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Elektrischer Zünder Die Erfindung bezieht sich auf elektrische Zünder
für abschieß- oder abwerfbare Munition, deren elektrische Energie innerhalb des
Geschosses, vorzugsweise im Zünder selbst erzeugt wird.
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Neben elektrischen Zündern, welche ihre Zündenergie kurz vor oder
beim Abschuß bzw. Abwurf von einer außerhalb des Zünders bzw. Geschosses angeordneten
Spannungsquelle erhalten und diese bis zum Zündzeitpunkt in Kondensatoren speichern,
sind auch Zünder bekannt, welche eine eigene Spannungsquelle enthalten. Diese Spannungsquelle
kann als Primär- oder Sekundärelement ausgebildet sein, die elektrische Energie
kann aber auch durch einen elektrostatischen oder einen Magnetgenerator erzeugt
werden.
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Bei all diesen bekannten Zündern waren verhältnismäßig viele Schalt-
und Sicherungsmittel nötig, um einerseits die Funktionssicherheit zu erhalten, andererseits
sie unempfindlich gegen Transportstöße zu machen und ihnen genügend Rohr=, Vorrohr-
und Maskensicherheit zu verleihen.
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Ein Zünder, bei dem sowohl die Spannungserzeugung als auch die erforderlichen
Sicherungen auf sehr einfache Weise erzielt werden sollen, ist Zweck der Erfindung.
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Nach der Erfindung wird vorgeschlagen, bei einem elektrischen Zünder
zur Spannungserzeugung ein radioaktives Isotop zu verwenden, welches beim Abgang
des Geschosses mit anderen, ein Isotopenelement bildenden Bauteilen vereinigbar
ist. Das radioaktive Isotop kann sich im Ruhezustand des Geschosses in einer Lage
befinden, in der es einen schlechten Leiter oder einen Nichtleiter von derartiger
Zusammensetzung, daß dieser bei Bestrahlung leitend bzw. besser leitend wird, beispielsweise
einen Halbleiter, bestrahlt, wobei der Leiter parallel
zu dem die
Zündpille enthaltenden Stromzweig angeordnet ist. Weiterhin kann das Isotop nach
Abschluß der Spannungserzeugung gegenüber einer Schaltfunkenstrecke in eine Lage
verschiebbar sein, bei der durch Bestrahlung, d. h. durch Ionisation der Schaltröhre,
der die Zündpille enthaltende Stromkreis geschlossen wird. Der Isotopenträger kann
in Kombination der angeführten Gedanken aber auch gegenüber den besagten Bauteilen,
nämlich dem der Zündpille parallel geschalteten Halbleiter, den Batteriebauteilen
und der Schaltfunkenstrecke, so verschiebbar angeordnet sein, daß im Ruhezustand
des Geschosses das Isotop den Zünder sichert, beim Abgang des Geschosses, mit den
Batteriebauteilen vereinigt, Spannung erzeugt und beim Aufschlag in die die Ionisierung
der Schaltfunkenstrecke bewirkende Lage gelangt, in der es einen Überschlag an der
Funkenstrecke und damit eine Entladung des Zündkondensators auf die Zündpille ermöglicht.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus der Beschreibung der
in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele sowie den Ansprüchen hervor.
Es zeigt Fig. i eine Anordnung, bei der durch Bewegungsvorgänge ein Isotopenelement
gebildet wird, Fig. 2 eine Anordnung, bei der das Isotop in Ruhelage den Zünder
sichert, .
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Fig. 3 eine Anordnung, bei der das Isotop durch einen zweiten Bewegungsvorgang
die Zündung auslöst.
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In den Fig. i bis 3 sind mit 1, 2, 10, 11, 20 und 21
Speicher- bzw. Zündkondensatoren bezeichnet. Jeweils als Zeitkreiswiderstände dienen
die Widerstände 3, 12 und 22. Das radioaktive Isotop, welches jeweils in Richtung
des benachbarten Pfeiles bewegbar ist, ist mit 8, i9 bzw. 27 bezeichnet. 9, 18 und
28 sind Schleifkontakte, welche mit dem Isotop 8, ig bzw. 27 in Berührung sind,
wenn dieses sich in der Batterie befindet, welche jeweils aus dem Isotop 8, 19 27
einerseits und einem Halbleiter 6, 16, 25 andererseits gebildet wird. Die Ladung
wird von der Halbleiterplatte6, 16, 25 jeweils durch einen Belag 7, 17, 26 abgenommen.
Zum Schließen des Stromkreises für das Zündmittel 5, 14., 2.I dienen bei den Anordnungen
nach Fig. i und 2 Schalter 4., 13, bei der Einrichtung nach Fig. 3 eine Schaltröhre
23 mit einer Funkenstrecke. Mit 15 ist ein Widerstand bezeichnet, welcher die Eigenschaft
hat, nur bei Bestrahlung durch das Isotop i9 leitend zu sein. Dieser Widerstand
ist dem Zünddraht 14. parallel geschaltet.
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Der erfindungsgemäße Zünder beruht auf dem Prinzip eines Isotopenelementes,
welches bekanntlich aus einem radioaktiven Isotop einerseits und einem Halbleiter
andererseits bestehen kann. Die durch den Strahlungsbeschuß im Halbleiter frei werdenden
Elektronen werden an einem Belag des Halbleiters, welcher auf der dem Isotop abgewandten
Seite des Halbleiters aufgebracht ist, gesammelt und von hier abgeführt. Den Gegenpol
bildet das Isotop selbst. Als zweckmäßiges Isotop hat sich Strontium erwiesen, welches
zusammen mit einer Halbleiterplatte aus Silizium eine ausreichend kräftige Energiequelle
ergibt. Ein vom radioaktiven Strontium ausgesandtes Elektron erzeugt in der Siliziumplatte
mehrere hunderttausend Sekundärelektronen, welche infolge des Gleichrichtereffektes
nur in einer Richtung, nämlich zum Belag, der als Außenelektrode dient, abwandern
können. Diese Elektrode wird dadurch negativ aufgeladen, das Strontium selbst bildet
den positiven Pol.
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Ein elektrischer Zünder darf nun bekanntlich erst funktionsfähig werden,
wenn er sich nach dem Abschuß oder Abwurf außerhalb eines bestimmten Sicherheitsbereiches
befindet. Bei dem oben angeführten Isotopenelement ist es unschwer möglich, durch
Trennung der Batteriebauteile eine Stromquelle zu schaffen, die erst im Bedarfsfalle,
beispielsweise durch die Abschußbeschleunigung, funktionsfähig wird. Hierzu kann
der Halbleiter fest und das Isotop beweglich oder das Isotop fest und der Halbleiter
beweglich angeordnet sein, so daß die Vereinigung der beiden Bauteile zum Element
erst beim Abschuß erfolgt. Statt Isotop oder Halbleiter beweglich anzuordnen, könnte
zwischen diesen beiden Bauteilen auch eine Abschirm- oder Absorberschicht vorgesehen
sein, die beim Abschuß entfernt oder zerstört wird.
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Da das Zusammenfügen der beiden Bauteile und vor allem auch die sich
daran anschließende Rufladung der negativen Elektrode und die Übertragung der Ladung
auf einen Speicher- und Zündkondensator eine gewisse Zeit beanspruchen, ist durch
die hiermit verbundene Verzögerung bereits von sich aus eine Rohr- und Vorrohrsicherheit
gegeben. Eine solche Einrichtung zeigt die Fig. i. Im Ruhezustand befindet sich
das Isotop 8 außerhalll der Batterie, der Halbleiter 6 wird nicht bestrahlt. Wird
nun beim Abschuß das Isotop in Pfeilrichtung über den Halbleiter 6 geschoben, so
fließen vom Belag 7 die negativen Elektronen ab, der Kondensator i und etwas verzögert
der Kondensator 2 werden aufgeladen. Beim Aufschlag wird der Schalter q. geschlossen
und die Zündschleife 5 an Spannung gelegt. In den Figuren sind die Kontakte 9, 18,
28 zur Verbindung des Stromkreises mit dem Isotop 8, 1g, 27 als Schleifkontakte
dargestellt. Selbstverständlich könnten sie auch dauernd mit dem Isotop 8, 19, 27
fest verbunden und beispielsweise flexibel ausgebildet sein.
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Das Isotop kann in ruhendem Zustand auch dazu benutzt werden, durch
Elektronenbeschuß einen Nichtleiter oder einen schlechten Leiter leitend zu machen.
Eine solche Einrichtung ist in Fig. 2 dargestellt. Das Isotop 19 bestrahlt den Widerstand
15, so daß dessen Leitfähigkeit steigt und größer wird als die der parallel geschalteten
Zündschleife 14. Dieser so erzeugte Kurzschluß hält während des Ruhezustandes fremde
oder unerwünschte Ströme vom Zünder fern. Der weitere Vorgang beim Abschuß verläuft
analog dem vorangeführten Beispiel Fig. i.
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Weiterhin kann das Isotop zur Durchführung der eigentlichen Zündung
verwendet werden. Eine solche Anordnung ist in Fig. 3 gezeigt, bei der in
den
Zündstromkreis eine Funkenstrecke 23 eingeschaltet ist, deren Überschlagspannung
in unbestrahltem Zustand so hoch ist, daß sich der Zündkondensator nicht über sie
und das Zündmittel 24 entladen kann. Beim Abschuß wird das Isotop 27 in die Batterie
25 verschoben, die Kondensatoren 20, 21 laden sich auf. Beim Aufschlag erfolgt eine
Verschiebung des Isotops 27 zur Schaltröhre 23 hin, es ionisiert diese und setzt
dabei deren Zündspannung so weit herab, daß sich der Kondensator 21 auf das Zündmittel
24 entlädt.
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Die erfindungsgemäße Einrichtung ermöglicht damit nicht nur einen
absolut funktionssicheren Zünderaufbau, sondern auch einen weitgehenden oder völligen
Verzicht auf Schaltkontakte.