DE1578478C1 - Zuender fuer Minen - Google Patents

Description

ν Die Erfindung betrifft einen Zünder für ruhende Munition, insbesondere Minen, unter Verwendung eines

auf Lageänderungen ansprechenden Gebers.

Bei einem derartigen Zünder ist die Verwendung eines auf Lageänderungen ansprechenden Gebers bekannt, welcher in erster Linie das Entfernen der Minen verhindern soll. Beispielsweise hat man im Boden des Minengehäuses einen Minenzünder eingebaut und zur Sicherung desselben gegen Auslösen außen am Minenboden eine um ein Scharnier abklappbare Klappe angeordnet, welche beim Anheben der Mine aus-O schwenkt, wodurch der Zünder auslöst.

Um zu vermeiden, daß die Minen eines Minenfeldes durch eine Explosionswelle über dem Boden ausgelöst und damit das Minenfeld unschädlich gemacht wird, ist es bekannt, die Zündung der Mine durch schrittweise Annäherung zweier Zündorgane bis zum Kontakt durch die Wirkung momentaner und aufeinanderfolgender Belastungen auszulösen. Dabei weist der dehnbare Raum des zur Auslösung der Zündorgane dienenden Flüssigkeits- bzw. Gasgestänges einen derart gedrosselten Rücklauf für das Fluidum auf, daß zwischen zwei kurzzeitig aufeinanderfolgenden Belastungsimpulsen ein teilweiser Rücklauf möglich ist, so daß bei jeder eine bestimmte Zeit überschreitenden Unterbrechung der i Belastungsimpulse der. Zünder sich wieder in den " Zündbereitschaftszustand zurückstellt. Durch Bemessung der verschiedenen Volumina des Fluidgestänges und der Öffnungen sowie des Abstandes der Zündorgane, läßt sich der Zünder so einstellen, daß er nach einer bestimmten Anzahl von aufeinanderfolgenden Druckimpulsen anspricht, sofern die dazwischenliegenden Zeitintervalle eine bestimmte Länge nicht überschreiten. Da man den Zünder meistens so einstellen wird, daß er anspricht, wenn mindestens zwei Räder oder Laufrollen eines Fährzeugs über ihn hinwegrollen und somit zwei Druckimpulse erzeugen, wird eine solche Mine zwar nicht unmittelbar durch die Explosionswelle, wohl aber beim Beschüß des Minenfeldes dann ausgelöst, wenn die Mine hochgeschleudert wird und somit auf den ersten Drückimpuls der Explosionswelle noch ein zweiter folgt, wenn die Mine nach dem Hochschleudern auf den Boden zurückfällt.

Dies gilt um so mehr für sogenannte Störkörper, welche nicht eingegraben, sondern aus einem Flugzeug oder Flugkörper auf das betreffende Gebiet abgeworfen und deshalb bei Beschüß dieses Gebietes mit großer ' Wahrscheinlichkeit hochgeschleudert werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, die geschilderten Nachteile bekannter Zünder zu vermeiden und darüber hinaus einen Zünder zu schaffen, welcher ohne aus der Mine oder dem Störkörper herausragende oder zumindest an der Oberfläche angebrachte und einer mechanischen Beanspruchung durch Druckoder Berührung ausgesetzte Fühler auskommt.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe schlägt die Erfindung bei einem Zünder für ruhende Munition unter Verwendung eines auf Lageänderungen ansprechenden Gebers vor, daß im Zünder ein auf Beschleunigung ansprechender und beim Überschreiten seiner Ansprechschwelle einerseits den Auslösebefehl des Lageänderungsgebers sperrender und andererseits eine Integriervorrichtung für eine vom Betrag der Beschleunigung unabhängige Größe einschaltender Geber vongesehen ist und die Integriervorrichtung ein die Zündung auslösendes Signal abgibt, sobald die integrierte Größe einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet

Bei langsamen Lageänderungen des Zünders, bei denen die Ansprechschwelle bmm des Beschleunigungs-

gebers nicht erreicht wird, also insbesondere beim Versuch die Minen zu entfernen, bewirkt der auf Lageänderungen ansprechende Geber die Zündung der Mine. Wird hingegen die Mine durch Beschüß des Minenfeldes hochgeworfen und fällt auf die Erde zurück, so liegen die auftretenden Beschleunigungen oberhalb der Ansprechschwelle bmm, d. h. sind so groß, daß der Auslösebefehl des auf Lageänderungen ansprechenden Gebers erfindungsgemäß durch die Ausgangsgröße des beschleunigungsabhängigen Gebers gesperrt wird. Es erfolgt also keine Zündung der Mine. Wird hingegen die Mine von einem Fahrzeug überrollt, so treten die am beschleunigungsempfindlichen Geber gemessenen, ebenfalls oberhalb der Ansprechschwelle 6min liegenden Beschleunigungen über wesentlich längere Zeiten auf, als bei Explosionen im Minenfeld infolge Beschüß. Beispielsweise ist ein Zünder beim Überrollen mit einem Rad wesentlich länger Beschleunigungskräften oberhalb der Ansprechschwelle des beschleunigungsabhängigen Gebers ausgesetzt als beim Beschüß des Minenfeldes. Im letzteren Fall treten die Beschleunigungen über Zeiträume von maximal 3 bis 4 ms auf, während ein mit einer Geschwindigkeit von 70Std/km über den Zünder hinwegrollendes Rad diesen mindestens für eine Zeit von 20 ms einer über der Ansprechschwelle bm\_n des beschleunigungsempfindlichen Gebers liegenden Beschleunigung aussetzt Hierdurch ist es möglich, eine vom Betrag der Beschleunigung b unabhängige Größe, beispielsweise einen Konstantstrom a(t) zu integrieren und die integrierte Größe F=Kfa(t)dt beim Überschreiten eines vorgegebenen Schwellwertes 5 die Zündung auslösen zu lassen. Dies kann dadurch erfolgen, daß die integrierte Größe F entweder selbst als Zündsignal dient oder die Sperrung des Auslösebefehls des Lageänderungsgebers aufhebt. Man kann auch beide Methoden gleichzeitig anwenden.

Um zu vermeiden, daß die Integration der vom Betrag der Beschleunigung unabhängigen Größe sich auf vorherige Integrationswerte aufstockt, ist in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß beim Nichterreichen des Schwellwertes 5 die integrierte Größe gelöscht wird. Dies kann — wie im Prinzip vom eingangs genannten hydraulisch oder pneumatisch betätigten Landminenzünder bekannt ist — fortlaufend oder durch einen Schaltvorgang erfolgen.

Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Zünders besteht darin, daß aus ihm keinerlei Fühler herausragen oder an seiner Oberfläche mechanischen Kräften ausgesetzt sind, welche unter Umständen beim 5°^: Auslegen insbesondere beim Abwerfen der Minen oder · Störkörper beschädigt werden können. Er benötigt keine druckempfindlichen Schalter oder Auslösevorrichtungen, sondern spricht auf Beschleunigungskräfte einschließlich der bei Lageänderungen wirksam werdenden Erdbeschleunigung an. Da keinerlei Druck-oder Bewegungsübertragung von äußeren Fühlelementen auf die normalerweise im Inneren der Mine untergebrachte Zündkapsel erforderlich ist, kann der Zünder gemäß der Erfindung völlig gekapselt und in den Sprengstoff eingebettet sein. Er hat keine druckabhängige Ansprechempfindlichkeit, ist also unabhängig vom Gewicht des die Mine überrollenden Fahrzeuges und von der Bodenbeschaffenheit

Die Erfindung soll zunächst anhand des in Fig. 1 wiedergegebenen Signalflußdiagramms erläutert werden.

Als Fühler für die Erzeugung der die Zündung bewirkenden Signale sind ein auf Lageänderungen ansprechender Geber 51 und ein beschleunigungsabhängiger Geber S 2 vorgesehen. Spricht der Lageänderungsgeber 51 an_r ohne daß die Ansprechschwelle brtän des Beschleunigungsgebers 52 überschritten wird, beispielsweise beim Aufheben der Mine, so bewirkt die Ausgangsgröße des Lageänderungsgebers 51 die Zündung der Mine. Überschreitet hingegen die Beschleunigung b die Ansprechschwelle bmmdes Beschleunigungsgehers 52, so liefert dieser ein Ausgangssignal. Dieses wird einerseits einer Sperre 3 zugeführt, welche die Weitergabe des vom Lageänderungsgebers 51 erzeugten Signals oder dessen Erzeugung überhaupt verhindert. Diese Schaltung ist wirksam, wenn der Zünder infolge Beschüsses des Minenfeldes oberhalb der Ansprechschwelle 6min liegenden Beschleunigungen ausgesetzt ist. Solche Beschleunigungen führen also nicht zur Zündung. Das Ausgangssignal des Beschleunigungsgebers 52 gelangt andererseits zu einer Integriervorrichtung 4 und löst dort eine zeitliche Integration einer vom Betrag der Beschleunigung b unabhängigen Größe a(t) aus. Die integrierte Ausgangsgröße

gelangt zu einem Schwellwertschalter 5, welcher anspricht, sobald sein Schwellwert 5 überschritten wird. Ih diesem Falle wird ein Zündsignal über die Leitung 6 abgegeben. Der Schwellwert 5 des Schalters 5wird dann überschritten, wenn die vom Betrag der Beschleunigung b unabhängige Größe; a(t) über eine genügend lange Zeit integriert wird. Dies trifft zu, wenn der Zünder von einem Fahrzeugrad oder einer Gleiskette überrollt wird. Um zu verhindern, daß der Schwellwertschalter 5 durch Integration eines sehr starken Beschleunigungssignals für eine nur kurze Zeit zum Ansprechen gebracht werden kann, sieht die Erfindung vor, daß nicht ein Beschleunigungssignal selbst, sondern ein beim Überschreiten der Ansprechschwelle Zjmm des Beschleunigungsgebers 52 auftretendes, vom Betrag der Beschleunigung hingegen unabhängiges Signal a(t) integriert wird. Andernfalls würde die Zündung auch bei sehr kurzen, aber intensiven Stoßen, wie sie bei Explosionen in der Nähe des Zünders auftreten, ausgelöst.

Bei Beschüß des Minenfeldes wird die Mine unter Umständen, hochgeschleudert und fällt auf die Erde zurück, ist also zwei sehr kurzen Beschleunigungsimpulsen ausgesetzt. Die Dauer dieser Beschleunigungen ist — wie bereits erwähnt — so kurz, daß die integrierte Größe den Schwellwert 5 des Schwellwertschalters 5 nicht erreicht. Es erfolgt also keine Zündung, und der integrierte Wert wird über einen Löschkreis 7 auf Null abgebaut.

Eine andere Möglichkeit, im Falle des Überschreitens des Schwellwertes 5 des Schweilwertschalters 5 — z. B. wenn ein Fahrzeug über die Mine oder den Störkörper hinwegrollt >— die Zündung auszulösen, ist in Fig. 1 durch die strichpunktierte Linie 8 angedeutet. Hier wird das Ausgangssignal des Schwellwertschalters 5 nicht unmittelbar zur Zündung verwendet, sondern der Sperre 3 für den Lageänderungsgeber 51 zugeführt. Es hebt die Sperrung des vom Lageänderungsgeber 51 gelieferten Signals auf, so daß dieser, wie im Falle einer unterhalb der Ansprechschwelle des Beschleunigungsgebers 52 liegenden Beschleunigung (bKbmm beim Aufheben der Mine) die Zündung auslöst An der üblicherweise zu einer Zündpille führenden Ausgangsleitung 9 des Zünders steht ein Zündsignal, wenn der

Lageähderungsgeber Sl anspricht und nicht gesperrt ist öder der Schwellwertschalter 5 ein Ausgangssignal über die Leitung 6,abgibt, unabhängig davon, ob der Lageänderungsgeber Sl angesprochen und/oder gesperrt ist oder nicht.

Fig.2 zeigt eine bevorzugte Schaltungsanordnung des Zünders gemäß der Erfindung. Sowohl der Lageänderungsgeber Sl als auch der Beschleunigungsgeber 52 sind hier als einfache Arbeitskontakte dargestellt. Der Lageänderungsgeber Sl schließt sobald die Mine und mit ihm der Zünder einer Lageänderung von einer vorgegebenen Mindestgröße unterworfen ist Das Schließen des Kontaktes des Beschleunigungsgebers S 2 bedeutet, daß die Mine einer Beschleunigung b unterworfen ist, welche größer ist als die Ansprechschwelle 6min des Beschleunigungsgebers 52. In der Schaltung gemäß Fig. 2 ist die Zündelektrode eines in den Zündstromkreis eingeschalteten Hälbleiterschalters, vorzugsweise eines gesteuerten Gleichrichters CR 3, über eine Zenerdiode CR 2 to einerseits an den Lageänderungsgeber Sl und über diesen an einen von der Betriebsgleichspannung B aufgeladenen Kondensator C3 und andererseits an den Ausgang einer durch den Beschleunigungsgeber S 2 steuerbaren, die Integriervorrichtung 4 bildenden jj Integrierschaltüng angeschlossen. Letztere wird durch einen Widerstand R 2, einen Transistor Q1 und einen Kondensator C2 gebildet. Der Beschleunigungsgeber 52 ist dem Kondensator C3 parallel geschaltet. Beim Anschluß der Schaltung an die Betriebsgleichspannung ßwird über den Ladewiderstand R 8der Kondensator C 3 auf die Betriebsspannung aufgeladen. Ein gleichzeitig beginnender Stromfluß über den Kondensator Cl, die Widerstände /?4und R3, die Basis-Emitterstrecke des Transistors Qi und den Widerstand R 2 kann wegen der kurzen Dauer nicht zu einer den Schwellwert der Zenerdiode CR 2 überschreitenden Aufladung des Kondensators C2 der Integrierschaltung führen. Erfährt der Zünder eine Lageänderung, die durch eine Beschleunigung b hervorgerufen wird, welche unter der Ansprechschwelle bmm des Beschleunigungsgebers S 2 liegt, so wird ohne Ansprechen des Beschleunigungsgebers S 2 lediglich über den Lageänderungsgeber 51 der Stromkreis vom Kondensator C3 über die Zenerdiode CR 2 und den Widerstand\R 7 geschlossen, so daß an der Steuerelektrode des gesteuerten Gleichrichters CR 3 ein Spannungsimpuls auftritt, welcher den gesteuerten Gleichrichter -.CR3 durchschaltet und die Zündung einleitet Auf diese Weise wird verhindert, daß die Mine vorsichtig ausgebaut und entfernt werden kann.

■ Wird der Zünder einer Beschleunigung b unterworfen, welche über der Ansprechschwelle bmm des Beschleunigungsgebers S 2 liegt, so schließt dessen Kontakt Hierdurch wird der Kondensator C3 über die Diode CR 4 schnell und vollständig entladen. Dann kann ein Ansprechen des Lageänderungsgebers 51 nicht mehr zur Zündung führen, weil die Energie zum Durchschalten des gesteuerten Gleichrichters CR 3 an seiner Steuerelektrode fehlt Dieser Zustand ergibt sich zunächst beiJeder starken Beschleunigung b>bm\_n.

Beim Schließen des als Arbeitskontakt wirksamen Beschleunigungsgebers S 2 wird über den Widerstand A3 gleichzeitig die Basis des Transistors Qi mit dem Minuspol der Betriebsgleichspannungsquelle B verbunden. Die Basisspannung des Transistors Qi ist durch eine dem Widerstand R1 parallelgeschaltete Zenerdiode CR1 stabilisiert Sobald der Transistor Qi öffnet wirkt er als Konstantstromquelle, so daß der Kondensator Cl der Integrierschaltüng über die Kollektor-Emitterstrecke des Transistors Q1 und den Emitterwiderstand R 2 aus der Betriebsgleichspannungsquelle B aufgeladen wird.

Die erst beim Überschreiten der Ansprechschwelle 6min des Beschleunigungsgebers 52 auftretende, vom Betrag der Beschleunigung b unabhängige Größe aft} ist der vom Transistor QA erzwungene Ladestrom für den Kondensator C2. Der Transistor Q1 dient also einerseits als durch den Beschleunigungsgeber 52 gesteuerter Schalter für die Einschaltung der Integriervorrichtung und andererseits zur Erzeugung des als von der Beschleunigung unabhängige Größe benutzten Konstäntladestromes für den Kondensator C2.

Da die Aufladung nicht durch ein beschleunigungsabhängiges Signal, sondern aus einer Konstantstromquelle nach einer vorgegebenen Zeitfunktion erfolgt, ist nur die Dauer der Aufladung für die Höhe der Spannung am Kondensator C2 maßgebend. Über einen Entkopplungswiderstand R 6 ist der Ausgang der Integrierschaltüng, der Kondensator C2, an die Zenerdiode CR 2 und über diese an die Steuerelektrode des gesteuerten Gleichrichters CR 3 angeschlossen. Überschreitet — i beispielsweise wenn ein Fahrzeug über die Mine hinwegrollt und die Beschleunigung für längere Zeit anhält — die Spannung

F=Kia(t)dt

am Kondensator C2 den durch die Sperrspannung dieser Zenerdiode CR 2 vorgegebenen Schwellwert S, so fließt ein Strom vom Kondensator C2 über den Entkopplungswiderstand R6, die Zenerdiode CR2 und den Widerstand R7, so daß die Steuerelektrode des gesteuerten Gleichrichters CR 3 einen Durchschaltimpuls erhält und die Zündung auslöst Der Entkopplungswiderstand R 6 verhindert bei geschlossenem Lageänderungsgeber 51 eine Aufladung des Kondensators C2 über den Ladewiderstand R 8.

Erreicht hingegen die Spannung am Kondensator C2 infolge einer nur kurzen Beschleunigungsdauer nicht die Durchbruchsspannung der Zenerdiode CR 2, so erfolgt keine Zündung, und der Kondensator C2 entlädt sich über den als Löschkreis 7 wirksamen Entladewiderstand R 5. Dies ist bei Explosionen in der Nähe des Zünders ' der Fall. Die durch den Ladewiderstand R 8 und den Kondensator C3 vorgegebene Ladezeitkonstante bestimmt in Verbindung mit der Höhe der Durchbruchspannung der Zenerdiode CR 2 den Zeitraum, währenddessen nach einer kurzzeitigen Beschleunigung der Lageänderungsgeber S1 gesperrt und damit der Zünder unwirksam ist. Erst wenn der Kondensator C3 wieder auf eine genügende Spannung aufgeladen ist, kann eine Zündung durch den Lageänderungsgeber 51 erfolgen. Die Ladezeitkonstante (R 8 · C3) des an die Betriebsspannung angeschlossenen Kondensators C3 wird groß gewählt im Vergleich zur Integrationszeit bis zum Erreichen des durch die Durchbruchspannung der Zenerdiode CR 2 definierten Schwellwertes 5 der Spannung am Kondensator C2 der Integrierschaltung. Die Diode CR 4 verhindert eine Aufladung des Kondensators C3 über den Widerstand R 3.

Die dem Beschleunigungsgeber S 2 parallelgeschaltete Reihenschaltung des Widerstandes R 4 mit dem Kondensator Cl bewirkt eine Verlängerung der vom Beschleunigungsgeber 52 gelieferten Schaltimpulse.

Die beiden Geber 51 und 52 sind im gezeigten Ausführungsbeispiel als durch Lageänderungen bzw.

Beschleunigungen betätigte Arbeitskontakte angenommen. Die Erfindung läßt sich auch mit Gebern ausführen, die beim Auftreten bestimmter Lageänderungen bzw. Beschleunigungen einen Stromkreis unterbrechen, also als Ruhekontakt wirksam sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

'.-'■■: Patentansprüche:

1. Zünder für ruhende Munition, insbesondere Minen, unter Verwendung eines auf Lageänderungen ansprechenden Gebers, dadurch.gek e η η ze ic h η et, daß im Zünder ein auf Beschleunigung ansprechender und beim überschreiten seiner Ansprechschwelle einerseits den Auslösebefehl dbs Lageänderungsgebers /SI) sperrender und andererseits eine Integriervorrichtung (4) für eine vom Betrag der Beschönigung (b) unabhängige Größe einschaltender Geber (S2) vorgesehen ist und die Integriervorrichtung ein die Zündung auslösendes Signal abgibt, sobald die integrierte Größe einen vorgegebenen Schwellwert (S) überschreitet. ■■."-■-"■;-■...,.'-' "^:. ;

2. Zünder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise beim Nichterreichen des Schwellwertes/S^die integrierte Größe gelöscht wird. ,

3. Zünder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal der Integriervorrichtung (4) dem Zündelement zugeführt wird;; Γ

4. Zünder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das "Ausgangssignal der Integriervorrichtung (4) ;die Sperrung des Auslösebefehls des Lageänderungsgebers/Sl) aufhebt.·.!

5i Zünder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündelektrode eines in den Zündstromkreis eingeschalteten Halbleiterschalters, vorzugsweise eines gesteuerten Gleichrichters (CR 3), einerseits über den Lageänderungsgeber (S \) an einen von der Betriebsgleichspannung (B) aufgeladenen Kondensator (C 3) und andererseits an den Ausgang einer durch den Beschleunigungsgeber /S2) steuerbaren Integrierschaltung (R2, Qi, C2) angeschlossen und der Beschleunigungsgeber dem Kondensator (C3) parallel geschaltet ist.

6. Zünder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Lageänderungsgeber YSl) und der Ausgang der Integrierschaltung, d. h. der Kondensator (C2), über eine Zenerdiode (CR 2) an die Zündelektrode des gesteuerten Gleichrichters /CK3) angeschlossen sind.

7i Zünder nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die. Integrierschaltung als Konstantstromquelle einen an seiner Basis gesteuerten^Transistor (Q 1) enthält, über dessen Emitter-Kollektor-Strecke der Kondensator (C2) aufgeladen wird.

8, Zünder nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch; gekennzeichnet, daß die Aufladezeitkon stante(R 8 · C3) des an die Betriebsgleichspannung (B) angeschlossenen Kondensators (C3) groß ist im Vergleich zur Integrationszeit bis zum Erreichen des Schwellwertes (S).

9, Zünder nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß dem Kondensator

":(fC2)^: im Integrierglied ein Entladewiderstand (R 5) paralleLgeschaltet ist