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Verfahren und Vorrichtung zur Tempierung elektrischer Geschosszünder.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Tempierung elektrischer Geschosszeitzünder nach Patent
Nr. 110074, bei denen die Entladeenergie elektrischer Kondensatoren zur Entzündung des Zündsatzes verwendet wird. Es ist schon vorgeschlagen worden, derartige elektrische Zünder durch Veränderung der Verhältnisse des Entladestromes des stets auf gleiche Spannung aufgeladenen Zünderkondensators zu tempieren, wozu in den über ein Zündmittel gelegten Entladestromkreis des Kondensators ein regel- barer hochohmiger Widerstand eingeschaltet ist, so dass je nach der eingestellten Widerstandsgrösse der
Kondensator sich rascher oder langsamer über das Zündmittel entlädt und somit ein früherer oder späterer
Zündzeitpunkt erzielt wird.
Bei dem Verfahren nach der Erfindung erfolgt die Einstellung verschiedener Zündzeitpunkte durch Veränderung der Aufladeverhältnisse des Kondensators, d. h. durch verschiedene Bemessung der dem Kondensator aufgedrückten Ladespannung. Durch Vergrössern der Ladespannung wird eine raschere
Entladung des Kondensators und damit ein früherer Zündzeitpunkt, durch Verkleinern der Ladespannung eine langsamere Entladung und damit ein späterer Zündzeitpunkt bewirkt.
In Ausübung dieses Verfahrens wird in den den Zünderkondensator speisenden Stromkreis einer
Stromquelle, die in bekannter Weise entweder mit dem Geschoss fest verbunden oder von diesem getrennt ist, ein Spannungsumformer eingeschaltet, oder bei Verwendung von Generatoren als Stromquelle werden diese selbst durch Regelvorrichtungen bekannter Art an ihnen zur Erzeugung verschiedener Spannungen geeignet gemacht. So kann z. B. bei Verwendung einer mit dem Geschoss verbundenen Stromquelle, die aus einem in einer Induktionsspule verschieblichen permanenten Magneten besteht, entweder durch eine Bremsvorrichtung die Relativgeschwindigkeit des Magneten durch die Spule oder durch eine Regelvorrichtung die Windungszahl der Induktionsspule und damit die Spannung des erzeugten Stromes veränderlich einstellbar gemacht sein.
In Verbindung mit der Massnahme, den Zünderkondensator von einer vom Geschoss getrennten Stromquelle aus aufzuladen, erweist sich das Tempierungsverfahren nach der Erfindung als besonders vorteilhaft zur Erzielung eines einfachen Aufbaues des Zünders und einer einfachen Tempierungsmög- lichkeit. Dabei enthält der Zünder selbst nur einen Kondensator und einen hochohmigen, konstanten Widerstand oder eine Kombination mehrerer Kondensatoren als Energiespeicher und das Zündmittel einen Funken-oder einen Brückenglühzünder. Einstellvorrichtungen zur Tempierung am Zünder selbst oder sonstwie am Geschosse kommen in Wegfall.
Die Einstellung der Zündzeitpunkte wird an dem vom Geschoss getrennten Zünderaufladeapparat durch geeignetes Abstimmen der Aufladespannung vorgenommen, und die Tempierung der Zünder erfolgt selbsttätig bei und durch das Aufladen. Werden die Anschlusskontakte des Aufladeapparates für den Zünder im Geschütz selbst, also entweder im Geschützrohr oder dem Verschluss, angeordnet, so dass das Aufladen und damit zugleich das Tempieren des Zünders nach dem Einführen des Geschosses in das Rohr kurz vor oder unmittelbar beim Abschuss durch Betätigen der Abfeuerungsvorrichtung erfolgt, so erfordert das Tempieren einer Reihe nacheinander abzufeuernder Geschosse auf gleiche Sprengzeitpunkte keine besondere, zeitraubende Massnahme.
Damit wird die Schussfolge erheblich gesteigert, und ein Einstellen des Zünders auf einen andern Zündzeitpunkt kann in einfacher Weise vorgenommen werden, selbst wenn sich das Geschoss schon in der Schusslage im Rohr befindet.
*) Erstes Zusatzpatent Nr. 112394.
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Die Zeichnung veranschaulicht in den Fig. 1, 2 und 4 die Schaltbilder verschiedener Ausführungsformen von Zündern, die zur Ausübung des Tempierungsverfahrens nach der Erfindung geeignet sind ; Fig. 3 gibt die Spannung-Zeit-Schaubilder der Kondensatoren eines Zünders nach Fig. 2 bei verschiedenen Ladespannungen an.
Bei sämtlichen gezeichneten Ausführungsbeispielen werden die Zünder von einer vom Geschoss getrennten, hier nicht gezeichneten Stromquelle aus aufgeladen, die eine Spannung von einer innerhalb zweier Grenzen beliebig einstellbaren Grösse abzugeben vermag.
Der Zünder nach Fig. 1 enthält als Energiespeicher einen Kondensator a, dessen beide Belegungen a1 und az über einen hochohmigen Widerstand b und ein Zündmittel c miteinander verbunden sind. Das Zündmittel c ist ein Brückenglühzünder mit einem in einem Zündsatz eingebetteten Heizdraht, der bei Stromfluss durch ihn erwärmt wird und sodann die ihn umgebende Zündmasse bis zur Entzündungstemperatur aufheizt.
Aussen am Geschossmantel sind zwei gegen die Geschosswandung isolierte, an die Pole d1 und dz einer Stromquelle anschliessbare Kontakte a, und a4 angebracht, die zweckmässig ringförmig rund um den Geschossmantel verlaufen und die durch Leitungen mit den beiden Belegungen al und < : s des Kondensators a verbunden sind.
Je nachdem der Kondensator a mit einem Strom höherer oder niederer Spannung aufgeladen ist, fliesst über das Zündmittel c ein Strom von grösserer oder geringerer Stärke, und der Heizdraht des Zündmittels c wird nach kürzerer oder längerer Zeit auf die zur Entzündung der Zündmasse erforderliche Temperatur aufgeheizt. Der hochohmig Widerstand b dient grundsätzlich dazu, die Entladung des
Kondensators auf eine gewisse Zeitspanne auszudehnen ; da er konstant ist, so ist die in der Zeiteinheit im Heizdraht des Zündmittels erzeugte Wärme nach dem Joulesehen Gesetz proportional dem Quadrat der dem Kondensator a aufgedruckten Ladespannung.
Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 setzt ein Stromfluss vom Kondensator a über das Zündmittel e
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Leitung dl, dz zur Stromquelle ein. Deshalb hat das Abfeuern des Geschosses zwangläufig in Abhängig- keit vom Aufladen des Zünderkondensators, das Aufladen selbst also kurz vor oder beim Abschuss im
Rohr zu erfolgen. Um den Zünder gegebenenfalls in einem besonderen, vom Geschütz getrennten Apparat aufladen zu können, wird nach einer andern, hier nicht gezeichneten Ausführungsform in den über das
Zündmittel c führenden Entladestromkreis des Kondensators a ein normalerweise offener Schliesskontakt eingeschaltet, der in Ausbildung als Trägheitskontakt erst beim Abfeuern des Geschosses selbsttätig geschlossen wird.
Bei dem Zünder nach Fig. 1 kann als Zündmittel lediglich ein Brückenglühzünder mit Heizdraht verwendet werden. Ausserdem lassen sich bei der nicht besonders hohen Kapazität des Zünderkonden- sators weiter hinausliegende Zündzeitpunkte nicht erzielen, da sich sodann die Wärmeableitung im Zünd- satz zu nachteilig bemerkbar macht und die Temperatur des Heizdrahtes überhaupt nicht mehr auf die zur Entzündung erforderliche Grösse gebracht wird.
Diese Nachteile schaltet ein Zünder mit dem Schaltbild nach Fig. 2 aus. Der Zünder enthält zwei
Kondensatoren e und f, die auf gleiche Spannung aufgeladen werden. Die gleichnamigen Pole ei und fi der beiden Kondensatoren sind über eine Funkenstrecke g und ein Zündmittel h (einen Funken-oder Brückenglühzünder) miteinander verbunden. Ausserdem ist der eine Kondensator e über einen hoch- ohmigen Widerstand i geschlossen. Die in den Zündstromkreis eingeschaltete Funkenstrecke g besitzt für Ströme unterhalb ihrer Überschlagspannung einen praktisch unendlich grossen Widerstand, d. h., erst bei einer Spannung von solcher Grösse, dass die Funkenstrecke mit Funkenbildung durchschlagen wird, tritt ein Stromfluss über die Funkenstrecke und damit über das Zündmittel ein.
An Stelle der Funken- streeke g kann auch ein anderes, ähnlich wirkendes elektrisches Zeitrelais mit dem Zündmittel in Reihe geschaltet sein, so beispielsweise eine Glimmstreeke, bei der die Elektroden in einem Vakuum oder in einem Gasraum untergebracht sind.
Nach dem Aufladen der Kondensatoren e und f und Abnehmen der Anschlusskontakte von den Polen der Stromquelle entlädt sich der eine Kondensator e über den Widerstand i. Dadurch wächst zwischen den Belägen e, und fi der beiden Kondensatoren eine Spannung an, die bei einer bestimmten
Grösse die Funkenstrecke g durchschlägt. Durch den hiebei über das Zündmittel A einsetzenden Strom- fluss wird der Zündsatz im Zündmittel zur Entzündung gebracht, was weiterhin in bekannter Weise die
Entzündung der Geschosssprengladung bewirkt.
Die dem Zündmittel h vorgeschaltete Funkenstrecke g dient gewissermassen als selbsttätiger Schalter, der erst bei einer ganz bestimmten Spannung zwischen i den Belägen e1 und fi der beiden Kondensatoren durchschlagen wird und als elektrisches Relais vorher jeden Stromfluss über das Zündmittel h und eine Entladung des Kondensators f verhindert. Ist das Zünd- mittel hein Funkenzünder, der unterhalb der Zündspannung einen praktisch unendlich grossen Wider- stand besitzt, so kann die Funkenstrecke g weggelassen sein.
Je nachdem die beiden Kondensatoren e und f auf höhere oder niedere Spannung aufgeladen sind, ) entlädt sich der eine Kondensator e über denkonstantenWiderstandrascher oderlangsamer, undzwischen den Belägungen el und/ wächst die zum Durchschlagen der Funkenstrecke g und zur Erzeugung eines
Stromflusses durch das Zündmittel h erforderliche Spannung nach kürzerer oder längerer Zeit an.
Diese
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Entladevorgänge sind für verschiedene Aufladespannungen in den Spannung-Zeit-Schaubildern nach Fig. 3 dargestellt. Ri, R"R, sind die Spannung-Zeit-Kurven des einen Kondensators f (Eigenent-
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ladespannungen Ei, Es, Bs. Bei der grössten Aufladespannung E1 wird die zwischen den beiden Kondensatoren erforderliche Überschlagspannung Ef der Funkenstrecke g nach der Zeit tl, bei der geringeren Aufladespannung E2 nach der grösseren Zeit t2 usf. erreicht. Bei einer geringeren Ladespannung geht die Entladung des einen Kondensators e über den hochohmigen Widerstand I nicht so rasch vonstatten.
Durch Vergrössern der Ladespannung können also frühere, durch Verkleinern spätere Zündzeitpunkte eingestellt und erzielt werden. Die Entzündung des Zündsatzes erfolgt unmittelbar bei dem über das Zündmittel h im Augenblick des Überspringens eines Funkens in der Funkenstrecke g einsetzenden Stromfluss.
Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 4, dessen Schaltbild dem Zünder nach Fig. 2 entspricht, ist der hochohmig Widerstand I, über den sich der eine Kondensator e entlädt, als Regelwiderstand ausgebildet.
Zunächst kann der Widerstand i nur innerhalb geringer Grenzen regelbar gemacht sein. Er dient sodann zur Justierung des Zünders bei der Herstellung. Er wird nach der Montage bei der Prüfung des Zünders so eingestellt, dass bei einer festgesetzten Ladespannung die Überschlagspannung für die Funkenstrecke g nach einer genau festgesetzten Zeit erreicht wird. Dadurch können bei der Fabrikation eingetretene Ungleichmässigkeiten der Kondensatoren, der Funkenstrecke usw. ausgeglichen werden. Verschiedenheiten des Zündmittels sind bei dieser Schaltung ohne Einfluss auf den Zündzeitpunkt.
Der Widerstand i kann aber auch innerhalb grösserer Grenzen regelbar gemacht sein. Zweckmässig wird er sodann in einem drehbaren Ringe nach Art der bei Brennzündern üblichen Satzringe untergebracht. Im Verein mit einer Stromquelle, die einen Strom von beliebig einstellbarer Spannung abzugeben vermag, ist damit eine Zündeinrichtung geschaffen, bei der verschiedene Zündzeitpunkte entweder allein durch verschiedene Bemessung der Aufladespannung für die Kondensatoren oder allein durch bestimmte Veränderung der Entladezeit des einen Kondensators e, oder durch gleichzeitige Änderung der Aufladespannung für die Kondensatoren e und f und der Entladezeit des Kondensators e eingestellt werden können.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Tempierung elektrischer Zeitzünder für Geschosse nach Patent Nr. 110074, bei denen die Entladeenergie elektrischer Kondensatoren zur Entzündung des Zündsatzes verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellung verschiedener Zündzeitpunkte durch verschiedene Bemessung der dem (den) Kondensator (en) aufgedruckten Ladespannung erfolgt, indem durch Vergrössern der Ladespannung eine raschere Entladung des Kondensators und damit ein früherer Zündzeitpunkt, durch Verkleinern der Ladespannung eine langsamere Entladung und damit ein späterer Zündzeitpunkt bewirkt wird.