Zünder für Sprengladungen. Soll die Zündung einer Sprengladung be liebiger Art elektrisch ausgelöst werden, so ist eine Quelle für die Gewinnung der erforder lichen elektrischen Energie erforderlich. Die Speisung des Zünders aus einem besonderen, eine elektrische Spannung erzeugenden Gerät ist jedoch in zahlreichen Fällen aus dem einen oder andern Grunde entweder zu umständlich oder schlechthin undurchführbar.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Zünder für Sprengladungen, der durch eine piezoelektrische Auslösung gekennzeieh- riet ist..
Der Zünder besteht in seiner zweckmässig sten Ausführungsform aus einem piezoelek- trischen Element, einem oder mehreren Druck körpern, die unter dem Einfluss einer ihnen mitgeteilten Geschwindigkeitsänderung mecha nisch auf das Piezoelement einwirken, einem von dem Piezoelement gespeisten Kondensator, mit diesem leitend verbundenen Spitzenelek troden und einem Initialzündsatz, der so angeordnet ist, dass er bei der Entladung des Kondensators über die Spitzenelektroden vom elektrischen Strom durchflossen wird.
Dieser Zünder hat den wesentlichen Vor teil, dass durch entsprechende Bemessung des Weges und der Kraft, die zur Herbeiführung der mechanischen Einwirkung der Druckkör per auf das Piezoelement erforderlich sind, solche Bedingungen gewählt werden können, dass bei der normalen Handhabung und dem Transport des Zünders allein oder zusammen mit der Sprengladung die kritischen Grenzen für die Betätigung des Zünders nicht erreicht werden. Zu dieser Handhabungssicherheit tritt als weiterer Vorteil die vorzügliche Funk tionssicherheit und die einfache Gestaltung des Zünders. Es war durchaus überraschend, dass ein Piezoelement ausreichende Energie zur Zündungsauslösung liefern kann.
Der Zünder mit piezoelektrischer Auslö sung ist sowohl für die Detonierung von berg männischen Sprengladungen aus Sicherheits sprengstoffen wie von abgefeuerten oder frei fallenden Geschossen geeignet.
Das piezoelektrische Element kann in Ge stalt eines einzelnen piezoelektrischen Kri stallei (Rochelle-Salz oder dergleichen) oder einer Mehrzahl solcher Kristalle in Parallel schaltung, die zu einer sogenannten Kristall packung zusammengesetzt sind, bestehen.
Für die Zündung mit piezoelektrischer Auslösung sind piezoelektrische Elemente mit sehr guter Isolation erforderlich, die Beispiels. weise durch sorgfältige Trocknung der ein zelnen Kristalle und Zusammenbau unter Aus schluss der Luftfeuchtigkeit hergestellt wer den können.
Als Initialzündsatz für den Zünder dient. zweckmässig ein inniges Gemisch aus einem fein gepulverten Initialsprengstoff und fein gepulvertem Graphit. Die günstigen Mi schungsverhältnisse der Bestandteile werden gemäss Art und Feinheit der Bestandteile ein gestellt.
Der Zünder kann sowohl als Zeitzünder wie auch als Aufschlagzünder ausgebildet wer- den. Beim abgeschossenen oder abgewor fenen Geschoss kann die mechanische Einwir kung der Druckkörper auf das Piezoelement entweder durch bei der Geschossrotation ent stehende Zentrifugalkräfte, durch den Be schleunigungsstoss beim Abschuss oder durch den Verzögerungsstoss beim Aufschlag in Gang gebracht. werden. Im Fall der Abschuss- beschleunigung muss die im Piezoelement ent stehende Energie auf einem im Maximum der Beschleunigung vom Piezoelement abzuschal tenden Kondensator gespeichert werden.
Im Fall der Rotationskräfte bleibt die Energie auf dem einen Kondensator darstellenden Piezoelement so lange erhalten, wie die Ro tation andauert.
Die erforderliche Zündenergie wird für einen bestimmten Zündsatz bestimmt durch den Widerstand der Zündmasse zwischen den beiden Spitzenelektroden. Es gibt. für dies einen optimalen Wert; bei ihm erfolgt Zün dung bereits sicher beispielsweise durch Ent ladung eines auf 30 Volt aufgeladenen Kon- densators von 10-8 F durch die Zündmasse hindurch. Dies entspricht, einer elektrischen Zündenergie in der Grössenordnung von mir 10-5 Wattsekunden.
Zur Herstellung eines höchst, empfind lichen Aufschlagzünders, der die elektrische Zündenergie bereits vor dem Aufsehlag er zeugt und sieh durch eine geringe Bremsver zögerung schon über einen Schalter auslöst, kann als eine der Elektroden eine feine Spitze gewählt werden, die dem Zündsatz so gegen übergestellt wird, class sie sieh bei -eringstei, Verzögerung im Aufsehlag- in den Initialzünd- satz einbohrt und beim l#',rreiclien des kriti schen Widerstandes die Zündung herbeiführt.
Detonators for explosive charges. If the ignition of an explosive charge of any type is to be triggered electrically, a source for generating the required electrical energy is required. However, in many cases, for one reason or another, feeding the detonator from a special device generating an electrical voltage is either too cumbersome or simply impracticable.
The subject of the present invention is a detonator for explosive charges, which is marked by a piezoelectric trigger.
In its most expedient embodiment, the igniter consists of a piezoelectric element, one or more pressure bodies that act mechanically on the piezo element under the influence of a speed change communicated to them, a capacitor fed by the piezo element, tip electrodes and conductively connected to it an initial priming charge, which is arranged in such a way that the electric current flows through it via the tip electrodes when the capacitor is discharged.
This detonator has the essential advantage that, by appropriately dimensioning the path and the force required to bring about the mechanical action of the Druckkör on the piezo element, such conditions can be selected that during normal handling and transport of the detonator alone or together with the explosive charge, the critical limits for actuating the detonator are not reached. A further advantage of this handling safety is the excellent radio safety and the simple design of the detonator. It was quite surprising that a piezo element can supply sufficient energy to trigger an ignition.
The detonator with piezoelectric triggering is suitable for detonating male explosive charges made from safety explosives as well as fired or free-falling projectiles.
The piezoelectric element can be in the form of a single piezoelectric Kri stallei (Rochelle salt or the like) or a plurality of such crystals in parallel, which are assembled into a so-called crystal pack.
For ignition with piezoelectric triggering, piezoelectric elements with very good insulation are required, the example. can be made by carefully drying the individual crystals and assembling them, excluding humidity.
Serves as an initial primer for the detonator. expediently an intimate mixture of a finely powdered initial explosive and finely powdered graphite. The favorable mixing ratios of the components are set according to the type and fineness of the components.
The detonator can be designed both as a time detonator and as an impact detonator. When the projectile is fired or thrown, the mechanical action of the pressure bodies on the piezo element can be set in motion either by centrifugal forces arising during the rotation of the projectile, by the acceleration shock when firing or by the deceleration shock when it hits. will. In the case of the launch acceleration, the energy generated in the piezo element must be stored on a capacitor that is disconnected from the piezo element at the maximum acceleration.
In the case of the rotational forces, the energy remains on the piezo element, which is a capacitor, as long as the rotation lasts.
The ignition energy required for a specific ignition charge is determined by the resistance of the ignition compound between the two tip electrodes. There is. an optimal value for this; With it, ignition takes place safely, for example by discharging a capacitor of 10-8 F charged to 30 volts through the ignition mass. This corresponds to an electrical ignition energy in the order of magnitude of 10-5 watt seconds.
To produce a highly sensitive percussion detonator, which generates the electrical ignition energy before the strike and triggers a switch with a slight braking delay, a fine tip can be selected as one of the electrodes, which is placed against the primer , class see at -eringstei, delay in opening up- drilled into the initial primer and at l # ', reaching the critical resistance brings about the ignition.