DE957735C - Zündelement zum Auslösen der Verbrennung von schwer entzündbaren Stoffen - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 7. FEBRUAR 1957

P 11 741 IVa 178 e

Die Erfindung bezieht sich auf ein Zündelement zum Auslösen der Verbrennung von schwer entzündbaren Stoffen auf elektrischem Wege.

Bisher werden zum Auslösen der Verbrennung von schwer entzündbaren Stoffen, z.B. von Thermit, starke Hitze entwickelnde pulverartige Zündsätze z. B. aus einer Mischung von Bariumsuperoxyd mit Aluminium oder Magnesium verwendet. Diese gegebenenfalls in eine Aussparung od. dgl. des zu entzündenden Stoffes eingebrachten Zündsätze erzeugen eine hohe Temperatur und lösen bei etwa 1500⁰ C die selbsttätige Verbrennung des Thermits od. dgl. aus. Die Zündung solcher Zündsätze erfolgt von außen durch Schlag- oder Wärmezufuhr. Diese Zündart erweist sich aber als unbrauchbar, wenn Thermit od. dgl. an schwer zugänglichen Stellen zur Verbrennung gebracht werden soll. Hier schafft ein auf elektrischem Wege zu zündendes Zündelement Abhilfe.

Der Zündsatz des auf elektrischem Wege zu zündenden Zündelements besteht aus einem Zündgemisch an sich aus der Sprengstofftechnik bekannter Art, wie z. B. Bleipikrat-Bleistyphnat, das sehr milde reagieren muß, so daß keine explosionsartige Verbrennung erfolgen kann; denn andernfalls würde der zur Entzündung zu bringende

Thermitkörper od. dgl. zerstört werden. Der Zündsatz muß also eine geringe Verbrennungsgeschwindigkeit haben.

Um die Zündspannung eines solchen Zündsatzes gering zu halten, muß das Zündgemisch dieses Zündsatzes elektrisch leitfähig gemacht werden. " Dies kann dadurch geschehen, daß dem Zündsatz in an sich bekannter Weise ein Zusatz eines elektrisch leitenden Materials mit negativen Temperaturkoeffizienten des Widerstandes, z. B. Graphit, beigefügt wird. Diese Graphitteilchen bilden in dem Zündsatz kleine Strombrücken.

Zur weiteren Verringerung der anzulegenden elektrischen Zündspannung muß der Stromdurchgang durch den Zündsatz auf einem möglichst kurzen, z.B. bis etwa 0,1 mm betragenden Wege erfolgen.

Es sind Zündelemente bekannt, bei denen die Zündelektroden aus zwei auf gegenüberliegenden Seiten einer Isolierscheibe aufgebrachten leitenden Folien bestehen. Aus fertigungstechnischen Gründen kann aber die Dicke der Isolierscheibe nicht beliebig klein gehalten werden, so daß ein günstiger Zündelektrodenabstand nicht erreicht werden kann Außerdem ist eine mechanische, elektrisch isolierende Halterung für die mit den Zündelektroden versehene Scheibe erforderlich, was zur Vergrößerung und Verteuerung des gesamten Zündelementes führt.

Gemäß der Erfindung werden diese Nachteile dadurch beseitigt und die Bildung eines sehr kleinen Zündelektrodenabstands dadurch erreicht, daß .die Oberfläche eines elektrisch leitenden Körpers, z. B. des zur Entzündung zu bringenden Stoffes, mit einer Isolierschicht und mit einer diese abdeckenden Schicht aus elektrisch leitendem Material überzogen ist, und der elektrisch leitende Körper eine diese Schichten teilweise wieder freilegende Aussparung bzw. einen die Schichten durchbrechenden Ansatz od. dgl. aufweist, wobei der Zündsatz derart in der Aussparung bzw. auf dem Ansatz liegt, daß er zwischen der elektrisch leitenden Schicht und dem elektrisch leitenden Körper eine brückenartige Verbindung für den Zündstrom bildet.

Der die beiden Schichten tragende, elektrisch leitende Körper, in bzw. auf dem der Zündsatz angeordnet ist, kann entweder durch den zur Entzündung zu bringenden Stoff selbst, z. B. den Thermit, oder durch eine von dem zu zündenden Stoff unabhängige Platte aus Metall, z. B. Messing, gebildet werden. In letzterem Falle wird der Vorteil erzielt, daß diese Metallplatte alle Bestandteile des Zündelementes trägt, so daß dieses sich in einfacher Weise herstellen und mit dem zu zündenden Stoff verbinden läßt. Zweckmäßig wird der Zündsatz oder das Zündelement in eine Aussparung des zu zündenden Stoffes eingelegt, so daß eine möglichst große Oberflächenberührung des Zündsatzes mit diesem Stoff erreicht wird.

Die Isolierschicht zur Erzeugung des Elektrodenabstandes besteht vorzugsweise aus einem Lacküberzug, z. B. auf der Basis der Polyester, und die diese abdeckende elektrisch leitende Schicht aus einem Leitlack mit vorzugsweise negativem Temperaturkoeffizienten des Widerstands, z. B. Polyvinylalkohol mit Pigmentierung durch Graphit oder ähnlichen Stoffen.

Durch Anlegen einer Gleichspannung von etwa 15 bis 20 V, die z. B. einer Kleinstbatterie, wie sie etwa für Schwerhörigengeräte zur Anwendung gelangen, entnommen wird, an den die eine Elektrode bildenden elektrisch leitenden Körper einerseits und an die die zweite Elektrode bildende elektrisch leitende Schicht andererseits wird der Zündsatz mit einem sehr geringen Leistungsaufwand von etwa io^Wsec gezündet.

Es ist bereits ein Zündelement bekannt, das aus zwei scheibenförmigen Elektroden besteht, die durch einen ringförmigen Isolierkörper getrennt sind, welcher in seinem Innern den Zündsatz enthält. Durch einen elektrischen Funken, der zwischen den beiden Elektroden überspringt, entzündet sich der Zündsatz. Der Isolierkörper muß aber bei dieser bekannten Anordnung sehr viel dicker als die Elektroden sein, so daß eine sehr hohe Spannung zum Zünden eines derartigen Zündelementes erforderlich ist. Die notwendige Zündspannung wird hierbei noch dadurch vergrößert, daß die Funkenentladung nicht in Luft, sondern durch den Zündsatz selbst hindurch erfolgen muß. Der Zündsatz nach der Erfindung kann dagegen mit einer Spannung von maximal 20 V zur Entzündung gebracht werden. Zwar ist dem bekannten Zündsatz eine geringe Menge Metallpulver, z. B. Aluminium, beigefügt, jedoch reicht dies nicht aus, um den Zündsatz ohne Verwendung eines Zündfunkens zur Entzündung zu bringen. Erst wenn dem Zündsatz gemäß der Erfindung ein elektrisch leitendes Material mit einem negativen Temperaturkoeffizienten des Widerstandes hinzugefügt und dafür gesorgt ioo wird, daß der Stromdurchgang durch den Zündsatz auf einem möglichst kurzen Wege erfolgt, ist es möglich, einen Zündsatz mit Hilfe einer Kleinstbatterie zur Entzündung zu bringen.

Ferner ist noch ein Zündelement bekanntgeworden, das ebenfalls durch einen elektrischen Lichtbogen zur Entzündung gebracht wird, welcher zwischen zwei Elektroden mit Hilfe eines dünnen Metalldrahtes erzeugt wird. Auch zur Zündung dieses Elementes ist eine hohe Spannung und eine no große Zündleistung erforderlich.

An Hand der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert.

Fig. ι zeigt einen stark vergrößerten Schnitt durch ein Zündelement; n₅

Fig. 2 zeigt gleichfalls im Schnitt eine andere Ausführungsform und Anordnung des Zündsatzes;

Fig. 3 und 4 zeigen weitere Ausführungsbeispiele von Zündelementen nach der Erfindung im Schnitt.

(Sinngemäß übereinstimmende Teile sind mit den gleichen Zahlen versehen.)

In Fig. ι bezeichnet 1 einen zur Entzündung zu bringenden, vorzugsweise gepreßten Thermitkörper od. dgl., der erfindungsgemäß mit einer isolierenden Lackschicht 2 von einer Dicke bis etwa 0,1 mm und mit einer diese abdeckenden elektrisch leitenden

Schicht 3, ζ. B. einem Leitlack mit Graphit-' beimischung, überzogen ist. Mit einem Schneidwerkzeug ist ein kreisförmiger Durchstich durch die beiden Schichten 3 und 2 bis in den Thermitkörper 1 hinein vorgenommen worden, so daß sich eine die Schichten 2· und 3 teilweise wieder freilegende Aussparung 4 ergibt, in die ein Zündsatz 5 eingelegt ist. Um diesen Zündsatz 5 elektrisch leitfähig zu machen, ist ihm ein Zusatz von pulverförmigem Graphit 6 beigemischt. Durch Anschließen einer Gleichspannungsquelle 7 über den Schalter 8 an den die eine Elektrode bildenden Therm itkörper 1 einerseits und an die die zweite Elektrode bildende elektrisch leitende Lackschicht 3

'5 andererseits wird der Zündsatz 5 gezündet und ■ löst durch eine starke Hitzeentwicklung bei etwa' 1500⁰ C die selbsttätige Verbrennung des Thermitkörpers 1 aus.

Nach Fig. 2 ist zur Erzielung einer möglichst großen Oberflächenberührung zwischen Zündsatz und Thermitkörper 1 eine zur Aufnahme des Zündsatzes 5 dienende' Aussparung 9 in dem Thermitkörper vorgesehen. Diese Aussparung 9 kann z. B. durch einen Preßvorgang erzeugt sein,

as und zwar derart, daß sich aus der Bodenfläche der Aussparung ein Ansatz 10 erhebt. Die Oberfläche der Aussparung 9 ist mit einer Isolierschicht 2 und mit einer diese abdeckenden elektrisch leitenden Schicht 3 überzogen. Die Stirnfläche 11 des Ansatzes 10 ist, z. B. durch einen Schleifvorgang, von den Schichten 2 und 3 befreit. Hierdurch werden wieder zwei Zündelektroden gebildet; nach Anschließen einer Glei-chspannungsquelle 7 an den die eine Elektrode bildenden Thermitkörper 1 einerseits und an einen den Zündsatz 5 abschließenden, mit der zweiten Elektrode, nämlich der elektrisch leitenden Schicht 3, in Berührung stehenden Metalldeckel 12 andererseits wird die Zündung des Zündsatzes S und damit die Verbrennung des Thermitkörpers 1 ausgelöst.

In Fig. 3 bezeichnet 13 eine von dem zu zündenden Stoff unabhängige Platte aus Metall, die mit einer Isolierschicht 2 und mit einer diese abdeckenden elektrisch leitenden Schicht 3 überzogen ist.

In die Grundplatte 13 ist nach Aufbringung der Schichten 2 und 3 eine diese teilweise wieder freilegende Aussparung 14 eingearbeitet, in welche ein Zündsatz 5 so eingepreßt ist, daß er die Grundfläche der Aussparung 14 sicher berührt. Die beiden Zündelektroden werden durch die Metallplatte 13 einerseits und die elektrisch leitende Schicht 3 andererseits gebildet. Die Metallplatte 13 tragt also alle Bestandteile des Zündelementes, welches sich so in einfacher Weise herstellen und mit dem zu zündenden Stoff in Verbindung bringen läßt.

Fig. 4 zeigt ebenfalls eine von dem zu zündenden Stoffe unabhängige Metallplatte 15, die mit einer Isolierschicht 2 und mit einer diese abdeckenden elektrisch leitenden Schicht 3 überzogen ist, und die einen Ansatz 16 aufweist, dessen Stirnfläche 17, z.B. durch Schleifen, von den Schichten 2 und 3 befreit ist. Auf die hierdurch sich bildenden Zündelektroden wird ein Zündsatz 5 angebracht, so daß gleichfalls ein von dem zu zündenden Stoff bzw. Körper unabhängiges Zündelement entsteht.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Zündelement zum Auslösen der Verbrennung von schwer entzündbaren Stoffen, z.B. von Thermit, bestehend' aus einem Zündsatz, dem ein elektrisch leitendes Material mit einem negativen Temperaturkoeffizienten des Widerstandes, vorzugsweise Graphit, beigefügt ist, und einer dessen Zündung auf elektrischem Wege auslösenden Einrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen eines elektrisch leitenden Körpers (1), z. B. des zur Entzündung zu bringenden Stoffes, mit einer Isolierschicht (2) und mit einer diese abdeckenden Schicht (3) aus elektrisch leitendem Material überzogen ist, und der elektrisch leitende Körper eine diese Schichten teilweise wieder freilegende Aussparung (4, 14) bzw. einen die Schichten durchbrechenden Ansatz (10, 16) od. dgl. aufweist, wobei der Zündsatz (5) derart in der Aussparung bzw. auf dem Ansatz liegt, daß er zwischen der elektrisch leitenden Schicht und dem elektrisch leitenden Körper eine brückenartige Verbindung für den Zündstrom bildet.

2. Zündelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrisch leitende, die beiden Schichten (2, 3.)' tragende Körper in bzw. auf dem der Zündsatz (5) angeordnet ist, aus einer von dem zu zündenden Stoff unabhängigen Platte (13, 15) aus Metall, z. B. Messing, besteht.

3. Zündelement nach Anspruch 1, bei welchem der elektrisch leitende Körper durch den zur Entzündung zu bringenden Stoff, z.B. den Thermit, selbst gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Aufnahme des Zündsatzes (5) dienende Aussparung (9) in dem Thermitkörper (1) durch einen Preßvorgang erzeugt ist, wobei sich aus der mit der Isolierschicht (2) und der elektrisch leitenden Schicht

(3) bedeckten Bodenfläche der Aussparung ein Ansatz (10) erhebt, dessen Stirnfläche (11), z. B. durch einen Schleifvorgang, von den erwähnten Schichten befreit ist.

4. Zündelement nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierschicht (2) und/oder die elektrisch leitende Schicht (3) aus Lacküberzügen bestehen, und der die leitende Schicht bildende Lack vorzugsweise einen negativen Temperaturkoeffizienten des Widerstandes besitzt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 220 977.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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