DE1235205B - Elektrischer Brueckenzuender - Google Patents
Elektrischer BrueckenzuenderInfo
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- 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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- F42B3/12—Bridge initiators
- F42B3/124—Bridge initiators characterised by the configuration or material of the bridge
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES W/77W<m PATENTAMT
Int. CL:
Cö6c
PATENTSCHRIFT
Nummer:
Anmeldetag:
Deutsche Kl.: 78 e - 3
1 235 205
T23979VIb/78e
10. Mai 1963
23. Februar 1967
14. September 1967
T23979VIb/78e
10. Mai 1963
23. Februar 1967
14. September 1967
Auslegetag:
Ausgabetag:
Patentschrift stimmt mit der Auslegeschrift überein
Elektrische Brückenzünder mit explodierendem Brückendraht werden besonders zur Zündung fester
Treibstoff ladungen von Raketen häufig verwendet, da mit ihnen eine unbeabsichtigte Auslösung wirksam
verhindert werden kann. Dabei müssen dem Brückendraht sehr hohe elektrische Energiewerte
(20 000 000 erg) in sehr kurzer Zeit (weniger als 4 Mikrosekunden) zugeführt werden, damit er das
charakteristische Hochtemperatur- und Hochdruck-Stoßwellenphänomen
hervorruft, welches als Brückendraht-Explosion bekannt ist. Die Energie dieser »Explosion« wird der pyrotechnischen Ladung
zugeführt und verursacht deren Zündung. Unbeabsichtigte Zuführung von weniger intensiver oder
weniger konzentrierter Energie an den Brückendräht wird normalerweise keine »Explosion« des Brückendrahtes
und damit auch keine Betätigung des Zünders hervorrufen. Die pyrotechnischen Mischungen
sind im übrigen solcher Art, daß sie sich normalerweise nicht entzünden, wenn der Brückendraht von
relativ schwachem Strom erwärmt wird, unabhängig davon, ob dieser Strom direkt zugeführt oder von
einer fremden elektrischen Energiequelle induziert wird.
Obwohl in jüngerer Zeit entwickelte, von einem explodierenden Brückendraht ausgelöste elektrische
Brückenzünder gegen unbeabsichtigte Betätigung besseren Schutz gewähren als vorbekannte Zünder,
können diese dennoch unter gewissen Umständen unbeabsichtigt ausgelöst werden. Wenn sie nämlich
elektrischen Energiemengen ausgesetzt werden, welche etwas kleiner sind als die zum »Explodieren«
des Brückendrahtes notwendige Energie, kann der Brückendraht zur Weißglut oder bis zu seinem
Schmelzpunkt erhitzt werden und dadurch unbeabsichtigterweise die Zündung betätigen. Der Brückendraht
kann des weiteren langer elektrischer Erwärmung ausgesetzt werden und, auch ohne bis zur
Weißglut erhitzt zu werden, die Temperatur der pyrotechnischen Ladung so weit erhöhen, daß Selbstzündung
eintritt.
Es können konstruktive Änderungen oder solche der chemischen Zusammensetzung vorgenommen
werden, um diese Probleme zu beseitigen; es zeigt sich jedoch, daß, je verläßlicher ein EBD-Zünder
gegen unbeabsichtigte Auslösung gemacht wird, desto unverläßlicher für beabsichtigte Auslösungen
werden kann. Außerdem kann die Zeitverzögerung, d. h. die Zeitspanne bis zum vollen Zünden der
pyrotechnischen Ladung nach Auslösung, beträchtlich beeinflußt werden. Trotz dieser Schwierigkeiten
besteht ständig die Forderung nach elektrischen Elektrischer Brückenzünder
Patentiert für:
Thiokol Chemical Corporation,
Bristol, Pa. (V. St. A.)
Bristol, Pa. (V. St. A.)
Vertreter:
Dr. H.-H. Willrath, Patentanwalt,
Wiesbaden, Hildastr. 18
Als Erfinder benannt:
Samuel Zeman, Huntsville, Ala. (V. St. A.)
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 10. Mai 1962 (193 729) - -
Brückenzündern mit erhöhter Sicherheit gegen unbeabsichtigte Auslösung ohne Verlängerung der Zeitverzögerung.
Derartige elektrische Brückenzünder mit explodierendem Brückendraht, die diesen Anforderungen genügen,
d. h. besseren Schutz gegen unbeabsichtigte Auslösung bei gleichzeitig unverändert kurzer Auslösezeit
gewähren, erhält man nach der vorliegenden Erfindung. Diese elektrischen Brückenzünder mit
explodierendem Brückendraht, insbesondere zur Zündung von Raketentreibsätzen, nach der Erfindung
zeichnen sich dadurch aus, daß der gegebenenfalls in an sich bekannter Weise durch einen Luftraum
und eine zerstörbare Metallfolie vom Zündsatz getrennte Hochenergiebrückendraht mit einem Gemisch
aus 40 bis 70% eines Sekundärsprengstoffes mit einer Korngröße von etwa 44 μ und kleiner und
bis 60% eines wasserlöslichen anorganischen Silikatbinders überzogen ist.
Vorzugsweise besteht der Sekundärsprengstoff aus Pentaerythrit-tetranitrat oder Cyclotrimethylen-trinitramin
und der Silikatbinder aus Kalium- oder Natriumsilikat.
Die Zeichnung zeigt einen Längsschnitt eines elektrischen Brückenzünders nach der Erfindung, teilweise
im Aufriß. Ein solcher Zünder besteht aus einem Bauteil 1, gewöhnlich aus Metall, mit zwei
voneinander und dem Zündermantel durch Isolator 3 elektrisch isolierten Elektroden 2 zum Anschluß mit-
709 673/213
tels einer passenden, nicht abgebildeten Steckbuchse.
Der Isolator 3 besteht aus Glas, Kunststoff oder ähnlichem Isoliermaterial. Zusätzlich kann ein elektrischer
Isolator 4 verwendet werden.
Die beiden Elektroden 2 sind innerhalb der Zündladung durch einen Brückendraht 5, meistens aus
Edelmetall oder einer Edelmetallegierung, überbrückt. Ein Belag 6, welcher aus einer Mischung
nach der Erfindung besteht, ist auf dem Brückendraht 5 aufgetragen und bedeckt diesen vollkommen.
Eine dünne zerreißbare Membran 7 aus 0,025 bis 0,05 mm dickem Blei wird durch ein elektrisch isolierendes
Distanzstück 8 in einer gewissen Entfernung vom Brückendraht 5 gehalten. Ein Haltestück 9,
z. B. aus Metall, verankert die Membran 7 und das Distanzstück 8. Die Membran 7 kann auf der vom
Brückendraht 5 abgewandten Seite mit irgendeiner schnell brennenden pyrotechnischen Mischung 10/
deren Zusammensetzung dem Fachmann bekannt ist, überzogen werden. Eine pyrotechnische Hauptladung
11 ist über der Membran 7 gelagert; diese kann von irgendeiner bekannten Art sein, oder sie kann, wie in
der deutschen Auslegeschrift 1184 686 beschrieben, zusammengesetzt sein. Ein Verschluß 12, gewöhnlich
aus dünnem Blech, hält die Hauptladung 77 fest und schließt sie ab.
Die nach der Erfindung verwendeten Mischungen, welche als Belag 6 auf dem Brückendraht 5 aufgetragen
sind, bestehen aus Teilchen in der Größenordnung von 44 Mikron oder kleiner eines Sekundärsprengstoffes,
z. B. Pentaerythrit-tetranitrat (PETN) mit in Wasser löslichem anorganischem Alkalisilikat
als Bindemittel. Aufgabe der Silikatmischung ist es hauptsächlich, die Teilchen des Sekundärsprengmittels
zusammenzuhalten und die Mischung an den Brückendraht 5 und Isolator 3 zu binden. Die Silikatmischung
wirkt des weiteren als Verdünnungs- oder Entaktivierungsmittel auf den Sekundärsprengstoff
und verhindert somit, daß dieser bei Auslösung mit hoher Ausbreitungsgeschwindigkeit detoniert.
Eine bevorzugte Mischung, welche zur Verwendung mit elektrischen Brückenzündern nach der Abbildung
als geeignet befunden wurde, besteht aus 30 Gewichtsteilen gereinigtem PETN, Korngröße
feiner als 325 Maschen (USA.-Siebskala), mit 70 Gewichtsteilen einer wäßrigen Natriumsilikatlösung.
Diese Silikatlösung zeigt an der Senkspindel 40° Baume, hat ein Raumgewicht von 1,38 g/cm3
und ein Verhältnis von Na2O zu SiO2 von 1:3,25.
Diese Mischung wird in der gewünschten Dicke auf Brückendraht 5 und Isolator 3 aufgetragen, und die
teilweise zusammengebaute Zündladung wird dann in einem Ofen erwärmt, um das Wasser auszutreiben.
Die fertige Masse hat nach Verdampfen des Wassers der Trockensubstanz 50% PETN und 50% Natriumsilikat.
In der Praxis kann das Verhältnis vom Silikatbindemittel zum sekundären Sprengstoff so bemessen werden,
daß das günstigste Verhältnis zwischen den mechanischen Eigenschaften für größte Adhäsion
und Festigkeit mit dem chemischen Verhalten für schnelle Reaktion gefunden wird.
Ein bevorzugter Silikatbinder besteht aus Natriumsilikat (Wasserglas) von der Formel Na2O ■ (SiO2)x,
worin χ ungefähr 3 ist. Andere Namen und Formeln für den Hauptmischungsbestandteil des Silikatbindemittels
sind: Natriumtetrasilikat, Na2Si4O9 oder
Na2Si4O9-XH2O. Der Silikatbinder kann aber auch
aus anderen wasserlöslichen Silikaten zusammengesetzt sein oder solche enthalten, z. B. Natriummetasilikat
Na2SiO3 oder Kaliumdisilikat K0Si2O5.
Die Überzugsmischungen nach der Erfindung erfüllen mehrere Funktionen. Sie wirken als elektrisch
und thermische Isolatoren, als Wärmeaufnehmer und als Kühler, um örtliche Überhitzung
bei unbeabsichtigtem Fluß von elektrischer Energie durch den Brückendraht zu vermeiden. Wenn der
Brückendraht durch absichtliche Betätigung »explodiert«, trägt ferner der Belag zu der ausgelösten
zo »Explosionsenergie« bei, welche die Membran zerstört
und die pyrotechnische Ladung entzündet.
Wenn man nicht überzogene Brückendrähte in einer der in der Zeichnung gezeigten Zündladung
verwendet, lösen sie oft nicht genug Energie aus, um die Membran zu zerstören und die pyrotechnische
Ladung zu entzünden. Wird die Dicke der Membran verringert oder wird sie dem Brückendraht näher
angebracht, so kann die Zündladung in unbeabsichtigter Weise betätigt werden, falls der Brückendraht
bei Durchfluß von genug elektrischer Energie Weißglut erreichen oder schmelzen sollte. In Zündladungen,
welche keine Membran enthalten, ist eine unbeabsichtigte Betätigung noch eher möglich. Explodierende
Brückenzünder, die Brückendrähte mit Uberzugsmassen nach der Erfindung verwenden, haben
Sicherheits- und Bewährungsprüfungen erfolgreich bestanden, bei weichen Zündladungen mit unbedeckten
Brückendrähten versagt haben. Im besonderen ist die Verzögerungszeit von Zündladungen mit bedeckten
Brückendrähten oft eine ganze Größenordnung kleiner als die von Zündladungen, deren
Brückendrähte unbedeckt sind.
Claims (2)
1. Elektrischer Brückenzünder mit explodierendem Brückendraht, insbesondere zur Zündung
von Raketentreibsätzen, dadurch gekennzeichnet,
daß der gegebenenfalls in an sich bekannter Weise durch einen Luftraum und eine zerstörbare Metallfolie vom Zündsatz getrennte
Hochenergiebrückendraht mit einem Gemisch aus 40 bis 70% eines Sekundärsprengstoffes mit
einer Korngröße von etwa 44 μ und kleiner und 30 bis 60% eines wasserlöslichen anorganischen
Silikatbinders überzogen ist.
2. Elektrischer Brückendraht nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sekundärsprengstoff
Pentaerythrit-tetranitrat oder Cyclotrimethylentrinitramin und der Silikatbinder ein
Kalium- oder Natriumsilikat ist.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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