DE2020016C3 - Metallschichtzündmittel - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektrisches Zündmittel, mit einem elektrisch leitenden Gehäuse, einem darin isoliert angeordneten und von außen zugänglichen Polstück, das nur über eine Zündbrücke mit dem Gehäuse elektrisch leitend verbunden ist, und einem Zündsatz.

Bei derartigen Zündelementen ist es erforderlich, die elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Außen- und dem Innenpol so auszubilden, daß zum einen der Fertigungsaufwand im Hinblick auf eine Serien- bzw. Massenfertigung möglichst gering ist und zum anderen dennoch gewährleistet ist, daß der Widerstand des elektrischen Stromkreises nur möglichst geringe Streuungen aufweist.

Es ist bekannt, die Glühbrücke als extrem dünnen und-sehr kurzen Metalldraht auszubilden, der mit dem Gehäuse bzw. dem Polstück durch Löten oder Schweißen verbunden wird. Dieses Vorgehen hat jedoch den Nachteil, daß der Fertigungsaufwand relativ groß ist, da die Abmessungen der einzelnen Teile sehr klein sind und es dementsprechend viel Geschick und Geduld erfordert, die Schweiß- oder Lötverbindungen der Glühbrücke mit den Polen einwandfrei auszuführen. So ist aus »Wehrtechnische Monatshefte«, 1966, S. 492, ein Detonator bekannt, der als Funkenerzeuger mit massiven metallischen Elektroden ausgebildet ist. Die leitende Zone besteht dabei aus kolloidalem Metall, vorzugsweise Silber. Die so hergestellten Zündmittel besitzen weiterhin den Nachteil, daß ihre mechanische Beständigkeit der gewöhnlich beim Abschuß eines Geschosses auftretenden Schockbeanspruchung nicht genügt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in Msssenanferligung ohne großen Kostenaufwand Zündmittel herzustellen, bei denen die Leitbrücke so fest mit den Elektroden und dem Trägermaterial verbunden ist, daß sie eine Schockbeanspruchung bis zu 500000g(g = Erdbeschleunigung) aushalten.

Gegenstand der Erfindung ist ein elektrisches Zündmittel mit einem elektrisch leitenden Gehäuse, einem darin isoliert angeordneten und von ai,3en zugänglichen Polstück, das nur über eine Zündbrücke

ίο mit dem Gehäuse elektrisch leitend verbunden ist, und einem Zündsatz, das durch einen Isolierkörper aus Glas oder Keramik mit Metallschichtkontakten auf der dem Zündsatz zugekehrten Seite und einer die Kontakte zum Teil überdeckenden Zündbrücke aus Tantal oder Tantalnitrid gekennzeichnet ist. Dabei ' wird der Isolierkörper vorzugsweise in Form einer runden Scheibe ausgebildet. Vor/üffsv. eise befindet sich in der Isolierkörperscheibe eine mit leitendem Material ausgekleidete Bohrung, die eine

ao elektrisch leitende Verbindung zwischen einem der Kontakte und dem Polstück herstellt.

Die Metallschichtkontakte bestehen vorzugsweise aus Nickel, Palladium, Palladiumsilber-, Palladiumgold-, Platingold-, Platinsilber- oder Silberalumi-

a5 nium-Legierungen. Eine weiterhin bevorzugte Ausführungsform der Erfindung enthält einen mit dem Gehäuse und einem der Kontakte in Masseschluß stehenden Stützring.

Die mechanische Festigkeit des erfindungsgemäßen Zündmittels wird lediglich durch das Trägermaterial bestimmt. Da Glas und Keramik eine hohe mechanische Beständigkeit aufweisen, ist es möglich, den Zündsatz durch höheren Druck auf die Zündbrücke zu pressen, wodurch ein wesentlich besserer Wärmekontakt zwischen Zündbrücke und Zündsatz entsteht, als wenn der Zündsatz nach dem üblichen Tauch- oder Tropfverfahren aufge-Kacht wird. So ist es möglich, reine Zündstoffe, wie z. B. Bleitrinitroresorzinat. Bleiazid oder Bleipikrat durch Pressen in eine enge thermische Verbindung mit dem Zündmittel zu bringen.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Fig. 1 bis7 beschrieben, wobei als Beispiel ein Zündhütchen in Mittelpolausführung verwendet wird.

Fig. ! zeigt ein elektrisches Zündmittel gemäß der Erfiiiiiung. Es weist ein Gehäuse 1 auf, das isoliert ein Polstück 2 enthält. An der inneren Seite des Polstücks befindet sich ein Metallschichtelement 7, das in den Fig. 2 und 3 näher erläutert wird. Das Mctallschichtelcment 7 wird durch einen Stützring 4 gegen das Polstück 2 gepreßt. In den durch den Stützring 4 gebildeten Raum wird ein Zündsatz 6 eingepreßt, der mit dem Metallschichtclemcnt7 in engem Kontakt steht.

Fig. 2 zeigt ein Metallschichtelement7 in Aufsicht, das aus einem isoMerkörpgr 8 in Form einer runden Scheibe aus Glas oder Keramik, insbesondere gesintertem Aluminiumoxid, mit hoher Oberflächengute besteht und auf dem die Metallschichtkontakte 9 aufgebracht sind, Der Isolierkörper 8 ist mit einer Bohrung 10 versehen, die mit einer Metallschicht ausgekleidet ist, so daß eine elektrisch leitende Verbindung von der Oberseite zur Unterseite des Metall-

6$ schichtelements hergestellt werden kann. Dabei kann die runde Scheibe aus Trägermaterial mit Einschnitten oder durch Abschnitte an einer Seite abgeflacht sein, damit das Zündelement bei späterer Montage

orientiert eingelegt oder eingefügt werden kann. Die mit leitendem Material ausgekleidete Bohrung 10 ist mit dem einen der Kontakte 9 verbunden.

Wird zwischen dem Polstück und dem Gehäuse 1 eine Spannung angelegt, dann läuft der Zündstrom über das Polstück 2 durch die mit leitendem Material ausgekleidete Bohrung 10 über die Zündbrücke 11 zum Stützring 4, der mit dem Außengehäuse den Massenschluß bildet. Dabei erwärmt sich die Zündbrücke derart, daß der Zündsatz 6 zündet. ίο

Fi g. 3 zeigt dasselbe Metallschichtelement? wie Fig.2 im Querschnitt, wobei die Auskleidung5 der Bohrung 10 sichtbar wird, die sich auf der einen Seite des Isolierkörpers 8 in Form des einen Kontaktes9 fortsetzt. Dieser Kontakt 9 ist über die Zündbrücke Il mit dem anderen Kontakt 9 verbunden. Auf dfr anderen Seite des Isolierkörpers 8 setzt sich die Auskleidung 5 vorteilhaft in Form der Leittchjcht3 fort. Die Leitschicht 3, Auskleidung 5, er-Wer Kontakt 9, Zündbrücke II und zweiter Kontakt9 sind in Fig. 3 zumindest teilweise stark überhöht dargestellt worden.

Fig.4 zeigt eine andere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Zündmittels, bei der die Stromzufiihrung zu einem der Kontakte 9 entsprechend den Fig.5 bis7 durch eine Metallkammer 12 vorgenommen wird. Damit kein Masseschluß zwischen Di- »tanzring 4 und Metallklammer 12 entsteht, ist eine zusätzliche Isolation 13 vorgesehen. Der Strom läuft bei dieser Ausführungsform vom Polstück 2 außen liber die Klammer 12 zur Zündbrücke 11.

Fig.5 zeigt das Metallschichtelement 7 gemäß Fi g.4 in Aufsicht, Fig. 6 dieselbe Ausführungsform Im Querschnitt. In diesen Figuren ist ein nicht durchbohrtet Isolierkörper 8 dargestellt, der eine Umfühmag 12 aus leitfähigem Material trägt. Eine Ausführungsform dieser Umführung ist in Fig. 7 angegeben. Zm Orientierung des Metallschichtelements ist von der kreisförmigen Fläche des Isolierkörpers 8 ein Segment abgetrennt worden, wodurch gleichzeitig platz für die seitliche leitfähige Umführung 12 entstanden ist. Die Zündbrücke 11 befindet sich im Zentrum der Isolierkörperoberflächc.

Die ?uf dem Isolierkörper B aufgetragenen elektrisch leitenden Teile, wie Kontakte 9. Zündbrücke 11, Auskleidung 5 und Leitschicht 3 liegen in außerordentlich dünnen Schichten vor, die nach dem Fachmann geläufige» Verfahren aufgebracht wurden. Häufig wird dabei entweder nach der Fotoätztechnik oder ns.-h der Maskentechnik vorgegangen, jedoch können diese bekannten Techniken auch variiert •werden. Die leitfähigen Schichten 9, 11,5 und 3 werden durch Kathodenzerstäubung oder durch Bedämpfung im Hochvakuum aufgebracht, wobei die endgültige Form entweder durch späteres Abätzen überflüssiger Flächen oder von vornherein durch Verwendung entsprechender Masken hergestellt werden kann. Als leitfähiges Material, das auch im Siebdruckverfahren aufgebracht werden kann, eignet sich herkömmliches Material, beispielsweise Palladium, Palladiumsilbermischung, Palladium-Gold, Platin SiI-ber, Nickel oder eine Silber-Aluminium-Legierung. Das aufgebrachte Metall wird bei etwa 1000 bis Π 00° C eingesintert. Eine eventuell im Isolierkörper8 erforderliche Bohrung 10 zur Durchkontaktierung wird bereits bei der Herstellung der Platine vorgesehen.

Anschließend wird die Zündbrücke 11 aus Tantal oder Tantalnitrid nach der Tantal-Fotoätztechnik hergestellt. Dazu wird das Tantal-Material mit definierter Dicke durch Kathodenzerstäubung im Vakuum flächenförmig aufgedampft, wobei als Kontakimaterial Silber benutzt werden kann. Durch ein Sprühverfahren wird danach eine fotoempfindliche Schicht aufgebracht. Die gewünschte und vorher festgelegte Form der Zündbrücke Il wird entweder durch positiv oder negativ Kontaktkopierverfahren auf die vorbehandelten Metallschichtkontakte 9 gebracht.

Die in den Fig. 2 und5 dargestellten Kontakte9 sind im wesentlichen in Form von Kreissegmenten beispielsweise aus Platin-Silber ausgebildet. Da das in Fig. 2 abgebildete Metallschichtelement mit einer Bohrung 10 versehen ist, ist hier rund um diese Bohrung der eine Kontakt 9 beispielsweise aus Platin-Silber angebracht, der nur über die Zündbrücke 11 mit dem anderen Kontakt 9 verbunden ist. Auch in der Ausführungsform nach F i g. 5 ist die Zündbrücke 11 zwischen den beiden Kontakten 9 vorgesehen. Zweckmäßigerweise w;rd die aus Tantal oder Tantalnitrid bestehende Zündbrücke II durch flächenförmigc Überlappungen 14 fortgesetzt, die auf die leitfähigen Flächen der Kontakte 9 aufgedampft sind. Durch diese Überlappungen 14 wird eine gute Vorbindung zwischen der Zündbrücke 11 und den Kontakten 9 hergestellt.

Dadurch wird erreicht, daß man an einer vorherbestimmten Stelle eine zündempfindliche Zündbrücke 11 erhält, deren Zündempfindlichkeit durch die Schichtdicke, Länge und Breite des Überganges zwischen den Kontaktflächen bestimmt und durch ihren elektrischen Widerstand meßbar ist. Je weniger Material für die Zündbrücke Il verwendet wird, dcsto höher ist deren Widerstand und desto höher steigen die Temperaturen dieser Zündbrücke beim Siromdurchgang. Die Zündbrücke hat vorzugsweise eine Breite und eine Länge von 50 bis 100 ;i und eine Dicke von 0,1 bis 1,5 μ.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Elektrisches Zündmittel mit einem elektrisch leitenden Gehäuse, einem darin isoliert angeordneten und von außen zugänglichen Polstück, das nur über eine Zündbrücke mit dem Gehäuse elektrisch leitend verbunden ist, und einem 21ündsatz, gekennzeichnet durch einen Isolierkörper (8) aus Glas oder Keramik mit Metallschichtkontakten (9) auf der dem Zündsatz (iS) zugekehrten Seite und einer die Kontakte (9) zum Teil überdeckenden Zündbrücke (11) aus Tantal oder Tantalnitrid.

2. Zündmittel nach Anspruch], gekennzeichnet durch einen Isolierkörper (8) in Form einer runden Scheibe.

3. Zündmittel nach Anspruch! oder2, gekennzeichnet durch eine elektrisch leitende Verbindung zwischen einem der Kontakte (9) und dem Polstück (2) über eine mit leitendem Material ausgekleidete Bohrung (10) in der Isolierkörperscheibe (8).

4. Zündmittel nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet durch Metallschichtkontakte aus Nickel, Palladium, Palladiumsilber-, Palladiumgold-, Piatingold-, Platinsilber- oder Silberaluminium-Lcgierungen.

5. Zündmittel nach Anspruch I bis 4, gekennzeichnet durch einen mit dem Gehäuse (1) und einem der Kontakte (9) in Mr'seschluß stehenden Stützring (4).