DE1763122A1 - Zuendelement - Google Patents

Description

DYITAMIT NOBEL AKTIENGESELLSCHAFT Troisdorf, Bez. Köln

Zündelement

Die Erfindung "bezieht sich auf ein Zündelement .für elektrische Zündung nach dem SpaltZündungsprinzip,, mit zwei über einen elektrisch leitfähigen Zündsatz miteinander in elektrisch leitfähiger Verbindung stehenden Elektroden.

Die.vielfältige'Verwendung solcher Zündelemente, insbesondere in Verbindung mit elektronischen Geräten, lassen es wegen möglicher Streuspannungen, Kriechotröme 'usw. geboten erscheinen, die ungewollte Zündung bei anderen als den vorgesehenen Zündspannungen mit größtmöglicher Sicherheit zu verhindern.

Zur Erreichung dieses Zieles schlägt die Erfindung für ein solches Zündelement vor, dem Zündsatz einen mechanisch festen ■ßpaü'nungs abhang igen Halbleiter elektrisch vorzubehalten und/ oder die beiden Elektroden über einen mechanisch festen spannungsabhängigen Halbleiter miteinander in elektrisch leitfähiger Verbindung zu halten.

Durch die erfindungsgercäßen Maßnahmen der Strombegrenzung und/oder der Stromyerawcigung ißt es möglich, den Zündsatz sowohl gegen zu hohe als auch gegen zu niedrige Spannungen abzusichern, je nach dem, ob Halbleiter vorwendet werden, deren Widerstand mit zunehmender Spannung kleiner und mit " abnehmender Spannung größer wird oder umgekehrt.

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Wird gemäß eineia v/eiteren Vorschlag der Erfindung dem Zündsatz ein Halbleiter vorgeschaltet, dessen Widerstandswert bei größer werdender Spannung abnimmt und bei kleiner werdender Spannung zunimmt, so hat dies zur Folge, daß das Zündelement erst anspricht, v/enn eine in Übereinstimmung mit den elektrischen Daten des Kalbleiters und des Zündsatzes festgelegte Spannung überschritten wird. Das gleiche wird auch dann erreipht, wenn anstelle dessen oder zusätzlich' dazu die beiden Elektroden mittels eines Halbleiters _ · miteinander in Verbindung gehalten werden, dessen Widerstand ^ mit zunehmender Spannung zunimmt und mit abnehmender Spannung abnimmt. Ira Pail der Kombination beider Maßnahmen miteinander ergibt sich durch die Strombegrenzung einerseits und die Stromverzweigung andererseits dann selbstverständlich eine doppelte Schutzwirkung bzw. Sicherheit.

Je nach Auslegung des Zündelementes bzw. seiner Teile,insbesondere des oder der Halbleiter und des Zündsatzes, kann der zur Erzielung einer Zündung notwendigerweise zu überschreitende Sehwellwert der Spannung mehr odor weniger hoch gewählt . * , d.h. es ist durchaus möglich, eine Zündung erst,bei Überschreiten einer Spannung von beispielsweise 2000 oder auch 5000 V zuzulassen oder aber schon bei Überschreiten einer Spannung von beispielsweise 50 V. Umgekehrt hat man es aber auch in der Hand, eine Zündung des Zündelementes erst bei Überschreiten eines vorgegebenen Spannungsschwellwertes zuzulassen, dadurch nämlich, daß dem Zündsatz ein Halbleiter vorgeschaltet wird, dessen Widerstands~ wert bei zunehmender Spannung zunimmt und bei abnehmender Spannung abnimmt, und/oder daß die beiden Elektroden mittels eines Halbleiters miteinander in Verbindung gehalten werden, dessen Widerstandswert mit zunehmender Spannung abnimmt und mit abnehmender Spannung zunimmt.

* werden

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Für ein Zündelement, das "beispielsweise 'erst bei Überschreiten einer Spannung von 2000 V zünden soll, kann bei einem Widerstand des leitfähigen Zündsatzes zwischen 50 und 500 ü'i vorgesehen sein, daß der Zündsatz vorgeschaltete Halbleiter bei Spannungen bis 300 V einen Widerstand von mehr als 5KiS- und bei Spannungen über 2000 V von weniger als 5OiS und/oder der -zwischen den Elektroden angeordnete Halbleiter bei Spannungen bis 300 V einen Widerstand von weniger als 30^2, und bei Spannungen über 2000 V von mehr als 5 Ki2 aufweist. Selbstverständlich sind auch andere Vierte realisierbar, beispielsweise kann für ein Zündelement, das erst bei mehr als 5000 V Spannung zünden soll, für den Zündsatz ein Widerstand zwischen 5 und TOO K £2 »für den dem Zündsatz vorgeschalteten Halbleiter ein Widerstand--von-mehr als 1 m££ bei Spannungen bis 500 V "und von weniger als 100 Κ.Ώ bei Spannungen über 5000 V und/oder für den Halbleiter zwischen den beiden Elektroden ein Widerstand von weniger als 1 KÄ bei Spannungen bis 500 Y und von -mehr als 1 M «-f bei Spannungen über 5000 V vorgesehen sein. ■

Pur einen Zünder mit einer Zündspannung von beispielsweise 12 bis 100 V, der gegen elektrostatische. Entladungen mit einer Spannung von beispielsweise.mehr als 1000 V gesichert sein soll, kann vorteilhaft vorgesehen werden, den Widerstand des Zündsatzes auf 50 bis 500.&L festzusetzen und "zwischen- den beiden Elektroden einen-Halbleiter anzuordnen, dessen Widerstand bei Spannungen von 12 bis100 V größer als 5 KJ2 und im Bereich von elektrostatischen Entladungen mit 1000 V und mehr kleiner-als 50»ic ist. "Die Daten des -Halbleiters, können "' auf diejenigen des Zündsatzes vorteilhaft auch so abgestimmt werden, daß in Bereich der ηοmalαη Zündspannung der Widerstand des lieber, suhl us G or. über don Halbleiter wenigstens 5 mal größer ist als der Wi ti or;; turn; or·:- Zündsatzes und daß im Boreich von file]:l-rofjtatif-chon -ijpuir.mngen der Widerstand des

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Nebenschlusses wenigstens 10 mal kleiner ist als derjenige des Zündsatzes.

Durch entsprechende Abstimmung der elektrischen Daten, insbesondere des oder der Halbleiter und des Zündsatzes, ist can bei dem erfindungsgemäßen Zündelement in die Lage versetzt, die Zündung unmittelbar bei Erreichen des vorgegebenen Spannung schwellwertes oder aber erst nach Über- oder Unterschreiten dieses Wertes um einen mehr oder weniger großen Betrag zuzulassen. Beispielsweise kann vorgesehen werden, daß das Zünd- ^ element bei einer Spannung von 50 V mit Sicherheit nicht zündet bei -einer Spannung von 80 Y jedoch mit Sicherheit zündet, indem dem Zündsatz ein ausschließlich mit der einen der beiden Elektroden oder mit der einen der beiden Elektroden und dem Zündsatz in Verbindung stehender Halbleiter vorgeschaltet wird, der bei 50 -V und weniger so hochohriig ist, daß er den Stromdurchgang zum Zündsatz verhindert, dessen Widerstand bei mehr als 50 V die Zündfähigkeit des -auf eine Zündspannung von 80 V ausgelegten Zündsatzes jedoch nicht mehr beeinträchtigt.

Die Erfindung ist in der Zeichnung in Ausführungsbeispielen gezeigt und wird anhand dieser im folgenden noch erläutert. Es zeigen

Pig. 1 ein Zündelement mit dem Zündsatz vorgeschaltetem Halbleiter,

Pig. 2 ein Zündelement mit zusätzlich zwisehc?n

den Elektroden angeordnetem Halblei tor,

Pig. 3 bis 5 verschiedene Ausführungsbeispiele für - ■-■■ ein Zündelement mit zwischen den Elek

troden angeordnetem Halbleiter,

Piß. 6 ein Zündelement in einer Anordnung analog

Pig. 1 und

37087 4 BAD ORlGlNA,

Pig. 7 ein'Zündelement- mit in das die eine der beiden Elektroden bildende Polstück eingebetteten Halbleiter

Beißi Zündelenent der Pig. 1 ist.im Gehäuse 3, gegenüber diesen mittels der Isolation 4 isoliert, das Polstück 1 angeordnet. Zwischen-den. Polstück 1 und .dem Zündsatz 5 befindet sich der Halbleiter 6, der an seinem Umfang mit dem Gehäuse 3 in Verbindung steht, gegenüber den mit den Gehäuse ebenfalls in Verbindung stehenden und die Gegenelektrode bildenden den Zündsatz enthaltenden Ring 2 jedoch mittels der Isolation isoliert ist. Wie mittels der gestrichelten Linien angedeutet, lconnte der Halbleiter 6 mit Kontakt zum Gehäuse 3 auch in das dann geteilte Polstück /I eingebettet sein und ebenso könnte dar. Gehäuse 3 und der Ring 2 hier auch einstückig hergestellt sein.

Bei dem Halbleiter 6 soll es sich um einen' solchen handeln, dessen V/idersta.nd mit zunehmender Spannung abnimmt und mit abnehr.iürider Spannung zunimmt. Dementsprechend hat der Halbleiter bei niedriger Spannung einen hohen V/iderstand, der dan Zünden dos Zünde? t:;er; verhindert bsv/. dessen Zündung erst dann anläßt, v/enn" bei Erreichen biav/. Überschreiten eines vorgegebenen Schv/eTlv/ortes der Spannung von beispiclsv/eise 2000 V der Halblelterwidoratand hinreichend niedrig ist.

Die gleiche V/irkung vn'.o der Halbleiter 6 der i'ig,- 1 hat auch derjenige der Fig. 2. Dos v/eiteren hat aber ouch der die beiden Elektroden, nämlich das Polstück 1 einerseits und den zusammen mit dem Gehäuno 3 die Gegenelektrode (ilasse) bildenden Ring 2, miteinander in elektrisch leibfähiger Verbindung haltende Halbleiter 7die gleiche V/irkung, vorausgesetzt, daß öein V/iderotand" nit zunehmender Spannung zu- und mit abnohir.en-dor Spannung abnimmt.

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Ebenso wie "bei dem dem Zündsatz vorgeschalteten Halbleiter der Figur 1 handelt es sich auch bei dem die beiden Elektroden miteinander verbindenden Halbleiter 6 der Figuren 3 bis 5 um einen solchen mit einen bei zunehmender Spannung abnehmenden und bei abnehmender Spannung zunehmenden Widerstand. Im Unterschied zu Figur 1 ergibt sich dadurch aber eine Sicherung des Zünders gegen große Spannungen, wogegen bei entsprechend niedrigen Spannungen die Zündung nicht verhindert wird, da der Halbleiter bei kleinen Spannungen als Isolation zwischen den ^ Elektroden wirkt, wogegen er bei großen Spannungen zwischen den .Elektroden einen Webenschluß herstellt. Das gleiche Verhalten des Zünders ergibt sich auch bei Figur 6, vorausgesetzt daß der in der gleichen Weise wie bei Figur 1 angeordnete und ausgebildete Halbleiter bei großer Spannung einen großen und bei kleiner Spannung einen kleinen Wtclerstand aufweist.

Ebenso wie bei Figur 1 hat beim AusfUhrungs.beispiel dor Figur 7 der bei kleiner werdender-Spannung einen zunehmenden und bei.größer werdender Spannung einen abnehmenden Widerstand aufweisende Halbleiter 6 die Wirkung, daß eine Zündung erst nach Überschreiten eines vorgegebenen Schwellwer'tes " der Spannung erfolgt, dann nämlich, wenn der Widerstand unter einen bestimmten Betrag gesunken ist. Im Gegensatz zu Figur 1, bei der an eine Zündung von 2000 und mehr Volt gedacht ist, soll hier die Zündspannung jedoch nur verhältnismäßig gering sein, beipielsweise 80 V. In Abstimmung auf den Widerstnndswert des Zündsatzes 5 ist es mit Hilfe dea zwischen die beiden Polotüoke 1 und 1a eingebetteten und gegen das - Gehäuse 3 isolierten Halbleiters 6 möglich, sowohl für die sichere Zündung als.auch für die sichere Verhinderung der

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der Zündung Spannungswerte festzulegen, die um einen mehr oder weniger großen Betrag'voneinander verschieden sind, beispielsweise 80 und 50 Y oder 80 und 75 V öder 80 und 79V. Anstatt zwischen den Polstücken 1 und Ta könnte der Halbleiter 6 auch ähnlich wie der Halbleiter der Figur 1 zwischen Zündsatz-3 und Polstück 1 vorgesehen sein, jedoch gegenüber dem Gehäuse 3 und damit auch dem Ring 2 isoliert.

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Claims (4)

Patentansprüche

1. Zündelement für elektrische Zündung nach den Spaltzündungsprinzip, mit zv/ei über einen elektrisch leitfähigen Zündsatz miteinander in elektrisch leitfähiger Verbindung stehenden Elektroden, dadurch gekennzeichnet, daß dem Zündsatz ein mechanisch fester spannungsabhängiger Halbleiter elektrisch vorgeschaltet ist und/oder daß die beiden Elektroden über einen mechanisch festen spannungsabhängigen Halbleiter miteinander in elektrisch leitfähiger Verbindung gehalten sind« >

2. Zündelement nach Anspruch 1 mit dem Zündsatz vorgeschaltetem Halbleiter, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiter einen Widerstandswert besitzt, der mit größer werdender Spannung abnimmt und mit kleiner werdender Spannung zunimmt.

3* Zündelement nach Anspruch 1 oder 2 mit dem Zündsatz vorgeschaltetem Halbleiter, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiter ausschließlich mit der einen der beiden Elektroden oder mit der einen der beiden Elektroden und dem Zündsatz in elektrisch leitfähiger Verbindung steht und in seiner V/iderstandskennlinie auf den Zündsatz abgestimmt ist, so daß dessen Zündung erst bei Überschreiten eines vorgegebenen Grenzwertes der Zündspannung um einen vorbestimmten Betrag erfolgt.

4. Zündelement nach Anspruch 1 mit dem Zündsatz vorgeschaltetem Halbleiter, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiter die beiden Elektroden elektrisch leitfähig miteinander verbindet und in seiner Widerstandskennlinie auf den Zündsatz abgestimmt ist, so daß der Widerstand des Halbleiters im Bereich der vorgesehenen Zündspannung größer und im Bereich höherer Spannung kleiner ist als der Widerstand des Zündsatzes.

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(Art. 7 had,. 2 Nr. 1 SaU 3 des Änderunflsges. v. 4. ü- »Λ-

Zündelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4 mit die beiden Elektroden elektrisch leitfähig verbindendem Halbleiter, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiter einen Widerstandswert besitzt, der mit größer werdender Spannung zunimmt und mit kleiner werdender Spannung abnimmt. __ ' ■

Zündelement nach Anspruch 1 mit dem Zündsatz vorgeschaltetem Halbleiter, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiter einen Y/iderstandswertbesitzt, der mit größer v/erdender Spannung zunimmt und mit kleiner..werdend er Spannung abnimmt. ■

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