DE3235593C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf batteriegespeiste Zündstromkreise nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Es sind bereits batteriebeschriebene Oszillatorschaltungen bekannt, um elektrische Lichtbögen zwischen Elektroden zum Zünden flüssigen Brennstoffs in einem Turbinenmotor zu erzeugen, wie sich aus den US-Patenten 36 71 805 und 37 31 144 ergibt. Des weiteren sind Oszillatorschaltungen zum Erregen von Heizelementen bekannt, um Explosivvorrichtungen abzuschließen, wie in US-Patent 41 41 297 dargestellt.

Aus der DE-AS 10 18 766 ist ferner ein Funkenzünder zur verzögerungsfreien Zündung einer Sprengladung bekannt, der einen Übertrager mit Primär- und Sekundärwicklung sowie Vormagnetisierungswicklung aufweist. Die Vormagnetisierungswicklungen dienen dazu, eine kontinuierliche Magnetisierung im Übertragerkern aufrechtzuerhalten. Der Übertragerkern ist so ausgelegt, daß er eine etwa quadratische Hystereseschleife besitzt, so daß der Übertrager als Schalter und Impulsformer arbeitet. Ein derartiger Übertrager ist groß in seinen Abmessungen und macht eine zusätzliche Stromquelle für die Vormagnetisierungswicklung erforderlich. Bei dieser Schaltung wird ein Impuls erzeugt, wenn die Höhe des Eingangssignales den Sättigungswert übersteigt.

Des weiteren ist aus der DE-AS 16 38 178 eine Minenzündvorrichtung bekannt, bei der ein batteriegespeister Zündstromkreis mit einer einen Aufwärtstransformator aufweisenden Transistor-Wandlerschaltung zur Gewinnung der gegenüber der Batteriespannung wesentlich höheren Zündspannung vorgesehen ist. Wenn der Multivibrator des Zündstromkreises arbeitet, wird ein erster Kondensator über die Primär- und die Sekundärwicklung des Transformators sowie einen Vollweg-Gleichrichter geladen. Ferner wird bei laufendem Multivibrator ein weiterer Kondensator über die Primär- und Sekundärwicklung aufgeladen; ist dieser Kondensator vollständig geladen, werden Widerstände durch Gegenspannung ausgeglichen, und der Betrieb des Multivibrators wird beendet. Damit wird erreicht, daß Batterieleistung eingespart wird, so daß der Multivibrator nicht arbeitet, wenn der erste Kondensator vollständig aufgeladen ist. Bei einem derartigen Zündstromkreis wird ein einzelner Impuls bei Entladung eines Kondensators erzeugt.

Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, einen gattungsgemäßen batteriegespeisten Zünstromkreis so auszulegen, daß ein zum Zünden von Schußwaffen notwendiger einwandfreier Zündfunke erzielt wird, daß die Erholungsdauer zwischen aufeinanderfolgenden Zündvorgängen ein Minimum wird, damit rasche Zündungen nacheinander vorgenommen werden können, daß der Energieverbrauch zum Zünden einer derartigen Zündschaltung ein Minimum wird und daß der Zündstromkreis in seinen Abmessungen extrem klein für den Einbau in Schußwaffen sowie billig hergestellt werden kann.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Kennzeichens des Anspruches 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Gegenüber bekannten Schaltungen weist der Zündstromkreis nach der Erfindung eine Reihe von wesentlichen Vorteilen auf. Ein derartiger Zündstromkreis benötigt in der Sekundärseite des Tranformators keine Schaltelemente und (mit Ausnahme der Schalter) keine sich bewegenden Teile, hat extrem kleine Abmessungen, ist billig in der Herstellung und kann auf einfache Weise in eine Schußwaffe oder eine entsprechende Vorrichtung eingebaut werden. Des weiteren wird mit dem Zündstromkreis nach der Erfindung ein sauberer, heißer und blauer Zündfunke erzielt, wie er zum Zünden von Schußwaffen notwendig ist; ferner ist die Erholungsdauer zwischen aufeinanderfolgenden Zündvorgängen ein Minimum, so daß rasche Zündungen nacheinander vorgenommen werden können; auch ist der zum Zünden erforderliche Energieverbrauch ein Minimum.

Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein elektrisches Schaltdiagramm eines Zündstromkreises nach der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, und

Fig. 2 ein Schaltbild des Chips mit integrierter Schaltung nach Fig. 1.

Der Zündstromkreis nach Fig. 1 weist eine Batterie 11, einen Transistor Q 1, einen Transformator T 1, einen Druckknopfschalter 12 und einen Sicherheitsschalter 13 auf, wobei Transistor, Primärwicklung N 1 des Transformators und die beiden Schalter in Serie mit der Batterie geschaltet sind. Die Sekundärwicklung N 2 des Transformators ist direkt an die im Abstand versetzten Elektroden 16, 17 gelegt.

Der Zündstromkreis nach Fig. 1 weist ferner eine integrierte Schaltung IC auf, die ein freischwingender Multivibrator mit Anschlüssen 1-8 ist. Der Multivibrator IC ist im einzelnen in Fig. 2 dargestellt, er ist insbes. ein Zeitdauer-Oszillatorchip Type NE 555 der Firma Texas Instrumemt oder Type C6130OP oder J4-1555 der Firma Motorola.

Die Multivibratoranschlüsse 4 und 8 sind miteinander und mit dem positiven Anschluß der Batterie über die Schalter 12, 13 verbunden. Der Anschluß 1 des Multivibrators dient der Stromkreiserde und ist mit dem negativen Anschluß der Batterie verbunden. Der Ausgangsanschluß 3 des Multivibrators ist mit der Basis des Transistors Q 1 über den Widerstand R 3 verbunden. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist ein Kondensator C 3 parallel zum Widerstand R 3 gelegt. Eine Diode D 1 ist zwischen die Transistorbasis und die Stromkreiserde gelegt, um hohe negative Spannungen an der Transistorbasis zu verhindern.

Die Multivibratoranschlüsse 2 und 6 sind miteinander und mit dem negativen Anschluß der Batterie über einen Kondensator C 2 verbunden. Die Widerstände R 1, R 2 sind in Serie zwischen die Anschlüsse 2 und 6 am einen Ende und die Anschlüsse 4 und 8 am anderen Ende gelegt. Die Verbindungsstelle zwischen den beiden Widerständen ist mit dem Multivibratoranschluß 7 verbunden. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist der Kondensator C 1 parallel zu den Widerständen R 1, R 2 geschaltet.

Bei der bevorzugten, dargestellten Ausführungsform hat der Transformator ein Aufwärtsverhältnis von 1 : 400, und die Batterie ist eine 12-V-Batterie mit einer Nennleistung von 1,5 Ampere-Stunden. Die Werte für die anderen Bestandteile sind in Tabelle 1 zusammengefaßt.
R 18,2 kOhm R 22,2 kOhm R 32,2 kOhm Q 12N-3055 D 11N-3600 C 11 mF C 20,01 mF C 35 mF T 1Zeit-Magn. 1002

In Betrieb wird der Sicherheitsschalter 13 geschlossen, und der Zündstromkreis ist betriebsbereit. Wenn der Sprengstoff bzw. die Explosionsvorrichtung gezündet werden soll, wird der Druckknopf 12 gedrückt, so daß die Batteriespannung an dem Emitter und dem Kollektor des Transistors über die Primärwicklung N 1 wie auch am Multivibrator an den Anschlüssen 1 und 8 anliegt. Dadurch wird eine Oszillation des Multivibrators erzeugt und der Ausgang mit Rechteckkurvenform am Anschluß 3 erzielt, wobei der Transistor zyklisch stromleitend und stromsperrend wird und eine Reihe von Stromimpulsen in der Primärwicklung des Transformators ergibt. Die Spannung dieser Impulse wird durch das Aufwärtsverhältnis der Wicklungen erhöht und ergibt eine Hoch­ spannungsimpulsfolge an den Elektroden 16, 17.

Die Frequenz des Multivibratorausgangs wird durch die Auswahl der Widerstände R 1 und R 2 wie auch der Kondensatoren C 1 und C 2 wie folgt gesteuert:

Wird der Kondensator C 1 weggelassen, beträgt die Frequenz etwa 10 kHz. Ist der Kondensator C 1 mit dem angegebenen Wert eingeschaltet, wird die Frequenz auf etwa 1 kHz reduziert. Damit wird auch die Stromentnahme aus der Batterie von etwa 2,5 A auf etwa 250 mA reduziert. Wird der Kondensator C 3 weggelassen, beträgt der Arbeitszyklus für den Transistor Q 1 etwa 60% Einschaltung und 40% Ausschaltung. Wird der Kondensator C 3 mit dem oben angegebenen Wert angeschlossen, beträgt der Arbeitszyklus etwa 80% Einschaltung und 20% Abschaltung.

Dieser Zündstromkreis hat eine Reihe von Vorteilen. Der Emitter von Q 1 und der Transformator T 1 können direkt an die Batterie angeschlossen werden. Der Zündstromkreis benötigt keinen Speicherkondensator in der Sekundärwicklung, und durch die Steuerung der Frequenz und des Arbeitszyklus kann der erwünschte, saubere, blaue Zündfunken mit minimaler Stromentnahme erzielt werden. Ein derartiger Zündfunken ist insbes. geeignet zum Zünden von festen Antriebsmitteln der Art, wie sie für Schußwaffen verwendet werden.

Claims (5)

1. Batteriegespeister Zündstromkreis für einen Sprengstoff oder eine Exploxivvorrichtung zur Erzeugung einer Folge von elektrischen Zündfunkenimpulsen zwischen im Abstand voneinander angeordneten Elektroden, gekennzeichnet durch
einen normalerweise nicht magnetisierten Aufwärtstransformator (T 1) mit einer Primärwicklung (N 1) und einer Sekundärwicklung (N 2) auf einem Ferritkern,
eine direkte Verbindung der Sekundärwicklung (N 2) mit den im Abstand voneinander angeordneten Elektroden (16, 17), einen Transistor (Q 1) mit Basis-, Emitter- und Kollektorelektroden,
eine Schaltvorrichtung zum direkten Verbinden der Elektroden des Transistors (Q 1), der Primärwicklung (N 1) und eines Ein-Aus-Schalters (12, 13) in Reihe mit der Batterie (11), einen freischwingenden Multivibrator (IC) mit integrierter Schaltung, der einen ersten Steuerspannungs- und Rücksetzeingang, einen zweiten Trigger- und Schwellwerteingang, eine Stromkreiserde, einen dritten Abgabeeingang und einen Ausgang aufweist, wobei der Schalter den ersten Eingang an einen Anschluß der Batterie (11) legt und die Stormkreiserde (1) mit dem anderen Anschluß der Batterie verbunden ist,
einen ersten Kondensator (C 2), der zwischen den anderen Anschluß der Batterie (11) und den zweiten Eingang gelegt ist,
erste und zweite Widerstände (R 1, R 2), die in Reihe zwischen den ersten und den zweiten Eingang geschaltet und mit dem dritten Eingang verbunden sind,
einen dritten Widerstand (R 3), der zwischen Ausgang und Transistorbasis gelegt ist, und
ein Schließen des Stromkreises zwischen der Batterie und dem Multivibrator bei einer Betätigung des Schalters, um ein Wechselsignal an die Transistorbasis zu legen, wobei die Batterie durch den Schalter und den Transistor wiederholt an die Primärwicklung angeschlossen wird, damit eine Folge von Spannungsimpulsen an den im Abstand voneinander angeordneten Elektroden erzeugt wird.

2. Zündstromkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Kondensator (C 1) parallel zu den Widerständen (R 1, R 2) gelegt ist, um die Frequenz des Multivibrators (IC) zu verringern.

3. Zündstromkreis nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein dritter Kondensator (C 3) parallel zu dem dritten Widerstand (R 3) gelegt ist, um die Impulsdauer des Multivibrators (IC) durch Erhöhung der Einschaltzeit zu verändern.

4. Zündstromkreis nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Diode (D 1) zwischen Transistorbasis und Stromkreiserde geschaltet ist.

5. Zündstromkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer Kondensator an den dritten Widerstand (R 3) geschaltet ist, um die Impulsdauer des Multivibrators (IC) durch Erhöhung der Einschaltzeit zu verändern.