DE1910780C3

DE1910780C3 - Vorrichtung zum elektrischen Zünden von Sprengladungen, insbesondere von Minen

Info

Publication number: DE1910780C3
Application number: DE19691910780
Authority: DE
Inventors: Pierre Ol-Ferney-Voltaire Bach; Henry Toulouse Piazza
Original assignee: Delegation Generale pour lArmement
Current assignee: Direction General de lArmement DGA
Priority date: 1968-03-01
Filing date: 1969-03-03
Publication date: 1980-06-19
Also published as: DE1910780B2; DE1910780A1; IT941002B; NL172591B; NL172591C; FR96627E; NL6903252A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum elektrischen Zünden von Sprengladungen, insbesondere von Minen, mit einer elektrischen Zündpille, einer Gleichstromquelle und mit einer bifilaren Auslöselei- bo tung, die bei Einwirkung auf eine beliebige Stelle einen von der Gleichstromquelle über die Zündpille verlaufenden Stromkreis schließt.

Bei einer aus der DE-AS 1199 662 bekannten Vorrichtung dieser Art besteht die bifilare Auslöselei- ;-tung aus einem von einem isolierenden Schutzschlauch umgebenen gelochten Isolierstoffband, auf dem beidseitig eine Metallfolie angebracht ist. Diese Anordnung bildet eine Kontaktschwelle, die auf eine bestimmte Druckbelastung anspricht. Wenn auf eine beliebige Stelle der Auslöseleitung der erforderliche Druck ausgeübt wird, beispielsweise beim Überrollen durch ein Fahrzeug, werden die Metallfolien in Berührung gebracht, wodurch der Zündstromkreis geschlossen wird. Diese durch Schließen eines Stromkreises ausgelöste und auf Druck ansprechende bekannte Zündvorrichtung spricht nicht immer mit ausreichender Sicherheit an. Der auf die Auslöseleitung ausgeübte Druck hängt nämlich nicht nur von dem Gewicht des Fahrzeugs ab, sondern auch von der Art der Verlegung der Auslöseleitung, der Beschaffenheit des Untergrunds und ähnlichen Faktoren. Ein Zerreißen der Auslöseleitung oder einer ihrer Metallfolien an einer beliebigen Stelle führt nicht zur Zündung und macht den ganzen dahinterliegenden Abschnitt der Auslöseleitung unwirksam. Ferner hat die Auslöseleitung eine Breite, welche die Tarnung beim Verlegen erschwert.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Vorrichtung der eingangs angegebenen Art, die ein sicheres Zünden der Sprengladung unabhängig von den Umgebungsbedingungen gewährleistet und deren Auslöseleitung unauffällig verlegt werden kann.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Zündpille in Reihe mit der Anoden-Kathoden-Strecke eines Thyristors an die Gleichstromquelle angeschlossen ist, daß die bilare Auslöseleitung an dem einen Ende kurzgeschlossen ist und an ihrem anderen Ende in Reihe mit einem Widerstand an die Gleichstromquelle angeschlossen ist, und daß der Thyristor durch die zwischen den Anschlußpunkten des nicht kurzgeschlossenen Endes der bifilaren Auslöseleitung anliegende Spannung bei Unterbrechung der bifilaren Auslöseleitung durchschaltbar ist.

Die nach der Erfindung ausgebildete Vorrichtung wird nicht durch Schließung, sondern durch Unterbrechung eines Stromkreises ausgelöst, nämlich durch die Unterbrechung der bifilaren Auslöseleitung an einer beliebigen Stelle. Die Vorrichtung arbeitet also nach dem Ruhestromprinzip und weist somit die bekannten Sicherheitseigenschaften der Ruhestromsysteme auf. Im Gegensatz zu den üblichen Ruhestromsystemen, die im Ruhezustand einen erheblichen Strom verbrauchen, ergibt aber die Verwendung eines Thyristors in Verbindung mit der Auslöseleitung in der angegebenen Weise die Wirkung, daß der im Ruhezustand verbrauchte Strom sehr gering ist; die Vorrichtung bleibt deshalb für sehr lange Zeit auch dann betriebsbereit, wenn sie von einer unabhängigen Batterie gespeist wird. Die bifilare Auslöseleitung spricht nicht auf Druck an, sondern auf eine Zugbelastung, die zum Zerreißen führt. Sie kann daher eine übliche dünne Zweidrahtleitung sein, die leicht und unauffällig verlegt werden kann. Das Zünden wird ferner auch durch jedes absichtliche Durchschneiden der Zweidrahtleitung ausgelöst, beispielsweise im Zuge einer Minenräumung.

Eine erste Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung besteht darin, daß die beiden Anschlußpunkte des nicht kurzgeschlossenen Endes der Auslöseleitung direkt mit der Kathode bzw. der Steuerelektrode des Thyristors verbunden sind, und daß der Widerstand zwischen der Steuerelektrode und der positiven Klemme der Gleichstromquelle angeschlossen ist. Bereits bei dieser Ausführungsform kann der Stromverbrauch im Ruhezustand, der durch den Wert des Widerstands bestimmt ist, sehr klein gehalten werden.

Der Stromverbrauch im Ruhezustand kann jedoch

durch eine zweite Ausfuhrungsform der Vorrichtung noch ganz wesentlich verringert werden. Diese Ausführungsform besteht darin, daß die beiden Anschlußpunkte des nicht kurzgeschlossenen Endes der Auslöseleitung mit dem Emitter bzw. der Basis eines als Stromverstärker geschalteten Transistors verbunden sind, daß der Widerstand die Basis oes Transistors mit dem positiven Pol der Gleichstromquelle verbindet, an den auch der Kollektor des Transistors angeschlossen ist, und daß der Emitter des Transistors mit dem negativen Pol der Gleichstromquelle über einen Widerstand verbunden ist, an dessen Klemmen die Kathode bzw. die Steuerelektrode des Thyristors angeschlossen sind.

Eine dritte Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung besteht darin, daß die beiden Anschlußpunkte des nicht kurzgeschlossenen Endes der bifilaren Auslöseleitung über ein aus einem in Reihe liegenden Widerstand und einem parallelgeschaltefn Kondensator bestehendes Tiefpaßfilter mit der Kathode bzw. der Steuerelektrode des Thyristors verbunden sind Durch diese Ausführungsform wird erreicht, daß hochfrequente Störsignale, die zum unbeabsichtigten Auslösen der Zündung führen könnten, von der Steuerelektrode des Thyristors ferngehalten werden.

Durch die bifilare Ausbildung der Auslöseleitung wird nach dem Prinzip der Übertragungsleitungen erreicht, daß elektromagnetische und elektrostatische Störungen unterdrückt werden und so keine unbeabsichtigte Zündung auslösen können.

Nachfolgend sind verschiedene Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben.

F i g. 1 zeigt das elektrische Schaltschema einer Auslösevorrichtung für einen elektrischen Zünder gemäß der Erfindung;

Fig.2 und 3 zeigen Schaltschemen verschiedener anderer Ausführungsformen.

Die F i g. 1 zeigt das theoretische Prinzip der Erfindung.

Eine sehr flexible Bifilarleitung 1 ist über der Auslösezone angeordnet. Diese Leitung kann gemäß den klassischen Verfahren für eine Auslöseleitung verlegt werden, so z. B. gespannt zwischen zwei Haltegliedern, getarnt, in Zickzackverlegung auf der Erde und das dergleichen mehr ist. Die Bifilarleitung 1 ist an ihrem einen Ende la kurzgeschlossen. Ihre beiden anderen Enden 16 und Ic sind an die Kathode 2 bzw. die Steuerelektrode 3 eines Thyristors 4 angeschlossen. Der Thyristor kann ebenso zur positiven wie auch zur negativen Steuerung ausgebildet sein.

Im Anodenkreis des Thyristors 4 liegt eine Zündpille 5. Die Steuerelektrode 3 des Thyristors 4 ist über einen Widerstand 6 mit dem Wert /?i an die positive Klemme 7 einer elektrischen Gleichstromenergiequelle 8 angeschlossen. Der Leitungswiderstand der Leitung 1 muß so gewählt sein, daß der zwischen den Anschlußstellen 2 und 3 erscheinende Widerstand R viel geringer als der Wert Rt des Widerstands 6 ist. Unter diesen Bedingungen liegt die Potentialdifferenz Inzwischen der Kathode und der Steuerelektrode des Thyristors

(_V - V ■ ^K \

weit unterhalb der Durchlaßspannung der Kathoden-Elektrodengrenzschicht der Steuerelektrode 3. Mit V_a ist die Spannung der Energiequelle bezeichnet. Der Thyristor bleibt gesperrt, und der Zündkreis bleibt offen.

Während der Unterbrechung der Leitung 1 verändert sich das Potential + V* was ein Leitendwerden des Thyristors 4 und die Zündung der Zündpille 5 zur Folge hat

Nach einer abgewandelten Ausführungsiorm kann die Zündpille 5 auch zwischen die negative Klemme der Stromquelle 8 und die Kathode 2 des Thyristors 4 geschaltet sein.

In F i g. 2 ist eine abgewandelte Ausführungsform

ίο gemäß der Erfindung gezeigt Nachteilig ist bei der Ausführungsform nach F i g. 1, daß im scharfen Zustand Energie verbraucht wird. Im Kreis mit der Leitung 1 fließt ständig ein Strom der Größe

I =

Folglich soll der Widerstand 6 keinen sehr großen Wert R\ besitzen, damit der Thyristor 4 bei einer Unterbrechung der Leitung 1 zündet Der Strom / nimmt dann einen nicht vernachlässigbaren Wert an, und die Stromabgabe trägt zur Herabsetzung der energetischen Unabhängigkeit der Zündvorrichtung bei. Das Hinzufügen eines aktiven Halbleiterelementes mit einer beträchtlichen Stromverstärkung gestattet es, in dem Widerstand 6 nur einen sehr geringen ständigen Strom fließen zu lassen. Die Unabhängigkeit der Zündvorrichtung wird dann sehr vergrößert Somit

jo erlaubt die Verwendung eines Transistors 16 der NPN-Bauart, dessen Emitter 18 an die Steuerelektrode 3 des Thyristors 4 angeschlossen ist und dessen Kollektor an den Verbindungspunkt zwischen der Zündpille 5 und dem Widerstand 6 angeschlossen ist R\ mit einem Wert in der Umgebung von 50 kü. zu wählen, während sein optimaler Wert bei der Vorrichtung nach Fig. 2 bei ungefähr 10 V£l liegt. Der Stromverbrauch wird somit beträchtlich gesenkt. Die flexible Leitung 1, deren Enden Ic und \b jeweils an die Basis 17 bzw. den Emitter 18 des Transistors 16 angeschlossen sind, schafft für die Basis-Emitter-Strecke einen Kurzschluß, wodurch der Transistor gesperrt ist und ein Leitendwerden des Thyristors 4 verhindert wird. Bei einer Unterbrechung des flexiblen Kabels 1 steigt die Vorspannung über der Basis-Emitter-Strecke des Transistors 16, welche durch den Widerstand 6 bestimmt wird, über die Durchlaßspannung an, wodurch der Transistor 16 leitend wird. Die dann an den Anschlüssen eines Widerstands 19, welcher zwischen die Steuerelektrode 3 des Thyristors 4 und dessen Kathode geschaltet ist auftretende Spannung läßt den Thyristor 4 leitend werden, wodurch die Detonation der Zündpille ausgelöst wird.
Es wird nunmehr unter Bezug auf F i g. 3 eine weitere abgewandelte Ausführungsform der Erfindung beschrieben.

Bei dieser Ausführungsform ist die Auslöseleitung I über den Widerstand 20 mit der Steuerelektrode 3 verbunden. Der Widerstand 20 bildet zusammen mit

bo einem Kondensator 21 ein Filter für hohe Frequenzen, um Störungen infolge elektromagnetischer Strahlung, die in die Schaltungsanordnung eindringen kann, zu verhindern. In gleicher Weise verhindern Ferritperlen 22, ?3 und 24 derartige Störungen, indem sie für diese

b5 Hindernisse bilden. Zwischen die Steuerelektrode 3 des Thyristors 4 und seine Kathode ist ein Widerstand 25 geschaltet, welcher das Potential der Steuerelektrode 3 festlegt und das Abfließen elektrostatischer Ladungen

erlaubt, welche auf der Leitung 1 auftreten können und den Thyristor 4 zur Unzeit zünden können.

Ein in Reihe zwischen einen Widerstand 28 und die Anode des Thyristors 4 geschalteter Widerstand 29 verhindert schlechte Kontakte, Fabrikationsmängel oder Schaltungsmängel, welche sich bei der Zündpille ergeben können und außerordentlich gefährlich Funktionsverzögerungen bei dem Gerät hervorrufe: können, welches der Vorrichtung benachbart ist.

Hier/u 2 Blatt Zciehiiuimcn

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum elektrischen Zünden von Sprengladungen, insbesondere von Minen, mit einer elektrischen Zündpille, einer Gleichstromquelle und mit einer bifilaren Auslöseleitung, die bei Einwirkung auf eine beliebige Stelle einen von der Gleichstromquelle über die Zündpille verlaufenden Stromkreis schließt, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündpille (5) in Reihe mit der Anoden-Kathoden-Strecke eines Thyristors (4) an die Gleichstromquelle (8) angeschlossen ist, daß die bifilare Auslöseleitung (1) an dem einen Ende (ia) kurzgeschlossen ist und an ihrem anderen Ende (ib, ic) in Reihe mit einem Widerstand (6) an die Gleichstromquelle (8) angeschlossen ist, und daß der Thyristor (4) durch die zwischeü den Anschlußpunkten (ib, leides nicht kurzgeschlossenen Endes der bifilaren Auslöseleitung (1) anliegende Spannung bei Unterbrechung der bifilaren Auslöseleitung (1) durchschaltbar ist

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Anschlußpunkte (16, IcJdes nicht kurzgeschlossenen Endes der Auslöseleitung (1) direkt mit der Kathode (2) bzw. der Steuerelektrode (3) des Thyristors (4) verbunden sind (F i g. 1, 2), und daß der Widerstand (6) zwischen der Steuerelektrode (3) und der positiven Klemme (7) der Gleichstromquelle (8) angeschlossen ist (F i g. 1). jo

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Anschlußpunkte (ib, leides nicht kurzgeschlossenen Endes der Auslöseleitung (1) mit dem Emitter (18) bzw. der Basis (17) eines als Stromverstärker geschalteten Transistors (16) ver- j5 bunden sind, daß der Widerstand (6) die Basis (17) des Transistors (16) mit dem positiven Pol (7) der Gleichstromquelle (8) verbindet, an den auch der Kollektor des Transistors (16) angeschlossen ist, und daß der Emitter (18) des Transistors {i&) mit dem negativen Pol der Gleichstromquelle (8) über einen Widerstand (19) verbunden ist, an dessen Klemmen die Kathode (2) bzw. die Steuerelektrode (3) des Thyristors (4) angeschlossen sind (F i g. 2).

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- 4^ri zeichnet, daß die beiden Anschlußpunkte (ib, leides nicht kurzgeschlossenen Endes der bifilaren Auslöseleitung (1) über ein aus einem in Reihe liegenden Widerstand (20) und einem parallelgeschalteten Kondensator (21) bestehendes Tiefpaßfilter mit der w Kathode (2) bzw. der Steuerelektrode (3) des Thyristors (4) verbunden sind (Fig. 3).