DE2734169A1

DE2734169A1 - Vorrichtung fuer kontaktlose uebertragung elektrischer energie, insbesondere fuer pyrotechnische zuender

Info

Publication number: DE2734169A1
Application number: DE19772734169
Authority: DE
Inventors: Denys Charles Maurice Ma Klein
Original assignee: Compagnie de Signaux et dEntreprises Electriques SA
Current assignee: Compagnie de Signaux et dEntreprises Electriques SA
Priority date: 1976-09-01
Filing date: 1977-07-28
Publication date: 1978-03-09
Also published as: IT1083908B; GB1581774A; FR2363777A1; FR2363777B1; US4145968A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung für kontaktlose Übertragung elektrischer Energie, insbesondere für die Zündung eines mit einer pyrotechnischen Ladung verbundenen Zünders, wobei die Vorrichtung eine ortsfeste, an Wechselstrom anlegbare Steuer-Primärspule und eine an den Elektrozünder angeschlossene Sekundärwicklung umfaßt, die an der pyrotechnischen Ladung innerhalb eines Magnetkreises angeordnet ist, der in einer gegen Störinduktionen schützenden Abschirmung eingeschlossen ist.

Wenn nicht die Vorsichtsmaßregel der Abschirmung dieser Sekundärwicklung getroffen würde, würde diese immer dann, wenn Sekundär- und Primärwicklung einander nicht zugeordnet bzw. gegenüberstehen, allen UmgebungsStrahlungen ausgesetzt sein, weil dann der Magnetkreis der Sekundärwicklung offen bzw. zugänglich wäre. Diese Störstrahlungen, die zum Beispiel Atmosphärenblitze, Ausstrahlungen von Radioübertragungon oder Radareinrichtungen umfassen, wären geeignet, auf die Sekundärwicklung einzuwirken und .die pyrotechnische Ladung bei ausreichendem Energieeinfang unbeabsichtigt zu zünden.

Bei bekannten Vorrichtungen dieser Art wird aus diesem Grunde gewöhnlich, um den Zünder unempfindlicher zu machen, eine Abschirmung zwischengeschaltet, die den ersten Magnetkreis gegen den zweiten abschirmt und dabei den Zünder gegen Störeinflüsse von Außenfeldern unbeeinflußbar macht.
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Es ist jedoch notwendig, daß diese Abschirmung durch den Feuerwerker bzw. die Feuerleitung entfernt werden muß, um die Zündung scharf zu machen bzw. zu entsichern, so daß die Abschirmung bis zu dem Augenblick, in dem der Zündbefehl erfolgt, nicht mehr als Schutzab-

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deckung dient. Im umgekehrten Falle muß diese Abschirmung jedesmal dann an ihren Platz zurückgestellt werden, wenn der Zünd- bzw. Feuerbefehl nicht gegeben worden ist; die pyrotechnische Ladung bzw. Treibladung muß dann wieder in das Magazin verbracht bzw. gesichert werden.

Dafür ist die Abschirmung im allgemeinen verschiebbar oder verschwenkbar auf der Ladung vorgesehen. Der Nachteil derartiger entfernbarer Abschirmungen besteht jedoch in der Empfindlichkeit bzw. Anfälligkeit des Abschirmungsmechanismus und in der Gefahr, die der Feuerwerker bzw. die Feuerleitung eingeht, die sich zwischen dem Augenblick der Entfernung der Abschirmung und dem Augenblick der Herstellung der magnetischen Verbindung zwischen der ortsfesten Primärwicklung und der bewegbaren Sekundärwicklung dem Risiko einer unbeabsichtigten Zündung infolge einer magnetischen Induktion oder einer elektromagnetischen Außenstrahlung aussetzt.

Es ist dementsprechend Aufgabe der Erfindung, diese Nachteile zu beseitigen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung für Energieübertragung der eingangs genannten Art gelöst, die im wesentlichen dadurch gekennzeichnet ist, daß die genannte Abschirmung ein feststehendes Maqnctfcldabschirroblech aus magnetisch sättigbarem Eisen 1st, das durch den von der Primärwicklung erzeugten Steuer-Magnetfluß sättigbar ist.

Mit dieser Vorrichtung werden automatisch alle die Nachteile vermieden, die den entfernbaren Vorrichtungen innewohnen, da die Vorrichtung keinerlei Mechanismus aufweist, der sich verklemmen, korrodieren oder sich verformen kann. Da die erfindungsgemäße Abschirmung an der Ladung befestigt bleibt, ist darüber hinaus unter allen Umständen und insbesondere während der verschiedenen

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Phasen des Transportes bzw. der Handhabung der Ladung ein ausgezeichneter Schutz gegen Störinduktionen sichergestellt.

Die Sekundärwicklung ist vorzugsweise vollkommen von einem sehr gut leitenden Metallgehäuse umschlossen, das an der Stelle des Luftspaltes verkleinert bzw. dünn ist, um eine elektrische Abschirmung zu bilden, an der die magnetische Abschirmung aus magnetisch sättigbarem Eisen angebracht ist.

Damit ist ein erheblich erhöhter Schutz des Zünders gegenüber StörInduktionen erzielbar.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Die Figur zeigt einen vereinfachten Schnitt durch eine Vorrichtung für Energieübertragung, und zwar im speziellen Anwendungsfall für pyrotechnische Zünder.

Die gezeigte Vorrichtung arbeitet mit magnetischer Induktion und weist im wesentlichen eine ortsfeste Steuer-Primärwicklung 1 auf, die an eine bewegbare Sekundärwicklung 2 angekoppelt ist. Die Primärwicklung ist beispielsweise an einer Abschußrampe für Projektile angebracht, die von pyrotechnischen Ladungen bzw. Treibladungen angetrieben werden, während die Sekundärwicklung mit dem

ZUndauslöser dieser Ladungen verbunden ist. 30

Wie in der Figur gezeigt, ist die Primärwicklung 1 innerhalb eines Magnetkreises 3 in Form eines Topf-Ferritkernes angeordnet, der sich im Inneren eines festen Gehäuses 4 der nicht dargestellten Abschußrampe befindet. Diese Primärwicklung kann an eine Wechselspannung geeig-

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neter Größe und Frequenz unter Zwischenschaltung von Verbindungsklemmen 5 angelegt werden, die speziell dafür vorgesehen sind und mit denen die Primärwicklung über

Drähte 6 verbunden ist.
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Die Sekundärwicklung 2 ist ebenfalls in einem Magnetkreis 7 in Form eines Topf-Ferritfcernes angeordnet und über Drähte 8 mit einem Elektrozünder 9 verbunden, der aufgrund des Joule-Effektes eine ausreichende Erwärmung zum Zünden der Treibladung entwickeln kann, wenn eine ausreichende Spannung an seine Klemmen angelegt ist. Der Magnetkreis 7 und der Elektrozünder 9 sind ferner vollständig in einem Gehäuse 10 eingeschlossen, das aus einem sehr leitfähigen Metall, beispielsweise Aluminium

oder Kupfer hergestellt ist; dieses Gehäuse dient als Faraday'scher Käfig u»«i ist mit geeigneten Mitteln an der nicht dargestellten Ladung befestigt. In Höhe des elektrischen Zünders wird der Schutz durch einen dünnen Deckel aus sehr leitfähigem Metall vervollständigt, der den Unterbringungsraum des Zünders abschließt und sich verformen kann, um bei der beabsichtigten Zündung der Ladung den thermischen Impuls zu übertragen.

Am Ort des Luftspaltes, der zwischen den zwei Magnetkreisen 3 und 7 vorgesehen ist, ist das Gehäuse dünn ausgeführt, um nurmehr eine elektrische Abschirmung bzw. Schirmblech 12 zu bilden, das ausreichend stark ist, um gegenüber Störsignalen als elektrostatische Abschirmung zu dienen, aber nichtsdestoweniger ausreichend dünn ist, um nicht sofort die Sekundärwicklung bei der beabsichtigten Ausführung eines Zündbefehls kurzzuschließen.

Erfindungsgemäß ist ein Shunt oder ein Magnetabschirmblech 13 aus magnetisch sättigbarem Eisen auf der

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Innenseite der elektrischen Abschirmung bzw. des Schirmbleches 12 verbunden. Das magnetische Abschirmblech 13 wird automatisch fest an der elektrischen Abschirmung bzw. dem Schirmblech 12 gehalten, indem der -* Sekundärkreis 7 unter dem Einfluß von elastischen Unterlegscheiben 14 Druck ausübt.

Bei schwacher Induktion weist das magnetische Ab-Schirrablech 13 eine hohe Permeabilität auf und stellt den Kurzschluß der magnetischen Feldlinien sicher, die die Sekundärwicklung umschließen.

Das magnetische Abschirmblech 13 bildet jedoch einen Widerstand gegenüber dem Auftreten jeglicher erheblicher elektromotorischer Kraft an den Polklemmen der Sekundärwicklung .

Wenn die Sekundärwicklung von einem Störmagnetfluß schwacher variabler oder nicht variabler Induktion

*O durchsetzt wird, widersteht das magnetische Abschirmblech dem Eindringen dieses Flußes in den Kern der Wicklung, und zwar aufgrund der erhöhten Permeabilität, die das magnetische Schutzblech auf seiner äußeren Oberflächenschicht gegenüber dem Magnetfluß hat. Der zentrale Kern des Topf-Magnetferriten 7 bleibt deswegen von jeglicher Beeinflussung durch unerwünschten Magnetfluß verschont und kann somit an den Klemmen der Wicklung 2 keine elektromotorische Kraft erzeugen, die ausreicht, den elektrischen

Zünder 9 auszulösen.
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Demgegenüber wird bei starker Induktion das magnetische Abschirmblech 13 gesättigt und leitet keine Feld linien mehr weiter, die dann praktisch vollkommen in

Richtung auf die Sekundärwicklung geleitet werden. 35

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Im Hinblick auf die Zündung des Zünders ist dies besonders kann der Fall, wenn der Sekundärmagnetkreis 7 konzentrisch zum Primarmagnetkreis 3 angeordnet ist, wie in der Figur dargestellt, und daß dieser aufgrund einer an die Klemmen 5 der Primärwicklung 1 angelegten geeigneten Wechselspannung einem variablen Magnetfluß ausgesetzt ist.

Wenn der dann durch den zentralen Kern des Primärkreises 3 erzeugte axiale Magnetfluß schwach ist, absorbiert das magnetische Abschirmblech 13 den größten Teil des Magnetflusses und erfüllt damit vollkommen seine Schutzaufgabe. Tatsächlich besteht aber keine Schwierigkeit, einen erhöhten axialen Magnetfluß zu erzielen, da die Spannung zum Zünden extrem kurz angelegt wird. Das magnetische Abschirmblech 13 wird in der Folge aufgrund seiner dünnen Ausbildung gesättigt und alles geht vor sich, als ob es verschwunden bzw. entfernt worden wäre.

Der Hauptanteil des Magnetflusses geht auf diese Weise durch den zentralen Kern des Sekundärkreises 7 und seine Änderung erzeugt an den Klemmen der Sekundärwicklung 2 eine zum Zünden des Elektrozünders 9 ausreichende elektromotorische Kraft.

Es ist deutlich erkennbar, daß der Shunt bzw.

das magnetisch sättigbare Abschirmblech 13 rein statisch die Unterscheidung trifft zwischen den bewußt abgegebenen bzw. gewollten Zündbefehlen, verwirklicht durch eine Induktion bestimmter Frequenz und bestimmten Wertes, und den Störsignalen, die auf elektromagnetischem Wege übertragen werden und für die das Abschinrblech eine praktisch hermetische Abschirmung darstellt.

Die Unterscheidung zwischen echten und falschen

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Signalen kann durch eine vervollkommnete Ausführungsform verbessert werden, bei der sich die Stärke des Shuntes bzw. des magnetischen Äbschirnbleches in Abhängigkeit von dem Halbmesser ändert. Die Sättigung verläuft tatsächlich bestiitmter_fwenn die Induktion an allen Stellen dieses ÄaschirKoleches die gleiche ist, was man in der Praxis dadurch erzielt, daß seine Stärke entsprechend seinem zunehmenden Halbmesser abnimmt.

°ie Erfindung schafft somit eine Vorrichtung für kontaktlose Übertragung elektrischer Energie, wobei die Vorrichtung eine ortsfeste, an Wechselstrom ahlegbare Steuer-Primärspule und eine bewegbare Sekundärspule umfaßt, die innerhalb eines Magnetkreises angeordnet ist, der in einer gegen Störinduktionen schützenden Abschirmung eingeschlossen ist. Diese Abschirmung wird von einer feststehenden Magnetabschirmung aus magnetisch sättigbarem Eisen gebildet, das durch den von der Primärwicklung erzeugten Steuermagnetflusses sättigbar ist.

Mit dieser Vorrichtung sind pyrotechnische Zünder bzw. Treibladungen zündbar.

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Claims

TlEDTKE - BüHLING - KlWNE - GrUPF

Dipl.-Chem. Bühling λ C* η Dipl.-Ing. Kinne

Dipl.-Ing. Grupe

Bavariartng 4, Postfach 20 24 8000 Mönchen 2

Tel.:(089)53 96 53-56 Telex:5 24 845tipat cable. Germaniapatent München 28. Juli 1977 B 8363/case E.4556/ CC/FL

Compagnie de Signaux et d'Entreprises Electriques

Paris / Frankreich

Vorrichtung für kontaktlose übertragung elektrischer Energie, insbesondere für pyrotechnische Zünder

Patentansprüche

(1.'Vorrichtung für kontaktlose übertragung elektrischer Energie, insbesondere für die Zündung eines mit einer pyrotechnischen Ladung verbundenen Zünders, wobei die Vorrichtung eine ortsfeste,

an Wechselstrom anlegbare Steuer-Primärspule und eine an den Elektrozünder angeschlossene Sekundärwicklung umfaßt, die an der pyrotechnischen Ladung innerhalb eines Magnetkreises angeordnet ist, der

30. in einer gegen StörInduktionen schützenden Abschirmung eingeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmung von einem feststehenden magnetischen Abschirmblech (13) aus magnetisch.sattigbarem Eisen gebildet ist, das bei Vorhandensein des von der Steuer-Primärwicklung (1) erzeugten Magnet-

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ORtOlNAL

Drtadnar Bank (MOnchan) Kto. 3Θ3Β 844 Postscheck (München) Kto. 670-43-004 ^v

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flusses sättigbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärwicklung (2) vollkommen in einem sehr gut elektrisch leitenden Gehäuse (10) eingeschlossen ist, das im Bereich des Luftspaltes dünn ausgebildet ist, um ein elektrisches Schirmblech

(12) zu bilden, mit dem das magnetische Abschirmblech

(13) aus magnetisch sättigbarem Eisen verbunden ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stärke des magnetischen Abschirmbleches (13) aus magnetisch sättigbarem Eisen progressiv in Abhängigkeit von seinem Halbmesser abnimmt.

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