DE1056970B

DE1056970B - Electric igniter

Info

Publication number: DE1056970B
Application number: DED27804A
Authority: DE
Inventors: Dr Phil Nat Ulrich Theile
Original assignee: Diehl GmbH and Co
Current assignee: Diehl Verwaltungs Stiftung
Priority date: 1958-04-05
Filing date: 1958-04-05
Publication date: 1959-05-06

Description

Elektrischer Zünder Die Erfindung bezieht sich auf elektrische Zünder, insbesondere auf durch Aufschlagschalter betätigbäre Geschoßzünder, welche zur Verzögerung der Zündbereitschaft einen beispielsweise aus einem Speicherkondensator, einem Umladewiderstand und einem Zündkondensator bestehenden Zeitkreis und/oder andere Sicherungsmittel aufweisen, welche ein Zünden des Zündmittels innerhalb einer Sollverzögerüngszeit bzw. vor Erreichen einer bestimmten Mindestspannung am Zündkondensator sperren.Electric detonator The invention relates to electric detonators, in particular on projectile detonators that can be actuated by impact switches, which are used for delay the readiness to ignite, for example, from a storage capacitor, a charge-reversal resistor and an ignition capacitor and / or other safety means which have an ignition of the ignition means within a target delay time or block before reaching a certain minimum voltage on the ignition capacitor.

Bei elektrischen Zündern ist die Verwendung von Umladekreisen zur Verzögerung des Scharfwerdens des Zünders bekannt. Sie dient insbesondere. dem Schutz der Geschützmannschaft und wird allgemein als Vorrohrsicherheit bezeichnet. Darüber hinaus wird aber auch eine gewisse Maskensicherheit verlangt, deren Ausdehnungbereich sich jedoch durch einen einfachen Zeitkreis nicht mit der erforderlichen Sicherheit bestimmen läßt. Diese Unsicherheit wird vor allem durch den schwankenden Energiebedarf des Zündmittels verursacht. Um diese Unsicherheit auszuschalten, ist es bekannt, im Zünder noch eine Relaisverzögerungseinrichtüng vorzusehen. Eine solche Einrichtung ist aber abgesehen von dem nicht unerheblichen Mehraufwand auch von verschiedenen schwer kontrollierbaren, unsteten Einflüssen abhängig und daher störanfällig. Es ist auch bekannt, um bei Maskentreffern, bei denen der Zündkondensator zwar bereits eine bestimmte Ladung hat, die eventuell zur Zündung der Zündpille ausreichen würde, das Zünden zu vermeiden, im Zündstromkreis eine SchaJtfunkenstrecke vorzusehen. Eine solche Schaltröhre benötigt aber ihrerseits eine relativ hohe Ansprechspannung, die zur Entzündung der Zündpille an -sich überhaupt nicht erforderlich wäre.In the case of electric detonators, the use of recharging circuits is foreseen Delay in arming the detonator known. It serves in particular. the protection the gun crew and is generally referred to as the front tube safety. About that In addition, however, a certain mask security is also required, the extent of which however, using a simple time cycle does not provide the necessary certainty can be determined. This uncertainty is mainly due to the fluctuating energy demand caused by the ignition agent. To eliminate this uncertainty, it is known Provide a relay delay device in the igniter. Such a facility But apart from the not inconsiderable additional effort, it is also different Difficult to control, unsteady influences dependent and therefore prone to failure. It is also known to help with mask hits where the ignition capacitor is already has a certain charge that might be enough to ignite the squib, to avoid ignition, to provide a spark gap in the ignition circuit. Such an interrupter requires a relatively high response voltage, which would not be necessary at all to ignite the squib.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Sicherungseinrichtung zu schaffen, welche mit einfachsten Mitteln Vorrohr- und Maskensicherheit und eine genau- definierte hintere Grenze der Mäskensicherheitszone bietet.The object of the invention is to create a safety device, which with the simplest means front pipe and mask security and a precisely defined one the rear border of the Mäskensicherheitszone offers.

Dazu wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, bei einem elektrischen Zünder der eingangs beschriebenen Art in den Zeit- bzw. Zündkreis Übertragungsglieder mit ferromagnetisch oder ferroelektrisch remanenter Charakteristik einzuschalten, welche erst beim Anlegen einer bestimmten Mindestspannung aus ihrem einen Remanenzzustand in den entgegengesetzten kippbar sind und beim oder nach dem Kippen eine Weiterleitung eines Stromstoßes auf das Zündmittel ermöglichen bzw. herbeiführen.For this purpose, it is proposed according to the invention, with an electrical Igniter of the type described above in the timing or ignition circuit transfer elements switch on with ferromagnetic or ferroelectric remanent characteristics, which only when a certain minimum voltage is applied from its one remanence state are tiltable in the opposite and when or after tilting a forwarding enable or bring about a current impulse on the ignition means.

Werkstoffe, die die geforderte Eigenschaft aufweisen, sind bekannt. Ein Magnetkern, beispielsweise aus einem Ferritmiteiner rechteckförmigenHysteresiskurve, welcher eine geringe- Koezitivkraft und. eine hohe Remanenz hat, läßt sich durch einen Induktionsstoß einer bestimmten Mindestgröße und einer bestimmten Richtung von seinem einen Remanenzzustand in den entgegengesetzt gerichteten umpolen. Eine ähnliche Eigenschaft hat ein Kondensator, dessen Dielektrikum durch einen Werkstoff mit elektrostatischer Remanenz, wie beispielsweise Bariumtitanat oder andere entsprechende Werkstoffe, gebildet wird. Auch dieser Kondensator kann nur durch einen Spannungsstoß von einer bestimmten Mindestgröße gekippt, d: h. in den entgegengesetzt gerichteten Remanenzzustand umgepolt werden.Materials that have the required property are known. A magnetic core, for example made of a ferrite with a rectangular hysteresis curve, which has a low coezitive force and. has a high remanence, lets through an induction shock of a certain minimum size and a certain direction reverse polarity from its one remanence state to the opposite one. One A capacitor, whose dielectric is made of a material, has a similar property with electrostatic remanence, such as barium titanate or other corresponding ones Materials, is formed. This capacitor can only be caused by a voltage surge tilted by a certain minimum size, i.e. in the opposite direction Polarity can be reversed.

Die Erfindung- wird im folgenden an Hand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt F ig. 1 einen Zündstromkreis- mit Verzögerungskette, Fig: 2 einen Zeitkreis in einer anderen Schaltung, Fig. 3 einen Zeitkreis mit einem anderen Übertragungselement.The invention is illustrated below with reference to the drawings Embodiments explained in more detail. It shows fig. 1 an ignition circuit with Delay chain, FIG. 2 a timing circuit in another circuit, FIG. 3 a Time circuit with another transmission element.

In Fig. 1 ist ein Magnetgenerator .dargestellt, welcher aus einem Eisenschlußkörper 1, einer Spule 2 und einem Magnetkern 3 gebildet wird. Beim Herausstoßen des Kerns 3 in Pfeilridhtung wird ein Schalter 4 geöffnet, nachdem der Generator seinen Spannungsstoß auf einen Speicherkondensator 5 abgegeben hat. Dieser überträgt seinerseits über einen Umladewiderstand 6 die Ladung auf einen Zündkondensator 7 innerhalb einer gewissen durch die Bemessung des Umladewiderstandes 6 und des Kondensators 7 vorausbestimmbaren Zeit. Mit 8 ist ein Aufschlagschalter, mit 9 ein Ringkern aus einem remanentmagnetischen Material, -mit 10 eine an den Zeitkreis 5, 6, 7 über den Schalter 8 angeschlossene Primärwicklung des Kernes 9 bezeichnet. An die auf den Kern 9 aufgebrachte Sekundärwicklung 11 ist eine Zündpille 12 angeschlossen. Wie bereits erwähnt wurde, ist ein solcher Ringkern 9 mit einer rechteckförmigen Hysteresiskurve nur durch einen Spannungsstoß von einer bestimmten Größe und Richtung aus seinem einen Remanenz-_ zustand in den entgegengesetzt gerichteten kippbar: Ein Übertrager 9, 10, 11 mit eineng solchen Werkstoff als Kern gibt an der Sekundärwicklung 11 Teeine öder entsprechend der Abweichung seiner Hysteresis von der Rechteckform wenigstens nur eine verschwindend geringe Spannung ab, solange an die Primärwicklung 10 nur eine Spannung angelegt wird, die unterhalb der Kippspannung. liegt. In diesem Zustand ist der Widerstand der Primärwicklung 10, den sie einem Spannungsimpuls entgegensetzt, auch verhältnismäßig groß. Wird aber dieser Primärwicklung 10 ein Ladungsstoß zugeführt; welcher zum Kippen des remanenten Feldes des Kerns 9 ausreicht, so sinkt auch der Widerstand der Primärwicklung 10 schlagartig auf einen Bruchteil des ursprünglichen Widerstandes ab, der Kondensator 7 entlädt sich stoßartig auf die Primärwicklung 10"ünd erzeugt im Kern 9 einen kräftigen Induktionsstoß, welcher mit dem Umpolen seiner Remanenz auch in der Sekundärwicklung einen kräftigen Stromstoß induziert, von dem das Zündmittel 12 gezündet wird. Übertragen auf die Wirkungsweise des Geschoßzünders bedeutet dies, daß bei einem Maskentreffer, d. h. innerhalb einer Zone, in der der Zündkondensator 7 erst eine Teilspannung hat, beim Schließen des Schalters 8 nur ein kleiner Strom über die Primärwicklung 10 fließt. Von der Sekundärwicklung 11 wird auf das Zündmittel 12 zumindest kein zur Zündung der Pille 12 ausreichender Spannungsstoß gegeben. Wird der Aufschlagschalter 8 jedoch geschlossen, wenn der Zündkondensator 7 bereits seine volle Ladung hat, nämlich nach Verlassen der Maskensicherheitszone, so kippt der auf die Primärwicklung 10 gegebene Spannungsstoß die Remanenzrichtung des Kerns 9 um, der Widerstand der Primärwicklung 10 bricht - zusammen, der Kondensator 7 entlädt sich schlagartig auf die Wicklung 10. In der Sekundärwicklung 11 wird eine kräftige Spannung induziert, die Zündpille 12 spricht an.In Fig. 1, a magnetic generator is .darstellung, which consists of a Iron closure body 1, a coil 2 and a magnetic core 3 is formed. When pushing out of the core 3 in Pfeilridhtung a switch 4 is opened after the generator has delivered its voltage surge to a storage capacitor 5. This transmits in turn, the charge on an ignition capacitor 7 via a charge transfer resistor 6 within a certain through the dimensioning of the charge reversal resistor 6 and the capacitor 7 predictable time. With 8 an impact switch is off, with 9 a toroidal core a remanent magnetic material, -with 10 one to the time circuit 5, 6, 7 over the switch 8 connected primary winding of the core 9 denotes. To the on Secondary winding 11 applied to core 9 is connected to a squib 12. As has already been mentioned, is such a toroidal core 9 with a rectangular hysteresis curve only by a voltage surge of a certain size and direction from his a retentive state that can be tilted in the opposite direction: a transformer 9, 10, 11 with such a material as a core are applied to the secondary winding 11 At least in proportion to the deviation of its hysteresis from the rectangular shape only a negligible voltage from as long as only on the primary winding 10 a voltage is applied which is below the breakover voltage. lies. In this condition is the resistance of the primary winding 10, which it opposes a voltage pulse, also relatively large. But if this primary winding 10 is supplied with a surge of charge; which is sufficient to tilt the remanent field of the core 9, the also decreases Resistance of the primary winding 10 suddenly dropped to a fraction of the original Resistance from, the capacitor 7 discharges suddenly onto the primary winding 10 "and generates a strong induction shock in the core 9, which with the polarity reversal its remanence also induces a powerful current surge in the secondary winding, by which the ignition means 12 is ignited. Transferred to the mode of action of the projectile fuse this means that with a mask hit, i. H. within a zone in which the Ignition capacitor 7 only has a partial voltage when the switch 8 is closed a small current flows through the primary winding 10. From the secondary winding 11 If the ignition means 12 is at least not sufficient to ignite the pill 12 Voltage surge given. However, if the impact switch 8 is closed when the Ignition capacitor 7 is already fully charged, namely after leaving the mask safety zone, the voltage surge applied to the primary winding 10 thus flips the remanence direction of the core 9, the resistance of the primary winding 10 breaks down - the capacitor 7 suddenly discharges onto the winding 10. In the secondary winding 11 is a strong voltage is induced, the squib 12 responds.

In Fig. 2 ist die Spannungsquelle weggelassen, da es an sich belanglos ist, ob der Speicherkondensator des Zünders mit der erfindungsgemäßen Einrichtung durch einen Magnetgenerätör, ein Primärelement oder auch vor dem Abschuß oder Abwurf von außen aufgeladen wird. Der Speicherkondensator ist in Fig. 2 mit 13, der Umladewiderstand mit 14 bezeichnet. Über letzteren kann ein Zwischenspeicherkondensator 15 aufgeladen werden. Der Zündkondensator ist mit '16, der Aufschlagschalter mit 17 und das Zündmittel mit 18 bezeichnet. In der einen Schaltleitung zwischen dem Zwischenspeicherkondensator 15 und dem Zündkondensator 16 ist eine auf einen remanenten Magnetkern 19 gewickelte Spule 20 eingeschleift. Der Kern 19 entspricht in seiner Eigenschaft dem Kern 9 der Fig. 1, d. h., er ist ebenfalls so polarisiert, daß seine -Wicklung 20 einem Ladestrom zum Zündkondensator 16 zunächst einen erheblichen Widerstand entgegensetzt.In Fig. 2, the voltage source is omitted, since it is irrelevant whether the storage capacitor of the detonator with the device according to the invention is charged by a magnet generator, a primary element or even before firing or dropping from the outside. The storage capacitor is denoted by 13 in FIG. 2, and the charge transfer resistor is denoted by 14. An intermediate storage capacitor 15 can be charged via the latter. The ignition capacitor is marked with '16, the impact switch with 17 and the ignition means with 18. A coil 20 wound on a remanent magnetic core 19 is looped into one switching line between the intermediate storage capacitor 15 and the ignition capacitor 16. The core 19 is similar in property to the core 9 of Fig. 1, that is, it is also so polarized that its -Wicklung 20 first opposes a charging current to the ignition capacitor 1 6 a considerable resistance.

Bei dieser Anordnung wird von der Eigenart Gebraüch gemacht, daß_ dieser Kern 19 durch mehrmalige öder .anschwellende Ladestöße ebenfalls zum Kippen gebracht werden kann und - nach dem Kippen einem 'Stromfloß in seiner Spule 20 prälitisch Beinen Widerstand mehr entgegensetzt: Hat nämlich gegen Ende der Maskensicherheitszone der Kondensator 15 eine so große Spannung erreicht, däß' der * durch -dite Spule 20 fließende Strom die Remanenz im Kern 19 kippen kann, so bricht der Widerstand der Spule 20 zusammen, der Zündkondensator 16 wird schlagartig aufgeladen.In this arrangement use is made of the peculiarity that_ this core 19 also to tilt by repeated oder .anschwellende charging bursts can be brought and - after tilting a 'current raft in its coil 20 prelitic Resists legs more: namely towards the end of the mask safety zone the capacitor 15 reaches such a high voltage that the * through -dite coil 20 current flowing can tilt the remanence in the core 19, the resistance breaks the coil 20 together, the ignition capacitor 16 is suddenly charged.

Bei der-Anordnung nach Fig.3, welche wiederum einen Speicherkondensator 21, einen Umladewiderstand 22, einen Zündkondensator 23, eine Zündpille 24 und einen Aufschlagschalter 25 zeigt, dient zur genauen Tempierung ein Kondensator 26, welcher ein Dielektrikum 27 aus einem Werkstoff mit elektrostatisch remanenter Eigenschaft hat. Wie bei dem Kern 9 der Fig. 1 muß auch hier am Zündkondensator 23 erst eine gewisse Mindestspannung vorhanden sein, um beim Schließen des Schalters 25 das Dielektrikum 27 aus seiner einen remanenten Polarität in die entgegengesetzte umkippen zu können. Bei diesem Kippvorgang aber fließt ein kräftiger Ladungsstrom, welcher ausreicht, das Zündmittel 24 zum Ansprechen zu bringen. Auch hier wird somit erreicht, daß beim Schließen des Schalters 25 innerhalb der Maskensicherheitszone, in der der Zündkondensator 23 erst eine Teilladung hat, welche aber gegebenenfalls ausreichen würde, das Zündmittel 24 zum Ansprechen zu bringen, der remanente Werkstoff noch nicht gekippt wird, da seine Spannung noch zu niedrig ist. Hat der Kondensator 23 jedoch nach Verlassen der Maskensicherheitszone seine Sollspannung, so kippt bei einem den Schalter 25 schließenden Aufschlag die Polarität des Dielektrikums um, das Zündmittel 24 erhält einen kräftigen Spannungsstoß.In the arrangement according to FIG. 3, which in turn has a storage capacitor 21, a charge transfer resistor 22, an ignition capacitor 23, a squib 24 and a Impact switch 25 shows, a capacitor 26, which a dielectric 27 made of a material with an electrostatic remanent property Has. As in the case of the core 9 of FIG certain minimum voltage must be present when the switch 25 closes the dielectric 27 to be able to flip over from its one remanent polarity to the opposite one. During this tilting process, however, a strong charge current flows, which is sufficient to bring the ignition means 24 to respond. Here, too, it is achieved that when closing the switch 25 within the mask safety zone in which the Ignition capacitor 23 only has a partial charge, but this may be sufficient would cause the ignition means 24 to respond, the remanent material still is not tilted because its voltage is still too low. Has the capacitor 23 however, after leaving the mask safety zone, its setpoint voltage tips over an impact closing switch 25 reverses the polarity of the dielectric, the ignition means 24 receives a powerful voltage surge.

Die erfindungsgemäße Einrichtung ermöglicht somit einerseits eine genaue Tempierung, andererseits gewährleistet sie, daß bei einem auch kurzzeitigen S-.ch@altei-schluß nach`-Verlassen der Maskensicherheitszone die Zündpille einen kräftigen, rasch zündenden Stromstoß erhält.The device according to the invention thus enables on the one hand a exact tempation, on the other hand it ensures that even for a short time S-.ch@altei-schluss after leaving the mask safety zone, put the detonator on receives a powerful, rapidly igniting current surge.

Claims

_ PATENT CLAIMS: 1. Electric detonator, in particular projectile detonator that can be actuated by an impact switch, which has a time circuit and / or other safety device which ignites the ignition device within a set delay time or Before reaching a certain minimum voltage on: block the ignition capacitor, characterized by transmission elements (9, 10, 11; 19, 20; 26, 27) with ferromagnetic or ferroelectrically remanent characteristics that are switched on in the timing or ignition circuit, which only occur when a certain minimum voltage can be tilted from their one remanence state to the opposite one and only cause the current impulse to be passed on to the ignition means (12, 18, 24) during or after the tilting.

2. Detonator according to claim 1, characterized in that such a transmitter (9, 10; il) is connected upstream, which has a core (9) made of ferromagnetic remanent material which is only caused by a voltage surge of a certain minimum size in the Primary winding (10) is tiltable and when tilting in the secondary winding (11) the squib (12) induces the responding current surge.

3. Detonator after Claim 1, 'characterized in that in the transfer line of the time circuit ferromagnetic remanent 'storage circuit (19, 20) is looped in, which one the Umladestromfluss has blocking remanence state and only when the minimum voltage is applied, from its blocking remanence state into the forward remanence state is tiltable and then due to the now very low resistance Bin is quick Charging of the ignition capacitor (16) from the upstream intermediate storage capacitor (15) allowed (Fig. 2).

4. igniter according to claim 1, characterized in that the ignition means a capacitor (26) with a remanent polarizable dielectric (27) is connected upstream, which is only caused by a voltage surge of a certain minimum size Can be repolarized and only a current surge occurs when it is repolarized the ignition means (24) passes on (Fig. 3).

5. igniter according to claim 1 to 3, characterized characterized in that the core material is a ferrite with at least approximately rectangular The hysteresis curve is used, which before the installation or firing in the one current flow blocking remanence state is tilted.