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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Anzündhütchen, insbesondere ein elektrisches Anzündhütchen oder ein elektromechanisches Anzündhütchen, d.h. ein Anzündhütchen mit einer Explosivmischung zur wahlweisen elektrischen oder mechanischen Initiierung der Explosivmischung, vorzugsweise für Kleinkalibermunition.
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Bei bekannten elektrischen Anzündhütchen, wie sie beispielsweise in
DE 10 2014 011 375 A1 beschrieben sind, ist in einem äußeren metallischen Napf ein elektrisch leitendes Polstück angeordnet, wobei der Napf und das Polstück jeweils eine elektrische Anschlussstelle für eine elektrische Spannungsquelle bilden. Innerhalb des Napfes und oberhalb des Polstücks ist die zu entzündende Anzündmischung angeordnet. Das Polstück ist dabei derart innerhalb des Napfes positioniert, dass kein direkter Kontakt zwischen Polstück und Napf besteht. Insofern ist zur Ermöglichung eines elektrischen Ladungsflusses zwischen Polstück und Napf ein zusätzliches elektrisches Leitungselement erforderlich. Dies ist gemäß
DE 10 2014 011 375 A1 durch ein nichtmetallisches, isolierendes Plättchen realisiert, welches auf dem Polstück aufliegt und unterhalb der Anzündmischung positioniert ist. Der elektrische Ladungsfluss zwischen Polstück und Napf über das Isolationsplättchen wird erreicht, indem das Isolationsplättchen metallisiert wird, d.h. auf die Oberfläche eine Metallschicht aufgebracht wird, um den elektrischen Kontakt bzw. die elektrische Verbindung herzustellen. Um letztlich die Zündung der Anzündmischung zu gewährleisten, ist die auf der der Anzündmischung zugewandten Isolationsplättchenoberfläche ausgebildete Metallschicht derart realisiert, dass eine schmale Widerstandszündbrücke gebildet ist. Die Widerstandszündbrücke ist derart dimensioniert, dass bei elektrischem Ladungsfluss eine Erhitzung der Widerstandszündbrücke erfolgt, die eine Initiierung der Anzündmischung zur Folge hat.
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Das an sich bewährte Anzündhütchen sollte unter Beibehaltung seiner Funktionstüchtigkeit eine vereinfachte Herstellung sowie Montage aufweisen. Des Weiteren sollten gemäß
DE 10 2014 011 375 A1 ausgebildete Anzündhütchen geringere Abmessungen, insbesondere Axialabmessungen, aufweisen.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Nachteile aus dem bekannten Stand der Technik zu verbessern, insbesondere ein Anzündhütchen, vorzugsweise elektrisches oder elektromechanisches Anzündhütchen, insbesondere für Kleinkalibermunition, bereitzustellen, das einen geringeren Bauraum, insbesondere Axialbauraum, aufweist und eine einfache Herstellung sowie Montage bei ausreichender Funktionssicherheit gewährleistet.
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Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand von Anspruch 1 gelöst.
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Danach ist ein Anzündhütchen für Munition, insbesondere Munition mit einem Kaliber bis zu 13 mm, insbesondere 12,7 mm, vorzugsweise bis zu 12 mm, 11 mm, 10 mm, 9 mm 8 mm, 7 mm oder 6,5 mm, sogenannte Kleinkalibermunition, bereitgestellt. Der Ausdruck Kaliber ist im Allgemeinen ein Maß für den Außendurchmesser von Projektilen und den Innendurchmesser des Laufes einer Waffe.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung dient das Anzündhütchen im Allgemeinen dem Zünden des Schießpulvers, also der Treibladung von Patronenmunition und Kartuschenmunition, oder von sonstigen Pulverladungen sowie zum Zünden von nichtelektrischen Sprengzündern. Das Anzündhütchen kann beispielsweise ein elektrisches Anzündhütchen oder ein elektromechanisches Anzündhütchen sein. Generell existieren zwei Klassen von Anzündhütchen, nämlich mechanisch ausgelöste und elektrisch ausgelöste. Die mechanischen Anzündhütchen sind einfache Behälter, die mit einem Explosivstoffgemisch gefüllt sind und die gegebenenfalls ein Gegenlager in Form eines Ambosses enthalten. Das Gegenlager kann sich auch in der Patronenhülse befinden. Zur Auslösung schlägt ein Schlagbolzen auf den Boden des Anzündhütchens und drückt diesen schnell ein, so dass der Explosivstoff zwischen dem verformten Boden und dem Gegenlager zerquetscht wird und seine chemische Umsetzung einsetzt. In elektrischen Anzündhütchen wird elektrische Energie in Wärme umgewandelt und bei Erreichen der Verpuffungstemperatur setzt die chemische Reaktion des Explosivstoffes ein. Die Wärme wird durch einen einfachen ohmschen Wiederstand, wie ein Heizdraht, erzeugt. Für eine vielseitigere und einfacher umzusetzende Kontrolle des Initiierungsvorgangs in der Waffe bieten sich Anzündhütchen mit einer elektrischen Auslöseoption an. Bei dem sogenannten elektromechanischen Anzündhütchen ist eine wahlweise elektrische oder mechanische Initiierung der Explosivstoffmischung vorgesehen.
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Das erfindungsgemäße Anzündhütchen umfasst einen äußeren metallischen, elektrisch leitfähigen Napf. Der Napf kann beispielsweise als hohlzylindrische Hülse ausgestaltet sein. Der Napf ist an beiden Stirnseiten zur Umgebung hin offen, wobei über eine der Stirnseiten eine Anzündmischung in den Napf einzufüllen ist und über die andere Stirnseite ein elektrisches Anschließen für die elektrische Auslösung des Anzündhütchens ermöglicht ist. Eine der beiden Stirnseiten, vorzugweise diejenige Stirnseite, an welcher der elektrische Anschluss realisiert ist, bildet einen Boden des Napfes, der sich im Wesentlichen senkrecht zur Erstreckungsrichtung der Napfwände, welche auch als Napfmantelflächen bezeichnet werden können, erstreckt. In dem Napfboden ist dann die Durchgangsöffnung zum Ermöglichen des elektrischen Anschlusses vorgesehen. Der Napfboden erstreckt sich damit von den Napfwänden in Radialrichtung bis hin zu der Durchgangsöffnung, welche im Wesentlichen konzentrisch zu der von den Axialwänden an der gegenüberliegenden offenen Seite gebildeten Öffnung angeordnet ist. Vorzugsweise ist der Übergang zwischen den Napfwänden, insbesondere Axialnapfwänden, und dem Napfboden, insbesondere Radialnapfboden, abgerundet. Der Napfboden ist demnach beispielsweise als Ringflansch ausgebildet.
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In dem Napf ist eine Anzündmischung angeordnet, welche ein Gemisch aus Explosivstoffen und energieliefernden Additiven bzw. Zusatzmitteln enthält, welche eine chemische Umsetzung bereitstellen, wodurch heiße Verbrennungsgase erzeugt werden, welche das Treibladungspulver der Munition zünden. Die vorliegende Erfindung beschränkt sich dabei nicht auf spezifische Anzündmischungen.
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An dem Boden des Napfes ist ein Polstück mit einer dem Napfboden zugewandten Polfläche und einer der Anzündmischung zugewandten Zündfläche vorgesehen. Das Polstück kann derart in dem Anzündhütchen positioniert sein, dass insbesondere die gesamte Anzündmischung auf dem Polstück aufliegt. Das Polstück wird dazu verwendet, die Umsetzung der darüber angeordneten Anzündmischung zu initiieren. Dazu ist das Polstück aus einem metallischen, elektrisch leitfähigen Material hergestellt oder aus einem nicht elektrisch leitenden Material hergestellt und derart nachbehandelt, beispielsweise mit einer Metallschicht beschichtet, dass das Polstück zumindest abschnittsweise elektrisch leitfähig ist und damit einen elektrischen Ladungsfluss leiten kann. Beispielsweise kann das Polstück eine Scheiben- oder Plättchenform aufweisen, wobei eine Abmessung in Radialrichtung in Bezug auf den äußeren Napf geringfügig kleiner als eine in Radialrichtung gemessene Innenabmessung des äußeren Napfes, vorzugsweise zwischen gegenüberliegenden Napfwandinnenflächen, ist.
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Beispielhafte Abmessungen des äußeren Napfes liegen in Axialrichtung im Bereich von 2 mm bis 8 mm, vorzugsweise 7 mm , 6 mm oder 5 mm, wobei die vorliegende Erfindung nicht auf bestimmte Axialabmessungen des Napfes beschränkt ist.
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Des Weiteren umfasst das erfindungsgemäße Anzündhütchen eine Widerstandsbrücke zum Zünden der Anzündmischung, das heißt zum Initiieren der Umsetzung der Anzündmischung. Die Widerstandsbrücke ist beispielsweise als elektrisch leitender ohmscher Widerstand ausgebildet. Die Widerstandsbrücke ist hierbei elektrisch initiierbar, wodurch eine vielseitige und genaue Steuerung des Initiierungsvorgangs möglich ist.
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Erfindungsgemäß ist die Widerstandsbrücke durch Beschichten der Zündfläche auf dem Polstück aufgebracht. Beispielsweise kann die Widerstandsbrücke durch Beschichten der Zündfläche des Polstücks realisiert sein. Als Beschichten wird im Allgemeinen das Aufbringen einer fest an dem Polstück haftenden Schicht auf die Zündfläche des Polstücks verstanden. Beispielsweise kann eine elektrisch leitfähige Schicht auf die Zündfläche des Polstücks aufgebracht werden, welche dann die Widerstandsbrücke selbst realisiert. Die Widerstandsbrücke ist vorzugsweise so auf der Zündfläche angeordnet, dass diese in Kontakt mit der Anzündmischung ist und vorzugsweise vollständig von der Anzündmischung belegt und/oder umgeben ist. Insbesondere ist die Widerstandsbrücke so auszulegen und/oder zu dimensionieren, dass die für die chemische Reaktion des Explosivstoffes erforderliche Wärme erzeugt werden kann, damit die Initiierung des Anzündhütchens stattfinden kann.Das Polstück kann auf verschiedene Arten hergestellt sein. Im Falle eines metallischen Polstücks bieten sich neben den mechanisch bearbeitenden Fertigungsverfahren auch Gieß- oder Stanzverfahren an. Für den Fall, dass das Material des Polstücks ein Kunststoff ist, können zum einen mechanisch bearbeitende Fertigungsverfahren Anwendung finden. Andererseits kann das Kunststoff-Polstück beispielsweise mittels eines Spritzgussverfahrens hergestellt sein.
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Des Weiteren ist es denkbar, dass das Polstück, insbesondere die Zündfläche, durch ein PVD-Verfahren (physikalische Gasphasenabscheidung) behandelt ist, bei dem es sich um ein vakuumbasiertes Beschichtungsverfahren handelt. Mithilfe des PVD-Verfahrens wird das Ausgangsmaterial in die Gasphase überführt. Das gasförmige Material wird anschließend zum zu beschichtenden Substrat geführt, wo es kondensiert und die Zielschicht bildet. Dabei kann die sogenannte Sputterdeposition, eine zur Gruppe der PVD-Verfahren gehörende feinvakuumbasierte Beschichtungstechnik, Anwendung finden, welche zum Zerstäuben eines Materials, das sich anschließend auf einem Substrat niederschlägt und eine feste Schicht, nämlich die Widerstandsbrücke, bildet, dient. Die vorliegende Erfindung ist allerdings nicht auf spezifische Maßnahmen zum Aufbringen der Widerstandsbrücke beschränkt, beispielsweise können andere geeignete Methoden, wie Aufdrucken mittels Siebdruck, eingesetzt werden.
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Bei einer bevorzugten Ausführung des erfindungsgemäßen Anzündhütchens ist das Polstück gegenüber dem Napf isoliert. Dies bedeutet, dass zwischen Polstück und Napf kein direkter elektrischer Ladungsfluss möglich ist. Das Polstück und der Napf sind demnach nicht elektrisch leitend miteinander verbunden. Dies ist nötig, damit der elektrische Ladungsfluss nicht ungerichtet von dem Polstück in den Napf abfließen kann, sondern vorzugsweise durch die Widerstandsbrücke geleitet werden kann. Insbesondere ist eine elektrische Isolationsbeschichtung durch Beschichten, insbesondere Eloxieren, von dem Napf zugewandten Außenflächen, insbesondere Stirnflächen und Mantelflächen, des Polstücks auf dem Polstück aufgebracht. Vorzugsweise sind also wenigstens die in Radialrichtung gewandten Mantelflächen des Polstücks mit der elektrischen Isolationsbeschichtung versehen. Es sei klar, dass auch die in Axialrichtung gewandten Stirnflächen, das heißt die Polfläche und die Zündfläche, mit der elektrischen Isolationsbeschichtung beschichtet sein können, wenigstens abschnittsweise. Die elektrische Isolationsbeschichtung kann dabei derart auf das Polstück aufgebracht werden, dass das Polstück gegenüber dem Napf isoliert ist, ohne das Polstück vollständig mit der elektrischen Isolationsbeschichtung behandeln zu müssen. Die elektrische Isolationsbeschichtung kann beispielsweise durch das Eloxal-Verfahren realisiert sein, bei der eine Oxidschicht auf dem metallischen Polstück durch anodische Oxidation gebildet ist. Die Oxidschicht bildet sich in der Regel derart, dass diese sich nicht auf dem Polstück niederschlägt, sondern durch Umwandlung der obersten Polstückschichten erfolgt. Die dadurch erzeugte elektrisch nicht leitende Eloxal-Schicht kann sich somit sehr gut mit dem metallischen Polstück vernetzen, wodurch eine hohe Haftfestigkeit und Widerstandsfähigkeit der Eloxal-Schicht einhergeht. Demnach liegt beispielsweise eine Grenzfläche zwischen Eloxal-Schicht und metallischer Polstückschicht innerhalb des Polstücks, das heißt in Bezug auf die Zündfläche des Polstücks nach innen versetzt.
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Alternativ oder zusätzlich kann eine von dem Polstück separate elektrische Isolation zwischen das Polstück und den Napf, vorzugsweise klemmend, eingebracht sein. Vorzugsweise ist die elektrische Isolation elastisch ausgebildet, sodass diese einer Druckbelastung standhält. Ein beispielhaftes geeignetes Material für die elektrische Isolation ist Vulkanfiber, wobei auch andere Materialien möglich sind. Durch die elektrische Isolation ist das Polstück elektrisch von dem äußeren Napf getrennt. Außerdem stellt die elektrische Isolation eine gewisse Gasdichtigkeit beim Abfeuern dadurch sicher, dass sie durch den aufgrund der chemischen Reaktion einhergehenden ansteigenden Druck leicht komprimiert wird und damit in alle eventuell vorhandenen Zwischenräume gedrückt wird. Vorzugsweise ist die elektrische Isolation unterhalb des Polstücks zwischen diesem und dem Napfboden des Anzündhütchens angeordnet. Beispielsweise kann auch ein sich in Axialrichtung erstreckender Abschnitt der elektrischen Isolation zur elektrischen Isolation der Polstückmantelflächen von den Napfwandinnenflächen bereitgestellt sein. In diesem Fall besitzt die elektrische Isolation eine wannen- und kreisringförmige Gestalt. Um das elektrische Anschließen an das Polstück auch beim Vorhandensein der elektrischen Isolation zu gewährleisten, besitzt die elektrische Isolation eine im Wesentlichen konzentrisch zur Durchgangsbohrung angeordnete Durchgangsöffnung.
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Beispielhafte Materialstärken bzw. Schichtdicken der elektrischen Isolationsbeschichtung und/oder der elektrischen Isolation betragen weniger als 1 mm, vorzugsweise weniger als 0,9 mm, 0,8 mm, 0,7 mm, 0,6 mm, 0,4 mm, 0,3 mm, 0,2 mm, 0,1 mm oder weniger als 0,05 mm.
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Bei einer beispielhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Anzündhütchens ist das Polstück aus einem elektrisch leitenden Material, wie Metall, hergestellt. Bevorzugte Materialien für das Polstück sind Aluminium, Messing, Stahl oder Legierungen davon. Eine elektrische Isolationsbeschichtung kann derart auf der Zündfläche durch Beschichten, insbesondere Eloxieren, aufgebracht sein, dass eine vorzugsweise mittig auf der Zündfläche angeordnete, insbesondere konzentrisch zur Durchgangsbohrung im Napfboden angeordnete, Zündpolfläche frei von der elektrischen Isolationsbeschichtung bleibt. Vorzugweise ist das elektrisch leitende Polstück vollständig mit der elektrischen Isolationsbeschichtung versehen, bis auf die auf der Zündfläche angeordnete Zündpolfläche und ein elektrischer Anschlussbereich der Polfläche zum Koppeln mit der elektrischen Ladungsquelle. Dadurch ist ein elektrischer Ladungsfluss von der Polfläche durch das elektrisch leitende Polstück hin zu der auf der Zündfläche angeordneten Zündpolfläche ermöglicht. Um die Widerstandsbrücke zu bilden und das Zünden der Anzündmischung zu ermöglichen, ist eine elektrische Leitschicht, vorzugsweise aus Metall, durch Beschichten der Isolationsbeschichtung und der Zündpolfläche auf das Polstück aufgebracht. Beispielhafte geeignete elektrische Leitschichten umfassen CrNi-Legierungen, Tantal, Titan oder dergleichen. Somit kann der elektrische Ladungsfluss nach dem Passieren des elektrisch leitenden Polstücks die Zündpolfläche erreichen und von dieser in die, in der elektrischen Leitschicht ausgebildeten Widerstandsbrücke zum Initiieren der Zündung der Anzündmischung gelangen. Vorzugsweise ist die Widerstandsbrücke außerhalb der Zündpolfläche gebildet. Insbesondere schließt die Widerstandsbrücke unmittelbar an die Zündpolfläche an. Die Widerstandsbrücke kann als wenigstens ein schmaler Pfad, vorzugsweise mit einer Breite im Bereich von 0,02 mm bis 0,5 mm, vorzugsweise im Bereich von 0,1 mm bis 0,4 mm, gebildet sein, welcher sich in Radialrichtung auf der Zündpolfläche erstreckt. Der elektrische Ladungsfluss kann dann von der Polfläche über das metallisch leitende Polstück hin zu der Zündfläche in die Widerstandsbrücke erfolgen, welche dann das Zünden der Anzündmischung initiieren kann. Eine geringe Radialerstreckung des Pfads im Bereich von 0,02 mm bis 2 mm ist beispielsweise ausreichend. Im Allgemeinen ist gemäß der vorliegenden Erfindung sicherzustellen, dass der elektrische Ladungsfluss in der Zündfläche fließt, weil vorzugsweise nur diese in Kontakt mit dem Explosivstoff steht.
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In einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist der schmale Pfad Teil eines sich in Radialrichtung an der Zündfläche erstreckenden Radialstegs der elektrischen Leitschicht. Der Radialsteg kann abschnittsweise von der Zündfläche in Axialrichtung hervorstehen und/oder abschnittsweise bezüglich der Zündfläche in Axialrichtung versenkt ausgebildet sein, wobei insbesondere die Widerstandsbrücke in dem von der Zündfläche hervorstehenden Abschnitt angeordnet ist. Das Polstück kann eine Vertiefung umfassen, in der die elektrische Leitschicht, vorzugsweise der Radialsteg, vorzugsweise ausschließlich geführt und angeordnet ist. Dabei ist die Vertiefung derart bemessen und/oder eine Schichtdicke der Leitschicht derart gering, dass die Leitschicht bezüglich der Zündfläche versenkt angeordnet ist.
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Bei einer weiteren beispielhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Anzündhütchens ist das Polstück aus einem elektrisch nicht leitenden Material, wie Kunststoff, hergestellt. Geeignete nicht leitende Materialen für das Polstück umfassen beispielsweise Polyamid, Teflon oder Keramik sowie Mischungen davon. Das Polstück kann vorzugweise derart mit einer elektrischen Leitschicht, vorzugweise aus Metall, beschichtet sein, dass ein elektrischer Ladungsfluss von der Polfläche zur Zündfläche ermöglicht ist und dass auf der Zündfläche wenigstens ein schmaler Pfad aus elektrischer Leitschicht zur Bildung der Widerstandsbrücke aufgebracht ist. Hierbei ist zu beachten, dass die Leitschicht zwischen Polfläche und Zündfläche nicht mit einer optionalen, in dem Napf angeordneten elektrisch leitenden Innenhülse in Kontakt kommt. Der sich in Radialrichtung auf der Zündpolfläche erstreckende schmale Pfad kann beispielsweise eine Breite im Bereich von 0,02 mm bis 0,5 mm besitzen. Bereits geringe Radialerstreckungen, d. h. Längen, im Bereich von 0,02 mm bis 2 mm sind ausreichend, um das Zünden der Anzündmischung zu gewährleisten. Um den elektrischen Ladungsfluss von der Polfläche zur Zündfläche hin in die Widerstandsbrücke zu ermöglichen, kann beispielsweise eine Teilfläche der Polfläche mit der elektrischen Leitschicht beschichtet sein, um ein elektrisches Anschließen zu ermöglichen. Des Weiteren kann wenigstens auf einen Teilbereich der umlaufenden Polstückmantelflächen durch Beschichten die elektrische Leitschicht aufgebracht sein, wobei vorzugsweise wenigstens abschnittsweise die elektrische Leitschicht an der Polfläche mit der elektrischen Leitschicht an der Mantelfläche zur Ermöglichung des Ladungsflusses in Kontakt ist, insbesondere in diese übergeht. Ferner kann auf der Zündfläche ein vorzugsweise mit der elektrischen Leitschicht auf der Mantelfläche in Kontakt stehender, vorzugsweise in diese übergehender, Bereich mit der elektrischen Leitschicht versehen sein, um den Ladungsfluss auf die Zündfläche zu ermöglichen, von wo aus die elektrische Ladung in die Widerstandsbrücke geleitet werden kann.
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Bei einer bespielhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Anzündhütchens ist die Widerstandsbrücke derart durch Beschichten der Zündfläche auf dem Polstück aufgebracht, dass die Widerstandsbrücke von der Zündfläche, gegebenenfalls auch von der elektrischen Isolationsbeschichtung in Richtung der Anzündmischung vorzugsweise um 0,002 mm bis vorzugsweise 0,2 mm hervorsteht. Durch die derartige Beschichtung ist es möglich, dass die Widerstandsbrücke von möglichst großer Menge Anzündmischung umgeben ist. Des Weiteren kann dadurch auf einfachere Weise erreicht werden, dass ausschließlich die Widerstandsbrücke mit einer zu verbindenden, elektrischen Leitkomponente des Anzündhütchens in Kontakt ist, sodass ein gezielter elektrischer Ladungsfluss bereitgestellt ist.
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Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Anzündhütchens ist die Widerstandsbrücke als elektrische Widerstandsspitze, vorzugsweise als ein Bereich besonders hohen elektrischen Widerstands, realisiert. Die Widerstandsbrücke kann einen elektrischen Leiterpfad bereitstellen, an welchem eine besonders hohe elektrische Spannung erforderlich ist, um eine vorbestimmte elektrische Stromstärke durch diesen fließen zu lassen. Durch den in der Widerstandsbrücke einhergehenden Spannungsabfall wird elektrische Energie des elektrischen Ladungsflusses in thermische Energie, insbesondere Wärme, umgesetzt. Die resultierende, abfallende thermische Energie, insbesondere Wärme, bewirkt dann eine Zündung der Anzündmischung, um das Anzündhütchen zu initiieren und damit das Treibladungspulver zu entzünden. Der in der Widerstandsbrücke einhergehende Spannungsabfall, insbesondere der in der Widerstandsbrücke resultierende Wärmeverlust, ist dabei derart in Bezug auf eine Auslösetemperatur der Anzündmischung einzustellen, dass der hindurchfließende elektrische Ladungsfluss eine Zündung der Anzündmischung bewirkt. Dadurch ist eine zuverlässige und einfach zu realisierende Zündung der Anzündmischung möglich.
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Bei einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Anzündhütchens ist die elektrische Widerstandsspitze durch eine Materialverengung gebildet. Die Materialverengung ist dabei durch diejenige elektrisch leitende Schicht gebildet, welche durch Beschichten der Zündfläche auf dem Polstück realisiert, vorzugsweis aufgebracht, ist. Vorzugsweise ist die Materialverengung ein schmaler Pfad insbesondere mit einer Breite im Bereich von 0,1 mm bis 0,5 mm, betrachtet in einer Richtung senkrecht zur radialen Längserstreckung des Pfades. Alternativ oder zusätzlich kann die Widerstandsbrücke durch einen hohen spezifischen elektrischen Widerstand gebildet sein. Bei dem spezifischen elektrischen Widerstand handelt es sich um eine temperaturabhängige Materialkonstante, welche also von dem verwendeten Material der die Widerstandsbrücke bildenden Leitschicht abhängt. Die Widerstandsbrücke bzw. die elektrische Widerstandsspitze kann demnach durch einen hohen elektrischen Widerstand, insbesondere ohmschen Widerstand, charakterisiert sein, insbesondere, um einen ausreichenden Wärmeeintrag zum Zünden der Anzündmischung bereitzustellen.
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Bei einer beispielhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Anzündhütchens ist die Polfläche wenigstens bereichsweise frei von einer elektrischen Isolationsbeschichtung und/oder einer elektrischen Isolation. Für den Fall, dass es sich um ein elektrisch leitendes, metallisches Polstück mit einer elektrischen Isolationsbeschichtung und/oder einer elektrischen Isolation handelt, ist die elektrische Isolationsbeschichtung derart auf dem Polstück aufgebracht bzw. die elektrische Isolation derart an dem Polstück angeordnet, dass ein isolationsbeschichtungs- und isolationsfreier Bereich bestehen bleibt. Für den Fall, dass es sich um ein elektrisch nicht leitendes Polstück mit einer zumindest bereichsweise aufgebrachten Leitschicht handelt, ist die elektrische Leitschicht derart durch Beschichten auf das Polstück aufgebracht, dass wenigstens ein Bereich an der Polfläche isolationsbeschichtungs- und isolationsfrei bleibt. Vorzugsweise überlappt der isolationsbeschichtungs- und isolationsfreie Bereich wenigstens teilweise mit einer in dem Napfboden eingebrachten Durchgangsöffnung, über welche das elektrische Anschließen an das Polstück, vorzugsweise an die Polfläche, realisierbar ist. Beispielsweise ist folglich sicherzustellen, dass das Einleiten des elektrischen Ladungsflusses in das Polstück von der Unterseite her, also der Polfläche, möglich ist.
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Bei einer beispielhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Anzündhütchens ist eine elektrisch leitende Innenhülse derart dimensioniert und in dem Napf angeordnet, dass ein elektrischer Ladungsfluss zwischen Polstück und Napf einhergehen kann, insbesondere einhergeht. Bei einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Anzündhütchens ist eine Mantelfläche der elektrisch leitenden Innenhülse in Kontakt mit dem Napf und eine dem Polstück zugewandte Stirnfläche der elektrisch leitenden Innenhülse ist wenigstens teilweise in Kontakt mit der metallischen Zündfläche oder der auf der Zündfläche aufgebrachten elektrischen Leitschicht. Die elektrisch leitende Innenhülse kann beispielsweise aus einem Metall hergestellt sein. Ferner kann die Innenhülse beispielsweise die Form eines Hohlzylinders haben. Insbesondere besitzt die Innenhülse an beiden in Axialrichtung betrachteten Stirnseiten eine Öffnung, welche im montierten Zustand in dem äußeren metallischen Napf konzentrisch zu der Durchgangsbohrung in dem Napfboden angeordnet sind. Ferner können die Mantelaußenflächen der Innenhülse und die Napfwandinnenflächen wenigstens abschnittsweise flächig in Kontakt miteinander sein. Vorzugsweise sind die Mantelaußenflächen der Innenhülse und die Napfwandinnenflächen vollständig entlang dem gesamten Überdeckungsbereich zwischen Innenhülse und äußerem Napf in Kontakt miteinander. Insbesondere ist die gesamte Menge an Anzündmischung innerhalb der Innenhülse angeordnet.
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Gemäß einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Anzündhütchens ist ein Gegenlager, wie ein Amboss, zum mechanischen Initiieren der Zündung der Anzündmischung in dem Napf angeordnet, vorzugsweise in der elektrisch leitenden Innenhülse. Insbesondere ist das Gegenlager derart dimensioniert und/oder ein Abstand einer zum Polstück gewandten Gegenlagerspitze zur Zündfläche derart klein bemessen, dass ein zuverlässiges Initiieren der Zündung der Anzündmischung ermöglicht ist. Das Gegenlager ragt beispielsweise durch die dem Napfboden gegenüberliegende Seite des äußeren Napfes in diesen hinein. Vorzugsweise weist das Gegenlager eine sich zur gegen Lagerspitze hin verjüngen der Querschnittsabmessung auf, wobei insbesondere die Gegenlagerspitze wenigstens abschnittsweise kugelförmig, kegelförmig oder konturiert ausgebildet ist.
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Im Folgenden werden weitere Eigenschaften, Merkmale und Vorteile der Erfindung mittels Beschreibung bevorzugter Ausführungen der Erfindung anhand der beiliegenden beispielhaften Zeichnungen deutlich, in denen zeigen:
- 1 eine Querschnittsansicht eines erfindungsgemäßen Anzündhütchens;
- 2 eine Querschnittsansicht eines Polstücks des Anzündhütchens nach 1;
- 3 eine Draufsicht auf das Polstück nach 2;
- 4 eine perspektivische Ansicht des Polstücks gemäß der 2 und 3;
- 5 eine Querschnittsansicht eines weiteren erfindungsgemäßen Anzündhütchens;
- 6 eine Querschnittsansicht des Polstücks nach 5;
- 7 eine Draufsicht auf das Polstück gemäß 6;
- 8 eine perspektivischer Ansicht des Polstücks gemäß der 6 und 7;
- 9 eine Draufsicht auf eine weitere beispielhafte Ausführungsform eines Polstücks eines erfindungsgemäßen Anzündhütchens;
- 10 eine Querschnittsansicht des Polstücks nach 9 entlang der Linie X - X; und
- 11 eine perspektivische Ansicht des Polstücks gemäß der 9 und 10.
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In der folgenden Beschreibung beispielhafter Ausgestaltungen erfindungsgemäßer Anzündhütchen ist ein erfindungsgemäßes Anzündhütchen im Allgemeinen mit der Bezugsziffer 1 versehen. Gattungsgemäße Anzündhütchen werden für Munition insbesondere mit einem Kaliber bis zu 12,7 mm eingesetzt.
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Bezugnehmend auf 1 ist zu erkennen, dass das Anzündhütchen 1 einen äußeren metallischen Napf 3 umfasst, das eine hülsenformartige Außenkontur besitzt. Eine umlaufende Wandung 5 des Napfes 3 mündet in einer Axialrichtung A in einen Boden 7, dessen Wandstärke etwas stärker dimensioniert ist, als die Wandstärke der Wandung 5. In dem Boden 7 ist eine vorzugsweise mittig angeordnete Durchgangsbohrung 9 eingebracht. Die Durchgangsbohrung 9 besitzt in einer zur Axialrichtung A querliegenden Radialrichtung R eine Querschnittsabmessung von etwa 50 %, vorzugsweise im Bereich von 25 % bis 75 %, der Querschnittsabmessung des Napfes 3. An der dem Boden 7 gegenüberliegenden Seite des Napfes 3 besitzt der Napf 3 einen Randabschnitt 11, der durch eine umlaufende, nach innen geneigte Randfläche 13 gebildet ist. Ein beispielhafter Winkel der Fläche 13 gegenüber der Radialrichtung R liegt im Bereich von 10° bis 45°. An dem Übergang zwischen Wandung 5 und Boden 7 sind die Napfinnenflächen 15 bzw. Napfaußenflächen 17 abgerundet, sodass ein kantenfreier, kontinuierlicher Übergang zwischen Wandung 5 und Boden 7 bereitgestellt ist. Im Bereich der Wandung 5 besitzt der Napf 3 eine im Wesentlichen hohlzylindrische Form. Der Boden 7 ist dabei im Wesentlichen als Ringflansch ausgestaltet.
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Der Napf 3 ist bezüglich einer Mittelachse M symmetrisch geformt. Dabei verläuft die Mittelachse M mittig durch die Durchgangsbohrung 9 und erstreckt sich parallel zu der Wandung 5 des Napfes 3.
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An dem Boden 7 des Napfes 3 ist ein Polstück 19 angeordnet. Das Polstück 19 weist eine dem Napfboden 3 zugewandte Polfläche 21 und eine dieser gegenüberliegende, dem Napfboden 3 abgewandte Zündfläche 23 auf. Die Polfläche 21 stellt einen ersten Pol/einen ersten Anschluss für eine elektrische Spannungsquelle zum elektrischen Initiieren des Anzündens des Anzündhütchens dar.
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Bei der in 1 dargestellten Ausführung des erfindungsgemäßen Anzündhütchens 1 ist das Polstück 19 aus einem elektrisch leitenden, vorzugsweise metallischen Material hergestellt. Zwischen dem elektrisch leitenden Polstück 19 und dem metallischen Napf 3 ist eine elektrische Isolation 25 eingebracht, um den metallischen Napf 3 von dem metallischen Polstück 19 elektrisch zu isolieren. Bei der elektrischen Isolation 25 handelt es sich beispielsweise um eine elektrische Druckisolation. Die elektrische Isolation 25, vorzugsweise Druckisolation, ist elastisch ausgebildet und vorzugweise derart konfiguriert, dass diese auch bei hoher Druckbelastung, welche beispielsweise bei einer mechanischen Initiierung der Anzündhütchens auftreten kann, nicht bricht. Ein beispielhaftes Material für die Isolation 25 ist Vulkanfiber. Die elektrische Isolation 25 besitzt außerdem die Aufgabe, beim Abfeuern der Munition (nicht dargestellt) eine Gasdichtigkeit sicherzustellen, sodass bei der Anzündung der innerhalb des metallischen Napfes angeordneten Anzündmischung 27 auftretende Gase das Anzündhütchen 1 nicht verlassen können. Dies wird dadurch erreicht, dass die elektrische Isolation 25 durch den ansteigenden Druck, der beim Zünden der Anzündmischung 27 einhergeht, komprimiert wird und somit gegebenenfalls vorhandene Zwischenräume zwischen elektrischer Isolation 25 und Napf 3 bzw. elektrischer Isolation 25 und Polstück 19 füllt bzw. verschließt. Die elektrische Isolation 25 besitzt eine im Wesentlichen wannenartige Form, die sich in Radialrichtung an die Napfinnenflächen 15 und in Axialrichtung A an den Boden 7 bzw. dessen Napfinnenflächen 15 anschmiegt. In Axialrichtung A ist die elektrische Isolation 25 vorzugweise derart bemessen, dass sie bündig mit dem Polstück 19 abschließt, vorzugsweise mit dessen Zündfläche 23. An der dem Napfboden 7 zugewandten Seite besitzt die elektrische Isolation 25 eine vorzugsweise konzentrisch zur Durchgangsbohrung 9 angeordnete Öffnung 29, um das elektrische Anschließen an das Polstück 19 zu gewährleisten. In Radialrichtung R stehen Bodenabschnitte 31 etwas über den die Durchgangsbohrung 9 definierenden bzw. begrenzenden Abschnitt des Bodens 7 über.
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Die in dem Napf 3 bzw. dessen Napfinnenflächen 15 zugewandten Mantelflächen des Polstücks 19 sind mit einer elektrischen Isolationsbeschichtung 33 durch Beschichten, beispielsweise durch Eloxieren, versehen. Die elektrische Isolationsbeschichtung 33 umgibt das Polstück 19 bis auf einen an der Polfläche 21 angeordneten elektrischen Anschlussbereich 35 im Wesentlichen vollständig und weist eine im Wesentlichen konstante Materialstärke bzw. -dicke auf. Der elektrisch leitende Anschlussbereich 35 ist im Wesentlichen konzentrisch zu der Durchgangsbohrung 9 und der Öffnung 29 an der Polfläche 21 angeordnet. In Radialrichtung R steht die elektrische Isolationsbeschichtung 33 etwas über die sich in Radialrichtung R erstreckenden Bodenabschnitte 31 der elektrischen Isolation 25 über. Wie insbesondere in 1 zu sehen ist, stellt sich daher eine treppenstrukturartige Kontur im Bereich der Durchgangsöffnung 9 ein. Die elektrische Isolationsbeschichtung 33 kann beispielsweise eine Teflon-Schicht oder ein Lack sein.
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Des Weiteren ist an der Zündfläche 23, etwa auf radialer Höhe des elektrischen Anschlussbereichs 35 eine Zündpolfläche 37 bereitgestellt, die, wie der elektrisch leitende Anschlussbereich 35, frei von elektrischer Isolationsbeschichtung 33 ist. Die Radialerstreckung der Zündpolfläche 37 entspricht in etwa der Radialerstreckung des elektrisch leitenden Anschlussbereichs 35. Die Zündpolfläche 37 ist nötig, um einen elektrischen Ladungsfluss von der Polfläche 21, insbesondere des elektrischen Anschlussbereichs 35, hin zur Zündfläche 23, insbesondere in die Zündpolfläche 37, zu gewährleisten. Der Anzündvorgang wird weiter unten im Detail beschrieben.
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Auf die Zündfläche 23, die elektrische Isolationsschicht 33 und die Zündpolfläche 37 ist ferner eine elektrische Leitschicht 39 durch Beschichten aufgebracht. Die elektrische Leitschicht 39 wird im Detail insbesondere in Bezug auf 3 beschrieben. In 1 ist bereits zu erkennen, dass die elektrische Leitschicht 39 in Radialrichtung R derart bemessen ist, dass sie nicht in Kontakt mit den Napfinnenflächen 15 steht, sondern in einem geringen Abstand zu den Napfinnenflächen 15 angeordnet ist. Des Weiteren ist zu erkennen, dass die Leitschicht 39 in Axialrichtung A erhöht bezüglich der elektrischen Isolationsbeschichtung 33 ist, das heißt in Axialrichtung A etwas über diese hervorsteht.
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Dadurch ist gewährleistet, dass die Leitschicht 39 mit einer in dem Napf 3 angeordneten Innenhülse 41 in Kontakt geraten kann, welche ebenfalls aus einem elektrisch leitenden Material, wie Metall, hergestellt ist. Die Anzündmischung 27 ist dabei innerhalb der vorzugsweise hohlzylindrischen Innenhülse 41 angeordnet. Die Innenhülse 41 dient dazu, einen elektrischen Ladungsschuss zwischen Polstück 19 und Napf 3 zu gewährleisten. Dies wird zum einen dadurch erreicht, dass Innenhülsenaußenflächen 43 in flächigem Kontakt mit den Napfinnenflächen 15 sind. Zum anderen ist die Innenhülse 41 mit einer dem Polstück 19 zugewandten Stirnfläche 45 wenigstens teilweise in Kontakt mit der elektrischen Leitschicht 39. Beim Anlegen einer elektrischen Spannungsquelle (nicht dargestellt) kann der elektrische Ladungsfluss demnach über den elektrischen Anschlussbereich 35 der Polfläche 21, das elektrisch leitende Polstück 19, die Zündpolfläche 37 auf der Zündfläche 23 und über die metallische Innenhülse 41 hin zu dem metallischen Napf, der eine zweite elektrische Anschlussstelle/einen zweiten elektrischen Pol für die elektrische Spannungsquelle darstellt, geführt werden.
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Eine Widerstandsbrücke 51 (siehe insbesondere
3), mittels welcher die Initiierung des Anzündhütchens bzw. der Anzündmischung 27 bereitgestellt wird, ist erfindungsgemäß durch Beschichten der Zündfläche 23 auf dem Polstück 19 aufgebracht. Dadurch ergibt sich eine deutlich reduzierte Axialabmessung des Anzündhütchens 1, weil keine zusätzlichen Bauteile, wie Plättchen mit Widerstandsbrückenträger, wie es beispielsweise bei
DE 10 2014 011 375 A1 der Fall ist, notwendig sind, und zum anderen eine vereinfachte Herstellung sowie Montage. Des Weiteren wird durch die mittels Beschichten aufgebrachte Widerstandsbrücke 51 vermieden, dass diese vor und/oder während der Montage beschädigt bzw. gebrochen werden kann.
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Auf der Anzündmischung 27 ist eine Abdeckung 47 aufgelegt, welche zum einen dazu dient, einen gewissen Schutz der Anzündmischung 27 gegen Umwelteinflüsse, wie Feuchtigkeit, bereitzustellen und zum anderen dazu vorgesehen ist, zu verhindern, dass bis zur Verarbeitung der Anzündhütchen Anzündmischung aus diesem ausrieselt. Eine Radialabmessung in Radialrichtung R der Abdeckung 47 ist dabei an einen Innendurchmesser der zylindrischen, metallischen Innenhülse 41 angepasst.
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In 2 ist das Polstück 19 isoliert, das heißt ohne die weiteren Komponenten des erfindungsgemäßen Anzündhütchens 1, abgebildet. Eine beispielhafte Abmessung in Radialrichtung R kann im Bereich von 2,5 mm bis 10 mm liegen. Eine beispielhafte Abmessung in Axialrichtung A kann im Bereich von 2 mm bis 8 mm liegen. Aus 2 sind die durch Beschichten aufgebrachten Isolations- bzw. Leitschichten zur Bildung der Widerstandbrücke 51 (3) nochmals besser ersichtlich. Die elektrische Isolationsschicht 33 umgibt das Polstück 19 im Wesentlichen vollständig bis auf vorzugsweise konzentrisch zueinander angeordnete, insbesondere gleich groß dimensionierte Bereiche an der Polfläche 21, dem Anschlussbereich 35 bzw. der Zündfläche 23, der Zündpolfläche 37. An der Zündfläche 21 ist ein elektrischer Anschlussbereich 35 frei von der Isolationsschicht und an der Zündfläche 23 ist eine Zündpolfläche 37 frei von einer Isolationsschicht, wobei die Zündpolfläche 37 von einer elektrischen Leitschicht 39 belegt ist, die durch Beschichten auf das Polstück 19 aufgebracht ist.
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In der Draufsicht gemäß 3 sind die elektrische Leitschicht 39 sowie die Widerstandsbrücke 51 abgebildet. Aus 3 ist zu erkennen, in welchem Bereich auf der Zündfläche 23 die elektrische Leitschicht 39 und in welchem Bereich auf der Zündfläche 23 ausschließlich die elektrische Isolationsschicht 33 aufgebracht ist. Die elektrische Leitschicht 39 ist beispielsweise aus einem hochohmigen Material, z. B. Chrom-Nickel-Legierung, gebildet. In Kombination mit 2 ist ersichtlich, dass der elektrische Ladefluss von der Polfläche 21, bzw. dem elektrischen Anschlussbereich 35, lediglich an der Zündpolfläche 37 abgegriffen bzw. weitergeleitet werden kann. Der elektrische Ladefluss erfolgt demnach von der Zündpolfläche 37, welche in 3 durch einen gestrichelten Kreis angedeutet ist, in die elektrische Leitschicht 39, die im Bereich der Zündpolfläche 37, wie es in den 2 und 3 ersichtlich ist, in Radialrichtung R größer bemessen ist, als die Zündpolfläche 37, sodass ein elektrischer Ladungsfluss von der Unterseite des Polstücks 19, also von der Polfläche 21, hin zur Oberseite des Polstücks 19, als zur Zündfläche 23, ermöglicht ist. Von einem die Zündpolfläche 37 bedeckenden Zentralbereich 53 der elektrischen Leitschicht 39 kann der elektrische Ladungsfluss über die Widerstandsbrücke 51 in einen Kreisringsektor 55 geleitet werden. Ziel der Widerstandsbrücke 51 ist es, eine lokale elektrische Widerstandsspitze zu realisieren, um einen genügend hohen Widerstand zu erzeugen, sodass eine Erwärmung der Widerstandsbrücke einhergeht, die derart hoch ist, dass eine Auslösetemperatur der Anzündmischung 27 erreicht wird, um das Anzündhütchen 1 zu initiieren. Die Realisierung der Widerstandsbrücke 51 kann zum einen über eine geeignete Materialwahl, also eine im Vergleich zu den umgebenden Bereichen der Zündfläche 23 hohen spezifischen elektrischen Widerstand erreicht werden.
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Alternativ oder zusätzlich kann, wie es auch in 3 beispielhaft dargestellt ist, eine Materialverengung 57 eine lokale Temperaturspitze beim Hindurchfließen der elektrischen Ladung gewährleisten. Dabei ist eine im Vergleich zur Querschnittsfläche der Materialverengung 57, bzw. der Widerstandsbrücke 51, groß dimensionierte Länge 1 der Materialverengung 57 bzw. Widerstandsbrücke 51 zu wählen. Die Widerstandsbrücke 51 besitzt eine beispielhafte Materialbreite im Bereich von 0,05 mm bis 0,4 mm. Der Durchmesser des Zentralbereichs 53 der elektrischen Leitschicht 39 kann beispielsweise einen Durchmesser im Bereich von 0,1 mm bis 2 mm besitzen. Die Widerstandsbrücke 51 mündet in den Kreisringsektorbereich 55, welcher in einem umlaufenden Abstand zur Polstückmaximalabmessung, bzw. Polstückmantelfläche, von 0,1 mm bis 0,3 mm angeordnet ist. Der Kreisringsektorbereich 55 erstreckt sich kontinuierlich und konzentrisch um den Zentralbereich 53, wobei sich der Kreisringsektor 55 im Wesentlichen im Bereich von 180° bis 360°, vorzugsweise bis 340°, vorzugsweise bis 320°, vorzugsweise bis 300°, vorzugsweise bis 280°, vorzugsweise bis 260°, erstreckt. Eine Materialbreite des Kreisringsektorbereichs 55 beträgt beispielsweise 0,25 mm bis 0,5 mm. Wie aus 1 in Zusammenhang mit 3 hervorgeht, ist es der Kreisringsektorbereich 55 der elektrischen Leitschicht 39, welcher den elektrischen Kontakt mit der elektrischen Innenhülse 41 bereitstellt. Das heißt, dass der elektrische Ladungsfluss, angekommen an der Zündfläche 23, über den Zentralbereich 53 durch die Widerstandsbrücke 51 unter Bereitstellung der Temperaturspitze zum Zünden der Anzündmischung 29 in den Ringsektorbereich 55 erfolgt, von welchem aus der elektrische Ladungsfluss weiter in die metallische Innenhülse 41 hin zu dem äußeren metallischen Napf 3 erfolgt, an dem die zweite elektrische Anschlussstelle vorgesehen ist. Aus den vorhergehenden Darstellungen geht anschaulich die vorteilhafte Axialbauraum-Einsparung gegenüber im Stand der Technik bekannten Anzündhütchen hervor, da auf zusätzliche Komponenten, wie beispielsweise ein zusätzlich einzubringendes Plättchen, verzichtet werden kann, was durch das erfindungsgemäße Aufbringen der Widerstandsbrücke durch Beschichten des Polstücks erreicht ist.
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Bezugnehmend auf die 5 bis 8 ist eine weitere Ausführung eines erfindungsgemäßen Anzündhütchens 1 und eines entsprechenden Polstücks 19 dargestellt. Es sei angemerkt, dass gleiche Komponenten mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind.
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Die Ausführung gemäß 5 des erfindungsgemäßen Anzündhütchens 1 unterscheidet sich von der Ausführung gemäß 1 dadurch, dass das Anzündhütchen 1 ein elektromechanisches Anzündhütchen ist, das wahlweise elektrisch oder mechanisch initiierbar ist. Die Funktionsweise der elektrischen Initiierung des Anzündhütchens 1 gemäß 5 erfolgt in analoger Weise, wie es in Bezug auf die Ausführung gemäß 1 beschrieben wurde. Diesbezüglich wird auf die obigen Ausführungen verwiesen. In der folgenden Beschreibung weiterer beispielhafter Ausführungen anhand der 5 bis 8 werden im Wesentlichen die Unterschiede in Bezug auf die Ausführungen gemäß 1 bis 4 erläutert.
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Das Polstück 19 der Ausführung gemäß 5 besitzt an der dem Napfboden 7 zugewandten Unterseite eine vollzylinderartige Verlängerung 61, dessen radiale Abmessung in etwa der Hälfte der radialen Abmessung der Polstückmaximalabmessung beträgt. Im montierten Zustand, wie es in 5 abgebildet ist, ragt der Verlängerungsabschnitt 61 in Axialrichtung A in die in dem Napfboden 7 eingebrachte Durchgangsbohrung 9, wobei die Verlängerung 61 in Axialrichtung A derart bemessen ist, dass diese nicht über eine Bodenunterseite 63 des Napfes 3 hinaus hervorsteht. Dadurch, dass die zylindrische Verlängerung 61 in die in dem Napfboden 7 eingebrachte Durchgangsbohrung 9 hineinragen kann, kann eine Axialabmessung des Anzündhütchens 1 gering gehalten werden. Es sei klar, dass die Ausführung des Polstücks 1 gemäß 5 auch in 1 eingesetzt werden könnte und dass die in 1 gezeigte Ausführung des Polstücks 19 ebenfalls für das Anzündhütchen 1 gemäß 5 verwendet werden könnte. Die Notwendigkeit der zylindrischen Verlängerung 61 hängt vor allem davon ab, wie die Kontaktierung, also der elektrische Anschlusskontakt, erfolgen soll, insbesondere ob ein elektrischer Kontaktstift ausreichend lang dimensioniert ist, so dass er durch die Durchgangsbohrung 9 reichen und in Kontakt mit dem Polstück 19 gelangen kann.
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Das Polstück 19 wird, wie bereits in 1, bezüglich des äußeren metallischen Napfes 3 über die elektrische Isolationsbeschichtung 33 sowie über die elektrische Isolation 25 isoliert, die wannenförmig ausgebildet ist, an den Napfinnenflächen 15 anliegt und eine Durchgangsöffnung 29 zum Hindurchführen der zylindrischen Verlängerung 61 besitzt. Die elektrische Anschlussstelle 35 ist gemäß 5 an der in Axialrichtung A nach unten durch die Durchgangsbohrung 9 weisenden Unterseite des Verlängerungsabschnitts 61 angeordnet. Elektrischer Ladungsfluss ist weiter über das elektrisch leitende Polstück 19 möglich. Wie in 1 ist die metallische Innenhülse 41 ausschließlich mit der elektrischen Leitschicht 39 des Polstücks 19 in Kontakt, und nicht mit weiteren Oberflächenbereichen des Polstücks 19. Elektrischer Ladungsfluss, der zu ermöglichen ist, wird also durch das Polstück 19 über die vorzugsweise hochohmige elektrische Leitschicht 39, die wiederum die Widerstandsbrücke 51 bildet, wie es auch in 1 der Fall war, in die metallische Innenhülse 41 gewährleistet, welche im Kontakt mit dem äußeren metallischen Napf 3 ist, der wiederum den zweiten Pol/die zweite elektrische Anschlussstelle für die elektrische Spannungsquelle (nicht dargestellt) bereitstellt. Die Widerstandsbrücke 51 ist in 7 bzw. 8 näher dargestellt. Das Polstück 19 bildet gleichzeitig die Aufschlagfläche für einen Schlagbolzen (nicht dargestellt), der zur mechanischen Initiierung des Anzündhütchens 1 auf dieses aufschlägt. Ein mittels Strich-Punkt-Linien dargestelltes Gegenlager 75 ist in dem Napfinnenraum bzw. dem Innenhülseninnenraum und damit wenigstens auf ein Teilvolumen der Anzündmischung 27 aufgesetzt. Das Gegenlager 75 kann beispielsweise ein Amboss sein, wobei auch entsprechende Gegenlagerformen in die Patronenhülse eingesetzt werden können. Das Gegenlager 75 besitzt eine langgezogene Gestalt mit einer Gegenlagerspitze 77, welche dem Polstück 19 zugewandt und in einem geringen Abstand zu dem Polstück 19 angeordnet ist. Dieser geringe Abstand ist für eine zuverlässige mechanische Initiierbarkeit notwendig. Es ist dabei allerdings darauf zu achten, dass zwischen Gegenlagerspitze 77 und Polstück 19 ausreichend Platz für die Anzündmischung 27 ist. Denn bei einer mechanischen Initiierung wird die Anzündmischung 27 zwischen dem Polstück 19 und der Gegenlagerspitze 77 gequetscht, wodurch es zur chemischen Umsetzung der Anzündmischung 27 kommt, welche die Initiierung des Anzündhütchens 1 zur Folge hat. Eine isolierte Darstellung der beispielhaften zweiten Ausführungsform des Polstücks 19 mit mechanischer Initiieroption für das beispielhafte erfindungsgemäße Anzündhütchen 1 gemäß 5 ist in 6 abgebildet, auf die im Folgenden näher eingegangen wird.
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Die elektrische Isolationsbeschichtung 33 ist im Wesentlichen vollumfänglich bzw. umlaufend auf das Polstück 19 aufgebracht, bis auf die Zündpolfläche 37 der Zündfläche 23 und den elektrischen Anschlussbereich 35 der Polfläche 21. Dabei bildet der elektrische Anschlussbereich 35 im Wesentlichen die vollständige Stirnfläche, die in Richtung Napfboden 7 weist. Konzentrisch zu dem elektrischen Anschlussbereich 35 auf der Polfläche 21 ist die Zündpolfläche 37 auf der Zündfläche 23 angeordnet, wobei eine Radialabmessung der Zündpolfläche 37 deutlich kleiner als eine Radialabmessung des elektrischen Anschlussbereichs 35 ist. Das Polstück 19 weist eine umfängliche, sich im Wesentlichen senkrecht von der Zündfläche 23 in Axialrichtung A nach unten erstreckende Seitenwand 65 auf, die in eine umlaufende Schräge 67 übergeht, welche beispielsweise einen Winkel von etwa 45° bezüglich der Axialrichtung A einnimmt. Die umlaufende Schräge 67 dient dazu, einen umlaufenden dieser zugewandten abgerundeten Übergang 6 zwischen Boden 7 und Napfwandung 5 auszugleichen. An die Schräge 67 schließt die Polfläche 21 an, welche im Wesentlichen parallel zur Zündfläche 23 orientiert ist. Anders als bei der Ausführung gemäß 1 bzw. 2, bei der das Polstück 19 im Wesentlichen als ebene Scheibe gebildet ist, mündet die Polfläche 21 etwa bei einem Viertel der Gesamtradialerstreckung des Polstücks 19 in den Verlängerungsabschnitt 61, welcher eine im Wesentlichen senkrecht zur Polfläche 21 orientierte, sich im Wesentlichen in Axialrichtung A erstreckende Seitenwand 69 besitzt. Der Übergang zwischen Seitenwand 69 und Polfläche 21 ist durch eine Rundung 71 realisiert, die beispielsweise einen Radius von etwa 0,2 mm, vorzugsweise im Bereich von 0,1 mm bis 0,5 mm, besitzt. Hin zu der Stirnfläche, das heißt wiederum der Polfläche 21 und insbesondere dem elektrischen Anschlussbereich 35, bildet die Seitenwand 69 eine nach innen geneigte optionale Schräge 73, die vorzugsweise in einem Winkel von etwa 45° bezüglich der Axialrichtung A orientiert ist. Wie in 6 dargestellt ist, ist die elektrische Isolationsbeschichtung 33 auf der Zündfläche 23 ausgenommen die Zündpolfläche 37, auf den Seitenwänden 65, der Schräge 67, den Seitenwänden 69, der Schräge 73 und auf der Polfläche 21 bis auf den elektrischen Anschlussbereich 35 durch Beschichten aufgebracht. Ein beispielhafter Durchmesser des Verlängerungsabschnitts 61 beträgt etwa 3 mm. Beispielsweise beträgt ein Durchmesser der Zündpolfläche 37 etwa 1,6 mm, wobei eine Gesamtradialabmessung des Polstücks 19 etwa 6,5 mm beträgt.
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In 7 ist eine Draufsicht auf das Polstück 19 gemäß 6 dargestellt. Die Ausführung gemäß 7 unterscheidet sich von derjenigen gemäß 3 lediglich durch die beispielhaften Abmessungen der jeweiligen Beschichtungen. Beispielsweise beträgt eine Breite b der Widerstandsbrücke 51 etwa 0,05 mm. Eine Breite c des Kreisringsektors 55 kann beispielsweise etwa 0,25 mm betragen. Des Weiteren kann der Kreisringsektor 55 derart um den Zentralbereich 53 umlaufen, dass ein Winkelsektor von etwa 90° frei von der elektrischen Leitschicht 39 ist. Zur Verdeutlichung der Ausführung des Polstücks 19 für ein erfindungsgemäßes elektromechanisches Anzündhütchen 1, welches in 5 abgebildet ist, zeigt 8 eine perspektivische Ansicht des Polstücks 19, aus der die aufgebrachte elektrische Leitschicht 39 ersichtlich ist.
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Unter Bezugnahme auf die 9 bis 11 wird eine beispielhafte Ausführung eines Polstücks 19 für ein erfindungsgemäßes Anzündhütchen 1 erläutert, bei der das Polstück 19 aus einem nicht leitenden Material, wie Kunststoff, hergestellt ist. Die strukturelle Form des Polstücks 19 gemäß den 9 bis 11 entspricht dabei im Wesentlichen derjenigen Form gemäß der 6 bis 8, sodass sich die folgende Beschreibung auf die sich unterscheidenden Merkmale beschränkt. Um die elektrische Auslösung der Initiierung des Anzündhütchens 1 zu gewährleisten, ist die elektrische Leitschicht 39 durch Beschichten auf das Polstück 19 aufgebracht. Bei der dargestellten Ausführung des nicht leitenden Polstücks 19 ist eine elektrische Isolation 25 an dem Anzündhütchen 1 vorzusehen, um den Napf 3 gegenüber der elektrischen Leitschicht 39 zu isolieren. Die Polfläche 21 kann vorzugsweise vollständig mit der elektrischen Leitschicht 39 beschichtet sein, wobei es auch möglich ist, lediglich einen Teilbereich der Polfläche 19 mit der elektrischen Leitschicht 39 zu versehen. Grundsätzlich kann bei geeigneter Anbringung der elektrischen Leitschicht 39 auf dem Polstück 19 und/oder Strukturierung des nicht leitenden Polstücks 19 bei einem Anzündhütchen 1 auf die elektrische Isolation 25 und/oder die elektrische Isolationsbeschichtung 33 verzichtet werden, da das nicht leitende Polstück 19 bereits selbst eine isolierende Wirkung besitzt.
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Wie in 9 zu sehen ist, befindet sich die elektrische Leitschicht 39 auf der Zündfläche 23 in einem in Radialrichtung R betrachteten äußeren Bereich 79. Die Leitschicht 39 besitzt, ähnlich wie bereits in Bezug auf die 6 bis 8 erläutert, einen Kreisringsektorbereich 55, der nicht geschlossen ist, sondern einen um etwa 90° in Umfangsrichtung U bezüglich eines Mittelpunktes MP sich erstreckenden leitschichtfreien Bereich 81 frei lässt. Von dem Kreisringssektor 55 vorzugsweise auf der Höhe des leitschichtfreien Bereichs 81 erstreckt sich ein Radialsteg 83 in Radialrichtung R über die gesamte Zündfläche 23. Der Radialsteg 83 umfasst in einer bezüglich des Mittelpunkts MP versetzten Position die Widerstandsbrücke 51, die gemäß 9 beispielhaft als Materialverengung 57 gebildet ist und einen hochohmigen Bereich zur Bereitstellung der notwendigen Wärme zur Initiierung des Zündvorgangs des Anzündhütchens 1 bildet. Dabei ist eine in Radialrichtung R betrachtete Abmessung der Widerstandsbrücke 51 derart groß bemessen und/oder eine in Axialrichtung A betrachtete Abmessung der Widerstandsbrücke 51 derart klein bemessen und/oder eine in zur Radialrichtung R und Axialrichtung A senkrecht orientierte Abmessung derart klein bemessen, dass die Zündung der Anzündmischung 27 bei einem elektrischen Ladungsfluss erzielt werden kann. Es wäre auch denkbar, die Leitschicht 39 generell mit einer hohen Leitfähigkeit zu versehen, wobei die Leitschicht 39 beispielsweise aus Gold realisiert ist, und die Widerstandsbrücke 51 lokal aus einem Material niedriger Leitfähigkeit herzustellen, beispielsweise aus einer CrNi-Legierung, wobei eine Breitenerstreckung identisch sein kann.
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In 10 ist eine Querschnittsansicht gemäß der Linie X - X aus 9 abgebildet. Die Leitschicht 39 bedeckt dabei vollständig den Anschlussbereich 35 der Verlängerung 61 und bildet sich außenseitig der Seitenwände 69, 65 bis hin zur Zündfläche 23 aus. Dabei ist zu erkennen, dass die elektrische Leitschicht 39 bezüglich der Mittelachse M sich nur einseitig hin zur Zündfläche 23 erstreckt (links in 9), während auf der anderen Seite bezüglich der Mittelachse M sich die elektrische Leitschicht 39 nicht hin zur Zündfläche 23 erstreckt, sondern bei einer Radialabmessung der Verlängerung 61 endet (rechts in 9). Allerdings könnten auch sämtliche in Axialrichtung A nach unten in Richtung des Napfbodens 7 weisenden Oberflächen mit der elektrischen Leitschicht 39 versehen sein. In 10 ist bereits angedeutet, dass das Polstück 19 an der Seitenwand 65 eine Vertiefung 85 umfasst, in der die elektrische Leitschicht 39 vorzugsweise ausschließlich an der Seitenwand 65 hin zur Zündfläche 23 geführt ist.
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Dabei ist die Vertiefung 85 derart bemessen und/oder eine Schichtdicke der Leitschicht 39 derart gering ausgelegt, dass die Leitschicht 39 bezüglich der Seitenwand 85 versenkt angeordnet ist (11). Die Vertiefung 85 mündet in eine sich in Radialrichtung R erstreckende und insbesondere im Querschnitt konstante Vertiefung 87 auf der Zündfläche 23. Etwa bei einem Drittel der Gesamtradialabmessung des Polstücks 19 geht die Vertiefung 87 rampenartig 89 in die Zündfläche 23 über, sodass die elektrische Leitschicht 39 von der Zündfläche 83 in Axialrichtung A hervorsteht.
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Insbesondere bezugnehmend auf 11 ist zu erkennen, dass der Radialsteg 83 der elektrischen Leitschicht 39 der Struktur der Zündfläche 23 folgt, insbesondere derart, dass der Radialsteg 83 entlang des rampenartigen Übergangs 89 in die Vertiefung 87 geführt wird und schließlich über die Vertiefung 85 an der Seitenwand 65 hin zur Polfläche 21 geführt wird. Die Widerstandsbrücke 51 ist dabei an einer Position in Radialrichtung R angeordnet, an welcher die elektrische Leitschicht 39, bzw. der Radialsteg 83, in Axialrichtung A von der Zündfläche 23 hervorsteht.
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Die in der vorstehenden Beschreibung, den Figuren und den Ansprüchen offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Realisierung der Erfindung in den verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Anzündhütchen
- 3
- Napf
- 5
- Wandung
- 7
- Boden
- 6
- Übergang
- 9
- Durchgangsbohrung
- 11
- Randabschnitt
- 13
- Randfläche
- 15
- Napfinnenfläche
- 17
- Napfaußenfläche
- 19
- Polstück
- 21
- Polfläche
- 23
- Zündfläche
- 25
- elektrische Isolation
- 27
- Anzündmischung
- 29
- Durchgangsöffnung
- 31
- Bodenabschnitt
- 33
- elektrische Isolationsbeschichtung
- 35
- Anschlussbereich
- 37
- Zündpolfläche
- 39
- Leitschicht
- 41
- Innenhülse
- 43
- Innenhülsenaußenfläche
- 45
- Innenhülsenstirnfläche
- 47
- Abdeckung
- 51
- Widerstandsbrücke
- 53
- Zentralbereich
- 55
- Kreisringsektor
- 57
- Materialverengung
- 61
- Verlängerung
- 63
- Bodenunterseite
- 65
- Seitenwand
- 67
- Schräge
- 69
- Seitenwand
- 71
- Rundung
- 73
- Schräge
- 75
- Gegenlager
- 77
- Gegenlagerspitze
- 79
- radial äußerer Bereich
- 81
- leitschichtfreier Bereich
- 83
- Radialsteg
- 85, 87
- Vertiefung
- 89
- rampenartiger Übergang
- A
- Axialrichtung
- R
- Radialrichtung
- M
- Mittelachse
- U
- Umfangsrichtung
- MP
- Mittelpunkt
- 1
- Länge
- b
- Breite
- c
- Breite
