DE2143119C3 - Elektrischer Geschoßzünder - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Geschoßzühder mit einem elektrisch zuridbaren Zündmittel sowie einem Ladekreis als Zeitglied, der aus zwei auf entgegengesetztes Potential und unterschiedliche Ladungsmenge aus jeweils einer Spannungsquelle aufladbaren Kondensatoren und einem die Kondensatoren verbindenden Widerstand besteht, und mit einem über einen Aufschlagschalte!' od. dgl. oder den Ladekreis steuerbaren elektronischen Schalter, an dessen Steuereingang bzw. dessen Steuerteil der Spannungspol des ersten mit der niedrigen Ladung aufladbaren Kondensators angeschlossen ist.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift 19 48 382 ist ein derartiger Geschoßzünder weitgehend bekannt Bei diesem Geschoßzünder werden gleichzeitig zwei Kondensatoren von zwei Spannungsquellen aufgeladen, die integrierte Bestandteile der Abschußeinrichtung

to sind. Dieser Geschoßzünder hat insbesondere den Nachteil, daß die Verzögerungszeit bis zur Zündung im wesentlichen durch den Entladevorgang des einen Kondensators festgelegt ist Eine Sicherheit gegen unerwünschte Frühzündungen ist dann nicht mehr gerben, wenn der vorgesehene Beschleunigungsschalter fehlerhaft arbeitet

Aufgabe der Erfindung ist es, einen elektrischen Geschoßzünder zu schaffen, bei dem trotz kleiner Kondensator-Ladungsmengen eine hinreichend lange Verzögerungszeit bis zur Selbstzerlegung erzielt wird, so daß sich als Spannungsquelien ein piezoelektrischer oder ein Magnetgenerator eignet wobei gleichzeitig sichergestellt sein soll, daß der Zünder nicht ungewollt früh von dem Zeitglied oder dem Aufschlagschalter gezündet werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die erste Spannungsquelle den ihr zugeordneten ersten Kondensator in der Abschuß- bzw. Beschleunigungsphase auf eine Sperrladung und die zweite Spannungsqueüe den ihr zugeordneten zweiten Kondensator erst in der Verzögerungsphase auf eine Umpolladung auflädt, daß sich der erste Kondensator durch die Umpolladung des zweiten Kondensators über den die Spannungspole der Kondensatoren verbindenden Widerstand umlädt und daß der elektronische Schalter erst leitend wird, wenn an dessen Steuereiigang bzw. Steuerteil eine der Sperrladung entgegengesetzte Spannung vorbestimmter Größe erreicht ist, wobei die dem ersten Kondensator zugeordnete Spannungsquelle so im Speisekreis des Zündmittels liegt, daß die in der Verzögeruiigsphase in der Spannungsquelle erzeugte Ladung als über den Schalter steuerbare Zündladung benutzbar ist

Durch Erzeugen der Sperrladung in der Abschußpha· se und der größeren Umpolladung erst in der Entspannungsphase addieren sich die mechanischen und die durch den Umladekreis bedingten Verzögerungszeiten. Dadurch wird nich» nur trotz kleiner Ladungsmengen eire hinreichend lange Verzögerungszeit bis zur Selbstz:rlegung erzielt, sondern auch eine absolute Sicherheit gegen ungewollt frühes Durchschalten des elekt-O'iischen Schalters, jedoch ein sicheres Zünden nach Ablauf der vorbestimmten Laufzeit gewährleistet.

Einzelheiten der Erfindung gehen aus der Beschrdbung eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles hervor. Die Zeichnung zeigt den wesentlichen Aufbau des erfindungsgemäßen Zünders in einem Schaltbild.
Als Spannungsquelle dienen piezoelektrische Keramikzellen K 1, K 2, welche in der Druckphase am Mittelpol, in der Entspannungsphase an ihren Außenbelägen positiv werden. Die in der Druckphase erzeugte Ladung der Zelle Ki wird über eine Diode D 2 oder einen Ableitwiderstand kurzgeschlossen, die in der Entsparmungsphase erzeugte Ladung gelangt über eine Diode D 4 auf einen Kondensator Cl. Die in der Zelle K 2 während der Druckphase erzeugte Ladung gelangt über eine Diode D1 auf einen Kondensator C2, der mit

dem Kondensator Cl in Serie liegt. Die durch einen Umladewiderstand R1 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 piezokeramischen Zellen Ki, K 2 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 K 2 auftretende Ladung steht als Zündladung zur Verfügung. Mit ihr wird, wenigstens zum Teil, über eine Diode D 3 ein Kondensator C3 aufgeladen. Parallel zum Kondensator C3 bzw. zur Zelle K 2 und eier Diode D 3 liegt ein elektronischer Thyristorschalter 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-Aufschlagzelle P, zu der ein Widerstand R 3 parallel und eine Diode DS in Serie liegt, andererseits durch den Steuerteil, bestehend aus zwei Transistoren Tl, T2und einem Widerstand R 2, durchsteuerbar.

Dem Kondensator C2 liegt zur Begrenzung der Sperrladung eine Zenerdiode ZD parallel. Damit sich der Kondensator C2 nach erfolgter Umpolung über den Widerstand R 1 nicht über diese Zenerdiode ZD selbst entlädt liegt zur Zenerdiode noch eine weitere Diode D 6 in Reihe. Beim Abschuß werden durch die auftretende Beschleunigung an den piezokeramischen Zellen K 1 und K 2 Ladungen hervorgerufen, und zwar + am Mittelpol der Zellen Ki, K 2, bzw. der Kondensatoren Cl, C2. Über die Diode Di wird der Kondensator C2 so aufgeladen, daß am Punkt A Minuspotential steht Die an K 1 erzeugte Ladung wird über die Diode D 2 oder einen Widerstand abgeleitet. Am Ende der Beschleunigungsphase, d. h. bei Entspannung der Zellen Ki, K 2 fließt die am Außenpol der Zelle K2 erzeugte positive Ladung über die Diode DZ auf den Zünd,adungskondensator C3 ab bzw. bleibt zum Teil an der Zelle K 2 selbst stehen. Von der Zelle Ki wird über die Diode D 4 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 K 2 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 hai — in der Zelle K 2 die Zündladung, sowie in der Zelle K 1 die Umpolladung für den Kondensator C1 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 R1 die Zeitdauer bis zur Selbstzerlegung. Durch die bereits erwähnte kleinere Dimensionierung der piezokeramischen Zelle K 2 gegenüber der Zelle K i erhält der Kondensator C2 eine kleinere Ladung als der beispielsweise mit dem Kondensator C2 kapazitätsgleiche Kondensator Cl. 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 Cl 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 bes''.imt Die am Kondensator C3 zur Verfugung stehende Fncrgic wird dadurch in ausreichend kurzer Zeit dem Zündmitte! Z zugeführt.

Wie bereits erwähnt wurde, muß die Ladung am Kondensator C2 kleiner sein, als die dem Kondensator C1 zugeführte. Da die Ladungsmenge, die die Zelle K 2 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 D 6 verhindert, daß der Kondensator C2 nach seinem Polaritätswechsel sich über die Zenerdiode ZD entlädt und damit ein Schalten der Transistoren Tl und T2 verhindert.

Um auch etwaige Streuungen der piezokeramischen Zelle K i auszugleichen, kann es notwendig oder zweckmäßig sein, auch dem Kondensator Cl eine Zenerdiode geeigneter Abmessung parallel zu schalten.

Durch den Umladekreis Cl, C2, Ri wird die Zeitsp .nne 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 D 5 dient dazu, die Kreise voneinander zu trennen, d. h. eine Rückwärtsentladung beispielsweise über den als Ableitwiderstand der Zelle P parallel geschalteten Widerstand R 3 zu verhindern. Beim Zielaufschlag wird der elektronische Schalter Th in gleicher Weise durchgeschaltet, wie durch den Umladekreis Cl, C2, Ri; der Kondensator C3 und/oder die Ladung der Zelle K 2 werden über die Diode D 3 und den Schalter Th auf das Zündmittel Z entladen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Elektrischer Geschoßzünder mit einem elektrisch zündbaren Zündmittel sowie einem Ladekreis, der aus zwei auf entgegengesetztes Potential und unterschiedliche Ladungsmenge aus jeweils einer Spannungsquelle aufladbaren Kondensatoren und einem die Kondensatoren verbindenden Widerstand besteht, und mit einem über einen Aufschlagschalter od. dgl. oder den Ladekreis steuerbaren elektronischen Schalter, an dessen Steuereingang bzw. dessen Steuerteil der Spannungspol des ersten mit der niedrigeren Ladung auflaidbaren Kondensators angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Spannumgsquelle (K 2) den ihr zugeordneten ersten Kondensator (C2) in der Abschuß- bzw. Beschleunigungsphase auf eine Sperrladung und die zwette Spannungsquelle (Ki) den ihr zugeordneten zweiten Kondensator (Ci) erst in der Verzögerungiphase auf eine Umpoiiadung auflädt, daß sich der erste Kondensator (C2) durch die Umpolladung des zweiten Kondensators (Ci) über den die Spannungspole (A, B) der Kondensatoren verbindenden Widerstand (R 1) umlädt und daß der elektronische Schalter (Th) erst leitend wird, wenn an dessen Steuereingang bzw. dessen Steuerteil (Ti, 7'2) eine der Sperrladung entgegengesetzte Spannung vorbestimmter Größe erreicht ist, wobei die dem ersten Kondensator (C2) zugeordnete Sj innungsquelle (K 2) so im Speisekreis (D 3, C3) des Zündmittel 'Z) liegt, daß die in der Verzögerungsphase in der Spannungsquelle (K2) erzeugte Ladung ab über d~n Schalter (Th) steuerbare Zündladung benutzbar ist.

2. Geschoßzünder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Spannungsquellen piezoelektrische Zellen (K 1, K 2) dienen, die über jtromrichtungsabhängige Glieder (D i. O4) mit den Kondensatoren (Ci, C2]i des Umlade-Zeitkreises (C 1. C2, R 1) verbunden sind.

3. Geschoßzünder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen dem ersten Kondensator (C 2) zugeordneten Ladungsbegrenzer (ZD), welcher die in der Beschleunigungsphase einzuspeichernde Ladung unabhängig von der Kapazität der Spannungsquelle (K 2) und dem beim Abschuß auf diese ausgeübten Druck die Ladung niedriger hält als die beim Entspannen auftretende Umpolladung des Umladei'eitkreises (K 1, D4, Cl).

4. Geschoßzünder nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine der als l.adebegrenzer dienenden Zcnerdiode (ZD) in Serie gegengeschaltete Diode (D 6), welche das Entladen des ersten Kondensators (C2) nach dem beim Umladen am Spannungspol (A) auftretenden Polaritätswechsel verhindert.