DE2653517B2 - Elektronische Zündschaltung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektronische Zündschaltung zur Selbstzerlegung eines Geschoßzünders mit einer Spannungsquelle, die über einen Umladewiderstand einen Ladekondensator auflädt, wobei nach dem Erreichen einer bestimmten Mindestspannung am Spannungspol des Ladekondensators ein Schwellwertschalter, wie beispielsweise eine Vierschichtdiode oder eine Transistorschaltung, anspricht, wodurch ein Zündmittel gezündet wird und wobei zwischen den Spannungspol der Spannungsquelle und den Spannungspol des Ladekondensators eine elektronische Regelschaltung geschaltet ist.

Aus der DE-AS Il 55 037. der DE-OS 21 13 126 und der DE-AS 2104 422 sind Schaltungen bekannt, bei denen zwischen dem Spannungspol der von einem Speicherkondensator gebildeten Spannungsquelle und dem Spannungspol des Ladekondensators ein ohmscher Widerstand liegt. Dieser bestimmt zusammen mit dem Ladekondensator den Strom- und Spannungsverlauf des Umladevorgangs.

Bei den bekannten Schaltungen fließt gegen Ende des Umladevorgangs vor dem Durchschalten des Schwellwertschalters, also bei nur noch kleiner Potentialdifferenz zwischen den Spannungspolen des Speicherkon· densators und des Ladekondensators, ein entsprechend kleiner Strom. Dieser Strom muß aber größer sein als der zum Schalten des Schwellwertschalters notwendige Schaltslrom der zwar klein ist, jedoch in jedem Falle zur Verfügung sichen muß. Hierfür muß der Schwellwert des Schwellwertschalters bei einem Spannungswert erreicht sein, bei dem noch ein für das Schalten ausreichender Strom fließt Der Dimensionierung der Schaltung nach der DE-AS 11 55 037 und der DE-OS 21 13 126 und der Auswahl der dort verwendeten Bauelemente sind hierdurch enge Grenzen gesetzt

In der DE-AS 2104 422 ist zur zuverlässigen Auslösung der Zündung des Zündelements auch bei geringen Spannungen und großen Zeitkonstanfen des

ίο Umladevorgangs eine Rückkopplungsschaltung vorgeschlagen. Bei dieser liegt zwischen den Spannungspolen des Speicherkondensators und des Ladekondensators ein Feldeffekttransistor, dessen Drain-Source-Strecke mittels eines Übertragers auf die Gate-Elektrode

rückgekoppelt ist Übertrager einzusetzen ist jedoch meist unerwünscht, da dies relativ große und aufwendige Bauelemente sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Zündschaltung vorzuschlagen, bei der auch gegen Ende des Umlade-Vorgangs eine kleine Potentialdifferenz zwischen den Spannungspolen den Schwellwertschalter sicher die Zündung des Zündmittel einleiten läßt, ohne daß ein Schwellwertschalter mit niedrigem Schaltstrom oder ein Übertrager eingesetzt werden muß.

Nach der Erfindung ist obige Aufgabe dadurch gelöst, daß die elektronische Regelschaltung als Konstantstromquelle geschaltet ist, die den von der Spannungsquelle auf den Ladekundensator bzw. den Schwellwertschalter fließenden Ladestrom unabhängig von der während der Ladung sinkenden Differenzspannung zwischen den Spannungspolen derselben im wesentlichenkonstant hält.

Die Erfindung wirkt sich besonders günstig aus, wenn die Spannungsquelle von einem Speicherkondensator

Ji gebildet ist.

Bei bekannten Schaltungen ist der Schaltzeitpunkt, bei dem das Bauelement anspricht, so zu legen, daß der notwendige Schaltstrom von der am Umladewiderstand abfallenden Spannung aufgebracht wird. Da diese und mit ihr der Ladestrom im Verlauf da, L'mladevorgangs kleiner wird, ist die Dauer des Umladevorgangs nur teilweise als Verzögerungszeit bis *ur Selbstzerlegung auszunutzen. Durch die Erfindung läßt sich eine Verlängerung der Verzögerungszeit erreichen, da der

V) Spannungsschwellwert, bei dem der Schwellwertschalter schaltet, nicht wesentlich kleiner sein muß als die Maximalspannung des Ladekondensators. Im .Schaltzeitpunkt, an dem die Spannungsdifferenz zwischen dem Speicherkondensator und dem Ladekondensator

^r>» klein ist, fließt ein zum Schalten ausreichender Strom, der von der Spannungsdifferenz unabhängig ist. Es ist Jabei nicht erforderlich, das Verhältnis der Kapa/.itätswertc des Speicherkondensators und des Ladekondensators zu erhöhen. Dieses kann klein, beispielsweise bis

Vt zu 2, sein.

Da bei der Erfindung im .Schaltzeitpunkt ein gegenüber den vergleichbaren bekannten Schaltungen vergrößerter Strom fließt, braucht auch kein Bauelement mit Schwellwertverhalten ausgewählt werden, das

M) mit besonders niedrigem Schaltstrom arbeitet. Dies hat sich vor allen bei dem Einsatz von Vierschichtdioden als günstig erwiesen, weil diese um so teuerer sind, je kleiner ihr Höckerstrom (Schaltstrom) ist.

In bevorzugter Ausführung der Erfindung besteht die

b:i elektronische Regelschaltung aus einem Feldeffekttransistor und einem in Reihe zu dessen Drain-Source-Strekke geschalteten Widerstand, wobei der Widerstand und die Gate-Elektrode am Spannungspol des Ladekonden-

sators und die Drain-Elektrode, gegebenenfalls über einen Vorwiderstand, am Spannungspol des Speicherkondensators liegt. Mit dieser als Konstantstromquelle arbeitenden Schaltung wird der Ladestrom konstant gehalten. Er liefert den Schaltstrom für das Bauelement mit Schwellwertverhalten. Ist dieses eine Vierschichtdiode, dann wird der Ladestrom durch geeignete Dimensionierung des Widerstands so eingestellt, daß er größer als der Höckerstrom zuzüglich des Verluststroms des Ladekondensators ist

Vorzugsweise kommt die Erfindung bei einer Zündschaltung zum Einsatz, bei der das Bauelement mit Schwellwertverhalten an der Steuerelektrode eines in Reihe zum Zündmittel geschalteten Schaltelements, vorzugsweise eines Thyristors, und die Reihenschaltung aus Zündmittel und Schaltelement parallel zum Speicherkondensator liegt

Im folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. In der Zeichnung zeigt

F i g. I eine Zündschaltung mit Umladekreis,

F i g. 2 die Spannungsverläufe an den Kondensatoren des Umiadekreises und

F i g. 3 eine weitere Zündschaltung.

Ein Umladekreis einer Zündschaltung weist einen Speicherkondensator 1 und einen Umladekondensator 2 auf. Die Spannungspole 3 und 4 dieser Kondensatoren sind über eine Reihenschaltung, bestehend aus einem Feldeffekttransistor 5 und einem Widerstand 6, verbunden. Am Spannungspol 3 des Speicherkondensators 1 liegt ein kurzzeitig beim Abschuß des mit der Zündschaltung versehenen Geschosses wirksamer Generator 7. Am Spannungspol 4 des Umladekondensalors 2 liegt ein von einer Vierschichtdiode 8 gebildetes Bauelement mit Schwellwertverhalten. Der Vierschichtdiode 8 ist ein Zündmittel 9 nachgeschaltet.

Die Drain-Elektrode des Feldeffekttransisolrs 5 ist mit dem Spannungspol 3 und seine Gate-Elektrode ist mit dem Spannungspol 4 verbunden. Die Source-Elektrode liegt am Widerstand 6.

Ist der Speicherkondensator 1 von dem Generator 7 geladen, dann setzt der Umladevorgang ein. Über die Drain-Source-Strecke des Feldeffekttransistors 5 und den Widerstand 6 fließt der Umladestrom auf den Umladekondensator 2. Die Vierschichtdiode 8 ist gesperrt. Der Umladestrom ist durch die als Feldeffekt-Konstantstromquelle wirkende Schaltung des Feldeffekttransistors 5 und des Widerstands 6 konstant gehalten. Dementsprechend nimmt die Spannung LJ I am Speicherkondensator 1 linear ab. Die Spannung LJl am Umladekondensator 2 nimmt dementsprechend linear zu (vgl, Fig,2), Sobald am Spannungspol 4 des Umladekondensators 2 die Schwellwertspannung Us der Vierschichtdiode 8 erreicht ist, schaltet diese durch und es erfolgt zu diesem Zeitpunkt te die Zündung. Der Zündzeitpunkt te liegt nur wenig vor dem theoretischen Ende te des Umladevorgangs, Dementsprechend klein ist die Spannungsdifferenz Δ Uzwischen den Potentialen der Spannungspole 3 und 4 im Zündzeitpunkt te Die Darstellung nach F i g. 2 ist insoweit lediglich schematisch. Die Differenzspannung zum Zeitpunkt te ist größer als sie bei einem Verlauf der Spannungen U1 und LJ2 nach einer e-Funktion, bei entsprechender Zeitkonstante, im gleichen Zeitpunkt wäre. Von ausschlaggebender Bedeutung für die Erfindung ist, daß

is der Ladestrom nicht mit der abnehmenden Spannungsdifferenz sinkt Er wird durch geeignete Dimensionierung des Widerstands 6 so eingestellt, daß er wenig größer oder gleich der Summe des für die Vierschichtdiode 8 charakteristischen Höckerstroms und des Verluststroms des Umladekondensators 2 ist Damit ist gewährleistet, daß im Zündzeitpunk te, auch wenn dieser fast am theoretischen Ende ie de.* ümiadevorgangs liegt, der zum Durchschalten der Vierschichtdiode 8 notwendige Strom zur Verfügung steht

Bei der Zündschaltung nach F i g. 3 ist der Generator von einer piezoelektrischen Zelle 10 und einem Doppelweggleichrichter 11 gebildet Durch diesen wird sowohl die positive als auch die negative Halbwelle der an der Zelle 10 beim Abschuß bzw. bei der folgenden

jo Entlastung auftretenden Spannung zu. Ladung des Speicherkondensators 1 ausgenützt. Dem Feldeffekttransistor 5 ist ein Vorwiderstand 12 zugeschaltet, der der Begrenzung der Stromhöhe dient, die der Feldeffekttransistor beim Einschalten erfahren'würde.

Der Ausgang der Vierschichtdiode 8 liegt an der Steuerelektrode eines Thyristors 13 und einem Widerstand 14. Die Anode des Thyristors 13 liegt am Spannungspol 3 des Speicherkondensators 1. An der Kathode liegt das Zündmittel 9.

in Ist der Speicherkondensator 1 von der Zelle 10 über den Gleichrichter 11 geladen, dann setzt der oben besch.iebene Umladevorgang ein. Beispielsweise nach etwa 5 s. ist der Schwellwert der Vierschichtdiode 8 erreicht. Dadurch wird der Thyristor 13 gezündet. Der

»i Speicherkondensator 1 entlädt sich über das Zündmittel 9 wodurch die Selbstzerlegung des Geschosses erfolgt.

Die Erfindung kann auch bei Zündschaltungen eingesetzt werden, die anstelle des Speicherkondensators mit einer Batterie arbeiten.

Hierzu ί Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche;

1. Elektronische Zündschaltung zur Selbstzerlegung eines Geschoßzünders mit einer Spannungsquelle, die über einen Umladewiderstand einen Ladekondensator auflädt, wobei nach dem Erreichen einer bestimmten Mindestspannung am Spannungspol des Ladekondensators ein Schwellwertschalter, wie beispielsweise eine Vierschichtdiode oder eine Transistorschaltung, anspricht, wodurch ein Zündmittel gezündet wird und wobei zwischen den Spannungspol der Spannungsquelle und den Spannungspol des Ladekondensators eine elektronische Regelschaltung geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Regelschaltung als Konstantstromquelle (5, 6) geschaltet ist, die den von den Schwellwertschalter (8) fließenden Umladestrom unabhängig von der während der Ladung sinkenden Differenzspanriung zwischen den Spannungspolen (3,4) derselben (1,2) im wesentlichen konstant hält.

2. Elektronische Zündschaltung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsquelle in an sich bekannter Weise von einem Speienerkondensator (1) gebildet ist

3. Elektronische Zündschaltung nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Konstantstromquelle aus einem Feldeffekttransistor (5) und dem in Reihe zu dessen Drain-Source-Strecke geschalteten Widerstand (6) besteht, wobei der Widerstand (6) und die Gate-Elektrode an dem Spannungspol (4) des Ladekondensators (2) und die Drain-Elektrode, gegebenenfalls über einen Vorwiderstand, am Spannungspol \A) des Speicherkondensators (1) liegt.