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Dokumentenidentifikation DE3638084C2 23.08.1990
Titel Mehrfach-Steckverbindung für elektrisch ansteuerbare Zündmittel
Anmelder Diehl GmbH & Co, 8500 Nürnberg, DE
Erfinder Fiedler, Kurt, 8566 Diepersdorf, DE;
Kratz, Bernhard, 8508 Wendelstein, DE
DE-Anmeldedatum 07.11.1986
DE-Aktenzeichen 3638084
Offenlegungstag 19.05.1988
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 23.08.1990
Veröffentlichungstag im Patentblatt 23.08.1990
IPC-Hauptklasse F42C 19/06
IPC-Nebenklasse F42C 15/40   F42C 21/00   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Mehrfach-Steckverbindung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Eine solche Steckverbindung wird benötigt, wenn beispielsweise in einem Munitionsartikel für programmgesteuerte Entsicherungs- und Funktionsabläufe zu unterschiedlichen Zeitpunkten pyrotechnische Kraftelemente oder Detonatoren aus ihnen individuell zugeordneten Zündkreisen angesteuert werden sollen, wie es beispielsweise bekannt ist aus der DE-OS 33 17 376. Dabei ist jedes Zündmittel unabhängig von den anderen über sein eigenes Leiterpaar und Steckverbinder an den ihm zugeordneten Zündenergie-Speicherkondensator angeschlossen, der sich über das Zündmittel entlädt, wenn sein Zündschalter aus der Programmsteuerung aktiviert wird. Somit liegen bei der gattungsgemäßen Einrichtung andere Verhältnisse vor, als sie durch die US-PS 22 97 006 bekanntgeworden sind, wo eine Vielzahl von Zündmitteln mit ihnen jeweils zugeordneten Speicherkondensatoren an eine einzige Speiseleitung angeschlossen sind; mit der Besonderheit, daß die Zündschalter zwischen jeweils einem Zündmittel und seinem Speicherkondensator spannungsabhängig zu unterschiedlichen Zeiten durchschalten, je nach der Ladezeitkonstante der einzelnen Speicherkondensatoren für die Bereitstellung der Zündenergie. Eine Individualisierung der einzelnen Zündmittel über die gemeinsame Speiseleitung für die unterschiedlichen Zündenergie-Speicherkondensatoren ist deshalb nicht möglich.

In der Praxis ist es häufig aber gerade notwendig, die tatsächlich gegebene Zuordnung bestimmter Zündmittel zu bestimmten Zündschaltern meßtechnisch erfassen zu können, um beispielsweise bei der Munitions-Komplettierung spätere Fehlfunktionen zuverlässig auszuschließen. Denn aus fertigungstechnischen und logistischen Gründen sind mehrere Zündmittel oft zu einer Zündeinheit vergossen, wobei die einzelnen Zündmittel über Leitungspaare an individuell zugeordnete Zündschaltungen angeschlossen werden sollen. Für ordnungsgemäßen Funktionsablauf ist es also erforderlich, die Leitungspaare der einzelnen Zündmittel nur an die jeweils zugeordneten Zündkreise anzuschließen, deren Speicherkondensatoren bei individueller Ansteuerung der Zündschalter über die entsprechenden Zündmittel entladen werden sollen, um letztere zu zünden. Beim Einbau und Austausch der Zündeinheit ist deshalb sicherzustellen, daß keine Verwechslungen im elektrischen Anschluß der Leitungspaare auftreten. Das könnte durch sogenannte codierte Vielfachstecker erreicht werden, bei denen die einzelnen elektromechanischen Steckkontakte in einem bestimmten nicht-symmetrischen und deshalb unverwechselbaren Raster angeordnet sind.

Eine derartige starre Festlegung der Steckverbinder-Elemente (einerseits Steckstifte und andererseits Steckbuchsen) ist aber für kleinbauende Munitionsartikel wie etwa Submunition zu platzaufwendig. In der Praxis werden deshalb die den einzelnen Zündmitteln zugeordneten flexiblen Leiterpaare individuell mit Steckkontaktelementen bestückt, ohne deren gegenseitige Lage konstruktiv festzulegen.

In diesem Zusammenhang liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Mehrfach-Steckverbindung gattungsgemäßer Art anzugeben, bei der es ermöglicht ist, im Zuge der Montage und zu Testzwecken verbinderseitig festzustellen, welches Leiterpaar zu welchem Zündmittel gehört.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die gattungsgemäße Mehrfach-Steckverbindung gemäß dem Kennzeichnungsteil des Anspruches 1 ausgelegt ist.

Nach dieser Lösung ist jedes einem Zündmittel zugehörige Leiterpaar der Steckverbindung durch eine individuelle, der elektrischen Zündbrücke im Zündmittel parallelgeschaltete Kapazität individualisiert. Diese Kapazitäten können eine derartige Staffelung aufweisen, daß auch im Rahmen der Bauelemente-Streuungen und der Meß-Unsicherheiten eindeutige Abstufungen ausmeßbar und damit eindeutige Zuordnungen zu bestimmten schaltungstechnisch individualisierten Zündmitteln feststellbar sind; während andererseits diese Kapazitäten so klein dimensioniert werden können, daß das elektrische Entlade-Verhalten der Zünd-Speicherkondensatoren bei der Ansteuerung des jeweiligen Zündmittels nicht beeinträchtigt wird. Darüber hinaus ist von Vorteil, daß die Parallelschaltung der kleinen Kapazitäten dieser Identifikations- Kondensatoren unmittelbar im Verbindungsbereich zwischen den Detonator-Anschlußleitungen und den Leiterpaaren der Mehrfach-Steckverbindung eine wirksame Ableitung hochfrequenter Störungen darstellt und deshalb die Gefahr entscheidend reduziert, daß eingestreute oder eingeleitete Hochfrequenzspannungen zur ungewollten Auslösung eines Zündmittels führen.

Zusätzliche Weiterbildungen sowie weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus nachstehender Beschreibung eines in der Zeichnung unter Beschränkung auf das Wesentliche stark abstrahiert skizzierten bevorzugten Ausführungsbeispiels zur erfindungsgemäßen Lösung. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt in Schnittdarstellung eine eingegossene Zündeinheit mit unterschiedlicher Beschaltung ihrer elektrischen Zündmittel unter symbolischer Berücksichtigung deren Anschlüsse an Zündschaltungen.

Eine Mehrfach-Steckverbindung 11 dient dem elektrischen Anschluß einer Zündeinheit 12 mit mehreren Zündmitteln 13, z. B. zwei Detonatoren, (wobei in der Zeichnung übereinstimmende Variable (.i; i = 1, 2) elektrisch zusammengehörige Komponenten (x.; x = 13, 15, 16, 17, 18, 20, 21, 24, 25) angeben) an eine gemeinsame Zündschaltung 14 mit über Ladekreise 15 aufladbaren Speicherkondensatoren 16, die bei individueller (mechanischer oder elektrischer) Ansteuerung ihrer Zündschalter 17 durch Entladung der gespeicherten elektrischen Energie über ein jeweils zugeordnetes Zündmittel 13 dieses zünden sollen. Die Zündmittel-Anschlußleitungen 18 der Zündmittel 13 sind hier über eine als Stützstelle dienende Leiterplatte 19 mit flexiblen Steckverbindungs-Leiterpaaren 20 verbunden, die an ihren gegenüberliegenden Enden mit den einzelnen Steckelementen 21 (im dargestellten Beispielsfalle mit Steckbuchsen-Stiften) der Mehrfach-Steckverbindung 11 ausgestattet sind. Im Interesse der Platzersparnis und der leichteren Handhabbarkeit bei der Herstellung bzw. Lösung der Verbindung trotz nur kurzer Längen der Steckverbindungs-Leiterpaare 20 sind die Steckelemente 21 nicht in einem Stecker-Isolierstoffträger mechanisch zusammengefaßt, sondern individuell mit den Steckverbindungs-Leiterpaaren 20 und damit gegeneinander beweglich verbunden.

Da die Zündeinheit 12 einschließlich des Anschlusses der Steckverbindungs-Leiterpaare 20 an die Zündmittel-Anschlußleitungen 18 über die Leiterplatte 19 aus Gründen der mechanischen Stabilität und des Schutzes gegen Umwelteinflüsse mit Kunststoff zu einem Montageblock mit mechanischen Montageelementen 23 (in Form von beispielsweise Haltezapfen oder Befestigungslöchern) hermetisch eingegossen ist, läßt sich im Falle etwaiger Zweifel an der Zugehörigkeit bestimmter Paare von Steckelementen 21 zu einem bestimmten der Zündmittel 13 die korrekte Zuordnung nicht visuell verifizieren. Eine Durchgangsprüfung mittels eines Ohmmeters wäre, weil der Meßstrom über die Zündstrecke fließt und das Zündmittel 13 ungewollt zünden könnte, nur zulässig, wenn ein definierter Meßstrom nicht überschritten wird; weil in der Praxis aber die Zündmittel 13 etwa gleiche Zündbrücken-Widerstände aufweisen, ist mittels eines Ohmmeters eine eindeutige Unterscheidung nicht möglich. Eine farbliche Markierung der Steckverbindungs-Leiterpaare 20 mit Vorgabe der Farbzuordnungen zu bestimmten Zündmitteln 13 wäre unzureichend, weil innerhalb der vergossenen Zündeinheit 12 nicht mehr nachprüfbare Vertauschungen beim Anschluß der Steckverbindungs-Leiterpaare 20 über die Leiterplatte 19 an die Zündmittel 13 vorliegen können.

Deshalb ist gemäß vorliegender Erfindung vorgesehen, auf der Leiterplatte 19 jedes Zündmittel 13 zwischen den Verbindungs-Leiterbahnen 24 mit einem individuell bemessenen Identifizierungs-Kondensator 25 kleiner aber untereinander deutlich unterschiedlicher Kapazität zu bestücken. Wenn fertigungsseitig vorgeschrieben ist, daß ein an bestimmter Position in die Zündeinheit 12 eingebautes Zündmittel 13.1 auf seiner Leiterplatte 19 mit der Parallelschaltung eines Identifizierungskondensators 25.1 bestimmter Kapazität zu bestücken ist, ehe das Steckverbindungs-Leiterpaar 20 angeschlossen und die Zündeinheit 12 in Kunststoff eingekapselt wird, wobei nur deutlich gegeneinander unterschiedliche (beispielsweise um jeweils eine Zehnerpotenz auseinanderliegende) Kapazitätswerte auf einer Leiterplatte 19 für die unterschiedlichen Identifizierungs-Kondensatoren 25 zugelassen sind, dann kann später jederzeit mittels einer Kapazitätsmeßeinrichtung (bei der aus Sicherheitsgründen Strom- und Spannungsbegrenzungsschaltungen vorgesehen sind) ohne Gefahr ungewollter elektrischer Ansteuerung eines der Zündmittel 13 von seiten der Mehrfach-Steckverbindung 11 her in die Zündeinheit 12 hineingemessen werden, um einerseits die zusammengehörigen Paare der Steckerelemente 21 herauszufinden und andererseits deren Zuordnung zu einem bestimmten der Zündmittel 13 und damit auch zu einem bestimmten (nämlich zugeordneten) Zündschalter 17 der Zündschaltung 14 festzustellen. So werden Steckelemente-Verwechselungen beim Anschluß an die Zündschaltung 14 vermieden bzw. aufgedeckt und dadurch Fehlansteuerungen von Zündmitteln 13 im späteren scharfen Betrieb vermieden.

Die noch denkbare Fehlerquelle der Zuschaltung eines von der Spezifikation abweichenden Identifizierungs-Kondensators 25 zu einem bestimmten Steckverbindungs-Leiterpaar 20 auf der Leiterplatte 19 läßt sich vermeiden und zugleich ein gedrängterer Aufbau verwirklichen, wenn anstelle diskreter Ausbildung der Zündbrücke im Zündmittel 13 einerseits und andererseits des Identifizierungs-Kondensators 25 diese beiden Elemente zusammengefaßt werden. Das kann etwa so erfolgen, daß das Zündmittel 13 unmittelbar aus einem Keramik-Kondensator besteht, dessen Belege, auf zwei einander gegenüberliegenden Keramik-Oberflächen, beispielsweise über eine Kondensator-Kante herum, mittels eines auf die Belege aufgelöteten Zündbrückendrahtes elektrisch miteinander verbunden werden. Auf diese Weise ist erreicht, daß das Zündmittel 13 unmittelbar durch die Kapazität eines Identifizierungs-Kondensators individualisiert ist, so daß keine späteren Individualisierungs-Beschaltungen mehr erforderlich werden und damit weitere Fehlerquellen ausscheiden.

Da die Kapazitäten der Identifizierungs-Kondensatoren 25 in der Größenordnung von Nanofarad und damit um mehrere Zehnerpotenzen niedriger als die im Microfarad-Bereich liegenden Kapazitäten der Speicherkondensatoren 16 sind, führen die Identifizierungs-Kondensatoren 25 nicht zu einer abträglichen Beeinflussung des zeitlichen Entladevorganges der Speicherkondensatoren 16 über die Zündmittel 13, die im Interesse eines eindeutigen und raschen Ansprechens mit einer steilen Stromkurve angesteuert werden sollen. Andererseits stellt es einen wünschenswerten Effekt dar, daß die den Zündmitteln 13 individuell parallelgeschalteten Identifizierungs- Kondensatoren 25 einen Kurzschluß für hochfrequente Energieanteile bilden, die aus Störquellen leitungslos eingestrahlt oder über die Steckverbindungs-Leiterpaare 20 eingespeist werden können und ohne Störschutzmaßnahmen zu einer Auslösung einzelner der Zündmittel 13 ohne externe Ansteuerung führen könnten. Es erübrigt sich also die aufwendige Realisierung von L-C-Pi-Filtern (vgl. DE-OS 29 14 975), die außer dem schaltungstechnischen Aufwand auch den Nachteil aufweisen, daß die Längsinduktivitäten zu einer für das Ansprechverhalten der Zündmittel 13 abträglichen Abflachung der Stromstoßwellenfront bei der Entladung eines Speicherkondensators 16 führen.


Anspruch[de]
  1. 1. Mehrfach-Steckverbindung (11) für aus Speicherkondensatoren (16) über Steckverbindungs-Leiterpaare (20) elektrisch ansteuerbare Zündmittel (13), dadurch gekennzeichnet, daß jedem Zündmittel (13) an seinem Steckverbindungs-Leiterpaar (20) ein Identifizierungs-Kondensator (25) parallelgeschaltet ist, dessen Kapazität so klein gewählt ist, daß er ohne Einfluß auf das Entladeverhalten der Speicherkondensatoren (16) ist und daß die Kapazitätswerte der Identifizierungs-Kondensatoren (25) unterschiedlicher Zündmittel (13) sich voneinander deutlich unterscheiden.
  2. 2. Mehrfach-Steckverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapazitäten der Identifizierungs-Kondensatoren (25) um mehrere Zehnerpotenzen kleiner sind als diejenige von Speicherkondensatoren (16) zugeordneter Zündschaltungen (14).
  3. 3. Mehrfach-Steckverbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Identifizierungs-Kondensatoren (25) auf einer Leiterplatte (19) befestigt sind, auf der die Zündmittel-Anschlußleitungen (18) mit ihren Steckverbindungs-Leiterpaaren (29) verbunden sind.
  4. 4. Mehrfach-Steckverbindung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Identifizierungs-Kondensatoren (25) in einer hermetisch verschlossenen Zündeinheit (12) an Zündmittel-Anschlußleitungen (18) und deren Steckverbindungs-Leiterpaare (20) angeschlossen sind.
  5. 5. Mehrfach-Steckverbindung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit nicht mechanisch gegeneinander festgelegten Steck- bzw. Kupplungs-Elementen (21) an den freien Enden der aus einer vergossenen Zündeinheit (12) austretenden Steckverbindungs-Leiterpaare (20) ausgestattet ist.
  6. 6. Mehrfach-Steckverbindung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Identifizierungs-Kondensator (25) als Zündbrücken-Träger unmittelbar Bestandteil des Zündmittels (13) ist.
  7. 7. Mehrfach-Steckverbindung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapazität der Identifizierungs-Kondensatoren (25) zugleich als kapazitiver Nebenschluß für die Ableitung eingestreuter oder eingeleiteter hochfrequenter Störspannungen ausgelegt ist.






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