SE439988B - Elektriskt tendon innefattande en ledande pyroteknisk tendkomposition parallellt med ett stabilt motstand - Google Patents

Description

?907ä86I'0 2 Försök har å andra sidan visat att energiområdet för en initiering av dessa tänddon är mycket vidsträckt. För vissa svaga spänningar kan tänddonet undantagsvis fungera med några mikrojoule energi, medan man för andra tänddon kan konstatera klickningar eller misslyckanden vid tändning med en energi i storleksordningen joule.

Merparten av de ovan nämnda nackdelarna kan förklaras med den omstän- digheten att det elektriska motståndet hos den ledande pyrotekniska kompositionen varierar i funktion av den elektriska energi som man applicerar på kompositionen. Detta beror i själva verket på att de ledande partiklarna (i allmänhet grafit) är fördelade på ett icke- likformigt sätt i tänddonens pyrotekniska komposition. Under en rela- tivt svag spänning cirkulerar strömmen mellan de ledande partiklarna under följande av långa och slingrande banor. lär tänddonet utsätts för en tillräckligt hög spänning kortslutes däremot de nämnda ström- banorna genom mikrobågar så att tänddonet fungerar med ett dynamiskt motstånd med ett värde klart lägre än dess statiska motstånd under .svag spänning. Det inses följaktligen att under dessa betingelser kan tändningen effektueras vid en mycket låg energitröskel.

Syftet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma ett tänddon med en pyroteknisk komposition, vilket tänddon företer en funktions- säkerhet och -pålitlighet som är klart bättre i förhållande till de kända tänddonen.

Det elektriska tänddonet, som avses med uppfinningen, innefattar en ledande pyroteknisk tändkomposition, som är placerad i kontakt med en nyttig pyroteknisk laddning, och två elektroder anordnade i elektrisk kontakt med nämnda ledande pyrotekniska komposition.

I enlighet med uppfinningen är de två elektroderna förbundna med ett stabilt elektriskt motstånd kopplat parallellt med den ledande pyrotekniska kompositionen.

Tack vare detta stabila elektriska motstånd, som är kopplat parallellt med den ledande pyrotekniska kompositionen, fördelas tändningsenergin mellan detta parallellmotstånd och den pyrotekniska komposítionen.

Man erhåller följaktligen en funktionskonstans hos tänddonet som är överlägsen den man erhåller vid de kända utförandena. '7907h86-0 3 För övrigt medför parallellanordnandøt av det nämnda stabila mot- ståndet med den ledande kompositionen. som varierar mycket i funktion av den applicerade energin, en avsevärd desensibi1i'er1ng av tänd- w.. donet vad avser klickningströsklarna utan att :or dan skulï nämnvärt påverka tänddonets bestämda funktioiströn Uppfinningeu är med fördel tillämpbar på elertriska tänddo~, vid vilka en av elektroderna består av en rund metallpricka nal den andra elektroden består av en metallkropp uppvisande en plan yta pflrallell med nämnda bricka.

Enligt ett föredraget utförande av uppfinningen är nämnde bricka separerad från metallkroppens plana yta medelst en rund bricka av ett elektriskt motständsmaterial, som utfijr det elektriska parallfill- motståndet, varvid den av sagda brickor dstadkomna kaviteten är fylld med den ledande pyrotekniska kompositionen. Denna bricka eller rondell av elektriskt motståndsmaterial ersätter följaktligen de vid de kända elektriska tänddonen utnyttjade rondellerna av dielektriskt material. änligt ett föredraget utförande av uppfinningen har det elcktrisks parallellmotstândet ett ohmvärde lämpligen innefattat mellan 0,8 och 2 gånger det för resistansen hos den ledande pyr0g¿kh_. kompositionen.

Detta parallellt med den ledande pyrotekniska kompositioaen kopplade motstånd kar vara utfört i ett termoplastiskt material teskickat med grafit, vilket tillåter lätt uppnâende av en resistans uppvisande ett ohmvärde i samma storleksordninß som det för de: ledanue kompf- sitionen.

Andra särdrag och fördelar hos uppfinningen kommer att fram¿å gepnm följande beskrivning. På bifogade ritfiing givenvcgenskap ut icke begränsande exempel är fig 1 en vy i längdcnjtt av ett elektriskt tänddon enligt uppfinningen och fig 2 ett schema för att illustrera funktionen hos det elektriska tänddonet enligt uppfinninneu.

Såsom framgår av fig 1 innefattar tänddonot i enlighet med uppfiunin:wL ett väsentligen oylindriskt, yttre metallnölje 1, :om iunæwlutcr tšinddonets rigfttigña pyrotekniska laddning 2 och den lndaride komposi- tionen 5. Den nyttiga pyrotekniska laddningen 2 är neparerad frår det yttre metallhöljet 1 medelst en kopp A ua metall, viluonu 3oLLfJ :ttifa pyroteknjaku liid- ür försedd med en central öppning H. Den ningen 2 är täckt medelst en metallskdl 2a, som komprimerar denna laddning 2 mot den ledande pyrotekniska kompositioaed j. Den ledaidc clvsovaas-o 4 kompositionen 5 är i kontakt med den nyttiga laddningen 2 genom den isolerande koppens 4 centrala öppning 5.

Den ledande kompositionen 5 är placerad i elektrisk kontakt med två elektroder 6 och 7) Elektroden 6 utgörs av en metallkropp, som upp- visar en plan yta 8 i kontakt med den ledande kompositionen 5. Elekt- roden 7 är en rund metallbricka eller metallrondell anordnad under metallkoppen 4 parallellt med den plana ytan 8. Rondellen 7 och metallkroppen 6 är elektriskt isolerade med avseende på det yttre metallhöljet 1 medelst en isolerande kopp 9 omgivande denna rondell 7 och kroppen 6.

I övrigt är kroppens 6 plana yta 8 separerad från rondellen 7 medelst .en annan rund bricka eller rondell 10 av dimensioner väsentligen identiska med de hos rondellen 7. Denna rondell 10 uppvisar en förut- bestämd elektrisk resistans, som är stabil såsom funktion av den energi som appliceras på, densamma. Den av öppningar-na 'ia och 10a hos rondellerna 7 och 10 bildade, cylindriska kaviteten är fylld av den ledande pyrotekniska laddningen 3.

Rondellen 10 utgör ett elektriskt motstånd kopplat parallellt med det motstånd som utgörs av den ledande kompositionen 5.

Resistansen hos denna rondell 10 är med fördel innefattad väsent- ligen mellan 0,8 och 2 gånger själva resistansen hos den ledande pyrotekniska kompositionen 3.

Motståndet 10 kan vara utfört av ett termoplastmaterial eller ett gummi som gjorts ledande genom grafitpartiklar. ß med Grafitviktsandelen är med fördel innefattad mellan 3 och 10 avseende på totalvikten av rondellen 10. Vid tidpunkten för tillverk- ningen av motstândsrondellen 10 komprimeras denna under ett tryck i storleksordningen 1 000 bar. Under dessa betingelser uppvisar denna rondell 10 en resistivitet innefattad mellan 500 och 2 000 ohm.cm till följd av grafithalten.

För att säkerställa en god elektrisk kontakt mellan motståndsron- dellen 10 och elektroderna bestående av rondellen 7 och kroppen 6, är denna motståndsrondell 10 komprimerad mellan de två elektroderna 6 och 7 under inverkan av det tryck som utövas av den nyttiga ladd~ ningen 2. '7907486-0 5 Under hänvisnin till fi? 2 kommer nu funktionen hos det elektriski Ä . tänddonet enligt uppfinningen att beskrivas.

I enlighet med schemat i fig 2 framgår att rondellen 10 anordnad mellan elektroderna 6 och 7 är ekvivalent med ett motstånd ap kopplat parallellt med motståndet Rs som utgörs av den ledande pyre- tekniska kompositionen 5. Under dessa betingelser fördelas fid tio- punkten för tänddonets tändning tändníngsenergin mellan kompositionen 5 och dess parallellmotstånd bestående av rondellen 10. Utgående från att det elektriska motståndet hos den ledande kompositioner 5 varierar mycket i funktion av den på elektroderna 6 och 7 applicerade energin tillåter parallellanordnandet av ett fast motstånd med motståndet hos denna komposition 3 att tänddonet desensibiliseras avsevärt vad avser kliokningströskeln utan att detta avsevärt påverkar tänddonets bestämda funktionströskel.

Detta resultat kan visas med hjälp av följande beräkningar: I fallet med en mellan elektroderna 6 och 7 hos tänddonet,i statiskt tillstånd, applicerad spänning H = 1 (enhet) är den i tänddonct för- brukade energin W lika med (1/Rs + 1/Hp)t relationen, i vilken Rs är den ledande kompositionens 5 statiska motstånd, up rondelleos 10 mot- stånd och t tiden.

Förhållandetwfifi/W mellan den i den ledande kompositionen 5 förbrukade energin och den totala energin W är lika med: (1/ns)t (1/RS + 1/Rp)t Rs är i allmänhet av samma storleksordning som Rp; för att förenkla antager man att Rs = Rp. Följaktligen är WRG/W lika med å.

I dynamiskt tillstånd är den ledande kompositionens 5 dynamiska mot- stånd lika med 1 Rs, där k kan variera mellan 2 och 10 i det elekt- riska energiomräde som avses med föreliggande uppfinning.

I detta fall; wßd/w = k/(1+k) För k = 2 wflá/w = 2/3 För k = 5 wRd/w = 5/6 För k e 10 wfiå/w = 10/11 _ 7907486-0 Kalkylerna ovan visar att i det statiska tillståndet avleder den ledande kompositionen 5 blott hälften av den applicerade energin, medan kompo- sitionen avleder en mycket större fraktion därav så snart som det dynamiska motståndet Rd blir mycket skiljaktigt från det statiska motståndet Rs.

Skillnaden mellan spänningen benämnd säkerhetsspänning och spänningen benämnd funktionsspänning förstärker avsevärt skillnaden vad avser förbrukad energi i tänddonet med motsvarande tröskelvärde.

I praktiken är spänningen benämnd funktionsspänning lika med ca 2 à 5 gånger säkerhetsspänningen. Det motsvarande spänningssteget favoriserar mycket ströminförande i ett motstånd med dynamiskt uppförande oßh i så fall mycket svagare. I detta fall ökas sannolikheten för funktion med lika energi, vilket visar sig genom låga initieringnenergier för tänddonet, medan vid låg spänning denna genom tänddonet enligt upp- finningen kraftigt minskade sannolikhet kräver en enorm energikvanti- tet.

Det totala elektriska motståndet bestående av det inre motståndet Rs hos kompositionen 3 och det fasta motståndet Rp hos rondellen 10, vilket förstnämnda motstånd är kopplat parallellt med det sistnämnda, är följaktligen mer precist än för ett känt tänddon. Samordningen av två givna precisionsmotstånd leder till en viss kompensation av statiska fel överlägsen deras dispersion.

Det elektriska motståndet hos tänddonet enligt uppfinningen varierar dessutom mycket mindre med tiden än vid de kända tänddonen. Åtgärden att anordna ett fast motstånd parallellt med den ledande kompositionens 5 motstånd minskar förhållandevis motståndsvariationen.

Härefter ges såsom jämförande exempel jämförande karaktäristikor och prestanda för ett känt tänddon och ett tänddon enligt uppfinningen. som skiljer sig från det kända tänddonet genom den omständigheten att det innefattar en motståndsrondell 10 placerad mellan elektroderna 6 och T i stället för en elektrisktisolerande rondell.

Känt tänddon w-»ww-»Qw »m3 »m _ š 79Û7485_0 'EšÃ¿Ä¿§Wš¿ii¿f0 uppfinningen ,Bestämd spänning för :icke-funktion Funktionsenergi unåer 10 volt (säkerhetsspän- ning) ~ vid 99 ß klickning - via 99 % funkcions mwwwegmwwewwuflw i z ' 5 à 4 volt E 5 à 10 mikrojoule .«».1.............4. . 200 à 1 ooo mikr°j°u1@§ Diameter 8 mm I 3 mm Beskaffeflhet h0S I0nå91~ cellulosaacetat É gummi beskickat med len innefattad mellan å grafit elektroderna à' i Tjocklek hos denna 0,10 mm § 0,20 mm rondell ; eWw"m_wW.-¿-H » TYP av täfldlfiddninë B1ytrinitroresorcinat,š kaliumklorat, barium- 1 nitrat, kalciumkisel- 2 dito förening, grafit É i É Medelresistans 70 ohm É 48 ohm Typisk avvikelse med É avseende på medel- g resistansen r 35 % f 25 ß g å Resistansvariation efterš å en månads åldrande » 15 à 20 % É 2 000 à 5 000 mikro- jouie 50 000 à 400 000 mikrojøule Funktionsenergi under 18 volt (funktions- spänning) - vid 99 % kmickning _ vid 99 % funktion 5 å 10 mikrojoule 160 à 400 mikrojoule - h... -, w» . I _.

Funktionstid för tänd- donet under normal Lenergi för tändning <<šO mikrosekunder » 40 à 100 mikrojoule 300 à 1 000 mikro- joule i *NA <:§O eíkeoeekuedee i _,.vsovuss-o 8 Vid jämförelse av de angivna numeriska uppgifterna i tabellen ovan framgår att tänddonet enligt uppfinningen uppvisar ett pyrotekniskt uppförande nära det för det kända tänddonet. Däremot uppvisar tänd- donet enligt uppfinningen en resistans som är något mer konstant och i tiden klart stabilare.

Spänningsträskeln som ger absolut klickuing överstiger dessutom i medeltal ca 3,5 à Y volt. Med 10 volt, vid säkerhetströskelu, är tänddonet i enlighet med uppfinningen omkring 1 000 gånger mindre känsligtän det kända tänddonet, vilket är avsevärt. üed 18 volts spänning, dvs vid tänddonets funktionströskel, är likväl tärddonet enligt uppfinningen bara 2 gånger mindre känsligt än det kända tänddonet, vilket är fürsumbart i praktiken.

Tänddonet enligt uppfinningen medför följaktligen en funktions- säkerhet som är klart ökad i förhållande till det kända tänddonet.

Uppfinningen är givetvis icke begränsad till det exempel som just har beskrivits utan man kan bibringa tänddonet talrika modifikationer utan att lämna uppfinningens ram. Sålunda är uppfinningen tillämpbar lika väl på tänddon som fungerar med svag spänning (10 å 20 volt) som på tänddon som fungerar med mellanspänning (exempelvis 200 volt).

Tänddonet enligt uppfinningen är likaledes tillämpbart vid detona- torer som skall utstå betydande accelerationer.

För övrigt kan formen på elektroderna 6 och 7 och formen på motståndet 10, som är kopplat parallellt med den ledande pyrotekniska komposi- tionen 5, vara annorlunda än den i figurerna visade.

Dessutom kan motståndet 10 utföras i alla lämpliga material som uppvisar en resistivitet jämförbar med den hos den ledande komposi- tionen 3 förutsatt att detta motstånd är tillräckligt stabilt i funktion av den energi som appliceras på motståndet.

Claims (6)

vsovass-o Patentkrav

1. Elektriskt tänddon innefattande en elektriskt ledande pyro- teknisk tändkomposition (3), som är placerad i kontakt med tänd- donets nyttiga pyrotekniska laddning (2), och två elektroder (6, 7), som är anordnade i elektrisk kontakt med den ledande pyrotekniska kompositionen och som är förbundna medelst ett elektriskt motstånd (10) kopplat parallellt med den ledande pyrotekniska kompositionen, k ä n n e t e c k n a t därav, att det elektriska motståndet (10) har ett stabilt motståndsvärde.

2. Elektriskt tänddon enligt krav 1, varvid en av elektroderna utgöres av en metallisk ringformad bricka (7) och den andra elektroden utgöres av en metallkropp (6), som uppvisar en plan yta (8) parallell med nämnda bricka, k ä n n e t e c k n a t därav, att brickan (7) är separerad från metallkroppens plana yta (8) medelst en andra ringformad bricka (10) som är utförd av elektriskt motståndsmaterial och som utgör sagda parallell- motstånd, och att den av de två brickorna åstadkomma, cylind- riska kaviteten är fylld av den ledande pyrotekniska komposi- tionen (3).

3. Elektriskt tänddon enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k - n a t därav, att sagda elektriska parallellmotstånd (10) har ett ohmvärde, som är innefattat huvudsakligen mellan 0,8 och 2 gånger ohmvärdet för den ledande pyrotekniska kompositionens (3) statiska resistans.

4. Elektriskt tänddon enligt något av kraven 1-3, k ä n n e - t e c k n a t därav, att det parallellkopplade elektriska mot- ståndet (10) är utfört av ett med grafit beskickat termoplas- tiskt material.

5. Elektriskt tänddon enligt något av kraven 1-3 k ä n n e - t e c k n a t därav, att det parallellkopplade motståndet (10) är utfört av kautschuk eller gummi innehållande mellan ca 3 och ca 10% grafit.

6. Elektiskt tänddon enligt krav 4 eller 5, k ä n n e t e c k - n a t därav, att motståndets (10) elektriska motståndsmaterial uppvisar en resistivitet innefattad väsentligen mellan 300 och 2 000 ohm.cm.