DE3601394C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltung einer elektrischen Zündvorrichtung für einen Zünder aufweisende Munition, insbesondere für eine Handfeuerwaffe, mit einem aus einer Stromquelle mit Gleichspannung versorgtem Zündstromkreis, in dem einem Gleichspannungswandler ein Zündkondensator und in Reihe der Zün­ der sowie eine diesem berührungslos gegenüberliegende Elektrode vorgesehen sind, mit einem Hilfsstromkreis zum Ionisieren des Spalts zwischen dem Zünder und der Elektrode, in dem ein Schaltungsteil zum Erzeugen eines Hochspannungs­ impulses vorgesehen ist, und mit einer Schalteinrichtung für die Stromkreise, bei deren Aktivierung zunächst der ionisierende Hochspannungsimpuls und nach­ folgend die Zündentladung des Zündkondensators einleitbar sind.

Bei einem aus der DE-OS 33 32 530 bekannten Verfahren zum elektrischen Zünden wird im Zündstromkreis vor dem Schließen eines Schalters der Zünder an der Elektrode abgestützt, so daß die zur Erzeugung der Zündwärme notwen­ dige Entladung stattfinden kann. Um den Berührungskontakt zwischen dem Zün­ der der Munition und der Elektrode herzustellen, ist ein beträchtlicher mecha­ nischer Aufwand erforderlich, da die Elektrode geführt und beweglich abge­ stützt werden muß. Ferner besteht das Problem, daß im Berührungsbereich durch den Stromübergang eine spürbare Erosion und Verzunderung bzw. mecha­ nischer Verschleiß der Elektrode eintritt, der deren Wirkung negativ beein­ trächtigt. Nachteilig ist ferner, daß Feuchtigkeit, Schmiermittel, Oberflächen­ unebenheiten, Korrodierung des Zünders und dgl. einen starken Einfluß auf das Verfahren haben, so daß keine exakt reproduzierbaren Zündvorgänge gewährlei­ stet sind.

Ferner ist unter der DE-OS 34 09 195 ein Verfahren zum Zünden von Munition bekannt, das berührungslos arbeitet. Die Elektrode befindet sich dabei in einem geringen Abstand von 0,7 mm vom Hülsenboden. Der Zwischenraum wird bei der Zündungsauslösung durch einen Hochspannungsimpuls ionisiert. Über den ionisierten Kanal wird dann ein energiereicher Kondensator entladen. Dieser Lösungsweg benötigt eine Entkoppelvorrichtung, die dazu dient, den Energie­ speicher (Kondensator) von der Hochspannungsquelle zeitweise abzukoppeln, um zu verhindern, daß sich die Hochspannungsquelle über den Energiespeicher ent­ lädt, wodurch einerseits eine Beschädigung des Energiespeichers eintreten könn­ te und andererseits zum Zünden des Lichtbogens möglicherweise keine ausrei­ chende Spannung zur Verfügung stehen würde. Bei diesem bekannten Verfahren wird die Entkoppelung zwischen Hochspannungsimpuls und Entladungsimpuls mit­ tels Dioden durchgeführt. Die Verwendung von Dioden ist aber nachteilig, weil sie in ihren Betriebsdaten Grenzen aufweisen, die bei gegebenen mechanischen Abmaßen sowohl den Hochspannungsimpuls wie auch den Entladungsstromimpuls in seiner Höhe begrenzen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Schaltung der ein­ gangs genannten Art zu schaffen, die in ihrem Aufbau einfacher und betriebssi­ cherer als die bekannte Schaltung ist.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Bei dieser Ausbildung wird der Hochspannungsimpuls zum Ionisieren des Spalts zwischen dem Zünder und der Elektrode auf induktivem Weg erzeugt. Der Hilfsstromkreis braucht nicht direkt über den Zünder und die Elektrode geführt zu werden. Es ergibt sich eine Reihenschaltung der Gleichspannung und der Hochspannung, wodurch eine Gefährdung des Zündkondensators durch den Hoch­ spannungsimpuls ausgeschlossen ist und keine Entkoppelungsvorrichtung mehr gebraucht wird. Die Dioden sind durch die Reihenschaltung überflüssig gewor­ den. Eine Begrenzung des Hochspannungsimpulses erfolgt nicht. Somit ist auch bei großem Elektrodenabstand ein U-Überschlag sichergestellt. Durch die mög­ liche große Weite des Elektrodenabstandes wird selbst bei einer Verschmutzung und/oder Oxydation ein Zündüberschlag gewährleistet, so daß damit eine Erhö­ hung der Zündsicherheit gegeben ist.

Eine wichtige Ausführungsform ist mit Anspruch 2 erreicht, weil Thyristoren verschleißfreie, preiswerte und leistungsfähige Bauelemente sind. Die Zwangs­ koppelung gewährleistet dabei das gleichzeitige Schließen des Zündstromkreises und des Stromkreises für den Hochspannungstransformator.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, die Schaltung nach Anspruch 3 auszulegen. Die parallel zum Kondensator angebrachte Zenerdiode begrenzt die Kondensa­ torspannung auf den zulässigen Wert, so daß der Wechselspannungsimpuls den Kondensator nicht überlastet, und die Anlage eine lange Lebensdauer hat.

Wesentlich ist auch die Ausführungsform von Anspruch 4, weil sich mit dieser Ausbildung ein kräftiger Hochspannungsimpuls zum Einleiten der Ionisierung er­ zeugen läßt. Der Hochspannungsimpuls wird auf transformatorischem Weg erzeugt.

Schließlich ist das Merkmal von Anspruch 5 wichtig, weil eine angespitzte Elektrode eine gezielte Abreißfläche bildet und Graphit für diesen Zweck eine ideale elektrische Leitfähigkeit erbringt und ohne weiteres in jede beliebige Form gebracht werden kann. Zudem verträgt eine aus Graphit bestehende Elek­ trode ohne weiteres Erschütterungen und es kann eine Elektrode als Verschleiß­ teil ausgebildet sein, das sich einfach auswechseln läßt. Außerdem beeinflußt die stoffliche Eigenschaft des Graphits zur Entladungsbegünstigung die Energie­ bilanz im Luftspalt außerordentlich positiv. Der Elektrodenverschleiß ließe sich durch gepreßte Kupfer/Graphit- oder Wolfram/Kupfer-Granulate oder Zirkonium noch weiter verbessern.

Eine Ausführungsform einer elektrischen Zündvorrichtung wird nachstehend an­ hand eines Schaltungsbildes der Zeichnung erläutert.

In der Zeichnung ist als Blockschaltbild eine elektrische Zündvorrichtung 1 ge­ zeigt, die zum Zünden eines Zünders 2 einer Patrone 3 in einer Waffe 4 zweck­ mäßigerweise der Patrone einer Handfeuerwaffe, dient.

In der Zündvorrichtung 1 steht dem im Patronenboden untergebrachten Zünder 2 der Patrone 3 eine Elektrode 5 mit einem Zwischenabstand 6 gegenüber, so daß dort ein Luftspalt mit einer Weite s gebildet wird. Die Weite s, also der Elektrodenabstand, beträgt zwischen 0,2 und 4 mm. Die Zündvorrichtung um­ faßt einen Zündstromkreis 7 sowie einen dazu parallelen Schaltungsteil 8 zur Wechselspannungserzeugung.

Der Zünder 2 bildet eine Anode, während die Elektrode 5 eine Kathode bildet.

Im Zündstromkreis 7 führt von der Elektrode 5 eine Leitung 9 zu einem Sekun­ därteil 10 eines Hochspannungstransformators 11. Unterhalb des Sekundärteils 10 ist in der Leitung 9 eine Schalteinrichtung 12 enthalten, an deren dem Se­ kundärteil 10 abgewandter Seite eine Leitung 13 angeschlossen ist, die zum negativen Ausgang eines Strom- bzw. Spannungswandlers 16 führt. Aus der Lei­ tung 13 zweigt bei 14 eine Leitung 15 ab, in der ein Kondensator 20 enthalten ist. Vom Kondensator 20 führt ferner eine Leitung 18 zum Strom- bzw. Span­ nungswandler 16. Der Strom- bzw. Spannungswandler 16 wird aus einer Gleich­ stromzelle 17 mit Strom versorgt. Die Spannung der Gleichstromzelle 17, z. B. 6 Volt, wird vom Wandler 16 auf 350 Volt umgewandelt. Die Leitung 19 mit ihrem Kondensator 20 ist in der Waffe 4 bei 22 mit dem Patronenboden bzw. dem Zünder 2 verbunden, z. B. dadurch, daß der Zünder 2 einen speziellen Kon­ takt berührt.

Zur Bildung des Schaltungsteiles 8 ist an die Leitung 18 im Punkt 23 eine Lei­ tung 24 angeschlossen, die über einen Widerstand 25 zur Primärseite 26 des Hochspannungstransformators 11 und zu einem dahinterliegenden Kondensator 27 führt. Von der Leitung 24 zweigt vor der Primärseite 26 eine Leitung 31 zu einem Schalter 30 ab, der an der anderen Seite durch eine Leitung 29 im Punkt 33 mit der Leitung 13 verbunden ist. Mit der Leitung 29 ist auch eine Leitung 28 vom Kondensator 27 verbunden.

Der Schalter 30 ist mit der Schalteinrichtung 12 im Zündstromkreis 7 durch eine Zwangskopplung 32 verbunden. Zweckmäßigerweise bestehen die Schalter 30 und 12 aus Thyristoren, deren Zwangskopplung 32 eine Steuerleitung ist, so daß der Schalter 30 und die Schalteinrichtung 12 jeweils gleichzeitig betätigt werden.

Die Zündvorrichtung 1 arbeitet wie folgt:
Die Spannung der Zelle 17 wird durch den Wandler 16 so erhöht, daß der Kon­ densator 20 geladen ist und somit ein Gleichspannungspotential aufgebaut hat. Da die Schalteinrichtung 12 offen ist, kann sich der Kondensator 20 nicht ent­ laden. Über die Leitungen 28 und 24 ist über die Primärseite 26 des Hochspan­ nungstransformators 11 der Kondensator 27 aufgeladen. Wird nun, um einen Zündvorgang einzuleiten, z. B. durch Ziehen des Abzugsbügels der Waffe, der Schalter 30 geschlossen, so nimmt auch die Schalteinrichtung 12 ihre geschlos­ sene Stellung ein. Beim Schließen des Schalters 30 wird kurzzeitig über die Primärseite 26 der Kondensator 27 entladen. Der Spannungsimpuls in der Pri­ märseite erzeugt auf induktivem Weg in der Sekundärseite 10 einen hohen Wechselspannungsimpuls. Dieser Wechselspannungsimpuls wird dazu benutzt, die Luft im Luftspalt 6 zu ionisieren und damit leitend zu machen. In diesem Mo­ ment hat der Kondensator 20 den geschlossenen Zündstromkreis 7 und entlädt sich unter Erzeugung eines energiereichen Lichtbogens, der den ionisierten Luftspalt 6 überbrückt und im Zünder 2 die nötige Zündwärme erzeugt. Um den Kondensator 20 durch den Wechselspannungsimpuls nicht zu überlasten, liegt parallel zu diesem eine Zenerdiode 21, welche die Kondensatorspannung auf den zulässigen Wert begrenzt.

Da nach dem Schuß der Schalter 30 auf übliche Weise wieder geöffnet wird, geht auch die Schalteinrichtung 12 in ihre Offenstellung, so daß der Kondensa­ tor 20 erneut aufgeladen und die Zündvorrichtung wieder zündbereit wird.

Claims (5)

1. Schaltung einer elektrischen Zündvorrichtung für einen Zünder aufweisende Munition, insbesondere für eine Handfeuerwaffe, mit einem aus einer Strom­ quelle mit Gleichspannung versorgten Zündstromkreis, in dem einem Gleich­ spannungswandler ein Zündkondensator und in Reihe der Zünder sowie eine die­ sem berührungslos gegegenüberliegende Elektrode vorgesehen sind, mit einem Hilfsstromkreis zum Ionisieren des Spalts zwischen dem Zünder und der Elek­ trode, in dem ein Schaltungsteil zum Erzeugen eines Hochspannungsimpulses vorgesehen ist, und mit einer Schalteinrichtung für die Stromkreise, bei deren Aktivierung zunächst der ionisierende Hochspannungsimpuls und nachfolgend die Zündentladung des Zündkondensators einleitbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung des Hochspannungsimpulses ein Hochspannungs-Transforma­ tor (11) vorgesehen ist, dessen Primärseite (26) im Hilfsstromkreis (31) und dessen Sekundärseite (10) in Form einer Induktionsspule im Zündstromkreis (7) in Reihe mit dem Zündkondensator (20) angeordnet ist, so daß ein Elektroden­ abstand von bis zu 4 mm überbrückbar ist.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrich­ tung jeweils zwangsgekoppelte Thyristoren (12, 30) im Zündstromkreis (7) und im Hilfsstromkreis (31) aufweist.

3. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem mit der Induktionsspule in Reihe geschalteten Zündkondensator (20) eine Zenerdiode (21) parallel geschaltet ist.

4. Schaltung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Primärseite (26) des Hochspannungs-Transformators (11) im Hilfsstromkreis (31) mit einem Kondensator (27) in Reihe geschaltet ist.

5. Schaltung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die die Kathode bildende Elektrode (5) ein vorzugsweise ange­ spitzter Stift aus Graphit, gepreßtem Kupfer/Graphit- oder Wolfram/Graphit- Granulat oder Zirkonium ist.