signalwahl-System mit einer Einrichtung zur Wahl eines ersten und eines zweiten der Steuersignale und zur Erzeugung eines ersten und eines

zweiten Zeitsteuerungs-Signals im Ansprechen auf das erste bzw. das zweite Steuersignal, eine Einrichtung zur

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Erzeugung eines Startsignals und eine Zeitsteuerungs-Vorrichtung zur Messung des Intervalls zwischen dem ersten und dem zweiten Zeitsteuerungs-Signal und zur Erzeugung eines Ausgangssignals aufweist, durch das nach dem Startsignal der entsprechende Verbraucher an die Energieversorgung nach einem Zeitintervall angeschlossen wird, das durch das Intervall zwischen dem ersten und dem zweiten Zeitsteuerungs-Signal bestimmt ist.

Jeder Verbraucher in diesem System kann ein elektrischer Zündkopf sein, wobei jeder Zeitsteuerungs-Schaltkreis zusammen mit einem entsprechenden Zündkopf in einer Zündladungskapsel untergebracht sein kann, die Explosivladungen enthält. Ferner kann dieses System in jeder Kapsel einen Energiespeicherungs-Kondensator enthalten, um damit ausreichende Energie zum Betreiben des Schaltkreises und Zünden des Zündkopfs selbst in dem Fall zu speichern, daß nach dem Startsignal die äußeren Verbindungen zu dpm Zündkopf unterbrochen werden.

Das erfindungsgemäße System kann auöh in jedem Zeitsteuerungs-Schaltkreis eine Signaldiskriminatorvorrichtung zum Erkennen von Dauer- oder Frequenzeigenschaften der Steuersignale enthalten, durch die nur Signale mit gewählten Dauer- oder Frequenzeigenschaften zur Nutzung mittels des Schaltkreises durchgelassen werden. Jeder Zeitsteuerungs-Schaltkreis kann folgendes enthalten: eine Vorrichtung zum Absondern oder Ableiten von Steuersignalen aus der Energieversorgung, eine Vorrich-

^ου tung zum Voreinstellen der richtigen Anfangsbedingungen für den Schaltkreis und eine Vorrichtung zum Schutz des Schaltkreises gegen eine Beschädigung durch übermäßige Spannung. Darüber hinaus kann das genannte Voreinstellungs-Signalwahl-System folgende Elemente aufweisen: einen

elektronischen digitalen Zähler mit logischen Elementen, bei dem der Zustand der logischen Elemente den Zählstand von Steuersignalen darstellt und das erste und das zwei-

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- 2Stf - 50 DE 0120

te Zeitsteuerungs-Signal durch Erzielen von vorbestimmten logischen Zuständen erzeugt werden können. Diese logischen Elemente können einen ersten Satz von logischen Schaltgliedern, der an den digitalen Zähler angeschlossen ist und der auf die Zählung der ersten vorbestimmten Anzahl hin das erste Zeitsteuerungs-Signal erzeugt, und einen zweiten Satz von logischen Schaltgliedern aufweisen, der an den digitalen Zähler angeschlossen ist und der auf die Zählung der zweiten vorbestimmten Anzahl hin das zweite Zeitsteuerungs-Signal erzeugt.

Die logischen Elemente dieses System können auch folgende Einrichtungen aufweisen: ein erstes logisches Register, in dem die genannte erste vorbestimmte Anzahl bleibend eingestellt ist, einen ersten logischen Vergleicher, der den Inhalt des Zählers mit dem Zustand des ersten logischen Registers vergleicht, um dadurch ein erstes Zeitsteuerungs-Signal zu erzeugen, wenn der Zählerinhalt und der Zustand des ersten logischen Registers identisch sind, ein zweites Register, in dem die genannte zweite vorbestimmte Anzahl beständig eingestellt ist, und einen zweiten logischen Vergleicher, der bei Zählung der zweiten vorbestimmten Anzahl das zweite Zeitsteucrungs-Signal erzeugt.

Die Zeitsteuerungs-Vorrichtung dieses Systems kann folgendes aufweisen: einen Taktimpuls-Generator, der einen Oszillator enthält, und einen umsteuerbaren elektronischen digitalen Zähler, der zum Empfang von Taktimpulsen ^ou aus dem Taktimpuls-Generator geschaltet ist. Das Signalwahl-System und der umsteuerbare Zähler können auch im Ansprechen auf das erste gewählte Steuersignal so arbeiten, daß das erste Zeitsteuerungs-Signal dem umsteuerbaren Zähler zugeführt wird, der dann eine Zählung

der Taktimpulse in einer Richtung beginnt, sowie im Ansprechen auf das zweite gewählte Steuersignal in der Weise, daß das zweite Zeitsteuerungs-Signal zum Anhalten

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des umsteuerbaren Zählers zugeführt wird. Das zweite Zeitsteuerungs-Signal kann jedoch auch ein im wesentlichen gleichzeitiges Startsignal erzeugen oder einen Verzögerungs-Zähler in Betrieb setzen, der nach dem Steuersignal, das das zweite Zeitsteuerungs-Signal erzeugt hat, eine vorbestimmte Anzahl von Steuersignalen zählt und daraufhin das Startsignal erzeugt. Das Startsignal kann auch eine Rückwärtszählung der Taktimpulse in dem umsteuerbaren Zähler einleiten und es kann dann, wenn die Rückwärtszählung zu dem Anfangs-Zählstand zurück kehrt, ein Speisesignal erzeugt werden, das die Speisung des Verbrauchers herbeiführt.

Diese und andere Ziele und Vorteile der Erfindung werden besser und ausführlicher durch die folgende eingehende Beschreibung eines Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit der Zeichnung verdeutlicht, in welcher:

Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Systems ist, das eine zentralisierte Zündsteuereinheit enthält, die einer Reihe von elektrisch betriebenen Zündköpfen sowohl Zündenergie als auch Zeitsteuerungsimpulse zuführt;

Fig. 2 ein ausführlicheres schematisches

Blockschaltbild von mit jedem der Zündköpfe in Fig. 1 verbundenen elektroni-

sehen Zeitverzögerungs-Schaltungen ist;

Fig. 3 eine derjenigen des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1 entsprechende Zeitsteuerungs-

Ablauffolge zeigt;
35

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DE 01

Fig. 4 bis 6 Beispiele von alternativen

Zeitsteuerungs-Ablauffolgen für eine Reihe von elektrischen Zündköpfen zeigen, die erfindungsgemäß gezündet werden;

Fig. 7 ein schematisches Schaltbild einer einfachen Form einer Zündsteuereinheit ist, die bei der Erfindung anwendbar ist;

Fig. 8 und 9 Signal-Zeitsteuerungs-Diagramme für die Erläuterung der Wirkungsweise der in Fig. 7 gezeigten Schaltung sind;

Fig. 10, 11A und 11B zunehmend ausführlichere schematische Schaltbilder des in Fig. gezeigten elektronischen Zeitverzögerungs-Schaltungsaufbaus sind;₍

Fig. 12 und 13 Signal-Zeitsteuerungs-Diagramme für die Erläuterung der Wirkungsweise der in den Fig. 2, 10 und 11 gezeigten Schaltungen sind;

Fig. 14 und 15 schematische Schaltbilder von beispielhaften örtlichen Taktimpuls-Generatoren sind_r die bei der Erfindung verwendet werden können; und

Fig. 16 und 17 vergleichende graphische Darstellungen sind, die verschiedene Gesichtspunkte der Systemfunktion bei Ver

^OJ Wendung der in Fig. 15 gezeigten ver

schiedenen Arten von örtlichen Taktimpuls-Generatoren zeigen.

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-X-33

Nach Fig. 1 liefert eine Energiequelle 10 Zündenergie und eine Folge von Zeitsteuerungsimpulsen über Drähte 12 und 13A an eine elektronische Verzögerungsschaltung 14A, welche ihrerseits mit Drähten 15A an einen elektrisch betriebenen Verbraucher (wie z. B. den Zündkopf eines elektrischen Zünders) angeschlossen ist. Andere elektronische Verzögerungsschaltungen 14B bis 14Z (in einer gewünschten Anzahl innerhalb der Einschränkungen des Systems) sind in Parallelschaltung oder (nicht JO gezeigter) Reihenschaltung über die Drähte 12 an die zentralisierte Steuereinheit 10 sowie über Drähte 15B bis 15Z an die elektrisch betriebenen Verbraucher (wie z. B. die Zündköpfe) angeschlossen.

Eine jeweilige Verzögerungsschaltung 14A bis 14Z nach Fig. 1 ist ausführlicher in Fig. 2 gezeigt. Hiernach werden über Drähte 13 elektrische Eingangs-Energie und Steuerimpulse einer Diskriminatoreinheit 16 zugeführt. Die Einheit 16 liefert über Drähte 17 geeignete Betriebsspannungen für die elektronischen Zeitsteuerungs-Schaltungen und über Drähte 18 Energie an einen Energiespeicher 19. Der Energiespeicher 19 ist gewöhnlich ein Kondensator mit einer Kapazität, die ausreicht, sicherzustellen, daß selbst dann, .wenn die Drähte 13 nach Einleiten des Arbeitsvorgangs des Systems unterbrochen werden, von dem Speicher 19 über die Drähte 18 Energie fließt, um die notwendigen Betriebsspannungen an den Leitungen 17 zu liefern.

Der anfängliche Empfang der Energie mittels der Einheit 16 ruft einen Rückstellimpuls an einer Leitung 21 hervor, der (direkt oder indirekt) zwangsläufig Impuls-Zähler 23 und 35 sowie logische Einheiten 30 und auf einen geeigneten Anfangszustand schaltet. Der Dis-

^OJ kriminator 16 enthält vorzugsweise auch eine Einrichtung zur Erkennung von über die Drähte 13 empfangenen Informationsträger-Zeitsteuerungsimpulsen und das Zuführen derselben über eine Leitung 22 zu der logischen Einheit

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3t

J 30. Der Inhalt des Zählers 23 wird mittels des Rückstellimpulses an der Leitung 21 so geschaltet, daß er einer vorbestimmten Anzahl N.. gleich ist (die bei diesem Ausführungsbeispiel gleich "0" ist). Dem Zähler 23 werden unter Steuerung durch die logische Einheit 30 die Steuerimpulse über eine Leitung 31 zugeführt. Eine Adresseneinheit 25 nimmt über Leitungen 24 den Zustand des Zählers 23 auf und bestimmt, wann der Inhalt des Zählers 23 gleich einer zweiten vorbestimmten Anzahl ΝΙΟ ist, die größer als N₁ ist; zum Zeitpunkt dieser Gleichheit gibt die Adresseneinheit 25 über eine Leitung 26 ein erstes Steuersignal ab. N_? ist die Adressennummer, die eine einzelne Verzögerungsschaltung 14 kenntlich

macht und die durch die Gleichung 15

N₂ = M + m - 1

bestimmt ist, wobei M eine Zahl ist, die größer als N₁ ist und die für alle Verzögerungsschaltungen 14 die

on '

^ζυ gleiche ist, und m eine ganze Zahl ist, di>e größer öler gleich "1" ist und die kleiner oder gleich einer gewählten Zahl m ist, die die maximale Länge der Folge von Verbrauchern (wie beispielsweise Zündköpfen) bestimmt, welche mit einer einzigen Eingabe an den Drähten 13

gezündet bzw. aktiviert werden können. Aus den Verzögerungsschaltungen mit der Adressennummer M, M + 1, M +2, ..., (M + m - 1) .... (M + m - 1) wird eine Reihe von Verzögerungsschaltungen 14 zur Zündung der Zündköpfe in zeitlicher Aufeinanderfolge gewählt. Bei diesem be-

sonderen Ausführungsbeispiel werden dann in einer Reihe von Zündköpfen die Zündköpfe einzeln für sich entweder in ansteigender oder in abfallender Zahlenfolge der Adressennummer zur Explosion gebracht.

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-JS DE 0120

Eine weitere Adresseneinheit 28 nimmt über Leitungen 27 den Zustand des Zählers 2 3 auf und bestimmt, wann der Inhalt des Zählers 23 gleich einer vorbestimmten Anzahl N, ist, die größer als N₂ ist. Zum Zeitpunkt dieser Gleichheit wird über eine Leitung 29 ein zweites Steuersignal abgegeben. Bei irgendeiner Reihe von Züridköpfen kann N, für alle Verzögerungsschaltungen gleich sein oder (N, - N2) für alle Verzögerungsschaltungen bei dem Ausführungsbeispiel gleich sein.

Ein Taktimpuls-Generator 34 erzeugt Taktimpulse, die gewünschtenfalls über eine Leitung 37 der Diskriminatoreinheit 16 zugeführt werden und die als Zeitmessungs-Mittel angewandt werden, gegenüber dem die Zeitperioden der Steuerimpulse erfaßt werden. Bei dem Ausführungsbeispiel werden jedoch andere Einrichtungen zur Unterscheidung gegenüber Steuersignalen mit falschen Impuls-Zeitperioden verwendet. Die Taktimpulse werden über eine Leitung 36 einem umsteuerbaren Digital-Zähler 35 zugeführt, der im Ansprechen auf ein drittes Steuersignal aus der logischen Einheit 30 an einer Leitung entweder in Vorwärtsrichtung oder in Rückwärtsrichtung zählen kann. Das Zählen in dem Zähler 35 wird mittels eines vierten Steuersignals aus der logischen Einheit 30 an einer Leitung 33 begonnen und beendet. Der Rückstellimpuls an der Leitung 21 stellt den Zähler 35 anr fänglich auf "0" und schaltet die logische Einheit 30 in einen Anfangszustand in der Weise, daß Steuerimpulse bei ihrem Empfang an der Leitung 22 über die Leitung abgegeben werden, an der Leitung 32 ein Vorwärtszähl-Steuersignal abgegeben wird und an der Leitung 33 ein Steuersignal erzeugt wird, das das Zählen.der Taktimpulse mittels des Zählers 35 unterbindet.

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Auf den Empfang des ersten Steuersignals über die Leitung 26 hin wechselt die logische Einheit 30 den Zustand des vierten Steuersignals an der Leitung 33, um damit die Vorwärtszählung des Zählers 35 einzuleiten.

Auf den Empfang des zweiten Steuersignals über die Leitung 29 hin wechselt die logische Einheit 30 das dritte Steuersignal an der Leitung 32, so daß die Richtung der Zählung mittels des Zählers 35 umgekehrt wird.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das zweite Steuersignal auch das Startsignal für die Zeitsteuerung des Verzögerungsintervalls vor dem Zünden des Zündkopfs. Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel ist das Startsignal jedoch so gestaltet, daß es bei einer vorbestimmten Anzahl von Steuerimpulsen nach dem Empfang des zweiten Steuersignals auftritt. Bei diesem alternativen Ausführungsbeispiel ist die logische Einheit 30 so ausgebildet, daß sie auf den Empfang des zweiten Steuersignals hin wieder das vierte Steuersignal ändert und dadurch das Zählen mittels des Zählers 35 beendet._%Danach kehrt die logische Einheit 30 auf den Empfang einer weiteren Anzahl von Steuerimpulsen (die gleich "1" sein kann) (über die Leitung 22) hin die Richtung des. Zählens mittels des Zählers 35 durch Änderung des dri.tten Steuersignals an der Leitung 32 (des Verzögerungs-Startsignals) um und leitet auch durch Änderung des vierten Steuersignals an der Leitung 33 die Gegenzählung ein. Bei diesen beiden Ausführungsbeispielen wird entweder (a) durch den Empfang des zweiten Steuersignals mittels der logischen Einheit 30 ein weiteres Durchlassen der Steuerimpulse über die Leitung 31 zu dem Zähler 23 unterbunden oder (b) der Zähler 23 so ausgebildet, daß über die Leitungen 27 der Zählerstand N₃ abgegeben wird, wenn die Anzahl der von dem Zähler 23 empfangenen Steuerimpulse gleich oder größer als N₃ ist. Der Zähler 23 kann auch

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- Iff- 1¹X DE 0120

rsteiqen

so ausgebildet sein, daß ein Übertreten oder Übersteigen von N, unmöglich ist, um damit eine genaue Erfassung dieses Zustands sicherzustellen (siehe GB-PS 1 258 892).

Nimmt man die Erläuterung des dargestellten Ausführungsbeispiels wieder auf, so führt dann, wenn die Richtung des Zählens mittels des Zählers 35 umgekehrt worden ist, die logische Einheit 30 ein Anzeigesignal an einer Leitung 39 einer logischen Einheit 40 zu. Wenn

Ί0 der Inhalt des Zählers 35 auf "0" zurückgekehrt ist, wird an Leitungen 38 ein weiteres Anzeigesignal erzeugt und der logischen Einheit 40 zugeführt, woraufhin die logische Einheit 40 ein fünftes Steuersignal an einer Leitung 41 abgibt, welches bewirkt, daß ein Schalter über Leitungen 20 und die Leitungen 15 den Energiespeicher 19 mit dem (in Fig. 2 nicht gezeigten) Zündkopf verbindet.

Die bei den in den Fig. 3, 4, 5 und '6 gezeigten Beispielen von Zeitsteuerungs-Ablauffolgen gewählten Werte N- = 0, M = 1 und m = 6 dienen allein der Erläuterung. Ferner sind die Intervalle zwischen Steuerimpulsen ausschließlich für die Erläuterung als gleich gewählt. An den horizontalen Achsen ist die Zeit zusammen mit den Steuerimpulsen P₁, P₂, P.., ... und dem Inhalt

des Zählers 23 dargestellt. Die vertikalen Achsen zeigen den Inhalt des umsteuerbaren Zählers 35 bei fortschreiten der Zeit, wobei die einzelnen Stufen zur Verdeutlichung durch eine gerade Linie näherungsweise dargestellt sind. 30

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 beginnt die Zählung mittels des Zählers 35, wenn der Zählstand in dem Zähler 23 die Adressennummer N_ erreicht. Wenn der Zählstand in dem Zähler 23 N-, = 7 erreicht, beginnen alle ^JJ Verzögerungsschaltungen eine Umkehrzählung mittels des Zählers 35 und die Zündung der Zünder erfolgt bei I₁,

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- 3) ^{DL 012υ}

in umgekehrter Zahlenfolge der Aaressennummer

Wenn bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 der Inhalt des Zählers 23 N₃ = 7 erreicht, endet das Zählen mittels des Zählers 35. Der nächste Steuerimpuls P_fl wird nach einer vorbestimmten Verzögerung abgegeben, woraufhin alle Zündschaltungen eine Gegenzählung mittels des Zählers beginnen, wodurch sich ein Zünden bei I-, I~, I₃, . .., Ig in umgekehrter Folge der Adressennummern N₂ ergibt.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 beginnt die Vorwärtszählung, wenn die Adressennummer N₂ erreicht ist, während bei N₃ - N₂ = 6 die Zählung mittels des Zählers 35 umgekehrt wird und die Zündung bei I₁, I-, I₃, .·., Ig in der Zahlenfolge der Adressennummern N₂ erfolgt.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 endet das Zählen mittels des Zählers 35 bei N₃ - N₂ = 6 und wird nach einer Zählung von vier Steuerimpulsen,umgekehrt.

Es ist ersichtlich, daß unter der Voraussetzung, daß die Frequenz des Taktimpuls-Generators, zwischen der Vorwärtszählung und der Rückwärtszählung stabil ist, der Inhalt des Zählers bei der Umkehr und damit die genaue Taktfrequenz nicht von Bedeutung sind und alle (den Einschränkungen bei der Schaltungskonstruktion unterliegenden) Zeitmeß-Intervalle wirkungsvoll durch die genau gesteuerten Intervalle der Steuerimpulse über die Zu-

leitungsdrähte 12 und 13 bestimmt sind.

Die Komponenten einer jeweiligen Ver^ögerungsschaltung 14 mit Ausnahme des Energiespeichers 19 können alle oder teilweise als eine integrierte Schaltung auf einem

Halbleiter-Plättchen zusammengesetzt werden und mit dem Energiespeicher und dem Zündkopf in einer Zünderkapsel bzw. einem Zündergehäuse zusammengebaut werden.

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Vor der ausführlicheren Beschreibung· bestimmter Schaltungsbeispiele wird die Gesamtfunktion des Systems nochmals zusammengefaßt. Unter System-Verschaltung gemäß der Darstellung in Fig. 1 wird die Zündsteuereinheit (FCU) in Betrieb genommen. Sie gibt über eine anfängliche Ladeperiode (siehe oberster Teil der Fig. 3) einen Gleichstrom für das Aufladen der Energiespeichervorrichtung (wie z. B. eines Kondensators) 19 an jeden entfernt liegenden Zündort ab. Nach dieser anfänglichen Ladeperiode (in der Größenordnung von beispielsweise 30 Sekunden) wird das Ausgangssignal der Zündsteuereinheit in zeitlich genau gesteuerten Intervallen kurz unterbrochen (siehe Fig. 3). Diese (bei dem Ausführungsbeispiel) negativ verlaufenden Impulse wirken als Zeitsteuerungs-Bezugs- oder Steuersignale und werden in einfacher Weise in einer kontinuierlichen Folge bis zum Abschluß des Sprengvorgangs abgegeben. Wie man sehen kann, kann auch eine komplexere Form von Zeitsteuerungs- bzw. Zeitmeß-Bezugssignalen angewandt werden.

Jeder einzelne elektronische Zünder -14 enthält einen "Voreinstellungs"-Zähler 23, der auf die Steuerimpulse durch die Erzeugung von zwei internen Steuersignalen anspricht. Das erste interne Signal tritt -bei einem voreingestellten Zählstand des Zählers 23 auf, der mit einer bestimmten Verzögerungszeitdauer in Beziehung steht, welche für diesen bestimmten Zünder erwünscht ist. Das zweite interne Signal aus dem Zähler 23 entspricht dem maximalen Zählstand desselben und ist bei dem ein-

™ fachen Ausführungsbeispiel für alle Zünder 14 das gleiche.

Ferner enthält jeder Zünder 14 einen "Vorwärts/ Rückwärts"-Zähler 35, der mittels eines internen örtlichen Taktimpuls-Generators 34 angesteuert wird. Bei

diesem einfachen Ausführungsbeispiel, bei dem das Start signal mit dem Ende des von der zentralen Zündsteuer-

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fo

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' einheit festgelegten, zeitlich genau gesteuerten Bezugsintervalls zusammenfällt, wird der Zähler 35 auf den Empfang des ersten internen Steuersignals aus dem Zähler 23 hin mittels des internen Takts aufwärts bzw. vorwärts betrieben und auf das Auftreten des zweiten internen Steuersignals aus dem Zähler 2 3 hin umgesteuert. Wenn der Vorwärts/Rückwärts-Zähler 35 (bei diesem einfachen Ausführungsbeispiel) seinen ursprünglichen Ausgangszählstand erreicht und der Voreinstellungs-Zähler 23 zuvor

das zweite interne Steuersignal erzeugt hat (d. h., bei dem Ausführungsbeispiel seinen maximalen Zählstand erreicht hat), wird dann der Speicherkondensator 19 über seinen ihm jeweils zugeordneten, elektrisch betriebenen Zündkopf entladen, der ohne eine weitere wesentliche

'5 Verzögerung seinen Sprengzünder zündet. Dementsprechend wird bei diesem einfachen Ausführungsbeispiel die in einer vorgegebenen Verzögerungsschaltung 14 eingestellte tatsächliche Verzögerungsdauer durch die Zündsteuereinheit unmittelbar vor dem Funktionsvorgang des Systems

als das Zeitintervall bestimmt, während welchem der Vorwärts/Rückwärts-Zähler 35 in Vorwärtsrichtung zählen kann. Die mit einer vorgegebenen Schaltung während der nachfolgenden Rückwärtszählung des Zählers 35 tatsächlich erzielte Verzögerung ist in erster Linie hinsichtlich

ihrer Genauigkeit von der Frequenzstabilität des internen Oszillators 34 über die Dauer des "Vorwärts"-Zählvorgangs und des "Rückwärts"-Zählvorgangs abhängig. Diese Genauigkeit ist jedoch nicht von der absoluten Frequenz des Oszillators abhängig, die innerhalb von Grenzen von einer Verzögerungsschaltung 14 zur anderen verschieden sein kann.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten einfachen Ausführungsbeispiel sind die Zünder entsprechend ihrer Zündfolge nummeriert, welche ihrerseits von dem dem Zähler 23 zugeordneten Voreinstellungs-Zählstand (d. h., N-) abhängt. Bei diesem Beispiel wird ein Zünder immer in der Aufeinanderfolge zuerst gezündet/ wenn er den hoch-

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sten Voreinstellungs-Zählstand N₂ hat.

Es können beispielsweise auch ungedämpfte und intermittierende Wechselstromsignale (zu Lade- bzw. Steuerzwecken) verwendet werden. Ein steuerbares Zeitintervall zwischen dem "Einstellen" und dem "Ausführen" einer vorgegebenen Verzögerung und das Hinzufügen einer Anzahl von anfänglichen "passiven" Zählungen mittels der Zählers 23 (für die Schaffung eines zusätzlichen Ausmaßes an Schutz gegen einen Durchbruch von ungewollten Steuersignalen)

sind Änderungen der in den Fig. 4 bis 6 gezeigten allgemeinen Ausführungsart.

Bei dem Ausführungsbeispiel ist der Verzögerungs-'5 Schaltungsaufbau aus im Handel erhältlichen integrierten CMOS-Schaltungen und einer Anzahl von diskreten Bauteilen zusammengesetzt. Für die Massenherstellung wird vorzugsweise die ganze Schaltung (mit der augenscheinlichen

Ausnahme des Energiespeicherungs-Kondensators) unter An-

Wendung von normalen Herstellungsverfahren,für integrierte Schaltungen als eine integrierte "Einchip"-Schaltung
gestaltet. Es ist auch möglich, einen elektrisch betriebenen Zündkopf selbst physikalisch an dem Substrat der

integrierten Schaltung anzubringen oder mi-t diesem ander-

weitig zu verbinden. Das vorliegende Ausführungsbeispiel zeigt auch einen ungepolten Eingang, einen Schutz gegenüber statischen und elektromagnetischen Störungen, ein
automatisches Rückstellen der unterschiedlichen elektroni schen Schaltungen, bevor der Energiespeicherungs-Konden-

sator zum Zünden des Zündkopfs fähig ist, Impulsdauer-

Diskriminatorschaltungen zur Aussiebung ungewollter
Signale und einen Integrationsschaltungs-Leistungsschalter, der das Zünden des elektrisch betriebenen Zündkopfs ermöglicht.

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χ-

Wie vorangehend ausgeführt wurde, können in einem Spreng-Gelände die zu irgendeinem vorgegebenen Zünder führenden Zuleitungsdrähte durch frühere Explosionen unterbrochen werden; es ist wesentlich, daß der Zünder unabhängig von einer derartigen Zuleitungsdraht-Unterbrechung weiterarbeitet. Dies bedeutet, daß die elektroni sche Verzögerungsschaltung genügend intern gespeicherte elektrische Energie zum wirkungsvollen Betreiben der elektronischen Einrichtung und zum Zünden des Zündkopfs bei Abschluß irgendeiner maximalen erwünschten Verzögerungsdauer (von beispielsweise einigen Sekunden) haben muß. Bei dem Ausführungsbeispiel wurde als Energiespeicherungs-Element ein Kondensator gewählt. Der Energie bedarf für den Betrieb der elektronischen Schaltungen wird durch Anwendung der Halbleitertechnologie für niedrige Leistungsaufnahme wie beispielsweise der bekannten integrierten CMOS-Schaltungen auf ein Mindestmaß herabgesetzt, welche in ihrem nichtgeschalteten Zustand sehr wenig Energie benötigen.

Bei dem Vorliegenden Ausführungsbeispiel ist jedoch ein beträchtlicher Energieverbrauch durch den internen Taktgenerator und die folgenden angesteuerten Schaltungen nötig, welche kontinuierlich geschaltet werden, falls sie nicht bei sehr geringen Spannungen (von beispielsweise weniger als 3 V) betrieben werden. Wenn dabei niedrigere Betriebsspannungen verwendet werden, können die Frequenzstabilitäte-Versorgungsspannungs-Kennlinien der zur Verfügung stehenden Oszillatorschal-

tungen so schlecht werden, daß die Verzögerungs-Genauig-r keit beeinträchtigt wird, die mit diesen Schaltungen erzielbar ist. Es könnte zwar ein quarzgegteuerter Oszillator verwendet werden, jedoch würde dies notwendigerweise die Kosten für eine jede für den Verbrauch ausge-

legten bzw. Einweg-Verzögerungs-Schaltung steigern.

Bei höheren Betriebsspannungen kann der durch einen Oszillator verursachte Stromabzug einen beträchtlichen Ab-

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fall der Spannung an dem Speicherkondensator selbst bei hohen Kapazitätswerten (von beispielsweise 100° uF) verursachen. Dementsprechend ist es vorzuziehen, Verfahren zur Begrenzung eines derartigen Stromentzugs anzuwenden und/oder den Taktgeber vor einem Versorgungsspannungs-Abfall zu schützen, um damit einen nachteiligen Genauigkeitsverlust bei den Verzögerungszeit-Messungen zu vermeiden.

Wie in größeren Einzelheiten nachstehend beschrieben wird, wurden Versuche mit einem Oszillator mit einer integrierten CMOS-Schaltung (CD4O47) ausgeführt, die in unterschiedlichen Schaltungsarten verwendet wurde. Die Schaltung CD4O47 hat einen sehr geringen Leistungsbedarf und eine günstige Frequenzstabilitäts-Versorgungsspannungs-Kennlinie. Nichtsdestoweniger ist die mittels eines vorgegebenen Systems erzielbare Genauigkeit vom praktischen Standpunkt her gesehen durch die Größe und Güte eines verwendeten Speicherkondensators begrenzt. Der in Betracht zu ziehende Kapazitätsbereich ,hat eine untere Grenze, die durch den Bedarf für die Zündkfopf-Zündung (mit annähernd 1 bis 10 mJ bei einer Stromstärke von annähernd 1,0 A), den Widerstand des elektronischen Schalters und in einem geringeren Ausmaß den inneren Widerstand des Kondensators bestimmt ist. Diese untere Grenze ist unter Verwendung des vorliegenden Schalters mit vier Ohm und einem Zündkopf-Widerstand von 1 0hm ungefähr 250 uF. Diese Grenze kann dadurch weiter abgesenkt werden, daß ein höherer Zündkopf-Widerstand und/oder (beispielsweise durch Verwendung von gesonderten Schaltkontakten) ein geringerer Schalter-Widerstand verwendet wird. Eine obere Grenze der Kapazität ist durch die Berücksichtigung der Größe und der Kosten bestimmt und kann in dem Bereich

von 1000 iiF bei 15 V liegen.
35

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Andere die Wahl der Speicherkapazität und der Betriebsspannung beeinflussende Faktoren beziehen sich auf die Betriebssicherheit und die Sicherheit der Vorrichtung. Die für den Speicherkondensator notwendige Ladezeit ist vorzugsweise eine verhältnismäßig lange Zeitdauer, um damit einen Sicherheitsfaktor im Hinblick auf eine zufällige Inbetriebsetzung zu schaffen und die Kondensator-Leistungsfähigkeit nach langen Lagerungsdauern zu verbessern. Andererseits ist ein zu langes Abwarten dieser Zeitdauer in der Praxis häufig nachteilig. Weiterhin macht es eine hohe Betriebsspannung weniger wahrscheinlich, daß Störsignale wirkungsvoll in die logischen Schaltungen eindringen. Im Falle der Konstruktion einer speziellen integrierten Schaltungseinheit werden manche der vorstehend genannten Konstruktionsfaktoren abgeändert.

Das einfache Ausführungsbeispiel, das in Betrieb gesetzt wurde und das nun beschrieben wird, verwendet nur einen einfachen internen Oszillator und Spannungsstabilisier-Schaltungen, die begrenzte Leistungsfähigkeiten haben. Demgemäß hat der bei diesem einfachen Ausführungsbeispiel verwendete Vorwärts-Rückwärts-Zähler 35 nur acht Stufen, so daß der Oszillator notwendigerweise mit einer

^ίΌ sehr niedrigen Frequenz schwingt und die erzielbare Genauigkeit durch die verhältnismäßig lange.Taktperiode begrenzt ist. Wie nachstehend in größeren Einzelheiten beschrieben wird, hat der bisherige erfolgreiche Betrieb dieses Ausführungsbeispiels nichtsdestoweniger bewiesen,

daß die Erfindung eine Verzögerungszeit-Genauigkeit ergibt, die weitaus besser als die bei herkömmlichen pyrotechnischen Verzögerungen erzielbare ist. Beispielsweise liegt die Genauigkeit, die durch Anwendung der Erfindung erzielbar ist, über den bestehenden Erfordernissen nach

weniger als 0,1 % während einer Verzögerung von 4 Sekunden. Für kürzere Verzögerungsdauern wäre die Größe des Fehlers weiter verringert. Da ferner nach der Zufuhr der

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Leistung zu einem elektrischen Zündkopf vor dem Explodieren der Haupt-Sprengladung mindestens eine geringe unvermeidbare Verzögerung auftritt und da diese verhältnismäßig geringen Verzögerungen Änderungen unterworfen sind, gibt es augenscheinlich eine obere Grenze für die von den elektronischen Zeitsteuerungs-Schaltungen geforderte Genauigkeit. Natürlich hängt dieser letztere Beitrag zu einer Veränderung bei der Explosion des Sprengstoffs nach der Leistungszufuhr zu dem elektrischen Sprengkopf auch in einem gewissen Ausmaß von dem verwendeten Wert der Speicherkapazität ab, was berücksichtigt werden sollte.

Wenn zur Speisung der elektronischen Ve'rzögerungsschaltungen Wechselstrom-Leistung verwendet wird, kann der Schutz gegenüber einer zufälligen oder unberechtigten Inbetriebsetzung der Schaltungen dadurch verstärkt werden, daß die Erfindung angewandt wird, die in der am

eingereichten, gleichzeitig bestehenden,

gemeinsam übertragenen Anmeldung von Dr. Andrew Stratton mit der Serial No. beschrieben ist.

Die Funktion der Zündsteuereinheit 10 besteht darin, die elektronischen Verzögerungs-Zünder zu laden, zu adressieren, zu programmieren und auszulösen. Die Einheit ist üblicherweise tragbar, robust (gegenüber Schlägen und Vibrationen unempfindlich) und für den Betrieb aus entweder öffentlichen Stromversorgungen oder Batterie-Stromversorgungen ausgelegt. Eine verhältnismäßig einfache Zündsteuereinheit 10 ist in Fig. 7 dargestellt.

°" Für bestimmte Anwendungen können gründlicher ausgebildete Zündsteuereinheiten entworfen werden.

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DE O Ί 20

Das Ausgangssignal (oder im Falle einer Verwendung von mehr als einem Kanal die Ausgangssignale) der Zündsteuereinheit 10 nach Fig. 7 enthält ein anfängliches ununterbrochenes Ladesignal (in Form von Gleichstrom bei dem Ausführungsbeispiel), welches 25 Sekunden oder langer dauern kann. Danach wird diese Speisung mit Intervallen kurzzeitig unterbrochen. Diese Unterbrechungen bilden Steuerimpulse, mittels denen die einzelnen Zünder (oder Gruppen von Zündern, die die gleichen Zündernummern gemeinsam haben) adressiert werden, an den Zündern die Verzögerungen eingespeichert werden und die Zünder ausgelöst werden. Die hier als Beispiel beschriebene Zünderkonstruktion macht einen anfänglichen Ladestrom von ungefähr 5 mA erforderlich, der sich auf ungefähr 1 mA verringert, wenn die ausreichende Ladung eingetreten ist. Daher gibt zur Steuerung von 100 derartiger Vorrichtungen die Zündsteueroinheit 10 maximale Ströme von ungefähr 0,5 A ab. Dieser Zünder erfordert ferner ein Aufladen auf ungefähr 15 V und nimmt Steuerimpulse (bei Unterbrechung der Gleichstrom-Versorgung) mit einer Dauer von ungefähr 200 ns auf.

Nach Fig. 7 wird ein "Rückstell"-System

(Leitung R) in Betrieb gesetzt, wenn Leistung zugeführt wird. Der Quarz-Oszillator und die zugeordnete Teiler-Kette arbeiten, jedoch gelangen aufgrund des Rücksetz-

zustands von Flipflops 100 und 200 keine Änderungssignale über NAND-Glieder 200, 400 und 500. Das System mit einem NAND-Glied 100 und einem Flipflop 300 ist jedoch voll funktionsfähig, solange Leistung zugeführt wird. Die ^Q Wirkungsweise dieses Systems ist folgende (siehe Zeitsteuerungs-Diagramm in Fig. 8):

Jeder positive Impuls bei A ergibt einen Rücksetz-

Impuls an dem Flipflop 300, so daß bei Fehlen irgend-

eines positiv verlaufenden Signals bei B das Flipflop * im Rücksetzzustand verbleibt, wobei sein Ausgangssignal Q bei "0" bleibt (Punkt D). Wegen der Ubertragungsverzögerung bei dem "Durchlaufen" der Signale durch die

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Teilerkette geht jedem positiv verlaufenden Signal bei B ein negativ verlaufendes Signal bei A voraus. Wenn daher ein positiv verlaufendes Signal bei B eintrifft, "taktet" das Signal "1" bei C (die Inversion von A) zu dem Ausgang Q des Flipflops 300. Der nächste positive Injpuls bei A setzt das Flipflop 300 zurück, wodurch dieser Ausgang Q auf "0" zurückkehrt. Das folgende negativ gerichtete Signal bei B ergibt keine Einwirkung auf das Flipflop 300. Daher werden vom Anlegen der Leistung an Impulse mit annähernd 200 με Dauer bei D unter Intervallen erzeugt, die mittels eines Schalters S2 gewählt werden.

Wenn der Startschalter S1 betätigt wird, wird das Flipflop 100 gesetzt, so daß dessen Ausgang Q auf "1" wechselt. Das Ausgangssignal des NAND-Glieds 500 wechselt auf "0", während die Impulse mit 10 Impulsen je Sekunde über das NAND-Glied 200 und das NAND-Glied

8
zu der Einheit 2 gelangen, wobei diese von den positiv

verlaufenden Flanken getriggert wird. Wenn, 2 Impulse durchgelaufen sind (d. h. nach ungefähr 25' s), wird durch einen Ausgangsimpuls das Flipflop 200 gesetzt, so daß dessen Ausgang Q auf "1" wechselt, wodurch das NAND-Glied 400 unmittelbar vor einem der kurzen positiv verlaufenden Impulse bei D durchschaltet. Danach werden die Impulse von D dem Ausgangssignal des NAND-Glieds 500 überlagert (Punkt X). Die allgemeine Form dieses Ausgangssignals ist in Fig. 9 gezeigt.

3" Nunmehr werden die Auswirkungen dieses Ausgangssignals auf nachfolgende Stufen betrachtet:

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υΕ 0120

(1) Wenn die Stromversorgung eingeschaltet foird, werden die verbleibenden drei Teiler auf "0" rückgesetzt. Das Eingangssignal bei X ist "1" und das Eingangssignal bei Y ist "0", so daß das Ausgangssignal eines NAND-Glieds 600 auf "1" gehalten wird. NAND-Glieder 1100, 1200 und 1300 erhalten jeweils ein Eingangssignal "0" von Y her und geben daher Ausgangssignale "1" ab. Bei dem Pegel "1" bei X zu diesem Zeitpunkt sind die Ausgangssignale von NAND-Gliedern 14ΟΟ, 1500 und 1600 niedrig, d. h. auf ¹¹O".

(2) Wenn der Startschalter betätigt wird, wechselt der Punkt X auf "0", so daß die Ausgangssignale der NAND-Glieder 1400, 1500 und 1600 ansteigen, d. h., auf "1" wechseln. Y ist weiterhin auf "0", so daß keine weiteren Änderungen auftreten.

(3) Nach annähernd 25 s und unmittelbar vor dem Auftreten des ersten Impulses bei X wechselt Y auf "1", wodurch das NAND-Glied 600 durchgeschaltet,wird und die NAND-Glieder 1100, 1200 und 1300 für die Steuerung durch NAND-Glieder 700, 800, 900 und 1000 freigegeben werden. Nur das NAND-Glied 1000 hat ein Ausgangssignal ¹¹O", so daß nur das NAND-Glied 1300 ein Ausgangssi-gnal "1" hat.

Di_e NAND-Glieder 1400 und 1500 sind daher geschlossen und nur das NAND-Glied 1600 ist geöffnet. .

Sobald die positiven Impulse bei X eintreffen,

werden sie über das NAND-Glied 1600 auf den Kanal A ge-

schaltet. Die hintere Flanke der Impulse betätigt die "30"-Einheit, die zuvor rückgesetzt wurde. Das hintere Ende des 30. Impulses erzeugt ein Ausgangasignal für die erste "2"-Einheit, wodurch diese geschaltet wird. Danach wird das NAND-Glied 1600 geschlossen und das NAND-Glied

1500 geöffnet, wodurch die nächsten 30 Impulse zu dem Kanal B durchgeschaltet werden. Am Ende dieser Periode

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schalten beide "2"-Einheiten, so daß das NAND-Glied 15OO geschlossen wird und das NAND-Glied 1400 geöffnet wird, wodurch die nächsten 30 Impulse zu dem Kanal C durchgeschaltet werden. Am Ende dieser Periode schaltet wiederum die erste "2"-Einheit, so daß für die nächsten 30 Impulse alle drei Schaltglieder geöffnet werden. Danach wird dieser Verlauf bis zum Abschalten der Stromversorgung der Zündsteuereinheit wiederholt. Treiberverstärker-Einheiten A, B und C geben Leistungs-Ausgangssignale an die drei Kanäle ab. Die Ausgangssignal-Kurvenformen sind gleichfalls in Fig. 9 gezeigt.

Anmerkung:

'-> Die hier beschriebene Zündsteuereinheit ist für Zünder vorgesehen, die einen fünfstufigen Voreinstellungs-Zähler 23 (0 bis 31) mit Zünder-Nummern von 1 bis 30 enthalten. Bei der Impuls-Ansteuerung aller drei Kanäle erhält jeder Kanal seinen 31. Impuls, wodurch alle Ver-

^ZVf zögerungszeiten übereinstimmend eingeleitet werden.

Als Beispiel ist ein elektronischer Verzögerungs-Zünder-Schaltungsaufbau 14 mit zunehmender Ausführlichkeit in den Fig. 2, 10 und 11 gezeigt. Die in Fig. 11 gezeigte spezifische Schaltung wurde dafür verwendet, die Ausführbarkeit des Systems zu demonstrieren; sie hat jedoch begrenzte Leistungseigenschaften, insbesondere hinsichtlich der Verzögerungs-Genauigkeit. Beispielsweise haben der interne Oszillator und dessen Speise-

schaltungen einen einfachen Aufbau; da nur eine begrenzte Anzahl von Teilerstufen enthalten ist, ist die Oszillatorfrequenz niedrig, was eine geringe Auflösungs-Fähigkeit für die tatsächliche Verzögerungszeit ergibt. Wie nachstehend in größeren Einzelheiten erläutert wird, kann jedoch eine weitaus größere Genauigkeit durch weiter ausgestaltete Schaltungskonstruktionen erzielt werden,

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- CO ^D£· 0120

die auf den gleichen Hauptprinzipien der Schaltungsfunktion wie die in dem Schaltungsbeispiel nach Fig. Ί1 begründet sind.

Die Fig. 10 ist einfach eine weniger ausführliche Darstellung der Fig. 11 und ist dazu beigefügt, das Verständnis der funktioneilen Zusammenhänge in Fig. zu erleichtern. Da für gemeinsame Elementen in den beiden Fig. 10 und 11 die gleichen Dezugszeichen verwendet werden, wird die in diesen Figuren beschriebene Schaltung im folgenden ausführlich nur unter besonderer Bezugnahme auf die Fig. 11 beschrieben.

Die in Fig. 11 dargestellten integrierten CMOS-Schaltungen sind mit den Buchstaben "IC" bezeichnet, denen eine zugeordnete Zahl für ein jedes gesonderte Substrat und ein Buchstaben-Anhang folgen, wenn mehrere Funktions-Schaltungsblöcke in Wirklichkeit in einem gemeinsamen Integrierschaltungs-Substrat eingegliedert sind. Wie vorangehend angedeutet wurde, kqnnen alle Schaltungselemente oder ihre Äquivalente (wahrscheinlich mit Ausnahme des Energiespeicherungs-Kondensators) gewünschtenfalls unter Verwendung der herkömmlichen Halbleiter-Technologie auf einem einzigen-Sonderzweck-CMOS-Integrierschaltungs-Substrat ausgebildet werden.

Die Bestimmung der entsprechenden, im Handel erhältlichen integrierten Schaltungen für das vorliegende Ausführungsbeispiel nach Fig. 11 ergibt sich jedoch aus der folgenden Tabelle:

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DE C120

Tabelle 1

IC 1, 3, 4, 7 und 12: IC 2 :

IC 5 :

IC

IC 8 und IC 10 und IC

IC

CD 4013 (Zwei D-Flipflops) CD 4023 (Drei NAND-Glieder mit drei Eingängen) CD 4012 (Zwei NAND-Glieder mit vier Eingängen) CD 4093 (Vier NAND-Schmitt-Trigger-Glieder mit zwei Eingängen)

CD 4029 (Voreinstellbarer Vorwärts/Rückwärts-Zähler) CD 4075 (Drei ODER-Glieder mit drei Eingängen) CD 40109 (Vier Spannungspegel-Verschiebungsglieder zur Pegelverschiebung von "niedrig" auf "hoch") CD 40107 (Zwei NAND-Puffer/· Treiber mit zwei Eingängen)

Die gestrichelten Linien und die Bezugszeichen wurden auch in die Fig. 11 aufgenommen, um deren Zusammenhang mit Fig. 2 zu zeigen. Die als Beispie-1 gewählten Schaltungen können folgendermaßen unterteilt werden:

1. Eingangsschaltungen,

2. Signalunterscheidung,

3. Zünderadressen-Schaltungen,

4. Verzögerungs-Schaltungen,

5. Ausgangsschalter.

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°mi

Jede dieser funktionellen Unterteilungen ergibt die folgenden Merkmale und Betriebseigenschaften:

1. Eingangsschaltungen
5

(i) Schutz gegenüber statischen und elektromagnetischen Störungen.

Zwei Zenerdioden (ZD1 und ZD2) sind in gegenpoliger Reihenschaltung zwischen die Reihenwiderstände an den Enden der Zuleitungsdrähte geschaltet. Wenn aufgrund einer statischen Entladung von einem Zuleitungsdraht zum anderen hohe Ströme fließen, führen die Zenerdioden praktisch diesen ganzen Strom und legen auch zusammen mit den Reihenwiderständen (R_q) die an die nachfolgenden Schaltungen abgegebene Spannung auf einem annehmbaren Pegel fest. Mittels dieser Einrichtung werden die elektronischen Schaltungen gegenüber statischen Entladungen im Gegentakt (d. h. von Zuleitungsdraht zu Zuleitungsdraht) geschützt. Nach ,dem gleichen Verfahren werden elektromagnetische Störungen auf Spannungspegel begrenzt, die die elektronischen Schaltungen nicht beschädigen. Ein Schutz gegenüber statischen Gleichtakt-Entladungen (nämlich von einem-der Zuleitungs-

" drähte oder beiden Zuleitungsdrähten zu dem Gehäuse) kann durch eine in geeigneter Weise angebrachte Isolation, die eine Entladung über eine Strecke sicherstellt, welche eine Beschädigung oder unbeabsichtigte Zündung ausschließt, und/oder durch einen Isoliertransformator

geschaffen werden. Zur Bildung von sicheren Entladungsstrecken kann auch von einem Zuleitungsdraht oder von beiden Zuleitungsdrähten zum Gehäuse eine.direkte Verbindung oder eine indirekte Verbindung Über geeignete Vorrichtungen hergestellt werden.

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- ζ~\ DE 0120

(ii) Brückengleichrichtung

Es ist der Brückengleichrichter (BR1) vorgesehen, so daß es nicht notwendig ist, beim An-Schluß der Zünder an die Leitung die Polarität der Zuleitungsdrähte zu beachten.

(iii) Signal/Energiespeicherungs-Leitschaltungen

Da nur zwei Zuleitungsdrähte vorgesehen sind, haben sie den Ladestrom (zu dem elektrolytischen Kondensator) und die Steuersignale (zu der logischen Schaltung) zu führen. Die Trennung erfolgt mittels einer Diode (D1), die in Reihe zu dem elektrolytischen Speicherkondensator (C1) geschaltet ist. Wenn der anfängliche Ladeimpuls langer Dauer angelegt wird, fließt Strom über D1 und über den Reihen-Strombegrenzungs-Widerstand (R1) und lädt den Kondensator C1 auf 15 V auf. Danach folgt die Anode der Diode D1 frei den nachfolgenden Signal-Auslenkungen, wobei die Diode entgegengesetzt vorgespannt wird, wenn die Signalleitung sich in negativer Richtung verändert.(Ein Widerstand R dient zur Entladung der Signalleitung, die nur einem aktiven "Hochziehen"

*5 bzw. einer aktiven Spannungssteigerung unterzogen ist).

(iv) Rückstellsignal

Es ist notwendig, sicherzustellen, daß

die unterschiedlichen Zwischenspeicher- und Zählschaltungen in einem geeigneten Zustand sind, bevor eine ausgeprägte Ladung des Kondensators C1 auftritt. Um dies zu erzielen, wird ein Signal von C1 abgeleitet, der für eine beträchtliche Zeitdauer nach dem Anlegen des Lade-

impulses ein niedriges Signal "0" aufrechterhält. Dieses

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^§¥§122

Signal "O" wird über eine Diode (D2) zu dem Eingang der Schaltung IC6C geführt und das invertierte Ausgangssignal als aktives "Rückstell"-Signal "1" verwendet. Da die Stromversorgung (V__D) für die folgenden Schaltungen über die Diode D1 vom Einsetzen des Ladeimpulses an zur Verfugung steht, wird der Rückstellzustand schnell erreicht. Auf ein weiteres Laden hin wird D2 entgegengesetzt vorgespannt, so daß die Spannung an dem Kondensator C1 nicht länger die Rückstellschaltkreise beeinflußt, wobei ein Widerstand R2 ein hohes Signal "1" in die Schaltung IC6C eingibt.

Auf diese Weise wird anfänglich ein hoher Rückstellimpuls "1" erzielt, dieser jedoch passend aufgehoben, bevor Steuersignale empfangen werden.

Anmerkung:

Ein Widerstand RL entlädt den Kondensator C1 während einer langen Zeitdauer (von beispielsweise 5 Minuten). Dies stellt sicher, daß C1 nicht durch Störungen über eine lange Zeitdauer hin aufgeladen wird und keine wesentliche Restladung (beispielsweise aus Prüfungen) behält. Andernfalls könnte der "Rucksteil"-Vorgang unterbunden sein.

(v) Logikschaltungs-Versorgungsspannungs-Stabilisierung

Die Logikschaltungs-Versorgungsspannung (V₀₀) wird mittels einer Zenerdiode (ZD3) auf nominal 5,6 V stabilisiert. Ein Widerstand R3 führt dem System aus deii Zündsteuereinheit über die Ladediode (D1) oder, wenn diese Quelle nicht zur Verfügung steht (d. h., wenn die Zündsteuereinheit niedrige "O"-Signale zuführt oder wenn die Zuleitungsdrähte unterbrochen worden sind) von

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- ^sr C1 her über eine weitere Diode (D3) Strom zu. Diese stabilisierte Spannung (V_nr)) begrenzt auch zusätzlich zur Festlegung des Pegels "1" auf der Rückstelleitung den Pegel "1" der Steuersignale über die Haltediode TD4) und den Reihenwiderstand (R4). Für die Ausgabeschaltungen steht die Gesamtspannung (V_r_,) an dem Speicherkondensator direkt zur Verfügung. V _c ist eine

Si)

gemeinsame Rückführungsleitung.
2. Signalunterscheidung

Für diesen Zweck ist ein Impulslängen-Diskriminator vorgesehen (siehe Zeitsteuerungsdiagramm in Fig. 12).

Anfänglich werden Flipflops IC1A und IC1B rückgestellt und die Zündsteuereinheit speist ein Signal "1" in die Signalleitung. Dieses Signal ergibt nach Inversion mittels der Schaltung IC2B ein niedriges "O"-Signal an die Takteingänge der Flipflops IC1A und IC1B. Das Q-Ausgangssignal "O" des Flipflops IC1A ergibt ein Ausgangssignal "1" aus der Schaltung IC2C, was bedeutet, daß alle drei Eingänge der Schaltung IC2A auf "1" stehen (da das Flipflop IC7A gleichfalls gesetzt worden ist) und das Ausgangssignal der Schaltung IC2A -"0" ist.

Wenn ein Eingangsimpuls empfangen wird, wechselt die Signalleitung auf das Ausgangssignal "0" aus der Schaltung IC2A. Zugleich wechselt das Ausgangssignal der Schaltung IC2B auf "1". Durch die Takt-Ansteuerung der Flipflops IC1A und IC1B entsteht keine Änderung, da beide D-Eingänge auf "0" stehen. Während der Dauer des Eingangsimpulses werden die Kondensatoren C2 und C3 über zugeordnete Reihenwiderstände R6 bzw. R7 positiv aufgeladen. Wenn der Eingangsimpuls endet (d. h., auf "1" wechselt), schaltet er die Ausgangssignale der beiden

^OJ Flipflops (über die Schaltung IC2C). Die Ausgangssignale (Q von IC1A und Q von IC1B) werden beide dann und nur dann zu "1", wenn der Eingangsimpuls lange genug gedauert

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hat, den Kondensator C2 auf die Schalt-Spannung von IC1A zu laden, jedoch nicht lange genug gedauert hat, den Kondensator C3 auf die Schalt-Spannung von IClB zu laden. Daher wird aus IC2C dann und nur dann ein Ausgangssignal "0" abgegeben, wenn die positive Dauer des Eingangsimpulses zwischen den beiden vorstehend genannten Grenzen liegt. Unter der Voraussetzung, daß der Kontaktstift 1 von IC2A im Zustand "1" verbleibt, wird daraufhin aus IC2A ein invertiertes Ausgangssignal "1" erzielt, das bis zum Eintreffen des nächsten Impulses am Eingang andauert, wobei das Schaltglied IC2C geschlossen wird und die beiden Flipflops taktgemäß in den Rücksetzzustand gesteuert werden. (C2 und C3 werden am Ende des Eingangsimpulses über Dioden D5 bzw. D6 entladen, wobei sich an den D-Eingängen ein Signal "0" ergibt, das durch das positiv gerichtete Signal an den C-Eingängen zu den Q-Ausgängen übertragen wird.)

Damit wird insgesamt gesehen dann, wenn ein negativ gerichteter Impuls annehmbarer Dauer an de,n Diskriminator Eingang angelegt wird (und - gemäß nachstehendem wenn der Kontaktstift 1 von IC2A auf hohem Pegel ist), ein positiver Ausgangsimpuls erzeugt, der.vom Abschluß des Eingangsimpulses bis zum Eintreffen des nächsten Eingangsimpulses dauert.

3. Zünderadressen-Schaltungen

(Siehe Zeitsteuerungsdiagramm in Fig. 13). 30

Die Schaltungen IC3 und IC4 bilden einen Zähler mit 16 Stufen (O bis 16 in BCD), der durch die positiv gerichteten Flanken der Diskriminator-Ausgangsimpulse angesteuert wird. Anfänglich wird der Zähler auf Null "rückgesetzt". Der erste ansteigende Taktimpuls aus dem Diskriminator überträgt den Pegel "1" an den Anschlüssen

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DE 0120

Q und D von IC3A zu dessen Ausgang. Das Q-Äusgangssignal fällt ab und ruft keine Wirkung auf die nachfolgenden Stufen hervor. Der zweite ansteigende Taktimpuls überträgt den Pegel "O" an den Anschlüssen Q und D von IC3A zu dem Ausgang Q. Das Q-Ausgangssignal steigt an und überträgt den Pegel "1" an den Anschlüssen Q und D von IC3B zu dessen Ausgang Q. Das Ausgangssignal Q von IC3B fällt ab und ruft keine Wirkung auf die nachfolgenden Stufen hervor usw. Es ergibt sich eine Binärzählung, bei welcher IC3A das Bit mit dem niedrigsten Stellenwert und IC4B das Bit mit dem höchsten Stellenwert abgibt. Die vier einpoligen Umschalter S1A, S1B, S1C und S1D erlauben den Anschluß eines jeden Ausgangs einer jeden Zählerstufe an die vier Eingänge von IC5A.

IC5A gibt ein Ausgangssignal "0" ab, wenn alle vier Eingangssignale auf "1" stehen, was durch geeignete Stellung der Schalter so gewählt werden kann, daß es irgendeinem Zählstand (0 bis 15) entspricht. Dieser voreingestellte Zählstand wird Zündernummer genannt (die tatsächlich auf 1 bis 14 eingeschränkt ist).

Auf ähnliche Weise erzeugt IC5B ein Ausgangssignal "0", wenn alle Q-Ausgangssignale der Zählerstufen auf "1" stehen (d. h., dem maximalen Zählstand 15 entsprechen). 25

Das aus IC5A erzielte Ausgangssignal "0" bei dem voreingestellten Zählstand wird mit IC6A invertiert, wobei diese Änderung das Flipflop IC7B setzt, das anfänglich rückgesetzt wurde. Wenn der voreingestellte Zählstand durchlaufen ist, verbleibt das Flipflop gesetzt.

Das bei dem letzten Zählstand (15) aus IC5B erzeugte Ausgangssignal "0" wird direkt zu dem D-Eingang des Flipflops IC7A geführt, das anfänglich mittels des "" "Rückstell"-Signals gesetzt wurde. Dieses D-Eingangs-

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DE 0120 _{Λ A}

signal "0" wird durch das nächste positiv gerichtete Signal aus dem internen Oszillator IC6B taktgemäß in das Flipflop eingegeben. Das Flipflop IC7A wird auf diese Weise rückgesetzt und ergibt ein Q-Ausgangssignal ¹¹O", welches zu dem Kontaktstift 1 des Schaltglieds IC2A zurückgeführt wird und den Durchlaß irgendwelcher weiteren Eingangsimpulse über den Diskriminator zu den Zünderadressen-Schaltungen sperrt. Der Zählstand bleibt auf 15, während das Flipflop IC7A rückgesetzt bleibt.

Auf diese Weise wird in Zusammenfassung gesehen anfänglich der Ausgang Q des Flipflops IC7B auf "1" rückgesetzt und das Ausgangssignal Q des Flipflops IC7A auf "1" gesetzt. Sobald die Steuerimpulse eintreffen, schaltet der Zähler weiter; wenn der (der Zündernummer entsprechende) voreingestellte Zählstand erreicht wird, wechselt das Ausgangssignal Q des Flipflops IC7B auf "0". Auf ähnliche Weise wechselt das Ausgangssignal Q des Flipflops IC7B auf "0", wenn der maximale Zählstand 15 erreicht wird. Beide in die Flipflops eingegebenen Signale werden bis zur Zündung beibehalten.

Wie nun ersichtlich ist, können gewünschtenfalls höhere Zündernummern (mehr Zählstufen) vorgesehen wer-

^ZJ den und es kann statt des Zählers ein Schieberegister-System verwendet werden.

4. Verzögerungssehaitungen

IC8 und IC9 enthalten einen achtstufigen umsteuerbaren Zähler (Vorwärts/Rückwärts-Zähler) mit einer BCD-Aufnahmefähigkeit von 0 bis 255. Zur Steuerung der Zählgeschwindigkeit ist an die Takteingänge (C) des Zählers der Ausgang des internen Oszillators IC6B

angeschlossen. Die Kupplung zwischen den Stufen ist intern mit Ausnahme des Ausgangs CO der vierten Stufe

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- ζ* ty

DE O I 20

(wobei die ersten vier Stufen in IC8 sind), die an den Eingang CI der fünften Stufe (in IC9) angeschlossen ist. Anfänglich ist das Zählen durch die P/E-Eingangssignale "1" aus dem Ausgangssignal Q von IC7B gesperrt; wenn jedoch dieses Ausgangssignal (bei dem voreingestellten Zählstand an dem Zündernummer-Zähler) auf "0" geschaltet wird, bewirkt der interne Oszillator TC6B eine Vorwärts-Taktsteuerung des Zählers. Wenn (bei dem maximalen Zählstand des Zündernummer-Zählers) das Ausgangssignal Q von IC7A auf "O" geschaltet wird, wird die Zählrichtung umgekehrt. Die durch die äußere Steuerung eingegebene Verzögerungszeit ist die Zeitdauer, während der der Vorwärts/Rückwärts-Zähler von Null vorwärts zählen kann, wobei diese Zeitdauer (innerhalb der Beschränkungen durch die Schaltungsgenauigkeit) gleich der Zeit ist, die dafür notwendig ist, mittels des Takts den Zähler auf Null zurückzusteuern. Wenn der Vorwärts/Rückwärts-Zähler auf Null zurückkehrt (d. h., wenn die Q-Ausgangssignale von allen acht Zählerstufen "0" sind) , ist" auch das Q-Ausgangssignal von IC7A "O". Diese neun Eingangssignale "O" an den ODER-Gliedern IC10 und IC11 ergeben erstmalig nach Anlegen der Stromversorgung ein Ausgangssignal "0" an dem Stift 6 von IC11. Dieses Ausgangssignal wird in IC6D invertiert und zum Setzen des Flip-

flops IC12 verwendet (das zuvor rückgesetzt wurde).

Auf diese Weise bestimmen in Zusammenfassung gesehen die Eingangssteuersignale die Zeitdauer von dem voreingestellten Zählstand des Zündernummer-Zählers bis

zu dessen maximalem Zählstand. Zu einem gleichen Zeitintervall nach diesem maximalen Zählstand wechselt das Q-Ausgangssignal von IC12 von "0" auf "1".

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^D2§£§122

5. AusgangsschaIter

Da der Ausgangsschalter IC14 aus dem Speicherkondensator C1 gespeist wird, müssen die logischen Signale einen "1"-Wert von V_rc und nicht wie zuvor von V haben. Daher ist IC13 dafür vorgesehen, die Amplitude des hohen Ausgangssignals aus IC12 von V_nn auf V_cc umzusetzen. Dieses am Ende der Verzögerungsperiode auftretende Ausgangssignal "1" schaltet den Ausgangsschalter IC14 und entlädt C1 über den Zündkopf. Danach zündet der Zündkopf.

Wie vorstehend ausgeführt wurde, kann die mit der Schaltung nach Fig. 11 erzielbare Genauigkeit dadurch gesteigert werden, daß die Taktfrequenz und die Anzahl der Zählerstufen gesteigert wird. Wie gleichfalls erörtert wurde, bestehen Einschränkungen hinsichtlich der erzielbaren Genauigkeit, die auf der Größe des verwendeten Speicherkondensators und dem Leistungsverbrauch durch die Oszillatorschaltungen beruhen. Es wurde die Leistungsfähigkeit von unterschiedlichen CMOS-Oszillatorschaltungen im Hinblick auf die Frequenzstabilität und den Leistungsverbrauch verglichen. Allgemein wurde festgestellt, daß der auf der Schaltung CD4O47 beruhende Oszillator gegenüber anderen, gegenwärtig im Handel erhältlichen Möglichkeiten vorzuziehen ist. Eine grundlegende CD4047-Oszillatorschaltung ist in Fig. 14 gezeigt.

Die Fig. 15A bis 15C zeigen drei verschiedene

Schaltungsanordnungen. In Fig. 15A ist der Oszillator direkt an die Stromversorgung angeschlossen. In Fig. 15B sind ein Reihenwiderstand Rs zur Begrenzung des Speisestroms und ein Kondensator Cp zum Ausgleich von

Strom-Stoßbeanspruchungen während des Schaltens vorge-

030021/0793

LA υΕ υΐ2θ

^b * ? 9 A 5 1 2

] sehen. Bei der letzten Schaltung nach Fig.· 15C ist wiederum der Widerstand Rs enthalten, jedoch wird versucht, an dem Oszillator mit Hilfe einer Zenerdiode eine konstante Spannung aufrechtzuerhalten.

Für diese drei Anordnungen wurden der Stromverbrauch und die Frequenz des Multivibrators (Oszillators) über einem Bereich von Versorgungsspannungen gemessen, wobei in geeigneter Weise unterschiedliche Werte von zugeordneten Komponenten verwendet wurden. Gewählte graphische Darstellungen für die drei Systeme sind in den Fig. 16 und 17 gezeigt.

Wenn der Multivibrator aus einem Speicherkondensator einer vorgegebenen Kapazität C betrieben wird, der zuvor auf eine bekannte Spannung V geladen wurde, ist es anhand der Strom/Versorgungsspannungs-Kurven möglich, die Restspannung V an dem Kondensator nach einer vorgegebenen Zeit t (durch aufeinanderfolgende Näherungen) zu

^Vt ^{= CV}o - W

zu schätzen , wobei i der Durchschnittsstrom während der Entladung ist. (Es ist nicht möglich, dies genau auszuführen, da der Leistungsverbrauch der Schaltung CD4O47 sich in bezug auf die Versorgungsspannung in einer Weise ändert, die insbesondere bei niedrigen Frequenzen weit von dem theoretischen Zusammenhang 30

P , . = 2CV²f
dxss

abweicht.)
35

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-Ή.- tZ DE 0120

Nach Abschätzung des Spannungsäbfalls kann die durchschnittliche Abweichung von der Anfangsfrequenz über die Periode t (s) aus den entsprechenden Frequenzstabilität/Spannungs-Kurven abgeschätzt werden. Es ist dann möglich, den entsprechenden Verzögerungs-Fehler zu berechnen, der sich ergeben würde, wenn der Multivibrator als interner Oszillator des elektronischen Zünders verwendet wäre. Wenn die Leistungsabschaltung aus der Zündsteuereinheit unmittelbar bei Beginn der ]0 Zündstartzählung auftritt, würde der Fehler einen maximalen Wert haben, da die Oszillatorfrequenz während der ganzen Verzögerungsdauer auswandern würde.

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C3

Tabelle 2

D E

Parameter

Speicherkapazität C (uF)

Schaltung A

1000

500

100

1000

500

100

VO (V)	15	.0	15.0	15.	0	12	.0	12	.0	12	.0
Vt (V)	14	.0	13.2	8.	2	11	.3	10	.8	7	.2
1AV(WA)	240		230	170		165		155		120
f-Trift (%)	0	.06	0.13	0.	8	0	.04	0	.12	1	.0
Fehxer(%)	0	.03	0.07	0.	4	0	.02	0	.06	0	.5

Schaxtung B 1000

500

100

1000

500

100

Vo (V)
Vt (V)

f-Trift (%) Fehler(%)

15.0 15.0 15.0 12.0 12.0 12.0

14.7 14.4 12.4 11.8 11.5 10.0

70 65 55 55 . 50

0.04 0.08 0.4 .03 .07

0.02 0.04 0.2 ..02 .04 0.15

nr Schaltung C

500

200

100

1000

500

100

VO (V)	15	— —	.0	15	.0	15	.0	12	.0	12	.0	*	.03	12	.0
Vt (V)	13	.5	11	.6	9	.2	11	.4	11	.0	.02	8	.0
1AV(PA)	180		170		145		140		130	100
30 f-Trift (%)	0	.00	0	.01	0	.32	Q	.02	0	0	.85
Fehler^		0	.01	0	.16	0	.01	0	0	.43

35

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- rf - ζ ψ DE 0120

Anmerkung: · ^

Die durchschnittlichen Vorrichtungs-Ströme I _v enthalten eine Zugabe für den Bedarf der mittels des Oszillators angesteuerten Schaltungen.

(Bei den folgenden Ausführungen ist eine maximale Verzögerung von 4 s angegenommen.)

Die Tabelle 2 gibt Abschätzungen der Größe dieses maximalen Fehlers für unterschiedliche Kondensatorwerte und für gewählte Komponenten und Anfangszustände der betrachteten drei Versorgungs-Systeme an. Die Komponenten und die Bedingungen wurden im Hinblick auf die Verringerung der Frequenz-Trift - und entsprechend des Verzögerungs-Fehlers - gewählt, sie stellen jedoch nicht notwendigerweise optimale Bedingungen dar. Die tatsächlichen Werte der verwendeten Komponenten sind folgende:

	A	Tabelle	3	Cp	ZD	(Zenerdiod
	B	Rs		-	-
Schaltung	C	-		0,1 F	-
Schaltung	100 K		-	5,2	V nominal
Schaltung	47 K

Versuchsergebnisse mit gewählten Schaltungen haben gezeigt, daß die erzielbare Genauigkeit in guter Übereinstimmung mit der vorstehend gezeigten entsprechenden Schätzung ist.
30

Obgleich vorstehend nur ein Ausführungsbeispiel in Einzelheiten beschrieben wurde, ist es für den Fachmann ersichtlich, daß ohne Abweichung von den neuartigen und vorteilhaften Merkmalen der Erfindung an

diesem Ausführungsbeispiel mancherlei Änderungen und

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¹^E O1

Modifikationen vorgenommen werden können. Dementsprechend sollen alle diese Änderungen und Modifikationen im Umfang der nachstehenden Ansprüche eingeschlossen sein.

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Claims (28)

1. Ί IEOTKE - BüHLING " KlNNE

   Grupe - Pellmann

   - 2* - Dipl.-Ing. R. Kinne

   Dipl.-Ing. R Grupe Dipl.-Ing. B. Pellmann

   294 5122 Bavariaring 4, Postfach 202403

   8000 München 2

   *Tel.: 089-539653 Telex: 5-24 845 tipat cable: Germaniapatent München 17. Januar 1980

   Patentanmeldung ρ 29 45 122.7 Imperial Chemical Industries Limited
   DE 0120 / ICI case N. 30008/DT

   Patentansprüche

   1 . Elektrische Zeitsteuerunas-Vorrichtung / die für die Inbetriebsetzung eines elektrischen Verbrauchers nach einer vorbestimmten Verzögerung im Zusammenhang mit einer entfernt angeordneten Einheit betreibbar ist, welche zeitlich genau gesteuerte Bezugssignale abgibt, gekennzeichnet durch eine Zeitintervall-Meßvorrichtung für die Aufnahme der zeitlich genau gesteuerten Bezugssignale und das Messen eines denselben entsprechend zugeordneten ersten Zeitinterva^ls und eine Ausgabevorrichtung für das darauffolgende 'Inbetriebsetzen des elektrischen Verbrauchers nach der vorbestimmten Verzögerung, die als eine Funktion des gemessenen ersten Zeitintervalls festgelegt wird.
2. 2. Elektrische Zeitsteuerungs-Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Energiespeicher-Vorrichtung, die zur Aufnahme und Speicherung von elektrische Energie aus der entfernt angeordneten Einheit und zum Zuführen mindestens eines Teils dieser gespeicherten Energie zu ihrem zugeordneten elektrischen Verbraucher nach der vorbestimmten Verzögerung geschaltet ist.

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3. 3. Elektrische Zeitsteuerungs-Vorriohtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Energieableit-Vorrichtung, die zur weitgehenden Entleerung der gespeicherten Energie aus der Energiespeicher-Vorrichtung innerhalb einer vorbestimmten Zeitdauer nach deren letztem Empfang von Energie aus der Zentraleinheit geschaltet ist, wodurch dabei die Vorrichtung außer Betrieb gesetzt wird, wenn ihr elektrischer Verbraucher nicht innerhalb dieser vorbestimmten Zeitdauer in Betrieb gesetzt wurde.
4. 4. Elektrische Zeitsteuerungs-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die zeitlich genau gesteuerten Bezugssignale eine Folge von zeitlich genau gesteuerten Ereignissen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitintervall-Meßvorrichtung eine Quelle örtlich erzeugter Taktimpulse, eine Voreinstellungs-Zählervorrichtung zur Zählung der zeitlich gesteuerten Ereignisse und zur Abgabe eines ersten bzw. eines zweiten Signals, die einem ersten bzw. einem zweiten vorbestimmten Zählerinhalt entsprechen, und eine Zeitsteuerung^-Zählervorrichtung zur Zählung der Anzahl der zwischen dem ersten und dem zweiten Signal auftretenden Taktimpulse aufweist und daß die Ausgabevorrichtung eine Vorrichtung zur Inbetriebsetzung des elektrischen Verbrauchers nach einer nachfolgenden Verzögerung aufweist, die durch erneutes Zählen der Taktimpulse als eine Funktion der zuvor zwischen dem ersten und dem zweiten Signal gezählten Anzahl bemessen ist.
5. 5. Elektrische Zeitsteuerungs-Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitsteuerungs-Zählervorrichtung einen Vorwärts/Rückwärts-Zähler aufweist, der zur Zählung in einer Richtung von einem anfänglichen vorbestimmten Inhalt weg zwischen dem Auf-

   ^JD treten des ersten und des zweiten Signals und zur nach-

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   folgenden Zählung in Gegenrichtung geschaltet ist, und daß die Ausgabevorrichtung so an den Vorwärts/Rückwärts-Zähler angeschlossen ist, daß sie den Zeitpunkt erfaßt, an welchem dessen Inhalt wieder gleich dem anfänglichen vorbestimmten Inhalt ist, und im Ansprechen darauf den angeschlossenen elektrischen Verbraucher in Betrieb setzt.
6. 6. Elektrische Zeitsteuerungs-Vorrichtung nach

   Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Voreinstellungs-Zählervorrichtung einen digitalen Zähler, eine logische Vorrichtung, die so geschaltet ist, daß sie das erste Signal abgibt, wenn ein vorgewählter Inhalt des digitalen Zählers hergestellt ist, und eine Vorrichtung aufweist, die das zweite Signal abgibt, wenn der maximale Inhalt des digitalen Zählers hergestellt ist.
7. 7. Elektrische Zeitsteuerungs-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgabevorrichtung eine logische Vorrichtung aufweist, die die Inbetriebnahme des elektrischen Verbrauchers nur dann zuläßt, wenn der digitale Zähler der Voreinstellungs-Zählervorrichtung zuvor einen vorbestimmten Inhalt erreicht hat.
8. 8. Elektrische Zeitsteuerungs-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch eine Unterscheidungs-Vorrichtung, die die Möglichkeit auf ein Mindestmaß herabsetzt, daß eingegebene unechte elektrische Eingangssignale eine Inbetriebsetzung des angeschlossenen elektrischen Verbrauchers ergeben.
9. 9. Elektrische Zeitsteuerungs-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch eine

   ^u Vorrichtung zur Aufnahme einer Folge von Bezugssignalen, ein voreingesteiltes Signalwahl-System mit einer Einrichtung zur

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   Wahl CUnC¹S erst·en und eines zweiten der Bezugssignale als Steuersignale und zur Erzeugung eines ersten und eines zweiten Zeitsteuerungs-Signals im Ansprechen auf das erste bzw. das zweite Steuersignal, eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Startsignals und eine Zeitsteuerungs-Vorrichtung zur Messung des Intervalls zwischen dem ersten und dem zweiten Zeitsteuerungs-Signal und zur Erzeugung eines Ausgangssignals/ durch das der entsprechende Verbraucher nach dem Startsignal nach einem Zeitintervall angeschlossen wird, das durch das Intervall zwischen dem ersten und dem zweiten Zeitsteuerungs-Signal bestimmt ist.
10. 10. Elektrische Zeitsteuerungs-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch eine Sicjna Lunterscheidungs-Vorrichtung , die die Dauer- oder Frequenzeigenschaften der Bezugssignale feststellt, wodurch zur Anwendung jr der Zeitsteuerungs-Vorrichtung nur Signale mit gewählten Dauer-Frequenzeigenschaften durchgelassen werden.
11. 11. Elektrische Zeitsteuerungs-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zum Abtrennen oder Ableiten von Steuer-

    --5 Signalen aus einer entfernt liegenden Energieversorgung, eine Vorrichtung zum Voreinstellen der richtigen Ausgangsbedingungen für die Zeitsteuerungs-Vorrichtung und eine Vorrichtung zum Schutz der Zeitsteuerungs-Vorrichtung gegenüber Beschädigungen durch übermäßige

    Spannung.
12. 12. Elektrische Zeitsteuerungs-Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das vorangestellte Signalwahl-System einen elektronischen digitalen

    Zähler mit logischen Elementen aufweist, wobei der Zu-

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    stand der logischen J-Jl onion te die Zählung dor Stcucrsicjnale darstellt und das erste und zweite Zeitsteuerung s-S ig na I durch das l-:rreichen von vorbestimmten logischen Zuständen erzeugt werden.
13. 13. t:Mek t rise he i!o ί t η i eue.runqs -Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die logischen Elemente ein erstes Logisches Register, in das die erste vorbcs t inimto AnzaliL beständig eingestellt ist, einen ersten logischen Vergleieher, der den inhaLt des Zählers mit dom Zustand de:; ersten logischen !Registers vergleicht, um dadurch ein erstes Zeitstouerungs-Signal zu erzeugen, wenn der ZähLerinhalt und der Zustand des ersten logischen Registers identisch sind, ein zweites Register, in das die zweite vorbestimmte Anzahl beständig eingestellt: ist, und einen zweiten logischen Vergleicher aufweist, dc^r bei der Zählung der zweiten vorbestimmten Anzahl das zweite Zeitstouerungs-Signal erzeugt.

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14. 14. Elektrische Zeitsteuorungs-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 1 'J, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeit intervaL1-Meßvorrichtung einen Taktimpuls-Generator, der einen Oszi1lator enthäLt, und einen umsteuerbaren elektronischen digitalen ZähLer aufweist,

    *5 der zum Empfang von Taktimpulsen aus dein Taktimpuls-Generator geschaltet ist.
15. 15. Elek tr ische Vor zöge rungs-Z und kopf.-Anordnung

    zur Verwendung in Verbindung mit einer entfernt ange-

    ordneten Zündsteuereinheit, die zeitlich genau gesteuerte Bezugssignale abgibt, gekennzeichnet durch eine elektrische Zeitstcuerungs-Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14 in Verbindung mit einem als der elektrische

    Verbraucher angeschlossenen elektrischen Zündkopf. 35

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16. 16. Zündsystem, gekennzeichnet durch'cine elektrische Verzögerungs-Zündkopf-Anordnung nach Anspruch 15 in Verbindung mil einem Sprengzünder.
17. I7. Sprengmi t tel-Zünds Leuersystem zum wahlweisen UeLüLigen einer MehrzahL elektrischer Zündköpfe nach jeweils entsprechenden vorbestimmten Verzögerungen, gekennzeichnet durch eine an einer entfernten Stelle angeordnete ZündsLeuereinhoj L für die Abgabe von Bezugs-Zeitsteuerungssignalen und elektrische Energie für die Betätigung der Zündköpfo und mehrere elektrische Verzöyerunys-Zündkopf-Anordnungen nach Anspruch 15.
18. 18. Verfahren zum selektiven Inbetriebsetzen einer MehrzahL von elektrischen Verbrauchern zu jeweils entsprechenden vorbestimmten Relativ-Zeitpunkten, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

    Erzeugen von Bezugs-Zeitsteuerungs-Signalen an einer zentralen SLeLLo,

    gesondertes Empfangen und Verarbeiten der Bezugs-ZeiLsteuorungs-SignaLe an dem Ort des jeweiligen elektri schen Verbrauchers, wobei tier Verarbeitungs-Schritt an einem jeweiligen Ort die Messung eines durch die Bezugs—Zei I s Louerungs-S igna 1 e gebildeten, -jeweils ent-2^J sprechenden Hcv/.mjs-Zeiti n( ervalls und diii nachfolgende Messung einer jeweils entsprechenden vorbestimmten Zeitverzögerung als eine Funktion des zuvor gemessenen Bezugs-Zo i t in Le ι va L I s umfaßt;, und Inbetriebsetzung des jeweiligen elektrischen Ver-

    brauchers, nachdem dessen jeweils entsprechende vorbestimmte Zeitverzögerung abgelaufen ist.

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19. 19. Verfahren nach Anspruch 18, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

    Übertragen von elektrischer Energie von der zentralen Stelle her zu jedem der Orte in Verbindung mit der Übertragung der Bezugs-Zeitsteuerungs-Signale,

    Empfangen und Speichern der elektrischen Energie an jedem der Orte und

    Anwenden wenigstens eines Teils der gespeicherten Energie an jedem Ort zur Inbetriebsetzung des jeweils zugeordneten elektrischen Verbrauchers.
20. 20. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugs-Zeitsteuerungs-Signale eine Folge von zeitlich genau gesteuerten Ereignissen sind und daß der Mcß-Schritt an jedem Verbraucher-Ort das örtliche Erzeugen einer Quelle von Taktimpulsen, das Zählen der zwischen dem ersten und dem zweiten Signal auftretenden Taktimpulse und das nachfolgende Bemessen der vorbestimmten Verzögerung durch Zählen einer Anzahl von Taktimpulsen umfaßt, die ein vorbestinjmtes Verhältnis zu der Anzahl der zuvor zwischen dem ersten und dem zweiten Signal gezählten Taktimpulse hat.
21. 21. Verfahren zur Speisung eines elektrischen Ver- *5 brauchers unter einer vorbestimmten Verzögerung nach einem Startsignal, dadurch gekennzeichnet, daß Steuersignale mit zeitlich genau gesteuerten Intervallen einem Voreinstellungs-Signalwähl-System zugeführt werden, in welchem zwei für die gewünschte Verzögerung

    charakteristische Steuersignale gewählt werden, ein erstes und ein zweites Zeitsteuerungs-Signal im Ansprechen auf ein jeweiliges der beiden gewählten Steuersignale erzeugt wird, das erste und das zweite Zeitsteuerungs-Signal einer Zeitmeßvorrichtung zugeführt

    wird, in der das Zeitintervall zwischen dem ersten und

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    dem zweiten Zeitsteuerungs-Signal gemessen- wird, ein Startsignal erzeugt wird und nach einer Verzögerungsdauer von dem Startsignal ab, die durch das Zeitintervall zwischen dem ersten und dem zweiten Zeitsteuerungs-Signal gemäß der Messung mittels der Zeitmeßvorrichtung bestimmt ist, dem Verbraucher Energie zugeführt wird.
22. 22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuersignale zeitlich genau gesteuerte Signale enthalten, die von einer entfernt liegenden Stelle einer dem Verbraucher naheliegenden Einweg-Zeitmeßvorrichtung zugeführt werden.
23. 23. Verfahren nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß eine Reihe von elektrischen Zündköpfen in zeitlich gesteuerter Folge dadurch gespeist wird, daß die Steuersignale gleichzeitig einer Reihe der Signalwähl-Systeme zugeführt wird, wobei jedes Signaiwähl-System einer einzelnen elektrischen Last der Reihe zugeordnet ist und einzeln zur Auswahl von zwei jeweils entsprechenden Steuersignalen für -eine jede Last entsprechend der erwünschten Speise-Folge voreingestellt ist, wodurch jeder Last Energie aufeinanderfolgend zu einem Zeitpunkt zugeführt wird, der durch das Intervall zwischen den für die Last gewählten besonderen Steuersignalen bestimmt ist.
24. 24. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden charakteristischen Steuersignale dadurch gewählt werden, daß das Auftreten der Steuersignale gezählt wird, bestimmt wird, wann der Zählstand der Steuersignale gleich einer ersten vorbestimmten Anzahl ist, um dadurch das erste charakteristische Steuersignal zu erkennen und das erste Zeitsteuerungs-

    Signal zu erzeugen, und bestimmt wird, wann der Zählstand der Steuersignale gleich einer zweiten vorbestimm-

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    ten Anzahl ist, wobei durch diese Gleichheit das zweite charakteristische Steuersignal erfaßt wird und das zweite Zeitsteuerungs-Signal erzeugt wird.
25. 25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Zählung der Steuersignale mittels eines elektronischen Zählers erfolgt, der eine Voreinstellungs-Vorrichtung für die Bestimmung darüber enthält, wann der Zählstand die vorbestimmten Anzahlen erreicht hat.
26. 26. Verfahren nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitmeßvorrichtung einen Taktimpuls-Generator und einen umsteuerbaren Zähler für die Zählung der Taktimpulse aufweist und daß die Verzögerungsperiode zwischen dem Startsignal und dem Speisen des Verbrauchers dadurch bestimmt wird, daß die Taktimpulse im Ansprechen auf das erste Zeitsteuerungs-Signal in einer Richtung gezählt werden, die Zählung im Ansprechen auf das zweite Zeitsteuerungs-SyLgnal beendet wird, das Startsignal für die Speise-Folge' zu einem vorbestimmten Zeitpunkt nach dem zweiten Zeitsteuerungs-Signal erzeugt wird, eine Umkehrzählung der Taktimpulse im Ansprechen auf das Startsignal eingeleitet wird,

    bei der die Anzahl der Taktimpulse von der in dem Zähler enthaltenen vorstehend genannten Anzahl subtrahiert wird, und dem Verbraucher Energie zugeführt wird, wenn der Zählstand auf den anfänglich in dem umsteuerbaren

    Zähler enthaltenen Zählstand zurückgekehrt ist. 30
27. 27. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis

    26, dadurch gekennzeichnet, daß die Energie zur Speisung des elektrischen Verbrauchers zusammen mit irgendeiner zusätzlichen, für das Signalwähl-System und die Zeit-

    meßvorrichtung notwendigen Energie von einer entfernten

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    Wechselstrom- oder Gleichstromquelle zugeführt wird, wobei die Steuersignale Unterbrechungen oder Änderungen an der Wechselstrom- oder Gleichstrom-Zufuhr sind.
28. 28. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Verbraucher einen elektrischen Zündkopf aufweisen und ein aus einem Kondensator bestehender Energiespeicher aus der Wechselstrom- oder Gleichstromquelle geladen und nahe dem jeweiligen Zündkopf angeordnet wird, wobei aus dem Speicher die notwendige Energie selbst dann zugeführt wird, wenn nach der Erzeugung des Startsignals, jedoch vor dem Zünden des Zündkopfs die die Energie-Quelle mit der Zündkopf-Anordnung verbindenden Drähte unterbrochen werden.

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