DE4333581C2 - Vorrichtung zum erneuten Sichern einer scharfen Mine - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum erneuten Sichern einer scharfen Mine. Die Erfindung bezieht sich insbesondere, aber nicht ausschließlich, auf eine Vorrichtung zum erneuten Sichern einer scharfen Landmine.

Landminen benutzen fast immer einen Sicherheitsmechanismus, um eine verzögerte Scharfmachfunktion vorzusehen. Scharfmachen wird durch Starten eines Zeitmechanismus oder eines batteriebetriebenen Elektromo­ tors initiiert, der eine Getriebevorrichtung während eines vorbestimmten Zeitintervalls antreibt, woraufhin das Scharfmachen stattfindet. Während dieses Zeitintervalls haben alle Personen die Gefahrenzone der Mine zu verlassen.

Die Mine wird dann während einer bestimmten voreingestellten Zeit­ periode scharf gemacht, nach der ein erneutes Sichern durchgeführt werden soll. Mittels einer mit einer Feder vorgespannten Scharfmachein­ richtung (betätigt durch einen Zeitgeber), der mit einem Rotorelement innerhalb eines Detonatorgehäuses zusammenwirkt, kann ein erneutes Sichern leicht durch Auslösen einer Verschlußvorrichtung durchgeführt werden.

Wird das erneute Sichern mit einer elektronischen Einrichtung durch­ geführt, ist für die Mine oft ein sogenannter Speicherkondensator vor­ gesehen, der in der Lage ist, während einer kurzen Zeit einen elek­ trischen Strom abzugeben, der höher ist als ein Strom, der von der konventionellen Minenbatterie abgegeben werden kann. Die Energie eines solchen Speicherkondensators kann zu einer geeigneten Zeit dem Sprengladungszünder eines Gasgenerators zugeführt werden. Ein Kolben des Gasgenerators wird dann das Rotorelement freigeben, so daß es in einen völlig gesicherten Zustand zurückkehrt, wodurch ein erneutes Sichern hergestellt wird. In den Fällen, in denen die Sicherheits-, Scharfmach- und Zündfunktionen von einem Elektromotor realisiert werden, wird eine so große Energiemenge gefordert, daß ein solcher Speicherkondensator in der Praxis nicht in der Lage sein wird, genügend Energie zu speichern. Aus diesem Grund hat die Batterie selbst den Strom für den Elektromotor zu liefern. Wenn eine frische Batterie beim Eingraben der Mine verwendet wird und die Liegezeit nicht zu lang ist, wird immer genug Energie in der Batterie sein, um das erneute Sichern vorzusehen.

Die Schwierigkeiten werden natürlich erhöht, wenn die Batterie während einer langen Zeit gelagert werden muß, und wenn eine lange Betriebszeit für die Mine erwünscht ist.

Die Minenzündung ist oft mit einem Batterieschutz versehen. Das Ziel des Schutzes ist es, die elektronische Einrichtung abzuschalten, wenn die Batteriespannung so weit gefallen ist, daß die normale Funktion der Mine gefährdet sein kann. Vorzugsweise sollte die Mine auch erneut gesichert werden, um zu vermeiden, daß sie ein sogenannter Blindgänger wird.

Da der Elektromotor zehn oder hundertmal mehr Strom zieht als der Rest der e­ lektronischen Einrichtung, versteht es sich, daß, wenn der Batterieschutz einen solchen Spannungsabfall erkennt, daß der den Motor anschalten wird, die Last so groß wird, daß die Batteriespannung auf einen Pegel fällt, bei dem der Motor funktionsunfähig ist.

Im Stand der Technik ist aus der US 4,488,555 ein Batteriezustandswarnsystem bekannt zur Verwendung in einer batteriebetriebenen medizinischen implantierba­ ren Vorrichtung, das einen hörbaren Alarm erzeugt, um den Patienten vor einem bevorstehenden Versagen der Batterie zu warnen. Das Warnsystem überwacht das Spannungspotential der Batterie während des Betriebs des Defibrillators und akti­ viert, falls die Spannung unter ein vorbestimmtes Niveau fällt, einen hörbaren Alarm.

Die DE 38 36 569 A1 offenbart ein Verfahren zum Prüfen des Betriebszustandes eines elektrischen Energiespeichers von Kraftfahrzeugen und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Bei dem Verfahren wird der Energiespeicher für eine kurze Prüfzeit über eine Prüflast mit konstanter Stromstärke entladen und der für den Betriebszustand aussagekräftige Spannungszustand zu definierten Prüfzeitpunkten mit vorgegebenen Referenzwerten verglichen.

Die JP-55-116270 A offenbart einen Batteriespannungsdetektor zum Anzeigen, ob die Batteriespannung ausreichend ist oder nicht, wenn eine große Last betrie­ ben wird, durch Vorsehen einer Testlast, die einer großen Last entspricht, und durch Wahrnehmen des Zustands der Betriebsspannung mittels einer Detektionss­ chaltung, wenn die Last angelegt wird.

Ein Ziel der Erfindung ist es, eine eingangs genannte Vorrichtung im Wege einer Einführung vorzusehen, die ein selbsttätiges erneutes Sichern der Mine garantieren wird, bevor die Batteriespannung unter einen kritischen Bezugsspannungspegel gefallen ist. Dieses Ziel wird bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht.

Weitere Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.

Die einzige Figur der Zeichnung zeigt ein elektrisches Schaltungsdia­ gramm einer erfindungsgemäßen Vorrichtung dar.

Die Figur zeigt einen Elektromotor 1, der wirksam mit einer beweglichen Einrichtung zum erneuten Sichern (resafing means) in Form eines Schie­ bers 2 verbunden ist, der in der Lage ist, eine Bewegung zum erneuten Sichern einer herkömmlichen und daher nicht gezeigten Sicherheits-, Scharfmach- und Zündungseinheit (sogenannte SAFU) in einer nur schematisch gezeigten Landmine 3 durchzuführen.

Die Mine ist in herkömmlicher Weise mit einer Zeitschaltung 4 ver­ sehen, die in bekannter Weise einen Ausgangsanschluß 4a hat, der in der Lage ist, nachdem ein vorbestimmtes Zeitintervall abgelaufen ist, ein Scharfmachsignal an einen ersten Eingabeanschluß 1a des Motors ab­ zugeben, um das Scharfmachen der Mine zu starten. Die Zeitschaltung 4 hat auch einen Ausgabeanschluß 4b, der nach einer bestimmten Liege­ zeit, z. B. 60 Tagen, ein Signal zum erneuten Sichern an einen zweiten Eingabeanschluß 1b des Motors 1 aussendet, um das erneute Sichern der Mine zu starten.

Der Elektromotor 1 und die Zeitschaltung 4 werden von einer elek­ trischen Batterie 5 gespeist, die in der Lage ist durch einen Schalterhe­ bel 6 verbunden bzw getrennt zu werden. Die Spannung der Zeitschal­ tung 4 wird von einem DC/DC-Umwandler 7 stabilisiert. Weitere Komponenten der Mine, die mit Strom von der Batterie 5 versorgt werden, sind nicht gezeigt, da sie keinen Teil der Erfindung darstellen.

Erfindungsgemäß wird eine künstliche Last 8 parallel mit der Batterie 5 verbunden. Die künstliche Last 8 weist in der gezeigten Ausführungs­ form eine Serienschaltung aus einem Widerstand 9 und einem normaler­ weise nicht leitenden Feldeffekttransistor 10 auf. Der Transistor 10 ist mit seiner Gate-Elektrode 10a mit einem dritten Ausgabeanschluß 4c der Zeitschaltung 4 verbunden. Die Zeitschaltung 4 ist in der Weise ausge­ staltet, daß sie intermittierend bzw wiederholt, beipielsweise zweimal am Tag, an ihrem Ausgabeanschluß 4c ein Steuersignal zu der Gate-Elek­ trode 10a des Transistors aussendet, um den Transistor 10 in einen Leitungszustand während der Dauer des Steuersignals, beispielsweise zwei bis vier Sekunden, zu versetzen.

Die künstliche Last 8 ist dimensioniert, um im wesentlichen einen so hohen elektrischen Strom von der Batterie 5 zu ziehen, wie der Elek­ tromotor 1 während seiner Bewegung zum erneuten Sichern zieht. Jedesmal, wenn die künstliche Last 8 leitend wird, wird demgemäß die Anschlußspannung der Batterie 5 fallen. Die Anschlußspannung 5 wird über die Leitung 11 zu dem ersten Eingabeanschluß 12a des Spannungs­ komparators 12 zugeführt, dessen zweiter Eingabeanschluß 12b mit der Bezugsspannung V_ref verbunden ist.

Der Ausgabeanschluß 12c des Komparators 12 und der Ausgabeanschluß 4b der Zeitschaltung sind mit den betreffenden Eingabeanschlüssen 13a bzw 13b der logischen ODER-Schaltung 13 verbunden, dessen Ausgabe­ anschluß 13c mit dem Eingabeanschluß 1b des Elektromotors verbunden ist.

Dementsprechend wird das erneute Sichern der Mine selbsttätig durch­ geführt, wenn eine Verbindung der künstlichen Last 8 die Anschluß­ spannung der Batterie 5 auf einen Wert unter V_ref reduzieren wird, da der Eingabeanschluß 13a der ODER-Schaltung "hoch" ist (z. B. logische EINS) infolge eines Signals vom Komparator 12. Wenn jedoch die Anschlußspannung der Batterie 5 nie unter V_ref während der Liegezeit der Mine fällt, wird die Mine nur erneut gesichert, nachdem die Liege­ zeit abgelaufen ist, da der zweite Eingabeanschluß 13b der ODER-Schal­ tung dann "hoch" ist (z. B. logische EINS) infolge eines Signals von der Zeitschaltung 4.

Als Batterie 5 ist eine Lithiumbatterie geeignet, da diese Art der Batte­ rie in einem großen Temperaturbereich (-35°C bis 65°C) funktionsfähig ist. Die Batterie 5 ist typischerweise eine Lithiumthronylchloridzelle (LiSOCl₂) im Bereich von R-14 mit den folgenden typischen Daten:

• - Anschlußspannung: 3,65 Volt
• - Kapazität: 5 Amperestunden
• - Ausgabespannung bei
  1 Milliampere, 10°C: 3,6 Volt
  100 Milliampere, 20°C: 3,4 Volt
  1 Milliampere, -40°C: 3,3 Volt
  100 Milliampere, -40°C: 2,7 Volt

Wenn die Zelle mit 1 Milliampere während einer langen Zeit bei Raum­ temperatur geladen wird, wird die Spannung graduell abnehmen. Wenn die Bezugsspannung des Komparators 12 auf 2,5 Volt eingestellt ist, wird die Batteriezelle nach aller Wahrscheinlichkeit erschöpfen. Jedoch hat sich beim intermittierenden Testen der Zelle gemäß der Erfindung ergeben, daß ein automatisches erneutes Sichern garantiert wird, bevor die Batteriespannung, die einer niedrigen Ladung unterliegt, unter 2,5 Volt abgesunken ist. Daher wird ein korrekter Betrieb der Mine stets gewährleistet.

Claims (3)

1. Vorrichtung zum erneuten Sichern einer scharfen Mine (3), ein­ schließlich einer Einrichtung zum erneuten Sichern (2) zum Durch­ führen einer Bewegung zum erneuten Sichern in der Mine, einem Elektromotor (1) zum Bereitstellen der Bewegung zum erneuten Sichern, und einer Batterie (5) zur Versorgung des Elektromotors mit Energie, gekennzeichnet durch eine künstliche Last (8), die über die Batterie (5) verbindbar ist, daß die künstliche Last so dimensioniert ist, daß sie in der Lage ist im wesentlichen einen so hohen elektrischen Strom von der Batterie zu ziehen, wie der Elektromotor (1) während der Bewegung zum erneuten Sichern zieht, und durch einen Komparator (12), der in der Lage ist, die Batteriespannung mit einer Bezugsspannung (V_ref) zu vergleichen, wenn die künstliche Last über die Batterie verbunden ist, und der in der Lage ist, ein Signal zum erneuten Sichern an den Elektromotor abzugeben, wenn die Batteriespannung unter die Bezugsspannung gefallen ist, um die Bewegung zum erneuten Sichern zu initiieren.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die künstliche Last (8) normalerweise nicht leitend ist, und daß eine Zeitschaltung (4) vorgesehen ist, die der künstlichen Last intermittierend ein Steuersignal zuführt, daß während seiner Dauer die künstliche Last in einen leitenden Zustand umsetzt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine elektroni­ sche ODER-Schaltung (13), deren ein Eingabeanschluß (13b) mit der Zeitschaltung (4) verbunden ist, um ein alternatives Signal zum erneuten Sichern nach einer vorbestimmten Liegezeit zu erhalten und dessen anderer Eingabeanschluß (13a) mit dem Ausgabeanschluß (12c) des Komparators verbunden ist.