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Elektrisches Anzündelement Die vorliegende Erfindung bezieht sich
auf den im Anspruch 1 festgelegten Gegenstand.
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Aus der DT-PS 2 020 016 ist ein elektrisches Zündmittel mit einem
elektrisch leitendes 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 bekannt. Bei diesem Zündmittel wird als elektrisches Anzündelement
ein Isolierkörper aus Glas oder Keramik mit Metallschichtkontakten auf der dem Zündsatz
zugekehrten Seite und einer die Kontakte zum Teil überdockenden Zündbrücke aus Tantal
oder Tantalnitrid verwendet.
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In der DT-OS 1 771 889 wurde auch bereits vorgeschlagen, anstelle
eines Isolierkörpers aus Glas oder Keramik bei derart ausgebildeten elektrischen
Zündmitteln als Trägermaterial einen Schichtpreßstoff zu verwenden, der aus einem
mit Kunstharz imprägniertem Papier, Baumwoll- , Glasfaser-, Kunstfasergewebe od.
dgl. besteht.
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Derartige elektrische Zündmittel haben aber den Nachteil, daß sie
bei der Umsetzung der Schießstoffe und pyrotechnischen Stoffe, Initialsprengstoffe
usw. nicht abbrennen.
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Sie sind daher als elektrische Zündmittel für solche
Einsatzgebiete
nicht verwendbar, bei denen ein möglichst rückstandsfreies Abbreneer gefordert wird,
wie beispielsweise bei abbrennbaren Zündschrauben oder bei hülsenloser Munition.
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Für hülsenlose Treibladungen für gewerbliche Zwecke wird in der GE-PS
1 105 663 als Zündmittel ein sogenannter "exploding wire" vorgeschlagen, der im
Inneren der Treibladung angeordnet ist. Dieser explodiong wire hat aber den Nachteil,
daß er bei einer Massenfertigung nicht mit hinreichender Genauigkeit herstellbar
ist, so daß sich Schwankungen in den Zündeigenschaften ergeben, welche insbesondere
bei einer militärischen Anwendung unzulässig sind. Auch ist die für die Funktion
des exploding wire erforderliche elektrische Energie für viele Anwendungsfälle unerwünscht
hoch.
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Außerdem ist die elektrisch einwandfreie definierte Verbindung der
beiden Enden des exploding wire mit den beiden elektrischen Gegenkontakten des Bolzensetzgerätes
od. dgl. nicht reproduzierbar, so daß auch dadurch unerwünschte unbestimmte Verzögerungen
beim Anzündvorgang auftreten können.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektrisches
Anzündelement zu finden, das die Nachteile der bisherigen Anzündelemente bzw. Zündmittel
vermeidet und insbesondere als praktisch rückstandsfrei abbrennendes Anzündelement
für abbrennbare Zündschrauben, hülsenlose Munition od.
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dgl. verwendbar ist.
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Die gestellte Aufgabe wird durch ein elektrisches Anzündelement gelöst,
wie es im Anspruch 1 gekennzeichnet ist.
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Dabei zeigte sich überraschend, daß auch auf der Oberfläche des mehr
oder weniger porösen Isolierkörpers aus Schießstoff die Metallschichtkontakte und
die Zündbrücke bzw. der Zündspalt einwandfrei mit definierten Abmessungen aufbringbar
sind, so daß, obwohl diese Leiterbahnen im Unterschied zum exploding wire an sich
praktisch keine Festigkeit haben, sowohl die mechanischen als auch die elektrischen
bzw. zündtechnischen Forderungen auch bei militärischen Anwendungsfällen einwandfrei
erfüllbar sind.
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Unter dem Begriff "Schießstoff" soll ein Treibstoff bZWc ein Explosivstoff
verstanden werden, der gemäß DIN 20 163, Seite 8 dazu bestimmt ist, eine Treibwirkung
hervorzubringen.
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Für den erfindungsgemäßen Zweck eignen sich Schießstoffe, die zumindest
im wesentlichen aus organischen Stoffen aufgebaut sind, Bevorzugt werden Schießstoffe
oder bindemittelhaltige Schießstoffe verwendete die einerseits im geformten Zustand
eine Verpuffungstemperatur von > 180°C aufweisen, andererseits bei dem Abschußvorgang
abbrennen.
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Als Bindemittel wird ein mit dem Treibstoff verträglicher rUckstandsfrei
abbrennbarer Kunststoff verwendet. Geeignete Treibstoffe sind z.B. Octogen, Hexanitrodiphenyläther,
Hexanitrostilben, Hexanitrocarbanilid und dergleichen. Derartige Treibstoffe lassen
sich unter Verwendung von Bindemitteln zu Formkörpern verarbeiten. Als Bindemittel
kommen thermoplastische
oder duroplastische Kunststoffe in Frage
wie z.B.
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Polyurethan, Polystyrol, ABS-Kunststoffe, Polyvinylbutyral Silikonharze
od. dgl.
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Es ist zweckmäßig, das Mengenverhältnis so zu wählen, daß der Isolierkörper
den Treibstoff und den Kunststoff im Gewichtsverhältnis 60 : 40 bis 95 : 5 enthalt.
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Erfindungsgemäß werden als Treibstoff bevorzugt Octogen und als Kunststoffbindemittel
Polyurethan, Polyvinylbutyral oder Silikonharze verwendet.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist der Isolierkörper
aus Nitrocellulose gebildet. Als Ausgangsstoff kann gekörnte oder faserförmige Nitrocellulose
eingesetzt werden. Im allgemeinen kann bei derartigen Schießætof fen bei der Formgebung
auf ein Bindemittel verzichtet werden.
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Anstelle eines einbasigen Schießstoffes kann man für den Isolierkörper
auch einen mehrbasigen, s.B. einen zweibasigen Schießstoff einsetzen. Bevorzugt
verwendet man als mehrbasigen Schießstoff ein Nitrocellulolse--Nitroglyzerin-Gemisch
im Gewichtsverhältnis 60 n 40 bis 99 : .
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Der Isolierkörper für das elektrische Anzündelement ist bevorzugt
eine runde Scheibe mit einer Dicke von beispielsweise 1 bis 5 mm oder eine runde
Folie mit einer Dicke von beispielsweise 0,2 bis 1 mm. Der Vorteil einer Folie besteht
außer im geringeren B.aumbedarf insbesondere auch darin,daß sie mit ihrer die Zündbrücke
bzw den Zündspalt tragenden Seite vom anzuzündenden Treibstoffkörper od. dgl. abgewandt
auf diesen aufgebracht,
z.B. aufgeklebt werden kann, ohne daß dadurch
das Zünderverhalte, insbesondere bei zivilen Anwendungsfällen, in unerwünschter
Weise nachteilig beeinflußt wird. Bei dieser "umgekehrten" Aufbrigung der Folie
muß diese dann nur noch auf ihrer einen vom Treibstoffkörper od. dgl. abgewandten
Seite mit Metall beschichtet werden. Dabei erweist es sich im allgemeinen als vorteilhaft,
dem Schießstoff der Folie einen Anzündstoff zuzusetzen, um den Abbrand zu fördern.
Grundsätzlich kann der Isolierkörper aber auch jede gewünschte andere Form aufweisen
und beispielsweise kegelstumpfförmig ausgebildet sein.
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Die Herstellung der Isolierkörper wird in an sich bekannter Weise
z.B. durch Extrudieren oder Verpressen des gegebenenfalls ein Bindemittel sowie
gegebenenfalls weitere abbrennbare oder den Abbrand fördernde Zusätze,wie z.B. Bleitrinitroresorzinat,
Nitroguanidin u.dgl. enthaltenden Schießstoffes vorgenommen oder z.B. durch Gießen
entsprechend plastifizierter oder lösungsgmittelhaltiger oder gelatiniermittelhaltiger
Schießstoffe.
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Der Isolierkörper kann aus den gleichen Ausgangsstoffen hergestellt
sein wie der Treibstoffkörper der bülsenlosen Munition. Dies bringt den Vorteil
mit sich, daß sowohl der Treibstoffkörper für die Munition als auch der Isolierkörper
für d.
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elektrische Anzündelement in einem Arbeitsgang, beispielsweise durch
Extrudieren und anschließendes Zerschneiden des Stranges in die gewünschten Abschnitte
möglich ist.
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Die Metallschichtkontakte bzw. die Leiterbahnen werden nach den dem
Fachmann bekannten Methoden auf den Isolierkörper aufgebracht.
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von den bekannten Verfahren kommen solche Metallsierungsverfahren
in Frage, bei denen die angewendeten chemischen bzw.
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physikalischen Mittel, wie z.B. Lösungsmittel, Druck, Temperatur,
nicht negativ auf den Schießstoff einwirken, z.B. in der Weise, daß sie den Abbrand
bereits 1lrend der Metallisierung auslösen, was selbstverständlich unzulässig ist.
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Grundsätzlich können die Techniken angewendet werden wie nie bei der
Metallisierung von Kunststoffen und Insbesondere bei der Herstellung elektronischer
Schaltungen bekannt sind.
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Zum Leitendmachen des Isolierkörpers wird bevorzugt nach solchen Verfahren
gearbeitet, bei denen die Metallbeschichtung auf chemischem Wege ohne Zufuhr von
elektrischem Strom erfolgt. Geeignet ist beispielsweise das Noviganth-Verfahren
der Firma Schering AG, Berlin, oder das Nibodur-Verfahren der Firma Bayer AG, Leverkusen,
bei denen die Metallbeschichtung unter Venvendung von Aktivatoren enthaltenden Metallsalzlösungen
auf chemischem Wege erfolgt.
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Bei der Metallisierung kann man beispielsweise so vorgehen, daß man
die gesamte Oberfläche des Isolierkörpers mit einer Metallschicht überzieht und
anschließend die Form der Leiterbahn bzw. der Zündbrücke bzw. des Zündspaltes ausätzt.
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Man kann aber auch von vorherein nur die gewünschten Leiterbahnen
auf den Isolierkörper aufbringen und sich hierbei der bekannten Maskentechnik oder
Fotoätztechnik bedienen, indem die nicht mit Metall zu beschichtenden Oberflächenteile
des Isolierkörpers entsprechend abgedeckt werden. Dabei muß darauf geachtet werden,
daß das für das Aufbringen der Abdeck-Zungen und/oder Ihr spbteres Entfernen angewendete
Xösungsmittel den Isolierkörper nicht angreift. Kann kein inertes Lösungsinittel
gefunden werden kann man zunr Abdecken der gefährdeten Oberflachenteile des isolierkörpers
ein kalt- oder warmhärtbares Gieß- bzw. Laminierharz in einer Schichtdicke aus beispielsweise
0,2 bis 40µverwenden, welches den Abbrand des Isolierkörpers nicht beeinträchtigt.
Besonders geeignet ist ein Harz auf Methylmethacrylat-Basis, welches im Handel unter
der Bezeichnung Degalan S 210 erhältlich ist, Die auf chemischem Wege aufgebrachten
Strombahnen können zur Erhöhung der Leitfähigkeit noch auf galvanischem Wege mit
einer oder mehreren weiteren Metallschichten versehen werden.
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Zum Leitendmachen des Isolierkörpers können grundsätzlich alle Metalle
verwendet werden, die sich auf Dielektrika unter Anwendung der bekannten Aktivatoren
auf chemischem Wege stromlos abscheiden lassen. Bevorzugt werden Kupfer- oder Nickelschichten
aufgebracht.
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Gegebenenfalls können die Strombahnen ganz oder zum Teil zur Erhöhung
der Korrosionsfestigkeit noch auf chemischen Wege oder galvanisch vergoldet werden.,
Der
erhöhte Korrosinsschutz läßt sich auch dadurch erreichen, daß auf die Leiterbahn
ein abbrennbarer vorzugsweise elektrisch leitfähiger Lack, z.B. ein durch Zusätze
leitfähig gemachter Nitrocelluloselack aufgebracht ist, der gegebenenfalls abbrandfördernde
Zusätze wie amorphes Bor, Bleitrinitroresorcinat od. dgl. in Mengen von 5 bis 10
Gew.% enthält.
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Die Metallisierung der erfindungsgemäßen Isolierkörper auf chemischem,
ggf. anschließend auf galvanischem Wege ermöglicht die gleichzeitige Herstellung
einer sehr großen A-nsahl von elektrischen Anzündelementen. Die Form der Zündbrücke
bzw.
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des Zündspaltes und der zu Kontaktflächen ausgebildeten Enden können
in einfacher Weise den jeweiligen Erfordernissen angepaßt werden Die Zündbra'cke
kann beispielsweise, wie in der DT-OS 1 771 889 beschrieben, geradlinig oder spiralförmig
und die Kontaktflächen beispielsweise kreisscheiben-, ring- oder auc ringsegmentförmig
ausgebildet werden.
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Der erfindungsgemäße Isolierkörper kann vor der Metallisierung mit
einer beispielsweise zentral angeordneten Bohrung versehen sein, sofern er auf seinen
beiden Stirnflächen mit Metall zu beschichten ist. Durch diese Bohrung kann dann
der eine Metallschichtkontakt der auf der Oberseite des Isolierkörpers angeordneten
Zündbrücke bzw. des Zündspaltes zu der Unterseite des Isolierkörpers geführt und
zu einer ersten Kontaktfläche für den in dem Abschußgerät fest angeordneten einen
Pol verbreitert sein.
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Der andere Metallschichtkontakt der Zündbrücke bzw. des Zündspaltes
kann beispielsweise mittels einer die Ober- und Unterseite
des
z.B. kreisscheibenförmigen Isolierkörpers teilweise klammerartig umgreifenden Leiterbahn
mit der an der Unterseite des Isolierkörpers angeordneten zweiten krüntakt fläche
verbunden sein, die für den im Abschußgerät fest angeordnet. Gegenpol vorgesehen
ist.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel gezeigt
und wird anhand dieser nachstehend noch näher erläutert. Es zeigen Fig. 1a und b
das verbrennbare Anzündelement im Längsschnitt und in der Draufsicht, Fig. 2 eine
verbrennbare Zündschraube mit eingesetztem Anzündelement und Fig. 3 eine verbrennbare
Munitionshülse mit eingesetzter Zündschraube.
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Das verbrennbare elektrische Anzündelement 1 weist gemäß den Figuren
1a und b einen kreisscheibenfb.rmigen Isolierkörper 2 aus gepreßter Nitrocellulose
auf, auf dessen einer ebenen Stirn fläche die mäanderförmige Zündbrücke 3 aus Kupfer
angeordnet ist. An ihren beiden Enden geht die Zündbrücke 3 in die beiden Metallschichtkontakte
4 über, deren Querschnitt größer und elektrischer Widerstand dementsprechend kleiner
ist als der der Zündbrücke 3. Die Metallschichtkontakte 4 sind streifenförmig ausgebildet
und über die Mantelfläche des Isolierkörpers 2 zu dessen Unterseite 5 geführt, wo
sie mit ihren Enaen 4' die elektrisch leitende Verbindung mit den beiden elektrischen
Stromzuführungen 6 des Abschußgerätes,
der Waffe od. dgl. ermöglichen.
Die Schichtdicke der Zündbrücke 3 ist aus zeichentechnischen Gründen übertrieben
groß dargestellt. Sie beträgt im allgemeinen zwischen etwa 5 und 100µ. Ihre Breite,
Länge und Form richtet sich nach den im Einzelfall geforderten elektrischen Zündeigenschaften.
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Die in Figur 2 gezeigte verbrennbare Zündschraube weist ein äußeres
elektrisch nicht leitendes Gehäuse 7 aus gepreßter oder verklobter Nitrocellulose
auf, in welches das verbrenn bare Anzündelement 1 eingesetzt ist. Oberhalb des Anzündelementes
1 ist im Kontakt mit der Zündbrücke 3 die Anzündmischung 8 angeordnet, die den Anzündstoff
wie beispielsweise Bleitrinitroresorcinat oder Bleipikrat enthält. Oberhalb der
Anzündmischung 8 ist die von dieter zu zündende Aufladung 9 angeordnet. Anzündmischung
8 und Aufladung 9 können beispielsweise entsprechend den Angaben in der DT-PS 1
171 321 zusammengesetzt sein.
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In der Figur 3 ist schließlich noch eine verbrennbare Hülse 10 gezeigt,
die in bekannter Weise beispielsweise aus Natroncellulose in Mischung mit niedrignitrierter
Nitrocellulose und Nitropenta hergestellt ist. Im Boden 11 der Hulse 10 ist in der
durchgehenden Bohrung 12 die verbrennbare Zündschraube mit dem iu der Ansicht gezeigten
Gehäuse 7 eingesetzt und in dieser durch Reibschluß und eventuell zusätzlich durch
Verklebung gehalten.