CH627267A5

CH627267A5 - Adjustable optoelectronic fuze

Info

Publication number: CH627267A5
Application number: CH348778A
Authority: CH
Inventors: Rudolf Aurich
Original assignee: Diehl Fa
Priority date: 1977-04-02
Filing date: 1978-03-31
Publication date: 1981-12-31
Also published as: NO143715B; DE2714766A1; GB1584139A; SE418118B; DE2714766C3; NL7802593A; NO143715C; IL54384A; DE2714766B2; NO780874L; SE7803447L

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen justierbaren optoelek- 50 schraubbar sind. Durch entsprechendes Verdrehen und Neigen tronischen Zünder, in dessen Kopf nebeneinander die optischen der Kugelkörper lässt sich der Schnittpunkt der optischen Ach-Systeme einer Richtstrahlensendeanordnung und einer mit ei- sen des Senders und des Empfängers, d.h. der Abstand vor dem nem Strahlungsempfänger versehenen Richtstrahlenempfänger- Zünderkopf, an dem sich bei Annäherung an die Zielfläche der anordnung angeordnet sind, deren Strahlungskegel so einstell- Strahlenkegel des Senders mit der Erfassungsfläche des Emp-bar sind, dass sie sich in einem Sollabstand vor dem Zünderkopf 55 fängers deckt und ein Empfangsimpuls entsteht, leicht auf die kreuzen. gewünschte Entfernung bzw. Restflugzeit einjustieren. The invention relates to an adjustable optoelek 50 are screwable. By correspondingly twisting and tilting the tronic igniter, in the head of which the optical spherical bodies lie side by side, the intersection of the optical axis systems of a directional beam transmitter arrangement and one with iron of the transmitter and the receiver, i.e. the distance in front of the nem radiation receiver provided directional receiver head, on which are arranged when approaching the target surface of the arrangement, the radiation cones of which are so adjusted - the radiation cone of the transmitter with the detection surface of the Emp-bar that they are at a desired distance in front of the ignition head 55 covers and a receive pulse arises, lightly on the crosses. Adjust the desired distance or remaining flight time.

Durch die US-PS 3 661 459 ist ein optoelektronischer Ab- Einzelheiten der Erfindung gehen aus der Beschreibung ei- US Pat. No. 3,661,459 discloses an optoelectronic device. Details of the invention can be found in the description of a

standssensor, der optische Impulse im Takte eines Impulsgene- nes Prinzipschemas sowie zweier Ausführungsbeispiele hervor, rators gerichtet abstrahlt und der von einer Oberfläche zurück- Es zeigen : level sensor, which emits optical impulses in time with a pulse genes principle scheme as well as two exemplary embodiments, radiates in a directional manner and which reflects back from a surface.

gestreute Anteile dieser optischen Impulse in einem auf den 60 Fig. 1 eine Prinzipskizze eines optoelektronischen Zünders Auftreffpunkt des Sendeimpulses auf der Oberfläche ausgerich- in einer Seitenansicht, Scattered portions of these optical impulses in a side view aligned with the schematic of an optoelectronic detonator.

teten Empfangsglied aufnimmt und zur Abgabe eines Auslösesi- Fig. 2 den Aufbau des optoelektronischen Sensorteils des gnals in einer Kontrollschaltung auswertet, bereits bekannt. Zünders nach Fig. 1 in vereinfachter Darstellung, takes receiving element and to emit a trigger. Fig. 2 evaluates the structure of the optoelectronic sensor part of the signal in a control circuit, already known. 1 in simplified representation,

Diese Einrichtung ist dazu bestimmt, bei Annäherung eines Fig. 3 den optischen Aufbau des Zünders nach Fig. 1 und 2, This device is intended, when approaching FIG. 3, the optical structure of the igniter according to FIGS. 1 and 2,

Fahrzeugs an ein Hindernis ein Signal auszulösen bzw. einen 65 Fig. 3a eine Detailansicht des Sende- und Empfangsteils des Aufprall durch andere geeignete Mittel zu verhindern. Zünders vor der Grob-Justierung, To trigger a signal to an obstacle or to prevent a detailed view of the transmitting and receiving part of the impact by other suitable means. Zünders before the rough adjustment,

Es wurde bereits vorgeschlagen, solche bzw. ähnliche An- Fig. 3b eine Detailansicht entsprechend Fig. 3a 5 nach der It has already been suggested that such or similar FIG. 3b shows a detailed view corresponding to FIG

Ordnungen zur Aktivierung eines Zünders von Geschossen bzw. Einrichtung und Grob-Justierung, Regulations for activating a detonator of projectiles or equipment and rough adjustment,

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Fig. 4 einen Längsschnitt durch einen optoelektronischen Zünder mit einer Justiereinrichtung gemäss Fig. 3 bzw. 3a und 3b, und 4 shows a longitudinal section through an optoelectronic igniter with an adjusting device according to FIGS. 3 or 3a and 3b, and

Fig. 5 eine andere Ausführung der Justiereinrichtung eines optoelektronischen Zünders in einem Teillängsschnitt, vergrös-sert. 5 shows another embodiment of the adjustment device of an optoelectronic igniter in a partial longitudinal section, enlarged.

Nach Fig. 1 weist ein Zünder 1 kopfseitig nebeneinander zwei Linsen 2 und 3 auf, von denen die eine einer Strhalungs-quelle, die andere einem Strahlungsempfänger zugeordnet ist. Uber diese Linsen 2,3 werden optische Strahlen, deren Strahlenkegel 4,5 sich in einem vorgegebenen bzw. voreinstellbaren Abstand vor dem Kopf des Zünders 1 kreuzen, gebündelt. Nähert sich ein Zünder 1 besagter Art einer Zielfläche 6, so fängt die Linse 3 das von einer Strahlungsquelle über die Linse 2 ausgesandte, von der Zielfläche 6 reflektierte Licht auf, sobald sich die Kegelflächen der beiden Strahlenkegel 4,5 auf der Zielfläche 6 treffen. Der Rückimpuls beginnt in dem in Fig. 1 dargestellten Augenblick und erreicht sein Maximum, wenn sich die Kegelflächen voll decken. According to FIG. 1, an igniter 1 has two lenses 2 and 3 on the head side, one of which is assigned to a radiation source, the other to a radiation receiver. Optical rays whose cones of rays 4,5 intersect at a predefined or presettable distance in front of the head of the detonator 1 are bundled via these lenses 2, 3. If an igniter 1 of said type approaches a target surface 6, the lens 3 collects the light emitted by a radiation source via the lens 2 and reflected by the target surface 6 as soon as the conical surfaces of the two beam cones 4, 5 meet on the target surface 6. The back pulse begins at the moment shown in Fig. 1 and reaches its maximum when the conical surfaces fully coincide.

Als Strahlensender dient gemäss Fig. 2 eine Luminiszenz-diode 7 oder dergl., deren Strahlung in üblicher Weise, z. B. impulsgesteuert bzw. gewobbelt elektronisch steuerbar ist. Diese Luminiszenzdiode 7 ist vornehmlich als kleinflächiges bzw. punktförmiges Kristallplättchen ausgebildet, dessen Strahlung durch die Linse 2 entsprechend Fig. 1 in einem bestimmten Winkel nach vorn ausgesandt wird. Als Strahlungsempfänger 8 dient, wie Fig. 2 weiterhin zeigt, eine Photodiode oder ein Phototransistor, der beim Einfallen einer Strahlung durch die Linse 3 anspricht und einen entsprechenden elektrischen Impuls abgibt. Die Art der Kennung der Impulse soll hier nicht näher erläutert werden. 2, a luminance diode 7 or the like. The radiation in the usual way, for. B. pulse-controlled or wobbled electronically controllable. This luminescent diode 7 is primarily designed as a small-area or point-shaped crystal plate, the radiation of which is emitted forward by the lens 2 according to FIG. 1 at a certain angle. As further shown in FIG. 2, the radiation receiver 8 is a photodiode or a phototransistor, which responds to radiation 3 through the lens 3 and emits a corresponding electrical pulse. The type of identification of the pulses will not be explained in more detail here.

Um bei parallel liegenden optischen Achsen der Linsen 2,3 ein Kreuzen der Strahlenkegel 4,5 zu erreichen, sind gemäss Fig. 3 die Kristalle des Strahlensenders 7 und des Strahlungsempfängers 8 in entsprechendem Abstand f hinter den Linsen 2, 3 ausserhalb optischer Achsen a und b der Linsen 2,3 angeordnet. Das Mass der seitlichen Verschiebung des Strahlensenders 7 von der Achse a, z. B. um einen Betrag c bzw. des Strahlungsempfängers 8 von der Achse b, z. B. um einen Betrag d bestimmt den Neigungswinkel der Strahlenkegel 4,5 bzw. ihrer Strahlenachsen 4', 5' und damit einen Abstand e einer Uber-schneidungszone 9. In order to achieve a crossing of the beam cones 4, 5 in the case of optical axes of the lenses 2, 3, the crystals of the radiation transmitter 7 and the radiation receiver 8 are at a corresponding distance f behind the lenses 2, 3 outside the optical axes a and b of the lenses 2, 3 arranged. The amount of lateral displacement of the radiation transmitter 7 from the axis a, z. B. by an amount c or the radiation receiver 8 from the axis b, z. B. by an amount d determines the angle of inclination of the beam cones 4, 5 or their beam axes 4 ', 5' and thus a distance e of an overlap zone 9.

Der Strahlensender 7 und der Strahlungsempfänger 8 befinden sich auf je einem Trägerplättchen 10,11 und sind auf diesem beispielsweise radial verschiebbar angeordnet. Die Trägerplättchen 10,11 sind ferner um die jeweilige optische Achse a bzw. b der Linsen 2,3 drehbar. The radiation transmitter 7 and the radiation receiver 8 are each on a carrier plate 10, 11 and are arranged on it, for example, in a radially displaceable manner. The carrier plates 10, 11 can also be rotated about the respective optical axis a or b of the lenses 2, 3.

Die Art der Befestigung besagter Kristalle des Strahlensenders 7 und des Strahlungsempfängers 8 auf den Trägerplättchen 10 bzw. 11, sowie die Art der Justierung veranschaulichen die Fig. 3a und 3b. Dabei sind die Kristalle, wie ersichtlich ist, auf je einem Schieber 12,13 befestigt, der auf dem Trägerplättchen 10 bzw. 11 in Richtung eines Pfeiles g, h in einen bestimmten Abstand c, d von der jeweiligen Achse a, b verrückbar ist. Eine etwas aussermittige Befestigung des jeweiligen Sender- bzw. Empfänger-Kristalls 7 bzw. 8, welche beispielsweise durch Aufkleben erfolgt, kann durch mehr oder minder starkes Verdrehen der Trägerplättchen 10,11 in Richtung von Pfeilen i, k um die Achse a bzw. b ausgeglichen werden. Mit 14 sind Zuleitungen zum Strahlensender 7, mit 15 zum Strahlenempfänger 8 versinnbildlicht. The type of attachment of said crystals of the radiation transmitter 7 and of the radiation receiver 8 to the carrier plates 10 and 11, as well as the type of adjustment are illustrated in FIGS. 3a and 3b. As can be seen, the crystals are each attached to a slide 12, 13, which can be displaced on the carrier plate 10 or 11 in the direction of an arrow g, h at a specific distance c, d from the respective axis a, b. A somewhat eccentric attachment of the respective transmitter or receiver crystal 7 or 8, which is done, for example, by gluing, can be done by rotating the carrier plates 10, 11 more or less in the direction of arrows i, k about the axes a and b be balanced. With 14 leads to the radiation transmitter 7, with 15 to the radiation receiver 8 are symbolized.

Während Fig. 3a die Trägerplättchen 10,11 noch in ihrer nichtjustierten Stellung zeigt, veranschaulicht Fig. 3b deren Stellung nach der Justierung, d. h. der Stellung, wie sie auch der Anordnung nach Fig. 3 entspricht. Dabei sind einerseits die Schieber 12,13 so weit in Richtung der Pfeile g, h (Fig. 3b) 5 radial zu den Achsen a, b versetzt und die Trägerplättchen 10, 11 andererseits um die Achsen a, b so weit verdreht, dass sich die Strahlenkegel 4,5 im Sollabstand kreuzen. 3a shows the carrier plates 10, 11 still in their non-adjusted position, FIG. 3b illustrates their position after the adjustment, i. H. the position as it corresponds to the arrangement of FIG. 3. On the one hand, the slides 12, 13 are offset so far in the direction of the arrows g, h (FIG. 3b) 5 radially to the axes a, b, and on the other hand the carrier plates 10, 11 are rotated about the axes a, b to such an extent that cross the ray cones 4.5 at the desired distance.

Diese Einstellbarkeit des Strahlensenders 7 sowie des Strahlungsempfängers 8, wie sie in den Figuren 3,3a, 3b veranschau-io licht ist, stellt ein grundsätzliches Lösungsbeispiel dar, mit dem vornehmlich die Grundeinstellung von Sender und Empfänger innerhalb der optischen Systeme bewirkt werden kann. This adjustability of the radiation transmitter 7 and of the radiation receiver 8, as is illustrated in FIGS. 3, 3a, 3b, represents a basic example of a solution with which primarily the basic setting of transmitter and receiver can be brought about within the optical systems.

Um nach erfolgter Montage dieser Bauelemente im Kopf des Zünders 1 noch eine genaue Justierung vornehmen und 15 durch Abstandsfehler, Ungenauigkeit der Kristalle u. dgl. hervorgerufene Abweichungen ausgleichen zu können, sind gemäss Fig. 4 der Strahlensender 7 und der Strahlungsempfänger 8 bzw. deren Trägerplättchen 10 (11), und zwar senkrecht zur optischen Achse, in je einen Kugelkörper 16,17 eingebaut. Diese 20 Kugelkörper 16,17 sind um ihre eigene Achsen drehbar und in Richtung einer Mittelachse m (Fig. 3, Fig. 4) des Zünders 1 neigbar in je einer Kugelpfanne 18,19 gelagert. Zur Justierung selbst sind die Kugelkörper 16,17 mit einem rückwärtigen Ansatz 20,21 versehen, auf den eine Justierhandhabe 26, z. B. in 25 Form eines Rohres bzw. Steckschlüssels aufschraub- bzw. aufsteckbar ist. Über diese Justiermöglichkeit lässt sich bei bereits in den Kopf des Zünders 1 eingebautem Strahlensender 7 und Strahlungsempfänger 8 der Soll-, d. h. der Ansprech-Abstand e (Fig. 3) genau einstellen. To make an exact adjustment after assembly of these components in the head of the igniter 1 and 15 due to distance errors, inaccuracy of the crystals and. 4, the radiation transmitter 7 and the radiation receiver 8 or their carrier plate 10 (11) are installed, each perpendicular to the optical axis, in a spherical body 16, 17. These 20 spherical bodies 16, 17 can be rotated about their own axes and can be tilted in the direction of a central axis m (FIGS. 3, 4) of the igniter 1 in a ball socket 18, 19 each. For adjustment itself, the spherical bodies 16, 17 are provided with a rear extension 20, 21 on which an adjustment handle 26, for. B. 25 in the form of a tube or socket wrench. This adjustment option allows the setpoint, ie., The radiation transmitter 7 and radiation receiver 8 already installed in the head of the igniter 1. H. set the response distance e (Fig. 3) exactly.

30 30th

Zum Festspannen der Kugelkörper 16,17 in den Kugelpfannen 18,19 dient bei der Lösung nach Fig. 4 eine etwa zylindrische, zum Kugelkörper 16 bzw. 17 hin mit einer der Kugelpfanne 18 bzw. 19 entsprechenden Ausnehmung versehe-35 ne Andruckhülse 22,23, welche durch je eine Ringverschrau-bung 24,25 im Kopf des Zünders 1 festspannbar ist. Mit diesen Ringverschraubungen 24,25 erfolgt gleichzeitig die Befestigung der Linse 2 bzw. 3. Wie die Fig. 4 zeigt, weist jedes in den Kugelkörper 16 bzw. 17 eingebaute Sender- bzw. Empfänger-40 System noch eine gesonderte Linse 27,28 auf. In the solution according to FIG. 4, an approximately cylindrical, for the spherical body 16 or 17 with a recess corresponding to the spherical socket 18 or 19 is used to clamp the spherical bodies 16, 17 in the spherical sockets 18, 19 , which can be clamped in the head of the igniter 1 by a ring screw connection 24, 25. With these ring screw connections 24, 25, the lens 2 or 3 is attached at the same time. As FIG. 4 shows, each transmitter or receiver 40 system installed in the spherical body 16 or 17 also has a separate lens 27, 28 .

Eine andere Lösung der Festklemmung zeigt die Fig. 5. Bei dieser ist die Linse 2 mittels einer Ringverschraubung 29 direkt im Kopf des Zünders 1 befestigt, während der Kugelkörper 16, davon unabhängig, in einer Kugelpfanne liegt. Nach dem Justie-45 ren ist der Kugelkörper 16 mittels einer Klemmbrücke 31 festspannbar, die mit einer der Kugelpfanne 30 entsprechenden Gegenausnehmung 32 versehen ist. Zum Festspannen dienen Schrauben 33,34. Alle übrigen Teile entsprechen denen der vorhergehenden Figuren. Another solution to the clamping is shown in FIG. 5. In this case, the lens 2 is fastened directly in the head of the igniter 1 by means of a ring screw connection 29, while the spherical body 16, independently of it, lies in a ball socket. After the Justie-45 ren the spherical body 16 can be clamped by means of a clamping bridge 31 which is provided with a counter recess 32 corresponding to the ball socket 30. Screws 33, 34 are used for clamping. All other parts correspond to those of the previous figures.

50 Die Justierung geht folgendennassen vor sich: 50 The adjustment is wet as follows:

Zunächst werden die mit den Trägerplättchen und dem darauf exzentrisch angeordneten Strahlensender bzw. -empfän-ger versehenen Kugelkörper so weit verdreht, bis der Senderund der Empfänger-Kristall, ausserhalb der jeweiligen Dreh-55 achse der Kugelkörper, sich auf einer durch die beiden Achsen verlaufenden Gerade befinden. Hierauf werden die Kugelkörper zu- oder voneinander geneigt, bis sich die Strahlungskegel von Sender und Empfänger im Sollabstand vor dem Kopf des Zünders kreuzen. First, the spherical bodies provided with the carrier plates and the eccentrically arranged radiation transmitter or receiver are rotated until the transmitter and the receiver crystal, outside the respective axis of rotation of the spherical bodies, run on a axis extending through the two axes Are currently. The spherical bodies are then inclined towards or from one another until the radiation cones from the transmitter and receiver cross at the desired distance in front of the head of the detonator.

60 Anschliessend werden die Kugelkörper mittels der Ringverschraubungen, welche die Andruckhülsen gegen die Kugelkörper pressen, bzw. mittels der Klemmbrücke festgespannt. 60 The spherical bodies are then tightened by means of the ring screw connections, which press the pressure sleeves against the spherical bodies, or by means of the clamping bridge.

C C.

2 Blatt Zeichnungen 2 sheets of drawings

Claims

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CLAIMS to use bombs that are at a certain distance

1.Adjustable optoelectronic detonator, in the head of which should be detonated in front of the target, the optical systems of a directional radiation emitter next to each other - as opposed to stationary systems and those in arrangement and one equipped with a radiation receiver - motor vehicles or the like, not just the room , which are arranged for this, the directional beam receiver arrangement, the arrangement of which is available in the head of an igniter, but the radiation cones can be adjusted so that the emission power of the transmitter is very low in a predetermined variation, it was in front of the igniter head cross, characterized, necessary not only to narrowly bundle the cones of rays, but also to adjust a small-area luminescent diode as a luminescent diode, and above all carefully to the desired distance. Radiation transmitter (7) and as a light-sensitive element, the object of the invention is to create an adjustable optoelectrically formed, likewise small-area radiation receiver (8) on 10 tronic detonators, in which it is attached with simple means to each slider (12, 13) which is transversely adjustable, the beam cone of the directional beam transmitter and the bar on a disc-shaped carrier plate (10, 11) is arranged on a common surface in front of the detonator head, which in turn is rotatable about its axis (a, b) . align and after adjustment the members

2. Detonator according to claim 1, characterized in that fix. Specifically, first a rough pre-adjustment of the carrier plate (10) 15 provided with the radiation transmitter (7) and then a fine readjustment should be carried out and the carrier plate provided with the radiation receiver (8) should be able to, whereby the adjustment processes mainly directly on (11) in a spherical body (16, 17) should then run perpendicular to each other. Finally, the axis (a, b) should be installed centrally, and it should be ensured that the adjustment made can be rotated about this axis (a, b) even with the gel body (16, 17) and is subjected to the toughest loads cannot adjust itself.

The solution to this problem is characterized in that the ball socket (18, 19) is mounted and after the adjustment in it that a small-area surface designed as a luminescent diode can be tightened. Radiation transmitter and which is designed as a light-sensitive element

3. Detonator according to claim 2, characterized in that detete also small-area radiation receivers on one each of the spherical bodies (16, 17) with rear attachments (20, 21) are fastened in sliders, which can be adjusted transversely on one of the form of plug-in fits Actuator-25 disc-shaped carrier plate is arranged, which have (26). is rotatable on its central axis.

4. Detonator according to claim 2, characterized in that for the purpose of readjustment or fine adjustment, the carrier plate provided with the spherical bodies (16, 17) with rear approaches (20, 21) in the radiation source and with the shape of threads Carrier plates provided for screwing on the hand-held radiation receiver are each provided in a screw (26). 30 gel body inserted perpendicular to the central axis

5. Detonator according to one of claims 2, 3 or 4, characterized in that the spherical bodies are characterized around their respective means, that the ball sockets (18, 19) can be rotated through the semi-cuspid axis and have inclined gel-shaped recesses with respect to the central axis of the detonator mounted on both sides of the detonator in a ball socket and after adjustment in axis (m) on the one hand and corresponding counter-recesses of these can be tightened.

are formed by pressure sleeves (22, 23) on the other hand, 35 The adjustment is carried out in several methodical procedures, the latter of which after inserting the spherical bodies (16, 17), first by inserting the ones with the carrier plates and by ring screw connections (24, 25) Detonator head - the transmitter or receiver eccentrically arranged thereon can be clamped. built-in spherical bodies are rotated until the sensor

6. Igniter according to one of claims 2, 3 or 4, characterized in that the and the receiver component outside the respective rotation, characterized in that the ball sockets are open through the axis, the spherical body rests on a through the two axes ne, hemispherical recesses (30) in the detonator head there is a line, whereupon the spherical bodies are inclined towards one another and the corresponding counter-recesses (32) towards one another or from one another such that the optical axis is formed in a clamping bridge (31), the latter or which Cross the radiation cone of the transmitter and the receiver after inserting the spherical bodies (16, 17) by screwing them at the desired distance in front of the igniter head.

(33, 34) can be tightened on the igniter body (1). «

For adjustment, i.e. for twisting and tilting

Spherical bodies are primarily provided with rear approaches in the form of plug-in fits, bores, threads or the like, which can be plugged on or plugged into or attached to the adjusting handles.