DE2834272C1 - Zünder für Explosivstoffe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Zünder für Explosivstoffe nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ein solcher Zünder ist z. B. aus der US-PS 35 09 791 bekannt.

Ein bereits bekannter Zünder für derartige Sprengkörper spricht auf seismische oder Schall-Schwingungen von fahrenden Fahrzeugen an und weist einen Fühler zum Umsetzen dieser Schwingungen in elektrische Analogsignale und einen Auswerter zur Erzeugung eines Zündsignals aus den Analog­ signalen auf. Der Auswerter integriert die zeitabhängige Amplitude der Analogsignale und gibt das Zündsignal dann ab, wenn das Integral einen kritischen Schwellenwert überschreitet.

Nachteilig bei diesem Zünder ist jedoch, daß die Amplitude der Analogsignale vom Untergrund zwischen dem Fühler und dem fahrenden Fahrzeug abhängt, so daß das Zündsignal nicht immer zum optimalen Zeitpunkt ausgelöst wird.

Aus der US-PS 35 09 791 ist ein Zünder für Explosivstoffe bekannt, bei dem ein seismischer Sensor seismische Wellen erfaßt und diese in elektrische Analogsignale umsetzt. Diese Analogsignale werden hinsichtlich bestimmter Frequenzmuster ausgewertet. Bei der Erfassung eines bestimmten vorgegebenen Frequenzmusters, das etwa dem eines mit einer bestimmten Geschwindigkeit fahrenden Panzers entspricht, wird ein Infrarot-Strahlungssensor aktiviert. Dieser Infrarot-Strahlungssensor ist das Element, das ein Signal erzeugt, das zur Zündung des Explosivstoffes dient.

Dieser Zünder hat den Nachteil, daß Fahrzeuge, die mit verschiedenen Geschwindigkeiten den Erfassungsbereich des seismischen Sensors durchfahren, nicht gleich zuverlässig erfaßt werden können, da sich die Frequenz der seismischen Signale mit der Fahrzeuggeschwindigkeit ändert, die untersuchten schmalen Frequenzbereiche jedoch unveränderlich sind.

Ferner kann eine mit einem oben geschilderten Zünder versehene Mine nicht eingegraben werden, da der Infrarot- Sensor stets übererdig angeordnet sein muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Zünder an­ zugeben, der für ebenerdig oder unterirdisch angeordnete Explosivstoffe geeignet ist und der bestimmte Fahrzeuge unabhängig von den Bodenverhältnissen und unabhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit zuverlässig erfaßt.

Diese Aufgabe wird anspruchsgemäß gelöst.

In den Unteransprüchen sind Merkmale bevorzugter Aus­ gestaltungen des erfindungsgemäßen Zünders gekennzeichnet.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die Mittelfrequenz der seismischen oder Schall-Schwingungen, die von einem fahrenden Panzer ausgehen, ungefähr linear mit der Panzergeschwindigkeit variiet. Darüber hinaus ist festgestellt worden, daß die Frequenzverteilung der Schwingungen, die von den verschiedenen Stellen des Panzers ausgehen, ein Maximum in dessen Mitte zeigen.

Diese Erkenntnisse werden erfindungsgemäß genutzt, um die erwähnten Schwierigkeiten des bestehenden Zünders zu überwinden, indem der Auswerter geeignet das Zündsignal aus dem Frequenz-Zeit-Verlauf (Abhängigkeit der Frequenz von der Zeit) der Analogsignale ableitet.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 das Blockschaltbild eines ersten Ausführungs­ beispiels eines Zünders mit einem Auswerter, der einen Impulszähler aufweist,

Fig. 2 das Blockschaltbild eines zweiten Ausführungs­ beispiels des Zünders mit einem Auswerter, der einen Impulsfrequenzmesser aufweist, und

Fig. 3 den Verlauf von Signalen an entsprechend mit großen Buchstaben angedeuteten Stellen der Schaltungen von Fig. 1 und 2.

Beim ersten Ausführungsbeispiel von Fig. 1 werden Änderungen des örtlichen Magnetfelds durch einen Detektor mit einem magnetischen Fühler 1 von Magnetometer-Bauart erfaßt, wobei dessen Ausgangssignal über einen Verstärker 2 in einen Schwellen-Vergleicher 3 eingespeist werden. Wenn der Pegel des Eingangssignals des Schwellen-Vergleichers 3 einen vorbestimmten Pegel überschreitet, wird ein Aus­ gangssignal, das typischerweise den Verlauf von Fig. 3A hat, an einen ersten Eingang eines Zwei-Eingangs-UND- Glieds 4 und an einen ersten oder Freigabe-Eingang eines Zählers 5, der den Auswerter darstellt, abgegeben.

Örtliche seismische Schwingungen werden von einem seismischen Fühler 6 von Beschleunigungsmesser-Bauart erfaßt, dessen Ausgangssignal typischerweise den Verlauf von Fig. 3B hat. Dieses Ausgangssignal wird in einem Signalformer 7 gefiltert und in einen Puls, d. h. eine Folge von Impulsen konstanter Dauer und Höhe (vergleiche Fig. 3C), umgesetzt und anschließend in einen zweiten Eingang des Zählers 5 eingespeist.

Sobald der Zähler 5 durch das Ausgangssignal vom Schwellen- Vergleicher 3 freigegeben worden ist, werden die Eingangs- Impulse gezählt und, sobald ein vorgegebener Impuls- Zählerstand erreicht worden ist, wird ein Ausgangssignal erzeugt, das seinerseits zurück in den Zähler 5, um das Ausgangssignal zu halten bzw. zu verriegeln, und auch in den zweiten Eingang des UND-Glieds 4 eingespeist wird. Der vorgegebene Impuls-Zählerstand kann so gewählt werden, daß das Ausgangssignal nach jedem gewünschten Bruchteil der gesamten Freigabezeit erzeugt wird, d. h., der Gesamtzeit, während der das Fahrzeug nahe genug ist, um das in den Schwellen-Vergleicher 3 eingespeiste Signal den vorbe­ stimmten Pegel überschreiten zu lassen, z. B. nach der Halbzeit, so daß ein Ausgangssignal vom Zähler 5 wie in Fig. 3D abgegeben wird.

Das gleichzeitige Auftreten der beiden Eingangssignale, d. h. dere Signale A und B im "Ein"-Zustand, am UND-Glied 4 bewirkt die Erzeugung eines Ausgangssignals vom UND-Glied 4, das ein Zündglied 8 auslöst. Falls der vorgegebene Impuls-Zählerstand vor Aufhören der magnetischen Einwirkung nicht erreicht wird, wird der Zähler 5 auf Null wegen des Verschwindens des Freigabe-Eingangssignals vom Schwellen- Vergleicher 3 rückgesetzt. Es ist ersichtlich, daß das UND-Glied 4 beim einfachen Aufbau des ersten Ausführungs­ beispiels nicht wesentlich ist, da das Ausgangssignal vom Zähler 5 unmittelbar zum Auslösen des Zündens verwendet werden könnte. Das Vorsehen von einem UND-Glied mit zwei oder mehr Eingängen sorgt jedoch für eine zusätzliche Sicherheit insofern, als sowohl magnetische als auch seismische Einwirkungen vor dem Zünden auftreten müssen, und erlaubt auch die Einspeisung von anderen Kontrollsignalen, z. B. von Schaltungen zum Scharfmachen.

Das zweite Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 ist identisch mit dem ersten Ausführungsbeispiel bis auf den Unterschied, daß der Zähler 5 durch einen Impulsfrequenzmesser 9 mit nachgeschaltetem Differenzierer-Signalformer 10 er­ setzt ist. Dabei wird die Impulsfolgefrequenz des Pulses gemäß Fig. 3C durch den Impulsfrequenzmesser 9 gemessen, so daß sich ein Ausgangssignal mit dem Verlauf nach Fig. 3E ergibt. Dieses Ausgangssignal wird in den Differenzierer- Signalformer 10 eingespeist, um ein Ausgangssignal ge­ eigneten Verlaufs zum Durchschalten des UND-Glieds 4 oder wahlweise zum direkten Auslösen der Zündschaltung zu erzeugen.

Es ist ersichtlich, daß verschiedene zusätzliche Schaltungs­ glieder wie Verzögerungsglieder in beiden beschriebenen Ausführungsbeispielen verwendet werden können, um bestimmte Abwehrmaßnahmen (Minenräumungen) wie Rollen oder Schleppketten leerlaufen zu lassen, und daß die seismischen Fühler gegen Schall-Fühler austauschbar sind. Es ist ferner ersichtlich, daß der Detektor nicht ein magnetischer Fühler sein muß, sondern z. B. der Fühler eines aktiven Geräts, wie eines Metall-Detektors sein kann. Wahlweise kann der Detektor einen Amplitudendiskriminator zwischen dem Ausgang des seismischen Fühlers und dem Auswerter aufweisen. Außerdem sind die beiden beschriebenen Ausführungsbeispiele für den Einsatz in Minen vorgesehen, die an der Fahrzeug-Unterseite einwirken, obwohl sie auch bei Minen oder anderen Sprengkörpern eingesetzt werden können, um die Fahrzeug-Flanken anzugreifen, indem der magnetische Fühler dann z. B. durch einen Infrarot- oder einen Mikrowellen-Fühler ersetzt wird.

Claims (6)

1. Zünder für Eplosivstoffe mit

• - einem Sensor zum Umsetzen von von einem sich bewegenden Fahrzeug ausgehenden Schwingungen in elektrische Analogsignale,
• - einem Auswerter zum Gewinnen eines Zündsignals aus Analogsignalen und
• - einem Detektor zum Freigeben des Auswerters bei An­ näherung des Fahrzeugs an den Fühler,

dadurch gekennzeichnet,
daß zusätzlich ein Signalformer (7) zum Umsetzen der Analogsignale des Schwingungsumsetzers in eine Impulsfolge mit im wesentlichen konstanter Amplitude vorgesehen ist,
daß der Auswerter entweder einen Zähler (5) zum Zählen der Impulse der Impulsfolge und zum Abgeben des Zündsignals bei Erreichen eines einem vorgegebenen kritischen Wert entsprechenden Zählerstandes oder einen Impulsfrequenzmesser (9) zum Messen der Momentanfrequenz der Impulsfolge und zum Abgeben des Zündsignals bei Durchgang der Momentanfrequenz durch einen Maximalwert enthält.

2. Zünder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Auswerter zusätzlich ein oder zwei Differenzier­ glieder (10) zum Differenzieren des Ausgangssignals des Impulsfrequenzmessers (9) zwecks Gewinnung der ersten oder der zweiten Ableitung für die Auslösung des Zündsignals enthält.

3. Zünder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor einen Magnetfühler (1) für die Ge­ winnung eines Auslösesignals für den Zähler (5) oder den Impulsfrequenzmesser (9) aufweist.

4. Zünder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingungsfühler (6) einen Beschleunigungs­ messer mit einem eine seismische Masse tragenden Piezokermik-Bauelement aufweist.

5. Zünder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingungsfühler (6) ein Mikrophon-Element aufweist.