DE10049520A1

DE10049520A1 - Igniting combustible materials with eddy currents involves using stimulation coil, induction coil in contact with combustible material; stimulation coil is in capacitor discharge circuit

Info

Publication number: DE10049520A1
Application number: DE2000149520
Authority: DE
Inventors: Peter Lell
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-10-08
Filing date: 2000-10-08
Publication date: 2002-04-18

Abstract

The method involves igniting the combustible material with eddy currents using a stimulation coil (5) and an induction coil (10) that is in contact with the combustible material (9). The stimulation coil is connected into a capacitor discharge circuit that stores the energy required for igniting the combustible material. The stimulation coil is supplied with alternating current from a low frequency or high frequency generator.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anzünden von brennbaren, insbesondere explosiblen Medien durch Wirbelströme bzw. induzierten Strömen, insbesondere zum Anzünden von Explosivstoffen, Treibladungspulvern, Anzündmischungen, pyrotechnischen Mischungen, primären Sprengstoffen, insbesondere von Blei- oder Silberazid, aber auch von Nitropenta und auch von flüssigen und gasförmigen Treibladungen, Heizstoffen, Gas, Wärme oder Partikel erzeugende Stoffe oder anderen Betriebsstoffen, unabhängig davon, wofür sie benutzt werden oder worin diese Stoffe eingebaut sind oder wofür sie letztendlich benutzt werden.The invention relates to a method for igniting flammable, in particular explosive media due to eddy currents or induced currents, especially for Igniting explosives, propellant powders, ignition mixtures, pyrotechnic mixtures, primary explosives, especially lead or Silver azide, but also of nitropenta and also of liquid and gaseous Propellant charges, heating fuels, gas, heat or particulate matter or others Operating materials, regardless of what they are used for or what these substances are installed or what they are ultimately used for.

Damit ist es erstmals möglich, Gasgeneratoren und pyrotechnische Baugruppen kontaktlos und damit ohne Probleme durch Kontaktabbrand, Übergangswiderständen an der Kontaktstelle und unter Vermeidung von Kabeln jeder Art auszulösen. Im zivilen Bereich sind damit Airbags auslösbar und danach wieder einfachst einbaubar, im medizintechnischen Bereich sind NFI-Systeme (needle free injection) mit pyrotechnischen Gasgeneratoren mit hoher Zuverlässigkeit und bei geringstem Wartungsaufwand (kein Kontaktabbrand, keine Kontaktabnützung, Anzündung bei beliebig in ein Applikationsgerät eingesetzter Kartusche) auslösbar, im militärischen Bereich sind damit Schußsequenzen möglich, die bis dahin nicht möglich schienen, sowohl von der Kadenz her, wie von der Steuerbarkeit der hier eingesetzten Gasgeneratoren.This makes it possible for the first time to use gas generators and pyrotechnic assemblies contactless and therefore without problems due to contact erosion, contact resistance the contact point and avoiding cables of any kind. In civil Airbags can be deployed in the area and then easily installed again in the medical technology are NFI systems (needle free injection) with pyrotechnic gas generators with high reliability and the lowest Maintenance effort (no contact erosion, no contact wear, ignition at can be triggered arbitrarily in an application device) in the military In this way, shooting sequences are possible that previously did not seem possible, both in terms of cadence and the controllability of the ones used here Inflators.

Herkömmlich werden diese Stoffe durch ein elektrisches Anzündstück (auch elektroexplosive Device, EED, Anzünder, Pille, Anzündpille), einen auf Schlag oder Reibung empfindliches Anzünder (auch Zündhütchen, schlagkräftigen Anzünder, reibempfindlichen Anzünder), durch einen elektrisch durch Eigenerwärmung erhitzten Glühdraht oder direkt durch eine Flamme, Heißgas oder Heißpartikel aus einer pyrotechnischen Baugruppe heraus (beispielsweise einer Shock Tube, einer ignition transfer line (ITLX) o. ä.) angezündet.Conventionally, these substances are through an electrical igniter (also electro-explosive device, EED, igniter, pill, igniter pill), one at a time or Friction sensitive lighter (also primer, powerful lighter, lighter sensitive to friction), by an electrically heated by self-heating Glow wire or directly through a flame, hot gas or hot particles from one pyrotechnic assembly (for example a shock tube, an ignition transfer line (ITLX) or similar) lit.

Hierbei bleibt die Zündung von sekundären Sprengstoffen wie Hexogen, Oktogen, Tetryl usw. außen vor, die prinzipiell eine Stoßwelle bzw. eine Detonationswelle zur Zündung benötigen, also einen Detonator, egal, wie dieser selbst wieder gezündet wird (elektrisch, durch Schlag oder Reibung). Die direkte Zündung dieser sekundären Sprengstoffe durch Wirbelströme ist bereits aus der deutschen Patentanmeldung DE 196 24 359 C1 bekannt, indem dort in einer vor dem Sprengstoff liegenden Metallfolie ein hoher Stoßstrom erzeugt wird und dabei die zur Zündung des Sprengstoffs notwendige Stoßwelle im bzw. am Sprengstoff erzeugt wird.The ignition of secondary explosives such as hexogen, octogen, tetryl remains etc. outside, which is basically a shock wave or a detonation wave for ignition need, i.e. a detonator, no matter how it is ignited again (electrically, by impact or friction). The direct ignition of these secondary explosives Eddy currents are already known from German patent application DE 196 24 359 C1, by placing a high surge current in a metal foil in front of the explosive is generated and the shock wave necessary to ignite the explosive in or is generated on the explosives.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, brennbare und insbesondere explosible Medien berührungslos anzuzünden. Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und den folgenden.Starting from this prior art, the invention is based on the object ignite flammable and in particular explosive media without contact. The Invention solves this problem with the features of claim 1 and following.

Der prinzipielle Aufbau ist hierbei der gleiche wie der in Fig. 1 der deutschen Patentanmeldung DE 196 24 359 C1 skizzierte, ausgenutzt wird hier jedoch nicht die sich abstoßende Wirkung des in der Metallfolie induzierten Stoßstromes (Wirbelstromes) mit dem Stromfaden der Erregerspule, sondern die Erwärmung der Metallfolie durch den darin durch die Erregerspule in dieser Metallfolie induzierten Strom, wobei sich diese Metallfolie in dem anzuzündenden brennbaren Stoff befindet oder dort eingebettet ist.The basic structure is the same as that outlined in Fig. 1 of German patent application DE 196 24 359 C1, but it does not use the repulsive effect of the impulse current induced in the metal foil (eddy current) with the current filament of the excitation coil, but rather the heating the metal foil by the current induced therein by the excitation coil in this metal foil, this metal foil being located in or embedded in the combustible material to be ignited.

Hierbei ist es prinzipiell unerheblich, welche Geometrie die Metallfolie hat, mehr scheibenförmig, mehr folienartig, mehr drahtförmig, flach oder gewellt - die erwähnte Metallfolie kann sogar die Form einer Drahtspule haben.In principle, it is irrelevant which geometry the metal foil has, more disc-shaped, more foil-like, more wire-like, flat or wavy - the one mentioned Metal foil can even take the form of a wire coil.

Durch Einschnürungen der Metallfolie bzw. des Drahtes der Induktionsspule können ganz bewußt Stellen geschaffen werden, die durch den Stromfluß zuerst heiß werden und dann genau dort den anliegenden brennbaren Stoff zünden - damit ist eine lokale Zuordnung der Zündstelle möglich, sofern das vom System erforderlich ist oder diesem nützt (Beispiel Anzündung an verschiedenen Stellen des anliegenden brennbaren Stoffes).By constricting the metal foil or the wire of the induction coil places are created deliberately, which first become hot due to the current flow and then ignite the flammable substance right there - that's a local one Assignment of the ignition point possible, if this is required by the system or this useful (example ignition at different points of the flammable Substance).

Für den Fall einer Drahtspule gibt es nun hier wieder mehrere Möglichkeiten, das durch die Erregerspule erzeugte, stark dynamische Magnetfeld sinngemäß zu verwerten. Erfindungsgemäß können die Enden dieser Induktionsspule
miteinander kurzgeschlossen sein, das ist die klassische Form einer Induktionsspule oder Schleife für den Fall, daß diese Spule nur aus einer Windung wie im Fall der Metallfolie oder des Drahtringes besteht, oder
durch einen ohmschen Widerstand abgeschlossen sein, der durch den induzierten Strom erwärmt wird und letztenendes dann das an ihm anliegende brennbaren Stoff entzündet, oder
durch einen Halbleiterwiderstand abgeschlossen sein, der dann wieder so wirkt wie der vorher erwähnte ohmsche Widerstand.In the case of a wire coil, there are now several possibilities to use the strongly dynamic magnetic field generated by the excitation coil. According to the ends of this induction coil
to be short-circuited to one another, that is the classic form of an induction coil or loop in the event that this coil consists of only one turn as in the case of the metal foil or the wire ring, or
be terminated by an ohmic resistance, which is heated by the induced current and then ultimately ignites the combustible material present thereon, or
be terminated by a semiconductor resistor, which then acts again as the previously mentioned ohmic resistor.

Ob nun die Induktionsspule und der Widerstand aus einzelnen Bauteilen bestehen oder in einer mehr oder weniger integrierten Form im oder am brennbaren und anzuzündenden Stoff anliegen, ist hierbei unerheblich.Whether the induction coil and the resistance consist of individual components or in a more or less integrated form in or on the flammable and ignitable It is irrelevant here.

Erfindungsgemäß wird hier sogar vorgesehen, daß das Erregerfeld geeignet moduliert wird, insbesondere durch Amplituden oder Frequenzmodulation, und hierbei gleichzeitig, entweder vor der eigentlichen Zündung, während oder nach der Zündung Information zur Induktionsspule übertragen wird, insbesondere um damit die Anzündparameter einzustellen: So kann in diesem Fall die Induktionsspule und der Halbleiterwiderstand in einem Chip integriert sein, der im brennbaren Stoff liegt oder an diesem anliegt, wobei der Halbleiterwiderstand Teil einer signalverarbeitenden Schaltung ist, die die vor oder während der Energieübertragung durch die Erregerspule zusätzlich übertragenen Signale auswertet und beispielsweise den Halbleiterwiderstand entsprechend so verändert, daß die Kreisdaten im Induktionskreis so verändert werden, daß das Erregerfeld einfach anders, d. h. vorbestimmt ausgenutzt wird! - Damit ließe sich bei sonst gleichem Aufbau des Erregerkreises eine Vielzahl von Zündverzugs- oder Totzeiten verwirklichen, um damit dynamisch auf Erfordernisse des Gesamtsystems reagieren zu können.According to the invention, it is even provided here that the excitation field is modulated in a suitable manner is, especially by amplitudes or frequency modulation, and at the same time, information either before the actual ignition, during or after the ignition Induction coil is transmitted, in particular to thereby control the ignition parameters In this case, the induction coil and the semiconductor resistance in be integrated into a chip, which is in the combustible material or abuts against it, wherein the semiconductor resistor is part of a signal processing circuit that the before or additionally transmitted signals during the energy transmission by the excitation coil evaluates and changes the semiconductor resistance accordingly so that the circuit data in the induction circuit are changed so that the excitation field is simple different, d. H. is used in a predetermined way! - This could be done with the same structure otherwise the excitation circuit realize a variety of ignition delay or dead times in order to be able to react dynamically to the requirements of the overall system.

Im militärischen Bereich wäre es damit erstmals möglich, Treibladungen insbesondere von Munition kontaktlos anzuzünden und hierbei jede Treibladung für sich individuell bzgl. Zündzeitpunkt und Zündenergie zu steuern. Prinzipiell wäre es damit auch möglich, durch eine Erregerspule mehrere Anzündstellen im brennbaren Medium bzw. in diesem Fall im Treibladungspulver nacheinander oder gezielt mal die eine oder die andere anzusteuern, um so die Verbrennung bzw. die Wirkung der Treibladung extrem steuern zu können, um so Schußkadenzen und Streubänder ganz individuell und dyamisch vom System, insbesondere vom Waffenleitsystem vorherbestimmen bzw. steuern zu lassen.In the military field, it would be possible for the first time, especially propellant charges of ammunition to ignite contactlessly and each propellant charge individually to control ignition timing and ignition energy. In principle, it would also be possible by means of an excitation coil, several ignition points in or in the flammable medium Fall in the propellant powder one after the other or selectively one or the other to control, so as to extremely control the combustion or the effect of the propellant charge to be able to shoot cadences and scatter bands individually and dynamically from System, in particular to be predetermined or controlled by the weapon control system.

Das Material der Sekundärspule bzw. Induktionsspule ist hierbei ein weiterer Parameter, mit dem man die zur Anzündung in das System einzustrahlende Energie in weiten Grenzen steuern kann:
In der Regel besteht der Draht der Induktionsspule bzw. das Material der Metallfolie aus den elektrisch gut leitenden Materialien Kupfer oder Aluminium, mit oder ohne Beschichtung insbesondere aus Silber. Die Leitfähigkeiten sind sehr gut, damit wird die Güte des Induktionskreises hoch, die induzierten Stromstärken sind entsprechend hoch. Je nach Dicke des Drahtes (am Widerstand abfallende Leistung = R.I^2) und dessen Wärmekapazität wird dieser dann mehr oder weniger schnell erwärmt, bis er an irgendeiner Stelle die Zündtemperatur des anliegenden brennbaren Stoffes erreicht und dieser gezündet wird. Lokal bestimmbar ist dies, wenn der Draht an der vorgesehenen Zündstell verjüngt ist, insbesondere gekerbt, gerillt, abgedreht, gezogen usw.The material of the secondary coil or induction coil is another parameter with which the energy to be radiated into the system can be controlled within wide limits:
As a rule, the wire of the induction coil or the material of the metal foil consists of the electrically highly conductive materials copper or aluminum, with or without a coating, in particular of silver. The conductivities are very good, so the quality of the induction circuit is high, the induced currents are correspondingly high. Depending on the thickness of the wire (power falling at the resistance = RI ^ 2) and its heat capacity, it is then heated more or less quickly until it reaches the ignition temperature of the flammable material at some point and it is ignited. This can be determined locally if the wire is tapered at the ignition point provided, in particular notched, grooved, turned, drawn, etc.

In Sonderfällen wird man jedoch hier auch Stoffe mit gespeicherter inneren Energie bzw. bei Erhitzung freiwerdender Energie einsetzen, insbesondere Magnesium-, Aluminium- oder Zirkoniumverbindungen, wie sie von den Blitzlichtlampen her bekannt sind. Diese Materialien haben zwar eine geringere elektrische Leitfähigkeit, damit wird bei gleichem Erregerfeld und sonst gleicher Geometrie der Induktionsspule ein kleinerer Strom erzeugt, sie sind aber so sensibel, daß sie bei Erreichen ihrer eigenen Zündtemperatur sofort blitzartig umsetzen, hierbei Heißgas und Heißpartikel erzeugen und damit den anliegenden brennbaren Stoff anzünden!In special cases, however, substances with stored internal energy or use energy released when heated, especially magnesium, aluminum or zirconium compounds, as they are known from the flash lamps. This Materials have a lower electrical conductivity, so the same Excitation field and otherwise the same geometry of the induction coil a smaller current generated, but they are so sensitive that they reach their own ignition temperature implement immediately in a flash, generating hot gas and hot particles and thus the light the flammable material!

Weitere Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Zeichnungen und den Unteransprüchen.Further embodiments of the invention result from the drawings and the Dependent claims.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:The invention is illustrated below with reference to the drawing Exemplary embodiments explained in more detail. The drawing shows:

Fig. 1 die Prinzipanordnung des Systems; Fig. 1 shows the basic arrangement of the system;

Fig. 2 mögliche Ausführungsformen der Induktionsspule 10; FIG. 2 shows possible embodiments of the induction coil 10;

Fig. 3 mögliche Verschaltungen einer aus mehreren Windungen bestehenden Induktionsspule; Fig. 3 possible interconnections of a multiple turns induction coil;

Fig. 4 mögliche Einbringungsarten der Induktionsspule ins Gesamtsystem. Fig. 4 possible types of introduction of the induction coil in the overall system.

In Fig. 1 ist die Prinzipanordnung des Systems skizziert: Der Kondensator-Entladekreis besteht aus dem Kondensator 3, der Verkabelung 2, dem Schalter 4 und der Erregerspule 5. Der Kondensator wird über den Vorwiderstand 30 von der Batterie bzw. dem Hochspannungsnetzteil 3 aufgeladen und speichert damit die zur Zündung des brennbaren Mediums 9 notwendige Energie.The basic arrangement of the system is outlined in FIG. 1: the capacitor discharge circuit comprises the capacitor 3 , the wiring 2 , the switch 4 and the excitation coil 5 . The capacitor is charged via the series resistor 30 by the battery or the high-voltage power supply 3 and thus stores the energy required to ignite the combustible medium 9 .

Wird nun der Schalter 4 geschlossen, entlädt sich der Kondensator 3 über das Kabel 2 und die Erregerspule, wodurch ein Magnetfeld aufgebaut wird. Dieses Magnetfeld induziert nun über einen Spalt oder über eine Wandung im geschlossenen Stromkreis der Induktionsspule 10 einen Strom, der entsprechend der Lenzschen Regel so gerichtet ist, daß dessen Magnetfeld das sich aufbauende Magnetfeld der Erregerspule 5 schwächen will. Durch den Stromfluß erhitzt sich das Material der Induktionsspule 10 soweit, bis an einer Stelle die Zündtemperatur des anliegenden brennbaren Stoffs 9 erreicht wird und diesen zündet. Stellvertretend für andere Systeme ist hierbei der typische Aufbau eines Gasgenerators gezeichnet, bestehend aus einem Gehäuse 6, einem Treibspiegel 7 der mit dem Dichtsystem 8 gedichtet ist und dem im Gehäuse 6 eingefüllten brennbaren Stoff 9, der hier insbesondere ein Treibladungspulver ist.If the switch 4 is now closed, the capacitor 3 discharges via the cable 2 and the excitation coil, as a result of which a magnetic field is built up. This magnetic field now induces a current through a gap or through a wall in the closed circuit of the induction coil 10 , which is directed according to Lenz's rule in such a way that its magnetic field wants to weaken the magnetic field of the excitation coil 5 that builds up. Due to the current flow, the material of the induction coil 10 heats until the ignition temperature of the flammable material 9 is reached at one point and ignites it. Representing other systems, the typical structure of a gas generator is shown, consisting of a housing 6 , a sabot 7 which is sealed with the sealing system 8 and the combustible substance 9 filled in the housing 6 , which is here, in particular, a propellant charge powder.

Es sei hier nochmals geschrieben, daß das erfindungsgemäß beschriebene System sich in allen Formen von Gasgeneratoren verwirklichen läßt, sofern nur darin brennbare Stoffe 9 einbebracht sind, egal, ob aus dem System bestimmungsgemäß eine Kraft, ein Gas oder auch nur ein Lichtblitz abgeleitet werden soll.It should be written here again that the system according to the invention can be implemented in all forms of gas generators, provided that only combustible substances 9 are incorporated therein, regardless of whether a force, a gas or even a flash of light is to be derived from the system as intended.

Im Falle einer gewünschten Spaltzündung des brennbaren Materials 9, bleibt die Induktionsspule offen, es wird hierbei eine so hohe Spannung an den Enden beim Magnetfeldaufbau der Erregerspule 5 abgreifbar sein, daß hier eine Entladung im brennbaren Stoff stattfindet oder Strom direkt durch das hier anliegende brennbare Material geleitet wird (= Spaltzündung, der Strom erhitzt hier das Material des zu zündenden brennbaren Materials selbst!).In the event of a desired gap ignition of the combustible material 9 , the induction coil remains open, it will be possible to tap such a high voltage at the ends during the magnetic field build-up of the excitation coil 5 that discharge takes place in the combustible material or current directly through the combustible material present here is conducted (= gap ignition, the current here heats the material of the combustible material to be ignited itself!).

Anstelle des Kondensators 3 mit seiner Ladeeinrichtung Batterie 31 und Vorwiderstand 30 kann auch ein Leistungsfrequenzgenerator treten, der die Erregerspule 5 mit entsprechend hochfrequentem Wechselstrom versorgt.Instead of the capacitor 3 with its charging device battery 31 and series resistor 30 , a power frequency generator can also occur, which supplies the excitation coil 5 with a correspondingly high-frequency alternating current.

Zur Verstärkung des Feldes kann sowohl die Erregerspule, als auch die Induktionsspule mit einem Ferritkern ausgestattet sein, der stab- oder topfförmig ausgebildet ist, wie es in diversen Anwendungen der NF- und HF-Technik üblich und eingeführt ist.Both the excitation coil and the induction coil can be used to strengthen the field be equipped with a ferrite core, which is rod-shaped or pot-shaped, as in various applications of NF and HF technology is common and has been introduced.

Ergänzend eingezeichnet ist noch das Prinzip der gleichzeitigen Übertragung von Informationen von der Erregerspule auf die Induktionsspule: Die Informationsquelle 32 erzeugt den erforderlichen, dann später im an der Induktionsspule angeschlossenen Chip verarbeiteten Signalstrom, dieser wird in einem Verstärker 33 verstärkt und über ein Spulensystem 34 dem Erregerstromkreis aufgeprägt. Anstelle der hier gezeichneten induktiven Einkopplung kann natürlich jedes andere Verfahren treten, insbesondere über einen Kopplungskondensator oder einen Einkopplungswiderstand (beide nicht gezeichnet). Der Kondensator 31 bildet hier den Kurzschluß für den Signalstrom, damit der die Zündenergie speichernde Kondensator 3 nicht zu hohe Verluste am Signalstrom hervorruft.The principle of the simultaneous transmission of information from the excitation coil to the induction coil is also shown: The information source 32 generates the required signal current, which is then processed later in the chip connected to the induction coil, this is amplified in an amplifier 33 and, via a coil system 34, the excitation circuit impressed. Instead of the inductive coupling shown here, any other method can of course take place, in particular via a coupling capacitor or a coupling resistor (both not shown). The capacitor 31 here forms the short circuit for the signal current, so that the capacitor 3 storing the ignition energy does not cause excessive losses in the signal current.

In Fig. 2 sind die möglichen Ausführungsformen der Induktionsspule 10 aufgezeigt: Mit 11 ist eine einfache Folie aus einem elektrisch leitfähigem Material gezeichnet, die rund, quadratisch oder sonst geformt sein kann, auch gewellt und mehrfach gelocht, um durch die hier vergrößerte Oberfläche die Zündwahrscheinlichkeit des anliegenden brennbaren Stoffes zu vergrößern. Ebenso eingesetzt werden kann ein Folienring 12, ein Drahtring 13, beide entweder als 35 gezeichnet geschlossen, mit oder ohne Verjüngung 38, um den Ort der Erwärmung und damit den Ort der Zündung des brennbaren Stoffes 9 vorherbestimmen zu können, oder als Teil 36 mit einem Spalt 37 versehen gezeichnet. Entweder man macht mit dem Spalt 1 Spaltzündung am hier anliegenden brennbaren Material selbst oder man fügt hier gleich einen Widerstand oder einen Halbleiter, der als Widerstand wirkt ein. Stoffe wie Silizium, aber auch Zirkonium und Magnesium und deren Verbindungen bzw. Mischungen eignen sich hier hervorragend, weil diese nach Erreichen ihrer Zündtemperatur selbst Energie liefern, die damit nicht von der Erregerspule eingestrahlt werden muß!In FIG. 2, the possible embodiments of the induction coil 10 are shown: With 11 a simple film is drawn from an electrically conductive material can be round, square, or otherwise shaped, including corrugated and multiple perforated to pass through the enlarged surface, here the ignition probability of the flammable material present. It is also possible to use a foil ring 12 , a wire ring 13 , both drawn closed as 35, with or without taper 38 in order to be able to determine the location of the heating and thus the location of the ignition of the combustible material 9 , or as part 36 with one Gap 37 drawn accidentally. Either one makes with the gap 1 on the ignition gap appended hereto combustible material itself, or equating is to insert a resistor or a semiconductor which acts as a resistor. Substances such as silicon, but also zirconium and magnesium and their compounds or mixtures are excellent here because after they have reached their ignition temperature, they themselves supply energy that does not have to be irradiated by the excitation coil!

Erfindungsgemäß geschickt ist auch die Verwendung eines Drahtknäuels 39, etwa in der Form, wie sie bei Blitzlichtlampen anzutreffen sind. Anfang und Ende ist elektrisch kurzgeschlossen, der hier induzierte Strom erhitzt die Fasern, deren Material dann bei Erreichen der eigenen Zündtemperatur unter Freisetzung von Heißgas, Heißpartikeln oder einer Flamme umsetzt und damit den anliegenden brennbaren Stoff 9 entzündet. Bei Verwendung dieser Stoffe ist es in der Regel nicht notwendig, den Stromfluß durch das ganze Knäuel zu schicken, es reicht, wenn ein Teil des Knäuels die Induktionsspulenfunktion übernimmt und der Rest des Knäuelmaterials einfach vom durch den induzierten Strom erhitzten Teilmaterial des Knäuels mit entzündet wird.It is also clever according to the invention to use a wire ball 39 , for example in the form found in flash lamps. The beginning and end are electrically short-circuited, the current induced here heats the fibers, the material of which then converts when its own ignition temperature is reached, releasing hot gas, hot particles or a flame and thus ignites the combustible substance 9 present . When using these substances, it is usually not necessary to send the current flow through the entire coil; it is sufficient if part of the coil takes over the induction coil function and the rest of the coil material is simply ignited by the partial material of the coil heated by the induced current ,

Die Spule 14 besteht aus mehreren Windungen, deren Anfang und Ende einfach über eine Kurzschlußbrücke 15 elektrisch miteinander verbunden sind, wenn nicht gleich Anfang und Ende der Spule miteinander direkt elektrisch verbunden wird.The coil 14 consists of several turns, the beginning and end of which are simply electrically connected to one another via a short-circuit bridge 15 if the start and end of the coil are not directly electrically connected to one another.

Hierbei ist es wieder unerheblich, ob die Induktionsspule 10 bis 15, 19, 35 oder 37 als Draht- oder Foliengebilde vorliegen, oder in einen Träger 40 integriert ist, sei es als entsprechende Verdickung des Trägers an den Stellen, die die Funktion der Spule übernehmen sollen, insbesondere durch Plattieren, Aufschweißen, Auflöten, Aufpressen, Abfräsen oder Abätzen des Trägermaterials, sei es als entsprechende Aussparung des Trägers 40, insbesondere durch Abfräsen, Ausfräsen, Ausschneiden oder Abätzen des Trägermaterials, der dann mit seinem Restmaterial die Induktionsspulenfunktion wahrnimmt. Das Material des Trägers 40 selbst kann hierbei ein mit elektrisch leitfähigem Material beschichtetes Gebilde aus elektrisch nicht oder nur schlecht leitfähigem Material bestehen, insbesondere Platten- oder Rohrform haben, oder gleich aus einem Halbleiter bestehen, der entsprechend chemisch abgeätzt, insbesondere auch dotiert wird, um an den Stellen die elektrische Leitfähigkeit zu erreichen, die Induktionsspulenfunktion zu realisieren.It is again irrelevant whether the induction coil 10 to 15 , 19 , 35 or 37 is in the form of a wire or foil or is integrated in a carrier 40 , be it as a corresponding thickening of the carrier at the points which take over the function of the coil should, in particular by plating, welding, soldering, pressing, milling or etching the carrier material, be it as a corresponding recess in the carrier 40 , in particular by milling, milling, cutting out or etching the carrier material, which then performs the induction coil function with its residual material. The material of the carrier 40 itself can in this case be a structure coated with an electrically conductive material made of electrically non-conductive or poorly conductive material, in particular in the form of a plate or tube, or it can consist of a semiconductor which is chemically etched, in particular also doped, to to achieve electrical conductivity at the points, to implement the induction coil function.

Eine andere Ausführungsform der Erfindung verwendet anstelle einer Induktionsspule gleich ein Gebilde, das insbesondere Platten- oder Rohrform hat und aus einem Material besteht, das Magnetfelder durch physikalische Effekte im Material selbst direkt in elektrische Ladungen umsetzt, die am Gebilde selbst abgreifbar sind und damit dieselben Wirkungen in hier angeschlossenen Widerständen und Halbleitern erzeugen, wie die bisher stets erwähnte Induktionsspule. Auch Spaltanzündung läßt sich hiermit erreichen, wenn die Ladungen nicht über einen heiß werdenden Widerstand fließen, sondern direkt durch den am Gebilde anliegenden brennbaren Stoff.Another embodiment of the invention uses instead of an induction coil same as a structure that has in particular plate or tube shape and made of one material exists, the magnetic fields directly in through physical effects in the material converts electrical charges that can be tapped from the structure itself and thus the same Generate effects in resistors and semiconductors connected here, such as Induction coil always mentioned so far. Gap ignition can also be achieved with this, if the charges do not flow through a heating resistor, but directly due to the flammable material attached to the structure.

Fig. 3 zeigt mögliche Verschaltungen einer aus mehreren Windungen bestehenden Induktionsspule:
In Fig. 3a wird die Induktionsspule über einen ohmschen Widerstand, insbesondere über einen Kohleschicht- oder Kohlemassewiderstand 16 verbunden, der durch das Fliesen des induzierten Stroms heiß wird und das an ihm anliegende brennbare Material 9 zündet. Anstelle eines ohmschen Widerstandes kann aber auch ein Halbleiterwiderstand, insbesondere als Teil einer signalauswertenden Schaltung treten oder eine Masse, die leitfähig ist und sich ähnlich einem ohmschen Widerstand erwärmt. Anstelle des Widerstandes 16 kann auch eine Glühdrahtschleife 17 oder ein einfacher Kurzschluß 18 treten, wobei im letzten Fall das Material der Spule selbst sich erhitzt und das anliegende brennbare Material 9 zündet. In Fig. 3b ist die Spule 19 gleich zusammen mit einem sich beim Stromfluß an mindestens einer Stelle sich erhitzenden Halbleiterchips 20 auf einem Träger integriert und liegt so im brennbaren Stoff 9. Fig. 3 shows possible interconnections of a multi-winding inductor:
In FIG. 3a, the induction coil is connected via an ohmic resistor, in particular via a carbon layer or carbon mass resistor 16 , which becomes hot due to the tiling of the induced current and ignites the combustible material 9 applied to it. Instead of an ohmic resistor, a semiconductor resistor, in particular as part of a signal-evaluating circuit, or a ground that is conductive and heats up similarly to an ohmic resistor can also be used. Instead of the resistor 16 , a glow wire loop 17 or a simple short circuit 18 can occur, in which case the material of the coil itself heats up and the combustible material 9 ignites. In FIG. 3 b, the coil 19 is integrated on a carrier together with a semiconductor chip 20 that heats up at at least one point during the current flow and is thus located in the combustible substance 9 .

Fig. 4 verdeutlicht mögliche Einbringungsarten der Induktionsspule ins Gesamtsystem. Diese liegt entweder wie in Fig. 1 gezeichnet einfach mehr oder weniger lagefixiert im brennbaren Material 9 oder ist ins Gehäuse 6 eingelegt und dann mit dem brennbaren Stoff 9 beschüttet oder dieser aufgepreßt (Fig. 4a). Fig. 4 illustrates possible ways of introducing the induction coil into the overall system. This is either as shown in Fig. 1 simply more or less fixed in position in the combustible material 9 or is inserted into the housing 6 and then spilled with the combustible material 9 or pressed on ( Fig. 4a).

In Fig. 4b wurde die Induktionsspule 22 direkt in ein Kunststoffgehäuse 21 mit eingespritzt, in Fig. 4c wurde das aus elektrisch leitfähigem Material bestehende Gehäuse 23 an der Erregerstelle einfach spulenartig so verdickt, daß hier der größte Strom fließt und damit auch die größte Energie eingebracht wird. Mit 25 ist ein Halbleiterchip bezeichnet, der hier beispielsweise eingepreßt werden kann und direkt seine Informationen aus der als Induktionsschleife wirkenden Ring entnehmen kann, indem er den Ring einfach am Umfang an zwei Stellen abgreift. Ebenso vorstellbar ist aber auch hier die Funktion als Energieverbraucher in seiner Funktion dann als Halbleiterwiderstand bei geschlossener oder offenen Induktionsschleife.In Fig. 4b, the induction coil 22 was injected directly into a plastic housing 21 , in Fig. 4c the housing 23 made of electrically conductive material was simply thickened in a coil-like manner at the excitation point in such a way that the greatest current flows here and thus the greatest energy is introduced becomes. 25 denotes a semiconductor chip, which can be pressed in here, for example, and can directly extract its information from the ring acting as an induction loop by simply tapping the ring at two points on the circumference. However, the function as an energy consumer is also conceivable here as a semiconductor resistor with the induction loop closed or open.

Fig. 4d und 4e zeigt die Situation, wenn die Erregerspule 26 in die Induktionsspule 27 eintaucht oder umgekehrt, um hierdurch über eine bessere Ankopplung eine bessere Übertragung der Energie zu erzwingen und damit den Aufwand erregerseitig oder/und induktionsseitig wesentlich zu verkleinern. Diese Methode bringt natürlich in all den Fällen konstruktive Schwierigkeiten mit sich, in denen ein zu zündender Gasgenerator maschinell nacheinander vor die Erregerspule zur Zündung herangeführt und danach wieder ausgestoßen wird. Gleichzeitig soll hier aufgezeigt werden, daß der sich bis zur Zündtemperatur zu erwärmende Widerstand 28 nicht unbedingt am Ort der Induktionsspule eingebracht werden muß, sondern abgesetzt bzw. irgendwo im zu zündenden System! Fig. 4d and 4e shows the situation when the exciting coil is immersed 26 in the induction coil 27 or vice versa, in order to force a result with a better coupling a better transfer of energy and thus to reduce the cost of pathogen-side and / or induction other essential. Of course, this method leads to constructional difficulties in all cases in which a gas generator to be ignited is mechanically brought one after the other in front of the excitation coil for ignition and then ejected again. At the same time, it should be shown here that the resistor 28 to be heated up to the ignition temperature does not necessarily have to be introduced at the location of the induction coil, but instead is set down or somewhere in the system to be ignited!

Aber auch hier kann der Kopplungsfaktor des Spulensystems, bestehend aus Erregerspule 26 und Induktionsspule 27 wieder durch Ferrite in Stab-, Platten- oder Topfform drastisch erhöht werden.But here too the coupling factor of the coil system, consisting of excitation coil 26 and induction coil 27, can again be increased drastically by ferrites in the form of rods, plates or pots.

Claims

1. method for igniting flammable substances by eddy currents,
with an excitation coil,
with an induction coil,
characterized in that the induction coil is in contact with the combustible material to be ignited.

2. Eddy current ignition according to claim 1, characterized in that the excitation coil 5 is located in a capacitor discharge circuit and the capacitor 3 stores the energy required for ignition.

3. eddy current ignition according to claim 1, characterized in that the excitation coil 5 is supplied by an LF or HF generator with alternating current.

4. eddy current ignition according to claim 3, characterized in that the Excitation coil is in resonance with the exciting alternating current.

5. eddy current ignition according to claim 1, characterized in that the Induction coil is short-circuited.

6. eddy current ignition according to claim 1, characterized in that the Induction coil is open.

7. eddy current ignition according to claim 1, characterized in that the Induction coil is a foil.

8. eddy current ignition according to claim 1, characterized in that the Induction coil is a foil ring.

9. eddy current ignition according to claim 1, characterized in that in the Induction coil induced current on an ohmic resistor that heats up ultimately ignites the flammable material present here.

10. Eddy current ignition according to claim 9, characterized in that the ohmic resistance is a semiconductor.

11. eddy current ignition according to claim 9, characterized in that the ohmic resistance is a filament.

12. Eddy current ignition according to claim 9, characterized in that the ohmic resistance is a material which converts on reaching its own ignition temperature, thereby releasing hot gas, a flame or hot particles, which in turn ignites the combustible material 9 .

13. Eddy current ignition according to claim 1, characterized in that the Induction coil is tapered to one or more places to there the To force warming and thus the ignition of the combustible material to enforce precisely designated places.

14. Eddy current ignition according to claim 1, characterized in that the induction coil itself is made of a material which converts on reaching its own ignition temperature, thereby releasing hot gas, a flame or hot particles, which in turn ignites the combustible material 9

15. Eddy current ignition according to claim 1, characterized in that the material of the induction coil is coated with a material which converts on reaching its own ignition temperature, thereby releasing hot gas, a flame or hot particles, which in turn ignites the combustible material 9

16. Eddy current ignition according to claim 1, characterized in that the material of the induction coil is charged internally with a material which converts on reaching its own ignition temperature, opens the coil wire at at least one point and thereby releases hot gas, a flame or hot particles, which in turn is released ignite the combustible material 9 .

17. Eddy current ignition according to claim 14 to 16, characterized in that the induced current only through the part performing the induction coil function of the coil material flows and the rest of the coil material simply through the from induced current heated partial material of the induction coil is ignited.

18. Eddy current ignition according to claim 1, characterized in that the induction coil 10 to 15 , 19 , 35 or 37 are present as a wire or foil structure, or is integrated in a carrier 40 .

19. Eddy current ignition according to claim 1, characterized in that the induction coil 10 to 15 , 19 , 35 or 37 is integrated in a carrier 40 .

20. Eddy current ignition according to one of the preceding claims, characterized characterized in that a signal current is fed into the excitation circuit, whose field component also contains a signal current or a signal in the induction coil Signal voltage induced and then evaluated.

21. Eddy current ignition according to one of the preceding claims, characterized in that the induction coil supplies a circuit with energy which evaluates the signal voltage from the source 32 via the excitation coil 5 .

22. Eddy current ignition according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the ignition energy as a result of the signal suppression on several places in the flammable material occur almost simultaneously.

23. Eddy current ignition according to one of the preceding claims, characterized characterized that the ignition energy as a result of signal suppression takes place successively in several places at different times in the flammable substance.

24. Eddy current ignition according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the excitation coil is immersed in the induction coil.

25. Eddy current ignition according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the induction coil is immersed in the excitation coil.

26. Eddy current ignition according to one of the preceding claims, characterized characterized in that for field strengthening and thus to reduce the im Excitation circuit required energy field-reinforcing substances, in particular ferromagnetic substances in the range of action of the excitation coil and / or Induction coil are brought.

27. Eddy current ignition according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the induction coil in the housing of the to be ignited Gas generator is inserted.

28. Eddy current ignition according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the induction coil in the material of the housing of the igniting gas generator is integrated.

29. Eddy current ignition according to one of the preceding claims, characterized in that the induction coil 24 is formed by an appropriate design of the housing of the gas generator to be ignited from an electrically conductive material (integral housing)

30. Eddy current ignition according to one of the preceding claims, characterized in that the induction coil 27 and the ohmic resistor 28 supplied by it or acting as an ohmic resistor are spatially separated from one another.

31. Eddy current ignition according to one of the preceding claims, characterized characterized in that several excitation coils act on an induction coil.

32. Eddy current ignition according to one of the preceding claims, characterized characterized in that an excitation coil act on several induction coils.

33. Eddy current ignition according to one of the preceding claims, characterized characterized in that several excitation coils on several induction coils act.

34. Eddy current ignition according to one of the preceding claims, characterized in that a plurality of signal sources 32 act in the excitation circuit.

35. process for igniting flammable substances by eddy currents,
with an excitation coil,
with a structure that has in particular plate or tube shape and consists of a material that converts magnetic fields directly into electrical charges through physical effects in the material itself (magnetically active material, in particular semiconductors) that can be tapped from the structure itself,
characterized in that the structure is in contact with the combustible material to be ignited.

36. Eddy current ignition according to claim 35, characterized in that all Claims 2 to 34 are equally valid here instead of The induction coil is only the structure of magnetically active material.