DE4113319A1

DE4113319A1 - Bruecken-zuendmittel

Info

Publication number: DE4113319A1
Application number: DE19914113319
Authority: DE
Inventors: Uwe Dipl Ing Brede; Heinz-Peter Cornelius; Oskar Haering
Original assignee: Dynamit Nobel AG
Current assignee: Dynamit Nobel AG
Priority date: 1991-04-24
Filing date: 1991-04-24
Publication date: 1992-10-29
Also published as: EP0510551A3; EP0510551A2

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Brücken-Zünd mittel, das zum Zünden oder Anzünden von Sprengstoffen, Treibstoffen u. dgl. geeignet ist.

Prinzipiell unterscheidet man zwischen zwei Arten von Zündmitteln, nämlich
1. Spaltzündmittel, bei denen ein leitfähiger Zünd stoff in einen Isolationsspalt eingepreßt ist, der von zwei Elektroden begrenzt wird, und
2. Brücken-Zündmittel, bei denen zwei Elektroden durch eine Brücke miteinander verbunden sind, die in Kontakt mit dem Zündstoff steht.

Beiden Arten von Zündmitteln ist gemeinsam, daß zwei Elektroden durch leitfähige Widerstandsmaterialien mit einander verbunden sind. Bei Spaltzündmitteln besteht das Widerstandsmaterial aus leitfähig gemachtem Zünd stoff und bei Brückenzündmitteln besteht es aus einem schmalen Draht oder Metallfilm.

Im Hinblick auf die modernen Einsatzprofile von elek trischen Zünd- oder Anzündmitteln werden Spaltzünd mittel immer mehr verdrängt. Spaltzündmittel können in einer Umgebung mit elektromagnetischer Beanspruchung leicht unbeabsichtigt ausgelöst werden. Unter anderem wegen der größeren Sicherheit wird den Brücken-Zünd mitteln der Vorzug gegeben.

Ein Brücken-Zündmittel, das als Metallschicht-Zündmit tel ausgebildet ist, ist bekannt aus DE-PS 20 20 016. Dieses Brücken-Zündmittel weist einen isolierenden Trä gerkörper aus Glas oder Keramik auf, der auf der dem Zündsatz zugekehrten Seite mit Metallschichtelektroden versehen ist. Die Elektroden sind durch eine Zündbrücke aus Tantal oder Tantalnitrit miteinander verbunden. Eine der Elektroden steht elektrisch mit dem umgebenden Gehäuse in Verbindung, während die andere mit einem gegen das Gehäuse isolierten Polstück verbunden ist. Die Elektroden und die Zündbrücke stehen in direktem Kontakt mit dem Anzündsatz. Dieses Brücken-Zündmittel kann daher nur in Verbindung mit elektrisch nicht leitenden Anzündsätzen benutzt werden. Bei einem elek trisch leitenden Anzündsatz würde der Anzündsatz einen Nebenschluß zur Zündbrücke hervorrufen. Obwohl ein solcher Nebenschluß hochohmiger wäre als die Zünd brücke, würde er das Zünd- bzw. Anzündverhalten nach teilig beeinflussen, weil sich die elektrischen Be dingungen der Zündung nicht reproduzierbar einstellen lassen. Eine hinreichende Zuverlässigkeit für Zündung und Nichtzündung ist damit nicht zu realisieren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Brücken- Zündmittel zu schaffen, das hinsichtlich der Wahl des für den Anzündsatz verwendeten Zündstoffs keinen Be schränkungen unterliegt und mit hoher Genauigkeit und definiertem Zündverhalten reproduzierbar herstellbar ist.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen.

Bei dem erfindungsgemäßen Brücken-Zündmittel ist die dem Anzündsatz zugewandte Fläche der Elektroden und der Zündbrücke mit einem thermisch gut leitenden, elek trisch isolierenden Schutzfilm bedeckt. Dieser Schutz film verhindert in erster Linie, daß der Zündstoff in Berührungskontakt mit beiden Elektroden und mit der Zündbrücke gelangt und daß ein elektrischer Nebenschluß zur Zündbrücke entstehen kann. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß der gesamte Strom ausschließlich über die Zündbrücke fließt. Der Schutzfilm hat darüber hinaus die Eigenschaft, daß er thermisch gut leitend ist, so daß er die an der Zündbrücke entstehende Wärme schnell auf das Anzündmittel überträgt. Normalerweise haben Materialien, die gute elektrische Leiter sind, die Eigenschaft, daß sie auch gute Wärmeleiter sind. In Bezug auf diese allgemeine Regel sind die Eigenschaf ten, die von dem Schutzfilm verlangt werden, nämlich gute Wärmeleitfähigkeit und schlechte elektrische Leit fähigkeit, einander entgegengesetzt. Es gibt jedoch Materialien, z. B. Quarze und Keramikmaterialien, die die gewünschten Eigenschaften vereinigen. Verlangt wird ferner eine große Widerstandsfähigkeit des Schutzfilms gegen die mechanischen Kräfte, die beim Aufpressen des Zündstoffes auftreten, sowie eine hohe chemische Resistenz gegen korrosionsfördernde umgebende Stoffe, wie leichte Säuren usw. Geeignete Materialien, die alle diese Anforderungen erfüllen, sind beispielsweise Alu miniumoxidkeramik oder Quarz. Diese Materialien können durch geeignete Verfahrenstechniken, wie Hochfrequenz zerstäuben, aufgebracht werden. Eine andere Möglichkeit besteht darin, den Schutzfilm durch Oxidieren oder Passivieren der Oberflächen der Elektroden und der Zündbrücke zu bilden.

Durch die Erfindung ist es möglich, für den Anzündsatz Zündmischungen zu verwenden, die metallische oder andere elektrisch leitende Komponenten enthalten, ohne daß dadurch das Anzündverhalten beeinträchtigt würde. Solche Anzündmischungen mit elektrisch leitenden Kom ponenten sind häufig erwünscht, um die Wirkungsstärke des Anzündmittels in der gewünschten Weise einzustel len.

Im folgenden werden unter Bezugnahme auf die Zeich nungen Ausführungsbeispiele der Erfindung näher er läutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Brücken-Zünd mittel,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II von Fig. 1,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine andere Ausfüh rungsform des Brücken-Zündmittels und

Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV von Fig. 3.

Das in den Fign. 1 und 2 dargestellte Brücken-Zündmit tel weist einen rohrförmigen metallischen Mantel 10 auf, der an einem Ende durch eine eingesteckte Kappe 11 verschlossen ist. Durch eine Bohrung der Kappe 11 führt ein Polstück 12 hindurch, das gegen die Wand der Boh rung mit einer isolierenden Buchse 13 elektrisch iso liert ist. Die Kappe 11, das Polstück 12 und die Buchse 13 bilden den den Mantel 10 verschließenden Träger körper 14.

Die im Innern des Mantels 10 liegende Stirnfläche des Trägerkörpers 14 ist mit einer dünnen Metallschicht 15 beschichtet, die eine äußere Elektrode 16 und eine innere Elektrode 17 bildet. Die beiden Elektroden 16 und 17 sind durch einen Spalt 18 von im wesentlichen spiralförmiger Gestalt voneinander getrennt, welcher sich über etwas mehr als 360° erstreckt. In demjenigen Bereich, in dem sich die Enden des Spaltes überlappen, ist die Zündbrücke 19 gebildet.

Die Metallschicht 15 hat Stärke im Bereich von einigen µm. Die äußere Elektrode 16 steht in leitendem Kontakt mit dem Mantel 10 und der Kappe 11. Die innere Elek trode 17 bedeckt die Stirnfläche des Polstücks 12 und steht in leitendem Kontakt mit diesem. Wird zwischen das Polstück 12 und den Mantel 10 eine elektrische Spannung gelegt, so fließt ein Strom über die Elek troden 16, 17 und über die Zündbrücke 19, die den engsten Stromdurchgangsquerschnitt in diesem Stromweg hat.

In dem Mantel 10 befindet sich der pyrotechnische An zündsatz 20. Die gesamte diesem Anzündsatz zugewandte Fläche der Metallschicht 15 ist mit dem Schutzfilm 21 bedeckt. Dieser Schutzfilm 21 besteht aus elektrisch isolierendem, jedoch gut wärmeleitfähigem Material, vorzugsweise aus Quarz oder Keramik. Geeignete Mate rialien sind SiO₂ (Quarz) oder Al₂O₃ (Aluminiumoxid keramik). Der Schutzfilm ist zur Erzielung eines guten Wärmeüberganges sehr dünn. Er hat eine Stärke zwischen 0,2 und 1 µm. Der Anzündsatz 20, der in direktem Be rührungskontakt mit dem Schutzfilm 21 steht, kann metallische Komponenten enthalten. Er besteht bei spielsweise aus Zinkperoxid mit Titanlegierungen oder einer Mischung von Zinkperoxid mit einer Zirkonium legierung oder aus einer Mischung aus Bleioxid mit einer Zirkoniumlegierung.

Während bei dem ersten Ausführungsbeispiel der Zünd strom über den Mantel 10 fließt, sind bei dem Ausfüh rungsbeispiel der Fign. 3 und 4 zwei Polstücke 12a und 12b vorgesehen, die beide durch das Isolierstück 13 hindurchgehen und in Kontakt mit der Metallschicht 15 stehen. Der Mantel 10 wird hierbei nicht von Strom durchflossen. Die Elektroden 16 und 17 sind auf der Stirnseite des Trägerelements 14 nebeneinander ange ordnet und durch die Zündbrücke 19 verbunden. Die Elek trode 16 steht mit dem Polstück 12a in Berührung, während die Elektrode 17 mit dem Polstück 12b in Be rührung steht. Der Schutzfilm 21 erstreckt sich über die beiden Elektroden 16 und 17, die Zündbrücke 19 und über die restliche Stirnfläche des Trägerelements 14.

Zum Anzünden wird an die Polstücke 12a und 12b eine Spannung angelegt, so daß ein Strom über die Elektroden 16,17 und die Zündbrücke 19 fließt. Durch diesen Strom erwärmt sich die Zündbrücke und zündet den Anzündsatz 20 an. Der Anzündsatz 20 enthält bei dem zweiten Aus führungsbeispiel unterschiedliche Schichten 20a und 20b.

Claims

1. Brücken-Zündmittel mit einem Trägerelement (14) und daran angebrachten Elektroden (16, 17), welche durch eine Zündbrücke (19) elektrisch leitend ver bunden sind, und mit einem die Zündbrücke über deckenden pyrotechnischen Anzündsatz (20), dadurch gekennzeichnet, daß die dem Anzündsatz (20) zugewandte Fläche der Elektroden (16, 17) und der Zündbrücke (19) mit einem thermisch gut leitenden, elektrisch isolie renden Schutzfilm (21) bedeckt ist.

2. Brücken-Zündmittel nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß der Schutzfilm (21) aus Quarz oder Keramik besteht.

3. Brücken-Zündmittel nach Anspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, daß der Schutzfilm (21) aus SiO₂ besteht.

4. Brücken-Zündmittel nach Anspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, daß der Schutzfilm (21) aus Al₂O₃ besteht.

5. Brücken-Zündmittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schutz film (21) eine Dicke zwischen 0,2 und 1 µm hat.

6. Brücken-Zündmittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Anzünd satz (20) metallische Komponenten enthält.

7. Brücken-Zündmittel nach Anspruch 6, dadurch ge kennzeichnet, daß der Anzündsatz (20) Zinkperoxid und Titanlegierung oder Zinkperoxid und Zirkonium legierung oder Bleioxid mit Zirkoniumlegierung enthält.