DE2143119A1 - Elektronischer geschosszuender - Google Patents

Description

Sehr.-ITr. P 288
Hu/Ei.

DIEHL, 85 Nürnberg, Stephanstraße 49

Elektronischer Geschoßzünder

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektronischen Geschoßzünder, der mit einer·Spannungsquelle, einem Umladekreis, sowie einem zwischen der Spannungsquelle und dem Zündmittel angeordneten, über einen Aufschlagschalter und/oder den Umladekreis steuerbaren elektronischen Schalter versehen ist.

Zünder vorgenannter Art sind mannigfach bekannt. Sie haben den liachteil, daß sie eine leistungsfähige Spannungsquelle benötigen.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen elektronischen Zünder zu schaffen, der einen äußerst geringen Energieverbrauch hat, so daß die zum Steuern der Kreise, sowie zum Zünden des Zündmittels erforderliche Ladung in einem beim Abschuß wirksam werdenden

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piezoelektrischen oder einein Magnet genera tor erzeugt werden kann; dennoch soll nicht nur die Aufsehlagzündung sondern auch die durch ein Zeitglied gesteuerte Selbstzerlegung sicher arbeiten.

Zur Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgeaaäß der als Zeitglied zwischen einer Spannungsquelle und einem Steuerteil des elektronischen Schalters angeordnete Uraladekreis aus zwei mit entgegengesetztem Potential und unterschiedlicher Ladungsmenge aufladbaren Kondendatoren und eineia deren Spannungspole miteinander verbindenden Uraladewiderstand, wobei der Spannungspol des mit einer niedrigeren Sperrladung beschiokbaren Kondensators am Steuereingang des Schalters bzw. dessen Steuerteils angeschlossen und der Steuerteil so ausgebildet- ist« daß er nach dem Umpolen des Kondensators den Schalter erst öffnet, wenn an dessen Eingang eine der Sperrladung entgegengesetzte Spannung vorbestimmter Größe erreicht ist.

Dabei können als Spannungsquelle piezoelektrische Zellen dienen, die so polarisiert angeschlossen und über stromrichtungsabhängige Glieder mit den Kondensatoren des Umladekreises verbunden sind, daß der Sperrladungskondensator in der Abschußbzw. Beschleunigungsphase, der Umladekondensaotr jedoch erst in der Entspannungsphase aufladbar ist.

Durch Erzeugen der Sperrladung in der Abschußphase und der größeren Umpolladung erst in der Entspannungsphase addieren sich die mechanischen und die durch den Umladekreis bedingten Yerzögerungszeiten. Dadurch wird nicht nur trotz kleiner Ladungsraengen eine hinreichend lange Verzögerungszelt bis zur Selbstzerlegung erzielt, sondern auch eine absolute Sicherheit gegen ungewollt früheres Durchschalten des elektronischen Sehalters, jedoch ein sicheres Zünden nach Ablauf der vorbestimmten Laufzeit gewährleistet.

Einzelheiten der Erfindung gehen aus der Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten Ausführimgsbeispieles hervor, Die Zeichnung zeigt den wesentlichen Aufbau des erfindungsgemäßen Zünders in einem Schaltbild.

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Als Spannungsquelle dienen piezoelektrische Keramikzellen Kl, K2, welche in der Druckphase am Mittelpol, in der Entspannungsphase an ihren Außenbelägen positiv werden. Die in der Durckphase erzeugte Ladung der Zelle Ki wird über eine Diode D2 oder einen Ableitwiderstand kurzgeschlossen, die in der Entspannungsphase erzeugte Ladung gelangt über eine Diode D^ auf einen Kondensator Ci. Die in der Zelle K2 während der Druckphase erzeugte Ladung gelangt über eine Diode Dl auf. einen Kondensator C2, der mit dem Kondensator Ci in Serie liegt. Die durch einen Umladewiderstand Rl miteinander verbundenen Spannungspole der Kondensatoren Ci, C2 haben somit zunächst entgegengesetztes Potential. An einem Punkt A steht Minus-Ladung, an einem Punkt B Plus-Ladung an. Durch entsprechende Bemessung der piezokeramisehen Zellen Ki, K2 und/oder durch andere Mittel wird erreicht, daß die Ladung am Kondensator Cl größer ist, als am Kondensator C2» Zudem wird, wie bereits erwähnt, die Ladung am Kondensator Cl später eingebracht. Die in der Entspannungsphase an der Zelle K2 auftretende Ladung steht als Zündladung zur Verfugung. Mir ihr wird, wenigstens zum Teil, über eine Diode D3 ein Kondensator C3 aufgeladen. Parallel zum Kondensator C3 bzw. zur Zelle K2 und der Diode D3 liegt ein elektronischer Thyristor - Schalter Th und zu letzterem in Reihe ein Zündmittel Z, z.B. in Form einer elektrisch zündbaren Zündkapsel.

Der Schalter Th ist einerseits durch eine Piezo-AufSchlagzeile P, zu der ein Widerstand R3 parallel und eine Diode D5 in Serie liegt, andererseits durch den Steuerteil, bestehend aus zwei Transistoren Tl, T2 und einen Widerstand R2, durchsteuerbar

Dem Kondensator C2 liegt zur Begrenzung der Sperrladung eine Zenerdiode ZD parallel. Damit sich der Kondensator C2 nach erfolgter Umpolung über den Widerstand Rl nicht über diese Zenerdiode ZD selbst entlädt, liegt zur Zenderdiode noch eine weitere Diode D6 in Reihe. Beim Abschuß werden durch die auftretende Beschleunigung an den piezokeisrüschen Zellen Kl und K2 Ladungen hervorgerufen und zwar + am Mittelpol der Zellen Kl, K2, bzw. der Kon-

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densatoren Ci, C2, Über die Diode Di wird der Kondensator C2 so aufgeladen, daß am Punkt A Minuspotential steht. Die an Ki erzeugte Ladung wird über die Diode D2 oder einen Widerstand abgeleitet. Am Ende der Beschleunigungsphase, d.h. bei Entspannung der Zellen Kl, K2 fließt die am Außenpol der Zelle K2 erzeugte positive Ladung über die Diode D3 auf den Zündladungskondensator C3 ab bzw. bleibt z. T. an der Zelle K2 selbst stehen. Von der Zelle TKl wird über die Diode D4 der Kondensator Cl aufgeladen. An seinem Punkt B steht positive Ladung. Durch die angeführte Reihenfolge der Ladevorgänge ist sichergestellt, daß keine Fehlzündung eintreten kann. Zuerst wird in der Zelle K2 die Sperrspannung erzeugt und in den Kondensator C2 eingespeichert, dann erst wird - in der Entspannungsphase, das ist, nachdem das Geschoß die Abschußeinrichtung, z.B. ein Waffenrohr verlassen hat - in der Zelle K2 die Zündladung, sowie in der Zelle Kl die Umpolladung für den Kondensaotr Cl erzeugt» Dieser Ladeablauf der einzelnen Kondensatoren C2, C3, Cl ist somit für die Funktion bzw. die Sicherheit des Zünders von wesentlicher Bedeutung. Die Kondensatoren Cl und C2 bzw. die in diese eingespeicherten Ladungen bestimmen zusammen mit dem Umladewiderstand Ri die Zeitdauer bis zur Selbstzerlegung. Durch die bereits erwähnte kleinere Dimensionierung der piezokeramischen Zelle K2 gegenüber der Zelle Kl erhält der Kondensator C2 eine kleinere Ladung als der beispielsweise mit dem Kondensator C2 kapazitätsgleiche Kondensator Ci. Über den Umladewiderstand gleicht sich die Ladung an dem Kondensator C2 zunächst aus, sodann rückt der Punkt A. in den positiven Bereich. Erreicht Punkt A die Schaltspannung des Transistors Tl von beispielsweise 0,6 Volt, so fließt über Tl Strom.Dadurch öffnet auch der Transistor T2. Beide Transistoren werden auf Durchlaß gesteuert; die Ladung des Kondensators Ci gelangt an den Steuereingang des Schaltthyristors Th. Dadurch wird der Thyristor Th durchgeschaltet und entlädt den Kondensator C3 auf das, Zündmittel Z. Dabei ist die Entladezeitkonstante im wesentlichen nur durch die Kapazität des Kondensators C3 und den Widerstand des Zündmittels Z bestimmt. Die am Kondensator C3 zur Verfugung stehende Energie wird dadurch in ausreichend kurzer Zeit dem Zündmittel Z zugeführt .

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Wie bereits erwähnt wurde, muß die Ladung am Kondensator C2 kleiner sein, als die dem Kondensator C1 zugeführte. Da die Ladungsmenge, die die Zelle K2 zur Verfügung stellt aber gegebenenfalls größer ist, als sie am Kondensator C2 benötigt wird, ist es unter Umständen notwendig, die überschüssige Ladung über die dem Kondensator C2 parallel liegende Zenerdiode ZD abzuführen, wobei die in Serie dazu liegende Diode D6 verhindert, daß der Kondensator C2 nach seinem Polaritätswechsel sich über die Zenerdiode ZD entlädt und damit ein Schalten der Transistoren T1 und T2 verhindert.

Um auch etwaige Streuungen der piezokeramisehen Zelle K1 auszugleichen, kann es notwendig oder zweckmäßig sein, auch dem Kondensator C1 eine Zenerdiode geeigneter Abmessung parallel zu schalten.

Durch den Umladekreis C1, C2, R1 wird die Zeitspanne festgelegt, nach welcher der Zünder die Selbstzerlegung vornimmt. Daneben ist aber der Thyristorschalter Th auch durch einen Stromstoß durchschaltbar, den der Aufschlagdetektor P - ebenfalls eine piezoelektrische Zelle - beim Zielaufschlag liefert. Die Diode D5 dient dazu, die Kreise voneinander zu trennen, d.h. eine Rückwärtsentladung beispielsweise über den als Ableitwiderstand der Zelle P parallel geschalteten Widerstand R3 zu verhindern. Beim Zielaufschlag wird der elektronische Schalter Th in gleicher Weise durchgeschaltet wie durch den Umladekreis C1, C2, Rijder Kondensator C3 und/oder die Ladung der Zelle K2 werdeniber die Diode D3 und den Schalter Th auf •das Zündmittel Z entladen.

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Claims (5)

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   Patentansprüche:

   ;i.| Elektrischer Geschoßzünder, der mit einer Spannungsquelle, einem Umladekreis, sowie einem zwischen der Spannungsquelle und dem Zündmittel angeordneten, vornehmlich über einen Aufschlagschalter und/oder den Umladekreis steuerbaren elektronischen Schalter versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der als Zeitglied zwischen einer Spannungsquelle (Kl, K2) und einem Steuerteil (Tl, T2) des elektronischen Schalters (Th) angeordnete Umladekreis aus zwei mit entgegengesetztem Potential und unterschiedlicher Ladungsmenge aufladbaren Kondensatoren (Ci_? C2) und einem deren Spannungspole (A, B) miteinander verbindenden Umladewiderstand (Hl) besteht, wobei der Spannungspol (A) des mit einer niedrigeren Sperrladung beschickbaren Kondensators (C2) am Steuereingang des Schalter (Th) bzw. dessen Steuerteils (Tl, T2) angeschlossen und der Steuerteil (Tl, T2) so ausgebildet ist, daß er nach dem Umpolen des Kondensators (2) den Sehalter (Th) erst öffnet, wenn an dessen Eingang (A) eine der Sperrladung entgegengesetzte Spannung vorbestimmter Größe erreicht ist.
2. 2. Geschoßzünder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Spannungsquelle piezoelektrische Zellen (Kl, K2) dienen, die so polarisiert angeschlossen und über stromriehtungsabhängige Glieder (Dl, D4) mit den Kondensatoren (Cl, C2) des Umlade-Zeitkreises (Cl, C2, Rl) verbunden sind, daß der Sperrladungskondensaotr (C2) in der Abschuß- bzw, Beschleunigungsphase, der Umladungskondensator (Cl) jedoch erst in der Entspannungsphase aufladbar ist.
3. 3. Geschoßzünder nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Sperrladungskondensator (C2) zugeordnete Spannungsquelle (Kl) so im Speisekreis (D3, C3) des Zündmittels (Z) liegt, daß die in der Spannungsquelle (Ki) in der Entspannungsphase erzeugte Ladung als über den Sehalter (Th) steuerbare Zündlndung benutzbar ist.

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   k. Geschoßzünder nach den Ansprüche 1 bis 3» gekennzeichnet durch einen dem Sperrladungskondensator (C2) zugeordneten Ladungsbegrenzer (ZD), welcher die in der Besehleunigungsphase einzuspeichernde Ladung unabhängig von der Kapazität der Spannungsquelle (K2) und/oder dem beim Abschuß auf diese ausgeübten Druck die Ladung niedriger hält als die beim Entspannen auftretende Umpolladung des Umladezeitkreises (Kl, D
4. 4, Cl).
5. 5. Geschoßzünder nach Anspruch h_f gekennzeichnet durch eine der als Ladebegrenzer dienenden Zenerdiode (ZD) in Serie gegengeschaltete Diode (D6), welche das Entladen des Sperrladungskondensators (C2) nach dem beim Umladen am Spannungspol (A) auftretenden Polaritätswechsel verhindert.

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   L e e r s e i t e