DE960787C - Elektrische Zuendvorrichtung und Verfahren zum Herstellen derselben - Google Patents

Description

Zum Entzünden von Sprengladungen für bergmännische und militärische Zwecke und von Treibladungen in Kartuschen und Raketen usw. sind elektrische Zündvorrichtungen bekannt, welche einen Isolierträger mit zwei Stromzuführungselektroden aufweisen, zwischen denen eine dünne, leitende Metallbrücke in Form einer auf dem Isolierträger angebrachten Metallschicht vorhanden ist. Diese Metallbrücke dient zum Einleiten des Zündfunkens.

Es ist bereits vorgeschlagen worden,' als Elektroden zwei Drähte zu verwenden, welche in eine aus Isolierstoff, z. B. Glas, bestehende Perle eingebettet sind, deren Oberfläche eine festhaftende Metallschicht trägt. Bei solchen Zündpillen ist jedoch deren Einbau in die Zündvorrichtungen verhältnismäßig kompliziert, da sie mit einer Zütndstoffmasse .umpreßt werden müssen, für welche die Zündvorrichtungen zusätzliche Mittel zum Abschluß nach außen aufweisen müssen.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Zündvorrichtung der eingangs erwähnten Art mit einer Mittelelektrode in einem zylindrischen Isolierkörper, dadurch gekennzeichnet, daß als Mittelelektrode ein Metallniet in den Isolierkörper eingesetzt ist, während als zweite Elektrode eine

Metallhülse dient, die eine Zündstoffmasse enthält und die durch den Isolierkörper verschlossen ist, und daß der Isolierkörper mit Ausnahme der nach außen gerichteten Stirnseite allseitig mit einer die beiden Elektroden leitend verbindenden Metallschicht versehen ist.

Bei dieser Ausbildung entfallen besondere Mittel zum Umschließen und Abschließen der Zündstoffmasse nach außen, indem der Isolierkörper selbst ίο als Abschlußpfropfen dient.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung einer Zündvorrichtung der beschriebenen Art. Dieses Verfahren besteht darin, daß ein durchgehend hohler Isolierkörper zunächst an seiner gesamten Oberfläche mit einer Metallschicht belegt wird und daß nachher an der einen Stirnseite des Isolierkörpers die Metallschicht weggeschliffen wird. Zur Erzeugung der Metallschicht kann der Isolierkörper vollständig in eine bei nachfolgender Erwärmung Metall ausscheidenden Lösung eingetaucht und dann zwecks Ausscheidung des Metalls erwärmt werden, so daß sich der gewünschte Metallbelag bildet.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Zündvorrichtung ist in der Zeichnung veranschaulicht und nachstehend erläutert, zusammen mit einem Beispiel des zur Herstellung benutzbaren Verfahrens.

Abb. ι zeigt einen axialen Längsschnitt durch eine in den Boden einer Kartusche eingesetzten elektrischen Zündvorrichtung und

Abb. 2 in größerem Maßstab eine Einzelheit hiervon.

Mit 10 ist ein aus nachbearbeitbarem, keramischem Werkstoff bestehender Isolierkörper bezeichnet, welcher als Hohlkörper ausgebildet ist und einen in Längsrichtung durchgehenden Innenraum 11 aufweist. Der Isolierkörper ist rotationssymmetrisch in bezug auf die Längsachse des hohlen Innenraumes 11. Die Außenfläche 16 des Isolierkörpers 10 ist zur Hauptsache zylindrisch, während der Innenraum 11 gegen seine beiden Enden hin kegelförmig erweitert ist. Mit Ausnahme der einen Stirnfläche 12 ist der Isolierkörper vollständig mit einer festhaftenden, dünnen Metallschicht 13 belegt, die sich insbesondere über die andere Stirnfläche 14 über die Innenfläche 15 und die Außenfläche ιό des Isolierkörpers 10 erstreckt. An der Kante 17, welche den Übergang zwischen der Stirnfläche 14 und der Innenfläche 15 bildet, ist ein beträchtlich kleinerer Krümmungsradius r vorhanden (Abb. 2) als am Übergang von der Stirnfläche 14 zur Außenfläche- 16.

In den Innenraum 11 des Isolierkörpers 10 ist ein Metallniet 20 eingesetzt, der ursprünglich die Form eines einfachen Kegelstumpfes hatte und dann in die Form gemäß Abb. 1 gepreßt worden ist, so daß er die Gestalt eines Doppelkegels erhielt, der sich gegen seine beiden Enden hin erweitert. Dadurch ist der Niet 20 gegen axiale Verschiebung in beiden Richtungen gesichert. Der Niet steht in elektrisch leitender Verbindung mit der Metallschicht 13. Die in Abb. 1 obere Stirnfläche 21 des Niets ist gegenüber der mit Metallschicht 13 belegten Stirnfläche 14 des Isolierkörpers 10 etwas zurückgesetzt. Der Niet 20 bildet die eine Stromzuführungselektrode der Zündvorrichtung.

Die andere Elektrode wird zum Teil durch eine Metallbüchse 22 gebildet, die von außen her gegen den Metallbelag 13 der Außenseite 16 des Isolierkörpers 10 anliegt, zum Teil auch von diesem Metallbelag selbst. Die Büchse 22 enthält eine pulverförmige Zündstoffmasse 23, ζ. Β. einen Sprengstoff, für welche der Isolierkörper 10 den Abschlußpfropfen bildet. Die Büchse 22 kann eine in Umfangsrichtung verlaufende Sicke 24 aufweisen, wie im rechts liegenden Teil von Abb. 1 gezeigt ist, welche Sicke dem Isolierkörper 10 einen Anschlag bildet. Durch Einbördelung des freien Randes 25 der Büchse 22 ist der Isolierkörper 10 in der Büchse gegen Herausfallen gesichert. Im Boden 26 der Büchse 22 ist eine Öffnung 27 vorhanden, durch welche beim. Zünden der beschriebenen Zündvorrichtung eine Stichflamme austreten kann. Diese öffnung 27 ist durch eine Folie 28, z. B. aus Papier, verschlossen, damit der Zündstoff 23 nicht austreten kann.

Der Außendurchmesser der Büchse 22 kann z. B. 6 mm und die Länge derselben beispielsweise 9 mm betragen.

Gemäß Abb. 1 ist die beschriebene Zündvorrichtung in den Boden 30 einer Kartusche eingesetzt und durch einen Einstich 31 gegen Herausfallen gesichert. Der Boden 30 weist eine an die öffnung 27 anschließende Ausnehmung 32 auf, durch welche hindurch sich die Stichflamme beim Zünden der Zündvorrichtung der Treibladung der Kartusche fortpflanzen kann.

Zum Zünden der beschriebenen Zündvorrichtung wird an die beiden Elektroden 20 und 22 eine elekirische Spannung angelegt. Dabei bildet sich ein elektrischer Strom durch den Metallbelag 13 zwischen dien beiden Elektroden aus. Bei genügender Stromstärke schmilzt der Belag durch, wobei bei genügend' hoher angelegter Spannung ein Zündfunke entsteht, welcher die Zündstoffmasse 23 zur Entzündung bringt. In der Praxis wird der Metallbelag 13 zuerst an der Kante 17 durchschmelzen, weil dort wegen des verhältnismäßig kleinen Krümmungsradius r die Metallschicht am dünnsten ist, wie sich aus dem weiter unten beschriebenen Herstellungsverfahren· erklärt, so daß an der Kante 17 der Belag 13 den größten spezifischen Widerstand aufweist.

Die Zündvorrichtung könnte auch eine Detonatorladung enthalten.

Die Herstellung der beschriebenen Zündvorrichtung kann wie folgt geschehen. Der Isolierkörper 10 wird zuerst auf die vorgeschriebenen Abmes·- sungen genau bearbeitet und dann auf seiner gesamten Oberfläche mit der Metallschicht 13 überzogen, also auch an der Stirnfläche 12. Das geschieht vorzugsweise durch vollständiges Eintauchen des Isolierkörpers 10 in eine Metallsalzlösung, z. B. eine Glanzplatinlösung, von welcher zunächst ein Belag auf dem Isolierkörper entsteht. Diesen läßt

man trocknen, und man behandelt ihn nachher unter steigender Wärmezufuhr in einer Schutzgasatmosphäre zwecks Reduktion des Metallsalzes zu Metall. Dadurch entsteht ein dünner Metallbelag, den man durch mehrmaliges Wiederholen des beschriebenen Vorganges des Eintauchens und des Erwärmens beliebig dick machen kann. Nachher wird das Ganze gesintert, wobei die einzelnen Metallteilchen des Belages sich innig mit dem keramischen Material des Isolierkörpers verbinden. Die verhältnismäßig- scharfe Kante 17, die nur durch einen kleinen Krümmungsradius r gebrochen ist, bewirkt, daß beim Eintauchen in die Metallsalzlösung jeweils weniger Flüssigkeit längs dieser Kante 17 haftenbleibt als an den übrigen Teilen des Isolierkörpers. Aus diesem Grunde wird schließlich auch die Metallschicht 13 längs der Kante 17 weniger dick als an der übrigen Oberfläche des Isolierkörpers. Zuletzt entfernt man an der einen Stirnfläche 12 den Metallbelag durch Schleifen.

In den so vorgearbeiteten Isolierkörper wird nachher der Niet 20 eingepreßt, worauf man das Ganze unter einem erheblichen Druck in die zuvor mit pulverförmiger Zündstoffmasse 23 angefüllte Büchse 22 hineindrückt und durch Einbördeln des Randes 25 sichert. Der mit dem Niet 20 versehene Isolierkörper 10 dient folglich als Kolben zum Zusammenpressen des Zündstoffes 23 und als Abschlußpfropfen für denselben. Beim Zusammenpressen der Masse 23 gelangt diese auch in den verbleibenden Teil des Innenraumes 11 und somit in den Bereich der Kante 17, wo die Zündung zuerst stattfinden wird.

Der gewünschte elektrische Widerstand der .Metallschicht 13 zwischen den beiden Elektroden 20 und 22 kann eingehalten werden durch eine entsprechende Anzahl der Tauehvorgänge in der Metallsalzlösung, durch entsprechende Wahl der Konzentration der letzteren, durch die Wahl des Krümmungsradius r an der Kante 17, durch das Maß der Sinterung und durch die Wahl des Verhältnisses des Durchmessers der Außenfläche 16 zum größten Durchmesser der Innenfläche 15 am Isolierkörper. Das letztgenannte Verhältnis hat auch einen Einfluß auf die Reaktionszeit der Zünd^ vorrichtung.

Durch die Verwendung eines nachbearbeitbaren Werkstoffes für den Isolierkörper können sowohl die mechanischen als auch die elektrischen ToIeranzen der Zündvorrichtung in engen Grenzen gehalten werden.

Ein weiterer Vorteil der beschriebenen Zündvorrichtung liegt in deren verhältnismäßig einfacher Bauweise im Vergleich zu den bisher bekannten Zündvorrichtungen wie auch im rotationssymmetrischen Aufbau, insbesondere der rotationssymmetrischen Anordnung der Elektroden 20 und 22.

Die Außenseite des keramischen Isolierkörpers 10 könnte auch mindestens zum Teil nicht rotationssymmetrisch sein, indem am sonst zylindrischen Körper 10 vorspringende Nasen oder auch Nuten vorhanden sind oder indem der Körper 10 an sich schon nicht zylindrisch ist. Durch eine solche Ausbildung kann entweder der Isolierkörper in der Büchse 22 gegen Verdrehung sein, oder es kann bei entsprechender Formung der Büchse erreicht werden, daß die Zündvorrichtung nur in einer bestimmten Lage in eine zugehörige Fassung eingesetzt werden kann.

Die elektrische Verbindung zur Zündvorrichtung kann durch Klemmen, Löten, Schweißen hergestellt werden.

Claims (9)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Elektrische Zündvorrichtung mit einer Mittelelektrode in einem zylindrischen Isolierkörper, dadurch gekennzeichnet, daß als Mittelelektrode ein Metallniet (20) in den Isolierkörper (10) eingesetzt ist, während als zweite Elektrode eine Metallhülse (22) dient, die eine Zündstoffmasse (23) enthält und die durch den Isolierkörper (10) verschlossen ist, und daß der Isolierkörper (10) mit Ausnahme der nach außen gerichteten Stirnseite allseitig mit einer die beiden Elektroden (20, 22) leitend verbindenden Metallschicht (13) versehen ist.

2. Zündvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallniet (20) in einem Isolierkörper (10) aus mechanisch nachbearbeitbarem, keramischem Werkstoff angeordnet ist.

3. Zündvorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Zündstoff (23) zugekehrte Stirnseite (21) des Niets (20) gegenüber der entsprechenden Stirnfläche (14) des Isolierkörpers (10) zurückgesetzt ist.

4. Zündvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergang von der außen mit der Metallschicht (13) belegten Stirnseite (14) zur Innenfläche (15) des Isolierkörpers (10) einen kleineren Krümmungsradius aufweist als der Übergang von der gleichen Stirnseite zur Fläche (16) des Isolierkörpers (10) und daß an dieser Stelle (17) der spezifische Widerstand des Metallbelages zwischen den beiden Elektroden (20, 22) am größten ist.

5. Zündvorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Niet (20) die Form eines sich nach beiden Enden, hin erweiternden Körpers hat und der hohle Innenraum des Isolierkörpers (10) in gleicher Weise gegen seine Enden hin erweitert ist.

6. Verfahren zur Herstellung der Zündvorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein durchgehend hohler Isolierkörper zunächst an seiner gesamten Oberfläche mit einer Metallschicht belegt wird und daß nachher an detr einen Stirnseite des Isolierkörpers die Metallschicht weggeschliffen wird.

7. Verfahren nach Anspruch, 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallbelegung des Isolierkörpers durch Eintauchen desselben in eine bei nachfolgender Erwärmung Metall aussehetdenden Lösung und anschließende Erwärmung

des Körpers zwecks Ausscheidung des Metalls erzeugt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß man den Vorgang des Eintauchens und des nachfolgenden Erwärmens mehrfach wiederholt, bis die Metallschicht die gewünschte Dicke aufweist.

9. Verfahren nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die erzeugte Metallschicht nachträglich thermisch gesintert wird.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 245 922; französische Patentschrift Nr. 16 277.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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