DE102006051456A1 - Electrically actuatable igniter for inflating, e.g. inflatable air bags, includes ignition material comprising metal powder having macro-agglomerates of metal particles, and oxidizer that exothermically reacts with the metal powder - Google Patents

Electrically actuatable igniter for inflating, e.g. inflatable air bags, includes ignition material comprising metal powder having macro-agglomerates of metal particles, and oxidizer that exothermically reacts with the metal powder Download PDF

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Harold R. Gilbert Blomquist
Bryan W. San Diego Shirk
Timothy A. San Diego Swann
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ZF Active Safety and Electronics US LLC
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TRW Automotive US LLC
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    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B3/00—Blasting cartridges, i.e. case and explosive
    • F42B3/10—Initiators therefor
    • F42B3/103—Mounting initiator heads in initiators; Sealing-plugs
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    • B60R21/02—Occupant safety arrangements or fittings, e.g. crash pads
    • B60R21/16—Inflatable occupant restraints or confinements designed to inflate upon impact or impending impact, e.g. air bags
    • B60R21/26—Inflatable occupant restraints or confinements designed to inflate upon impact or impending impact, e.g. air bags characterised by the inflation fluid source or means to control inflation fluid flow
    • B60R2021/26029—Ignitors

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Abstract

An electrically actuatable igniter (24) comprises a pair of electrodes; a heating element electrically connected between the electrodes; and an ignition material in contact with the heating element and comprising a metal powder and an oxidizer that exothermically reacts with the metal powder. The metal powder includes macro-agglomerates of metal particles. The metal particles have an average diameter less than 0.1 mu m and an oxide layer that prevents contact of the particles with the oxidizer. The ignition material deflagrates when the heating element is heated to at least 250[deg]C.

Description

Gebiet der ErfindungTerritory of invention

Diese Anmeldung ist eine Teilfortsetzung bzw. „Continuation-in-part" der Anmeldung mit der Seriennummer 09/634,384, eingereicht am 9. August 2000.These Registration is a partial continuation or "continuation-in-part" of the registration with Serial No. 09 / 634,384 filed on August 9, 2000.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Zündvorrichtung und bezieht sich insbesondere auf ein Zündmaterial für eine Zündvorrichtung zum Aufblasen einer aufblasbaren Fahrzeuginsassenschutzeinrichtung.The The present invention relates to an ignition device and relates in particular to an ignition material for one detonator for inflating an inflatable vehicle occupant protection device.

Hintergrund der Erfindungbackground the invention

Eine aufblasbare Fahrzeuginsassenschutzeinrichtung, beispielsweise ein Airbag, wird durch Aufblasgas, das von einer Aufblasvorrichtung geliefert wird, aufgeblasen. Die Aufblasvorrichtung enthält typischerweise zündbares Gas erzeugendes Material. Die Aufblasvorrichtung umfasst ferner eine Zündvorrichtung, um das Gas erzeugende Material zu zünden.A inflatable vehicle occupant protection device, for example a Airbag, is powered by inflation gas supplied by an inflator is delivered, inflated. The inflator typically includes ignitable Gas generating material. The inflator further comprises an ignition device, to ignite the gas generating material.

Die Zündvorrichtung enthält eine Füllung mit Zündmaterial. Die Zündvorrichtung enthält ebenfalls einen Brückenzünder bzw. Brückendraht, der in einer Wärme übertragenden Beziehung mit dem Zündmaterial getragen wird. Wenn die Zündvorrichtung betätigt wird, wird ein Betätigungs- bzw. Auslösepegel des Stroms durch den Brückendraht in der Zündvorrichtung geleitet. Dies bewirkt, dass der Brückendraht durch den Widerstand erhitzt wird, und zwar ausreichend, um das Zündmaterial zu zünden. Das Zündmaterial erzeugt dann Zündprodukte, die ihrerseits das Gas erzeugende Material zünden.The detonator contains a filling with ignition material. The ignition device contains also a bridge detonator or Bridge wire, the heat transferring Relationship with the ignition material will be carried. When the igniter actuated becomes an actuation or trigger level of the Electricity through the bridge wire in the ignition device directed. This causes the bridge wire through the resistor is heated, and sufficient to ignite the ignition material. The ignition material then generates ignition products, which in turn ignite the gas generating material.

Zusammenfassung der ErfindungSummary the invention

Die vorliegende Erfindung ist eine elektrisch betätigbare Zündvorrichtung. Die elektrisch betätigbare Zündvorrichtung umfasst ein Paar von Elektroden. Ein Heizelement ist elektrisch zwischen die Elektroden geschaltet. Ein Zündmate rial steht mit dem Heizelement in Kontakt. Das Zündmaterial weist ein Metallpulver und ein Oxidationsmittel auf, das exotherm mit dem Metallpulver reagiert. Das Metallpulver umfasst Makroagglomerate von Metallteilchen. Die Metallteilchen besitzen einen durchschnittlichen Durchmesser von weniger als etwa 0,1 μm und besitzen eine Oxidschicht, die den Kontakt der Teilchen mit dem Oxidationsmittel verhindert. Das Zündmaterial verbrennt rasch bzw. deflagriert, wenn das Heizelement auf eine Temperatur von mindestens etwa 250°C erhitzt wird.The The present invention is an electrically actuatable ignition device. The electric actuated detonator includes a pair of electrodes. A heating element is electric connected between the electrodes. A Zündmate rial is connected to the heating element in contact. The ignition material has a metal powder and an oxidizing agent that is exothermic reacted with the metal powder. The metal powder includes macroagglomerates of metal particles. The metal particles have an average Diameter less than about 0.1 μm and have an oxide layer, which prevents contact of the particles with the oxidizing agent. The ignition material burns quickly or deflagrated when the heating element on a Temperature of at least about 250 ° C is heated.

Kurze Beschreibung der Zeichnungenshort Description of the drawings

Die vorangegangen und andere Merkmale der Erfindung werden einem Fachmann beim Berücksichtigen der folgenden Beschreibung und der begleitenden Zeichnungen, offensichtlicher werden, wobei in den Zeichnungen zeigt:The and other features of the invention will become apparent to those skilled in the art when considering the following description and the accompanying drawings, more obvious In the drawings:

1 eine schematische Ansicht einer Fahrzeuginsassenschutzvorrichtung, die die vorliegende Erfindung verkörpert; und 1 a schematic view of a vehicle occupant protection device embodying the present invention; and

2 eine vergrößerte Schnittansicht eines Teils der Vorrichtung der 1. 2 an enlarged sectional view of a part of the device of 1 ,

Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispielsdescription of the preferred embodiment

Mit Bezug auf 1 umfasst eine Vorrichtung 10, die die vorliegende Erfindung verkörpert, eine Aufblasvorrichtung 14 und eine aufblasbare Fahrzeuginsassenschutzeinrichtung 26. Die Aufblasvorrichtung 14 enthält ein Gas erzeugendes Material 16. Das Gas erzeugende Material 16 wird durch eine Zündvorrichtung 24, die betriebsmäßig mit dem Gas erzeugenden Material 16 assoziiert ist, gezündet. Elektrische Leitungen 20 und 22 leiten den elektrischen Strom zu und von der Zündvorrichtung 24. Der elektrische Strom wird von einer Leistungsquelle (nicht gezeigt) durch einen Zusammenstoßsensor bzw. Crashsensor 18 zu der Zündvorrichtung 24 weitergeleitet. Der Crashsensor 18 spricht auf eine Fahrzeugverzögerung an, die eine Anzeige für einen Zusammenstoß bildet. Ein Gasströmungsmittel 28, wie beispielsweise eine Öffnung in der Aufblasvorrichtung 14, leitet Gas, das durch die Verbrennung des Gas erzeugenden Materials 16 erzeugt wird, zu der Fahrzeuginsassenschutzeinrichtung 26.Regarding 1 includes a device 10 embodying the present invention, an inflator 14 and an inflatable vehicle occupant protection device 26 , The inflator 14 contains a gas generating material 16 , The gas generating material 16 is by an igniter 24 that is operational with the gas generating material 16 is ignited, detonated. Electric lines 20 and 22 conduct the electric current to and from the igniter 24 , The electric current is supplied from a power source (not shown) by a crash sensor 18 to the igniter 24 forwarded. The crash sensor 18 responds to a vehicle deceleration that is indicative of a collision. A gas fluid 28 such as an opening in the inflator 14 , conducts gas caused by the combustion of the gas generating material 16 is generated to the vehicle occupant protection device 26 ,

Eine bevorzugte Fahrzeuginsassenschutzeinrichtung 26 ist ein Airbag, der aufblasbar ist, um beim Schutz eines Fahrzeuginsassen im Falle eines Zusammenstoßes zu helfen. Andere Fahrzeuginsassenschutzeinrichtungen, die mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, sind aufblasbare Sitzgurte, aufblasbare Kniepolster, aufblasbare Airbags, die Kniepolster betätigen, aufblasbare Auskleidungen im Kopfbereich und aufblasbare Seitenvorhänge.A preferred vehicle occupant protection device 26 is an air bag that is inflatable to help protect a vehicle occupant in the event of a collision. Other vehicle occupant protection devices that can be used with the present invention include inflatable seat belts, inflatable knee bolsters, inflatable air bags that operate knee bolsters, inflatable headlining, and inflatable side curtains.

Mit Bezug auf 2 besitzt die Zündvorrichtung 24 eine Mittelachse 39 und ein Paar axial vorspringender Elektroden 40 und 42. Ein Heizelement in Form eines Brückendrahts 44 ist elektrisch zwischen die Elektroden 40 und 42 innerhalb der Zündvorrichtung 24 geschaltet. Ein Zündmaterial 48 ist innerhalb der Zündvorrichtung 24 enthalten. Das Zündmaterial umgibt den Brückendraht 44 und steht in Kontakt mit ihm, so dass das Zündmaterial in einer Wärme aufnehmenden Beziehung zu dem Brückendraht 44 steht.Regarding 2 owns the ignition device 24 a central axis 39 and a pair of axially projecting electrodes 40 and 42 , A heating element in the form of a bridge wire 44 is electrically between the electrodes 40 and 42 inside the ignition device 24 connected. An ignition material 48 is inside the igniter 24 contain. The ignition material surrounds the bridge wire 44 and is in contact with it so that the ignition material is in a heat receiving relationship with the bridge wire 44 stands.

Die Zündvorrichtung 24 umfasst ferner ein Kopfstück (header) 50, einen Füll- bzw. Ladungsbecher 52 und ein Gehäuse bzw. eine Umhüllung 54. Das Kopfstück 50 ist ein Metallteil, das vorzugsweise aus 304L Stahl hergestellt ist, mit einem im Allgemeinen zylindrischen Körper 60 und einem rundumlaufenden bzw. ringförmigen Flansch 62, der radial nach außen von einem Ende des Körpers 50 vorragt. Eine zylindrische Außenoberfläche 64 des Körpers 60 besitzt einen ausgenommenen Teil 66, der eine sich umfangsmäßig erstreckende Nut 68 definiert.The ignition device 24 also includes a header 50 , a filling or loading cup 52 and a housing or enclosure 54 , The head piece 50 is a metal part, preferably made of 304L steel, with a generally cylindrical body 60 and a circumferential or annular flange 62 that extends radially outward from one end of the body 50 projects. A cylindrical outer surface 64 of the body 60 has a recessed part 66 which has a circumferentially extending groove 68 Are defined.

Der Ladungsbecher 52 ist ebenfalls ein Metallteil und besitzt eine zylindrische Seitenwand 70, die in einer Presspassung über dem Körper 60 des Kopfstücks 50 aufgenommen ist. Die Seitenwand 70 des Ladungsbechers 52 ist an dem Körper 60 des Kopfstücks 50 befestigt und verschlossen durch eine sich umfangsmäßig erstreckende Schweißnaht 72. Der Landungsbecher 52 ist fer ner an dem Kopfstück 50 befestigt, und zwar durch eine Vielzahl umfangsmäßig beabstandeter eingeschnittener Teile 74 der Seitenwand 70, die radial nach innen in die Nut 68 gecrimpt sind. Bei dieser Anordnung beinhalten die Seitenwand 70 und eine rundumlaufende bzw. zirkuläre Endwand 76 des Ladungsbechers 52 zusammen das Zündmaterial 48 und halten dieses in einer Wärme übertragenden Beziehung mit dem Brückendraht 44. Eine Vielzahl verdünnter Teile (nicht gezeigt) der Endwand 76 fungieren als Schwachstellen bzw. Sollbruchstellen, die unter dem Einfluss der Verbrennungsprodukte, die durch das Zündmaterial 48 erzeugt werden, reißen.The cargo cup 52 is also a metal part and has a cylindrical side wall 70 in an interference fit over the body 60 of the head piece 50 is included. The side wall 70 of the charge cup 52 is on the body 60 of the head piece 50 attached and closed by a circumferentially extending weld 72 , The landing cup 52 is fer ner on the head piece 50 fastened, by a plurality of circumferentially spaced cut parts 74 the side wall 70 that is radially inward into the groove 68 are crimped. In this arrangement, the side wall includes 70 and a circumferential or circular end wall 76 of the charge cup 52 together the ignition material 48 and hold this in heat transferring relationship with the bridgewire 44 , A plurality of thinned parts (not shown) of the end wall 76 act as weak points or predetermined breaking points, which under the influence of the combustion products, by the Zündmaterial 48 be generated, tear.

Das Gehäuse bzw. die Umhüllung 54 ist ein hülsenförmiges Kunststoffteil, das auf das Kopfstück 50 und den Ladungsbecher 52 aufgeschrumpft ist, um diese Teile zu isolieren und teilweise einzukapseln. Eine Öffnung 79 in der Umhüllung 54 gestattet, dass die Zündprodukte durch die gebrochenen verdünnten Teile des Ladungsbechers 52 entweichen, um die Zündvorrichtung 24 zu verlassen.The housing or the enclosure 54 is a sleeve-shaped plastic part, which is on the head piece 50 and the cargo cup 52 shrunk to isolate and partially encapsulate these parts. An opening 79 in the serving 54 allows the ignition products to pass through the broken thinned parts of the charge cup 52 escape to the ignition device 24 to leave.

Das Kopfstück 50 besitzt ein Paar zylindrischer Innenoberflächen 80 und 82, die axial ausgerichtet sind und zusammen einen Mitteldurchlass 84 definieren, der sich vollständig durch das Kopfstück 50 erstreckt. Die erste Elektrode 40 besitzt einen inneren Endteil 86, der sich entlang der gesamten Länge des Mitteldurchlasses 84 erstreckt. Ein Paar axial voneinander beabstandeter Glasdichtungen bzw. Glasdurchführungen (glass seals) 88 und 90 umgeben die erste Elektrode 40 in dem Mitteldurchlass 84 und isolieren die erste Elektrode 40 elektrisch von dem Kopfstück 50 und von der Elektrode 42. Die Glassdurchführungen 88 und 90 sind vorzugsweise aus einem Barium-Alkalisilikatglas ausgebildet. Die Elektrode 42 sitzt an einem Ende 43 gegen das Kopfstück 50, und zwar in direktem Kontakt zu dem Kopfstück 50.The head piece 50 has a pair of cylindrical inner surfaces 80 and 82 which are axially aligned and together form a central passage 84 define itself completely through the header 50 extends. The first electrode 40 has an inner end part 86 extending along the entire length of the central passageway 84 extends. A pair of axially spaced glass seals or glass seals 88 and 90 surround the first electrode 40 in the middle passage 84 and isolate the first electrode 40 electrically from the head piece 50 and from the electrode 42 , The glass ducts 88 and 90 are preferably formed from a barium-alkali silicate glass. The electrode 42 sits at one end 43 against the head piece 50 in direct contact with the header 50 ,

Der Brückendraht 44 erstreckt sich von einer sich radial erstreckenden Oberfläche 41 der ersten Elektrode 40 zu einer sich radial erstreckenden Oberfläche 51 des Kopfstücks 50. Der Brückendraht 44 hat abgeflachte entgegengesetzte Endteile 100 und 102, die an die Elektrodenoberfläche 41 und die Kopfstückoberfläche 51 durch elektrische Widerstandsschweißnähte 104 bzw. 106 befestigt sind. Die entgegengesetzten Endteile 100 und 102 des Brückendrahts 44 werden unter dem Druck abgeflacht, der an die Schweißelektroden (nicht gezeigt) angelegt wird, die verwendet werden, um die Widerstandsschweißnähte 104 und 106 zu bilden. Der Brückendraht 44 besitzt somit einen nicht abgeflachten Hauptteil 108, der sich zwischen den entgegengesetzten Endteilen 100 und 102 erstreckt. Der Hauptteil 108 des Brückendrahts 44 ist gebogen, sodass der Hauptteil 108 in einer Ebene liegt, die beabstandet ist von der Ebene der entgegengesetzten Endteile 100 und 102 und von einer sich radial erstreckenden Oberfläche 89 der ersten Glasdichtung bzw. Glasdurchführung 88 und der Kopftückoberfläche 51.The bridge wire 44 extends from a radially extending surface 41 the first electrode 40 to a radially extending surface 51 of the head piece 50 , The bridge wire 44 has flattened opposite end parts 100 and 102 attached to the electrode surface 41 and the header surface 51 by electrical resistance welds 104 respectively. 106 are attached. The opposite end parts 100 and 102 of the bridge wire 44 are flattened under the pressure applied to the welding electrodes (not shown) used to seal the resistance welds 104 and 106 to build. The bridge wire 44 thus has a non-flattened body 108 that is between the opposite end parts 100 and 102 extends. The main part 108 of the bridge wire 44 is bent, so the main part 108 is in a plane which is spaced from the plane of the opposite end parts 100 and 102 and from a radially extending surface 89 the first glass seal or glass feedthrough 88 and the head surface 51 ,

Der Brückendraht 44 wird in einem Ausführungsbeispiel aus einer Metalllegierung mit hohem Widerstand gebildet. Eine bevorzugte Metalllegierung ist „NICHROME", eine Nickel-Chrom-Legierung. Andere geeignete Legierungen zum Bilden eines Brückendrahts 44 mit hohem Widerstand umfassen Platin-Wolfram und 304L-Stahl. Ein elektrischer Stromfluss in dem Brückendraht 44 erwärmt den Brückendraht durch den Widerstand auf eine Temperatur von etwa 250°C bis etwa 400°C. Die Hitze, die durch den. Brückendraht 44 erzeugt wird, reicht aus, um das Zündmaterial 48 zu zünden.The bridge wire 44 In one embodiment, it is formed from a high resistance metal alloy. A preferred metal alloy is "NICHROME", a nickel-chromium alloy Other suitable alloys for forming a bridgewire 44 high resistance include platinum tungsten and 304L steel. An electric current flow in the bridge wire 44 heats the bridge wire through the resistor to a temperature of about 250 ° C to about 400 ° C. The heat by the. bridge wire 44 is sufficient to the ignition material 48 to ignite.

Eine Halbleiterbrücke (SCB = Semi-Conductor Bridge) kann anstelle des Brückendrahts 44 verwendet werden. Eine Halbleiterbrücke besteht aus ungleichen leitfähigen Materialien, wie beispielsweise einer dicken Widerstandsschicht (resistive film) auf einem keramischen Substrat, einer dünnen Widerstandsschicht, die auf ein Keramiksubstrat aufgebracht ist oder einer Halbleiterverbindung, die auf ein Siliziumsubstrat diffusionsdotiert ist. Ein Stromfluss in der Halbleiterbrücke erhitzt die Halbleiterbrücke auf eine Temperatur von etwa 250°C bis etwa 400°C, welche ausreicht, um das Zündmaterial 48 zu zünden. Beispiele von Halbleiterbrücken umfassen Folgendes: ein Substrat, das aus einem Keramikmaterial geformt ist, wie beispielsweise dichtes Aluminiumoxid (Al2O3), Berylliumoxid (BeO) oder Steatit und eine Legierung wie beispielsweise Nickel-Chrom, Phosphorchrom, oder Tantalnitrid auf dem Substrat.A semiconductor bridge (SCB = Semi-Conductor Bridge) may be used instead of the bridgewire 44 be used. A semiconductor bridge is made up of dissimilar conductive materials, such as a thick resistive film on a ceramic substrate, a thin resistive layer deposited on a ceramic substrate, or a semiconductor compound that is diffusion doped onto a silicon substrate. A current flow in the semiconductor bridge heats the semiconductor bridge to a temperature of about 250 ° C to about 400 ° C, which is sufficient to ignite the ignition material 48 to ignite. Examples of semiconductor bridges include: a substrate formed of a ceramic material such as dense alumina (Al 2 O 3 ), beryllium oxide (BeO) or steatite, and an alloy such as nickel-chromium, phosphorochrome, or tantalum nitride on the substrate.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist das Zündmaterial 48 eine pyrotechnische Zusammensetzung, die deflagriert, wenn der Brückendraht 44 auf eine Temperatur von mindestens etwa 250°C erhitzt wird. Deflagrieren bedeutet, dass sich das Zündmaterial 48 einer exothermen chemischen Reaktion unterzieht, die eine starke Entstehung von Hitze und Funken oder einer Flamme erzeugt, die sich durch das Zündmaterial 48 mit einer Geschwindigkeit bewegt, die kleiner ist als die Schallgeschwindigkeit.According to the present invention, the ignition material 48 a pyrotechnic composition which deflagrates when the bridge wire 44 is heated to a temperature of at least about 250 ° C. Deflagration means that the ignition material 48 undergoes an exothermic chemical reaction that produces a strong build-up of heat and sparks or a flame that passes through the ignition material 48 moving at a speed that is less than the speed of sound.

Das Zündmaterial 48 der vorliegenden Erfindung umfasst einen Brennstoff und ein Oxidationsmittel. Der Brennstoff ist ein Metallpulver, das bei Betätigung der Zündvorrichtung 24 exotherm mit dem Oxidationsmittel reagiert. Das Metallpulver der vorliegenden Erfindung wird durch eine elektrische Explosion eines Metalldrahts unter kontrollierter atmosphärischer Bedingung hergestellt. Die elektrische Explosion eines Metalldrahts zur Herstellung eines pulverförmigen Metalls ist in der Technik bekannt. In dem Prozess wird ein Metalldraht in eine inerte Atmosphäre platziert und in eine elektrische Schaltung geschaltet, die eine Leistungsquelle umfasst. Der Draht wird mit elektrischen Stromimpulsen versehen, ausreichend, um die Temperatur des Metalldrahts auf eine Temperatur von etwa 10.000°C bis etwa 20.000°C anzuheben. Bei einer Temperatur von etwa 10.000°C bis etwa 20.000°C verdampft der Metalldraht und bildet ein Metallplasma. Der Impuls des elektrischen Stroms, der den Metalldraht verdampft, erzeugt auch ein elektromagnetisches Feld, das anfänglich das Metallplasma enthält. Der Dampfdruck des Metallplasmas überwindet das Elektromagnetfeld und das Metallplasma explodiert in ein Aerosol von Metallteilchen.The ignition material 48 The present invention includes a fuel and an oxidizer. The fuel is a metal powder which, upon actuation of the ignition device 24 reacted exothermically with the oxidizing agent. The metal powder of the present invention is made by an electric explosion of a metal wire under a controlled atmospheric condition. The electrical explosion of a metal wire to produce a powdered metal is known in the art. In the process, a metal wire is placed in an inert atmosphere and switched into an electrical circuit that includes a power source. The wire is provided with electrical current pulses sufficient to raise the temperature of the metal wire to a temperature of about 10,000 ° C to about 20,000 ° C. At a temperature of about 10,000 ° C to about 20,000 ° C, the metal wire evaporates and forms a metal plasma. The pulse of electrical current that vaporizes the metal wire also creates an electromagnetic field that initially contains the metal plasma. The vapor pressure of the metal plasma overcomes the electromagnetic field and the metal plasma explodes into an aerosol of metal particles.

Die Metallteilchen, die so durch die Explosion des Metalldrahts geformt sind, besitzen eine im Wesentlichen sphärische bzw. kugelförmige Konfiguration und besitzen eine durchschnittliche Teilchengröße von weniger als etwa 100 nm. Vorzugsweise besitzen die Metallteilchen eine durchschnittliche Teilchen größe von etwa 20 nm bis etwa 100 nm. Andere Verfahren zum Erhalten von Metallteilchen in diesem Größenbereich sind ebenfalls bekannt.The Metal particles that are so formed by the explosion of the metal wire are of a substantially spherical configuration and have an average particle size of less than about 100 nm. Preferably, the metal particles have an average particle size of about 20 nm to about 100 nm. Other methods of obtaining metal particles in this size range are also known.

Die Metallteilchen ballen sich zusammen bzw. agglomerieren zu Makroagglomeraten mit der Konsistenz eines Metallpulvers. Die Makroagglomerate besitzen einen durchschnittlichen Durchmesser von etwa 1 μm bis etwa 2 μm. Vorzugsweise besitzen die Makroagglomerate einen durchschnittlichen Durchmesser von etwa 1 μm.The Metal particles clump together or agglomerate into macroagglomerates with the consistency of a metal powder. The macroagglomerates possess an average diameter of about 1 μm to about 2 μm. Preferably The macroagglomerates have an average diameter of about 1 micron.

Metallpulver in der Größenordnung, die durch die elektrische Explosion eines Metalldrahts gebildet werden, reagieren schneller mit dem Oxidationsmittel der vorliegenden Erfindung als Metallpulver, die durch konventionelle Verfahren, beispielsweise Gasatomisierung, gebildet werden. Die Reaktionsrate des Metallpulvers mit dem Oxidationsmittel wird für Metallpulver, die durch eine elektrische Explosion von Metalldrähten gebildet sind, erhöht, da die Aktivierungsbarriere der Teilchenreaktion herabgesetzt wird. Eine Komponente davon ist der erleichterte Hitzetransfer dank des größeren Oberflächengebietes als bei Metallpulvern, die durch konventionelle Verfahren gebildet sind. Metallpulver die durch eine Elektroexplosion gebildet sind, besitzen ein Oberflächengebiet von etwa 15 Quadratmetern pro Gramm, was mehrere Größenordnungen größer ist als bei Metallpulvern, die durch konventionelle Verfahren gebildet sind. Die Reaktivität, die sich in der Selbstentzündungstemperatur widerspiegelt oder in der Zeit zur Zündung, schließt das Schmelzen des Aluminiums ein, tritt bei einer niedrigeren Durchschnittstemperatur auf, wo die Aktivierungsbarriere herabgesetzt ist. Die Hitzeabgabe aus der Oxidation des Metalls tritt nun in oder nahe der Reaktionsfront auf, was eine signifikant schnellere Reaktionsrate hervorbringt. Es wird erwogen, dass Gemische aus elektroexplodierten Metallteilchen, elektroexplodierten Metalllegierungen und Metallen, die durch konventionelle Mittel hergestellt sind, in variierenden Größenverhältnissen bzw. Anteilen verwendet werden können, um die Eigenschaften oder die Reaktivität des Metalls und seiner Oxidoberflächenschicht zu modifizieren. Beispielsweise könnte eine Zusammensetzung, die eine Mischung aus 20% elektroexplodiertem Aluminium und 80% Valimet H-5 Alumi niumpulver einsetzt, verwendet werden, um die Reaktivität und andere Eigenschaften zu erreichen, die zwischen denen der Zusammensetzungen liegen, die aus jedem der beiden Metalle allein bereitet werden. Außerdem nimmt man an, dass Metallpulver, die durch Elektroexplosion gebildet wurden, eine gespannte bzw. verzerrte Kristallstruktur besitzen. Diese gespannte Kristallstruktur unterzieht sich während der Reaktion des Metallpulvers mit dem Oxidationsmittel einer exothermen Umlagerung. Die exotherme Umlagerung der Kristallstruktur erzeugt Hitze, die ihrerseits die Reaktion des durch Elektroexplosion erzeugten Metallpulvers und des Oxidationsmittels begünstigt.metal powder in the order of magnitude, which is formed by the electrical explosion of a metal wire Be faster react with the oxidant of the present Invention as a metal powder produced by conventional methods, For example, gas atomization are formed. The reaction rate the metal powder with the oxidizing agent is used for metal powder, which is formed by an electrical explosion of metal wires are, increased, because the activation barrier of the particle reaction is lowered. One component of this is facilitated heat transfer thanks to the larger surface area as with metal powders formed by conventional methods are. Metal powder formed by an electric explosion, own a surface area of about 15 square feet per gram, which is several orders of magnitude is greater than in metal powders formed by conventional methods. The reactivity, which are in the autoignition temperature reflects or in time to ignition, melting concludes of aluminum, occurs at a lower average temperature on where the activation barrier is lowered. The heat release from the oxidation of the metal now occurs in or near the reaction front, which produces a significantly faster reaction rate. It will considered that mixtures of electroexploded metal particles, electroexploded Metal alloys and metals obtained by conventional means are used, used in varying proportions or proportions can be the properties or reactivity of the metal and its oxide surface layer to modify. For example, a composition, which is a mixture of 20% electroexploded aluminum and 80% Valimet H-5 aluminum powder is used, the reactivity and others To achieve properties between those of the compositions lying, which are prepared from each of the two metals alone. Furthermore Suppose that metal powder formed by electro-explosion were, have a strained or distorted crystal structure. This strained crystal structure undergoes during the Reaction of the metal powder with the oxidant of an exothermic Rearrangement. The exothermic rearrangement of the crystal structure produced Heat, in turn, the reaction of the generated by electro-explosion Metal powder and the oxidizing agent favors.

Bevorzugte, durch Elektroexplosion erzeugte Metallpulver sind elektroexplodiertes Aluminiumpulver, elektroexplodiertes Titanpulver, elektroexplodiertes Kupferpulver, elektroexplodiertes Zinkpulver und elektroexplodiertes Yttriumpulver. Diese elektroexplodierten Metallpulver sind kommerziell erhältlich von Argonide Co. Andere Hersteller haben Verfahren entwickelt, die in der Lage sind, Materialien aus diesen und anderen Metallen mit gleichartigen Abmessungen herzustellen, die die gleichen Vorteile besitzen, wie sie für elektroexplodiertes Metall bekannt sind und die geeignet sind für die Verwendung in der vorliegenden Erfindung.preferred Metal powders generated by electroexplosion are electroexploded Aluminum powder, electroexploded titanium powder, electroexploded Copper powder, electroexploded zinc powder and electroexploded Yttrium powder. These electroexploded metal powders are commercial available from Argonide Co. Other manufacturers have developed processes in are able to materials from these and other metals with similar To produce dimensions that have the same advantages as she for electroexploded metal are known and which are suitable for use in the present invention.

Diese elektroexplodierten Metallpulver werden bevorzugt, da sie bei Reaktionen mit dem Oxidationsmittel der vorliegenden Erfindung ein nicht toxisches und umweltfreundliches Zündungsprodukt bilden. Außerdem bilden diese elektroexplodierten Metallpulver, wenn sie mit dem Oxidationsmittel der vorliegenden Erfindung kombiniert werden, Zündmaterialien, die sich nicht thermisch bei Temperaturen bis zu etwa 120°C zersetzen und nicht deflagrieren, wenn sie äußerer Beanspruchung bzw. Belastung, beispielsweise einem Aufprall, ausgesetzt sind.These electroexploded metal powders are preferred because they react with the oxida tion medium of the present invention form a non-toxic and environmentally friendly ignition product. Additionally, these electroexploded metal powders, when combined with the oxidizer of the present invention, form igniter materials that do not thermally decompose at temperatures up to about 120 ° C and do not deflagrate when subjected to external stress such as impact ,

Die Metallteilchen, die das elektroexplodierte Aluminiumpulver, das elektroexplodierte Titanpulver, das elektroexplodierte Kupferpulver, das elektroexplodierte Zinkpulver und das elektroexplodierte Yttriumpulver bilden, sind normalerweise, beim Aussetzen gegenüber Luft, mit einer dünnen Metalloxid schicht beschichtet, und zwar jeweils von Aluminiumoxid, Titanoxid, Kupferoxid, Zinkoxid und Yttriumoxid. Die Metalloxidbeschichtung ist ungefähr 1 nm bis etwa 30 nm dick. Die Metalloxidbeschichtung passiviert die Metalloberfläche, da sie nicht einfach mit dem Oxidationsmittel der vorliegenden Erfindung reagiert. Andere Verfahren zum Passivieren der Oberfläche sind bekannt, beispielsweise organische oder anorganische Beschichtungen. Daraus resultierend wirkt die passivierende Beschichtung als ein Puffer, um zu verhindern, dass die Metallteilchen während der Herstellung des Zündmaterials und der Lagerung des Zündmaterials das Oxidationsmittel kontaktieren und mit ihm reagieren. Die Energieabgabe ist zu dem Ausmaß reduziert, dass eine Menge des Metalls während der Bildung des nicht-reaktiven Oxids verbraucht wird. Die bevorzugte Dicke ist die Minimummenge, um eine sichere Verarbeitung zu gewährleisten, wodurch der reaktive Metallgehalt in dem Kern des Teilchens maximiert wird. Somit können Zündmaterialien, die elektroexplodiertes Aluminiumpulver, elektroexplodiertes Titanpulver, elektroexplodiertes Kupferpulver, elektroexplodiertes Zinkpulver und elektroexplodiertes Yttriumpulver aufweisen, unter Verwendung herkömmlicher Verarbeitungsverfahren hergestellt werden.The Metal particles containing the electroexploded aluminum powder, the electroexploded titanium powder, the electroexploded copper powder, the electroexploded zinc powder and the electroexploded yttrium powder are normally, when exposed to air, with a thin layer of metal oxide coated, each of alumina, titania, copper oxide, Zinc oxide and yttrium oxide. The metal oxide coating is about 1 nm to about 30 nm thick. The metal oxide coating passivates the metal surface since they do not simply with the oxidizing agent of the present invention responding. Other methods of passivating the surface are known, for example organic or inorganic coatings. As a result, the passivating coating acts as a Buffer to prevent the metal particles during the Production of the ignition material and the storage of the ignition material Contact the oxidizer and react with it. The energy delivery is reduced to the extent that a lot of the metal during the formation of the non-reactive oxide is consumed. The preferred Thickness is the minimum amount to ensure safe processing whereby the reactive metal content in the core of the particle maximizes becomes. Thus, you can ignition materials, the electroexploded aluminum powder, electroexploded titanium powder, Electroexploded copper powder, electroexploded zinc powder and electroexploded yttrium powder using conventional Processing methods are produced.

Ein bevorzugteres Metallpulver ist elektroexplodiertes Aluminiumpulver. Das elektroexplodierte Aluminiumpulver umfasst Makroagglomerate aus Aluminiumteilchen. Die Aluminiumteilchen besitzen eine durchschnittliche Teilchengröße von etwa 20 nm bis etwa 100 nm. Die Makroagglomerate besitzen einen durchschnittlichen Durchmesser von etwa 1 μm.One more preferred metal powder is electroexploded aluminum powder. The electroexploded aluminum powder includes macroagglomerates made of aluminum particles. The aluminum particles have an average Particle size of about 20 nm to about 100 nm. The macroagglomerates have an average Diameter of about 1 micron.

Die Menge von Metallpulver in dem Zündmaterial ist die Menge, die nötig ist, um eine nachhaltige schnelle Deflagration des Zündmaterials bei Zündung zu erreichen. Vorzugsweise beträgt die Menge des Brennstoffs von ungefähr 15 bis etwa 75 Gewichts-% des Zündmaterials. Das Metall von den Teilchen, die über das hinaus gehen, was zur Reaktion mit dem festen Oxidationsmittel notwendig ist, ist verfügbar, um die Hitze zu übertragen oder zu brennen, wenn es in Kontakt mit anderen kondensierten oder gasförmigen Komponenten des Systems kommt. Dies bietet ein zusätzliches Mittel zum Einstellen der Leistungsfähigkeit des Systems. Bevorzugter beträgt die Menge des Metallpulvers von etwa 30 bis etwa 60 Gewichts-% des Zündmaterials.The Amount of metal powder in the ignition material is the amount needed is to ensure sustained rapid deflagration of the ignition material at ignition to reach. Preferably the amount of fuel from about 15 to about 75% by weight of the ignition material. The metal of the particles that go beyond what the Reaction with the solid oxidant is necessary to obtain to transmit the heat or to burn when in contact with other condensed or gaseous components the system is coming. This provides an additional means of adjustment the efficiency of the system. The preferred is the Amount of metal powder of from about 30 to about 60% by weight of the ignition material.

Das Oxidationsmittel der vorliegenden Erfindung kann irgendein oxidierendes Material sein, das schnell mit dem Metallpulver der vorliegenden Erfindung reagiert und ein Zündprodukt herstellt, das nicht toxisch und umweltfreundlich ist. Ein bevorzugtes Oxidationsmittel ist ein Oxidationsmittel aus einem anorganischen Salz. Beispiele von Oxidationsmitteln aus einem anorganischen Salz, die in einem Zündmaterial der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, sind Alkalimetallnitrate, wie beispielsweise Natriumnitrat und Kaliumnitrat, Erdalkalimetallnitrate, wie beispielsweise Strontiumnitrat und Bariumnitrat, Alkalimetallperchlorate, wie beispielsweise Natriumperchlorat, Kaliumperchlorat und Lithiumperchlorat, Erdalkalimetallperchlorate, Alkalimetallpermanganate, wie beispielsweise Kaliumpermanganat, Alkalimetallchlorate, wie beispielsweise Natriumchlorat, Lithiumchlorat und Kaliumchlorat, Erdalkalimetallchlorate, wie beispielsweise Magnesiumchlorat und Calciumchlorat, Ammoniumperchlorat, Ammoniumnitrat und Mischungen daraus.The Oxidizing agent of the present invention may be any oxidizing Material that is fast with the metal powder of the present Invention reacts and a Zündprodukt that is non-toxic and environmentally friendly. A preferred oxidizing agent is an oxidizer of an inorganic salt. Examples of oxidizing agents from an inorganic salt, which in one ignition material of the present invention are alkali metal nitrates, such as sodium nitrate and potassium nitrate, alkaline earth metal nitrates, such as strontium nitrate and barium nitrate, alkali metal perchlorates, such as sodium perchlorate, potassium perchlorate and lithium perchlorate, Alkaline earth metal perchlorates, alkali metal permanganates, such as Potassium permanganate, alkali metal chlorates, such as sodium chlorate, Lithium chlorate and potassium chlorate, alkaline earth metal chlorates, such as Magnesium chlorate and calcium chlorate, ammonium perchlorate, ammonium nitrate and mixtures thereof.

Andere Oxidationsmittel, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden können sind Metalloxide, -peroxide und -superoxide, wie beispielsweise Eisenoxid (Fe2O3), Kupferoxid (CuO), Mangandioxid (MnO2) und Molybdäntrioxid (MoO3).Other oxidizing agents which can be used in the present invention are metal oxides, peroxides and peroxides such as iron oxide (Fe 2 O 3 ), copper oxide (CuO), manganese dioxide (MnO 2 ) and molybdenum trioxide (MoO 3 ).

Das Oxidationsmittel ist in dem Zündmaterial in Form von Teilchen aufgenommen. Die Sensitivität des Zündmaterials gegenüber thermischem Zerfall und externer Belastung, beispielsweise ein Aufprall, ebenso wie die Brenngeschwindigkeit des Zündmaterials sind abhängig von der durchschnittlichen Teilchengröße des Oxidationsmittels. Wenn die Teilchengröße des Oxidationsmittels, das in dem Zündmaterial aufgenommen ist, geringer als etwa 0,1 μm ist, kann sich das Zündmaterial bei Temperaturen unterhalb etwa 250°C oder nach der Aussetzung gegenüber externer Belastung, beispielsweise einem Stoß, selbstentzünden. Wenn die durchschnittliche Teilchengröße des Oxidationsmittels, das in dem Zündmaterial enthalten ist, größer als etwa 100 μm ist, wird die Brenngeschwindigkeit des Zündmaterials nicht ausreichen, um das Gas erzeugende Material zu entzünden und die Fahrzeuginsassenschutzeinrichtung zu betätigen. Vorzugsweise besitzt das in dem Zündmaterial aufgenommene Oxidationsmittel eine durchschnittliche Teilchengröße von etwa 1 μm bis etwa 30 μm.The Oxidizing agent is in the ignition material in Form of particles added. The sensitivity of the ignition material to thermal Decay and external stress, for example, an impact, as well like the burning speed of the ignition material are dependent on the average particle size of the oxidizing agent. If the particle size of the oxidizing agent, that in the ignition material is less than about 0.1 microns, the ignition material can at temperatures below about 250 ° C or after exposure to external Load, such as a shock, self-ignite. If the average particle size of the oxidizing agent, that in the ignition material is included, greater than about 100 μm is, the burning speed of the ignition material is not sufficient, to ignite the gas generating material and the vehicle occupant protection device to press. Preferably, the oxidant received in the ignition material has a average particle size of about 1 μm to about 30 μm.

Die Menge des Oxidationsmittels in dem Zündmaterial ist die Menge, die nötig ist, um eine nachhaltige, schnelle Deflagration des Zündmaterials bei Zündung zu erreichen. Vorzugsweise beträgt die Menge des Oxidationsmittels in dem Zündmaterial ungefähr 25 bis ungefähr 85 Gewichts-% des Zündmaterials. Noch bevorzugter beträgt die Menge des Oxidationsmittels in dem Zündmaterial ungefähr 50 bis ungefähr 75 Gewichts-% des Zündmaterials.The amount of oxidant in the ignition material is the amount needed to produce a Achieve sustained, rapid deflagration of the ignition material upon ignition. Preferably, the amount of oxidizing agent in the ignition material is from about 25 to about 85% by weight of the ignition material. More preferably, the amount of oxidizing agent in the ignition material is about 50 to about 75% by weight of the ignition material.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird das Zündmaterial durch Zuführen des Metallpulvers und des in Partikeln bzw. Teilchen vorkommenden Oxidationsmittels in eine konventionelle Mischeinrichtung hergestellt, und zwar ohne den Zusatz irgendwelcher Verarbeitungshilfsmittel, wie beispielsweise Lösungsmittel oder Bindemittel. Das Metallpulver und das partikularisierte Oxidationsmittel werden dann gemischt, bis das Metallpulver und das partikularisierte Oxidationsmittel gleichförmig verteilt bzw. dispergiert sind. Das so gebildete Zündmaterial wird in den Zündbecher 52 der Zündvorrichtung 24 gepresst.In a preferred embodiment of the present invention, the ignition material is prepared by feeding the metal powder and the particulate oxidant to a conventional mixer, without the addition of any processing aids such as solvents or binders. The metal powder and particulate oxidizer are then mixed until the metal powder and particulate oxidizer are uniformly dispersed. The ignition material thus formed is placed in the ignition cup 52 the ignition device 24 pressed.

Alternativ kann das Zündmaterial durch Beimengen eines Bindemittels zu dem Metallpulver und dem partikularisierten Oxidationsmittel hergestellt werden. Vorzugsweise ist das Bindemittel ein oxidierbares organisches Material. Beispiele oxidierbarer organischer Materialien sind organische Polymere wie Celluloseesther, Celluloseether, Vinylpolymere, Acrylate und Methacrylate, Phenolaldehyde, Polyamide, natürlicher und synthetischer Kautschuk, natürliche Harze und halogenierte Polymere.alternative can the ignition material by adding a binder to the metal powder and the particulate Oxidizing agents are produced. Preferably, the binder is an oxidizable organic material. Examples of oxidizable organic Materials are organic polymers such as cellulose esters, cellulose ethers, Vinyl polymers, acrylates and methacrylates, phenolic aldehydes, polyamides, naturally and synthetic rubber, natural Resins and halogenated polymers.

Die Menge des Bindemittels, das mit dem pulverisierten Metall und dem partikularisierten Oxidationsmittel vermischt wird, ist die Menge, die ausreicht, um eine homogene Mischung mit dem Metallpulver und dem partikularisierten Oxidationsmittel zu bilden, ohne die Sensitivität des Zündmaterials zur Zündung durch das Heizelement zu beeinträchtigen. Vorzugsweise beträgt die Menge des Bindemittels, das mit dem pulverisierten Metall und dem partikularisierten Oxidationsmittel vermischt wird, etwa 1 bis etwa 5 Gewichts-% des Zündmaterials.The Amount of binder associated with the powdered metal and the particulate oxidizing agent is mixed, is the amount which is sufficient to form a homogeneous mixture with the metal powder and to form the particularized oxidizer without the sensitivity of the ignition material to the ignition affected by the heating element. Preferably is the amount of binder that is mixed with the powdered metal and the particularized oxidizing agent is mixed, about 1 to about 5% by weight of the ignition material.

Das pulverisierte Metall, das partikularisierte Oxidationsmittel und das Bindemittel werden durch eine konventionelle Vermischung vermischt, bis ein homogenes Gemisch gebildet ist. Das homogene Gemisch aus pulverisiertem Metall, partikularisiertem Oxidationsmittel und Bindemittel wird in den Zündbecher 52 gepresst und trocknen gelassen.The powdered metal, particulate oxidizing agent and binder are mixed by conventional mixing until a homogeneous mixture is formed. The homogeneous mixture of powdered metal, particulate oxidizing agent and binder is placed in the ignition cup 52 pressed and allowed to dry.

Wenn die Zündvorrichtung 24 betätigt wird, wird ein Betätigungspegel des elektrischen Stroms durch den Brückendraht 44 zwischen den Elektroden 40 und 42 geleitet. Wenn der Betätigungspegel des elektrischen Stroms durch den Brückendraht 44 geführt wird, erhitzt sich der Brückendraht 44 auf eine Temperatur zwischen ungefähr 250°C und ungefähr 400°C. Die Hitze wird direkt zu dem Zündmaterial 48 übertragen. Die dem Brückendraht benachbarten Teilchen des Zündmaterials zünden, was in einer Deflagration des Zündmaterials resultiert. Die Deflagration des Zündmaterials erzeugt Zündprodukte, einschließlich Hitze, heiße Gase und heiße Teilchen von einer Temperatur von etwa 3000°C bis etwa 6000°C. Die Zündprodukte werden von der Zündvorrichtung 24 nach außen gesprüht und zünden das Gas erzeugende Material.When the igniter 24 is operated, an operating level of the electric current through the bridge wire 44 between the electrodes 40 and 42 directed. When the operation level of the electric current through the bridge wire 44 is guided, the bridge wire heats up 44 to a temperature between about 250 ° C and about 400 ° C. The heat goes directly to the ignition material 48 transfer. The particles of the ignition material adjacent to the bridge wire ignite, resulting in deflagration of the ignition material. Deflagration of the ignition material produces ignition products, including heat, hot gases and hot particles, from a temperature of about 3000 ° C to about 6000 ° C. The ignition products are ignited by the igniter 24 sprayed outwards and ignite the gas generating material.

Beispielexample

Dieses Beispiel stellt die Herstellung eines Zündtröpfchens gemäß der vorliegenden Erfindung dar.This Example illustrates the production of a priming droplet according to the present invention.

25 mg von elektroexplodiertem Aluminiumpulver und 75 mg von partikularisiertem Kaliumperchlorat werden einer Mischeinrichtung zugeführt (POWERGEN" Nr. 35, hergestellt durch Powergen Inc.). Das elektroexplodiertem Alu miniumpulver ist kommerziell unter dem Handelsnamen ALEX von Argonide Co. erhältlich. Das elektroexplodiertem Aluminiumpulver umfasst Makroagglomerate von Aluminiumteilchen. Die Aluminiumteilchen besitzen einen durchschnittlichen Durchmesser von etwa 50 nm. Die Makroagglomerate besitzen einen durchschnittlichen Durchmesser von etwa 1 μm. Die Teilchen des Kaliumperchlorats besitzen einen durchschnittlichen Durchmesser von etwa 5 Mikron.25 mg of electroexploded aluminum powder and 75 mg of particulate Potassium perchlorate are fed to a mixer (POWERGEN # 35, manufactured by Powergen Inc.). The electroexploded aluminum powder is commercial available under the trade name ALEX from Argonide Co. The electroexploded Aluminum powder includes macroagglomerates of aluminum particles. The aluminum particles have an average diameter of about 50 nm. The macroagglomerates have an average diameter of about 1 micron. The particles of potassium perchlorate have an average diameter about 5 microns.

Das elektroexplodierte Aluminiumpulver und Kaliumperchlorat werden gemischt bis das elektroexplodierte Aluminiumpulver gleichmäßig mit den Teilchen des Kaliumperchlorats vermischt ist.The Electroexploded aluminum powder and potassium perchlorate are mixed until the electroexploded aluminum powder evenly with the particles of potassium perchlorate is mixed.

Das so gebildete Zündmaterial zerfällt nicht thermisch bis zu Temperaturen von etwa 120°C und widersteht der Zündung durch einen Aufprall. Das Zündmaterial erzeugt bei der Deflagration ein Zündprodukt, das eine Temperatur von mehr als etwa 3000°C aufweist.The so formed ignition material decays not thermal up to temperatures of about 120 ° C and resists ignition an impact. The ignition material generates a ignition product at deflagration, which is a temperature of more than about 3000 ° C having.

Aus der obigen Beschreibung der Erfindung werden Fachleute Verbesserungen, Veränderungen und Modifikationen entnehmen. Solche Verbesserungen, Veränderungen und Modifikationen innerhalb des Fachkönnens sollen durch die angefügten Ansprüche abgedeckt werden.Out In the above description of the invention, those skilled in the art will appreciate improvements, Changes and Remove modifications. Such improvements, changes and modifications within the skill of the art are intended to be covered by the appended claims become.

Claims (23)

Eine elektrisch betätigbare Zündvorrichtung, die Folgendes aufweist: ein Paar von Elektroden; ein Heizelement, das elektrisch zwischen die Elektroden geschaltet ist; und ein Zündmaterial in Kontakt mit dem Heizelement, wobei das Zündmaterial aus einem Metallpulver und einem Oxidationsmittel besteht, das exotherm mit dem Metallpulver reagiert, wobei das Metallpulver Makroagglomerate aus Metallteilchen umfasst, wobei die Metallteilchen einen durchschnittlichen Durchmesser von weniger als etwa 0,1 μm besitzen und eine Oxidschicht besitzen, die den Kontakt der Teilchen mit dem Oxidationsmittel verhindert, wobei das Zündmaterial deflagriert, wenn das Heizelement auf eine Temperatur von mindestens etwa 250°C erhitzt wird.An electrically actuable ignition device comprising: a pair of electrodes; a heating element electrically connected between the electrodes; and an ignition material in contact with the heating element, wherein the ignition material is made of a metal powder and an oxidizing agent which reacts exothermically with the metal powder, the metal powder comprising macroagglomerates of metal particles, the metal particles having an average diameter of less than about 0.1 microns and having an oxide layer which prevents contact of the particles with the oxidizing agent the ignition material deflagrates when the heating element is heated to a temperature of at least about 250 ° C. Elektrisch betätigbare Zündvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Makroagglomerate einen durchschnittlichen Durchmesser von etwa 1 μm bis etwa 2 μm besitzen.Electrically actuated detonator according to claim 1, wherein the macroagglomerates have an average diameter of about 1 micron to about 2 microns have. Elektrisch betätigbare Zündvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei das Oxidationsmittel ausgewählt ist aus der Gruppe, die aus Alkalimetallnitraten, Erdalkalimetallnitraten, Alkalimetallperchloraten, Erdalkalimetallperchloraten, Alkalimetallchloraten, Erdalkalimetallchloraten, Ammoniumperchloraten, Ammoniumnitrat und Mischungen davon besteht.Electrically actuated detonator according to claim 1, wherein the oxidizing agent is selected from the group consisting of of alkali metal nitrates, alkaline earth metal nitrates, alkali metal perchlorates, Alkaline earth metal perchlorates, alkali metal chlorates, alkaline earth metal chlorates, Ammoniumperchloraten, ammonium nitrate and mixtures thereof. Elektrisch betätigbare Zündvorrichtung gemäß Anspruch 3, wobei das Oxidationsmittel eine durchschnittliche Teilchengröße von etwa 1 μm bis etwa 30 μm besitzt.Electrically actuated detonator according to claim 3, wherein the oxidizing agent has an average particle size of about 1 μm to about 30 μm has. Elektrisch betätigbare Zündvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei das Metallpulver ausgewählt ist aus der Gruppe, die aus elektroexplodiertem Aluminiumpulver, elektroexplodiertem Titanpulver, elektroexplodier tem Kupferpulver, elektroexplodiertem Zinkpulver und elektroexplodiertem Yttriumpulver besteht.Electrically actuated detonator according to claim 1, wherein the metal powder is selected is from the group consisting of electroexploded aluminum powder, electroexploded titanium powder, electroexploded copper powder, electroexploded zinc powder and electroexploded yttrium powder consists. Elektrisch betätigbare Zündvorrichtung gemäß Anspruch 5, wobei das elektroexplodierte Metallpulver elektroexplodiertes Aluminium ist.Electrically actuated detonator according to claim 5, wherein the electroexploded metal powder electroexploded Aluminum is. Elektrisch betätigbare Zündvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei das elektroexplodierte Metallpulver etwa 15 bis etwa 75 Gewichts-% des Zündmaterials ausmacht.Electrically actuated detonator according to claim 1, wherein the electroexploded metal powder is about 15 to about 75 Weight% of the ignition material accounts. Elektrisch betätigbare Zündvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei, wobei die Menge des Oxidationsmittels etwa 25 bis etwa 85 Gewichts-% des Zündmaterials ausmacht.Electrically actuated detonator according to claim 1, wherein, wherein the amount of the oxidizing agent about 25 to about 85% by weight of the ignition material accounts. Elektrisch betätigbare Zündvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei das Zündmaterial bei Zünddeflagration ein Zündprodukt mit einer Temperatur von etwa 3000°C bis etwa 6000°C erzeugt.Electrically actuated detonator according to claim 1, wherein the ignition material at ignition deflagration a ignition product produced at a temperature of about 3000 ° C to about 6000 ° C. Elektrisch betätigbare Zündvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei das Zündmaterial bei Temperaturen bis zu etwa 120°C nicht thermisch zerfällt.Electrically actuated detonator according to claim 1, wherein the ignition material at temperatures up to about 120 ° C does not thermally decompose. Elektrisch betätigbare Zündvorrichtung, die Folgendes aufweist: ein Paar von Elektroden; ein Heizelement, das elektrisch zwischen die Elektroden geschaltet ist; und ein Zündmaterial, das in Kontakt mit dem Heizelement steht, wobei das Zündmaterial ein elektroexplodiertes Metallpulver und ein partikularisiertes Oxidationsmittel aufweist, wobei das Zündmaterial deflagriert, wenn das Heizelement auf eine Temperatur von mindestens etwa 250°C erhitzt wird.Electrically actuated igniter which has the following: a pair of electrodes; a heating element, which is electrically connected between the electrodes; and one ignition material which is in contact with the heating element, wherein the ignition material an electroexploded metal powder and a particulate one Having oxidizing agent, wherein the ignition material deflagrates, if heating the heating element to a temperature of at least about 250 ° C becomes. Elektrisch betätigbare Zündvorrichtung gemäß Anspruch 11, wobei das Oxidationsmittel ausgewählt ist aus einer Gruppe, die aus Alkalimetallnitraten, Erdalkalimetallnitraten, Alkalimetallperchloraten, Erdalkalimetallperchloraten, Alkalimetallchloraten, Erdalkalimetallchloraten, Ammoniumperchlorat, Ammoniumnitrat und Mischungen davon besteht.Electrically actuated detonator according to claim 11, wherein the oxidizing agent is selected from a group of alkali metal nitrates, alkaline earth metal nitrates, alkali metal perchlorates, alkaline earth metal perchlorates, Alkali metal chlorates, alkaline earth metal chlorates, ammonium perchlorate, Ammonium nitrate and mixtures thereof. Elektrisch betätigbare Zündvorrichtung gemäß Anspruch 12, wobei das Oxidationsmittel eine durchschnittliche Teilchengröße von etwa 1 μm bis etwa 30 μm besitzt.Electrically actuated detonator according to claim 12, wherein the oxidizing agent has an average particle size of about 1 μm to about 30 μm. Elektrisch betätigbare Zündvorrichtung, die Folgendes aufweist: ein Paar von Elektroden; ein Heizelement, das elektrisch zwischen die Elektroden geschaltet ist; und ein Zündmaterial, das in Kontakt mit dem Heizelement steht, wobei das Zündmaterial eine gleichmäßig verteilte Mischung aus Metallpulver und einem partikularisierten Oxidationsmittel aus anorganischem Salz, das exotherm mit dem Metallpulver reagiert, besteht, wobei das Oxidationsmittel eine durchschnittliche Teilchengröße von etwa 1 μm bis etwa 30 μm besitzt, wobei das Metallpulver ausgewählt ist aus einer Gruppe, die aus elektroexplodiertem Aluminiumpulver, elektroexplodiertem Titanpulver, elektroexplodiertem Kupferpulver, elektroexplodiertem Zinkpulver und elektroexplodiertem Yttriumpulver besteht, wobei das Zündmaterial bei Temperaturen bis zu etwa 120°C nicht thermisch zerfällt und deflagriert, wenn das Heizelement auf eine Temperatur von mindestens etwa 250°C erhitzt wird, wobei das Zündmaterial frei von einem Bindemittel ist und das Gemisch aus Metallpulver und partikularisiertem Oxidationsmittel ohne die Verwendung eines Lösungsmittels gebildet ist.Electrically actuated igniter which has the following: a pair of electrodes; a heating element, which is electrically connected between the electrodes; and one ignition material which is in contact with the heating element, wherein the ignition material a uniformly distributed Mixture of metal powder and a particularized oxidizing agent inorganic salt that exothermically reacts with the metal powder, wherein the oxidizing agent has an average particle size of about 1 μm to about 30 μm has, wherein the metal powder is selected from a group, the made of electroexploded aluminum powder, electroexploded titanium powder, electroexploded copper powder, electroexploded zinc powder and electroexploded yttrium powder, wherein the ignition material at temperatures up to about 120 ° C does not thermally decompose and deflagrates when the heating element is at a temperature of at least about 250 ° C is heated, with the ignition material is free of a binder and the mixture of metal powder and particulate oxidizing agent without the use of a Formed solvent is. Elektrisch betätigbare Zündvorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche (Übers.: 33), wobei das Oxidationsmittel ausgewählt ist aus der Gruppe, die aus Alkalimetallnitraten, Erdalkalimetallnitraten, Al kalimetallperchloraten, Erdalkalimetallperchloraten, Alkalimetallchloraten, Erdalkalimetallchloraten, Ammoniumperchloraten, Ammoniumnitrat und Mischungen davon besteht.Electrically actuated detonator according to one of the preceding claims (Trans .: 33), wherein the oxidizing agent is selected from the group consisting of of alkali metal nitrates, alkaline earth metal nitrates, alkali metal perchlorates, Alkaline earth metal perchlorates, alkali metal chlorates, alkaline earth metal chlorates, Ammoniumperchloraten, ammonium nitrate and mixtures thereof. Elektrisch betätigbare Zündvorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche (Übers.: 33), wobei das elektroexplodierte Metallpulver elektroexplodiertes Aluminium ist.Electrically actuated detonator according to one of the preceding claims (Trans .: 33), wherein the electroexploded metal powder electroexploded aluminum is. Elektrisch betätigbare Zündvorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche (Übers.: 33), wobei das elektroexplodierte Metallpulver etwa 15 bis etwa 75 Gewichts-% des Zündmaterials ausmacht.Electrically actuated detonator according to one of the preceding claims (Trans .: 33), wherein the electroexploded metal powder is about 15% to about 75% by weight of the ignition material accounts. Elektrisch betätigbare Zündvorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche (Übers.: 33), wobei, wobei die Menge des Oxidationsmittels etwa 25 bis etwa 85 Gewichts-% des Zündmaterials ausmacht.Electrically actuated detonator according to one of the preceding claims (Trans .: 33), wherein the amount of oxidizing agent is about 25 to about 85 Weight% of the ignition material. Elektrisch betätigbare Zündvorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche (Übers.: 33), wobei das Zündmaterial bei Zündung ein Zündprodukt mit einer Temperatur von etwa 3000°C bis etwa 6000°C erzeugt.Electrically actuated detonator according to one of the preceding claims (Trans .: 33), where the ignition material at ignition a ignition product produced at a temperature of about 3000 ° C to about 6000 ° C. Elektrisch betätigbare Zündvorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche (Übers.: 33), wobei das Metallpulver ein Oberflächengebiet von etwa 15 Quadratmeter pro Gramm besitzt.Electrically actuated detonator according to one of the preceding claims (Trans .: 33), the metal powder has a surface area of about 15 square meters possesses per gram. Elektrisch betätigbare Zündvorrichtung , die Folgendes aufweist: ein Paar von Elektroden; ein Heizelement, das elektrisch zwischen die Elektroden geschaltet ist; und ein Zündmaterial, das in Kontakt mit dem Heizelement steht, wobei das Zündmaterial im Wesentlichen aus einer gleichmäßig verteilten Mischung aus einem Metallpulver und einem partikularisierten Oxidationsmittel aus einem anorganischen Salz besteht, wobei das Metallpul ver in dem Zündmaterial in einer Menge von etwa 25 bis etwa 50 Gewichts-% des Zündmaterials vorhanden ist, wobei das partikularisierte Oxidationsmittel exotherm mit dem Metallpulver reagiert, wobei das partikularisierte Oxidationsmittel eine durchschnittliche Teilchengröße von etwa 1 μm bis etwa 30 μm besitzt, wobei das Metallpulver aus elektroexplodiertem Aluminiumpulver besteht, und wobei das Zündmaterial deflagriert, wenn das Heizelement auf eine Temperatur von mindestens etwa 250°C erhitzt wird, wobei das Gemisch aus Metallpulver und partikularisiertem Oxidationsmittel ohne die Verwendung eines Lösungsmittels gebildet ist.Electrically actuated detonator that has: a pair of electrodes; one Heating element electrically connected between the electrodes; and an ignition material, which is in contact with the heating element, wherein the ignition material essentially from a uniformly distributed mixture a metal powder and a particulate oxidizing agent consists of an inorganic salt, wherein the metal powder in ver the ignition material in an amount of about 25 to about 50% by weight of the ignition material is present, wherein the particulate oxidizing agent exothermic reacts with the metal powder, wherein the particulate oxidizing agent an average particle size of about 1 μm to about 30 μm, wherein the metal powder consists of electroexploded aluminum powder, and wherein the ignition material Deflagriert when the heating element to a temperature of at least about 250 ° C is heated, the mixture of metal powder and particularized Oxidant is formed without the use of a solvent. Elektrisch betätigbare Zündvorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche (Übers.: 42), wobei das Oxidationsmittel ausgewählt ist aus der Gruppe, die aus Alkalimetallnitraten, Erdalkalimetallnitraten, Alkalimetallperchloraten, Erdalkalimetallperchloraten, Alkalimetallchloraten, Erdalkalimetallchloraten, Ammoniumperchlorat, Ammoniumnitrat und Mischungen davon besteht.Electrically actuated detonator according to one of the preceding claims (Transl .: 42), wherein the oxidizing agent is selected from the group consisting of of alkali metal nitrates, alkaline earth metal nitrates, alkali metal perchlorates, Alkaline earth metal perchlorates, alkali metal chlorates, alkaline earth metal chlorates, Ammonium perchlorate, ammonium nitrate and mixtures thereof. Elektrisch betätigbare Zündvorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche (Übers.: 42), wobei das Zündmaterial bei Deflagration ein Zündprodukt mit einer Temperatur von etwa 3000°C bis etwa 6000°C erzeugt.Electrically actuated detonator according to one of the preceding claims (Transl .: 42), where the ignition material at Deflagration a Zündprodukt produced at a temperature of about 3000 ° C to about 6000 ° C.
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