EP0266783B1 - Ignition element - Google Patents
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- F42B3/00—Blasting cartridges, i.e. case and explosive
- F42B3/10—Initiators therefor
- F42B3/18—Safety initiators resistant to premature firing by static electricity or stray currents
- F42B3/188—Safety initiators resistant to premature firing by static electricity or stray currents having radio-frequency filters, e.g. containing ferrite cores or inductances
Definitions
- the invention relates to an ignition component according to the preamble of claim 1.
- the invention is based on the object of designing an ignition component of the generic type in such a way that it is cheaper to manufacture on the one hand and high protection of a discharge capacitor as close as possible to the ignition bridge on the other hand.
- the carrier of the ignition bridge itself is the protective capacitor connected in parallel, in that either the base body itself serves as the dielectric of a layer capacitor or else as the carrier of a commercially available chip capacitor, between whose electrode connections the ignition bridge is applied.
- the base body or the insulating body thus not only form the carrier for the ignition bridge, but also for the capacitor if they do not represent the capacitor itself.
- the size of the base body or insulating body is thus available for dimensioning the capacitance of the protective capacitor.
- the ends of the ignition bridge are extremely close to the capacitor electrodes, so that there are practically no connecting lines that receive interference radiation and can lead to the unwanted triggering of the ignition bridge.
- a long ignition bridge can be formed, so that production-related short circuits are reliably avoided.
- An ignition pill has a base body (1) on which an insulating body (2) is arranged. Lead wires (3, 4) are guided through the base body (1) and are connected at solder points (5, 6) to an ignition wire (7) which is carried by the insulating body (2).
- the ignition wire (7) and the insulating body (2) are embedded in ignition kits (8, 9) which surround a protective lacquer layer (10).
- ignition kits (8, 9) which surround a protective lacquer layer (10).
- the primers are not shown in detail.
- the disk-shaped base body (1) is not made from glass, but from a ceramic with suitable dielectric properties.
- An electrically conductive capacitor coating (11) is applied to the underside of the base body (1).
- a capacitor coating (12) is provided on the opposite top.
- the insulating body (2) is applied to this.
- the insulating body (2) carries the ignition bridge (7), which is an ignition wire or made of Wi the resistance paste is applied to the insulating body (2).
- the connecting wires (3, 4) protrude just above the ignition bridge (7) (see FIG. 2).
- the connecting wire (3) is electrically conductively connected to the capacitor coating (11) on the underside and one end of the ignition bridge (7). It is electrically insulated from the capacitor covering (12).
- the connecting wire (4) is electrically conductively connected to the ignition bridge (7) and the capacitor coating (12) on the upper side; however insulated from the capacitor coating (11).
- the base body (1) thus not only forms the stable leadthrough for the connecting wires (3, 4) and the holder for the insulating body (2) with the ignition bridge (7), but at the same time an electrical capacitor due to its capacitor coatings (11, 12), which is electrically connected in parallel with the ignition bridge (7).
- the ignition bridge (7) Since the ignition bridge (7) is connected directly to the connecting wires (3, 4) to which the capacitor linings (11, 12) are also connected directly, only a few connection points are necessary on the one hand. On the other hand, the capacitor is spatially extremely close to the ignition bridge (7), so that interference radiation between the capacitor linings (11, 12) and the ignition bridge (7) cannot take place.
- a plurality of capacitor coatings (11, 12) are provided to increase the capacitance in the base body (1), as a result of which a stacked capacitor is created.
- a desired capacity can be achieved by cascading a corresponding number of individual elements.
- tubes made of a ferrite material can be attached to the connecting wires (3, 4) (see FIGS. 13 and 14).
- a commercially available single-chip capacitor component (13) is provided instead of the insulating body (2) and the capacitor coatings (11, 12) of the base body (1).
- the ignition wire (7) runs between its capacitor coatings (11, 12).
- a resistance paste can also be applied to the component (13) as the ignition bridge.
- the component (13) is arranged lying on the base body (1).
- One solder or weld connection is sufficient here to connect the connecting wire (3) to the capacitor coating (11) and one end of the ignition bridge (7) and to connect the connecting wire (4) to the capacitor coating (12) and the other end of the Ignition bridge (7).
- the component (13) is arranged standing on the base body (1).
- the component (13) can be glued to the base body (1).
- the ignition bridge (7) extends on one of the large surfaces of the component (13), it being laid in a Z-shape according to FIG.
- the ignition bridge (7) runs on the end face of the component (13) facing away from the base body (1).
- the ignition bridge (7) extends from one side over the end edge to the other side of the component (13).
- the capacitor is arranged directly at the ignition bridge (7).
- the capacitor component (13) also takes on the function of the insulating body (2). It is also advantageous here that a commercially available capacitor component (13) can be used to manufacture the ignition component.
- tubes (14, 15) made of a ferrite material are pushed onto the connecting wires (3, 4). This creates an L-C-L protective circuit for the ignition bridge (7).
- the equivalent circuit diagram of this protective circuit is shown in FIG. 14.
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Description
Die Erfindung betrifft ein Anzündbauteil gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to an ignition component according to the preamble of claim 1.
Ein derartiges Anzündbauteil mit integriertem Ableitkondensator zur Verhinderung von Fehlauslösungen aufgrund eingestreuter Störspannungen ist aus der US-A 2 818 020 in Form eines Bechergehäuses bekannt, dessen Öffnung unter Halterung der Anschlußdrähte mittels des Grundkörpers hermetisch verschlossen ist. Über dem Grundkörper ruht dort ein Stopfen, in den ein kammförmig verschalteter Sandwich-Kondensator eingefaßt und an Verbindungsleitungen elektrisch angeschlossen ist, die aus dem Stopfen heraustreten und in eine Füllung aus Primärsprengstoff übergehen, worin zwischen ihnen die Zündbrücke aufgespannt ist.Such a firing component with an integrated discharge capacitor to prevent false tripping due to interfering interference voltages is known from US Pat. No. 2,818,020 in the form of a cup housing, the opening of which is hermetically sealed by holding the connecting wires by means of the base body. There is a stopper above the base body, into which a comb-shaped sandwich capacitor is enclosed and electrically connected to connecting lines which emerge from the stopper and pass into a filling of primary explosive, in which the ignition bridge is stretched between them.
Ein derartiger Aufbau des klassischen Anzündbauteiles ist ersichtlich fertigungstechnisch aufwendig wegen der Kombination sehr unterschiedlicher Baugruppen und funktionskritisch in bezug auf den Übergang der Zündbrücken-Halterung aus dem Eingußstopfen für den Kondensator in den Primärsprengstoff. Diese Nachteile der komplexen Fertigungsprobleme weist ein elektrisches Anzündelement nicht auf, wie es aus der DE-A 3 502 526 bekannt ist. Denn dort ist unmittelbar auf einer Trägerkörper-Oberfläche eine Struktur aus zwei gegeneinander versetzten Elektrodenbereichen ausgebildet, die durch eine als Zündbrücke dienende elektrisch leitende Verbindung zusammengeschaltet sind. Um aber zwischen diesen in einer Ebene angeordneten und durch die Zündstrecke überbrückten Elektroden eine hinreichende Kapazität für einen ausreichend wirksamen Störschutz-Kondensator zu erzielen, muß ein sehr geringer Elektroden-Abstand vorgesehen sein, was eine entsprechend komplizierte Formgebung für den mäandrischen Verlauf der Zündbrücke bedingt. Daraus resultiert trotz nur geringer Kapazität des Schutzkondensators eine hohe fertigungstechnische und funktionstechnische Problematik wegen der Gefahr ungewollter Abstands-Überbrückungen, die entweder die Funktion des Kondensators oder sogar der Anzündbrücke hinfällig machen.Such a construction of the classic ignition component is evidently expensive in terms of production technology because of the combination of very different assemblies and is functionally critical with regard to the transition of the ignition bridge holder from the pouring plug for the capacitor into the primary explosive. An electrical ignition element does not have these disadvantages of the complex manufacturing problems, as is known from DE-A 3 502 526. Because there a structure is formed directly on a carrier body surface from two mutually offset electrode regions, which are interconnected by an electrically conductive connection serving as an ignition bridge. However, in order to achieve sufficient capacity for a sufficiently effective interference suppression capacitor between these electrodes, which are arranged in one plane and bridged by the ignition path, a very small electrode spacing must be provided, which requires a correspondingly complicated shape for the meandering course of the ignition bridge. In spite of only a small capacitance of the protective capacitor, this results in high manufacturing and functional problems due to the risk of unwanted gap bridges, which render the function of the capacitor or even the ignition bridge obsolete.
In Erkenntnis dieser Gegebenheiten liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Anzündbauteil gattungsgemäßer Art derart auszugestalten, daß es einerseits günstiger zu fertigen ist und andererseits bei hoher Funktionssicherheit den hohen Schutz eines möglichst dicht bei der Zündbrücke gelegenen Ableitkondensators aufweist.In recognition of these circumstances, the invention is based on the object of designing an ignition component of the generic type in such a way that it is cheaper to manufacture on the one hand and high protection of a discharge capacitor as close as possible to the ignition bridge on the other hand.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das gattungsgemäße Anzündbauteil gemäß dem Kennzeichnungsteil des Anspruches 1 ausgelegt ist.This object is achieved in that the generic ignition component is designed according to the characterizing part of claim 1.
Nach dieser Lösung ist der Träger der Zündbrücke selbst der ihr parallel geschaltete Schutzkondensator, indem entweder der Grundkörper selbst als Dielektrikum eines Schichtkondensators dient oder aber als Träger eines handelsüblichen Chip-Kondensators, zwischen dessen Elektroden-Anschlüssen die Zündbrücke aufgebracht ist.According to this solution, the carrier of the ignition bridge itself is the protective capacitor connected in parallel, in that either the base body itself serves as the dielectric of a layer capacitor or else as the carrier of a commercially available chip capacitor, between whose electrode connections the ignition bridge is applied.
Der Grundkörper bzw. der Isolierkörper bilden also nicht nur den Träger für die Zündbrücke, sondern zugleich für den Kondensator, wenn sie den Kondensator nicht selbst darstellen. Die Größe des Grundkörpers bzw. Isolierkörpers steht somit für die Bemessung der Kapazität des Schutzkondensators zur Verfügung. Die Enden der Zündbrücke liegen äußerst nahe an den Kondensator-Elektroden, so daß praktisch keine Verbindungsleitungen gegeben sind, die Störstrahlungen empfangen und zur ungewollten Auslösung der Zündbrücke führen können. Andererseits kann eine lange Zündbrücke ausgebildet werden, so daß fertigungsbedingte Kurzschlüsse sicher vermieden sind.The base body or the insulating body thus not only form the carrier for the ignition bridge, but also for the capacitor if they do not represent the capacitor itself. The size of the base body or insulating body is thus available for dimensioning the capacitance of the protective capacitor. The ends of the ignition bridge are extremely close to the capacitor electrodes, so that there are practically no connecting lines that receive interference radiation and can lead to the unwanted triggering of the ignition bridge. On the other hand, a long ignition bridge can be formed, so that production-related short circuits are reliably avoided.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Lösung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen. Es zeigt.
- Fig. 1 ein Anzündbauteil in der üblichen Bauweise einer Anzündpille,
- Fig. 2 im Schnitt ein erfindungsgemäß ausgestaltetes Anzündbauteil mit Integration des SchutzKondensators in den Grundkörper für die Halterung der Anschlußdrähte,
- Fig. 3 in Aufsicht gemäß Pfeilangabe 111-111 das Ausführungsbeispiel anch Fig. 2,
- Fig. 4 und
- Fig. 5 abgewandelte Ausführungsbeispiele für die Integration eines Schutzkondensators in den Grundkörper nach Fig. 2,
Figur 6 einen Schnitt eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung,Figur 7 eine Aufsicht in Richtung der Pfeile VII-VII nachFigur 6,- Figur 8 eine Alternative zum Ausführungsbeispiel nach
Figur 6, - Figur 9 eine Aufsicht in Richtung der Pfeile IX-IX nach Figur 8,
10, 11, 12 Alternativen zu dem Ausführungsbeispiel nachFigur Figur 6 und Figur 8,Figur 13 eine Weiterbildung der Ausführungsbeispiele undFigur 14 deren Ersatzschaltbild.
- 1 is an ignition component in the usual design of an ignition pill,
- 2 shows in section an ignition component designed according to the invention with integration of the protective capacitor in the base body for holding the connecting wires,
- 3 in supervision according to arrow 111-111 the embodiment of FIG. 2,
- Fig. 4 and
- 5 modified exemplary embodiments for the integration of a protective capacitor in the base body according to FIG. 2,
- FIG. 6 shows a section of a further exemplary embodiment of the invention,
- FIG. 7 shows a top view in the direction of arrows VII-VII according to FIG. 6,
- FIG. 8 shows an alternative to the exemplary embodiment according to FIG. 6,
- FIG. 9 shows a top view in the direction of the arrows IX-IX according to FIG. 8,
- 10, 11, 12 alternatives to the exemplary embodiment according to FIG. 6 and FIG. 8,
- Figure 13 is a development of the embodiments and
- Figure 14 their equivalent circuit diagram.
Eine Anzündpille weist einen Grundkörper(1) auf, an dem ein Isolierkörper(2) angeordnet ist. Durch den Grundkörper (1) sind Anschlußdrähte(3,4) geführt, welche an Lötstellen(5,6) mit einem Zünddraht(7) verbunden sind, der von dem Isolierkörper(2) getragen ist.An ignition pill has a base body (1) on which an insulating body (2) is arranged. Lead wires (3, 4) are guided through the base body (1) and are connected at solder points (5, 6) to an ignition wire (7) which is carried by the insulating body (2).
Der Zünddraht(7) und der Isolierkörper(2) sind in Anzündsätze(8,9) eingebettet, die eine Schutzlackschicht (10) umschließt. Bei den im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sind die Anzündsätze nicht näher dargestellt.The ignition wire (7) and the insulating body (2) are embedded in ignition kits (8, 9) which surround a protective lacquer layer (10). In the exemplary embodiments described below, the primers are not shown in detail.
Beim Ausführungsbeispiel nach den Figuren 2 bis 5 ist der scheibenförmige Grundkörper(1) nicht aus Glas, sondern aus einer Keramik mit geeigneten dielektrischen Eigenschaften hergestellt. Auf die Unterseite des Grundkörpers(1) ist ein elektrisch leitender Kondensatorbelag(11) aufgebracht. An der gegenüberliegenden Oberseite ist ein Kondensatorbelag(12) vorgesehen. Auf diesen ist der Isolierkörper(2) aufgebracht. Der Isolierkörper(2) trägt die Zündbrücke (7), die ein Zünddraht ist oder aus Widerstandspaste auf den Isolierkörper(2) aufgetragen ist.In the exemplary embodiment according to FIGS. 2 to 5, the disk-shaped base body (1) is not made from glass, but from a ceramic with suitable dielectric properties. An electrically conductive capacitor coating (11) is applied to the underside of the base body (1). A capacitor coating (12) is provided on the opposite top. The insulating body (2) is applied to this. The insulating body (2) carries the ignition bridge (7), which is an ignition wire or made of Wi the resistance paste is applied to the insulating body (2).
Die Anschlußdrähte(3,4) ragen bis knapp über die Zündbrücke(7) (vgl. Figur 2). Der Anschlußdraht(3) ist mit dem Kondensatorbelag(11) der Unterseite und dem einen Ende der Zündbrücke(7) elektrisch leitend verbunden. Gegenüber dem Kondensatorbelag(12) ist er elektrisch isoliert. Entsprechend ist der Anschlußdraht(4) mit der Zündbrücke(7) und dem Kondensatorbelag(12) der Oberseite elektrisch leitend verbunden; jedoch gegenüber dem Kondensatorbelag(11) isoliert. Der Grundkörper(1) bildet damit nicht nur die stabile Durchführung für die Anschlußdrähte (3,4) und die Halterung für den Isolierkörper(2) mit der Zündbrücke(7), sondern durch seine Kondensatorbeläge(11,12) zugleich einen elektrischen Kondensator, der elektrisch der Zündbrücke (7) parallelgeschaltet ist.The connecting wires (3, 4) protrude just above the ignition bridge (7) (see FIG. 2). The connecting wire (3) is electrically conductively connected to the capacitor coating (11) on the underside and one end of the ignition bridge (7). It is electrically insulated from the capacitor covering (12). Correspondingly, the connecting wire (4) is electrically conductively connected to the ignition bridge (7) and the capacitor coating (12) on the upper side; however insulated from the capacitor coating (11). The base body (1) thus not only forms the stable leadthrough for the connecting wires (3, 4) and the holder for the insulating body (2) with the ignition bridge (7), but at the same time an electrical capacitor due to its capacitor coatings (11, 12), which is electrically connected in parallel with the ignition bridge (7).
Da die Zündbrücke(7) direkt mit den Anschlußdrähten(3,4) verbunden ist, an die außerdem die Kondensatorbeläge (11,12) direkt angeschlossen sind, sind einerseits nur wenige Verbindungsstellen nötig. Andererseits liegt der Kondensator räumlich äußerst dicht bei der Zündbrücke(7), so daß Störspannungseinstrahlungen zwischen den Kondensatorbelägen(11,12) und der Zündbrücke (7) nicht erfolgen können.Since the ignition bridge (7) is connected directly to the connecting wires (3, 4) to which the capacitor linings (11, 12) are also connected directly, only a few connection points are necessary on the one hand. On the other hand, the capacitor is spatially extremely close to the ignition bridge (7), so that interference radiation between the capacitor linings (11, 12) and the ignition bridge (7) cannot take place.
Bei den Ausgestaltungen nach den Figuren 4 und 5 sind zur Erhöhung der Kapazität im Grundkörper(1) mehrere Kondensatorbeläge(11,12) vorgesehen, wodurch ein Stapelkondensator entsteht. Durch Hintereinanderschalten einer entsprechenden Anzahl von Einzelelementen läßt sich eine gewünschte Kapazität erreichen.In the embodiments according to FIGS. 4 and 5, a plurality of capacitor coatings (11, 12) are provided to increase the capacitance in the base body (1), as a result of which a stacked capacitor is created. A desired capacity can be achieved by cascading a corresponding number of individual elements.
Um eine L-C-L-Schutzschaltung zu erhalten, lassen sich auf die Anschlußdrähte(3,4) Röhrchen aus einem Ferritmaterial aufstecken (vgl. Figuren 13 und 14).In order to obtain an L-C-L protection circuit, tubes made of a ferrite material can be attached to the connecting wires (3, 4) (see FIGS. 13 and 14).
Bei den Ausführungsbeispielen nach den Figuren 6 bis 13 ist anstelle des Isolierkörpers(2) und der Kondensatorbeläge(11,12) des Grundkörpers(1) ein handelsübliches Einchip-Kondensator-Bauelement(13) vorgesehen. Zwischen dessen Kondensatorbelägen(11,12) verläuft der Zünddraht(7). Als Zündbrücke kann auch auf das Bauelement(13) eine Widerstandspaste aufgetragen sein.In the exemplary embodiments according to FIGS. 6 to 13, a commercially available single-chip capacitor component (13) is provided instead of the insulating body (2) and the capacitor coatings (11, 12) of the base body (1). The ignition wire (7) runs between its capacitor coatings (11, 12). A resistance paste can also be applied to the component (13) as the ignition bridge.
Beim Ausführungsbeispiel nach Figur 6 und 7 ist das Bauelement(13) liegend auf dem Grundkörper(1) angeordnet. Es genügt hier je eine Löt- oder Schweißverbindung zum Verbinden des Anschlußdrahtes(3) mit dem Kondensatorbelag (11) und dem einen Ende der Zündbrücke(7) sowie zum Verbinden des Anschlußdrahtes(4) mit dem Kondensatorbelag(12) und dem anderen Ende der Zündbrücke(7).In the exemplary embodiment according to FIGS. 6 and 7, the component (13) is arranged lying on the base body (1). One solder or weld connection is sufficient here to connect the connecting wire (3) to the capacitor coating (11) and one end of the ignition bridge (7) and to connect the connecting wire (4) to the capacitor coating (12) and the other end of the Ignition bridge (7).
Beim Ausführungsbeispiel nach den Figuren 8 und 9 ist das Bauelement(13) auf dem Grundkörper(1) stehend angeordnet. Das Bauelement(13) kann mit dem Grundkörper(1) verklebt sein.In the exemplary embodiment according to FIGS. 8 and 9, the component (13) is arranged standing on the base body (1). The component (13) can be glued to the base body (1).
Bei den Ausführungen nach den Figuren 6, 7, 8, 9 und 11 erstreckt sich die Zündbrücke(7) an einer der großen Oberflächen des Bauelements(13), wobei es nach Figur 11 Z-förmig verlegt ist. Bei der Ausführung nach Figur 10 verläuft die Zündbrücke(7) auf der dem Grundkörper(1) abgewandten Stirnseite des Bauelements(13). Beim Ausführungsbeispiel nach Figur 12 erstreckt sich die Zündbrücke(7) von der einen Seite über die Stirnkante zur anderen Seite des Bauelements(13).In the embodiments according to FIGS. 6, 7, 8, 9 and 11, the ignition bridge (7) extends on one of the large surfaces of the component (13), it being laid in a Z-shape according to FIG. In the embodiment according to FIG. 10, the ignition bridge (7) runs on the end face of the component (13) facing away from the base body (1). In the exemplary embodiment according to FIG. 12, the ignition bridge (7) extends from one side over the end edge to the other side of the component (13).
Auch bei dieser Ausführung ist der Kondensator unmittelbar bei der Zündbrücke(7) angeordnet. Das Kondensator-Bauelement(13) übernimmt zugleich die Funktion des Isolierkörpers(2). Günstig ist hier zusätzlich, daß bei der Herstellung des Anzündbauteils auf ein handelsübliches Kondensator-Bauelement(13) zurückgegriffen werden kann.In this embodiment too, the capacitor is arranged directly at the ignition bridge (7). The capacitor component (13) also takes on the function of the insulating body (2). It is also advantageous here that a commercially available capacitor component (13) can be used to manufacture the ignition component.
Nach der Ausführung entsprechend Figur 13 sind auf die Anschlußdrähte(3,4) R öhrchen(14,15) aus einem Ferritmaterial aufgeschoben. Dadurch entsteht eine L-C-L-Schutzbeschaltung der Zündbrücke(7). Das Ersatzschaltbild dieser Schutzbeschaltung zeigt Figur 14.After the execution according to FIG. 13, tubes (14, 15) made of a ferrite material are pushed onto the connecting wires (3, 4). This creates an L-C-L protective circuit for the ignition bridge (7). The equivalent circuit diagram of this protective circuit is shown in FIG. 14.
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