Schaltung in einem elektrischen Zünder zum Zünden einer Zündkapsel

Abstract

 Wenn in einem Zünder als Zündkapsel (D) eine Spaltsprengkapsel verwendet wird, dann kann die Zuverlässigkeit der Zündung dieser Zündkapsel (D) wesentlich verbessert werden, wenn an die beiden Pole der Zündkapsel (D) ein Zündkondensator (C_z) angeschlossen wird. Insbesondere kann dadurch die ungünstige Wirkung des inneren Widerstandes (R_s) eines Zündschalters S₁ vermieden werden.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Schaltung in einem elektrischen Zünder zum Zünden einer Zündkapsel, enthaltend eine Zündkapsel, welche über einen Zündschalter an einen Speicherkondensator angeschlossen ist und einen zweiten Kondensator, der direkt und parallel zum Speicherkondensator an die Zündkapsel angeschlossen ist.

[0002] Bei einer bekannten Schaltung dieser Art gemäss der schweizerischen Patentschrift Nr. 595 610 ist an den beiden Polen der Zündkapsel ein Kurzschlussschalter angeordnet. Damit die Zündkapsel gezündet werden kann, muss bei dieser bekannten Schaltung zuerst der Kurzschlussschalter geöffnet werden. Ausserdem ist als Zündschalter ein Schalter vorgesehen, der aus zwei im Abstand voneinander angeordneten, ogivenförmigen Hauben besteht, die sich in der Spitze des Geschosses befinden und beim Aufschlag des Geschosses gegeneinander gedrückt werden und die Zündung einleiten. Beim Unterbrechen des Kurzschlussschalters durch die Abschussbeschleunigung besteht die Gefahr, dass die ogivenförmigen elektrostatisch aufgeladenen Hauben mit ihrer Ladung die Zündkapsel vorzeitig zünden. Um ein solches vorzeitiges Zünden zu vermeiden, war ein zweiter Kondensator direkt und parallel zum Speicherkondensator an die Zündkapsel angeschlossen.

[0003] Bei der Verwendung von Spaltsprengkapseln hat es sich nun gezeigt, dass als Folge der besonderen Eigenschaften dieser Spaltsprengkapseln die Zündung bei dieser bekannten Schaltung nicht zuverlässig erfolgt. Beim Zünden einer solchen Spaltsprengkapsel ist ihr Ohm'scher Widerstand anfänglich sehr gross und sinkt nach ca. 10 sec von einigen Kiloohm auf wenige Ohm ab. Wenn nun die Spannungsquelle und der Zündschalter einen grossen inneren Widerstand besitzen, dann wird die Detonation der Spaltsprengkapsel ungünstig beeinflusst. Zum Beispiel wenn der Zündschalter nicht richtig betätigt wird, und somit nicht gut leitet, d.h. einen grossen inneren Widerstand besitzt, besteht die Gefahr, dass die Spaltsprengkapsel nicht gezündet wird und der Zünder versagt.

[0004] Die Aufgabe, welche mit der vorliegenden Erfindung gelöst werden soll, besteht in der Schaffung einer Zündschaltung, welche unabhängig vom inneren Widerstand der Spannungsquelle und vom inneren Widerstand des Zündschalters ein zuverlässiges Zünden der Spaltsprengkapsel gewährleistet.

[0005] Die erfindungsgemässe Schaltung ist dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Kondensator als Zündkondensator zum Zünden einer als Spaltsprengkapsel ausgebildeten Zündkapsel ausgebildet ist.

[0006] Ausführungsbeispiele der erfindungsgemässen Schaltung sind anhand der beigefügten Zeichnung im folgenden ausführlich beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine bekannte Schaltung für einen elektrischen Zünder gemäss der CH-PS 595 610;

Fig. 2 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Schaltung für einen elektrischen Zünder gemäss der vorliegenden Erfindung, und

Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Schaltung für einen elektrischen Zünder gemäss der vorliegenden Erfindung.

[0007] Gemäss Fig. 1 weist die bekannte Schaltung eine Zündkapsel 7 auf, die sich in einem Zünderkörper 6 befindet. In der Zündkapsel 7 befindet sich eine Zündbrücke 30, beispielsweise ein Glühdraht oder ein Spaltwiderstand, welche die Zündkapsel 7 zündet, sobald an die Zündbrücke 30 eine Spannung angelegt wird. An der Geschossspitze ist ein Aufschlagkontakt des Zünders angeordnet, der durch zwei,einen Abstand voneinander aufweisenden , aus elektrisch leitendem Material bestehenden,ogivenförmigen Hauben 33 und 34 gebildet wird. Die untere Haube 33 ist an den einen Pol der Zündbrücke 30 angeschlossen und die obere Haube 34 ist über einen Speisekondensator 31, über einen Leiter 26 und einen Stift 29 an den anderen Pol der Zündbrücke 30 angeschlossen. Ein Kurzschlussverbindungsstück 27 verbindet einerseits über den Zünderkörper 6 und anderseits über den Stift 29 die beiden Pole der Zünde brücke 30 miteinander. Ausserdem verbindet ein Kondensator 10 ebenfalls über den Zünderkörper 6 einerseits und über Leiter 26 und Stift 29 anderseits die beiden Pole der Zündbrücke 30 miteinander.

[0008] Die Wirkungsweise dieser bekannten Schaltung ist im wesentlichen wie folgt:

Beim Abschuss des Geschosses wird in üblicher Weise das Kurzschlussverbindungsstück 27 entfernt, damit der Zünder 7 überhaupt gezündet werden kann. Falls sich die beiden Hauben 33 und 34 elektrostatisch aufladen, dann wird diese Ladung.durch den Kondensator 10 aufgefangen und ein vorzeitiges Zünden des Zünders 7 wird verhindert. Sobald das Geschoss auf ein Ziel aufschlägt, wird die äussere Haube 34 gegen die innere Haube 33 gedrückt, wodurch der Aufschlagkontakt geschlossen wird und der Speisekondensator 31 ist in der Lage,. den Zünder 7 zu zünden.

[0009] Gemäss Fig. 2 weist das erste Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Schaltung eine Gleichspannungsquelle U_Q, z.B. einen Speisekondensator auf, der einen inneren Widerstand R_i besitzt. Diese Gleichspannungsquelle U_Q ist über einen Schalter S₁, z.B. ein Aufschlagschalter, der einen inneren Widerstand R_S besitzt, mit einem Detonator D verbunden, der einen inneren Widerstand R_D besitzt.

[0010] Parallel zum Detonator D ist an die Gleichspannungsquelle U_Q ein Zündkondensator C_Z angeschlossen, der nach dem Aufladen eine Zündspannung U_CZ erzeugt, welche gewährleistet, dass der Detonator D, unabhängig von dem inneren Widerstand R_i der Gleichspannungsquelle und unabhängig von dem inneren Widerstand R_S des Schalters S_l,zuverlässig gezündet wird.

[0011] Gemäss Fig. 3 unterscheidet sich das zweite Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Schaltung vom ersten Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 2 durch eine Induktionsspule L, welche in Serie mit dem Schalter S₁ in die Leitung zwischen Gleichspannungsquelle U_Q und Detonator D eingesetzt ist.

[0012] Der Detonator D ist beispielsweise eine Spaltsprengkapsel mit folgender Eigenschaft: Wird eine Zündspannung U_CZ von z.B. 200 Volt angelegt, so ist der ohmsche Widerstand sehr hoch, d.h. einige Kiloohm und sinkt nach ca. 10^-7 sec auf einige Ohm und anschliessend, d.h. nach ca. 6^-6 sec wird der Detonator D endgültig zerstört, dabei steigt der Widerstand, der Strom I sinkt ab und die Spannung erreicht ihren Anfangswert. Aus Fig. 2 ist ersichtlich, dass beim Einschalten des Aufschlagschalters S₁ ein Strom I fliesst, der von der Spannung U_Q der Gleichspannungsquelle und von den inneren Widerständen R_i, R_S und R_D der Gleichspannungsquelle U_Q des Aufschlagschalters S₁ und des Detonators D abhängig ist, d.h.

[0013] 

Das (t) bedeutet, dass R_D eine Funktion der Zeit (t) ist. Dabei wurde jedoch der Kondensator C_Z nicht berücksichtigt. Aus Gleichung (1) folgt, wenn R_D sehr klein wird, dass sich ein

[0014] _Spannungsverlust U_v = I (t) (R_i ^{+ R}_S ) ergibt, sowie ein

[0015] Leistungsverlust P_V = [I.(t)]² (R_i + R_S) sowie ein

[0016] Energieverlust

[0017] Aus diesen Gleichungen wird deutlich, dass bei Fehlen des Kondensators C_Z die Zündenergie von den inneren Widerständen R_i + R_S abhängig ist. Dieser Energieverlust macht sich besonders bemerkbar, wenn für die Gleichspannungsquelle U_Q ein Kondensator verwendet wird. Um den Detonator D besser mit Energie zu versorgen, ist nun gemäss Fig. 2 ein Zündkondensator C_Z eingebaut worden.

[0018] Beim Schliessen des Schalters S₁ wird zuerst der Zündkondensator C_Z aufgeladen. Die Zeit T_Z zum Aufladen des Zündkondensators ergibt sich aus folgender Formel

[0019] Die inneren Widerstände R_i + R_S + R_D lassen sich so aufeinander abstimmen, dass der Zündkondensator C_Z aufgeladen ist, bevor der innere Widerstand R_D in der erwähnten Weise absinkt, d.h. die Zeit T_Z muss kleiner sein als die Reaktionszeit t_D des Detonators D, damit wird erreicht, dass der voll aufgeladene Kondensator C_Z an den Detonator _D angeschlossen ist. Somit kann die Zündenergie an den Detonator D ohne Ueberwindung der inneren Widerstände R_i + R_S abgegeben werden und somit kann der Detonator _D zuverlässig gezündet werden.

[0020] Dies ist insbesondere von Bedeutung, wenn der Schalter S₁ in unbeabsichtigter Weise vorzeitig unterbrochen wird. Die Induktionsspule L gemäss Fig. 3 ermöglicht eine weitere Verbesserung der Zündschaltung. Induktionsspule L und Zündkondensator C_Z bilden einen Schwingkreis, durch den erreicht wird, dass die Spannung im Zündkondensator C_Z zeitweise grösser wird als die Spannung U_Q der Gleichspannungsquelle, sofern der Schwingkreis richtig auf die Reaktionszeit des Detonators D abgestimmt wird.

[0021] Wesentlich ist, dass bei Verwendung eines Kondensators für die Gleichspannungsquelle U_Q dieser Kondensator bedeutend grösser ist als der Zündkondensator C_Z.

Ansprüche

1. Schaltung in einem elektrischen Zünder zum Zünden einer Zündkapsel D, enthaltend eine Zündkapsel (D), welche über einen Zündschalter (S_l) an einen Speicherkondensator (U_Q) angeschlossen ist und einen zweiten Kondensator (C_Z), der direkt und parallel zum Speicherkondensator (U_Q) an die Zündkapsel (D) angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Kondensator (C_Z) als Zündkondensator C_Z zum Zünden einer als Spaltsprengkapsel (D) ausgebildeten Zündkapsel (D) ausgebildet ist.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Leitung zwischen Zündkapsel (D) und Speicherkondensator (U_Q) eine Induktionsspule (L) angeordnet ist.

Zeichnung