DE1578447A1 - Elektrischer zuender - Google Patents

Description

BÖLKOW Gesellschaft mit beschränkter Haftung Ottobrunn bei München

Ottobrunn, 29. Juni 1967 BP 650 SX 1 Me/fe

Elektrischer Zünder .

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Zünder zur Auslösung eines Zündimpulses nach vorwählbarer Verzögerungszeit mit einem ersten Kondensator als Energiespeicher, der zum Scharfmachen des Zünders von einer äußeren Energiequelle über nur kurzzeitig verbundene Kontakte aufladbar ist und sich über eine Verzögerungsschaltung auf ein Zündmittel entlädt.

Elektrische Zünder, die nicht über eine ihnen individuell zugeordnete aktive Energiequelle verfügen, sind bekannt. Derartige elektrische Zünder verfügen über einen Kondensator als Energiespeicher, der z.B. mit den übrigen Bauteilen des elektrischen Zündsystems in einem Geschoß eingebaut ist. Verläßt ein solches Geschoß seiri Abschußrohr oder auch unmittelbar davor, so wird der Kondensator über mit ihm verbundene Kontakte, die an den Außenmantel des Geschosses herausgeführt sind, von einer mit dem Abschußrohr fest verbundenen aktiven Energiequelle aufgeladen. . .

So ist z.B. aus der Deutschen Patentschrift 581 491 ein elektrischer Zünder bekannt, dessen als Energiespeicher dienender Kondensator über mit seinen Elektroden verbundene Zuleitungen mit an der Außenfläche des Geschoßmantels angebrachten Kontakten derart verbunden ist, daß die eine Elektrode des Kondensators unmittelbar mit dem Geschoßmantel als Massekontakt und die andere Elektrode des Kondensators mit einem gegenüber dem Geschoßmantel isolierten Kontakt verbunden ist« Dieser letztere gegenüber dem Geschoßmantel isolierte Kontakt ist so angeordnet, daß er mit Hilfe mechanischer Abdeckmittel nur während des Augenblicks der elektrischen Verbindung des Kondensators mit der aktiven Energiequelle des Abschußrohres freigegeben und damit gegen eine unerwünschte Berührung mit dem Mantel des Abschußrohres nach Aufladung des Kondensators geschützt ist« Eine derartige mechanische Abdeckung des gegenüber dem Geschoß-

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mantel isolierten Kontaktes ist nun einmal konstruktiv aufwendig und zum anderen nicht absolut funktionssicher, da die mechanischen. Abdeckmittel z.B» durch Verschmutzung unwirksam werden können und damit eine einwandfreie Kontakt gäbe xiährend des Aufladevorganges des Kondensators durch die aktive Energiequelle verhindern oder aber durch Verschmutzung eine leitende Verbindung mit dem Geschoßmantel oder dem Abschußrohr nach erfolgter Aufladung des Kondensators herstellen können*

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen derartigen elektrischen Zünder so zu verbessern, daß mit Hilfe einfacher Bauteile eine sichere und mit möglichst kleinem Übergangswiderstand herzustellende Verbindung des Kondensators mit der aktiven Energiequelle-während des Aufladevorganges und eine sichere elektrische Trennung des Kondensators von den übrigen Teilen des Geschosses und damit allen anderen mit dem Geschoßmantel eventuell in Berührung kommenden Teilen mit annähernd unendlich großem Übergangswiderstand erzielbar ist.

Ausgehend von einem elektrischen Zünder zur Auslösung eines Zündimpulses nach vorwählbarer Verzögerungszext mit einem ersten·Kondensator als Energiespeicher, der zum Scharfmachen des Zünders von einer äußeren Energiequelle über nur kurzzeitig verbundene Kontakte aufladbar ist und sich über eine Verzögerungsschaltung auf ein Zündmittel entlädt, ist diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der erste

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Kondensator über mindestens eine Schaltfunkenstrecke mit den seiner Aufladung dienenden Kontakten verbunden ist.

Durch eine solche Verbindung mindestens einer Elektrode des Kondensators über eine Schaltfunkenstrecke mit demgegenüber dem Geschoßmantel isolierten Kontakt ist eine nahezu ideale elektrische Verbindung des Kondensators während des Aufladevorganges mit der aktiven Energiequelle bei sehr kleinem Übergangswiderstand und eine nahezu ideale elektrische Trennung des Kondensators von dem gegenüber dem Geschoßmantel isolierten Kontakt nach Abschaltung oder Lösen der Verbindung der Kontakte des Geschosses mit denen der aktiven Energiequelle der Abschußeinrichtung erzielbar. Die Herstellung und auch die Auftrennung dieser Verbindung geschieht dabei ohne bewegte Teile und ist damit gegenüber Verschmutzung oder anderen besonders bei militärischem Einsatz möglichen StOreinwirkungen unanfällig.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Sehaltfunkenstrecke eine vorzugsweise in ihrem Bogenbereich betriebene Glimmlampe mit sehr hoher Zündspannung.

Durch Verwendung einer solchen auch als Überspannungsableiter bekannten Glimmlampe als Schaltfunkenstrecke wird erreicht, daß der im Geschoß als Energiespeicher vorgesehene Kondensator nur mit einer sehr hohen Ladespannung von z.B. 800 Volt aufladbar ist und damit alle unter der Zündspannung der Glimm-

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lampe von ebenfalls ca. 800 Volt liegende Spannungen, die zufällig an die mit dem Kondensator verbundenen Kontakte des Geschosses gelangen, keine versehentliche und damit unerwünscht te Aufladung des Kondensators bewirken können« Durch Betreiben einer derartigen Glimmlampe in ihrem Bogenbereich wird ein nur sehr kleiner Spannungsabfall an der Glimmlampe selbst erzielt, so daß der Übergangswiderstand der Verbindung während des Aufladevorganges vernachlässigbar klein ist.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der elektrische "Zünder derart ausgebildet, daß die maximale Spannung, auf die der erste Kondensator aufgeladen wird, kleiner als die Zündspannung der Glimmlampe ist. Diese maximale Spannung, die am Kondensator nach dem Aufladevorgang anliegt, ist zwangsläufig um "den an der Glimmlampe während des Aufladevorganges auftretenden Spannungsabfall niedriger als die von der aktiven Energiequelle abgegebene Ladespannung. Die Größe dieser Ladespannung ist dabei so zu wählen, daß sie nur um weniges größer als die Zündspannung der Glimmlampe ist, damit durch den auftretenden Spannungsabfall an der Glimmlampe während des Aufladevorganges die am Kondensator nach dem Aufladevorgang anstehende Spannung kleiner als die von der Glimmlampe geforderte Zündspannung ist· Eine Zündung der Glimmlampe ist daher durch die am Kondensator nach dem Ladevorgang anstehende Spannung nicht möglich.

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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die von der äußeren Energiequelle abgegebene Ladespannung kleiner als die Zündspannung der Glimmlampe, weist aber kurzzei«- tige, sich periodisch wiederholende Spannungsspitzen auf, die größer als die Zündspannung* sind. Durch Wahl einer derartigen von der aktiven Energiequelle abgegebenen Ladespannung wird sichergestellt, daß die am Kondensator nach dem Ladevorgang auftretende maximale Spannung immer kleiner ist als die -Zündspannung der Glimmlampe. Damit wird auf jeden Fall eine erneute Zündung der Glimmlampe durch die am Speicherkondensator nach dem Aufladevorgang anstehende Spannung bei einem unerwünschten äußeren Kurzschluß der an den Außenmantel des Geschosses herausgeführten Kontakte verhindert«

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der erste Kondensator von der äußeren Energiequelle über einen Ladewiderstand und einen weiteren Kondensator aufladbar, so daß die Spannung am ersten Kondensator schrittweise ansteigt. Durch ein solches schrittweises Ansteigen der am Speicherkondensator auftretenden Spannung wird erreicht, daß der erste Kondensator durch Wahl einer bestimmten Anzahl von Aufladeschritten auf eine vorbestimmte, dieser Anzahl proportionale Spannungshöhe aufgeladen wird, womit eine der Größe dieser Ladespannung proportionale Zeitverzögerung bis zur Abgabe des Zündimpulses einstellbar ist.' .

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Gemäß einer ersten Ausführamgsform der Erfindung ist die Verzögerungsschaltung des elektrischen Zünders ein von einem Uhrwerk gesteuerter Schalter.

Bei dieser ersten Ausführungsform kann das als Verzögerungsschaltung dienende Uhrwerk entweder unmittelbar beim Abschuß des Geschosses oder aber erst durch einen z.B. beim Aufschlag des Geschosses ausgelösten weiteren Schalter gestartet werden«

Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung besteht die Verzögerungsschaltung des elektrischen Zünders aus einem weiteren Kondensator, der über einen vorzugsweise durch den Aufschlag des elektrischen Zünders betätigten Schalter mit dem ersten Kondensator verbunden ist und dem ein Entladekreis aus einer weiteren Schaltfunkenstrecke und dem Zündmittel parallelgeschaltet ist.

-Alles Nähere der Erfindung wird anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele erläutert.

Im einzelnen zeigen:

Figur .1 die elektrische Schaltung eines Zünders mit einem als Verzögerungsschaltung dienenden Uhrwerk,

Figur 2 die elektrische Schaltung eines Zünders mit einem als Verzögerungsschaltung dienenden Zündkondensator,

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Figur 3 den Verlauf der am Speicherkondensator

auftretenden Spannung bei konstanter Ladespannung, ■--.-

Figur H den Verlauf der am Spexcherkondensator auftretenden Spannung bei einer Ladespannung mit impulsförmigen Spannungsspitzen,

Figur 5 die elektrische Schaltung eines Zünders zur schrittweisen Aufladung des Speicherkondensators und

Figur 6 den Verlauf der an der elektrischen Schaltung gemäß Fig. 5 auftretenden Spannungen.

An den Außenmantel eines hier nicht dargestellten Geschosses herausgeführte Kontakte la und Ib sind mit einem als Energiespeicher dienenden Kondensator 2 verbunden, wobei eine Elektrode des Kondensators 2 direkt mit dem Kontakt Ib und,die andere Elektrode des Kondensators 2 über eine Schaltfunkenstrecke/mit dem Kontakt la verbunden ist. Der Kondensator wirkt auf ein elektrisch auszulösendes Zündmittel- U, das über einen Schalter 5 dem Kondensator 2 parallelgeschaltet ist. Der Schalter 5 wird dabei von einem hier nicht näher dargestellten Uhrwerk 6 nach einer einzustellenden Verzögerungszeit geschlossen. _

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Bei der in Fig. 2 dargestellten anderen Ausführungsform des elektrischen Zünders wirkt der Kondensator 2 über einen Schalter 5 und einen mit ihm in Serie liegenden Ladewiderstand 7 auf einen weiteren als Zündkondensator dienenden Kondensator 8, der seinerseits über eine weitere Schaltfunkenstrecke 9 mit dem elektrisch auszulösenden Zündmittel U verbunden ist. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung wird der Schalter 5 vorzugsweise beim Aufschlag des Geschosses geschlossen, so daß danach eine Umladung des Kondensators 2 auf den Zündkondensator 8 stattfindet, wobei die Zeitkonstante dieses Umladevorganges durch die Größe des Zündkondensators 8 und des Ladewiderstandes 7 gegeben ist» Ist der Zündkondensator 8 so weit aufgeladen, daß die Zündspannung der Schaltfunkenstrecke 9 erreicht ist, so entlädt sich der Zündkondensator 8 schlagartig über die dann leitende Schaltfunkenstrecke 9 auf das elektrische Zündmittel 4 und löst damit z.B. eine hier nicht dargestellte Sprengladung aus. Die Verzögerungszeit, nach der die Sprengladung nach dem Aufschlag des Geschosses gezündet wird, ist durch Dimensionierung der für den Umladevorgang maßgebenden Schaltglieder 7 und 8* frei wählbar.

Bei den in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellten Ausführungsformen des elektrischen Zünders wird die Aufladung des als Energiespeicher vorgesehenen Kondensators 2 vorgenommen,

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indem die Kontakte la und Ib unmittelbar vor dem Abschuß des Geschosses, z.B. über hier nicht dargestellte Schleifkontakte zwischen Geschoß und Abschußrohr, an eine aktive Energiequelle 10 gelegt werden. Die von der Energiequelle abgegebene Ladespannung muß dabei mindestens etwas größer als die Zündspannung der Sehaltfunkenstrecke 3 sein, damit diese leitend wird. - -

In Fig. 3 ist der Spannungsverlauf der am Kondensator 2 auftretenden Spannung 20 in .Abhängigkeit von der Ladezeit t dargestellt, wobei die Größe der Zündspannung 21 und die Größe der von der aktiven Energiequelle 10 abgegebenen Ladespannung ebenfalls angegeben ist. Die von der Energiequelle 10 abgegebene Ladespannung 22 darf dabei nur um soviel größer als die Zündspannung 21 der Schaltfunkenstrecke 3 sein, daß die am Kondensator 2 auftretende maximale Spannung 20 bedingt durch den im Durchlaßbereich der Sehaltfunkenstrecke 3 auftretenden Spannungsabfall ausreichend unterhalb der Zündspannung 21 der Sehaltfunkenstrecke 3 bleibt. Dadurch ist gewährleistet, daß auch bei einem nachträglichen äußeren Kurzschuß der Kontakte la und Ib eine Entladung des Kondensators 2 über die Schaltfunkenstrecke 3 nicht möglich ist, da die Zündspannung der Sehaltfunkenstrecke 3 durch die Ladespannung des Kondensators nicht erreicht wird.

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Bei dem in.Figv % dargestellten Verlauf der am Kondensator 2 auftretenden Spannung 20 ist eine von der Energiequelle 10 abgegebene .Ladespannung 23 dargestellt, die im Gegensatz zu der in Fig. 3 dargestellten Ladespannung 22 nicht konstant ist, sondern periodisch auftretende kurzzeitige Spannungsspitzen aufweist. Erst bei der ersten auftretenden Spannungsspitze der Ladespannung 23 wird die Zündspannung der Schaltfunkenstrecke 3 überschritten und damit der Aufladevorgang des Kondensators 2 begonnen. Der konstante Anteil der Ladespannung 23 der Energiequelle 10 ist dabei immer noch so groß, daß die Brennspannung der Schaltfunkenstrecke 3 nicht unterschritten wird, so daß nach Auftreten einer ersten Spannungsspitze der Aufladevorgang des Kondensators 2 unabhängig von einem erneuten Auftreten einer solchen Spannungsspitze fortgesetzt wird. Eine derartige Ladespannung 23 hat den Vorteil, daß die am Kondensator 2 nach dem Ladevorgang auftretende Spannung 20 auf jeden Fall kleiner als die Zündspannung 21 der Schaltfunkenstrecke 3 ist.

Bei dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel des elektrischen Zünders ist der aktiven Energiequelle 10 ein weiterer Kondensator 11 parallelgeschaltet, der über einen Ladewiderstand 12 aufgeladen wird» Die am Kondensator 11 anstehende Spannung 26 gelangt dann auf die Kontakte la und Ib des eigentlichen elektrischen Zünders.

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Wie in Fig. 6 näher dargestellt, wird infolge der von der ^; Energiequelle 10 abgegebenen Ladespannung 22 der Kondensator über den Ladewiderstand 12 aufgeladen und erst bei Erreichen der Zündspannung 21 der Schaltfunkenstrecke 3 am Kondensator die am Kondensator 11 anstehende Spannung 26 auf den Kondensator 2 des elektrischen Zünders umgeladen« Der Kondensator 2 wird dadurch schrittweise auf seine Speicherspannung 20 aufgeladen, wobei die Sehaltfunkenstrecke 3 immer nur für kurze Augenblicke leitend wird, nämlich in.dem Moment, wenn die Differenz der am Kondensator 11 auftretenden Spannung 26 und der am Kondensator 2 anstehenden Speicherspannung 20 gleich oder größer als die Zündspannung 21 der Sehaltfunkenstrecke 3 ist. Der Kondensator 11 entlädt sich dann sehr schnell auf den Kondensator 2, so daß die Schaltfunkenstrecke 3 wieder gelöscht wird. Die Zahl der auftretenden Umladevorgänge vom Kondensator 11 auf den Kondensator 2 gibt nun ein direktes Maß für die Größe der am Kondensator 2 anstehenden Spannung 20 an, so daß die Größe dieser Spannung 20 leicht durch einen Abzählvorgang eingestellt werden kann.

Die Verzögerungszeit bis zur Auslösung der hier nicht dargestellten Sprengladung durch das Zündmittel 4 nach dem Schließen des Schalters 5 beim Auftreffen des Geschosses ist nicht nur durch die Größe des Widerstandes 7 und des Zündkondensators 8, sondern auch durch die Größe der am Kondensator 2 anstehenden Spannung 20 bestimmt. Durch Einstellung der Größe dieser am Kondensator 2 anstehenden Spannung kann direkt die Verzögerungszeit zur Auslösung der Detonation nach Auftreffen des Geschosses vorgewählt werden.

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Claims (7)

Patentans prüche

1. Elektrischer Zünder zur Auslösung eines Zündimpulses nach vorwählbarer Verzögerungszeit mit einem ersten Kondensator als Energiespeicher, der zum Scharfmachen des Zünders von einer äußeren Energiequelle über nur kurzzeitig verbundene Kontakte aufladbar ist und sich über eine Verzögerungsschaltung auf ein Zündmittel entlädt, dadurch gekennzeichnet , daß der erste Kondensator (2) über mindestens eine Schaltfunkenstrecke (3) mit den seiner Aufladung dienenden Kontakten (la, Ib) verbunden ist.

2. Elektrischer Zünder nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet , daß die Schaltfunkenstrecke (3) eine vorzugsweise in ihrem Bogenbereich betriebene Glimmlam*· pe mit sehr hoher Zündspannung ist«

3. Elektrischer Zünder nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch ge k e η η ze i Ch η e t , daß die maximale Spannung (20), auf die der erste Kondensator (2) aufgeladen wird, kleiner als die Zündspannung (21) der Glimmlampe (3) ist. '."■-■-

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- Ill· - -

4. Elektrischer Zünder nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die von der äußeren Energiequelle (10) abgegebene Ladespannung (2 3)

• kleiner als die Zündspannung (21) der Glimmlampe (3) ist, aber kurzzeitige, sich periodisch wiederholende Spannungsspitzen aufweist, die größer als die Zündspannung (21) sind.

5. Elektrischer Zünder nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Kondensator (2) von der äußeren Energiequelle (10) über einen Ladewiderstand (12) und einen weiteren Kondensator (11) aufladbar ist, so daß die Spannung (20) am ersten Kondensator (2) schrittweise ansteigt,

6. Elektrischer Zünder nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Verzögerungsschaltung ein von einem Uhrwerk (6) gesteuerter Schalter (5) ist.

7. Elektrischer Zünder nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungsschaltung aus einem weiteren Kondensator (8) besteht, der über einen vorzugsweise durch den Aufschlag des elektrischen Zünders betätigten Schalter (5) mit dem ersten Kondensator (2) verbunden ist, dem ein Entladekreis (4,9) aus einer weiteren Sehaltfunkenstrecke (9) und dem Zündmittel (4) parallelgeschaltet ist.

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