Geschossspitze mit einem Zeitzünder

Abstract

 Zur Sichtbarmachung der über eine Empfangsspule (32) elektrisch-induktiv programmierten Laufzeit bzw. der über einen Einstellring (16) von Hand programmierten Laufzeit eines Geschosses ist eine Ziffernanzeige (14) angeordnet, die über ein Sichtfenster (12) in der Geschoßspitze (10) abgelesen werden kann. Um bei tiefen Temperaturen und bei Nacht die Ziffernanzeige (14) ablesen zu können, kommt eine Leuchtdiodenanzeige zur Anwendung, deren Segmente zur Energieeinsparung intermittierend angesteuert werden

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen in einer Geschoßspitze angeordneten Zeitzünder nach dem Gattungsbegriff des Patentanspruches 1.

[0002] ZeitzUnder dieser Art werden heutzutage vielfach drahtlos induktiv von einem Programmiergerät durch eine übertragene Programmiersequenz programmiert. Im Gegensatz zu einer Handeinstellung durch Verdrehung der Zünderspitze, wobei die eingestellte Zeit auf einer Skala abgelesen werden kann, besteht bei der drahtlosen Programmierung keine Kontrollmöglichkeit der eingestellten Zeit.

[0003] Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine derartige Kontrollmöglichkeit der eingestellten Zeit bei einem in einer Geschoßspitze angeordneten Zeitzünder vorzusehen. Die Lösung dieser Aufgabe gelingt gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen entnehmbar.

[0004] Bei der vorliegenden Erfindung wird mit Vorteil von einer Leuchtdioden-(LED)-Ziffernanzeige Gebrauch gemacht, die auch bei tiefen Temperaturen funktionsfähig bleibt und bei Nacht keine Beleuchtung erfordert. Da eine LED-Ziffernanzeige einen verhältnismäßig hohen Energieverbrauch aufweist, werden gemäß weiterer Ausgestaltungen der Erfindung die Segmente der Ziffernanzeige der Reihe nach, d.h. intermittiernd angesteuert. Die Ansteuerfrequenz kann so gewählt werden, daß die Anzeige nicht flackert.

[0005] Anhand von in den Figuren der beiliegenden Zeichnung dar₇ gestellten AusfUhrungsbeispielen sei im folgenden die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine einen ZeitzUnder aufweisende Geschoßspitze in perspektivischer Ansicht;

Figur 2 einen Axialschnitt durch die Geschoßspitze gemäß Figur 1;

Figur 3 ein Blockschaltbild des ZeitzUnders; und

Figur 4 ein detalliertes Schaltbild der ZUnder-Zentralelektronik.

[0006] Gemäß Figur 1 ist eine Geschoßspitze 10 mit einem Sichtfenster 12 versehen, in welchem eine Ziffernanzeige 14 innerhalb der Geschoßspitze sichtbar ist. Die Ziffernanzeige 14 wird mit.einem Einstellring 16 betätigt, der mit einem nicht dargestellten Kontakt zusammenarbeitet. Die eingestellte Zeit wird in Sekunden angezeigt, so daß die erste Ziffer die Hunderter-Sekunden und die Ziffer nach dem Dezimalpunkt die Zentel-Sekunden anzeigt.

[0007] Gemäß Figur 2 besteht die Geschoßspitze 10 im hinteren Teil aus einem metallischen Gehäuse 18 und im vorderen Teil aus einem Kunststoffgehäuse 20. Das vordere Teil 20 weist eine zentrale Ausnehmung 24 auf, die eine Lithium-Primärbatterie 28 aufnimmt. Beim Verschrauben des Kunststöffteiles 20 mit dem Gehäuseteil 18 wird der Kontakt zwischen der Primärbatterie 28 und einer in dem metallischen Gehäuse 18 angeordneten Elektronik 30 hergestellt. Die Elektronik 30 steuert die Ziffernanzeige 14 an, deren Ziffern durch das
Fenster 12 nach außen sichtbar sind. Die Betätigung der Ziffernanzeige 14 erfolgt durch Verdrehen des Einstellringes 16 bis zu einem Anschlag, wodurch ein mit der Elektronik 30 zusammenwirkender Kontakt betätigt wird. Eine Empfangsspule 32 ist in dem Kunststoff teil 20 konzentrisch zur Geschoßachse angeordnet und ebenfalls in nicht näher dargestellter Weise mit der Zentralelektronik 30 verbunden. Ober diese Empfangsspule 32 kann der Zeitzünder elektrisch-induktiv programmiert werden. Im hinteren Teil der Geschoßspitze 10 ist eine mechanische Einrichtung 34 angeordnet, die in an sich bekannter Weise eine Sicherungseinrichtung umfaßt sowie einen ein Zündmittel und die für den Zündmittel-Kurzschluß und der Abschußsensierung benötigten Schalter beinhaltenden Interfaceblock.

[0008] Figur 3 zeigt im wesentlichen die Elemente von Figur 2 in einem Blockschaltbild. Zentraler Bestandteil des Zeitzünders ist die einen Mikrocomputer aufweisende Zentralelektronik 30, die von der Primärbatterie 28 gespeist wird. Zugleich speist die Primärbatterie 28 einen Zündkreis 36 bei dessen Ansteuerung durch die Zentralelektronik 30. Der Zündkreis 36 kann erst nach Abschuß des Geschosses über die Sicherungseinrichtung 34 auf ein Zündmittel einwirken. Eine Zünder-Laufzeit kann in der Zentralelektronik 30 elektrisch-induktiv über die Empfangsspule 32 oder von Hand über entsprechende Betätigung des Einstellringes 16 eingestellt und durch die Ziffernanzeige 14 kontrolliert werden.

[0009] Figur 4 zeigt in näheren Einzelheiten die Zentralelektronik 30. Die dargestellte Schaltungsanordnung sei im folgenden in ihrem prinzipiellen Aufbau und ihrer Funktion näher beschrieben:

Zunächst sei die elektronische Tempierung betrachtet. Hierbei wird von einem nicht dargestellten Programmiergerät ein wechselfeld mit einer Frequenz von 100 kHz angelegt, das durch einen Schwingkreis, bestehend aus der Spule L2 und dem Kondensator Cll,empfangen wird und nach Gleichrichtung durch die Dioden V11 und V7 einen Kondensator C6 auflädt, wodurch ein V-MOS-Transistor V12und hierdurch ein weiterer Transistor V4 durchgesteuert wird. Durch die Aufsteuerung des Transistors V4 gelangt die durch die Primärzelle G1-28 vorgegebene Batteriespannung an den Anschluß 44 des Mikrocomputers D2. Hierauf schwingt ein Oszillator an, der aus einem Quarz G2, einem Widerstand R16 und Kondensatoren C7, C8 besteht. Nach Ablauf einer Initialisierungszeit von 500 ms kann am Anschluß 30 des Mikrocomputers D2 über eine die Bauelemente V16, R17 und C9 aufweisende Programmierlogik das der Laufzeit entsprechende und durch die Programmiersequenz vorgegebene Bitmuster seriell eingelesen werden.

[0010] Nach der eigentlichen Programmierung wird von dem Programmiergerät weiterhin eine Frequenz von 100 kHz empfangen. Entsprechend der Programminformation, die an dem Anschluß 30 des Mikrocomputers D2 eingelaufen ist, wird über den Ausgang 28 des Mikrocomputers D2 der VMOS-Transistor V18 zyklisch angesteuert. Der hierdurch bewirkte Kurzschluß am Schwingkreis L2/C11 wird Uber die Phasenverschiebung in der Senderspule des Programmiergerätes als eine vom Mikrocomputer D2 ausgegebene Information sensiert und mit der Einstellung am Programmiergerät verglichen (Talkback), woraufhin das Ergebnis_.der Programmierung als positiv oder negativ angezeigt wird. Danach wird das von dem Programmiergerät ausgegebene magnetische Wechselfeld abgeschaltet.

[0011] Der VMOS-Transistor V13, der vom Ausgang 27 des Mikrocomputers D2 angesteuert wird, gewährleistet die Spannungsversorgung des Mikrocomputers D2 solange, bis die vorgegebene Informationsspeicherzeit abgelaufen ist.

[0012] Die Einstellung der Laufzeit von Hand erfolgt über den Einstellring 16, der in Figur 4 durch den Schaltkontakt S1 repräsentiert wird. Ober den Stellring S1 und die Diode V8 wird der VMOS-Transistor V12und somit der Transistor V4 durchgesteuert und der Mikrocomputer D2 am Anschluß 44 mit Energie aus der Primärbatterie 61-28 versorgt. Nachdem über den Eingang 31 des Mikrocomputers D2 eine Handprogrammierung sensiert worden ist, wird über den Ausgang 27 des Mikrocomputers D2 der VMOS-Transistor V13 angesteuert und somit über V4 die Einschaltzeit der Versorgungsspannung über den Mikrocomputer D2 bestimmt.

[0013] Durch Betätigung des Stellringes S1 in einer bestimmten Sequenz ("EIN"-"AUS") kann die Laufzeitinformation eingegeben werden. Wird die vorgenannte Sequenz nicht eingehalten, d.h. werden beispielsweise nur drei Ziffern eingestellt, so setzt sich per Programm der Zünder automatisch auf die Laufzeit 000.0, und es erfolgt bei einem eventuellen Abschuß keine Funktion.

[0014] Mit den aufbereiteten Flugdaten können die Anzeigesegmente einer Leuchtdioden-Anzeige angesteuert werden. Die Realisierung dieser Anzeige geschieht in der Weise, daß über die Ausgänge 6 - 12 und 19 des Mikrocomputers D2 die Transistoren V24 - V31 für die sieben Segmente sowie den Dezimalpunkt nacheinander angesteuert werden. Ober die Ausgänge 13 - 16 des Mikrocomputers D2 werden die Transistoren V19 - V22 für die jeweilige Dezimalstelle ausgewählt. Die Transistoren V19 - V22 schalten jeweils die Leuchtdiodensegemente LED1 - LED7 für eine Dezimalstelle sowie ein Leuchtdiodensegment LED8 für den Dezimalpunkt an die Betriebsspannung unter der Voraussetzung, daß der in Reihe zu den Leuchtdiodensegmenten geschaltete Transistor V24 - V31 ebenfalls von dem Mikrocomputer D2 angesteuert ist. Die Ansteuerung dieser Transistoren V24 - V31 geschieht der Reihe nach, um Energie einzusparen.

[0015] Nach erfolgreicher Handprogrammierung wird wie nach der induktiven Programmierung für eine bestimmte Zeit die Fluginformation gespeichert. Dies geschieht über den Ausgang 27 des Mikrocomputers D2 sowie über die Elemente R14, V13, R3, R4, C4 und V4. Nach Ende der Speicherzeit wird der Ausgang 27 des Mikrocomputers D2 auf Null gesetzt und hierdurch die gesamte Energieversorgung über den Transistor V4 abgeschaltet. Eine Oberprogrammierung von Hand oder auch induktiv ist jederzeit möglich.

[0016] Wenn innerhalb der festgelegten Speicherzeit der Fluginformation der Zünder abgeschossen wird, so wird Uber die mechanische Sicherungseinrichtung der Schalter S2 geschlossen, was am Eingang 29 des Mikrocomputers D2 sensiert wird. Eine Aufschlagfunktion ist im Ausführungsbeispiel nicht vorgesehen, jedoch an sich möglich.

[0017] Nach dem Abschuß wird die gespeicherte Flugzeit in bekannter Weise zurückgezählt. Außerdem wird am Eingang 33 des Mikrocomputers D2 ein Sicherheitsoszillator D1 zyklisch abgefragt und mit dem Hauptoszillator G2, R16, C7, C8 verglichen, um eine vorzeitige Zündung durch einen eventuell defekten.Schwingquarz G2 zu verhindern. Vor Erreichen des ZUndzeitpunktes wird zur Erzeugung der Zündenergie über den Ausgang 26 des Mikrocomputers D2 der VMOS-Transistor V14und hierüber der Transistor V1 eingeschaltet, worauf die Batteriespannung auf den Zündkreis durchgeschaltet wird.

[0018] Ober die Sperrschwingerschaltung, bestehend aus der Spule L1, dem VMOS-Transistor V14 und der Diode V2,wird durch zyklisches Ansteuern des Transistors V14 über den Ausgang 25 des Mikrocomputers D2 der Zündkondensator C3 aufgeladen. Eine Spannungsbegrenzung des Kondensators C3 wird durch die Zenerdiode V5 sichergestellt, die dem Kondensator parallelgeschaltet ist. Bei-Erreichen des Zündzeitpunktes wird der Kondensator über den Ausgang 24 des Mikrocomputers D2 und die Komponenten V6, R10, C5 und den Thyristor V3 auf den Detonator entladen und somit die Zündung eingeleitet.

[0019] Die Handeinstellung der Laufzeit, die als Notfunktion vorgesehen ist, erfolgt in der nachstehend aufgeführten Weise. Hierbei ist zu bemerken, daß der von dem Einstellring betätigte Kontakt nicht geschlossen ist ("AUS"), wenn der Einstellring von der Spitze aus betrachtet im Uhrzeigersinn am Anschlag steht. Andererseits ist der Kontakt durch den Einstellring betätigt ("EIN"), wenn der Einstellring entgegen dem Uhrzeigersinn bis zum Anschlag gedreht worden ist.

[0020] Ablauf der Einstellung:

A - Einstellring betätigen "EIN" ^*Eingestellte Zeit wird angezeigt (000.0, wenn keine Zeit eingestellt)

B - Einstellring nicht betätigen "AUS" ^*Nach 5 Sekunden wird Anzeige gelöscht

C - "EIN" innerhalb von 5 Sekunden ^*Programmierung wird gestartet 0.1 er Sekunden laufen hoch

D - "AUS" ^*0.1 er Sekunden werden gestoppt und angezeigt - Die Einstellung der 1er, 10er, 100er Sekunden läuft ab, wie unter Punkt C und D beschrieben

E - Nach erfolgter Programmierung wird die Zeitinformation für eine bestimmte Zeit gespeichert. Danach wird die Stromversorgung, abgeschaltet.

F - "EIN" wie bei Punkt A/"AUS" wie bei Punkt B ^*Zeit wird angezeigt (beträgt die angezeigte Zeit 000.0, so.wird die Stromversorgung abgeschaltet).

Ansprüche

1. In einer Geschoßspitze angeordneter Zeitzünder, dessen Zeit kontaktlos oder von Hand programmierbar ist, gekennzeichnet durch ein Sichtfenster (12) in der Geschoßspitze (10) zur Sichtbarmachung einer in der Geschoßspitze angeordneten Ziffernanzeige (14).

2. Zeitzünder nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Leuchtdioden-(LED)-Ziffernanzeige (14).

3. Zeitzünder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Anzeigesegmente (LED1-LED8) der Leuchtdioden-Ziffernanzeige (14) bzw. eines Leuchtdioden-Dezimalpunktes intermittierend angesteuert werden.

4. Zeitzünder nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch einen Mikrocomputer (D2), der über Ausgänge (6 - 12, 19) Transistoren (V24-V31) der Reihe nach ansteuert, die in Reihe zu den Anzeigesegmenten (LED1-LED7) einer Dezimalstelle bzw. dem Anzeigesegment (LED8) für den Dezimalpunkt geschaltet sind.

5. Zeitzünder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß pro Dezimalstelle ein von einem Ausgang (31 - 16) des Mikrocomputers ('D2) ansteuerbarer Transistor (V18-V22) angeordnet ist, der jeweils die Anzeigesegmente (LED1-LED8) einer Dezimalstelle an die Versorgungsspannung anlegt, wenn der dem einzelnen Anzeigesegment zugeordnete Transistor (V24-V31) ebenfalls durchgeschaltet ist.

Zeichnung