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Zünd- bzw. Anzündmittel
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Die Erfindung betrifft ein Zünd- bzw. Anzündmittel mit einem metallischen
Gehäuse, das einen Zündstoff und einen als Metallschichtelement ausgebildeten Keramikkörper
umschließt, einem Spannring, der mindestens den den Keramikkörper umgebenden Teil
des Gehäuses mit Spannung umgibt, und mit mindestens einem an die Metallschicht
des Keramikkörpers angeschlossenep Kontaktstift.
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Zünd- bzw. Anzündmittel enthalten eine pyrotechnische Zünd- Anzündladung,
die in einem metallischen Gehäuse gekapselt untergebracht ist. Die Initiierung der
Zündung erfolgt auf elektrischem Wege durch Hindurchleiten eines Stroms durch eine
Zündbrücke. Durch die sich entwickelnde Stromwärme wird die Zündtemperatur der Zünd-bzw.
Anzündladung iiberschritten, wodurch diese Ladung abbrennt und das Gehäuse zerstört.
Es ist bekannt, die Zündbrücke als Metallschicht auf einem Keramikkörper
vorzusehen.
Eine Schwierigkeit besteht darin, einen derartigen Reramikkörper in einem metallischen
Gehäuse in definierter Lage fest einzubauen und gleichzeitig sicherzustellen, daß
die elektrische Kontaktgabe zwischen dem Gehäuse und der Metallschicht des Keramikkörpers
gewährleistet ist. Die Lage- und Kontaktsicherung kann beispielsweise dadurch erfolgen,
daß der Metallschichtkörper an das Gehäuse angelötet wird. Ferner ist es bekannt,
axial wirkende Preßkräfte einzusetzen, die über Bördelungen die Kontakte und auch
den mechanischen Sitz herstellen. Hierbei wird der Zündstoff nach dem Einbau auf
die Metallschichtelemente gepreßt, wodurch ein fester thermische? Kontakt mit der
Zündbrücke gewährleistet ist. Nachteilig ist jedoch, daß der Preßverband sich durch
Entspannen der Träger- bzw. Verspannungselemente nachträglich lösen kann. Hierbei
können unter extremen klimatischen und mechanischen Verhältnissen Erhöhungen der
Ubergangswiderstande der Anschluß elektroden des Mta Ii schichte lemente s stattfinden.
Auch der thermische Kontakt zwischen dem Zündstoff und der Ziindbrücke kann unter
solchen Beanspruchungen verschlechtert werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Zünd-bzw. Anzündmittel
der eingangs genannten Art zu schaffen, das auf einfache Weise montierbar ist und
eine dauerhafte feste Pressung der Kontaktteile gewährlei stet.
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Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, daß der Spannring
aus einem Metall mit Formgedächtnis besteht, das sein Gefüge bei Unterschreiten
einer Sprungtemperatur schlagartig im Sinne einer Reduzierung der Abmessungen verändert.
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Nach der Erfindung wird ein Spannring benutzt, der -abgesehen von
den üblichen thermischen Volumenänderungen - ein Formgedächtnis aufweist. Dies bedeutet,
daß sich bei der Sprungtemperatur das Metallgefüge ändert, z.B. von austenitischem
zu martensitischem Gefüge, oder umgekehrt. Das Gefüge ist stabil, solange die Sprungtemperatur
nicht durchlaufen wird. Der Spannring wird bei einer über der Sprungtemperatur iiegenden
Temperatur montiert, indem er leichtgängig auf das Gehäuse aufgesetzt wird. Anschließend
erfolgt. eine Abkühlung, wobei die Sprungtemperatur des Spann-xingmaterials unterschritten
wird. Hierbei zieht sich der Spannring zusammen, um das Gehäuse und den darin angeordneten
Keramikkörper fest zu umschließen. Die Sprungtemperatur ist so anwählt, daß sie
bei normalen Betriebs- und Lagerungsverhältnissen nicht überschritten-wXr4.
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Zwar ist es bekannt, die thermischen Ausdehnungs- und Schrumpfungseinrichtungen
von Metallen in der Weise zu benutzen, daß Spannringe bei höherer Temperatur, bei
der sie einen größeren Durchmesser haben, auf einen Gegenstand aufgezogen werden,
den sie anschließend unter thermischer Schrumpfung bei Abkühlung fest umschließen.
Diese thermische Schrumpfung erfolgt im wesentlichen proportional zur Temperatur,
ohne daß Änderungen im Metallgefüge eintreten. Diese proportionale Wärmeschrumpfung
hat den Nachteil, daß sie temperaturabhängig ist und daß die Gefahr besteht, daß
sich bei hohen Umgebungstemperaturen die zu verbindenden Teile lockern oder mindestens
vorübergehend verschieben.
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Nach der Brfincur« wird dagegen ein Spannring mit Formgedächtnis benutzt,
bei dem sich Gefüge Und Abmessungen beim Durchlaufen der Sprungtemperatur schlagartig
verändern. Unterhalb der Sprungtemperatur entsteht eine
sehr starke
Kontraktion. Zwar unterliegt das Metall des Spannrings auch hier den üblichen thermischen
Ausdehnungen und Schrumpfungen, jedoch sind diese weitaus geringer als die durch
die Cefügeveränderungen hervorgerufene Veränderung der Abmessungen, so daß das erfindungsgemäße
Zünd- bzw. Anzündmittel in einem weiten Temperaturbereich verwendet werden kann,
ohne daß eine Lockerung der Preßverbindung stattfindet.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann der Spannring
einen das offene Ende des Gehäuses übergreifenden und den Keramikkörper axial abstützenden
Vorsprung aufweisen, der zweckmäßigerweise als Innenflansch ausgebildet ist. Auf
diese Weise wird zusätzlich zu der radialen Pressung des Gehäuses auch eine axiale
Spannung des Keramikkörpers in Richtung auf das Gehäuseinnere erreicht.
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Der Keramikkörper kann aus einer im wesentlichen æylindrischen Scheibe
bestehen. Eine solche Scheibe hat eine hohe Festigkeit gegen radiale Beanspruchungen.
Die durch die Gefügeändeirung des Materials des Spannrings hervorgerufenen Kräfte
sind so stark, daß eine Kaltverschweißung zwischen dem Gehäuse und den Metallisierungsflächen
des Keramikelementes erfolgen kann.
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Bei Verwendung des erfindungsgemäßen Spannrings können als Gehäusematerialien
Metalle benutzt werden, die nur schwer oder überhaupt nicht löt- oder schweißbar
sind, z.B. Aluminium, Titan oder Edelstahl. Die Kontaktgabe erfolgt ausschließlich
durch hohe Preßkräfte, mit der die zu kontaktierenden Teile gegeneinandergedrückt
werden. Andererseits ist die Montage bei über der Sprungtemperatur liegender Temperatur
sehr einfach. Zweckmä-Bigereise wird der Schrumpfvorgang des Spannrings wäh-
rend
der Verspannung des Metallschichteiementes mit dem Kunststoff und dem Gehäuse in
einer Presse eingeleitet, so daß sich ein extrem hoher Preßsitz zwischen Gehäuse
und Metallschidhtelement ergibt.
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Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die einzige Figurder Zeichnung
ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.
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In der Zeichnung ist ein Anzündmittel schematisch im Längsschnitt
dargestellt.
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Das Anzündmittel weist ein aus einer Metallkapsel bestehendes zylindrisches
Gehäuse 10 auf, dessen eines Ende mit einer angeformten Bodenwand 11 verschlossen
ist, während das andere Ende offen içt. Fn. dein Gehäuse 10 befindet sich der Zündstoff,
der im vorliegenden Fall aus zwei axial hintereinander angeor4peten Schichten 12
und 12' besteht. Der Zündstoff ist in dem Gehäuse 10 verpreßt, d.h. er liegt fest
an der Seitenwand und an der Bodenwand des Gehäuses an.
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In das offene Ende des Gehäuses 10 taucht der Keramikkörper 13 ein,
der aus -einer zylindrischen Scheibe besteht. An der Umfangsfläche und an der zum
Gehäuseinneren weisenden Stirnseite des Reramikkörpers 13 befindet sich eine Metallschicht
14-, ìn- die durch Laserschnitt die Zündbrücke 15 eingeschpitten ist-. Die Metallschicht
14 stellt die mit dem Gehäuse 10- in Kontakt stehende eine Elektrode der Zündbrücke
15 dar, während die andere Elektrode von dem koaxial du-rch den Keramikkörper 13
hindurchgeführten Kontaktniet 16 gebildet wird. Der Keramikkörper 13 hat einen Außendurchmesser,
der dem Innendurchmesser des Gehäuses- 10 entsprucht. Er ragt geringfügig aus dem
offenen Ende des
Gehäuses 10 heraus.
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Der den Keramikkörper 13 umschließende Abschnitt des Gehäuses 10 ist
von dem Spannring 17 umgeben. Dieser Spannring weist einen als Innenflansch ausgebildeten
Vorsprung 18 auf, der die Wand des Gehäuses 10 übergreift und von außen her gegen
die außere Stirnwand des Keramikkörpers 13 drückt.
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Der Spannring 17 ist in seinen mechanischen Toleranzen so abgestimmt,
daß er bei einer über der Sprungtemperatur liegenden Temperatur leichtgängig über
das Gehäuse 10 geschoben werden kann, um positioniert zu werden.
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Bei Abkühlung auf eine unter der Sprungtemperatur liegende Temperatur
schrumpft der Spannring 17, wobei er sich radial und axial zusammenzieht. Dadurch
ergibt sich ein fester Preßsitz zwischen dem Gehäuse 10 und dem Keramikkörper 13
bzw. der Metallbeschichtung 14.
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Außerdem wird während des Schrumpfvorgangs der Keramikkörper 13 durch
den Vorsprung 18 in das Gehäuse 10 hineingedrückt, wodurch der Zündstoff noch stärker
verpreßt und ein guter thermischer Kontakt zwischen dem Metallschichtkörper und
dem Zündstoff sichergestellt wird. Zweckmäßigerweise erfolgt das Abkühlen unter
die Sprungtemperatur in einer Presse, die das Gehäuse 10 abstützt und den Keramikkörper
13 gegen den Zündstoff drückt.
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