NL8102294A - Elektrische ontsteker. - Google Patents

Description

♦

Elektrische ontsteker.

De uitvinding heeft betrekking op een elektrische ontsteker, in het bijzonder voor gebruik bij artilleriemunitie. De ontsteker is van de soort, welke is voorzien van twee elektrisch geleidende lichamen, gescheiden door een isolerend lichaam, bij 5 voorkeur gemaakt uit glas of een keramisch materiaal, waarbij de geleidende lichamen en het isolerende lichaam een gemeenschappelijk eindoppervlak bepalen, waarop een dun orgaan is aangebracht voor elektrische doorverbinding van de geleidende lichamen, en een pyrotechnische lading is gedrukt in contact met het doorver-10 bindingsorgaan en is te ontsteken wanneer dit orgaan wordt verhit door elektrische stroom daardoor.

In de Zweedse octrooiaanvrage 77. OM» 35-2 van aanvrager wordt een elektrische ontsteker van deze soort beschreven, waarbij de geleidende lichamen, het isolerende lichaam en het doorver-15 bindingsorgaan aan elkaar zijn gehecht voor het vormen van een mechanisch sterke constructie, welke praktisch niet wordt beïnvloed door temperatuurvariaties in de lichamen binnen een voorafbepaald temperatuurgebied. Het doorverbindingsorgaan omvat tenminste een dunne metalen, laag, direct aangebracht op het gemeen-20 schappelijke eindoppervlak van de lichamen, welk oppervlak zeer glad is gemaakt, en het doorverbindingsorgaan is zo gedimensioneerd, dat zijn weerstand en dus de warmte-opwekking nauwkeurig vooraf kunnen worden bepaald. De pyrotechnische lading is bij voorkeur in direct contact met het doorverbindingsorgaan onder een ver-25 houdingsgewijs hoge druk.

Een elektrische ontsteker van deze soort kan worden gebruikt bij verschillende soorten van munitie voor het elektrisch detoneren van de munitielading. Bijvoorbeeld kan de lading in een projectiel * 8102294 t -2- worden gedetoneerd door een slagcontact of dergelijk bedienings-orgaan dat een elektrisch geladen condensator koppelt met de ontsteker.

De veerstand van het doorverbindingsorgaan kan vorden 5 ingesteld op een voorafbepaalde waarde door het vormen van spleten in specifieke delen van de metalen lagen. Zulke spleten vorden bij voorkeur gevormd door middel van lasersnijmethoden. Zelfs ofschoon deze bekende lasersnijmethoden het mogelijk maken de veerstandsvaarde met zeer hoge nauwkeurigheid te bepalen, zijn 10 de vereiste laserorganen zeer ingewikkeld en kostbaar.

Ten einde de mechanische sterkte evenals de elektrische eigenschappen van een elektrische ontsteker van bovengenoemde soort verder te verbeteren, kan het doorverbindingsorgaan vorden voorzien van een dunne inerte laag (bijvoorbeeld van glas, SiOg 15 of dergelijke) als toevoeging bij de metalen lagen zoals aangegeven in de Zweedse octrooiaanvrage 79.0729^-8 van aanvrager. Deze dunne inerte laag wordt direct aangebracht op de bovenste metalen laag en de pyrotechnische lading wordt in direct contact met de inerte laag gehouden onder een verhoudingsgewijs hoge druk. 20 Een voordeel is, dat de inerte laag de metalen lagen beschermt tegen mechanische beschadiging en de verbinding van de metalen lagen met het onderliggende oppervlak verbetert. De inerte laag beschermt verder de metalen lagen tegen corrosie.

Een doel van de uitvinding is te voorzien in een elek-25 trische ontsteker van bovengenoemde soort, dat wil zeggen met een inerte laag aangebracht op een of meer metalen lagen, welke minder gevoelig is voor storingen, veroorzaakt door elektromagnetische straling en statische elektriciteit.

Een ander doel van de uitvinding is te voorzien in een 30 elektrische ontsteker, waarbij het gemakkelijker is de weerstand van het doorverbindingsorgaan in te stellen in vergelijking met de bovengenoemde lasersnijmethode.

Volgens de uitvinding omvat het doorverbindingsorgaan voor het elektrisch Verbinden van de geleidende lichamen van de ont-35 steker, buiten de een of meer metalen lagen en inerte laag, een metalen dunne filmlaag direct aangebracht op de inerte laag, waar- 8102294 <· t V# -3- bij de veerstand van het geleidende orgaan wordt ingesteld op zijn juiste waarde door oxydatie van tenminste de of de bovenste metalen laag welke grenst aan de inerte laag.

De metalen dunne filmlaag vormt een werkelijke aarde om 5 te werken als een afscherming tegen elektromagnetische straling.

In vergelijking met de inerte laag is de dunne filmlaag een goede warmtegeleider, hetgeen betekent dat warmte, opgewekt in de onderliggende metalen lagen tengevolge van elektrische storings-impulsen, gemakkelijker kan worden afgevoerd. De dunne filmlaag 10 maakt verder de elektrische ontsteker iets '’langzamer” dat wil zeggen dat hij de veiligheid van de ontsteker tegen toevallig ontsteken van de pyrotechnische lading, veroorzaakt door een enkele elektrostatische storingsimpuls, vergroot.

De laag, waarvan de weerstand wordt ingesteld door middel 15 van oxydatie, is bij voorkeur gemaakt van een gemakkelijk te oxyderen metaal, bijvoorbeeld tantalium of aluminium.De metalen laag kan worden geoxydeerd door middel van een op zich bekende oxydatiemethode, bijvoorbeeld oxydatie in een oven door middel van stikstof. De mate van oxydatie en dus de weerstandswaarde is 20 afhankelijk van de duur van het oxydatieproces, zodat het zeer eenvoudig is de gewenste weerstandswaarde voor het doorverbin-dingsorgaan te verkrijgen.

De uitvinding zal aan de hand van de tekening van een voorkeursuitvoering in het volgende nader worden toegelicht.

25 Fig. 1 is een vertikale doorsnede door een elektrische ontsteker.

Fig. 2 is een vergrote vertikale doorsnede van een deel van de ontsteker.

Fig. 1 toont een elektrische ontsteker 1 gemonteerd in 30 een opening 2 van een wand 3, welke een lading omsluit van een artillerieprojectiel zoals een granaat of raket. Ten einde de ontsteker in de wand te houden wanneer het projectiel onderhevig is aan grote versnellingskrachten bij het afvuren, is de opening voorzien van een schouder H. De ontsteker zelf omvat 35 een breder deel 5, dat rust tegen de schouder U via een isola-tiehuls 6, welke in staat is de mechanische schok te weerstaan 8102294 * -* -u- optredende gedurende de afvuurwerking.

Het trede deel 5 van de ontsteker omvat een lager smaller deel 7 voor het vertinden van de ontsteker met een tron van elektrisch vermogen. Zulke organen zijn op zich echter tekend en 5 zullen daarom hier niet worden beschreven*

De elektrische ontsteker omvat verder een eerste elektrisch geleidend lichaam 8 in de vorm van een cilindrische huls van bijvoorbeeld roestvrij staal of ander elektrisch geleidend materiaal. Een tweede elektrisch geleidend lichaam 9 in de vorm van een 10 langgerekte staaf, welke zich coaxiaal uitstrekt binnen de huls 8, is aangebracht op het bovengedeelte van het brede deel 5. Zowel dit tweede lichaam als het brede deel 5 zelf zijn gemaakt van een elektrisch geleidend materiaal, bijvoorbeeld een ijzer- of nikkellegering. De lichamen 8 en 9 zijn ten opzichte van elkaar 15 bevestigd door middel van een elektrisch isolerend lichaam 10 van glas, porselein of ander dergelijk materiaal. Het eerste lichaam 8 is aan zijn ondereinde gevormd tot een flens 11, welke via een isolerende ring 12 rust op het bovenste eindoppervlak van het brede deel 5 van de ontsteker.

20 De eerste en tweede elektrisch geleidende lichamen 8 en 9 evenals het isolerende lichaam 10 zijn uitgevoerd met een gemeenschappelijk vlak eindoppervlak 13, waarop een aantal lagen is aangebracht, welke in fig. 1 niet in detail zijn getekend, maar welke hierna zijn beschreven aan de hand van fig. 2. Een gebruike-25 lijke pyrotechnisehe compositie 1U wordt gedrukt op de bovenste laag onder hoge druk. De compositie wordt opgesloten in een capsule 15 bijvoorbeeld van aluminium, welke is voorzien van een deel 16, dat is omgebogen over de flens 11, zodat de pyro-technische compositie wordt gehandhaafd onder hoge druk tegen het 30 eindoppervlak 13.

Ten einde de capsule 15 op zijn plaats te houden indien onderhevig aan hoge vertragingskrachten optredende bij het instampen van een lading munitie, is een monteerring 17 aangebracht in de opening 2 ten einde het deel 16 van de capsule stevig te 35 drukken tegen de flens 11, waardoor de capsule in de juiste stand wordt gehouden. De ring 17 is bij voorkeur van roestvrij staal en 81 0 229 4 -5- * Jt wordt in de opening 2 gehouden door middel van een vervorming 18 op de vand 3 of door middel van schroefdraad in de opening 2.

Ten einde de pyrotechnische compositie af te dichten tegen vocht, stof, enz. is een 0-ring 19 geplaatst tussen de capsule 5 15 en het eerste lichaam 8.

Fig. 2 toont in detail het doorverbindingsorgaan 20, dat elektrisch de lichamen 8 en 9 verbindt. Het doorverbindingsorgaan 20 omvat een of meer verhoudingsgewijs dunne metalen lagen 21 en 22 welke zijn gehecht aan het zeer gladde gemeenschappelijke 10 eindoppervlak 13 van de lichamen 8 en 9 en het isolerende lichaam 10. Een extra laag 23 van inert materiaal is aangebracht op de metalen lagen 21 en 22 in overeenstemming met de Zweedse octrooiaanvrage 79.0729^-8 van aanvrager.

In tegenstelling tot vroegere elektrische ontstekers, 15 waarbij de juiste weerstandswaarde werd bepaald door het snijden van spleten in de metalen lagen, zoals de met 2h aangegeven spleet in de bovengenoemde octrooiaanvrage, vormen in de onderhavige aanvrage de lagen een ononderbroken elektrisch geleidend element. In plaats van het snijden van spleten in een of meer 20 van de metalen lagen, is tenminste de bovenste metalen laag 22 gemaakt van oxydeerbaar materiaal voor het toelaten van nauwkeurige instelling van zijn weerstand door middel van oxydatie.

Een voorbeeld van zulk een oxydeerbaar materiaal is tantalium, maar aluminium kan ook worden gebruikt.

25 Door geregelde oxydatie van de bovenste metalen laag 22 kan zijn weerstand worden bepaald zonder het gebruik van een ingewikkelde lasersnijinrichting. Het is zeer gemakkelijk de juiste weerstandswaarde te verkrijgen door het regelen van de oxydatietijd. Nadat de tantaliumlaag is geoxydeerd, wordt de 30 inerte laag aangebracht ter voorkoming van veroudering en elke extra onverwachte oxydatie van de tantaliumlaag. De ongebroken bovenste metalen laag 22 vormt een betere basis voor extra lagen zoals de inerte laag 23 en in het bijzonder voor dunne filmlagen.

Ofschoon de metalen lagen in fig. 2 als ononderbroken zijn 35 getekend, dus zonder enige spleten, kan de veerstand van het verbindingsorgaan worden ingesteld op een voorafbepaalde waarde 8102294 ψ * -β- door het combineren van de twee methoden, Aldus kunnen elk of beide lagen 21 worden voorzien van spleten en kan de bovenste metalen laag, dus de tantaliumlaag worden geoxideerd. Zelfs indien een lasersnijinrichting nodig is voor het vormen van de 5 spleten, kan een eenvoudiger inrichting worden gebruikt aangezien de nauwkeurigheid waarmee de spleten worden gesneden, relatief laag kan worden gehouden en de uiteindelijke instelling van de weerstandswaarde kan worden verkregen door middel van oxydatie van de tantaliumlaag 22, 10 Zoals getekend in fig. 2, omvat het doorverbindingsorgaan 20 ook een andere laag 25 aangebracht op de inerte laag 23. Aangezien het gehele bovenoppervlak van de laag in contact is met de pyrotechnische lading, is het belangrijk dat de laag is gemaakt van een metaal, dat mechanisch en chemisch bestand is 15 tegen elke invloed door het poeder van de pyrotechnische lading.

De laag is daarom bij voorkeur gemaakt van goud of zilver. De dikte van de laag is ongeveer 1^u of minder, hetgeen betekent dat de laag bij voorkeur direct wordt aangebracht op de inerte laag door middel van verdamping onder vacuum.

20 Door het gebruik van zulk een extra metalen dunne film laag wordt een iets "langzamer** elektrische functie van de elektrische ontsteker verkregen. De dunne filmlaag werkt als werkelijke aarde en schermt de ontsteker af tegen elektromagnetische straling. De laag heeft ook een goede warmtegelei-25 dingscapaciteit, hetgeen betekent dat warmte, opgewekt in de onderliggende metalen lagen tengevolge van elektrische storings-impulsen, gemakkelijker kan worden afgevoerd. Door het variëren van de dikte van de inerte laag en van de dunne filmlaag kan de thermische tijdconstante van de elektrische ontsteker op geschikte 30 wijze worden ingesteld, 8102294

Claims (6)

1. Elektrische ontsteker voor gebruik bij artillerie-munitie, voorzien van tvee elektrisch geleidende lichamen, een elektrisch isolerend lichaam tussen deze tvee lichamen, waarbij 5 de geleidende lichamen samen met het isolerende lichaam een gemeenschappelijk eindpppervlak bepalen, een elektrisch geleidend orgaan geplaatst op het gemeenschappelijke eindoppervlak voor het verbinden van de geleidende lichamen, en een pyroteohnische lading gedrukt in contact met dit orgaan en te ontsteken door warmte 10 opgewekt in het orgaan bij het lopen van elektrische stroom daardoor, met het kenmerk, dat het orgaan is gehecht aan het gemeenschappelijke eindoppervlak en is voorzien van tenminste een metalen laag met een weerstandswaarde voorafbepaald door oxydatie van deze laag, een laag van inert materiaal direct aangebracht 15 op die ene metalen laag en een metalen dunne filmlaag aangebracht direct op de inerte laag.

2. Elektrische ontsteker volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de dunne filmlaag een materiaal van hoge thermische geleidbaarheid omvat en elke invloed van de pyroteohnische lading 20 weerstaat.

3, Elektrische ontsteker volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de dikte van de metalen dunne filmlaag niet meer dan 1^u is. h. Elektrische ontsteker volgens een van de conclusies 25 1-3, met het kenmerk, dat de metalen laag is gemaakt van tantalium of aluminium.

5. Elektrische ontsteker volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de dunne filmlaag bestaat uit goud of zilver.

6. Elektrische ontsteker volgens een van de voorgaande 30 conclusies, met het kenmerk, dat het orgaan bestaat uit eerste en tweede metalen lagen waarbij de eerste laag is gehecht aan het gemeenschappelijke eindoppervlak en de tweede laag de ene metalen geoxydeerde laag vormt welke is aangebracht op de eerste metalen laag.

7. Inrichting in hoofdzaak zoals beschreven in de be schrijving en/of weergegeven in de tekening. 81 02 294