DE2014609C3 - Elektrische Zündschaltung für Geschosse und Gefechtsköpfe - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Zünder für Geschosse und Gefechtsköpfe mit einem einen Teil einer pyrotechnischen Kette bildenden, ein Zündelement tragenden Sicherheitselement, das von einem Motor in die Scharfstellung bewegbar ist, der in einem Erregerstromkreis liegt, der mindestens eine über einen Startschalter in den Erregerstromkreis einschaitbare Stromquelle, einen über einen Widerstand aufladbarer. Kondensator und einen Zündschalter aufweist.

Eine solche elektrische Zündschaltung ist z. B. aus der US-PS 29 83 800 bekannt, die ein von einem elektrisch auslösbaren Motor bewegtes Sicherheitselement aufweist, welches ein Zündelement trägt und Teil einer pyrotechnischen Kette ist. Bei dieser und ähnlichen Zündschaltungen ist es gleichfalls bekannt, zusätzlich eine mechanische Sicherung vorzusehen, die meist auf z. B. beim Abschuß eines Geschosses auftretende Reaktionskräfte anspricht und durch Bewegung einer geeigneten Mechanik entweder die pyrotechnische Kette vom Zündelement bis zur Ladung schließt oder aber die Einschaltung bzw. Aktivierung einer den Kondensator aufladenden Speisequelle bewirkt.

Trotz dieser zusätzlichen mechanischen Sicherung der bekannten Zündschaltungen hat sich diese für das überaus große Sicherheitsbedürfnis beim Transport und bei der Lagerung von Gefechtsköpfen und anderer Munition als nicht ausreichend erwiesen. So ist es bei den bekannten Zündschaltungen möglich, daß infolge eines Defektes z. B. eines Zündschalters, der im ungünstigsten Fall ein Kurzschluß des Zündschalters bedeutet, eine unbeabsichtigte Detonation des Geschosses unmittelbar nach Entsicherung seiner mechanischen Sperre auftritt. Diese Unvollkommenheit der bisher bekannten Zündschaltungen bzw. Zündsysteme ist in erster Linie dadurch gegeben, daß die verschiedenen zur Auslösung der Detonation erforderlichen Vorgänge vollkommen unabhängig voneinander ablaufen. So arbeitet beispielsweise die mechanische Sicherung des Zündsystems unabhängig von der eigentlichen elektrischen Zündschaltung, da sie nur auf z. B. beim Start eines Geschosses auftretende Reaktionskräfte anspricht Andererseits arbeitet auch der z.B. als Aufschlagzünder ausgebildete Zündschalter unabhängig von der mechanischen Sicherung im elektrischen Zündkreis, da seine Betätigung allein durch die beim Aufschlag eines Geschosses auftretenden mechanischen Kräfte ausgelöst wird.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine neue Zündschaltung anzugeben, bei der alle zur Auslösung der Detonation bzw. zum Scharfmachen des Gefechtskopfes beteiligten Baugruppen sich gegenseitig so überwachen, daß tatsächlich nur dann ein Scharfmachen des Gefechtskopfes möglich ist, wenn zuvor die Betriebsbereitschaft des elektrischen Zündsystems überprüü wurde.

Ausgehend von einer elektrischen Zündschaltung der eingangs genannten Art ist diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß Motcr und Zündschalter parallel, der Kondensator dagegen in Reihe zum Zündelement geschaltet sind, und daß in Reihe zum Motor ein nach Überführen des Sicherheitselementes in die Scharfstellung den Motor abschaltender Ruhekontakt geschaltet ist.

Wird gemäß der Erfindung die mechanische Sicherung mit einem elektrischen Antrieb versehen, so ist diese unabhängig von den beim Start bzw. Abschuß eines Geschosses auftretenden Reaktionskräften und allein abhängig von einer ordnungsgemässen Energieversorgung durch die Speisespannungsquelle. Der elektrische Stromkreis für diesen Antrieb der mechanischen Sicherung wird dabei durch einen besonderen Startschalter geschlossen, der in Abhängigkeit bestimmter beim und/oder naci. dem Start eines Geschosses auftretender Wirkungen geschlossen wird. Durch die Parallelschaltung des Zündschalters zum elektrischen Antrieb der mechanischen Sicherung wird sichergestellt, daß z. B. bei einem Kurzschluß des Zündschalters trotz eingeschalteter Speisespannung an den elektrischen Antrieb dieser nicht arbeiten kann, da seine Speisespannung durch den Kurzschluß des Zündschalters zusammenbricht. Andererseits reicht auch der von der Speisespannungsquelle an den Kondensator abgegebene Strom nicht aus, um das elektrische Zündelement zum Ansprechen zu bringen, da selbst bei abgeschaltetem elektrischen Antrieb der mechanischen Sicherung der Vorwiderstand diesen Strom so weit begrenzt, daß mii Sicherheit der Ansprechstrom des Zündelementes nicht erreicht wird. Spricht der elektiische Antrieb aufgrund eines Defektes nicht an, so erreicht die mechanische Sicherung auch nicht ihre Scharfstellung, d.h. die elektrische Verbindung zwischen dem Antrieb und der Speisespannungsquelle kann nicht aufgetrennt werden. Wird diese Verbindung aber nicht aufgetrennt, so ist als zusätzliche Sicherung die Serienschaltung aus Kondensator und elektrischem Zündelement durch den relativ niedrigen Widerstand des elektrischen Antriebs kurzgeschlossen. Auf diese Weise wird mit einem relativ geringen schaltungstechnischen Aufwand eine gegenseitige Überprüfung und Sicherung aller zum Auslösen der Detonation eines Geschosses erforderlichen Baugruppen erreicht.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist

zwischen dem Zündschalter und dem Kondensator ein zusätzlicher spannungsabhängiger Schalter vorgesehen. Durch einen solchen spannungsabhängigen Schalter wird die Sicherheit der Zündschaltung weiter erhöht, da eine Aufladung des Kondensators erst dann stattfinden kann, wenn sowohl bei einem ordnungsgemäßen Arbeiten des elektrischen Antriebs für die mechanische Sicherung ils auch bei einem ordnungsgemäßen Zustand des Zündschalters die Spannung an dem spannungsabhängigen Schalter und damit am Kondensator eine solche Größe erreicht, daß die Schwellspannung zum Durchschalten des spannungsabhängigen Schalters überschritten wird.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann die Sicherheit der Zündschaltung noch weiter erhöht werden, indem der Antriebsschalter des elektrischen Antriebes zusätzlich mit einem Arbeitskontakt versehen wird, der zwischen Kondensator und Zündelement geschaltet ist Mit diesem zusätzlichen Arbeitskontakt bleibt die elektrische Verbindung zwischen Kondensator und Zündelement so lange aufgetrennt, bis der elektrische Antrieb ordnungsgemäß angesprochen und die mechanische Sicherung in ihre Scharfstellung gefahren hat Gemäß einer zusätzlichen Ausgestaltung dieser Weiterbildung der Erfindung kann der Arbeitskontakt als Umsdulter ausgebildet sein, der in seinem Ruhestand das Zündelement kurzschließt. Durch einen solchen elektrischen Kurzschluß des Zündelementes im unscharfen Zustand des Gefechtskopfes wird sichergestellt, daß auch keine Auslösung des Zündelementes durch kapazitiv oder induktiv übertragene Störspannungen möglich ist.

Die Erfindung wird anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Im einzelnen zeigt

Fig. 1 den Stromlaufplan einer ersten Ausführungsform einer gemäß der Erfindung ausgebildeten Zündschaltung und Fig.2 eine zweite Ausführungsform einer solchen Zündschaltung.

Eine hier nicht näher dargestellte Speisespannungsquelle 1 ist über einen Vorwiderstand 2 und einen im Ruhezustand geöffneten Startschalter 3 auf einen elektrischen Antrieb 4 geschaltet, der einen von ihm selbst betätigten Ruhekontakt 6 in seiner Zuleitung aufweist. Dem elektrischen Antrieb 4 und seinem Ruhekontakt 6 ist eine Serienschaltung aus einen Kondensator 7 und einem elektrischen Zündelement 5 parallelgeschaltet. Dieser Serienschaltung und auch der aus dem elektrischen Antrieb 4 und seinem Ruhekontakt 6 gebildeten Serienschaltung ist ein Zündschalter 9 parallelgeschaltet, der z. B. in Form eines herkömmlichen Aufschlagschalters ausgebildet ist. Der elektrische Antrieb 4 kann bei diesem Ausführungsbeispiel ein kleiner Elektromotor oder auch z. B. ein magnetisches Schrittschaltwerk sein. Der Ruhekontakt 6 des elektrisehen Antriebs 4 wird dabei so betätigt, daß dieser nach Erreichen der Endstellung des elektrischen Antriebs 4 geöffnet wird und damit eine automatische Abschaltung des Antriebs 4 bewirkt. Der elektrische Antrieb 4 wirkt auf eine hier nicht dargestellte und für sich bekannte pyrotechnische Kette, die die pyrotechnische Wirkverbindung zwischen dem elektrischen Zündelement 5 und der jeweils auszulösenden Ladung eines Gefechtskopfes herstellt.

Der im Ruhezustand geöffnete Startschaher 3 ist vorzugsweise so ausgebildet, daß er in Abhängigkeit bestimmter beim und/oder nach dem Start eines auftretender Wirkungen geschlossen win' Bei einem mit einem eigenen Raketentriebwerk versehenen Geschoß kann der Startschalter 3 z. B. als ein vom Triebwerksdruck betätigter Druckschalter ausgebildet sein. Andererseits kann der Startschaher 3 auch als einfacher Trägheitskontakt ausgebildet sein, der durch die beim Abschuß euies Flugkörpers entstehenden Beschleunigungen geschlossen wird.

Die Speisespannungsquelle I kann eine Gleich- oder Wechselspannungsquelle sein, die eine zum Ansprechen des Zündelementes 5 ausreichende Spannung abgibt. Ihr Innenwiderstand ist dabei so bemessen, daß der über den Vorwiderstand 2 zur Aufladung des Zündkondensators 7 fließende Strom ausreichend niedrig gegenüber dem zu einem Ansprechen des Zündelementes 5 führenden Strom ist Der Vorwiderstand 2 kann aber auch Teil des Innenwiderstandes bzw. der Innerwiderstand selbst der Speisespannungsquelle 1 sein. 1st die Spannungsquelle 1 eine Impuls- oder Wechselspannungsquelle, so kann der Vorwiderstand 2 auch eine Induktivität oder Kapazität sein.

Ein mit der in Fig. 1 schematisch dargestellten elektrischen Zündschaltung versehener Flugkörper bewirkt also nach seinem Start die Schließung des Startschalters 3. Bei geschlossenem Schalter 3 wird der elektrische Antrieb 4 über den ebenfalls geschlossenen Ruhekontakt 6 des Antriebsschalters mit Speisespannung versorgt, so daß dieser in seine Endstellung fährt, d. h. gleichzeitig die mechanische Sicherung so betätigt, daß die hier nicht dargestellte pyrotechnische Kette zwischen dem elektrischen Zündelement 5 und der hier ebenfalls nicht dargestellten auszulösenden Ladung geschlossen wird. Dieses Schließen der pyrotechnischen Kette kann z. B. in bekannter Weise dadurch geschehen, daß eine in einem beweglichen Arm gehaltene Übertragungsladung zwischen dem elektrischen Zündelement 5 und der auszulösenden Ladung angeordnet wird. Hat der elektrische Antrieb 4 seine Endsteliung erreicht, so öffnet der Ruhekontakt 6 des Antriebsschalters, wodurch der elektrische Antrieb 4 sich selbst von der Speisespannungsquelle 1 abschaltet. Nach dieser Abschaltung des Antriebs 4 kann sich der Kondensator 7 aufladen, wobei der Ladestrom durch den Vorwiderstand 2 so begrenzt ist, daß er ausreichend weit unter dem zu einer Auslösung des elektrischen Zündelementes S erforderlichen Strom liegt. Nach einer bestimmten zur ausreichenden Aufladung des Kondensators 7 erforderlichen Zeit ist die elektrische Zündschaltung endgültig scharf, so daß bei ein^in Schließen des Zündschalters 9, z. B. infolge Aufschlags des mit der Zündschaltung versehenen Geschosses, sich der Kondensator 7 schlagartig über das elektrische Zündelement 5 entlädt und damit dieses zur Auslösung bringt. Das elektrische Zündelement 5 löst seinerseits über die pyrotechnische Kette die hier nicht gezeigte Hauptladung aus.

Ist nun nach Abschuß des Flugkörpers, also Schließen des Startschalters 3, aufgrund eines Defektes z. B. der Zündschalter 9 kurzgeschlossen, so kann der elektrische Antrieb 4 nicht ansprechen, da er über den geschlossenen Zündschalter 9 kurzgeschlossen ist. Wird der elektrische Antrieb 4 nicht eingeschaltet, so kann auch die mechanische Sicherung des Gefechtskopfes nicht ausgelöst werden. Andererseits kann sich auch der Kondensator 7 so lange nicht aufladen, wie der elektrische Antrieb 4 über seinen geschlossenen Ruhekontakt 6 an der Speisespannungsquelle 1 liegt, da sein relativ niedriger Widerstand keine ausreichende Ladespannung an den Kondensaior 7 gelangen läßt. Auf

diese Weise wird sichergestellt, daß sowohl bei einem Defekt des Zündschalters 9 oder aber auch bei einem Defekt des elektrischen Antriebs 4 bereits eine Aufladung des Kondensators 7 mit Sicherheit unterbleibt.

Bei dem in F i g. 2 dargestellten, etwas anderen Ausführungsbeispiel der gemäß der Erfindung ausgebildeten Zündschaltung sind zusätzlich zu dem in Fig. 1 gezeigten Zündschalter 9 zwei weitere Zündschalter 9a und 9b vorgesehen, die z. B. bei einem Aufschlagen des Geschosses unter besonders ungünstigen Winkeln geschlossen werden. Außer diesen zusätzlichen Zündschaltern 9a, 9b ist ein spannungsabhängiger Schalter 10 zwischen dem Kondensator 7 und dem oder den Zündschaltern 9 bzw. 9a, 9b vorgesehen. Der vom elektrischen Antrieb 4 gesteuerte Antriebsschalter, der in F i g. 1 lediglich durch den Ruhekontakt 6 dargestellt ist, verfügt bei der in F i g. 2 gezeigten Ausführungsform der Erfindung über einen zusätzlichen Arbeitskontakt 8. der zwischen Kondensator 7 und elektrischem Zündelement 5 geschaltet ist. In einer in Fig. 2 gestrichelt dargestellten Ausführungsform kann dieser Arbeitskontakt 8 auch als Umschaltkontakt ausgebildet sein, wobei dieser in seinem Ruhezustand einen elektrischen Kurzschluß für das Zündelement 5 darstellt. Durch diesen Kurzschluß wird sichergestellt, daß das Zündelement 5 im unscharfen Zustand der Zündschaltung selbst durch induktiv oder kapazitiv einwirkende Störspannungen nicht ausgelöst werden kann.

Die Funktionsweise der in Fig.2 dargestellten Ausführungsform gleicht weitgehend der der in F i g. 1 dargestellten Ausführungsform. Der z. B. als Vierschichtdiode oder aber Überspannungsableiter ausgebildete spannungsabhängige Schalter 10 dient hier lediglich als zusätzliche Sicherung des den Kondensator 7 und das elektrische Zündelement 5 enthaltenden Stromkreises. Eine Aufladung des Kondensators 7 kann jetzt immer nur dann erfolgen, wenn infolge einer am elektrischen Antrieb 4 anstehenden und eine bestimmte Mindestgröße überschreitenden Spannung der spannungsabhängige Schalter 10 leitend wird, und damit einen Stromfluß zur Aufladung des Kondensators 7 ermöglicht. Eine solche die Zündspannung des spannungsabhängigen Schalters 10 überschreitende Spannung kann selbstverständlich immer nur dann auftreten, wenn nach einem ordnungsgemäßen Arbeiten des elektrischen Antriebs 4 dieser sich über seinen Ruhekontakt 6 selbst von der Speisespannungsquelle abgeschaltet hat. Durch diese Abschaltung des elektrischen Antriebs 4 wird gleichzeitig mit Hilfe des Arbeitskontaktes 8 erst die elektrische Verbindung zwischen dem Kondensator 7 und dem elektrischen Zündelement 5 hergestellt, wodurch eine weitere zusätzliche elektrische Sicherung der Zündschaltung gegeben ist. Ähnlich wie bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel wird bereits eine Auslösung der mechanischen Sicherung durch den elektrischen Antrieb 4 immer dann verhindert, wenn ein Defekt nur an einem der drei in F i g. 2 vorgesehenen Zündschalter 9, 9a und 9b auftritt. Bei Auftreten eines solchen Defektes kann also der elektrische Antrieb 4 nicht in seine Endstellung laufen, wodurch auch der Ruhekontakt 6 nicht geöffnet, der Arbeitskontakt 8 also nicht geschlossen wird, so daß eine Aufladung des Kondensators 7 durch die Speisespannungsquelle 1 sowohl durch den geöffneten Arbeitskontakt 8 als auch durch den nicht ansprechenden spannungsabhängigen Schalter 10 sicher vermieden wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Zünder für Geschosse und Gefechtsköpfe mit einem, einen Teil einer pyrotechnischen Kette bildenden, ein Zündelement tragenden Sicherheitselement, das von einem Motor in die Scharfstellung bewegbar ist, der in einem Erregerstromkreis liegt, der mindestens eine über einen Startschdter in den Erregerstronikreis einschaltbare Stromquelle, einen über einen Widerstand aufladbaren Kondensator und einen Zündschalter aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß Motor (4) und Zündschalter

(9) parallel, der Kondensator (?) dagegen in Reihe zum Zündelement (5) geschaltet sind, und daß in Reihe zum Motor (4) ein nach Überführen des Sicherheitselementes in die Scharfstellung den Motor abschaltender Ruhekontakt (6) geschaltet ist.

2. Zünder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Sicherheitselement in der Schärfste!- lung zusätzlich ein Arbeitskontakt (8) zugeordnet ist, der sich zwischen Kondensator (7) und Zündelement (5) befindet.

3. Zünder nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitkontakt (8) ein Umschalter ist, der in seinem Ruhezustand das Zündelement (5) kurzschließt.

4. Zünder nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Zündschalter (9) und Kondensator (7) ein spannungsabhängiger Schalter

(10) geschaltet ist.