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Druckgas-Kammer für piezoelektrische Geschoßzünder Es ist bekannt,
daß die für die elektrische Zündung von Geschossen erforderliche elektrische Spannung
mittels eines piezoelektrischen Elementes dadurch erzeugt werden kann, daß dieses
Element beim Abschuß einem Druck ausgesetzt wird. Dieser Druck kann erzeugt werden
durch die beim Abschuß wirksam werdende Massenträgheit eines auf dem Piezoelement
aufliegenden Körpers. Durch eine mechanische Verriegelung wird es ermöglicht, den
nur kurze Zeit auftretenden Druck längere Zeit, d. h. für die ganze Flugdauer des
Geschosses, aufrechtzuerhalten, so daß bei Zielberührung des Geschosses die gesamte
im piezoelektrischen Element vorhandene Spannung zur Zündung verwendet werden kann.
Bei Geschossen mit niedriger Anfangs- und Fluggeschwindigkeit, wie z. B. bei Raketen,
ist die Erzeugung des zur Spannungsentwicklung im Piezoelement notwendigen Druckes
durch die Massenträgheit eines Beharrungskörpers nicht unbedingt gewährleistet.
Es wurde deshalb vorgeschlagen, in solchen Fällen zur Kompression der Piezoelemente
den Druck der Geschoß-Treibladung bzw. der Pulvergase zu verwenden bzw. durch nach
dem Abschuß stattfindende Entzündung von gasdruckerzeugenden Materialien oder durch
Entspannung von unter Druck stehenden Gasen einen zusätzlichen Druck herzustellen.
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In allen diesen Fällen der Anwendung von Gasdrücken ist es erforderlich,
die in dem Piezoelement erzeugte Spannung sofort auf einen Kondensator umzuladen
und diesen dann von dem Element abzuschalten, da der Gasdruck nach dem Abbrand des
Pulvers wieder verschwindet und mit ihm auch die elektrische Spannung im Piezoelement.
Durch diese Anwendung eines Ladekondensators wird aber die elektrische Spannung
und damit die für die Zündung zur Verfügung stehende elektrische Zündarbeit sehr
stark herabgesetzt.
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Durch die Erfindung wird es ermöglicht, den auf das Piezoelement ausgeübten
Gasdruck während der ganzen Flugdauer des Geschosses aufrechtzuerhalten, auch wenn
der den Gasdruck erzeugende Vorgang bereits beendet ist.
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Die Erfindung bezieht sich somit auf eine Vorrichtung zur Aufrechterhaltung
eines auf ein als spannungslieferndes Element für Geschoßzünder dienendes Piezoelement
einwirkenden Gasdruckes und ist gekennzeichnet durch eine mit einem gegen außen
schließenden Rückschlagventil versehene Druckkammer zur Aufnahme des Druckgases.
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Das Rückschlagventil kann z. B. so angeordnet sein, daß es eine gegen
die Treibladung des Geschosses gerichtete öffnung abschließt, durch welche die unter
Druck stehenden Treibgase beim Abschuß des Geschosses in die -Druckkammer eindringen
können. Natürlich kann die Druckkammer selber nach dem Abschuß des Geschosses wirkende
Mittel zur Erzeugung eines Gasdruckes enthalten.
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Eine als Gasdruck erzeugendes Mittel verwendete Schwarzpulverladung
z. B. wird im Zünder-Druckraum vorzugsweise so angeordnet, daß sie im Ruhestand
das Rückschlagventil in Offenstellung blockiert und mit dem Explosionsraum der Treibladung
in Verbindung steht. Beim Abschuß des Geschosses wird dann durch die abbrennende
Treibladung des Geschosses die Schwarzpulverladung des Zünder-Druckraumes gezündet.
Beim Abbrennen des Schwarzpulvers wird einerseits das Rückschlagventil frei, andererseits
ein Gas erzeugt, welches durch das sich schließende Rückschlagventil nicht entweichen
kann und daher im Druckraum einen Druck ausübt.
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Die beiden Zeichnungen zeigen schematisch Ausführungsformen und Anwendungsmöglichkeiten
der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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Fig. 1 stellt den spannungsliefernden Teil eines Geschoßzünders dar,
in welchem die Spannung durch den Druck eines von außen in eine Druckkammer eindringenden
Gases auf ein mit der Druckkammer
verbundenes Piezoelement erzeugt
wird. Im Innern eines mit einem Deckel 2 versehenen Gehäuses 1 befindet sich das
piezoelektrische Element 4, das zwischen den Druckplatten 3 und 5 gelagert ist.
Die Platte 3 ist von dem Gehäuse l und seinem Deckel 2 durch einen Isolierring 9,
eine Isolierscheibe 10 und die Isolierhülse 11 elektrisch isoliert und führt als
elektrischen Anschluß den Kontaktstift 12 nach außen. An der Druckplatte 5 liegt
eine Membran 7, welche durch den Schraubring 6 an den Distanzring 8 und den Boden
des Gehäuses l gasdicht angepreßt wird. In diesen Boden des Gehäuses l ist das Gaszuführungsrohr
13 mit der Gegenmutter 14 eingeschraubt. Es besitzt eine äußere Zuführung 18, die
sich zu dem Ventilraum 19 erweitert, in welchem eine Kugel 15 von der Feder
16 gegen den Sitz 20 gepreßt wird.
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Entsteht außerhalb der Vorrichtung ein hoher Gasdruck, z. B. durch
die Treibgase des Geschosses, so strömt das Gas durch die öffnung 18 gegen die Kugel
15, hebt diese von dem Sitz 20 ab und strömt weiter durch das Rohr 19 in die Druckkammer
17. Dort überträgt sich der Druck über die Membran 7 und die Druckplatte 5 auf das
Piezoelement 4, in welchem hierdurch eine elektrische Spannung entsteht. Diese Spannung
kann von dem Massepol des elektrisch leitenden Gehäuses 1 und dem anderen Pol 12
abgenommen werden. Hat der Gasdruck außerhalb des Gehäuses 1 sein Maximum erreicht,
so besteht Druckgleichheit zwischen dem Außenraum und der Druckkammer 17, und das
Rückschlagventil, bestehend aus der Kugel 15, der Feder 16 und dem Sitz 20, schließt
sich. Hierdurch bleibt der Druck in der Kammer 17 erhalten, auch wenn der Außendruck
bis auf Atmosphärendruck fällt. Proportional dem Druck in der Kammer 17 ist die
elektrische Spannung an dem Piezoelement 4, welche zwischen den Polen 1 und 12 abgenommen
werden kann.
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Fig. 2 stellt den spannungsliefernden Teil eines Geschoßzünders dar,
in welchem die Spannung durch den Druck eines in einer mit einem Piezoelement verbundenen
Druckkammer entstehenden Gases auf dieses Piezoelement erzeugt wird. Die Konstruktionsteile
1 bis 15 und 17 bis 20 sind die gleichen wie in Fig. 1. Das Gaszuführungsrohr 13
enthält als Rückschlagventil eine Kugel 15. In den Ventilraum 19 und den Zuführungskanal
18 ist Schwarzpulver 21 so eingepreßt, daß die Ventilkugel 15 sich in einem Abstand
vom Sitz 20, also im geöffneten Ventilzustand, befindet und in dieser Lage durch
das Pulver, in das sie eingebettet ist, festgehalten wird. Wenn zur Erzeugung eines
besonders großen Gasdruckes eine größere Pulverladung notwendig sein sollte, ist
es ohne weiteres möglich, eine zusätzliche Pulvermenge in der Druckkammer 17 unterzubringen.
Bei Zündung des Pulvers an der Stirnfläche des Zuführungskanals 18, z. B. durch
die abbrennende Treibladung des Geschosses, brennt das Schwarzpulver 21 in Richtung
auf die Druckkammer 17 fortlaufend vollständig ab und erzeugt in dem Druckraum 17
einen hohen Gasdruck. Dadurch wird die durch die Verbrennung des Pulvers frei gewordene
Kugel 15 gegen den Sitz 20 gepreßt, so daß die Druckkammer abgeschlossen wird und
der Druck auf das Piezoelement erhalten bleibt.