DE3447088A1

DE3447088A1 - Detonating or priming device

Info

Publication number: DE3447088A1
Application number: DE19843447088
Authority: DE
Inventors: Richard Dr. 8560 Lauf Bender; Uwe 8510 Fürth Brede
Original assignee: Dynamit Nobel AG
Current assignee: Dynamit Nobel AG
Priority date: 1984-12-22
Filing date: 1984-12-22
Publication date: 1986-07-03

Abstract

In a housing (10), detonator material (12, 12') is compressed, which is in pressure contact with a ceramic body (13) formed as a metal layer element. In the region of the ceramic body (13), the housing (10) is enclosed by a clamping ring (17). The clamping ring (17) consists of a metal with shape memory, which suddenly changes its microstructure and its dimensions when the temperature falls below a transformation temperature. During assembly, the clamping ring (17) is slipped easily onto the housing above the transformation temperature. During the subsequent cooling, the clamping ring (17) encloses the ceramic body under a high pressure, whereby the position and effective contact between housing (10) and ceramic body (13) are ensured. A projection (18) of the clamping ring (17) forces the ceramic body (13) axially against the detonator material (12, 12'). <IMAGE>

Description

Zünd- bzw. Anzündmittel Ignition or ignition means

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.The invention relates to an ignition means with a metallic one Housing that contains an ignition material and a ceramic body designed as a metal layer element encloses, a clamping ring, the at least the part surrounding the ceramic body of the housing with tension surrounding it, and with at least one attached to the metal layer of the ceramic body connectedep contact pin.

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.Ignition or ignition means contain a pyrotechnic ignition charge, which is encapsulated in a metallic housing. The initiation of the Ignition occurs electrically by passing a current through a Ignition bridge. The ignition temperature of the ignition and / or ignition temperature is set by the developing current heat. Ignition charge exceeded, causing this charge to burn off and destroy the housing. It is known that the ignition bridge is a metal layer on a ceramic body to be provided. One difficulty is that of such a ceramic body in a metallic Install the housing in a defined position and at the same time ensure that the electrical contact between the housing and the metal layer of the ceramic body is guaranteed. The position and contact can be secured, for example, by that the laminated metal body is soldered to the housing. It is also known to use axially acting compressive forces, the contacts and also via flanges establish the mechanical seat. Here, the explosive is on after installation the metal layer elements are pressed, creating a solid thermal? Contact with the Ignition bridge is guaranteed. However, it is disadvantageous that the interference fit through Relaxation of the carrier or tensioning elements can subsequently solve. Here can increase the under extreme climatic and mechanical conditions Transfer resistances of the connection electrodes of the Mta Ii layer elements take place. The thermal contact between the ignition material and the ignition bridge can also be reduced such stresses are deteriorated.

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.The invention is based on the object of an ignition or. Lighting means to create of the type mentioned, which is easy to assemble and a permanent, firm pressing of the contact parts is guaranteed.

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.The solution to this problem is, according to the invention, that the clamping ring consists of a metal with shape memory, which its structure when undershot a transition temperature changed suddenly in the sense of a reduction in dimensions.

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.According to the invention, a clamping ring is used, apart from the usual thermal volume changes - has a shape memory. This means, that the metal structure changes at the transition temperature, e.g. from austenitic to a martensitic structure, or vice versa. The structure is stable as long as the transition temperature is not run through. The clamping ring is at a temperature above the transition temperature Temperature mounted by placing it smoothly on the housing. Afterward he follows. a cooling, whereby the transition temperature of the tensioning material is not reached will. Here, the clamping ring contracts around the housing and the one arranged in it To enclose the ceramic body tightly. The transition temperature is selected so that it not exceeded under normal operating and storage conditions-wXr4.

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.Although it is known, the thermal expansion and shrinkage devices of metals in such a way that clamping rings can be used at higher temperatures which they have a larger diameter, are drawn onto an object, which they then tightly enclose with thermal shrinkage when they cool down. This thermal shrinkage is essentially proportional to the temperature, without changes in the metal structure. This proportional heat shrinkage has the disadvantage that it is temperature dependent and that there is a risk that The parts to be connected loosen or at least become loose at high ambient temperatures move temporarily.

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.According to the Brfincur, on the other hand, a clamping ring with shape memory is used, in which the structure and dimensions suddenly change when passing through the transition temperature change. Below the transition temperature, a very strong Contraction. The metal of the clamping ring is subject to the usual thermal here too Expansions and contractions, however, these are far less than those caused by the changes in the Cefuge caused changes in the dimensions, so that the inventive Ignition or ignition means can be used in a wide temperature range, without loosening the press connection.

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.According to a preferred embodiment of the invention, the clamping ring one that crosses the open end of the housing and axially supports the ceramic body Have projection which is expediently designed as an inner flange. on this way, in addition to the radial pressure of the housing, there is also an axial pressure Tension of the ceramic body reached in the direction of the interior of the housing.

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.The ceramic body can consist of an essentially cylindrical disk exist. Such a disk has a high resistance to radial loads. The forces caused by the structural change in the material of the clamping ring are so strong that there is a cold weld between the housing and the metallized surfaces the ceramic element can be done.

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.When using the clamping ring according to the invention, housing materials Metals are used that are difficult or impossible to solder or weld e.g. aluminum, titanium or stainless steel. The contact is made exclusively due to the high pressing forces with which the parts to be contacted are pressed against one another will. On the other hand, the assembly is at a temperature above the critical temperature very easy. The shrinking process of the clamping ring is expediently rend the bracing of the Metallschichteiementes with the plastic and the housing in initiated a press, so that there is an extremely high interference fit between the housing and Metallschidhtelement results.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die einzige Figurder Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.In the following with reference to the single figure of the drawing an embodiment of the invention explained in more detail.

In der Zeichnung ist ein Anzündmittel schematisch im Längsschnitt dargestellt.In the drawing, an ignition means is shown schematically in longitudinal section shown.

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.The ignition means has a cylindrical shape consisting of a metal capsule Housing 10, one end of which is closed with an integrally formed bottom wall 11 while the other end is open. Fn. Your housing 10 is the explosive, which in the present case consists of two layers 12 arranged axially one behind the other and 12 'consists. The ignition material is compressed in the housing 10, i.e. it is solid on the side wall and on the bottom wall of the housing.

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.The ceramic body 13 dips into the open end of the housing 10, which consists of a cylindrical disc. On the circumferential surface and on the A metal layer is located on the inside of the housing facing end face of the ceramic body 13 14-, ìn- into which the ignition bridge 15 is pitted by laser cutting. The metal layer 14 represents the one electrode of the ignition bridge which is in contact with the housing 10- 15, while the other electrode of the coaxially through the ceramic body 13 through contact rivet 16 is formed. The ceramic body 13 has an outer diameter which corresponds to the inner diameter of the housing 10. It protrudes slightly from the open end of the Housing 10 out.

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.The portion of the housing 10 surrounding the ceramic body 13 is surrounded by the clamping ring 17. This clamping ring has an inner flange designed as an inner flange Projection 18, which engages over the wall of the housing 10 and from the outside against the outer end wall of the ceramic body 13 presses.

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.The clamping ring 17 is matched in its mechanical tolerances so that that it runs smoothly at a temperature above the transition temperature the housing 10 can be slid to be positioned.

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.When cooling to a temperature below the transition temperature the clamping ring 17 shrinks, wherein it contracts radially and axially. Through this this results in a firm press fit between the housing 10 and the ceramic body 13 or the metal coating 14.

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.In addition, the ceramic body 13 is through during the shrinking process the projection 18 is pressed into the housing 10, whereby the ignition material is even stronger pressed and a good thermal contact between the metal layer body and the explosive is ensured. The cooling is expediently carried out below the critical temperature in a press that supports the housing 10 and the ceramic body 13 pushes against the explosive.

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Claims

ANS PRUCHE 1. Ignition or ignition means with a metallic housing, encloses the ignition material and a ceramic body designed as a metal layer element, a clamping ring, the at least the part of the housing surrounding the ceramic body surrounds with tension and with at least one on the metal layer of the ceramic body connected contact pin, that is, that the Clamping ring (17) consists of a metal with shape memory, which is its structure Falling below a critical temperature suddenly in the sense of a reduction in the Dimensions changed.

2. ignition or ignition means according to claim 1, characterized in that that the clamping ring (17) crosses and crosses the open end of the housing (10) has the ceramic body (13) axially supporting projection (18).

3. ignition or ignition means according to claim 1 or 2, characterized in that that the ceramic body (13) consists of a substantially cylindrical disc.