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Elektrischer Geschoßzünder Die Erfindung betrifft einen elektrischen
Geschoßzünder, der mit einer Spannungsquelle, einem Aufsehiagsel after, einem Umladekreis
sowie einem zwischen der Spannungsquelle und dem Zündmittel angeordneten Zit, ertragungsglied
versehen ist, das erst beim Anliegen einer elelitrischen Spannung festgelegter Mindestgrbße
in die Linschaltlage kippt.
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Bei schnellen Geschossen, die mit elel.trischen Ziindern versehen
sind, ist eines der Hauptprobleme die exakte Einleitung der Zündung bei Ziel berührung.
Ein solcher Zünder bzw.
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dessen Aufschlagschalter muß selbst bei sehr flachem Auftreffen und
geringem Aufschlagstoß am Ziel sicher ansprechen und eine Mindestkontaktschlußzeit
entsprechend der Zünder zugszeit gewährleisten. Weiterhin soll der Zünder die Zündung
auch erst mit einiger Verzögerung einleiten, nämlich erst, nachdem das Geschoß auf
die gewünschte Tiefe ins Ziel eingedrungen ist. Dabei soll diese Eindringtiefe,
unabhängig von der Geschoßgeschwindigkeit beim ZielaufschlAg, stets etwa gleich
groß sein. Schließlich aber soll der Zünder auch noch eine Selbstzerlegung des Geschosses
nach Ablauf einer Maximalflugzeit herbeiführen.
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Mit mechanischen Aufschlagschaltern, die beim Zielaufschlag ohnehin
meistens zerstört werden, sind die gestellten torderungen nicht zu erfüllen. Auch
ist es kaum möglich, die zum Zünden des Gcschosses erforderliche elektrisclle Energie
erst beim Zielaufschlag zu erzeugen, da die Auftreffgeschwindigkeit und der Auftl^cffsto'
viel zu sehr variieren, der
Zünder aber bei jeglicher Art von Zielen,
insbesondere auch bei stark geschotteten Luftzielen, exakt und erst nach dem Eindringen
des Geschosses auf die erforderliche Tiefe, sicher ansprechen soll. Die Energie
muß daher schon zu Beginn des Flugs zur Verfügung stehen; sie wird vorteilhaft beim
Abschu3 erzeugt bzw. von aTißen eingespeichert. Als Generator kann ein elektromagnetischer
oder ein piezokeramischer, auf Stoß ansprechender Generator dienen.
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Zum Verzögern des Scharfwerdens eines solchen Zünders dienen bei elektrischen
Zündern, bei denen die Energie bereits beim Abschuß erzeugt oder eingegeben wird,
Umladekreise, die beispielsweise aus einem ersten Kondensator, einem Unladewiderstand
und einem zweiten Kondensator bestehen. Durch die deutsche Patentschrift 1 o56 970
ist ferner bereits ein Zünder bekannt, der zwischen der Spannungsquelle und dem
Zündmittel ein Übertragungsglied aufweist, das erst beim Anliegen einer bestimmtes
ndestspannung aus seiner Ruhelage in die Einschaltlage kippt. Ein solches Übertragungsglied
besteht beispielsweise aus einem ferromagnetischen Kippkreis, einer Glimmlampe bzw.
bei niedrigeren Spannungen aus einer Diode mit vorgegebener Schwellenspannung oder
anderen, durch Anlegen einer Steuerspannung beeinflußbaren Schaltgliedern.
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In der deutschen Offenlegungsschrift i 578 488, die einen Minenzünder
zum Gegenstand hat, ist für eine solche Funktion ein über eine Vierschichtdiode
steuerbarer Thyristor vorgesehen. Die Vierschichtdiode wiederum wird von einem Piezoelement
gesteuert, wenn letzteres entsprechend oft oder stark belastet wird Aufgabe der
Erfindung ist es, einen elektrischen Geschoßzünder bzw. einen elektronischen Aufschlagdetektor
hierfür zu schaffen, der die oben gestellten Forderungen sicher erfüllt, d.h. selbst
bei extrem flachem Zielaufschlagwinkel
sicher anspricht, ein von
der Auf treffgeschwindigkeit unabhängiges, hinreichend tiefes Eindringen des Geschosses
vor der Zündung gewährleistet und beim Verfehlen des Ziels ein Selbstzerlegen des
Geschosses herbeiführt Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei dem erfindungsgemaßen Geschoßzünder
zwischen einer ersten, beim Abschuf3 mit einer definierten Ladung aufladbaren Spannungsquelle
eines Entladekreises und einem, als Umladekreis ausgebildeten Zeitglied ein über
einen Aufschlagdetektor in die Einschaltlage kippbares Ventil vorgesehen und an
den Ausgang des Zeitgliedes das Zündübertragungsglied angeschlossen, das erst beim
Erreichen der zum Durchsteuern erforderlichen Mindestspannung in die Linschaltlage
kippt und die Zündspannungsquelle auf das Zündmittel entlädt. Als Aufsehlagdetektor
kann ein Piezoelement dienen, das beim Zielaufsehlag durch einen Spannungsstoß das
Ventil in die Einschaltlage kippt. Ein weiterer, vornehmlich an die Zündspannungsquelle
angeschlossener, mit seinem Ausgang gleichfalls am Zündübertragungsglied anliegender
Umladekreis gewährleistet die Selbstzerlegung nach Ablauf einer vorgegebenen Maximalflugdauer.
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Der erfindungsgemäße Zünder ist geeignet, durch seine Zeitglieder
die unterschiedliche Auftreffgeschwindigkeit beim Zielaufschlag weitgehend zu kompensieren,
so daß des Geschoß stets etwa in gleicher Eindringtiefe gezündet wird. Da sowohl
die elektronischen Bauelemente als auch der Aufschlagdetektor innerhalb des Geschosses,
z B. in dessen Heck angeordnet werden können, wobei eine beim Zielaufschlag auf
das Piezoelement gelangende kurze Stoßwelle genügt, den zweiten Zeitkreis zu starten,
ist der Zünder auch weitgehend deformationssicher, d.h. er geht nicht blind, wenn
er beim Zielaufschlag äußerlich beschädigt wird.
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Ein Ausführungsbeispiel des elektrischen Geschoflzünders nach der
Erfindung ist in der Zeichnung an einem Schaltbild veranschaulicht und nachfolgend
beschrieben Die Zündladungszeugung und -einspeisung erfolgt in bekannter, hier nicht
näher dargestellter Weise Sie ist durch + -symbolisiert In dem Schaltbild sind mit
D1, D2,zwei Dioden bezeichnet, über die beim Anlegen der Spannung + - Speicherkondensatoren
C1, C2 mit einer definierten Spannung aufgeladen werden Dem Kondensator C2 liegt
ein Entladewiderstand R2, 2 dem Kondensator Cm ein Zeitkreis, bestehend aus der
Serienschaltung eines Widerstandes R3 und eines Kondensators C3 parallel C3 ist
klein gegenüber Ci und wird aus Ci mit der Zeitkonstantent « C3 O R3 aufgeladen,
Parallel zum Kondensator Ci liegen ferner, zueinander in Reihe ein Zündmittel Z
und ein Zündübertragungsglied Thi; letzteres besteht aus einem Thyristor, der über
Vierschichtdioden V1 bzw. V2 ansteuerbar ist. Im Steuerausgang der Vierschichtdioden
V1, V2, d.h. am Steuereingang des Thyristors Thi ist noch ein Widerstand R3 angeschlossen,
dessen anderes Ende am Gegenpol (-) der Spannungsquelle bzw. der Kondensatoren Ci,
C3 angeschlossen iste Zwischen dem Kondensator C2 und der Vierschichtdiode V2 ist
ein elektronischer Aufschlagschalter, bestehend aus einem über ein Piezoelement
P steuerbaren weiteren Thyristor Th2 und einem dem Piezoelement P parallelen Widerstand
R5 vorgesehen. Zwischen diesem und der Vierschichtdiode ist schließlich noch ein
Zeitglied, bestehend aus einem Umladewiderstand R4 und einem kondensator C4 vorgesehen.
Der Widerstand R4 und der Kondensator C4 bewirken zusammen mit dem Entladekreis
C2, R2 eine Verzögerungskette, deren Verzugszeit, wie nachfolgend erläutert wird,
die Auswirkung des Abfalls der Geschoßgeschwindigkeit auf die Eindringtiefe des
Geschosses ins Ziel bis zur Zündung kompensiert.
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Beim Abschul3 werden die beiden Kondensatoren C2, C1 aufgeladen Sofort
beginnt sich der Kondensator C2 über den Widerstand R2 zu entladen. Schlägt nach
einer gewissen Flugzeit das Geschoß auf das Ziel auf, so wird im Piezoelement P
eine Spannung erzeugt, die den Thyristor Th2 durchschaltet und den Umladekreis R4,
Cq mit dem Kondensator C2 verbindet.
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Ist die Spannung an C4 auf die ztim Durchsteuern der Vi erschichtdiode
V2 erforderliche Höhe angestiegen, gibt letztere ein Schaltsignal an den Thyristor
Th1 und kippt ihn in die Einschaltlage. Nunmehr entlädt sieh der Kondensator Ci
schlagartig auf das Zündmittel Z und zündet damit die Detonatorladung des Geschosses.
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Wie aus dem Vorhergehenden ersichtlich ist, sinkt einerseits die am
Kondensator C2 stehende Spannung mit zunehmener' Flugzeit, andererseits steigt damit
die Zeit der Umladung auf C4 dçh. bis zum Durchsteuern-der Vierschichtdiode V2.
Daraus ergibt sich: Je länger und damit langsamer ein Geschoß fliegt, umso höher
ist die Verzögerungszeit vom Zielaufschlag bis zum Ansprechen des Zündmittels Z.
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Wie bereits erwähnt wurde, ist der Thyristor Tht aber auch noch über
die Vierschichtdiode Vi steuerbar, die im Ausgang des Umladekreises C, R3 liegt
und erst dann durchgeschaltet wird, wenn an C3 die zum Durchsteuern der Vierschichtdiode
Vi erforderliche Spannung erreicht ist; dies ist entsprechend der Bemessung des
Umladekreises C3, 113 erst nach Überschreiten der Sollflugzeit