NO126497B - - Google Patents

Description

Piezoelektrisk anslagstenner.

Oppfinnelsen vedrører en piezoelektrisk anslagstenner for prosjektiler, ved hvilken mekanisk anslagsenergi i en piezoelektrisk omformer, som er utstyrt med et motlager og en ambolt blir omdannet til en elektrisk spenning for initiering av en tennsats, og hvor den piezoelektriske omformer for tenning er forbundet med tennsatsen over et elektrisk koblingselement med terskelverdiegenskaper.

Det er kjent anslagstennere, ved hvilke den for initi-eringen av tennsatsen nødvendige elektriske spenning blir tilveiebragt av en piezoelektrisk omformer. I piezokrystallen blir på grunn av prosjektilets mekaniske anslagspuls tilveiebragt en elektrisk spenning, som er tilstrekkelig for tenning av tennsatsen. Herved er det ufordelaktig at anslagstenneren har mekanisk bevegede deler, som til tidspunktet for anslaget må ivareta en elektrisk kob-lingsfunksjon. Av denne grunn er virkningen til anslagstenneren vidtgående avhengig av retningen til anslagspulsen henholdsvis treff-vinkelentil prosjektilet, og driftssikkerheten er sterkt påvirket på grunn av beskadigelsesømfintligheten til de mekaniske deler.

Den oppgave som ligger til grunn for foreliggende opp-finnelse er å tilveiebringe en piezoelektrisk anslagstenner av den ovenfor nevnte type, hvis tennsikkerhet er øket i forhold til de kjente tennere, og hvis tennegenskaper er vidtgående uavhengig an-slagspulsens retning. Denne oppgave blir løst ifølge oppfinnelsen ved at koblingselementet er et skiveformet halvlederelement som med sin ene side slutter seg til amboltmassen og på den annen side er forbundet med en kontaktplate, til hvilken tennsatsen slutter seg,

og at samtlige byggedeler er fast sammenpresset som hvilende byggeelementer i tennerhuset til en felles byggeblokk.

På grunn av anvendelsen av det elektriske halvleder-element blir det oppnådd, at spenningen ved piezokrystallen ikke blir bygget ned på grunn av denlavohmige tennsats-strekningen, så lenge koblingsspenningen ikke er oppnådd, hvorved det først ved oppnåelsen av den nødvendige tennspenning finner sted en plutselig gjennomkobling. For gjennomføring av den spenningsavhengige kob-lingsprosess er det ikke nødvendig med bevegelige elementer, slik at hele ansalgstenneren kan bestå av ubevegelige i et hus innebygde enkeltdeler, som bare skal ivareta elektriske funksjoner. Foruten fordelen ved stor driftssikkerhet oppnås muligheten av en forholds-vis enkel seriefremstilling.

I fordelaktig utforming av oppfinnelsen fremstiller

den isoleringen som omgir den piezoelektriske omformer og en anslagsmasse samtidig dielektrikumet til en kondensator som dannes mellom anslagsmassen og anslagstennerens hus. Ved konstruksjonen av anslagstenneren'kan kapasiteten til denne kondensatoren bli vidtgående fastlagt og den beløper seg til fortrinnsvis ca. 1000 pF.

Ved egnet kapasitetsvalg kan det foretas en ytelsestilpasning for piezokrystallet til halvlederelementet.

Som halvlederelement benyttes fortrinnsvis en firesjiktdiode. Firesjiktdioder har utpregede terskelverdiegenskaper, dvs. de tilveiebringer ved små inngangsspenningen en høyohmig mot-stand og blir ved oppnåelsen av en bestemt terskelverdi for inngangsspenningen plutselig lavohmig. På denne måten oppnås at de under koblingsterskelen liggende inngangsspenninger ikke får noen innvirkning på tennsatsen, og at denne bare blir bragt til tenning, når støtendergien har bygget opp den for fastlegging av koblingsspenningen tilstrekkelige tennspenning. Fortrinnsvis blir det be-nyttet firesjiktdiode med en koblingsterskel på ca. 500 V, imidler-tid kan alt etter anvendelsesområdet og tennbetingelser også benyttes kombinert byggeelementer med koblingsegenskaper.

Oppfinnelsen blir i det følgende nærmere forklart under henvisning til et utførelseseksempel som er fremstilt på tegningen, som viser: Fig. 1 en piezoelektrisk anslagstenner i et lengdesnitt, og

fig. 2 prinsippkoblingsbildet for ansalgstenneren iføl-ge fig. 1.

Den enkelte byggedeler i tenneren er anbragt i et sylinderformet tennerhus 4, hvis ene endeside er lukket. Den lukkede endeside tjener som motlager for en piezoelektrisk tablett 1, mot hvilken det slutter seg en anslagsmasse av metallisk materiale. Piezotabletten 1 samt anslagsmassen 2 er omgitt av et sylinderformet isolasjonslag. Dette og de andre isolasjonsdeler er betegnet med 3-Til anslagsmassen 2 slutter seg den skiveformede firesjiktdiode 5, som er isolert mot tennerhuset 4, mens den samtidig på den ene side står i forbindelse med anslagsmassen 2 og på den annen side med en metallisk kontaktplate 6. Til den likeledes mot huset 4 isolerte me-tallplate 6 slutter seg tennsatsen 8. Denne er omgitt av en rørform-et med huset 4 i elektrisk forbindelse stående avstandshyIse 7- Den av kontaktplaten 6, isoleringen 35 avstandshylsen 7 samt den elektriske tennsats 8 dannede enhet er betegnet som detonator.

På fig. 2 er det vist det elektriske koblingsskjerna for tenneren. Koblingssymbolene er derved betegnet med det samme hen-visningstall som de tilsvarende byggeelementer. Man ser at piezokrystallen 1 som med den ene ende er forbundet med tennerhuset 4 (masse) ved den annen ende over den meget lavohmige anslagsmasse 2 er forbundet med firesjiktdioden 5- Forbindelsespunktet ligger over den mellom tennerhus 4 og anslagsmasse 2 dannede kondensator 42 til masse. Også mellom forbindelsespunktet for kontaktplaten 6 til tennsatsen 8 og tennerhuset 4 ligger en kapasitet 46.

Av snittfremstillingen på fig. 1 samt det elektriske koblingsbilde på fig. 2 fremgår det at en elektrisk spenning som bygger seg opp på grunn av en støtbelastning på piezokrystallen 1

bare da blir overført til tennsatsen 8, når spenningens verdi over-

skrider koblingsspenningen til firesjiktdioden 5- Følgelig må f ire-sj iktdioden 5 være nøyaktig avstemt til dimensjonene og egenskapene til tennsatsen samt de øvrige deler av anslagstenneren. Ved hjelp av kapasitetene i forbindelse med firesjiktdioden kan det bli opp-

nådd en god ytelsestilpasning, slik at det ikke som ellers vanlig er nødvendig å benytte høyohmige tennelementer, som er ømfintlige mot elektrostatiske oppladninger. Ved oppfinnelsens gjenstand kan det benyttes tennmidler med motstandsverdi mellom f.eks. 20 og 200

ohm.

For oppbygningen av anslagstenneren samt dimensjonering-

en av firesjiktdioden og de andre deler er beskaffenheten, hårdheten og tettheten samt formgivningen til motlageret viktig, mot hvilket motlager piezokrystallen 1 blir presset ved anslag. Anvendelsesom-

rådet for tenneren blir bestemt av prosjektilhastigheten, støtbølge-varigheten i prosjektilet og i tennerens tenntid. Forsøk har vist at anslagstenneren ifølge oppfinnelsen ved vanlige prosjektiler,

f.eks. hulladningsprosjektiler med topphette fordelaktig kan benyt-

tes i vide hastighetsområder. Foruten anvendelsen av en firesjikt-

diode som halvleder-element med terskelverdiegenskaper kan det be-

nyttes også andre egnede elektroniske byggeelementer som f.eks.

zenerdioder eller lignende, hvis de oppfyller de fastsatte krav med hensyn til koblingsverdi. På grunn av at det utelukkende benyttes hvilende elementer, som kan presses fast sammen'i en felles blokk,

oppstår en stor pålitelighet og sikkerhet samt vidtgående uavheng-

ighet i forhold til ansalgspulsens retning.

Claims (6)

1. Piezoelektrisk anslagstenner for prosjektiler, ved hvilken mekanisk anslagsenergi i en piezoelektrisk omformer, som er utstyrt med et motlager og en ambolt blir omdannet til en elektrisk spenning for initiering av en tennsats, og hvor den piezoelektriske omformer for tenning er forbundet med tennsatsen over et elektrisk koblingselement med terskelverdiegenskaper, karakteri-

sert ved at koblingselementet er et skiveformet halvlederelement (5), som med sin ene side slutter seg til amboltmassen (2) og på den annen side er forbundet med en kontaktplate (6), til hvilken tennsatsen (8) slutter seg, og at samtlige byggedeler er fast sammenpresset som hvilende byggeelementer i tennerhuset (4) til en felles byggeblokk.

2. Anslagstenner ifølge krav 1, karakterisert ved at den isolasjon som omslutter den piezoelektriske omformer (1) og en amboltmasse (2) samtidig tjener som dielektrikum for en mellom amboltmassen (2) og ansalgstennerens tennhus (4) dannet kondensator (42).

3- Anslagstenner ifølge krav 2, karakterisert ved at kapasiteten til kondensatoren (42) beløper seg til ca. 1000 pF.

4. Anslagstenner ifølge et av kravene 1-3, karakterisert ved at halvlederbyggeelementet er en firesjikts-diode.

5- Anslagstenner ifølge et av kravene 1-4, karakterisert ved at halvlederbyggeelementets (5) terskelverdi ligger ved ca. 500 V.

6. Anslagstenner ifølge et av kravene 1-5, karakterisert ved at det tennelement som er dannet av monter-ingselementene (2, 35 4, 6) og tennsatsen (8) har en elektrisk mot-stand på ca. 20-200 ohm. 7- Anslagstenner ifølge et eller flere av de foranstående krav, karakterisert ved at den er utformet som en enkelt monteringsenhet med en diameter på ikke mer enn 10 mm og en lengde på ikke mer enn 50 mm.