Elektrischer Zünder. Die Erfindung betrifft einen elektrischen Geschosszünder, bei dem die Entladeenergie eines elektrischen Kondensators zur Entzün dung des Zündsatzes verwendet wird, und bezweckt, unter Vermeidung mechanisch wir kender Sicherungseinrichtungen, den Zünder durch besondere Schaltung des Kondensators rohrsicher zu machen.
Der Zünder nach der Erfindung enthält zwei von einer Stromquelle auf gleiche Spannung aufgeladene Kondensatoren, deren gleichnamige Pole miteinander verbunden sind, zwei davon über das Zündmittel, und wobei der eine Kondensator zur ungleich mässigen Entladung gegenüber dem andern über einen Widerstand geschlossen ist und sich nach dem Abfeuern des Geschosses ent lädt, so dass erst nach einer bestimmten Ge- schossflugzeit zwischen den über das Zünd- mittel miteinander verbundenen Polen der beiden Kondensatoren eine zur Entzündung des Zündmittels ausreichende Spannung ent steht.
Hierbei kann das Zündmittel entweder aus einem in einen Zündsatz eingebetteten, stromdurchflossenen Heizdraht oder aus einer Funkenstrecke bestehen, die zwischen zwei in Abstand voneinander liegenden Polen der Leitung zu den Kondensatoren gebildet wird.
Als ,Stromquelle zum Aufladen der Konden satoren kann ein in bekannter Weise im Zünder gelagerter permanenter Magnet die nen, der, je nachdem es sich um einen Zeit- oder Aufschlagzünder handelt, durch seine beim Abschuss oder beim Auftreffen des Geschosses auf ein Ziel gegenüber einer mit den Kondensatoren verbundenen Spulen ein setzende Relativbewegung in dieser einen Induktionsstrom erzeugt.
Oder die Konden satoren werden von einer vom Geschoss ge trennten Energiequelle aus aufgeladen, eine Massnahme, die auch für sämtliche anders gestalteten, mit Kondensatoren versehenen Zünder anwendbar ist und einen einfachen elektrischen Zünder kleinsten Raumbedarfes ergibt, Die Zeichnung veranschaulicht zwei Aus führungsbeispiele eines elektrischen Auf schlagzünders nach der Erfindung in sche matischer Darstellung.
Es zeigt Fig. 1 ein schematisches Schaltbild der elektrischen Einrichtung eines Zünders mit einem perma nenten Magneten als Stromquelle; Fig. 2 gibt die Spannung -Zeit =Schaubilder der beiden: Kondensatoren an; Fig. ss zeigt das schematische Schaltbild eines Zünders, des sen Kondensatoren von- einer vom Geschoss getrennten Stromquelle aus aufgeladen wer den.
Im Beispiel nach Fig. 1 ist der perma nente Magnet c. in der Spule<I>b</I> in Richtung der Geschosslängsachse verschieblich gelagert. Das eine Ende der Spule b ist an die Leitung e angeschlossen, welche die einen Belege der beiden Kondensatoren c und d miteinander verbindet. Das andere Ende der Spule b ist über die beiden Kontakte f und q durch die Leitungen la und i bei den Punk ten 1c und l mit den zureiten Belegen der Kondensatoren c und d verbunden.
Die Punkte k und l stehen über einen im Zünd- satz m eingebetteten Zünddraht 7a durch die Leitung o miteinander in Verbindung, die durch einen .Schliesskontakt <I>p,</I> p, unter brochen ist. Der Kontakt p, p1 ist so aus gebildet, da,ss er erst beim Auftreffen des Geschosses auf ein Ziel, beispielsweise durch Trägheitswirkung einer Kontaktplatte oder durch die Kraft auftreffenden Zielmaterials geschlossen wird.
Die beiden Belege des einen Kondensators d sind ausserdem über den hochohmigen Widerstand -q miteinander ge schlossen.
Beim Abfeuern des Geschosses bewegt sich der Magnet a infolge der Trägheit sei ner Masse durch die Spule b und erzeugt. in dieser einen Induktionsstrom, durch den die beiden Kondensatoren c und d mit glei cher Spannung aufgeladen werden. Am Ende seiner Bewegung schaltet der Magnet a un ter Öffnen der Kontakte .f und g die ge ladenen Kondensatoren von der Spule b ab.
Da die beiden Kondensatoren c und d paral lel miteinander aufgeladen wurden, so herrscht unmittelbar nach dem Aufladen zwischen den beiden Punkten k und l keine Potentialdifferenz.
4fürde sofort nach dem Abschuss, wenn sich also das Geschoss noch im Rohr oder erst kurz davor befindet, aus irgend welchem Grunde der Aufschlagzünd- kontakt p, p1 geschlossen, so würde durch den Zünddraht n kein Strom fliessen und eine Zündung nicht erfolgen, da die Punkte k und l sich auf gleichem Potential be finden- Nach dem Aufladen und Abschalten von der Spule b entlädt sich der eine Konden sator d über den Widerstand q ziemlich rasch;
der Kondensator c verliert infolge der Unvollkommenheit seiner Dielektrika nur ganz allmählich etwas an Spannung. Diese Vorgänge sind in Fig. 2 in der Span nung - Zeit = Kurve r für den einen Kon densator c und der Kurve s für den andern Kondensator d dargestellt.
Beim Abschuss (t =Null) haben beide Kondensatoren die Spannung E; zur Zeit t1 herrscht zwischen den Punkten k und l der beiden Konden satoren eine Spannung E'1-El, die bei einem gleichzeitigen, unvorhergesehenen Schliessen des Kontaktes p, p, noch nicht gross genug wäre, um von dem einen Xon- densator c zu.
dem andern Kondensator d einen zur sofortigen Entzündung des Zünd- satzes in hinreichenden Strom durch den Zünddraht n. zu schicken. Erst durch den weiteren Ausgleich der beiden Kondensato ren auch über den Widerstand q würde in diesem Falle der Zünddraht 7a auf die zur Entzündung des Zündsatzes erforderliche Temperatur erwärmt werden, was jedoch nur allmählich geschehen könnte.
Nach der Zeit t#. ist die Spannungsdifferenz E'=-E@ der beiden Kondensatoren c und d so gross ge worden., dass, wenn Kontakt p, -p1 jetzt ge schlossen wird, durch Stromausgleich zwi schen den beiden Kondensatoren c und d über den Zündsatz m., dessen sofortige Ent- zündung eintritt.
Der Widerstand q und damit die Entladung des Kondensators d. ist so abgestimmt, dass zur Zeit t. einer hin reichenden Spannungsdifferenz zwischen den beiden Kondensatoren c und d das Geschoss sich schon in gehöriger Entfernung vom Rohr befindet und ein nunmehriges vor zeitiges Schliessen des Kontaktes p, p, und eine darauf folgende sofortige Entzündun; des Zündsatzes für das Geschütz und die Bedienungsmannschaft gefahrlos ist.
Der beschriebene rein elektrische Auf schlagzünder ist demnach erstens transport sicher, da er erst nach dem Abschuss elek trische Zündungsenergie erhält, zweitens rohrsicher, da erst nach dem Verlassen des Rohres über den Zündsatz ein Strom von der zur sofortigen Entzündung des Zünd- satzes erforderlichen Spannung gebildet ist, und drittens hochempfindlich, da der Auf- schlagzündkontakt schon durch geringe Kraftwirkung geschlossen werden kann und nach Schliessen des Kontaktes der Verzug in der elektrischen Einrichtung äusserst klein ist.
Der Zündsatz<I>in.</I> kann anstatt durch den Zünddraht n auch durch eine in die Lei- i;ung o geschaltete Funkenstrecke zur Ent zündung gebracht werden. Hierbei ist die Leitung o über den Zündsatz in auf kurzer Strecke unterbrochen. Ein Funkenüberschlag über den Zündsatz m kann jedoch nach Schliessen des Kontaktes p, <I>p,</I> erst dann entstehen, nachdem durch Entladung des einen Kondensators <I>d</I> über den Widerstand<I>q</I> zwischen den Punkten k und l eine be stimmte Spannungsdifferenz besteht.
Man kann den Widerstand q, über den sich der eine Kondensator d entlädt, auch regelbar ausbilden. Damit ist dann die Ent- ladezeit des Kondensators d veränderlich ein stellbar gemacht und ein Zeitzünder ge- sehaffen, indem je nach der am Widerstand q eingestellten Widersta.udsgröZe zwischen den über den Zündsatz <B>in</B> miteinander geschalte ten Polen k und l der beiden Kondensatoren nach kürzerer oder längerer Zeit die zur Entzündung des Zündsatzes erforderliche Spannung entsteht.
Zweckmässig wird hier bei über dem Zündsatz m in der Konden- satorausgleichsleitimg o eine Funkenstrecke angeordnet. Der Aufschlagzündkontakt <I>p,</I> p, in der Leitung o über den Zündsatz in kommt hierbei in Wegfall, die Leitung<I>k, c,</I> l ist, abgesehen von der Funkenstrecke, von vorn herein geschlossen.
Erfolgt die Entzündung des Zündsatzes -z mittelst einer Funkenstrecke, so können zur Einstellung verschiedener .Zündzeitpunkte auch deren beide Elektroden über den Zünd- satz in in der Leitung o zu den beiden Kondensatoren c und d veränderlich zuein ander einstellbar gemacht sein.
Je nach Ein stellung eines kleineren oder grösseren Elek- trodenabstandes wird durch die fort schreitende, Entladung des einen Konden- sators d über den Widerstand q die zwischen den beiden Kondensatoren c und d zur Bil dung eines Funkenüberschlages erforder liche Spannungsdifferenz nach kürzerer oder längerer Zeit gebildet sein.
Der Aufschlagzünder mit dem Schalt bild naeh Fig. 3 wird von einer vom Ge schoss getrennten Stromquelle aufgeladen; die sonstige elektrische Einrichtung und die Wirkungsweise des Zünders entsprechen der des vorbeschriebenen nach Fig. 1. Als Strom quelle kann ein besonders mitgeführter Ge nerator oder ein Element dienen. Zum Auf laden des Zünders werden beispielsweise die die einen Belege der beiden Kondensatoren c und d unmittelbar miteinander verbindende Leitung e an den Minuspol, die zu den andern Belegen der Kondensatoren führenden Leitungen <I>h</I> und<I>i</I> an den Pluspol der Ener giequelle angeschlossen.
Handelt es sich um einen Zeitzünder, so kann hierbei die Energie quelle der Zünderstellmaschine angeordnet sein, so dass das Aufladen des Zünders beim Tempieren erfolgt. Oder man ordnet im Ge schützrohr zwei mit den Polen der Strom quelle verbundene Kontaktstellen an, so dass das Aufladen der Kondensatoren des Zünders beim Einführen des Geschosses in das Rohr oder bei geeigneter Verbindung der Kontakt stellen mit der Abzugsvorrichtung erst beim Abschuss erfolgt.
Ist die Energiequelle vom Geschoss getrennt, so wird in die den einen Kondensator d des Zünders über den Wider stand q schliessende Leitung ein Schalter gelegt, der den Kondensator erst beim Ab feuern des Geschosses selbsttätig schliesst, um zu verhindern, dass sich der gegebenen falls vor dem Abschuss aufgeladene Konden sator d schon vor dem Abschuss wieder ent lädt.
Electric detonator. The invention relates to an electric projectile fuse, in which the discharge energy of an electrical capacitor is used to ignite the primer, and the aim of avoiding mechanically we kender safety devices to make the igniter pipe-safe by special circuitry of the capacitor.
The igniter according to the invention contains two capacitors charged by a power source to the same voltage, whose poles of the same name are connected to one another, two of them via the ignition means, and wherein the one capacitor for uneven discharge to the other is closed via a resistor and is closed after the Firing of the projectile discharges, so that only after a certain projectile flight time is there a voltage sufficient to ignite the ignition means between the poles of the two capacitors connected to one another via the ignition means.
In this case, the ignition means can either consist of a heating wire embedded in an ignition charge, through which current flows, or of a spark gap that is formed between two spaced poles of the line to the capacitors.
As a power source for charging the capacitors, a permanent magnet stored in the fuze in a known manner can be used, which, depending on whether it is a time or impact fuze, with its when it is fired or when the projectile hits a target The coils connected to the capacitors generate a relative movement in them that creates an induction current.
Or the capacitors are charged from an energy source separated from the storey, a measure that can also be used for all detonators with different designs and capacitors and results in a simple electric detonator that takes up little space.The drawing illustrates two exemplary embodiments of an electric impact detonator according to the invention in cal matic representation.
1 shows a schematic circuit diagram of the electrical device of an igniter with a permanent magnet as a power source; Fig. 2 gives the voltage-time = graphs of the two: capacitors; Fig. Ss shows the schematic circuit diagram of an igniter, whose capacitors are charged from a power source separated from the projectile who the.
In the example of Fig. 1, the permanent magnet is c. mounted in the coil <I> b </I> such that it can be moved in the direction of the longitudinal axis of the bullet. One end of the coil b is connected to the line e, which connects the one document of the two capacitors c and d to one another. The other end of the coil b is connected via the two contacts f and q through the lines la and i at the points 1c and l with the other assignments of the capacitors c and d.
The points k and l are connected to one another via an ignition wire 7a embedded in the ignition charge m through the line o, which is interrupted by a closing contact <I> p, </I> p. The contact p, p1 is designed in such a way that it is only closed when the projectile hits a target, for example due to the inertia effect of a contact plate or the force of the target material striking it.
The two documents of the one capacitor d are also closed to one another via the high-resistance resistor -q.
When the projectile is fired, the magnet a moves due to the inertia of its mass through the coil b and is generated. in this an induction current through which the two capacitors c and d are charged with the same voltage. At the end of its movement, the magnet a switches the contacts .f and g off the charged capacitors from the coil b.
Since the two capacitors c and d were charged in parallel with one another, there is no potential difference between the two points k and l immediately after charging.
If the impact ignition contact p, p1 was closed for whatever reason immediately after firing, i.e. if the projectile is still in the barrel or just in front of it, no current would flow through the ignition wire n and ignition would not take place because the Points k and l are at the same potential. After charging and disconnection from coil b, one capacitor d discharges fairly quickly via resistor q;
due to the imperfection of its dielectrics, the capacitor c only gradually loses some of its voltage. These processes are shown in Fig. 2 in the voltage - time = curve r for one capacitor c and the curve s for the other capacitor d.
When firing (t = zero), both capacitors have the voltage E; At time t1 there is a voltage E'1-E1 between points k and 1 of the two capacitors which, if the contact p, p, were to close unexpectedly at the same time, would not yet be large enough for one X capacitor c to close .
to send a sufficient current through the ignition wire n. to the other capacitor d to ignite the ignition charge immediately. In this case, the ignition wire 7a would only be heated to the temperature required to ignite the ignition charge by further balancing the two capacitors via the resistor q, but this could only happen gradually.
After the time t #. the voltage difference E '= - E @ of the two capacitors c and d has become so large that, when contact p, -p1 is now closed, by current equalization between the two capacitors c and d via the ignition charge m., the immediate ignition of which occurs.
The resistance q and thus the discharge of the capacitor d. is coordinated so that at the moment t. a sufficient voltage difference between the two capacitors c and d, the projectile is already at a proper distance from the barrel and the contact p, p, and subsequent immediate ignition; the primer is safe for the gun and the crew.
The purely electric impact detonator described is therefore firstly safe to transport, as it only receives electrical ignition energy after it has been fired, and secondly, it is safe for the pipe, since a current of the voltage required for immediate ignition of the primer is only generated via the primer after it has left the pipe is, and thirdly, highly sensitive, since the impact ignition contact can be closed by a small force and after closing the contact the delay in the electrical device is extremely small.
Instead of the ignition wire n, the ignition charge <I> in. </I> can also be ignited by a spark gap connected in the line o. Here the line o is interrupted over a short distance via the primer. A sparkover via the ignition charge m can, however, only occur after the contact p, <I> p, </I> has closed, after one capacitor <I> d </I> has been discharged via the resistor <I> q </ I> there is a certain voltage difference between points k and l.
The resistor q, through which the one capacitor d discharges, can also be made adjustable. The discharge time of the capacitor d is then made variably adjustable and a time igniter is created in which, depending on the resistance value set at the resistor q, between the poles k connected to one another via the ignition charge and l of the two capacitors, the voltage required to ignite the ignition charge arises after a shorter or longer period of time.
A spark gap is expediently arranged here in the capacitor compensation line o above the ignition charge m. The impact ignition contact <I> p, </I> p, in the line o via the ignition charge in is omitted here, the line <I> k, c, </I> l is in from the start, apart from the spark gap closed.
If the ignition charge -z takes place by means of a spark gap, the two electrodes of the ignition charge in the line o to the two capacitors c and d can also be made variable relative to one another to set different ignition times.
Depending on the setting of a smaller or larger electrode spacing, the progressive discharge of one capacitor d across the resistor q creates the voltage difference required between the two capacitors c and d to form a sparkover after a shorter or longer period of time his.
The percussion detonator with the circuit diagram near Fig. 3 is charged by a power source separate from the Ge shot; the other electrical device and the mode of operation of the igniter correspond to that of the above-described according to FIG. 1. A specially carried Ge generator or an element can serve as the power source. To charge the detonator, for example, line e, which directly connects one document of the two capacitors c and d to one another, is connected to the negative pole, the lines <I> h </I> and <I> i </ I> connected to the positive pole of the energy source.
If it is a time detonator, the energy source of the detonator setting machine can be arranged so that the detonator is charged during tempering. Or you can arrange two contact points connected to the poles of the power source in the protective tube, so that the charging of the detonator's capacitors when the projectile is inserted into the tube or, with a suitable connection, the contact points with the trigger mechanism only takes place when the gun is fired.
If the energy source is disconnected from the projectile, a switch is placed in the one capacitor d of the detonator via the resistor q closing line, which automatically closes the capacitor only when the projectile is fired, in order to prevent the event from occurring The capacitor d charged before the launch is discharged again before the launch.