DE3131715A1

DE3131715A1 - Elektrische abfeuervorrichtung fuer waffensysteme

Info

Publication number: DE3131715A1
Application number: DE19813131715
Authority: DE
Inventors: Günther Ing.(grad.) 3582 Felsberg Hesse; Günter Ing.(grad.) 5401 Waldesch Junkert
Original assignee: Wegmann and Co GmbH
Current assignee: Wegmann and Co GmbH
Priority date: 1981-08-11
Filing date: 1981-08-11
Publication date: 1983-03-03
Also published as: DE3273906D1; EP0071734A2; EP0071734B1; EP0071734A3

Description

Akte 81-10-25 - 3 Firma Weqmann & Co., Auqust-Bode-Str. 1, 3500 Kassel

Elektrische Abfeuervorrichtung für Waffensysteme.

Gegenstand der Erfindung ist eine elektrische Abfeuervorrichtung für Waffensysteme mit einer das Abfeuersignal erzeugenden Abfeuerungslogik, die von mindestens einem Abfeuertaster aus ansteuerbar ist und deren Ausgang mit dem Steuereingang eines ansteuerbaren Leistungsschal telementes verbunden ist, über das eine Zündvorrichtung mit einem elektrischen Versorgungskreis verbindbar ist.

In Waffensystemen, bei denen das Geschoß mittels einer elektrischen Abfeuervorrichtung abgefeuert wird, ist es erforderlich, die zum Zünden benötigte elektrische Energie über ein systemeigenes Schaltelement zur Verfügung zu stellen.

Bei herkömmlichen Waffensystemen wird der zum Zünden benötigte verhältnismäßig hohe Stromimpuls durch ein Leistungsrelais geschaltet.

Dies hat aber zur Folge, daß bei den herkömmlichen elektrischen Abfeuervorrichtungen mit einem Leistungsrelais zwischen der Betätigung des Abfeuertasters bis zum Fließen des Abfeuerimpulsstromes durch den Zünder der Kartusche eine Totzeit auftritt, die im wesentlichen durch die Anzjiugzeit des Leistungsrelais bestimmt wird.

Die Verzugszeit des Relais ist, da von Betriebsspannung und Umgebungstemperatur abhängig, nicht konstant und beträgt bei älteren Systemen bis zu 50 ms. Eine Verkürzung

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der oben erwähnten Totzeit unter einen bestimmten Wert ist aufgrund der mechanischen Trägheit des Relais und der Reläisinduktivität nicht zu erreichen. Dies hat zur Folge, daß beispielsweise bei stabilisierten Waffensystemen der Zeitpunkt der gewollten Schußabgabe, in dem sich die optische Visierlinie in Koinzidenz mit dem Zielpunkt befindet, nicht mit dem Zeitpunkt der tatsächlichen Schußabgabe zusammenfällt. Dieser Effekt beeinflußt das Treffergebis auf jden Fall negativ.

Der Verwendung eines elektronischen Schaltelementes zur Schaltung des die Zündung bewirkenden Stromimpulses standen bisher sicherheitstechnische Bedenken entgegen, da bei einem Defekt eines derartigen elektronischen Schaltelementes, bei dem das Schaltelement leitend wird, ein unkontrolliertes Brechen des Schusses möglich ist.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe bestand darin, eine Abfeuervorrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei der die Totzeit zwischen der Betätigung des Abfeuertasters bis zum Fließen des Abfeuerimpulsstromes soweit reduziert ist, daß sie auch bei stabilisierten Waffensystemen vernachlässigbar ist, die aber andererseits allen Sicherheitsanforderungen bezüglich eines unkontrollierten Abfeuerns genügt.

Die Lösung dieser Aufgabe geschieht mit den Merkmalen aus dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1.

Durch die Verwendung eines elektronischen Schalters als ansteuerbares Leistungsschaltelement wird die Totzeit des elektrischen Abfeuerkreises auf einen Wert im Bereich von Mikrosekunden reduziert. Außerdem ist die Schaltzeit unabhängig von den vorhandenen Umgebungsbedingungen und den Einflüssen der Spannungsversorgungsanlage.Der Zeit-

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punkt der tatsächlichen Schußabgabe rückt somit um einen beträchtlichen Wert näher an den Zeitpunkt der Abfeuertasterbetätigung heran.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung liegt darin, daß der erhebliche mechanische Verschleiß an einem Leistungsrelais entfällt.

Die Ansteuerung des elektronischen Schalters über einen Sicherheitskreis, die so erfolgen kann, daß der Weg zwischen Versorgungskreis und Zündvorrichtung jeweils nur kurzzeitig freigegeben wird, stellt sicher, daß auch bei ! einem Defekt des elektronischen Schalters ein Brechen des Schusses zur Unzeit vermieden wird.

Da das zweite ansteuerbare Schaltelement selbst den hohen Stromimpuls nicht schalten, sondern nur weiterleiten muß, sind die Anforderungen an die Eigenschaften dieses zweiten Schaltelementes weniger hoch als an das Leistungsschaltelement.

Als Leistungsschaltelement kann ein Thyristor oder ein Leistungstransistor bzw. eine Kombination von Transistoren verwendet werden. Als zweites ansteuerbares Schaltelement kann, falls ein mechanisches Schaltelement gewünscht wird, ein Relais dienen (Anspruch 3), es kann aber auch an dieser Stelle ein elektronischer Schalter eingesetzt werden, was an dieser Stelle auch unter Beachtung der Sicherheitsvorschriften vertretbar ist, da ein gleichzeitiger und gleichartiger Defekt an den beiden, im gleichen Zweig angeordneten elektronischen Schaltern nur mit sehr geringer Wahrscheinlichkeit eintritt und elektronische Schalter eine längere Lebensdauer im Hinblick auf die Anzahl der Schaltvorgänge aufweisen.

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Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Abfeuervorrichtung ist Gegenstand von Anspruch Hierdurch wird sichergestellt, daß das zweite Schaltelement im allgemeinen offen ist und dieser Zustand kurze Zeit nach Abgabe des Abfeuersignals sofort wieder hergestellt wird, unabhängig davon, ob der Schuß tatsächlich brach oder ob ein Defekt vorliegt.

Im folgenden werden anhand der beigefügten Zeichnungen zwei Ausführungsbeispiele für die erfindungsgemäße Abfeuervorrichtung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt in einem Prinzipschaltbild eine Abfeuervorrichtung, bei der als zweites ansteuerbares Schaltelement ein Relais dient;

Fig. 2 zeigt ebenfalls in einem Prinzipschaltbild eine weitere Ausführungsform einer Abfeuervorrichtung, bei der als zweites ansteuerbares Schaltelement ein elektronischer Schalter dient.

In den Zeichnungen sind lediglich die Teile einer Abfeuervorrichtung dargestellt und bezeichnet, die für die Erläuterung der Erfindung wesentlich erscheinen.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 ist eine Abfeuerlogik über einen Abfeuertaster 1 an die Versorgungsspannung 5 anschließbar. Bei Betätigung des Abfeuertasters 1 fließt das Tastersignal in die Abfeuerlogik 2. Diese gibt ein Abfeuersignal über einen verstärkenden Transistor Tr3 und eine Z-Diode auf den Steuereingang 3a eines elektronischen Schalters, der in Fig. 1 mit 3 bezeichnet ist und im gewählten Ausführungsbeispiel aus zwei Transistoren TrI und Tr2 in Darlington-Schaltung besteht. Selbstverständlich kann

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als elektronischer Schalter 3 an dieser Stelle beispielsweise auch ein Thyristor verwendet werden.

Die am elektronischen Schalter 3 von der Spannungsquelle her anliegende Versorgungsspannung wird beim Durchschalten des elektronischen Schalters 3 durchgeschaltet und gelangt über die Widerstände Rl und R2 zur Zündvorrichtung 4, wenn der Relaiskontakt al eines Relais A geschlossen ist.

Das Relais A gehört zu einem Sicherheitskreis, der von zwei Tastern 6 und 7 aus betätigbar ist. Hierbei wird durch Betätigung des Tasters 6 der Zustand "Feuerbereit" und durch den Taster 7 der Zustand "Sicher" eingestellt. Beim kurzen Drücken des Tasters 6 fließt durch das Relais A ein Strom, der es zum Anziehen bringt, worauf es über einen Selbsthaltekreis, bestehend aus dem geschlossenen Taster 7, dem Relaiskontakt a2 und einer gegen Fehlpolungen schützenden Diode D2, gehalten wird. Die Diode Dl dient dazu, die Abfallzeit des Relais A zu reduzieren.

Bei Betätigung des Tasters 7 wird der Selbsthaltekreis kurzzeitig unterbrochen und das Relais kehrt unter Öffnung des Kontaktes al in den Ruhezustand zurück. Damit befindet sich die Schaltung wieder im Zustand "Sicher" und es können keine Abfeuerimpulse zur Zündvorrichtung 4 gelangen.

Der Sicherheitskreis enthält weiterhin eine Zeitschaltvorrichtung 8, die nach Ablauf eines vorgegebenen Zeitintervalls nach Anliegen des Abfeuerimpulses am elektronischen Schalter 3 über einen Steuertransistor Tr4 den Selbsthaltekreis des Relais A öffnet und damit automatisch den Zustand "Sicher" mit geöffnetem Kontakt al wieder herstellt. Diese Wiederherstellung des Zustandes "Sicher"

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erfolgt auch dann, wenn beispielsweise infolge eines Defektes die Spannung am Ausgang des elektronischen Schalters 3 nach Abgabe des Abfeuersignals infolge eines Defektes erhalten bleibt. Hierdurch ist ein Höchstmaß an Sicherheit erreicht.

Durch die Widerstände Rl und R2 wird der Strom auf den maximal für den elektronischen Schalter 3 zulässigen Wert begrenzt.

Die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform einer Abfeuervorrichtung entspricht im Prinzip der Ausführungsform nach Fig. 1. Aus diesem Grund sind gleiche Schaltelemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Die Abfeuerlogik 2 ist über den Abfeuertaster 1 mit der Spannungsversorgung 5 verbindbar. Bei Betätigung des Abfeuertasters 1 gelangt von der Abfeuerlogik 2 aus das Abfeuersignal über den Transistor Tr3 und die Z-Diode auf den Steuereingang 3a des elektronischen Schalters 3. Eine Durchschaltung des Abfeuersignals zur Zündvorrichtung ist aber nur möglich, wenn ein zweiter elektronischer Schalter 9 durchlässig gesteuert ist. Dieser zweite elektronische Schalter 9 besteht ebenfalls aus zwei Transistoren Tr5 und Tr6. Seinem Steuereingang 9a kann ein Öffnungs- bzw. Schließsignal zugeführt werden, das entweder von den beiden Tastern 6 und 7 für die Zustände "Feuerbereit" bzw. "Sicher" oder von der Zeitschaltvorrichtung 8 aus abgegeben wird.

Die Herstellung des Zustandes "Feuerbereit" erfolgt durch kurze Betätigung des Tasters 6. Der ausgelöste Impuls gelangt über ein NAND-Gatter Nl auf den Setzeingang 10a einer bistabilen Kippstufe 10, deren Ausgang 10c über einen Steuertransistor Tr7 mit dem Steuereingang 9a

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des elektronischen Schalters 9 verbunden ist. Wird die bistabile Kippstufe 10 gesetzt, so steuert sie den zweiten elektronischen Schalter 9 durchlässig, so daß in diesem Schaltaustand ein vom ersten elektronischen Schalter 3 kommendes Abfeuersignal zur Zündvorrichtung gelangen kann. Bei Betätigung des Tasters 7 wird ein Signal über ein NAND-Gatter N3 auf den Löscheingang 10b der bistabilen Kippstufe 10 gegeben. Diese wird zurückgesetzt und dadurch der elektronische Schalter 9 gesperrt und der Zustand "Sicher" wiedejtfhergestellt.

Nach Abgabe des Abfeuerimpulses gelangt nach einem vorgegebenen Zeitraum von der Zeitschaltvorrichtung 8 über das NAND-Gatter N2 ebenfalls ein Rücksetzsignal auf die bistabile Kippstufe 10, wodurch ebenfalls der Zustand "Sicher" wieder hergestellt wird.

Claims

DR. HEINZ FEDER DR. WOLF-D. FEDER

PATENTANWÄLTE Düssoldorf

Akte 81-10-25 10. August 1981 WF/Wi

Patentansprüche

Γ 1J Elektrische Abfeuervorrichtung für Waffensysteme mit einer das Abfeuersignal erzeugenden Abfeuerungslogik, die von mindestens einem Abfeuertaster aus ansteuerbar ist und deren Ausgang mit dem Steuereingang eines ansteuerbaren Leistungsschaltelementes verbunden ist, über das eine Zündvorrichtung mit einem elektrischen Versorgungskreis verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß als ansteuerbares Leistungsschaltelement ein elektronischer Schalter (3) dient und zwischen dem elektronischen Schalter (3) und der Zündvorrichtung (4) ein zweites ansteuerbares Schaltelement (A-al; 9) angeordnet ist, das über einen Sicherheitskreis steuerbar ist, der eine Umschaltvorrichtung (6, 7) aufweist, in deren/einer Schaltstellung das zweite Schaltelement (A-al, 9) geöffnet und in deren anderer Schaltstellung das zweite Schaltelement (A-al, 9) geschlossen ist.
2. Abfeuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sicherheitskreis eine Zeitsteuervorrichtung (8) enthält, die jeweils nach Ablauf eines vorgegebenen Zeitraumes nach der Abgabe des Abfeuersignals das zweite Schaltelement (A-al, 9) in den geöffneten Zustand steuert.

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3. Abfeuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als zweites Schaltelement ein Relais (A) dient, dessen Relaiskontakt (al) zwischen den elektronischen Schalter (3) und die Zündvorrichtung (4) eingeschaltet ist, während die Relaisspule (A) Teil des Sicherheitskreises ist.
4. Abfeuervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltvorrichtung zwei Taster (6, 7) zur Anwahl der Zustände "Sicher" und "Feuerbereit" aufweist und das Relais (A) einen Selbsthaltekreis (a2-D2) besitzt, wobei durch Betätigung des Tasters (7) "Sicher" der Selbsthaltekreis des Relais (A) geöffnet wird.
5. Abfeuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als zweites Schaltelement ein elektronischer Schalter (9) dient, dessen Ansteuereingang (9a) mit dem Sicherheitskreis über eine bistabile Kippstufe (10) verbunden ist, in deren erstem Schaltzustand das zweite Schaltelement (9) ein Schließsignal erhält, während es im zweiten Schaltzustand ein Öffnungssignal erhält.
6. Abfeuervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltvorrichtung zwei Taster (6, 7) zur Anwahl der Zustände "Sicher" und "Feuerbereit" aufweist, wobei durch Betätigung des Tasters (6) "Feuerbereit" die bistabile Kippstufe (10) in den ersten Schaltzustand und durch Betätigung des Tasters (7) "Sicher" in den zweiten Schaltzustand gesteuert wird.