DE2653517C3 - Elektronische Zündschaltung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektronische Zündschaltung zur Selbstzerlegung eines Geschoßzünders mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Eine solehe Zündschaltung mit einer Transistorschaltung als Schwellwertschalter ist in der US-PS 38 05 703 beschrieben.

Die in der US-PS 38 05 703 beschriebene Zündschaltung arbeitet mit wenigstens einer nach dem Abschuß ständig Spannung und Strom liefernden Batterie. Der Schaltstrom, den der Schwellwertschalter nach Erreichen der Mindestspannung benötigt, schränkt dort die erreichbare Verzögerungszeit nicht ein, weil die Batterie auch zu diesem Zeitpunkt noch ausreichend Strom V) liefert bzw. der dort verwendete Unijunctiontransistor seinen Schaltstrom aus dem Ladekondensator erhält Die in der US-PS 38 05 703 vorgesehene Regelschaltung dient lediglich der Linearisierung der Ladung des Ladekondensators. Durch die Linearisierung soll eine exakte Einstellbarkeit einer hinreichend langen Zeit bis zur Selbstzerlegung erreicht werden. Der Stromverbrauch der Regelschaltung fällt bei der US-PS 38 05 703 nicht ms Gewicht, da die Batterie so ausgelegt ist, daß sie auch uiescijSirpnibedari deckt.

Aus der DE-ASIl 55037,'der DE-OS 21 13 126 und der DE-AS 21 04 422 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 Ümladevorgangs.

Bei diesen bekannten Schaltungen fließt gegen Ende des Umladevorganges vor dem Durchschalten des Schwellwertschalters, also bei nur noch kleiner Potentialdifferenz zwischen den Spannungspolen des Speicherkondensators und des Ladekondensators, ein entsprechend kleiner Strom. Dieser Strom muß aber größer sein als der zum Schalten des Schwellwertschalters notwendige Schaltstrom, der zwar klein ist, jedoch in jedem Fall zur Verfügung stehen muß. Hierfür muß der Schwiilwert des Schwellwertschalter bei einem Spannungswert erreicht sein, bei dem noch ein für das Schalten ausreichender Strom fließt Der Dimensionierung der Schaltungen 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 21 04 422 ist zur zuverlässigen Auslösung der Zündung des Zündelements auch bei geringen Spannungen und großen Zeitkonstanten des Umladeyorgangs 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 nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 vorzuschlagen, bei der gegen Ende eines Umladevorgangs eine kleine Potentiaidifferenz zwischen den Spannungspolen de»· Spannungsquelle und des Ladekondensators den Schwellwertschalter sicher die Zündung des Zündmättels einleiten läßt ohne daß ein Schwellwertschalter mit niedrigem Schaltstrom oder ein Übertrager oder eine Batterie eingesetzt werden müssen.

Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe bei einer Schaltung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst

Bei bekannten Schaltungen ist der Schaltzeitpunkt, bei dem das Bauelement anspricht so zu legen, daß der notwendige Schaltstrom von der am Umlade'viderstand abfallenden Spannung aufgebracht wird. Da diese und mit ihr der Ladestrom im Verlauf des Umladevorgangs kleiner wird, ist die Dauer des Umladevorgangs nur teilweise als Verzögerungszeit bis zur Selbstzerlegung auszunutzen. Durch die Erfindung läßt sich sine Verlängerung der Verzögerungszeit erreichen, da der Spannungsschwellwert bei dem der Schwellwertschalter schaltet, nicht -yesentlich kleiner sein muß als die Maximalspannung des Ladekondensators. Im Schaltzeitpunkt, an dem die Spannungsdifferenz zwischen dem Speicherkondensator und dem Ladekondensator klein ist, fließt ein zum Schalten ausreichender Strom, der von der Spannungsdifferenz unabhängig ist. Es ist dabei nicht erforderlich, das Verhältnis der Kapazitätswerte des Speicherkondensators und des Ladekondensators zu erhöhen. Dieses kann klein, beispielsweise bis 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" 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 Heckerstrom (Schaltstrom) ist.

In bevorzugter Ausführung der Erfindung weist die KonstantstromqueUe einen Feldeffekttransistor und ^;

den in Reihe zu dessen Drain-Source-Strecke geschalteten Widerstand auf, wobei der Widerstand und die Gate-Elektrode am Spannungspol des Ladekondensators 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 Schaitstrom für das Bauelement mit Schwellwerferhalten. Ist dieses eine Vierschichtdiode, dann wird der Ladestrom durch geeignete Dimensionierung des Widerstands so eingestellt, daß er größer als der Höckerstrom zuzüglich des Verlust-Stroms des Ladekondensators ist
Vorzugsweise kommt die Erfindung bt -:

io

Zündschaltung zum Einsatz, bei der das Bcielei * at mit Schwellwertverhalten an der Steuerelektrode eines in Reihe zum Zündmittel geschalteten ^cbaltelements, vorzugsweise eines Thyristors, und ä-~ «reihenschaltung aus Zündmittel und Schalt- '·, aneci parallel zum Speicherkondensator liegt

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

F i g. 1 eine Zündschaltung mit Umladekreis,

Fig. 2 die Spannungsverläufe an den Kondensatoren des Umladekreises und

F i g. 3 eine weitere Zündschaltung.

Ein Umiadekreis 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 Hegt ein kurzzeitig beim Abschuß des mit der Zündschaltung versehenen Geschosses wirksamer Generator 7. Am Spannungspol 4 des Umladekondensators 2 liegt ein von einer Vierschichtdiode 8 gebildetes Bauelement mit Schwellwertverhalten. Der Vierschichtdiode 8 ist ein Zündmittel 9 nachgeschaltet

Die Drain-Elektrode des Feldeffekttransisotrs 5 ist mit dem Spannongspol 3 und seine Gate-Elektrode ist mit dem Spannungspol 4 verbunden. Die Source-EIektrode 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

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50 gehalten. Dementsprechend nimmt die Spannung Ui am Speicherkondensator 1 iinear ab. Die Spannung Lf 2 am Umladekondensator 2 nimmi 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 iz'die Zündung. Der Zündzeitpunkt tz liegt nur wenig vor dem theoretischen Ende te des Umladevorgangs. Dementsprechend klein ist die Spannungsdifferenz Δ [/zwischen den Potentialen der Spannungspole 3 und 4 im Zündzeitpunkt tz. Die Darstellung nach Fig.2 ist insoweit lediglich schematisch. Die Differenzspannung zum Zeitpunkt tz ist größer als sie bei einem Verlauf der Spannungen Ui und i/2 nach einer e-Funktion, bei entsprechender Zeitkonstante, im gleichen Zeitpunkt wäre. Von ausschlaggebender Bedeutung für die Erfindung ist, daß der Ladestrom nicht mit der abnehmenden Spannungsdifferenz sinkt Er wird durch geeignete Dimensionierung des Widerstands 6 so eingesteht, daß er wenig größer oder gleich der Summe des für dv Vierschichtdiode 8 charakteristischen Höckerstroms und des Verluststroms des Umladekondensators 2 ist Damit ist gewährleistet, daß im Zündzeitpunkt tz, auch wenn dieser fast am theoretischen Ende te des Umladevorgangs liegt, dir zum Durchschalten der Vierschichtdiode 8 notwendige Strom zur Verfugung 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 Entlastung auftretenden Spannung zur 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 ar der Steuerelektrode eines Thyristors 13 und einem V de;-stand 14. Die Anode des Thyristors 13 liegt am Spaniiungspol 3 des Speicherkondensators 1. An der Kathode Hegt das Zündmittel 9.

Ist der Speicherkondensator 1 von der Zelle 10 über den Gleichrichter 11 geladen, dann setzt der oben beschriebene Umladevorgang ein. Beispielsweise nach etwa 5 s. ist der Schwellwert der Vierschichtdiode 8 erreicht Dadurch wird der Thyristor 13 gezündet. Der Speicherkondensator 1 entlädt sich über das Zündmittel 9 wodurch die Selbstzerlegung des Geschosses erfolgt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche: 26 53

1. Elektronische Zündschaltung zur Seibstzerlegung eines Geschoßzünders mit einer Spannungsquelle, die über einen Widerstand und über eine elektronische Regelschaltung, die den von der Spannungsquelle zum Ladekondensator fließenden Strom konstant hält, einen Ladekondensator linear auflädt, wobei nach dem Erreichen einer bestimmten Mindestspannung am Spannungspol des Ladekon- ig densators ein Schwellwertschalter, wie beispielsweise eine Vierschichtdiode oder eine Transistorschaltung, anspricht, wodurch ein Zündmittel gezündet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsquelle in an sich bekannter Weise ein ein- is mal geladener Speicherkondensator (1) ist und daß der Speicherkondensator (1) mit der Regelschaltung (5) und dem Widerstand (6) als KonstantstromqueUe (1,5,6) geschaltet ist, die den von dem Speicherkondensator (1) nach Erreichen der Mindestspannung auf den Schwellwertschalter (8) fließenden ί m unabhängig von der während der Umladung sinkenden Differenzspannupg zwischen den Spannungspolen (3,4) der Kondensatoren (1,2) konstant hält

2. Elektronische Zündschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Konstantstromquelle einen Feldeffekttransistor (5) und den in Reihe zu dessen Drain-Source-Strecke geschalteten Widerstand (6) aufweist, wobei der Widerstand (6) und die Gate-Elektrode an dem Spannungspol (4) des Ladekonc .nsators (2) und die Drain-Elektrode, gegebenenfalls über einen Vorwiderstand (12), am ni5ungspo!{3)des Speiche. \cndensators{!) liegt.