Elektrischer Zeitzünder. Die Erfindung betrifft einen elektrischen Zeitzünder, bei dem die Entladeenergie elek trischer Kondensatoren zur Entzündung des Zündsatzes verwendet wird. Es ist schon vorgeschlagen worden, .solche Zünder durch unmittelbare Veränderung der Entlade- verhältnisse der Zünderkondensatoren bei Verwendung stets gleicher Aufladesp an nungen zu tempieren.
Bei dem elektrischen Zeitzünder nach der Erfindung sind Mittel vorhanden, um die Einstellung verschiedener Zündzeitpunkte durch verschiedene Bemessung der dem Kondensator aufgedrückten Ladespannung, also mittelbar durch Veränderung der Auf ladeverhältnisse, zu ermöglichen. Im allge meinen wird durch Vergrössern der Lade spannung eine heftigere Entladung .des Kon densators und damit ein früherer Zünd- zeitpunkt, durch Verkleinern der Lade spannung eine abgeschwächte Entladung und damit ein späterer Zündzeitpunkt bewirkt.
Hierzu sind mit Vorteil in den zum Zünderkondensator führenden Stromkreis einer Stromquelle, die entweder mit dem Zünder fest verbunden oder von diesem ge trennt ist, Spannungsumformer eingeschaltet oder die Stromquelle selbst ist zur Abgäbe von Ladespannungen verschiedener Grössen eingerichtet.
Der Zeitzünder nach der Erfindung zeichnet sich durch einfachen Aufbau und eine einfache Tempierungsmö:glichkeit aus. Ist die @Strom.quelle vom Zünder getrennt und zur Abgabe von Ladespannungen ver- zchi.edener Grösse eingerichtet, so kann der Zünder selbst beispielsweise nur einen Kon densator und einen hochohmigen, konstanten Widerstand oder eine Kombination mehrerer Kondensatoren als Energiespeicher und das Zündmittel,
einen Funken- oder einen Brückenglühzünder enthalten. Einstell vorrichtungen zur Tempierung am Zünder selbst oder sonstwie am Geschoss kommen in Wegfall. Die Einstellung der Zündzeit- punkte wird an dem vom Zünder und - Geschoss getrennten Zünderaufladeapparat durch geeignetes Abstimmen der Auflade spannung vorgenommen und die Tampierung der Zünder erfolgt selbsttätig beim und durch das Aufladen.
Werden .die Anschluss- kontakte des Aufladeapparates für den Zün der im Geschütz selbst, also entweder im Geschützrohr oder dem Verschluss angeord net, .so dass das Aufladen und damit zu gleich das Tempieren des Zünders nach dem Einführen des Geschosses in das Rohr kurz vor oder unmittelbar beim Abschuss durch Betätigen der Abfeuerungsvorrichtung er folgt, so erfordert das Tempieren einer Reihe nacheinander abzufeuernder Geschosse auf gleiche iSprengzeitpunkte keine beson dere,
zeitraubende Massnahme. Damit wird die Schussfolge erheblich gesteigert und cin Einstellen des Zünders auf einen andern Zündzeitpunkt kann in einfacher Weise vor genommen werden, selbst wenn sich .das Ge- schoss schon in der 8chussla.ge im Rohr be findet.
Die Zeichnung veranschaulicht in den Fig.1, 2 .und 4 die Schaltbilder verschie dener, beispielsweiser Ausführungsformen von Zündern; Fig.3 gibt die Spannungs- Zeitschaubilder der Kondensatoren eines Zünders nach Fig. 2 bei verschiedenen La,de- spannungen an.
Bei sämtlichen gezeichneten Ausfüh rungsbeispielen werden die .Zünder von einer vom Geschoss getrennten, hier nicht gezeich- neten: Stromquelle aus aufgeladen, die eine ,S,pannung von einer innerhalb zweier Gren zen beliebig einstellbaren Grösse abzugeben vermag.
Der Zünder nach Fig. 1 enthält als Energiespeicher einen Kondensator a, mit zwei Belegungen a1 und ass. Das Zündmittel c ist ein Brüekenglühzünder mit einem in einem Zündsatz eingebetteten Heizdraht, der bei Stromfluss durch ihn erwärmt wird und sodann die ihn umgebende Zündmasse bis zur Entzündungstemperatur aufheizt.
Aussen, am Geschossmantel sind zwei gegen die G eschoss- wand-ung isolierte an die Pole dl und d@ einer Stromquelle anschliessbare Kontakte a3 und a4 angebracht, die zweckmässig ringförmig rund um den Geschossmantel verlaufen und die durch Leitungen mit den beiden Bele gungen a1 und ass des Kondensators a ver bunden sind.
Je nachdem der Kondensator a mit ein22rn Strom höherer oder niederer Spannung auf geladen ist, fliesst über das Zündmittel c ein Strom von grösserer oder geringerer Stärke und der Heizdraht des Zündmittels c wird nach kürzerer oder längerer Zeit auf die zur Entzündung der Zündmasse erforderliche Temperatur aufgeheizt.
Der hochohmige Widerstand b dient grundsätzlich dazu, die Entladung des Kondensators auf eine ge wisse Zeitspanne auszudehnen; da er kon stant ist, so ist die in der Zeiteinheit im Heizdraht des Zündmittels erzeugte Wärme nach dem iJoule'schen Gesetz proportional dem Quadrat der dem Kondensator a auf gedrückten Ladespannung.
Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 setzt ein Stromfluss vom Kondensator a über das Zündmittel c sofort nach dem Aufladen des Kondensators a und Abnehmen seiner An schlusspole a, und a4 von der Leitung d1. d2 .zur Stromquelle ein.
Deshalb hat das Ab feuern des Geschosses zwangsläufig in Ab hängigkeit vom Aufladen des Zünderkonden- sators, das Aufladen selbst also beim Ab- schluss im Rohr zu erfolgen.
Zweckmässig und such um den Zünder gegebenenfalls in einem besonderen, vom Geschütz getrennten Apparat aufladen zu können, wird aber naeh einer andern, hier nicht gezeichneten Aus führungsform in den über das Zündmittel c führenden Entladestromkreis des Kondensas tors a ein normalerweise offener Schliess kontakt eingeschaltet, 'der in Ausbildung als Trägheitskontakt erst beim Abfeuern des Geschosses selbsttätig geschlossen wird.
Bei dem vorbeschriebenen Zünder nach Fig. 1 kann als Zündmittel lediglich ein Brückenglühzünder mit Heizdraht verwendet werden.
Ausserdem lassen sich bei der nicht besonders hohen Kapazität des Zünderkon- densators weiter hinausliegende Zündzeit- punkte nicht erzielen, da sich sodann die Wärmeableitung im Zündsatz zu nachteilig bemerkbar macht und die Temperatur des Heizdrahtes überhaupt nicht mehr auf die zur Entzündung erforderliche Grösse ge- br,acht wird.
Diese Nachteile schaltet ein Zünder mit dem Schaltbild nach Fig. 2 aus. Der Zünder enthält zwei Kondensatoren e und f, die auf bleiche Spannung aufgeladen werden. Die gleichnamigen Pole ei und f1 der beiden Kondensatoren sind über eine Funkenstrecke g und ein Zündmittel h, zum Beispiel einen Funken- oder Brückenglühzünder, mitein ander verbunden. Ausserdem ist der Konden sator e. durch einen hochohmigen Wider stand i. überbrückt.
Die in den Zündstromkreis eingeschaltete Funkenstrecke g besitzt für.Strömeunterhalb ihrer Überschlagspannung einen praktisch unendlich grossen Widerstand, das heisst, erst bei einer Spannung von solcher Grösse, dass die Funkenstrecke mit Funkenbildung .durch schlugen wird, tritt ein Stromfluss über die Funkenstrecke, und damit über das Zünd- mittel ein.
An Stelle der Funkenstrecke g kann auch ein. anderes ähnlich wirkendes, elektrisches Zeitrelais mit dem Zündmittel in Reihe geschaltet sein, so beispielsweise eine Glimmstrecke, bei der die Elektroden in -einem Vakuum oder in einem Gasraum untergebracht sind.
Nach dem Aufladen der Kondensatoren e und f und Abnehmen deren Anschluss- kontakte von den Polen der Stromquelle, entlädt sich der eine Kondensator e über den Widerstand i. Dadurch wächst zwischen -den Belegen ei und f 1 der beiden Kondensatoren eine Spannung an, die bei einer bestimmten Grösse die Funkenstrecke g durchschlägt.
Durch den hierbei über das Zündmittel h einsetzenden Stromfluss wind der Zündsatz im Zündmittel zur Entzündung gebracht; was weiterhin in bekannter Weise die Ent zündung der Geschosssprengladung bewirkt.
Die dem Zündmittel h vorgeschaltete Fun kenstrecke g dient gewissermassen als selbst- tätiger Schalter, .der erst bei einer ganz be stimmten Spannung zwischen den Belegen ei und f, der beiden Kondensatoren durch schlagen wird und als elektrisches Relais vorher jeden Stromfluss über das Zündmittel h und eine Entladung des -Kondensators f verhindert. Ist das Zündmittel h ein Fun- kenzünder, der unterhalb der Zündspannung einen praktisch unendlich grossen Wider stand besitzt, so kann die Funkenstrecke g weggelassen sein.
Je nachdem die beiden Kondensatoren e und f auf höhere oder niedere Spannung auf geladen sind, entlädt sich der eine Konden sator e über den konstanten Widerstand i rascher oder langsamer und zwischen den Be legungen ei und f1 wächst die zum Durch achlagen der Funkenstrecke g und zur Er zeugung eines Stromflusses durch das Zünd- mittel lt erforderliche Spannung nach kür zerer oder längerer Zeit an.
Diese Entla.de- vorgänge -sind für verschiedene Auflade spannungen in den -Spannung-,Zeit-Schau- bildern nach Fig. 3 dargestellt. R1, R2, R;
, sind die .Spannung-Zeit-Kurven des einen Kondensators f (Eingenentladung), 8" S!!, diejenigen des zweiten Kondensators e (Ent ladung über Widerstand i) je für die Auf ladespannungen Ei, EZ, E3. Bei der grössten Aufl.adespannung El wird die zwischen den beiden Kondensatoren erforderliche Über schlagspannung Ef der Funkenstrecke <I>g</I> nach der Zeit t ,
bei der geringeren Auflade spannung E2 nach der grössten Zeit t2 und so fort erreicht. Bei einer geringeren Lade spannung geht die Entladung des einen Kon- densators e über den hochohmigen Wider stand i nicht so rasch von statten. Durch Vergrössern der Ladespannung können also frühere, durch Verkleinern spätere Zünd- zeitpunkte eingestellt und erzielt werden.
Die Entzündung des Zündsatzes erfolgt un mittelbar bei dem über das Zündmittel lt im Augenblick des Überspringens eines Fun kens in der Funkenstrecke g einetzenden ,Stromfluss.
Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 4, des sen Schaltbild dem Zünder nach Fig. 2 ent- spricht, ist der hochohmige Widerstand i, über den-,sich der eine Kondensator e entlädt, als Regelwiderstand ausgebildet.
Zunächst kann der Widerstand i nur innerhalb geringer Grenzen regelbar gemacht sein. Er dient sodann zur Justierung des Zünders bei -der Herstellung. Er wird nach der Montage bei der Prüfung des Zünders so eingestellt, dass bei einer festgesetzten Lade spannung die Überschlagspannung für die Funkenstrecke g nach einer genau festge setzten Zeit erreicht wird. Dadurch können bei der Fabrikation eingetretene Ungleich mässigkeiten der Kondensatoren, der Fun kenstrecke usw. ausgeglichen werden. Ver schiedenheiten des Zündmittels sind bei dieser 'Schaltung ohne Einfluss auf den Zünd- zeitpunkt.
Der Widerstand i kann aber auch inner halb grösserer Grenzen regelbar gemacht sein. Zweckmässig wird er sodann in einem dreh baren Ringe nach Art der bei Brennzündern üblichen Satzringe untergebracht. Im Verein mit einer Stromquelle, die einen Strom von beliebig einstellbarer Spannung abzugeben vermag, ist damit eine Zündeinrichtung ge schaffen, bei der verschiedene Zündzeit- punkte entweder allein durch verschiedene Bemessung der Aufladespannung für die Kondensatoren,
oder allein durch bestimmte Veränderung der Entladezeit des einen Kon- densators e, oder durch gleichzeitige Ände rung der Aufladespannung für die Konden satoren e und f und der Entladezeit des Kon densators e eingestellt werden können.
Electric time fuse. The invention relates to an electric timer in which the discharge energy of elec tric capacitors is used to ignite the primer. It has already been proposed that such detonators be tempered by directly changing the discharge ratios of the detonator capacitors when using the same charging voltages.
In the electric timer according to the invention, means are available to set different ignition times by different measurement of the charging voltage impressed on the capacitor, so indirectly by changing the charging conditions to allow. In general, increasing the charging voltage causes a more violent discharge of the capacitor and thus an earlier ignition point, while decreasing the charging voltage causes a weakened discharge and thus a later ignition point.
For this purpose, voltage converters are advantageously switched on in the circuit leading to the igniter capacitor, which is either permanently connected to the igniter or separated from it, or the current source itself is set up to deliver charging voltages of various sizes.
The time fuse according to the invention is characterized by a simple structure and a simple Tempierungsmö: possibility. If the current source is separated from the igniter and set up to deliver charging voltages of different sizes, the igniter itself can, for example, only have a capacitor and a high-ohmic constant resistor or a combination of several capacitors as energy storage and the ignition means,
contain a spark or bridge glow igniter. Adjustment devices for templating on the detonator itself or otherwise on the projectile are no longer necessary. The setting of the ignition times is carried out on the detonator charging device, which is separate from the detonator and projectile, by suitable adjustment of the charging voltage, and the detonators are tamped automatically during and during charging.
If .the connection contacts of the charging apparatus for the detonator are in the gun itself, i.e. either in the gun barrel or the breech, .so that the charging and thus the temptation of the detonator after the projectile is inserted into the barrel shortly before or immediately after firing by actuating the firing device, the tempering of a series of projectiles to be fired one after the other at the same time of detonation does not require any special,
time-consuming measure. The firing sequence is thus increased considerably and the detonator can be set to a different ignition time in a simple manner, even if the projectile is already in the barrel in the firing position.
The drawing illustrates in Figures 1, 2 .and 4 the circuit diagrams of various, exemplary embodiments of detonators; FIG. 3 gives the voltage-time graphs of the capacitors of an igniter according to FIG. 2 at different La, de-voltages.
In all of the illustrated exemplary embodiments, the detonators are charged from a power source which is separate from the projectile and is not shown here and which is capable of delivering a voltage of a size that can be set as desired within two limits.
The igniter according to FIG. 1 contains a capacitor a, with two assignments a1 and ass, as an energy store. The ignition means c is a bridge glow igniter with a heating wire embedded in an ignition charge, which is heated when current flows through it and then heats the ignition material surrounding it up to the ignition temperature.
On the outside, on the shell wall, there are two contacts a3 and a4 that are insulated from the wall of the storey and can be connected to the poles dl and d @ of a power source, which suitably run in a ring around the shell and are connected by lines with the two assignments a1 and ass of the capacitor a are connected.
Depending on whether the capacitor a is charged with a current of higher or lower voltage, a current of greater or lesser strength flows through the ignition means c and the heating wire of the ignition means c is heated to the temperature required to ignite the ignition material after a shorter or longer time.
The high resistance b basically serves to extend the discharge of the capacitor to a certain period of time; since it is constant, the heat generated in the unit of time in the heating wire of the ignition means is proportional to the square of the charging voltage applied to the capacitor a, according to iJoule's law.
In the embodiment according to FIG. 1, a current flow from the capacitor a via the ignition means c sets immediately after the capacitor a has been charged and its connection poles a, and a4 from the line d1. d2. to the power source.
The firing of the projectile must therefore inevitably take place as a function of the charging of the fuse capacitor, ie the charging itself must take place in the barrel when it is locked.
Appropriately and looking to be able to charge the detonator in a special device separate from the gun, if necessary, a normally open closing contact is switched on in the discharge circuit of the capacitor a leading via the detonating means c, according to another embodiment not shown here, ' which in training as an inertial contact is only closed automatically when the projectile is fired.
In the case of the igniter according to FIG. 1 described above, only a bridge glow igniter with a heating wire can be used as ignition means.
In addition, if the capacity of the igniter capacitor is not particularly high, ignition times that are further out cannot be achieved, since the heat dissipation in the ignition charge then becomes too disadvantageous and the temperature of the heating wire is no longer at all the size required for ignition. eight will.
An igniter with the circuit diagram of FIG. 2 eliminates these disadvantages. The detonator contains two capacitors e and f which are charged to a pale voltage. The poles of the same name ei and f1 of the two capacitors are connected to one another via a spark gap g and an ignition means h, for example a spark or bridge glow igniter. In addition, the capacitor e. stood by a high resistance i. bridged.
The spark gap g switched into the ignition circuit has a practically infinite resistance for currents below its flashover voltage, i.e. only at a voltage of such a magnitude that the spark gap is broken through with spark formation does a current flow through the spark gap and thus over the igniter on.
Instead of the spark gap g, a. Another similarly acting, electrical time relay can be connected in series with the ignition means, for example a glow path in which the electrodes are housed in a vacuum or in a gas space.
After the capacitors e and f have been charged and their connection contacts removed from the poles of the power source, one capacitor e discharges via the resistor i. As a result, a voltage grows between the layers ei and f 1 of the two capacitors, which breaks through the spark gap g at a certain size.
As a result of the current flow that begins via the ignition means h, the ignition charge in the ignition means is caused to ignite; which continues to cause the ignition of the projectile explosive charge in a known manner.
The spark gap g upstream of the ignition means h serves to a certain extent as an automatic switch, which only breaks through at a certain voltage between the documents ei and f of the two capacitors and, as an electrical relay, any current flow through the ignition means h and beforehand a discharge of the capacitor f prevents. If the ignition means h is a spark igniter which has a practically infinite resistance below the ignition voltage, the spark gap g can be omitted.
Depending on whether the two capacitors e and f are charged to a higher or lower voltage, one capacitor e discharges faster or slower via the constant resistance i, and between the assignments ei and f1 the amount of time needed to break through the spark gap g and to increases It generates a current flow through the ignition means and the required voltage after a shorter or longer period of time.
These Entla.de processes are shown for different charging voltages in the voltage and time graphs according to FIG. R1, R2, R;
, are the .Voltage-time curves of one capacitor f (single discharge), 8 "S !!, those of the second capacitor e (discharge via resistor i) each for the charging voltages Ei, EZ, E3. At the highest resolution .ade voltage El is the required surge voltage Ef between the two capacitors of the spark gap <I> g </I> after time t,
at the lower charging voltage E2 reached after the greatest time t2 and so on. If the charging voltage is lower, the discharge of one capacitor e via the high resistance i does not take place as quickly. By increasing the charging voltage, earlier ignition times can be set and achieved by reducing it.
The ignition of the ignition charge takes place immediately when the current flow begins via the ignition means at the moment of the jump of a spark in the spark gap g.
In the exemplary embodiment according to FIG. 4, whose circuit diagram corresponds to the igniter according to FIG. 2, the high-resistance resistor i, through which the one capacitor e discharges, is designed as a regulating resistor.
First of all, the resistance i can only be made controllable within small limits. It is then used to adjust the detonator during manufacture. After installation, when testing the detonator, it is set in such a way that the flashover voltage for the spark gap g is reached after a precisely defined time when the charging voltage is set. As a result, any irregularities in the capacitors, the spark gap, etc. that occurred during manufacture can be compensated for. With this circuit, differences in the ignition means have no effect on the ignition point.
The resistance i can, however, also be made controllable within larger limits. It is then expediently housed in a rotatable ring in the manner of the set rings customary for flame igniters. In combination with a power source that can deliver a current of any voltage that can be set as desired, an ignition device is thus created in which different ignition times are achieved either solely through different measurement of the charging voltage for the capacitors,
or simply by changing the discharge time of one capacitor e, or by simultaneously changing the charging voltage for the capacitors e and f and the discharge time of the capacitor e.