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Verfahren und Vorrichtung zur Tempierung elektrischer Geschoßzünder
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Tempierung elektrischer Zeitzünder nach
Patent 476379, bei denen die Entladeene bgie elektrischer Kondensatoren zur
Entzündung des Zündsatzes verwendet wird. Im Hauptpatent ist vorgeschlagen worden,
solche Zünder durch unmittelbare Veränderumig der Entladeverhältnisse der Zünderkondensatonen
bei Verwendung stets gleicher Aufladespannungen zu tempieren.
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Bei dem Verfahren nach der Erfindung erfolgt die zur Einstellung verschiedener
Zündzeitpunkte erforderliche Änderung der Kondensatoreatladung mittelbar durch Veränderung
der Aufladeverhähnisse, d. h. durch verschiedene Bemessung, der dem Kondensator
aufgedrückten Ladespannung. Im allgemeinen wird durch Vergrößern, der Ladespannung
eine heftigere Kondeusatorentladunb und damit ein früherer Zündzeitpunkt, durch
Verkleinern der Ladespannung eine abgeschwächte Entladung und damit ein späterer
Zündzeitpunkt bewirkt. In. Ausübung dieses Verfahrens wird in den den Zünderkondensator
speisenden. Stromkreis einer Stromquelle, die in b@c"kannter Weise entweder mit
dem Geschoß fest verbunden oder von diesem getrennt ist, ein Spannungsumformer @eingeschaltet,
oder die Stromquelle selbst wird zur Abgabe von Ladespaninungen verschiedener Größe
teingerichtet. So kann z. B. bei Verwendung .:einer mit dem Geschoß verbundenen
Stromquelle, die aus einem in einer Induktionsspule verschieblichen permanenten
Magneten lyesteht, entweder durch eine Bremsvorrichtung die Relativgeschwindigkeit
dies Magneten durch die Spule oder durch eine Regelvorrichtung die Windungszahl
der Induktionsspule und damit die Spannung des erzeugten Stroms veränderlich- einstellbar
gemacht sei.
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In Verbindung mit der Maßnahm.e:, den Zünderkondensator von einer
vom Geschoß getrennten Stromquelle aus aufzuladen, erweist sich das Tempierungsverfahren
nach der Erfindung als besonders vorteilhaft zur
Erzielung eines
einfachen Aufbaues des Zünders und einer einfachen Ternpiertxigsmöglichkeit. . Dabei
enthält der Zünder selbst nur einen. Kondensator und einen hochohmigen,, konstanten
Widerstand oder eine Kombination mehrerer Kondensatoren als Energiespeicher und
das Zündmittel, einen Funken- oder einen Brüdkenglühzünder. Einstellvorrichtungen
zur Tempierung am Zünder selbst oder sonstwie am Geschoß kommen in Wegfall. Die
Einstellung der Zündzeitpunkte wird an dem vom Gesohoß getrennten ,Zün.deraufladeapparat
durch geeignetes Abstimmen der Aufladespannung vorgenommen, und die Tiempierung
der Zünder-erfolgtselbsttätig bei und durch das Aufladen. Werden die Anschlußkontaikte
des Aufladeapparates für den Zünder im Geschütz selbst, also entweder im Geschützrohr
oder am Verschluß, angeordnet, so daß das Aufladen und: damit zugleich das Tempieren
des Zünders mach dem Einführen des Geschosses in; das Rohr kurz vor oder unminelbar
beim Abschuß durch Betätigen der Abfeuerungsvorrichtung erfolgt, so .erfordert das
Tempieren einer Reihe -nacheinander abzufeuernder Gieschosse auf gleiche Sprengzeitpunkte
keine besondere, zeitraubende Maßnahme. Damit wird die Schußfolge ,erheblich vermehrt,
und ein Einstellen des Zünders auf einen andern Zündzeitpunkt kann in ,einfacher
Weise vorgenommen werden, selbst wenn sich das Geschoß schon in der Schußlage im
Rohr befindet.
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Die Zeichnung veranschaulicht in den Abb. 1, 2 und q. die Schaltbilder
verschiedener Ausführungsformen von Zündern, die zur Ausübung des Tempierungsverfahrens
nach der Erfindung geeignet sind; Abb.3 gibt die Spannung-Zeit-Schaubilder der Kondensatoren,
eines Zünders nasch Abb.2 bei verschiedenen Ladespannungen an.
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Bei sämtlichen gezeichneten Ausführungsbeispielen werden die Zünder
von einer vom Geschoß getrennten, hier nicht gezeichneten Stromquelle aus aufgeladen,
die -eine Spannung von einer innerhalb zweier Grenzen beliebig einstellbaren Größe
abzugeben ver-mag.
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Der Zünder nach Abb. i enthält ,als Energiespeicher einen Kondensator
a, dessien beide Belegungen al wn;d ,a2 über einen hochohmigen Widerstand b und
ein Zündmittel c miteinander verbunden sind. Das Zündmittel c ist ein Brückeinglühzünder
mit einem in einem Zündsatz eingebetteten Heizdraht, der bei Stromfuß .durch ihn;
erwärmt wird und sodann die ihn. umgebende Zündmasse bis zur Entzündungstemperatur
aufgeheiztwird. Außen am Geschoßmantel sind zwei gegen die Geschoßwandung isolierte,
an die Pole dl und d2 einer Stromquelle anschließbare Kontakte a3 und a4 ;angebracht,
die zweckmäßig ringförmig rund um den Gieschoßmantel verlaufen und die durch Leitunlgen
mit den beiden Belegungen ai und a2 des Kondensators:a verbunden sind.
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Je nachdem der Kondensator a mit einem Strom höherer oder niederer
Spannung aufgeladen ist, fließt über das Zündmittel c ein Strom von größerer oder
geringerer Stärke, und der Heizdraiht des Zündmittels c wird nach kürzerer oder
längerer Zeit auf die zur Entzündung der Zündmasse erforderliche Temperatur aufgeheizt.
Der hochohmige Widerstand b dient grundsätzlich dazu., die Entladung @ des Kondensators
auf ,eine gewisse Zeitspanne auszudehnen; da er konstant ist, so ist die in der
Zeheinheiit im Hetdraht des Zündmittels erzeugte Wärme nach dem Jouleschen Gesetz
proportional dem Quadrat der dem Kondensator a aufgedrückten Ladespannung.
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Im Ausführungsbeispiel nach Abb. i setzt ein Stromfluß vom Kondensator
a über das Zündmittel c sofort nach dem Aufladen: des Kondensators a und Abnehmen
seiner Anschlußpole a3 und ad von der Leitung dl, d2 zur Stromquelle ein. Deslhalb
hat das Abfeuern des Geschosses zwangsläufig in Abhängigkeit vom Aufladen des Zünderkondensators,
das Aufladen: selbst also kurz vor oder beim Ab:schuß im Rohr zu erfolgen. Um den
Zünder gegebenenfalls in einem besonderen, vom Geschütz getrennten Apparat aufladen.
zu können, wird nach einer andern, liier nacht gezeichneten Ausführungsform in den
über das Zündmittel c führenden Entladestromkreis. des Kondensators ,a ein normalerweise
offener Schließkontakt eingeschaltet, der in Ausbildung als TräZhetskontakt erst
beim Abfeuern des Geschosses selbsttätig geschlossien wird.
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Bei dem vorbeschriebenen Zünder nach Abb. i ;kann als Zündmittel leidi#lvch
ein Brücl<.en !glühzünder mit H,e,zdraht - verwendet werden. Außerdem lassen
sich bei der nicht besonders hohen Kapazität des Zünderkondensators weiter hinausliegende
Zündzeitpunkte nicht :erzielen, da sich sodann die Wärmeablekung im Zündsatz zu
nachteilig bemerkbar macht und die Temperatur des Heizdrahts überhaupt nicht mehr
auf die zur Entzündung erforderliche Größe gebracht wird.
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Diese Nachteile schaltet ein Zünder reit dem Schaltbild ;nach Abb.
2 aus. Der Zünder enthält zwei Kondensatorene und f, die auf gleiche Spannung ,aufgeladen
werden. Die gleichnamigen Pole.eL und f, der beiden Kondensatoren sind über eine
Funkenstredke g (die auch durch einen hochohmigen Widerstand
ersetzt
sein ,kamen) und ein Zündmittel h (einen Funken- oder Brückenglühzünder) miteinander
verbunden. Außerdem ist der eine Kondensator e über einen hochohmigen Widerstand
i geschlossen.
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Nach dem Aufladen der Kondensatoren e und f (und Abnehmen deren Anschlußkontakte
von den Polen: der Stromquelle entlädt sich. der :eine Kondensator e über
den Widerstand!.
Dadurch wächst zwischen den Belegen ei und fi der beiden
Kondensatoren eine Spannung -an, die bei einer bestimmten -Größe die Funkenstrecke
g durchschlägt. Durch den hierbei über das Zündmittel h einsetzenden Strom-Ruß wird
der Zündsatz im Zündmittel zur Entzündung gebracht, was weiterhin in bekannter Weise
die Entzündung der Geschoßsprengladung beiwirkt. Die dem Zündmittel h vorgeschaltete
Funkenstrecke g =dient gewissermaßen als selbsttätiger Schalter, der erst bei einer
ganz bestimmten Spannung zwischen den Belegenel und f1 der beiden Kondensatoren
durchschlagen wird und als elektrisches Relais vorher jeden Stromfluß über das Zündmittel
h und eine Entladung des Kondensators f verhindert. Ist das Zündmittel k ein Fumkenzünder,
der unterhalb der Zündspannung einen praktisch. unendlich großen Widerstand besitzt,
so kann die Funkenstrecke ä weggelassen sein.
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Je nachdem die beiden Kondensatoren e und f auf höhere oder niedere
Spannung aufgeladen sind, entlädt sich der eine Kondensator e über den konstanten
Widerstand i rascher oder langsamer, und zwischen den Belegungen e1 und f 1 wächst
die zuni Durchschlagen der Funkenstrecke g und zur Erzeugung -eines Stromflusses
durch das Zündmittel herforderliche Spannung nach kürzerer oder längerer Zeit an.
Diese Entladevorgänge sind für verschiedene Aufladespannungen in den Spannung-Zeit-Schaubildern
nach Abb. 3 dargestellt. Rl, R2, R3 sind die Spannung-Zeit-Kurven; des einen Kondemsat:)e-s
f (Eigenentladung), Sl, S2, S3 diejenigen des zweiten Kondensators e (Entladung
über Widerstand i) je für die Aufladespann-ungen Ei, E'2, E3. Bei der größten Aufladespannumg
Ei wird die zwischen. denn beiden; Kondensatoren erforderliche Überschlagspannung
E1 der Funkenstrecke g nach der Zeit t1, bei der geringeren Aufladespannung E2 nach
der größeren Zeit t2 usf. erreicht. Bei einer geringeren Ladtspannung geht die Entladung
des -einen Kondensators e über dem hocho'hmigen Widerstand - nicht so rasch vonstatten.
Durch. Vergrößern der Ladespannung können also frühere, durch Verkleinern spätere
Zündzeitpunkte eingestellt und erzielt werden. Die Entzündung des Zündsatzes erfolgt
unmittelbar bei dem über das Zündmittel h im Augenblick des Überspringens eines
Funkens in der Funkenstrecke g einsetzenden Stromfluß.
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Im Ausführungsbeispiel nach Abb: q., dessen Schaltbild dem Zünder
nach Abb.2 entspricht, ,ist -der hochohmige Widerstand i, über den sich der eine
Kondensatoreentlädt, als Regelwiderstand ausgebildet.
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Zunächst kann der Widerstand! nur innerhalb geringer Grenzen regelbar
gemacht stein. Er dient sodann: zur Justierung des Zünders bei der Herstellung.
Er wird nach der Montage bei der Prüfung des Zünders so eingestellt, daß bei eigner
festgesetzten Ladespannung die Überschlagspannung für die Funkenstrecke g nach einer
genau festgesetzten Zeit erreicht wird. Dadurch können bei der Fabrikation; eingetretene
Unglepdhmäßigkelten der Kondensatoren, der Funkenstrecke usw. ausgeglichen werden.
Verscldedenheiten des Zündmittels sind bei dieser Schaltung ohne Einßuß auf dem.
Zündzeitpunkt.
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Der Widerstand i kann: aber auch innerhalb größerer Grenzen regelbar
gemacht sein.. Zweckmäßig wird er sodann in einem drehbaren Ringe -nach Art der
bei Brennzündern üblichen Satzringe untergebracht. Im Verein mit einer Stromquelle,
die einen Strom von beliebig einstellbarer Spannung abzugeben vermag, ist damit
eine Zündeinriichtu ug geschaffen, bei der verschiedene Zündaeitpunkte entweder
allein durch verschiedenee Bemessung der Aufladespannuug für die Kondensatoren oder
allein durch bestimmte Veränderung der Emitladezeit des einen Kondensators e oder
durch gleichzeitige Änderung der Aufladespannung für die Kondensatoren e und f -und
der Entladezeit des Kondensators e eingestellt werden können.