Einrichtung zur Erzeugung eines elektrischen Impulses mit veränderlicher Zeitverzögerung, insbesondere zum elektrischen Tempieren -von Geschossen. Gegenstand der Erfindung ist eine Ein richtung zur Erzeugung eines elektrischen Impulses mit, veränderlicher Zeitverzögerung, insbesondere zum elektrischen Tempieren von Geschossen verschiedener Art, wie Gra naten, Bomben Minen, Torpedos usw., bei denen ein Stromstoss in einem gewissen ver änderlichen Zeitpunkt nach dem Abfeuern oder Abwerfen des Geschosses oder dergl. zu erzeugen ist, durch den das Geschoss zum Zerspringen gebracht wird.
Zur Herbeiführung der betreffenden Zeit verzögerung wurden Schaltungen nach Fig. 1 und 2 der beiliegenden Zeichnung vorgeschla gen. Die parallelgeschalteten Kondensatoren Cl und C.2 der Fig. 1 werden durch eine Spannungsquelle K mit.
Hilfe eines veränder lichen Widerstandes Z auf eine Spannung fr <B>.</B> tuf. -eladen. Zu einem gewissen Zeitpunkt werden der Aufla:destromkreis der Konden- satoren und der Kurzschlusszweig A-D-B der Gasentla.dungsröhre G beide bei D geöff net.
Hierdurch fängt der Kondensator C2 an, sich durch den Widerstand R zu entladen, während der Kondensator Cl seine Spannung aufrechterhält. Zwischen ,den Punkten A und B entsteht somit eine mit der Zeit wachsende Spannung, und wenn dieser Spannungsunter schied einen Wert erreicht, welcher der Zünd- spannung Yt der Gasentla.dungsröhre G gleich ist,
erfolgt eine Entladung des Kon densators Cl in einem Kreis durch die Röhre G, einen Glühfaden F und den Kondensator C2. Der Glühfaden F is.t in einen Zündsatz eingebettet, der durch den erzeugten Strom impuls entzündet wird.
Die Zeit von der Unterbrechung der Auf ladung bis zum Eintreten des Stromimpulses, das heisst die Tempierzeit wird durch die Aufladespannung V, die Zündspannung Vt ,der Gasentladungsröhre G, die Kapazität des Kondensators C.= und den Widerstand R be stimmt.
Fig. 2 zeigt eine andere bekannte Schal tung zur Erreichung einer ähnlichen Wir kung. In diesem Falle wird nur der Konden sator C, auf eine Spannung T' aufgeladen. Zu einem zewissen Zeitpunkt wird der Auf- mischen Funktion der Zündspannung T't und deir Aufladespannung Y proportional ist. Lange Zeiten werden durch Wahl grossar Werte für R und C erhalten.
Kurze Zeiten werden durch Wahl eines hohen Wertes für die Aufladespannung Y ,erhalten. Hieraus folgt, dass die kürzeste Tempierzeit bestimmt, für welche AufladespannunLr die Kondensa- ä. Die Entladungsröhren müssen alle gleiche Zündspannungen aufweisen.
4. Die Zündspannungen der Entladungs röhren müssen zu allen Zeitpunkten nach der Kalibrierung gleichen Wertes sein.
In den nachstehend beschriebenen Aus- führungsbeispi:elen der Einrichtung gemäss der Erfindung werden dieselben Elemente wie in Fig. 1 und 2 verwendet, jedoch in an derer Schaltung und unter Verwendung an derer Aufladungsart, wodurch die oben genannten Schwierigkeiten beseitigt werden.
Fig. 4 zeigt ein Beispiel einer Einrichtung nach der Erfindung. Der Kondensator Cl, der Zündkondensator, ist auf eine Spannung U aufgeladen, die höher .als die Zündspan- nung Yt der Gasentladungsröhre G ist, wäh rend der andere Kondensator C, der Tem- pierkondensator, auf eine Spannung Y auf geladen ist, diel der Spannung U entgegen gesetzt ist.
Zur Einleitung des Zeitverzöge- rungsintervalles werden die Aufladungen unterbrochen und das System sich selbst überlassen. Zu diesem Zeitpunkt ist die an die Ga_sentladungsröhre G wirkende Span nung gleich U-Z', und nach einer Entladung des Tempierkondensators über den Wider stand B während einer Zeit<I>t</I> liegt eine Span nung
EMI0003.0030
an der Gasentladungs- röhre G.
Wenn diese Spannung gleich Yt ist, erfolgt die Zündung der Röhre G, wobei eine Entladung des Zündkondensators in einem Kreis über die Gasentladungsröhre G, den Glühfaden F und den Kondensator C2 das, Geschoss zum Zerspringen bringt.
Die Tem- pierzeit wird somit durch folgende Gleichung bestimmt.:
EMI0003.0042
Wird<I>T</I> in Abhängigkeit von Y bei kon stanten Werten für die andern Grössen :der Gleichung (3) aufgezeichnet, erhält man eine Kurve nach Fig. 5, das heisst die Tempier- zeit T steigt mit der Aufladespannung V und ist von der Aufla.despannung Y weniger abhängig bei langen Zeiten als bei kurzen Zeiten.
Zur Erreichung einer bestimmten absoluten Zeitgenauigkeit ist somit die Span nung Y mit einer entsprechenden prozentua len Genauigkeit einzustellen.
Die Schaltung nach Fig. 4 wird besonders vorteilhaft, wenn die Aufladespannung U gleich Yt -i- a gewählt wird, wo a eine Kon stante ist. Hierbei erhält Gleichung (3) fol gende Fortn
EMI0003.0062
Aus dieser Gleichung ist zu ersehen, dass die Tempierzeit T von der Zündspannung Vt der Röhre G ganz unabhängig ist, das heisst falls das, Produkt ECz für die verschiedenen Tempiersätze gleichen Wertes ist, dann wer..
den identische Tempierkurven unabhängig von den Zündspannungen der Ga:sentladungs- röhren erhalten. Es ist ferner belanglos, ob sich die Zündspannung der Gasentladungs- röhre mit der Zeit ändert, vorausgesetzt, dass die Zündspannung bei der Aufladung und bei der nachherigen wirksamen Entladung, das: heisst während einer Zeitspanne von etwa 10 bis 15 Sekunden unverändert ist.
Hieraus folgt, dass eine verhältnismässig :langsame Änderung der Zündspannung erlaubt wer den kann.
Der Zündkondensator C, und der Tem- pierkondensator C- sollen nach den vorstehen den Angaben auf die Spannung U bezw. 1T aufgeladen werden und sind somit für diese Spannungen zu bemessen.
U ist nach Vor stehendem gleich TYt + c,. Ein üblicher Wert für Yt ist 200 Volt und für a 100 Volt, das heisst U = 200 + 100 = 300 Volt. Y kann nicht zu hoch gewählt werden, weil sonst eine Rückzündung der Gaisentladungsröhre er folgt, das heisst die Anode arbeitet als Ka thode bei der eintretenden Entladung der Röhre.
Diese Rückzündungspannung ist bei für die betreffende Anwendung geeigneten Röhren im allgemeinen annähernd gleich der Zündspannung 1't. Die Ma.ximalaufladespan- nung T' soll deshalb geringer als 2Ft -f- a, das heisst bei den obigen Werten für Ft und a geringer als 500 Volt sein. Ein geeigneter Wert ist 400 Volt.
Der Tempierkondensator C" muss somit etwa. 400 Volt und der Zünd kondensator Cl etwa 300 Volt vertragen, das heisst die Kondensatoren sind für einige Hunderte Volt zii benmesisen.
Bei den Schaltungen nach Fig. 1 und 2 ist es zur Erreichung von Tempierzeit.en von einigen Sekunden mit Einrichtungen, die mit einiger Genauigkeit Tempierzeiten von etwa 10 Sekunden ergeben können, erforderlich, Spannungen zu verwenden, die einige Tau sende Volt betzagen. Bei der neuen Einrieh- tung gemäss Fig. 4 ist somit die Raum beanspruchung wesentlich verringert und die erforderliche Isolation und Durchschlag sicherung können in beträchtlich einfaches,
Weise erreicht werden.
Fi<B>el</B> --. 6 zeibl eine Ausführungsform, f):--i der ein Beschleunigungsschalter .S vorgesehen ist, der beim Aufhören der Beschleunigung, das heisst nachdem die Granate die Geschütz mündung verlassen 11.1t, selbstttig -weblos. sen wird, so dass ein Zerspringen der Gra nate im Innern des Geschützrohres aus geschlossen ist.
Weiterre Sicherheitsmassnahmen, wie z. B. Kurzschliessung des Glühfadens des Zünders, Mittel zum Anschluss des Widerstandes an den Tempierkondensator usw. können falls erwünscht, vorgesehen werden.
Fig. 7 zeigt eine Ausführungsform einer Anordnung zur Aufladung des Zündkonden- sators Cl auf eine Spannung, die bleich der Summen der Zündspannung 1't der Gasentla- dungsröhre und einer konstanten Spannung a ist.
An die Gasentladungsröhre G liegt eine: kontinuierlich ansteigende Spannung, welche durch eine Batterie N in Reihe finit einem Kondensator C., erzeugt wird, der durch eine Batterie 0 über einen ZViderstaii < 1 L auf geladen wird.
Die Spannung der Batterie N soll hierbei vorteilhaft geringer als die nied rigste vorkommende Zündspannung und die Spannung der Batterie 0 mindestens so hoch sein, da,ss die Summe ihrer Spannung und der Batterie N grösser als die höchste vor kommende Zündspannung ist.
Wenn die Spannung (h- Kondensators einen derartigen Wert erreicht, dass die Summe seiner Span nung und die Spannung der Batterie N der Zündspannung Ft der Gasentladungsröhre G gleich ist, erfolgt Zündung in dieser Röhre und ein Strom fliesst durch diese Röhre und durch einen Schutzwiderstand X, der den Strom derart begrenzt, dass ein Erhitzen des Gliilifadens F nicht eintritt.
Dieser Strom beeinflusst, vorteilhaft nach Verstärkung durch einen Verstärker H ein Relais P, das gleicbaeitig die Aufladung bei p, und die Entladung bei p<B>,</B> unterbricht. Die Spannung zwischen den Punkten 4 und 5 wurde somit auf die Zündspannung der verwendeten Gas- entladuiigsröhre G selbsttätig eingestellt.
Zwischen den Punkten 4 und 5 liegt nun der Zündkondensator C, in Reihet mit einer Batte rie D7, deren Spannung gleich<I>a</I> ist. Wenn das Relais P die Aufladung und die Entla dung unterbricht, ist somit der Zündkonden- sator Cl auf eine Spannung U - Ft -k- a auf geladen.
Vorteilhaft wird der Zündkondensa- tor gleichzeitig von der Aufladevorrichtung getrennt, und zwar durch Öffnung des Auf- lader;tromkreises bei 1. Der Tempierkonden- sator C.> kann sodann zwischen den Punkten 2 und 3 auf die erwünschte Tempierspannung T' aufgeladen werden.
Die Tempierspannung T' kann manuell eingestellt oder einer Feuer- überwaehungseinrichtung entnommen wer den, welche die Tempierspannung mit Rück sicht auf die ballistischen Variablen selbst tätig einstellt.
In der Praxis empfiehlt es sich, den Zündkondensator C, der Granate unmittelbar vor der Einführung der Granate in das Pa tronenlager aufzuladen. Der Zündkondensa- tor soll hohe Zeitkonstante besitzen, damit er seine Spannung aufrechterhält.
Dem Term- pierkondensator C._ wird dagegen gerade im Patronenlagrr die erwünschte Tempierspan- mzag T' erteilt und die Aufladung dieses Kondensators soll bis zum Abfeuern erfol- gen, indem sich der Tempierkondensator sonst über den Widerstand R entladet.
Durch geeignerte Wahl der Grösse der Wi derstände X und L lässt sich die Entladung des Zündkondensators C, und des La,de- kondensators C3 dureh die Ga,sentladungs- röhre G während der Abfallzeit des. Relais P durch eine entsprechende Aufladung aus- gleichen. Wenn der Zündkondensator C,
der Granate aufgeladen und abgetrennt worden ist, wird der Ladekondensator C3 vorteilhaft kurz geschlossen, und die nächste Granate kann sodann aufgeladen werden usw.
Wie aus unserem Schweizer Patent Nr. 217500 ersichtlich, hat eine Gasentla- dungsröhre), in der während einer längern Zeit kein-ei Zündung erfolgt ist, eine verän derliche Zündspannung. Falls: die Gasentla- dungsröhre vorgezünd:et und von einem Strom beschränkter Stärke durchflossen wird, unmittelbar bevor die Zündspannung ge messen wird, dagegen eine beträchtlich kon stantere Zündspannung erhalten.
Vorteilhaft wird auch hier die Gasentla- dungsröhre ein- oder mehrmals vorgezündet und von einem Strom beschränkter Stärke durchflossen, unmittelbar bevor die end gültige Zündspannung nach Fig. 7 beschrie ben gemessen und der Zündkondensator Cl aufgeladen wird.
Eine derartige Vorzündung kann vorteilhaft in einer oder mehreren Stel lungen des: Geschosses, durch eine Gleich- stromquelle mit geeignetem Vorschaltwider- stand erfolgen, unmittelbar bevor das Ge- schoss in die Zündkondensatoraufladestellung gelangt ist.
Es ist zu bemerken, dass bei einer Ein richtung nach Fig. 7 eine Änderung der Zündspannung der Gasentladungsröhre er laubt werden kann, falls nur die Zündspan nung bei der da.rauffolgenden wirksamen Entladung übereinstimmt. Dies bedeutet wesentliche Vorteile gegenüber den Schaltun gen nach Fig. 1 und 2, bei denen es zur Auf rechterhaltung der Kalibrierung erforderlich ist, dass die Zündspannung zu allen Zeit punkten konstant ist.
Bei der Einrichtung nach Fig. 7 ist eine Kalihrleirung nicht not- wendig, da alle Gasentladungsröhren gleiche Tempierkurven unabhängig von der Zünd- spannung ergeben.
Falls die Zusatzspannung a veränderlich gemacht wird, kann die Tempierkurve belie big geändert werden. Hierdurch kann die Zeitempfindlichkeit geändert und der Ent fernung des Ziels angepasst werden.
Obgleich die Anwendung der Einrichtung nach der Erfindung zum elektrischen Tern- pieren von Artilleriegeschossen vorstehend beschrieben ist, kann sie auch für andere Zwecke verwendet werden, wie z. B. zur Messung von Spannungen, Kapazitäten, Wi derständen, Zeitkonstanten, Zeitspannen usw.