EP0191903B1 - Elektrisches Zünd- oder Anzündelement - Google Patents

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EP0191903B1
EP0191903B1 EP85113509A EP85113509A EP0191903B1 EP 0191903 B1 EP0191903 B1 EP 0191903B1 EP 85113509 A EP85113509 A EP 85113509A EP 85113509 A EP85113509 A EP 85113509A EP 0191903 B1 EP0191903 B1 EP 0191903B1
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insulating body
primer
igniter
electrodes
coating
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Uwe Brede
Gerhard Kordel
Friedrich Bertram
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Dynamit Nobel AG
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Dynamit Nobel AG
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42C—AMMUNITION FUZES; ARMING OR SAFETY MEANS THEREFOR
    • F42C19/00—Details of fuzes
    • F42C19/08—Primers; Detonators
    • F42C19/12—Primers; Detonators electric

Definitions

  • the invention relates to an electrical ignition or ignition element, comprising a pyrotechnic ignition or ignition charge in an essentially tubular insulating body and two electrodes which are bridged by an ignition bridge or by the electrically conductive region of the ignition or ignition charge applied to them.
  • the invention has for its object to provide an electrical ignition or ignition element of the type mentioned, in which axial displacements of the primer have no adverse effect on the ignition reliability.
  • this object is achieved in that the electrodes on the inside of the tubular insulating body extend into the area of the ignition or ignition charge.
  • the electrodes are not located on one end face of the primer, but are in contact with the peripheral wall of the primer. If the primer moves inside the insulator, it only moves along the electrodes without affecting the ignitability. With stratified ignition elements, the thermal contact between the primer and the ignition bridge is maintained, and with split ignition elements, the thermal and electrical contact of the primer with both electrodes is retained, even if the primer should move inside the surrounding insulating body.
  • the inside cross section of the insulating body is constant and it corresponds to the outside cross section of the igniter set pressed into the insulating body.
  • the electrodes consist of a conductive coating of the insulating body that is completely or partially interrupted by a gap.
  • the gap which interrupts the coating does not completely separate the electrodes from one another; rather, there remains a bridge made of the conductive coating that forms the ignition bridge.
  • the two electrodes are completely separated from one another on the inside of the insulating body.
  • the coating extends essentially over the entire surface of the insulating body and that the electrodes are separated from one another by a second gap interrupting the coating on the outside of the insulating body.
  • the electrodes extend around the front ends of the insulating body. The contacting, i.e. the soldering or welding of the connecting lines can be carried out on the outside of the ignition element.
  • the coating extends essentially over the entire surface of the insulating body and is interrupted on the outside of the peripheral wall by a helical second gap.
  • the two coil ends are connected to one another in the interior of the insulating body by the current bridge or by the electrically conductive explosive.
  • An electromagnetic alternating field can be induced in the coil, which supplies the ignition current.
  • the ignition bridge or the conductive primer represents an ohmic consumer for the electrical energy that can be generated from the secondary coil.
  • the insulating body carrying the coil consists of non-conductive ferrite material. The insulating body then acts simultaneously as a coil core by concentrating the field lines of the externally generated magnetic field.
  • the insulating body can also consist of an explosive-binder-fiber mixture.
  • the insulating body which is given sufficient mechanical strength by the fibers and the binding agent, also contains explosives which, when ignited, burn together with the explosives of the primer and enhance its effectiveness.
  • the gap ignition element shown in Fig. 1 has a tubular insulating body with a circular cross section, which consists for example of A1 2 0 3 .
  • the insulating body 1 is provided on all of its surfaces with an electrically conductive coating 2, for example made of nickel, which has been applied, for example, in a chemical or galvanic process.
  • the layer thickness is constant at all points and is between 1 and 4 pm.
  • the coating 2 On the inside of the peripheral wall of the insulating body 1, the coating 2 has been removed along an annular gap 3. The coating can be removed with laser radiation. A second annular gap 4, which interrupts the coating 2, is provided on the outside of the insulating body 1. The coating has also been removed in this gap.
  • the two gaps 3 and 4 produce two electrodes 6, 7 which are insulated from one another, each of which extends over part of the inside and over part of the outside of the insulating body. These outer areas of the electrodes 6, 7 are for contacting connection elements, e.g. Wires, usable.
  • the second gap 4 can also be arranged on an end face of the insulating body. On the other hand, the end faces, which are also covered by the coating 2, can also be used as connection surfaces.
  • the primer 5 consisting of electrically conductive explosives is introduced either as a preformed compact or by subsequent pressing in the interior of the insulating body 1.
  • the annular gap 3 is bridged by the primer 5.
  • the gap 3 is preferably located in the middle of the length of the primer 5, so that the primer can move in any direction without the surface contact with the parts of the electrodes 6 and 7 located on the inside of the insulating body 1 being lost.
  • the ignition element shown in FIG. 2 differs from that of FIG. 1 only in that the gap 3 does not have the shape of a closed ring. Rather, the electrodes 6 and 7 on the inside of the insulating body 1 are connected to one another by an ignition bridge 8 which bridges the gap 3.
  • the ignition bridge 8 consists of a region of the conductive coating 2 which remains in the plane of the gap 3. This ignition bridge forms the resistance region at which current heat is generated when a voltage is applied between the electrodes 6 and 7.
  • the primer 5 consists of non-conductive primer.
  • an axial displacement of the primer is possible without the thermal contact between the primer 5 and the ignition bridge 8 being interrupted.
  • the insulating body 1 is also provided with a metallic coating.
  • the design of the coating on the inside of the insulating body can correspond to that of FIG. 1 or that of FIG. 2.
  • the coating 2 is interrupted by a gap 9 which runs helically or helically around the outside of the insulating body.
  • the path of the coating 2 which remains between the turns of the gap 9 forms a coil 10 which can form, for example, the secondary coil of an inductive energy transmission system.
  • the ends of the coil form the electrodes 6 and 7, which lead into the interior of the tubular insulating body 1.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein elektrisches Zünd-oder Anzündelement, enthaltend einen pyrotechnischen Zünd- oder Anzündsatz in einem im wesentlichen rohrförmigen Isolierkörper und zwei Elektroden, die durch eine Zündbrücke oder durch den an ihnen anliegenden elektrisch leitfähigen Bereich des Zünd- oder Anzündsatzes überbrückt sind.
  • Aus der US-A-4 393 779 sind elektrische Zünd- bzw. Anzündelemente bekannt, bei denen der pyrotechnische Zündsatz in einen Isolierkörper unter Druck eingebracht wird, und der Kontakt zwischen Zündbrücke und Zündsatz durch eine Flächenpressung hergestellt wird. Sie haben den Nachteil, dass bei hohen mechanischen Belastungen der Kontaktverband gelöst werden kann. Um dies zu verhindern, wird der Zündsatz mit hoher Presskraft in den Isolierkörper eingedrückt, so dass er in der Bohrung des Isolierkörpers eine gewisse Spannung erhält. Dieses starke Einpressen ist jedoch dann nicht durchführbar, wenn das Anzündelement Bestandteil einer elektronischen Schaltung ist und erst in dieser mit dem Zündsatz geladen werden kann. Die genannten Schwierigkeiten treten sowohl bei Spaltzündelementen auf, bei denen ein leitfähiger Zündsatz gegen die beiden voneinander isolierten Elektroden gepresst wird, als auch bei Schichtzündelementen, bei denen der Zündsatz auf die die Elektroden verbindende Zündbrücke gepresst wird. In beiden Fällen kann es beispielsweise bei hohen axialen Beschleunigungen zu einer Verschiebung des Zündsatzes kommen, wodurch der Kontakt zwischen Elektroden und Zündsatz bzw. zwischen Zündbrücke und Zündsatz abreisst. Dies führt zu einer Beeinträchtigung der Zündzuverlässigkeit.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektrisches Zünd- oder Anzündelement der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem axiale Verschiebungen des Zündsatzes ohne nachteiligen Einfluss auf die Zündzuverlässigkeit sind.
  • Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäss darin, dass sich die Elektroden an der Innenseite des rohrförmigen Isolierkörpers bis in den Bereich des Zünd- bzw. Anzündsatzes erstrecken.
  • Nach der Erfindung befinden sich die Elektroden nicht an einer Stirnseite des Zündsatzes, sondern sie stehen mit der Umfangswand des Zündsatzes in Berührung. Verschiebt sich der Zündsatz im Innern des Isolierkörpers, so wandert er lediglich an den Elektroden entlang, ohne jedoch die Zündfähigkeit zu beeinflussen. Bei Schichtzündelementen bleibt der thermische Kontakt zwischen Zündsatz und Zündbrücke erhalten und bei Spaltzündelementen bleibt der thermische und elektrische Kontakt des Zündsatzes zu beiden Elektroden erhalten, selbst wenn sich der Zündsatz im Innern des ihn umgebenden Isolierkörpers verschieben sollte. Der Innenquerschnitt des Isolierkörpers ist konstant und er entspricht dem Aussenquerschnitt des im Isolierkörper verpressten Zündsatzes.
  • Da Verschiebungen des Zündsatzes sich nicht nachteilig auf die Zündgenauigkeit auswirken, kann die Verpressung im Isolierkörper mit erheblich verringerter Presskraft erfolgen.
  • Gemäss einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung bestehen die Elektroden aus einer durch einen Spalt ganz oder teilweise unterbrochenen leitfähigen Beschichtung des Isolierkörpers. Bei Schichtzündelementen trennt der die Beschichtung unterbrechende Spalt die Elektroden nicht vollständig voneinander; es bleibt vielmehr eine Brücke aus der leitfähigen Beschichtung bestehen, welche die Zündbrücke bildet. Bei Spaltzündelementen, bei denen der Zündsatz elektrisch leitfähig ist, sind die beiden Elektroden dagegen an der Innenseite des Isolierkörpers vollständig voneinander getrennt.
  • Nach einer ersten Variante ist vorgesehen, dass die Beschichtung sich im wesentlichen über die gesamte Fläche des Isolierkörpers erstreckt und dass die Elektroden durch einen die Beschichtung unterbrechenden zweiten Spalt an der Aussenseite des Isolierkörpers voneinander getrennt sind. Die Elektroden erstrecken sich hierbei um die stirnseitigen Enden des Isolierkörpers herum. Die Kontaktierung, d.h. das Anlöten oder Anschweissen der Verbindungsleitungen, kann an der Aussenseite des Zündelementes durchgeführt werden.
  • Nach einer zweiten Variante ist vorgesehen, dass die Beschichtung sich im wesentlichen über die gesamte Fläche des Isolierkörpers erstreckt und an der Aussenseite der Umfangswand durch einen wendelförmigen zweiten Spalt unterbrochen ist. Hierdurch entsteht an der Aussenseite des Isolierkörpers eine die beiden Elektroden miteinander verbindende wendelförmige Leiterbahn, die eine Spule bildet. Die beiden Spulenenden sind im Inneren des Isolierkörpers durch die Strombrücke oder durch den elektrisch leitenden Sprengstoff miteinander verbunden. In der Spule kann ein elektromagnetisches Wechselfeld induziert werden, das den Zündstrom liefert. In diesem Fall stellen die Zündbrücke bzw. der leitfähige Zündsatz für die aus der Sekundärspule generierbare elektrische Energie einen ohmschen Verbraucher dar. Hierbei ist es besonders günstig, wenn der die Spule tragende Isolierkörper aus nicht-leitendem Ferritmaterial besteht. Der Isolierkörper wirkt dann gleichzeitig als Spulenkern, indem er die Feldlinien des extern erzeugten Magnetfeldes konzentriert.
  • Andererseits kann der Isolierkörper auch aus einem Sprengstoff-Bindemittel-Faser-Gemisch bestehen. Hierbei enthält der Isolierkörper, der durch die Fasern und das Bindemittel eine ausreichende mechanische Festigkeit erhält, zusätzlich Sprengstoff, der bei der Zündung zusammen mit dem Sprengstoff des Zündsatzes abbrennt und dessen Wirkung verstärkt.
  • Im folgenden werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Spaltzündelement,
    • Fig. 2 einen Längsschnitt durch ein Schichtzündelement und
    • Fig. 3 eine Ansicht eines Zündelementes mit umlaufender Spule, deren Enden mit den Elektroden verbunden sind.
  • Das in Fig. 1 dargestellte Spaltzündelement weist einen rohrförmigen Isolierkörper mit kreisförmigem Querschnitt auf, der z.B. aus A1203 besteht. Der Isolierkörper 1 ist an allen seinen Flächen mit einer elektrisch leitenden Beschichtung 2, z.B. aus Nickel, versehen, die z.B. in einem chemischen oder galvanischen Prozess aufgebracht worden ist. Die Schichtdicke ist an allen Stellen konstant und beträgt zwischen 1 und 4 pm.
  • An der Innenseite der Umfangswand des lsolierkörpers 1 ist die Beschichtung 2 entlang eines ringförmigen Spaltes 3 entfernt worden. Das Entfernen der Beschichtung kann mit Laserbestrahlung erfolgen. Ein zweiter ringförmiger Spalt 4, der die Beschichtung 2 unterbricht, ist an der Aussenseite des Isolierkörpers 1 vorgesehen. Auch in diesem Spalt ist die Beschichtung entfernt worden. Durch die beiden Spalte 3 und 4 entstehen zwei voneinander isolierte Elektroden 6, 7, von denen jede sich über einen Teil der Innenseite und über einen Teil der Aussenseite des Isolierkörpers erstreckt. Diese aussenliegenden Bereiche der Elektroden 6, 7 sind für die Kontaktierung von Anschlusselementen, z.B. Drähten, nutzbar. Der zweite Spalt 4 kann auch an einer Stirnseite des Isolierkörpers angeordnet sein. Andererseits können als Anschlussflächen auch die Stirnseiten benutzt werden, die ebenfalls von der Beschichtung 2 bedeckt sind.
  • In das Innere des beschichteten Isolierkörpers 1 ist der aus elektrisch leitendem Sprengstoff bestehende Zündsatz 5 entweder als vorgeformter Pressling oder durch nachträgliches Verpressen im Inneren des Isolierkörpers 1 eingebracht. Der ringförmige Spalt 3 wird durch den Zündsatz 5 überbrückt. Der Spalt 3 befindet sich vorzugsweise auf der Mitte der Länge des Zündsatzes 5, so dass der Zündsatz sich in jeder Richtung verschieben kann, ohne dass der Flächenkontakt zu den an der Innenseite des Isolierkörpers 1 befindlichen Teilen der Elektroden 6 und 7 verlorengeht.
  • Das Zündelement, das in Fig. 2 dargestellt ist, unterscheidet sich von demjenigen der Fig. 1 nur dadurch, dass der Spalt 3 nicht die Form eines geschlossenen Ringes hat. Vielmehr sind die Elektroden 6 und 7 an der Innenseite des Isolierkörpers 1 durch eine Zündbrücke 8, die den Spalt 3 überbrückt, miteinander verbunden. Die Zündbrücke 8 besteht aus einem in der Ebene des Spaltes 3 stehengebliebenen Bereich der leitfähigen Beschichtung 2. Diese Zündbrücke bildet den Widerstandsbereich, an dem bei Anlegen einer Spannung zwischen die Elektroden 6 und 7 Stromwärme erzeugt wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel besteht der Zündsatz 5 aus nicht-leitendem Zündstoff. Auch hier ist eine axiale Verschiebung des Zündsatzes möglich, ohne dass der thermische Kontakt zwischen Zündsatz 5 und Zündbrücke 8 unterbrochen wird.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 ist der Isolierkörper 1 ebenfalls mit einer metallischen Beschichtung versehen. Die Gestaltung der Beschichtung an der Innenseite des Isolierkörpers kann derjenigen von Fig. 1 oder derjenigen von Fig. 2 entsprechen. An der Aussenseite des Isolierkörpers 1 ist die Beschichtung 2 durch einen Spalt 9 unterbrochen, der wendel- oder schraubenlinienförmig um die Aussenseite des Isolierkörpers herumläuft. Die zwischen den Windungen des Spaltes 9 verbliebene Bahn der Beschichtung 2 bildet eine Spule 10, die beispielsweise die Sekundärspule eines induktiven Energieübertragungssystems bilden kann. Die Enden der Spule bilden die Elektroden 6 und 7, die in das Innere des rohrförmigen Isolierkörpers 1 hineinführen.

Claims (10)

1. Elektrisches Zünd- oder Anzündelement, enthaltend einen pyrotechnischen Zünd- oder Anzündsatz (5), in einem im wesentlichen rohrförmigen Isolierkörper (1) und zwei Elektroden (6, 7), die durch eine Zündbrücke (8) oder durch den an ihnen anliegenden elektrisch leitfähigen Bereich des Zünd- oder Anzündsatzes überbrückt sind, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Elektroden (6, 7) an der Innenseite des rohrförmigen Isolierkörpers (1 ) bis in den Bereich des Zünd- bzw. Anzündsatzes (5) erstrecken.
2. Zünd- oder Anzündelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden (6, 7) aus einer durch einen Spalt (3) ganz oder teilweise unterbrochenen leitfähigen Beschichtung (2) des Isolierkörpers (1) bestehen.
3. Zünd- oder Anzündelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (2) sich im wesentlichen über die gesamte Fläche des Isolierkörpers (1) erstreckt und dass die Elektroden (6, 7) durch einen die Beschichtung unterbrechenden zweiten Spalt (4) an der Aussenseite des Isolierkörpers voneinander getrennt sind.
4. Zünd- oder Anzündelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (2) sich im wesentlichen über die gesamte Fläche des Isolierkörpers (1 ) erstreckt und an der Aussenseite der Umfangswand durch einen wendelförmigen zweiten Spalt (9) unterbrochen ist.
5. Zünd- oder Anzündelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Stärke der Beschichtung etwa 1 bis 4 µm beträgt.
6. Zünd- oder Anzündelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolierkörper aus A1203 besteht.
7. Zünd- oder Anzündelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolierkörper (1 ) aus Ferritmaterial besteht.
8. Zünd- oder Anzündelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolierkörper (1) aus einem Sprengstoff-Bindemittel-Faser-Gemisch besteht.
9. Zünd- oder Anzündelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Aussendurchmesser des Isolierkörpers etwa 4 mm und der Innendurchmesser etwa 2 mm beträgt.
10. Zünd- oder Anzündelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des Isolierkörpers (1) etwa 7 mm beträgt.
EP85113509A 1984-12-20 1985-10-24 Elektrisches Zünd- oder Anzündelement Expired EP0191903B1 (de)

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