DE2731463A1

DE2731463A1 - Electrically fired detonator for explosive charge - has ceramic insulated housing with carbon deposit current flow paths

Info

Publication number: DE2731463A1
Application number: DE19772731463
Authority: DE
Inventors: David John Mellor
Original assignee: English Electric Valve Co Ltd
Current assignee: Teledyne UK Ltd
Priority date: 1977-02-09
Filing date: 1977-07-12
Publication date: 1978-08-17

Abstract

The igniter or detonator is initiated by electric current. The igniter housing has a chamber for an explosive charge. This igniter does not use exploding wire which ensure reliability in making and use of this igniter. A region of the chamber wall is made of insulation material. Part of this surface is made conductive for allowing flow of current through this path for initiation of charge held within this chamber. The chamber wall is made from ceramic material which has surface coating of carbon. This carbon is deposited by treating ceramic surface with a hydrocarbon which is subsequently reduced to carbon. The carbon deposit can be arranged in the form of strips or shaped zones.

Description

Die Erfindung betrifft eine Zündvorrichtung bzw. SprengkapselThe invention relates to an ignition device or detonator

und insbesondere eine mit elektrischem Strom betätigte Zündvorrichtung.and in particular an electric current operated igniter.

Eine typische, der oben erwähnten Gattung entsprechende Zündvorrichtung ist die einen explodierenden Brückendraht enthaltende (EBW-) Zündvorrichtung, deren wesentliche Kennzeichen in dem Längsschnitt nach Fig. la und der Endansicht nach Fig.A typical ignition device of the type mentioned above is the detonator containing an exploding bridgewire (EBW) whose essential characteristics in the longitudinal section according to Fig. La and the end view according to Fig.

Ib der beiliegenden Zeichnung gezeigt werden.Ib of the accompanying drawing.

Nach den Fig. la und Ib besteht die Zündvorrichtung aus einer Kammer 1, die mit einer explosiven Ladung gefüllt ist.According to FIGS. La and Ib, the ignition device consists of a chamber 1, which is filled with an explosive charge.

Die explosive Ladung ist durch die Querschraffierung in der Fig. la dargestellt, wird aber in der Endansicht der Fig. Ib nicht gezeigt, damit andere Einzelheiten leichter dargestellt werden können.The explosive charge is indicated by the cross hatching in Fig. La shown, but not shown in the end view of Fig. 1b, so that others Details can be presented more easily.

Ein Wandbereich der Kammer 1 wird von einem Metall zylinder 2 gebildet, der beim Bezugszeichen 3 mit einer inneren 8tufe versehen ist. Ein anderer Wandbereich der Kammer wird durch einen keramischen Einsatz 4 gebildet, der in den Metallzylinder 2 eingepaßt ist. Die innere Fläche des keramischen Einsatzes 4 liegt mit der inneren Stufe 3 des netallzylinders 2 im wesentlichen auf gleicher Ebene.A wall area of the chamber 1 is formed by a metal cylinder 2, which is provided with an inner 8 step at reference number 3. Another wall area the chamber is formed by a ceramic insert 4 which is inserted into the metal cylinder 2 is fitted. The inner surface of the ceramic insert 4 lies with the inner one Stage 3 of the metal cylinder 2 is essentially at the same level.

Durch das Zentrum des keramischen Einsatzes 4 erstreckt sich longitudinal eine Elektrode 5, die an der inneren Oberfläche des keramischen Einsatzes 4 endet. Zwischen dem Ende der Elektrode 5 und dem Metall zylinder 2 erstreckt sich ein Platin- oder Gold-Brückendraht 6, der typischerweise einen Durchmesser von 0,05 mm ( .002") besitzt. Der Draht, an die Elektrode 5 und an die 8tufe 3 des Metallzylinders 2 angeschweißt.Extends longitudinally through the center of the ceramic insert 4 an electrode 5 which terminates on the inner surface of the ceramic insert 4. Between the end of the electrode 5 and the metal cylinder 2 extends a platinum or gold bridgewire 6, which is typically 0.05mm (.002 ") in diameter owns. The wire to the electrode 5 and to the 8th step 3 of the metal cylinder 2 welded on.

Bei Betrieb wird die explosive Ladung dadurch zur Detonation gebracht bzw. gezündet, daß mit Hilfe der Elektrode 5 und des Metallzylinders 2 ein intensiver Stromstoß durch den Draht 6 geschickt wird, der ein Zerreißen dieses Drahtes bewirkt. Die sich daraus ergebende Schockwelle leitet die Detonation der Ladung ein.This detonates the explosive charge during operation or ignited that with the help of the electrode 5 and the metal cylinder 2 an intense Current impulse is sent through the wire 6, which causes the wire to tear. The resulting shock wave initiates the detonation of the charge.

Eine Zündvorrichtung mit einem explodierenden Brückendraht, wie sie oben beschrieben wurde, zeigt eine Reihe von Nachteilen, die im Prinzip sich daraus ergeben, daß ein Brückendraht verwendet wird, der relativ schwach ist. Es bereitet z.B. Schwierigkeiten, den Draht an Jedem Ende zu verschweißen, wobei das Überprüfen der Qualität der Schweißung tatsächlich unmöglich ist.A detonator with an exploding arch wire like her described above shows a number of disadvantages which, in principle, result from it indicate that a bridge wire is used which is relatively weak. It prepares e.g. Difficulty welding the wire at each end, checking the quality of the weld is actually impossible.

Weiterhin ist die Anordnung gegenüber Knickstellen und starken Krümmungen besonders in der Umgebung Jeder Schweißstelle empfindlich. Derartige Deformationen können die Querschnittsfläche des Drahtes verändern und damit bewirken, daß beim Anlegen des Stromstoßes ein vorzeitiges Bersten des Brückendrahtes am Deformationspunkt auftritt.Furthermore, the arrangement is opposite to kinks and strong curvatures especially in the vicinity of each welding point sensitive. Such deformations can change the cross-sectional area of the wire and thus cause the Applying the current impulse premature rupture of the bridge wire at the deformation point occurs.

Zusätzlich ist die Länge des Brückendrahtes eine kritische Größe, die sich bei der Herstellung schlecht kontrollieren läßt.In addition, the length of the bridge wire is a critical factor, which is difficult to control during manufacture.

Weiterhin kann der Brückendraht während des Einfüllvorganges der explosiven Ladung leicht verschoben und beschädigt werden.Furthermore, the bridge wire can be explosive during the filling process Cargo can easily be moved and damaged.

Deshalb soll durch die Erfindung eine verbesserte, durch elektrischen Strom betätigte Zündvorrichtung geschaffen werden, bei der die Verwendung eines Brückendrahtes vermieden ist.Therefore, the invention is intended to provide an improved, by electrical Current operated igniter can be created in which the use of a Bridge wire is avoided.

Erfindungsgemäß weist eine durch elektrischen Strom betätigte Zündvorrichtung eine Kammer für eine explosive Ladung mit einem Wandbereich aus elektrisch isolierendem Material auf, wobei wenigstens ein Teil der Oberfläche des einen Bereiches der Kammerwand leitfähig gemacht ist; weiterhin sind Vorrichtungen bereitgestellt, um einen Strom durch den damit geschaffenen leitfähigen Pfad durchzulassen, so daß bei Betätigung eine Detonation einer Ladung innerhalb der Kammer eingeleitet wird.According to the invention, an electric current operated ignition device a chamber for an explosive charge with a wall area made of electrically insulating Material on, wherein at least a portion of the surface of one area of the chamber wall is made conductive; furthermore, devices are provided for a stream through the conductive path created thereby, so that when actuated one Detonation of a charge is initiated within the chamber.

Nach einem erfindungsgemäßen Merkmal ist die Zündvorrichtung mit einer explosiven Ladung innerhalb der Kammer ausgestattet.According to a feature of the invention, the ignition device is with a explosive charge inside the chamber.

Vorzugsweise besteht ein Bereich der Kammerwand aus keramischem Material, während wenigstens ein Teil der Oberfläche dieses Bereiches mit einem leitenden Mittel dotiert ist, um dadurch den Teil leitfähig zu machen.One area of the chamber wall is preferably made of ceramic material, while at least part of the surface of this area is covered with a conductive Agent is doped to thereby make the part conductive.

Dabei kann die gesamt Oberfläche des einen Bereiches der Kammerwand leitfähig gemacht werden, oder es können ein oder mehrere Streifen der Oberfläche des einen Bereiches der Kammerwand leitfähig gemacht werden.The entire surface of one area of the chamber wall can be used can be made conductive, or there can be one or more strips of the surface of one area of the chamber wall can be made conductive.

Vorzugsweise umfaßt die Vorrichtung, die Strom durch jenen leitfähig gemachten Oberflächenteil des einen Kammerwandbereiches durchläßt, eine durch diesen Kammerwandbereich führende Elektrode und einen anderen Kammerwandbereich, der aus leitfähigem Metall besteht.Preferably the device comprises that conduct electricity therethrough made surface part of a chamber wall area passes through, one through this Chamber wall area leading electrode and another chamber wall area, which consists of conductive metal.

Vorzugsweise besteht das leitende Mittel aus im wesentlichen reinem Kohlenstoff.Preferably the conductive agent is substantially pure Carbon.

In einem bevorzugten Verfahren, das dazu dient, die Oberfläche des keramischen Bereiches der Kammerwand leitfähig zu machen, läßt man einen Kohlenwasserstoff in die Oberfläche auf eine kontrollierte Tiefe eindiffundieren, und reduziert anschließend den Kohlenwasserstoff zu reinem Kohlenstoff. In dem Falle, in dem die Oberfläche des keramischen Wandbereiches in einem Streifen oder mehreren Streifen leitfähig gemacht werden soll, kann das leitende Mittel in die Oberfläche des keramischen Wandbereiches durch eine geeignete Maske eindiffundiert werden.In a preferred method, which is used to the surface of the To make the ceramic area of the chamber wall conductive, a hydrocarbon is allowed Diffuse into the surface to a controlled depth, and then reduce the hydrocarbon to pure carbon. In the event that the surface of the ceramic wall area conductive in one or more strips Should be made, the conductive agent can be incorporated into the surface of the ceramic Wall area diffused through a suitable mask will.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt Fig. 2a einen Längsschnitt einer erfindungsgemäßen, durch elektrischen Strom betätigten Zündvorrichtung, Fig. 2b eine Endansicht der Zündvorrichtung nach Fig. 2a, bevor die Explosivladung in die Kammer 1 eingebracht ist, Fig. 3a einen Längsschnitt einer anderen, durch elektrischen Strom betätigten Zündvorrichtung nach der Erfindung und Fig. 3b eine Endansicht der Zündvorrichtung nach Fig. 3a, bevor die Explosivladung in die Kammer 1 eingebracht ist.The invention is illustrated below, for example, with reference to the drawing described; in this Fig. 2a shows a longitudinal section of an inventive, electric current actuated igniter, FIG. 2b is an end view of FIG Ignition device according to FIG. 2a, before the explosive charge is introduced into chamber 1 Fig. 3a is a longitudinal section of another operated by electric current Ignition device according to the invention and Figure 3b is an end view of the ignition device 3a, before the explosive charge is introduced into the chamber 1.

In allen der beiliegenden Figuren entsprechen gleichen Teilen gleiche Bezugszeichen.In all of the accompanying figures, the same parts correspond to the same Reference number.

Aus den Fig. 2a und 2b läßt sich erkennen, daß der am meisten bemerkenswerte Unterschied zwischen der in diesen Figuren dargestellten Zündvorrichtung und der in den Figuren la und Ib dargestellten Zündvorrichtung darin besteht, daß der Draht 6 weggelassen ist. Demgegenüber ist die ganze innere Oberfläche des keramischen Einsatzes 4 mit einem leitenden Mittel, wie es durch die Schattierung 7 dargestellt ist, dotiert.From Figs. 2a and 2b it can be seen that the most remarkable Difference between the ignition device shown in these figures and the The ignition device shown in Figures la and Ib consists in that the wire 6 is omitted. In contrast, the entire inner surface of the ceramic Insert 4 with a conductive means, as shown by the shading 7 is endowed.

Das leitende Mittel 7 besteht aus im wesentlichen reinem Kohlenstoff und wird dadurch gebildet, daß ein Kohlenwasserstoff in die innere Oberfläche des keramischen Einsatzes 4 eindiffundiert und im folgenden zu im wesentlichen reinem Kohlenstoff reduziert wird.The conductive means 7 consists of essentially pure carbon and is formed by the fact that a hydrocarbon enters the inner surface of the ceramic insert 4 diffused and in the following to essentially pure Carbon is reduced.

In diesem besonderen Fall wird die explosive Ladung innerhalb der Kammer 1 dadurch zur Detonation gebracht, daß ein Kondensator, der auf angenähert 1000 V geladen wurde, zwischen dem Metallzylinder 2 und der Elektrode 5 entladen wird. Dies bewirkt eine intensive Entladung quer über die dotierte Oberfläche des keramischen Einsatzes 4.In this particular case, the explosive charge is inside the Chamber 1 detonated by a capacitor that approximated to 1000 V was charged, discharged between the metal cylinder 2 and the electrode 5 will. This causes an intense discharge across the doped surface of the ceramic insert 4.

Die in den Fig. 3a und 3b gezeigte Zündvorrichtung ist der in den Fig. 2a und 2b gezeigten Zündvorrichtung darin ähnlich, daß die innere Oberfläche des keramischen Einsatzes 4 mit einem leitenden Mittel dotiert ist; Jedoch wird in diesem Fall das Dotieren auf einen Streifen 8 der Oberfläche des keramischen Einsatzes 4 beschränkt, was sich am besten in der Fig. 3b erkennen läßt.The ignition device shown in FIGS. 3a and 3b is the one shown in FIGS Figs. 2a and 2b are similar in that the inner surface of the igniter shown the ceramic insert 4 is doped with a conductive agent; However, will in this case doping on a strip 8 of the surface of the ceramic Insert 4 limited, which can best be seen in Fig. 3b.

Es sei noch bemerkt, daß in den in den Fig. 2a und 2b und in den Fig. 3a und 3b gezeigten Ausführungsformen die Stufe 3 in der inneren Oberfläche des Metall zylinders 2 noch dargestellt ist, Jedoch als überflüssig betrachtet werden kann.It should also be noted that in the FIGS. 2a and 2b and in FIGS. 3a and 3b, the step 3 in the inner surface of the Metal cylinder 2 is still shown, but should be considered redundant can.

Claims

Ignition device or detonator claims: Ignition device or detonator, which is actuated by electric current and a chamber for has an explosive charge, thereby indicating that an area the chamber wall consists of electrically insulating material, at least one Part of the surface of this area is made conductive, and that a device is provided for a current through the conductive path created thereby pass through, so that when actuated a detonation of a charge within the Chamber is triggered.

2. Ignition device according to claim 1, characterized in that g e k e n n -z e i c That is, an explosive charge is provided within the chamber.

3. Ignition device according to claim 1 or 2, characterized in that g e -k e n n z e i c h n e t that one area of the chamber wall consists of ceramic material, and that at least part of its surface is doped with a conductive agent is to make this part of the surface conductive.

4. Ignition device according to one of the preceding claims, characterized it is not noted that the entire surface of one area of the Chamber wall is made conductive.

5. Ignition device according to one of claims 1 to 3, characterized g e k It is noted that one or more strips of the surface of an area the chamber wall is (are) made conductive.

6. Ignition device according to one of the preceding claims, characterized It is not noted that the device used to conduct electricity by that part of the surface of one area of the chamber wall made conductive serves, an electrode that leads through one area of the chamber wall, and one includes other area of the chamber wall, which consists of conductive metal.

7. Ignition device according to claim 3, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that the conductive agent consists of essentially pure carbon.

8. A method for producing an ignition device according to one of the preceding claims, characterized in that the surface the ceramic area of the chamber wall is made conductive by the fact that diffuse a hydrocarbon into the surface to a controlled depth leaves and then reduces the hydrocarbon to pure carbon.

9. The method according to claim 8, characterized in that g e k e n n z e i c h -n e t that the surface of the ceramic wall area in one or more strips is made conductive by inserting the conductive agent into the surface of the ceramic wall area can diffuse through a suitable mask.