SE445489B

SE445489B - ELECTRICALLY ACTIVABLE EXPLOSION Capsule

Info

Publication number: SE445489B
Application number: SE7902732A
Authority: SE
Inventors: W W Holmes
Original assignee: Thiokol Corp
Priority date: 1978-04-03
Filing date: 1979-03-27
Publication date: 1986-06-23
Also published as: GB2018959A; JPS54151109A; IT1116470B; GB2018959B; IT7948579A0; SE7902732L; JPS6233515B2; DE2913231A1; FR2422138A1

Description

. al..- 10 15 20 25 30 35 7902732-2 rostatisk energi. Radarsignaler är av speciell betydelse eftersom de har en benägenhet att bilda övérgångstoppar av hög intensitet som kan utlösa sprängkapseln. En sådan ut- lösning orsakas antingen av upphettning av det pyrotekniska_ materialet i sprängkapseln till dess flamtemperatur genom intilliggande metalldelar, eller genom korona- eller gnist- bildning i det pyrotekniska materialet. . al ..- 10 15 20 25 30 35 7902732-2 rostatic energy. Radar signals are of particular importance because they tend to form high-intensity transition peaks that can trigger the detonator. Such a trigger is caused either by heating of the pyrotechnic material in the detonator to its flame temperature by adjacent metal parts, or by corona or spark formation in the pyrotechnic material.

En tidigare föreslagen lösning på detta problem har inne- burit dels att man mellan ledarna i sprängkapseln på vägen till motståndstrâden anordnat anordningar såsom ferrit- _ ringar, plattkondensatorer samt avstörningshuvar, varvid dessa anordningar varit anordnade att försvaga yttre elektrisk energi av radiofrekvenstyp exempelvis genom' virvelströmsavledning för att därigenom reducera styrkan av energin innan den när motståndstråden och det pyrotek- niska-materialet, och dels att en av ledarna är elektriskt ansluten till det yttre ledande huset eller höljet hos sprängkapseln, varvid huset är jordat till delar hos an- ordningen i vilka sprängkapseln är monterad. Elektrosta- tiska laddningar som har en-benägenhet att alstras på mot- ståndstråden avledes till jorden genom denna förbindelse via en bana förbi det pyrotekniska materialet.A previously proposed solution to this problem has involved, on the one hand, devices such as ferrite rings, plate capacitors and interference hoods being arranged between the conductors in the detonator on the way to the resistance wire, these devices being arranged to attenuate external electrical energy of the radio frequency type, for example by eddy current conduction. to thereby reduce the strength of the energy before it reaches the resistor wire and the pyrotechnic material, and secondly that one of the conductors is electrically connected to the outer conductive housing or housing of the detonator, the housing being grounded to parts of the device in which the detonator is mounted. Electrostatic charges which have a tendency to be generated on the resistor wire are diverted to the ground through this connection via a path past the pyrotechnic material.

Ehuru denna lösning är tillfredsställande för många olika tillämpningar av elektriska sprängkapslar är den icke tillåten för vissa andra. I synnerhet är en sådan lösning icke godtagbar då sprängkapseln är avsedd att användas för att tända en uppblåsningsànordning för en säkerhets- luftkudde vid motorfordon. Anledningen till detta är att en bermanent förbindelse mellan jorden och en av spräng- kapselns ledare eller änduttag skulle störa övervaknings- kretsen som erfordras vid sådana tillämpningar och till vilken sprängkapseln måste vara ansluten. Övervaknings- kretsen är anordnad att kontrollera ändamålsenlig funk- tion hos kollisionsgivarna och de därmed samhörande kretsarna varje gång fordonet startas, och en dylik jord- 10 15 20 25 30 35 7902732-2 ning av en sprängkapsels änduttag skulle kunna ge en fel- aktig indikation på ändamålsenlig funktion i händelse av exempelvis en kortslutning i en kabelhärva.Although this solution is satisfactory for many different applications of electric detonators, it is not permitted for some others. In particular, such a solution is not acceptable as the detonator is intended to be used to ignite an inflator for a safety airbag in a motor vehicle. The reason for this is that a permanent connection between the earth and one of the detonators or end sockets of the detonator would interfere with the monitoring circuit required in such applications and to which the detonator must be connected. The monitoring circuit is arranged to check the appropriate function of the collision sensors and the associated circuits each time the vehicle is started, and such a grounding of an explosion cap end socket could give an incorrect indication. on appropriate function in the event of, for example, a short circuit in a cable harness.

Ett ändamål med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en mot elektricitet och värme skyddande skärm för den pyrotekníska laddningen eller tändsatsen vid en elektriskt _ aktiverbar sprängkapsel, varvid elektrostatíska laddningar och värme över säkra tröskelvärden, som kan uppkomma i den pyrotekniska laddningen, ledes bort och elimineras av skärmen genom en bana som förbikopplar den pyrotekniska laddningen.An object of the present invention is to provide a shield against electricity and heat for the pyrotechnic charge or the igniter at an electrically activatable detonator, whereby electrostatic charges and heat above safe threshold values which may arise in the pyrotechnic charge are conducted away and eliminated by the screen through a path that bypasses the pyrotechnic charge.

Ett annat ändamål med uppfinningen är att vid en elektrisk sprängkapsel, som innefattar konventionella organ för att dämpa, exempelvis genom virvelströmsavledning, radiofrekvens- signaler som har en benägenhet att alstras vid sprängkap- selns urladdningsändar, en elektriskt ledande skärm som omger den pyrotekniska laddningen och innefattar en gnist- gapsförbíndelse med jorden så att elektrostatiska laddning- ar ovanför ett tröskelvärde, som utvecklas i den pyrotek- niska laddningen, avledes genom en båge över gnistgapet.Another object of the invention is that in an electric detonator, which comprises conventional means for attenuating, for example by eddy current conduction, radio frequency signals having a tendency to be generated at the discharge ends of the detonator, an electrically conductive screen surrounding the pyrotechnic charge and comprising a spark-gap connection with the earth so that electrostatic charges above a threshold value, which develop in the pyrotechnic charge, are diverted through an arc across the spark-gap.

Ett speciellt ändamål med uppfinningen är att åstadkomma en elektriskt aktiverbar sprängkapsel för utlösning av luftkuddeuppblâsande anordningar för motorfordon, vilken sprängkapsel är oförmögen att av misstag utlösas genom radaranläggningar och andra yttre radíofrekvens- och elektrostatiska energikällor.A particular object of the invention is to provide an electrically activatable detonator for triggering airbag inflatable devices for motor vehicles, which detonator is incapable of being accidentally triggered by radar systems and other external radio frequency and electrostatic energy sources.

Ett annat specifikt ändamål med uppfinningen är att åstad- komma en sâdan elektrisk sprängkapsel för uppblâsnings- anordningar för luftkuddar vid motorfordon att utifrån inducerad radiofrekvens- och elektrostatisk energi göres oförmögen att avfyra sprängkapseln genom avledning och bâgbildning på ett sätt som icke inverkar negativt på de kollisionsavkännande övervakningskretsarna som är sam- ordnade med luftkuddeuppblåsningsanordningarna. øulllll T1“\| 10 15 20 25 30 35 7902732-2 För att uppfylla dessa ändamål med uppfinningen föreslås en elektrisk sprängkapsel, vilken innefattar ett par elekt- riska ledare som är förbundna vid en ände medelst en mot- ståndstråd eller brygga. Ledarna sträcker sig igenom väggen ' hos en elektricitet och värme ledande behållare eller kap- sel som är fylld med ett pyrotekniskt material. En av le- darna är elektriskt ansluten :lll behållaren eller till ett metallfolieskikt i denna om behållaren är framställd av plast, medan den andra ledaren är elektriskt isolerad från behållaren. Motstândstråden antänder det pyrotek- niska materialet när elektrisk ström med tillräcklig styr- ka strömmar genom den. Sprängkapseln innefattar vidare ett elektriskt ledande yttre hölje eller hus som är beläget på avstånd från den elektriskt ledande behållaren och ledarna medelst en elektriskt isolerande hylsa. Avståndet mellan och anordnandet av behållaren och det yttre huset är sådant att en hinderfri bana erhålles för ledande av elekt- rostatisk elektricitet och värmen runt och bort från den pyrotekniska laddningen. Närmare bestämt tillåtes elektro- statiska laddningar över ett förutbestämt tröskelvärde, som har en benägenhet att alstras i den pyrotekniska ladd- ningen, att bilda en båge frân behållaren eller metallfolie- skiktet i denna till det jordade huset. Den elektrostatiska laddningen blir därigenom oförmögen att tända den pyro- tekniska laddningen.Another specific object of the invention is to provide such an electric detonator for inflator devices for airbags in motor vehicles that from induced radio frequency and electrostatic energy is rendered incapable of firing the detonator by deflection and arc formation in a manner which does not adversely affect the collision. the monitoring circuits that are coordinated with the airbag inflators. øulllll T1 “\ | To fulfill these objects of the invention, an electric detonator is proposed, which comprises a pair of electrical conductors connected at one end by means of a resistor wire or bridge. The conductors extend through the wall of an electricity and heat conductive container or capsule filled with a pyrotechnic material. One of the conductors is electrically connected to the container or to a metal foil layer therein if the container is made of plastic, while the other conductor is electrically insulated from the container. The resistance wire ignites the pyrotechnic material when electric current flows with sufficient strength through it. The detonator further comprises an electrically conductive outer casing or housing located at a distance from the electrically conductive container and the conductors by means of an electrically insulating sleeve. The distance between and the arrangement of the container and the outer housing is such that an obstacle-free path is obtained for conducting electrostatic electricity and the heat around and away from the pyrotechnic charge. More specifically, electrostatic charges above a predetermined threshold value, which has a tendency to be generated in the pyrotechnic charge, are allowed to form an arc from the container or metal foil layer therein to the grounded housing. The electrostatic charge thereby becomes incapable of igniting the pyro-technical charge.

Uppfinningen beskrivas närmare nedan under hänvisning till bifogade ritningar, på vilka samma hänvisningsbeteckníngar användes för samma delar i de olika utföringsformerna, var- vid pâ fig. 1 visas en längdsektionsvy genom en föredragen utföringsform av en elektrisk sprängkapsel av koaxialtyp enligt föreliggande uppfinning, fig. 2 är en fragmentarísk vy liknande fig. 1 men visar en modífikation av en del av sprängkapseln, fig. 3 är en längdsektionsvy av en annan utföringsform av den elektriska sprängkapseln, vilken har parallella elektrodstavar, medan fig. 4 är en planvy av den i fig. 3.visade elektriska sprängkapseln med vissa delar utelämnade. 10 15 20 25 30 35 7902732-2 Den i fig. 1 visade utföringsformen av den elektriskt aktiverbara sprängkapseln enligt föreliggande uppfinning innefattar en elektriskt ledande, rörformíg tändarstomme eller -hus 5 med en ringformig fläns 6 för montering på andra anordningar som skall avfyras eller tändas. En elektriskt isolerande hylsa 7 passar inuti huset 5 och en rörformíg elektrisk ledare 8 passar inuti hylsan 7. Tjock- leken av hylsan 7 och avståndet mellan ledaren 8 och huset 5 är noggrant beräknat för bildande av ett gnistgap mellan ledaren 8 och huset 5 för energi över ett bestämt tröskel- värde.The invention is described in more detail below with reference to the accompanying drawings, in which the same reference numerals are used for the same parts in the different embodiments, wherein Fig. 1 shows a longitudinal sectional view through a preferred embodiment of a coaxial type electric detonator according to the present invention, Fig. 2 is a fragmentary view similar to Fig. 1 but showing a modification of a portion of the detonator, Fig. 3 is a longitudinal sectional view of another embodiment of the electric detonator having parallel electrode rods, while Fig. 4 is a plan view of that of Figs. 3. showed the electric detonator with some parts omitted. The embodiment of the electrically actuatable detonator according to the present invention shown in Fig. 1 comprises an electrically conductive, tubular igniter body or housing 5 with an annular flange 6 for mounting on other devices to be fired or ignited. . An electrically insulating sleeve 7 fits inside the housing 5 and a tubular electrical conductor 8 fits inside the sleeve 7. The thickness of the sleeve 7 and the distance between the conductor 8 and the housing 5 are carefully calculated to form a spark gap between the conductor 8 and the housing 5 for energy. above a certain threshold value.

En andra ledare 9 har formen av en stång eller stav och är beläget koncentriskt i huset 5 med hjälp av första och andra mellanväggar 10 resp. 11. Den första mellanväggen 10 är relativt tunn och är elektriskt ledande samt medelst presspassning införd i den rörformíga ledaren 8. Väggen 10 är isolerad från stavledaren 9 medelst en isolerande muff 12 som är inpassad på staven 9. Tillsammansmed det ena ändpartíet 13 av den rörformade ledaren 8 bildar väggen 10 en första kammare 14 för inneslutande av en pyroteknisk tändsats eller material 15. En liten bqßg- eller motstånds- trâd 16 är inbäddad i det pyrotekniska materialet och är vid ena änden förbunden med ändpartiet 17 av stavledaren 9 som sträcker sig genom den första väggen 10. Den andra änden av motståndstråden 16 är elektriskt ansluten till mellanväggen 10. Härigenom tillförsäkras en jordning av motståndstråden 16 genom ovannämnda gnistgap, såsom skall beskrivas mer i detalj nedan, varigenom yttre elektriska, radiofrekvens- eller elektrostatisk energi icke kan bilda koronor eller alstra någon ljusbâge genom det pyrotekniska materialet 15. Den första kammaren 14 är tillsluten medelst ' en elektriskt ledande skiva 18 eller ändplatta, som fast- hålles i den rörformade ledaren 8 genom stukníng av dennas yttre ändkant. Det pyrotekniska materialet 15 är sålunda helt ínneslutet av väggar som är goda ledare för såväl värme som elektricitet, så att värme od1eventuell yttre sta- tisk elektricitet över ett bestämt tröskelvärde, som har 10 15 20 25' 30 35 7902732-2 :6 en benägenhet att utvecklas på motståndstrâden_16, kommer att avledas genom kammarens 14 väggar i stället för igenom det pyrotekniska materialet 15.A second conductor 9 has the shape of a rod or rod and is located concentrically in the housing 5 by means of first and second partitions 10 and 10, respectively. 11. The first partition wall 10 is relatively thin and is electrically conductive and by means of a press fit inserted into the tubular conductor 8. The wall 10 is insulated from the rod conductor 9 by means of an insulating sleeve 12 which is fitted to the rod 9. Together with one end portion 13 of the tubular the conductor 8 forms the wall 10 a first chamber 14 for enclosing a pyrotechnic igniter or material 15. A small arc or resistor wire 16 is embedded in the pyrotechnic material and is connected at one end to the end portion 17 of the rod conductor 9 extending through the first wall 10. The second end of the resistor wire 16 is electrically connected to the partition wall 10. This ensures a grounding of the resistor wire 16 through the above-mentioned spark gap, as will be described in more detail below, whereby external electrical, radio frequency or electrostatic energy can not form coronors. or generate an arc through the pyrotechnic material 15. The first chamber 14 is closed n by means of an electrically conductive disc 18 or end plate, which is held in the tubular conductor 8 by splicing of its outer end edge. The pyrotechnic material 15 is thus completely enclosed by walls which are good conductors for both heat and electricity, so that heat or any external static electricity above a certain threshold value, which has a tendency to to be developed on the resistance wire_16, will be diverted through the walls of the chamber 14 instead of through the pyrotechnic material 15.

En hållarring 19 har en kort inre fläns 20 som sträcker sig inåt och passar i ett ringformigt spår 21 på ändpartiet av huset 5. En yttre fläns 22 på hållarringen 19 sträcker sig också inåt och över änden av huset 5 för att bístå_g fasthâllningen av hjsan 7 och den däri belägna ledaren 8. ben yttre flänsen 22 av nàllarringen 19 är skild och ba- lägen på avstånd från änden av den rörformade ledaren 8 medelst en inåtriktad fläns 23 hos hylsan 7, så att den bildar ett gnistgap från den rörformade ledaren 8 till hållarringen 19. Flänsen 22 hos hâllarringen 19 bildar tillsammans med en ringformig ansats 24 i huset 5, hylsan 7 samt den rörformade ledaren 8 ett anslagsorgan för kvar- hållande av_h¶san 7 och ledaren 8 i huset 5. V En andra kammare 25 i den rörformade ledaren 8 begränsas av den andra mellanväggen 11. Denna vägg 11 kan antingen bestå av samma.material som den rörformade ledaren 8 och eventuellt utförd i ett stycke med denna, såsom visas i fig. 1, eller kan den vara framställd ett elektriskt mot- ståndsmateríal med en resistans av åtminstone 10 000 ohm mellan ledarna. Om väggen 11 är framställd av ett material med god elektrisk ledningsförmåga är den isolerad från den andra, stavformiga ledaren 9 medelst ett isolerande rör 261 I detta fall är en dämpningsanordníng 27 inbyggd i ett elektriskt anslutningsdon 28, varvid dämpníngsanord- ningen har en resistans av åtminstone 10 000 ohm och är belägen mellan och i kontakt med de elektriska ledarna 29 hos anslutningsdonet. Om den andra väggen 11 är fram- ställd av ett resístivt material med en resistans av minst 10 000 ohm mellan ledarna 8 och 9 kommer väggen 11 att fungera som en avstörning- eller dämpningsenhet för yttre elektriska energipulser som i annat fall skulle kunna vara kraftiga nog att tända sprängkapseln. Detta gäller speci- 10 15 20 25 30 35 7902732-2 ellt yttre energi vid den övre änden av frekvensspektrum, för vilken induktansen hos ledarna och motståndstråden blir väsentlig.A retaining ring 19 has a short inner flange 20 extending inwardly and fitting in an annular groove 21 on the end portion of the housing 5. An outer flange 22 on the retaining ring 19 also extends inwardly and over the end of the housing 5 to assist in retaining the hinge 7. and the conductor 8 located therein the outer flange 22 of the needle ring 19 is separated and the abutments at a distance from the end of the tubular conductor 8 by means of an inwardly directed flange 23 of the sleeve 7, so that it forms a spark gap from the tubular conductor 8 to the retaining ring 19. The flange 22 of the retaining ring 19 together with an annular shoulder 24 in the housing 5, the sleeve 7 and the tubular conductor 8 form a stop means for retaining the housing 7 and the conductor 8 in the housing 5. A second chamber 25 in the tubular conductor 8 is bounded by the second partition wall 11. This wall 11 can either consist of the same material as the tubular conductor 8 and possibly made in one piece with it, as shown in Fig. 1, or it can be made a electrical resistance material with a resistance of at least 10,000 ohms between the conductors. If the wall 11 is made of a material with good electrical conductivity, it is insulated from the second, rod-shaped conductor 9 by means of an insulating tube 261. In this case, a damping device 27 is built into an electrical connector 28, the damping device having a resistance of at least 10,000 ohms and is located between and in contact with the electrical conductors 29 of the connector. If the second wall 11 is made of a resistive material with a resistance of at least 10,000 ohms between the conductors 8 and 9, the wall 11 will function as a disturbance or attenuation unit for external electrical energy pulses which could otherwise be strong enough to ignite the detonator. This is especially true of external energy at the upper end of the frequency spectrum, for which the inductance of the conductors and the resistor wire becomes essential.

Två ferritringar 30 utfyller den andra kammaren 25, varvid stavledaren 9 sträcker sig genom de míttför varandra be- lägna centrala hålen 31 i ringarna; Dessa ferritringar har till ändamål att genom virvelströmsavledníng dämpa högfrekventa elektriska signaler som kan upptas av ledarna 8 och 9.Two ferrite rings 30 fill the second chamber 25, the rod guide 9 extending through the central central holes 31 in the rings; The purpose of these ferrite rings is to attenuate high-frequency electrical signals which can be picked up by conductors 8 and 9 by eddy current derivation.

Ledarna 8 och 9 är vanligtvis framställda av koppar, mäss- ing eller brons, medan isolationshylsan 7 företrädesvis är framställd av ett formsprutat dielektrikum. Huset 5 är framställt av stål, och det pyrotekniska materialet utgöres vanligtvis av en blandning av kaliumperklorat och zirkonium eller titan. Dämpningsanordningen 27 och ferrit- ringarna 30 består av kommersiellt tillgängliga metalle oxider eller metallpartiklar inbäddade i en plastmatrix.The conductors 8 and 9 are usually made of copper, brass or bronze, while the insulating sleeve 7 is preferably made of an injection-molded dielectric. The housing 5 is made of steel, and the pyrotechnic material is usually a mixture of potassium perchlorate and zirconium or titanium. The damping device 27 and the ferrite rings 30 consist of commercially available metal oxides or metal particles embedded in a plastic matrix.

Vid tal att ringarna 3O och den rörformade ledaren 8 till huset 5 en annan utföringsform är hylsan 7 försedd med ett fler- perforeringar 32, som är fyllda med silikonfett 33 för åstadkomma en bättre_överföring av värme från ferrit- (se högra delen av fig. 1).Speaking of the rings 30 and the tubular conductor 8 to the housing 5 in another embodiment, the sleeve 7 is provided with a multi-perforations 32 which are filled with silicone grease 33 to provide a better transfer of heat from the ferrite (see right part of Fig. 1). ).

Det typiska radiofrekvensbruset eller yttre signalerna som är av primär betydelse för föreliggande uppfinning känne- tecknas av höga frekvenser och höga spänningar men har lägre strömstyrkor än hos den likspänningssignal som är avsedd att aktivera sprängkapseln. Sådan yttre energi kan induceras i mslutnirxgqäpﬁar 34 hosllledarna 8 och 9 som utgör antenner. I huvudsak avledes all yttre energi utom den allra starkaste och detta först genom dämpningsanord- ningen 27 och därefter av ferritringarna 30. All dylik energi som icke avledes på detta sätt och som når mot- ståndstråden 16 kommer att ledas av denna till den rör- io 15 20 25 30 35 7902732-2 8 formade ledaren 8. Om den yttre energin ändå har en inten- sitet som överstiger ett förutbestämt tröskelvärde övergår den såsom en ljusbåge_ti1l husstommen 5 över gnistgapet från ändplattan 18 till hållarríngens fläns 22. Ett annat möjligt gnistgap finns vid den yttre änden av den rörfor- made ledaren 8 och huset 5.The typical radio frequency noise or external signals which are of primary importance for the present invention are characterized by high frequencies and high voltages but have lower currents than the DC voltage signal intended to activate the detonator. Such external energy can be induced in the terminals 34 of the conductors 8 and 9 which constitute antennas. Essentially all external energy except the strongest one is dissipated first through the damping device 27 and then by the ferrite rings 30. All such energy which is not dissipated in this way and which reaches the resistor wire 16 will be conducted by it to the tube. 15 20 25 30 35 7902732-2 8 shaped conductor 8. If the external energy still has an intensity exceeding a predetermined threshold value, it passes as an arc_to1 the body 5 across the spark gap from the end plate 18 to the flange 22 of the holder ring. at the outer end of the tubular conductor 8 and the housing 5.

Figur 2 visar en alternativ utföringsform av den elekt- riskt aktiverbara sprängkapseln i fig. 1, vilken utförings- form ej har hållarringen 19 och spåret 21. Detta är möj- ligt om den rörformade ledaren 8 och hylsan 7 antingen är inpassade med presspassning i huset 5 eller med bindemedel förbundet med detta. Vid denna utföringsform är ísolations- hylsan 7 framställd något kortare än den rörformade leda- ren 8 och huset S för att därigenom bilda en luftspalt 35 däremellan för överföring av gnistbildning genom yttre elektrisk energi.Figure 2 shows an alternative embodiment of the electrically activatable detonator in Fig. 1, which embodiment does not have the retaining ring 19 and the groove 21. This is possible if the tubular conductor 8 and the sleeve 7 are either fitted with a press fit in the housing. 5 or with binder associated therewith. In this embodiment, the insulating sleeve 7 is made slightly shorter than the tubular conductor 8 and the housing S to thereby form an air gap 35 therebetween for transmitting spark formation by external electrical energy.

Den i fig. 3 och 4 visade utföringsformen av den elektriskt aktíverbara sprängkapseln med parallella stavledare inne- fattar ett yttre rörformat, elektriskt ledande metallhölje eller hus 36 med en ringformig fläns 37 för montering av sprängkapseln på andra anordningar som skall avfyras eller tändas. Huset 36 och flänsen 37 kan vara utformade som huset 5 och flänsen 6 vid den i fig. 1 visade utförings- formen. huset 36 innefattar emellertid en stukning vid 38 för kvarhâllande av en elektriskt icke ledande laddnings- behållare 39 av plast och tvâ parallella stavledare 40 och 41 med kontaktstift 42 resp. 43 samt tvâ ferritringar 44 och 45.The embodiment of the electrically actuable detonator with parallel rod conductors shown in Figs. 3 and 4 comprises an outer tubular, electrically conductive metal housing or housing 36 with an annular flange 37 for mounting the detonator on other devices to be fired or ignited. The housing 36 and the flange 37 can be designed as the housing 5 and the flange 6 in the embodiment shown in Fig. 1. however, the housing 36 includes a sputtering at 38 for retaining an electrically non-conductive charging container 39 of plastic and two parallel rod conductors 40 and 41 with contact pins 42 and 42, respectively. 43 and two ferrite rings 44 and 45.

Stavledarna 40 och 41 sträcker sig genom och anligger mot en resistiv insats 46 samt genom mitt för-varandra liggan- de hâl i ferritningarna 44 och 45 och in i laddningsbehâl- laren 39. Insatsen 46 är framställd av ett resistivt ma- terial med en resistans av åtminstone 10 000 ohm mellan ~ huset 36 och var och en av ledarna 40 och 41. En lämplig 10 15 20 25 so' 35 7902732-2 \O elektrisk ledare (icke visad) kan vara anordnad att för- binda ändkontaktstiften 42 och 43 med en tändkrets. Alter- nativt kan kontaktstiften 42 och 43 vara direkt anslutna till en sådan krets.The rod conductors 40 and 41 extend through and abut against a resistive insert 46 and through centrally located holes in the ferrites 44 and 45 and into the charge container 39. The insert 46 is made of a resistive material with a resistance of at least 10,000 ohms between the housing 36 and each of the conductors 40 and 41. A suitable electrical conductor (not shown) may be provided to connect the end contact pins 42 and 43. with an ignition circuit. Alternatively, the contact pins 42 and 43 may be directly connected to such a circuit.

I enlighet med denna utföringsform av uppfinningen är botten- och sidoväggarna av den av plast framställda laddningsbehållaren 39 beklädda med ett metallfolieskíkt 47, varvid metallen åstadkommer en god ledningsförmâga för såväl elektricitet som värme. En laddning eller sats av pyrotekniskt material 48 är innesluten i behållaren 39 och kvarhålles och skyddas i denna, varvid en kant 49 av metallfolieskiktet 47 vetter mot utsidan av behållaren, varjämte ett skyddslock 50 vilar på en ansats 51 intill den öppna änden av behållaren 39. Locket 50 hålles på plats medelst lämpliga organ genom presspassning eller ett binde- medel. I en tänkbar form vid utföringsformen enligt fig. 3 kan locket 50 bestå av en elektriskt ledande platta, medan i en annan form locket 50 kan bestå av en icke ledande platta.In accordance with this embodiment of the invention, the bottom and side walls of the plastic container 39 are lined with a metal foil layer 47, the metal providing good conductivity for both electricity and heat. A charge or charge of pyrotechnic material 48 is enclosed in the container 39 and is retained and protected therein, an edge 49 of the metal foil layer 47 facing the outside of the container, and a protective cap 50 rests on a shoulder 51 adjacent the open end of the container 39. The lid 50 is held in place by suitable means by press fitting or a binder. In one conceivable form in the embodiment according to Fig. 3, the lid 50 may consist of an electrically conductive plate, while in another form the lid 50 may consist of a non-conductive plate.

En motstândstrâd eller brygga 52 är inbäddad i den pyro- tekniska laddningen 48, varvid den ena änden av tråden är ansluten till ett ändparti av ledaren 40, medan den andra änden är ansluten till ett ändparti 54 av ledaren 41.A resistor wire or bridge 52 is embedded in the pyrotechnic charge 48, one end of the wire being connected to one end portion of the conductor 40, while the other end is connected to an end portion 54 of the conductor 41.

Såsom visas vid fig. 4, vilken är en planvy av den elektris- ka sprängkapseln med skyddslocket 50 och tändsatsen 4É borttagen, är ledardelen 53 direkt elektriskt förbunden med metallfolieskiktet 47 i laddningsbehållaren 39. Leda- rens ändparti 54 är emellertid isolerat från metallfolie- skiktet 47. För detta ändamål är ett mindre parti av me- tallfolien 47 såsom visas vid 55 bortskuret från området runt ledarens ändparti 54. Om så önskas kan givetvis en isolerande hylsa eller ring, såsom isolationsringen enligt utföringsformen 1 fig. 1, placeras över ändpartiet 54 av ledaren 41 för att elektriskt isolera den senare från metallfolieskiktet 47. 10 15 20 25 30 -35 7902732-2 10 Genom detta arrangemang är den ena ände n av motstånds- trâden 52 direkt elektriskt förbunden med metallfolíe- skiktet 47, medan den andra änden är isolerad från skiktet. de material är den pyrotekniska laddningen 48 vid _ När skyddslocket 50 är framställt av ett elektriskt ledan- are helt omgiven av metalliska väggar som tillförsäkrar god elekt- risk ledningsförmåga, bortsett från ett mindre bortskuret parti av metallfolíen 47, vilket erfordras för den elekt- riska isoleringen av ledarens ändparti 54 från skiktet 47. här locket 50 är framställt av elektriskt icke- material är enbart sidorna och Enligt de uppfinningen är stukningen 38 vid änden av det yttre 36 så anordnat på avstånd från kanten 4 ledande bottnen omgivna av metall. båda alternativen vid denna utföringsform av huset 9 av metallfolíe- skiktet 47 att ett mycket noggrant beräknat gnistgap er- hålles mellan kanten 49 och huset 36, varvid den senare är jordad till den anordning på vilken den elektriska sprängkapseln är monterad.As shown in Fig. 4, which is a plan view of the electric detonator with the protective cap 50 and the igniter 4É removed, the conductor portion 53 is directly electrically connected to the metal foil layer 47 in the charge container 39. However, the end portion 54 of the conductor is insulated from the metal foil layer 47. For this purpose, a smaller portion of the metal foil 47 as shown at 55 is cut away from the area around the end portion 54 of the conductor. If desired, of course, an insulating sleeve or ring, such as the insulating ring according to embodiment 1 Fig. 1, may be placed over the end portion 54. of the conductor 41 to electrically insulate the latter from the metal foil layer 47. By this arrangement, one end n of the resistance wire 52 is directly electrically connected to the metal foil layer 47, while the other end is isolated from the layer. The material is the pyrotechnic charge 48 at - When the protective cover 50 is made of an electrical conductor completely surrounded by metallic walls which ensure good electrical conductivity, except for a smaller cut-off portion of the metal foil 47, which is required for the electrical the insulation of the end portion 54 of the conductor from the layer 47. here the lid 50 is made of electrically non-material only the sides and According to the invention the upsetting 38 at the end of the outer 36 is so arranged at a distance from the edge 4 leading the bottom surrounded by metal. both alternatives in this embodiment of the housing 9 of the metal foil layer 47 that a very accurately calculated spark gap is obtained between the edge 49 and the housing 36, the latter being grounded to the device on which the electric detonator is mounted.

Liksom vid den i fig. 1 visade utföringsformen avledes all utom den mest kraftiga yttre elektriska energin, som indu- ceras i de normalt ojordade kontaktstiften 42 och 43, ferritringarna 44 och 45. Högr först genom den resistiva insatsen 46 och därefter av e elektrostatisk energi och därigenom alstrad värme, som kan nå motståndstråden 52, ledes av metallfolíeskiktet 47 runt och bort från den pyrotekniska laddningen 48. des kommer den elektrostatiska ener båge över laddningsbehållarens 39 vägg och d metallhuset 36 genom en från den pyrotekniska Om ett tröskelvärde överskri- gin att bilda en ljus- et jordade laddningenÄ' 48 skild bana. Detta resultat erhålles även om'skydds- locket 50 är framställt av ett icke ledande material. sålunda ett elektriskt le- dande material är att föredraga för skyddslocket, efter- -Användningen av en metall och som ständig elektrisk avskärmníngß en bättre värmeledning erhålles liksom även en full- På detta sätt förhindras ..,...«v.nn~._ _ _ ....._...... .m-e.. .--nu 10 15 20 25 30 35 7902732-2 11 yttre elektriska radiofrekvenssignaler och elektrostatiska spänningar att passera genom den pyrotekniska laddningen 48 och att därigenom utveckla tillräckligt koncentrerad värme för att tända laddningen.As in the embodiment shown in Fig. 1, all but the most powerful external electrical energy induced in the normally unearthed contact pins 42 and 43 are dissipated by the ferrite rings 44 and 45. Higher first through the resistive insert 46 and then by an electrostatic energy. and thereby generated heat, which can reach the resistance wire 52, is conducted by the metal foil layer 47 around and away from the pyrotechnic charge 48. Then the electrostatic ener arc over the wall of the charge container 39 and the metal housing 36 through a from the pyrotechnic If a threshold exceeded that form a light- and grounded chargeÄ '48 separate path. This result is obtained even if the protective cover 50 is made of a non-conductive material. thus an electrically conductive material is preferable for the protective cover, after- -the use of a metal and as a constant electrical shieldingß a better heat conduction is obtained as well as a full- In this way, .., ... «v.nn ~ is prevented. _ _ _ ....._...... .me .. .-- now 10 15 20 25 30 35 7902732-2 11 external electrical radio frequency signals and electrostatic voltages to pass through the pyrotechnic charge 48 and thereby to develop sufficiently concentrated heat to ignite the charge.

Sålunda föreslås enligt föreliggande uppfinning en förbätt- ring av de kända elektriskt aktiverbara sprängkapslarna genom att elektriska ledare från sprängkapselns änduttag är förbundna med varandra vid den ena änden medelst en motstånds- eller bryggtråd. Ledarna_sträcker sig genom väggen av en behållare som har god ledningsförmåga för värme och elektricitet, vilken behållare är fylld med pyrotekniskt material och i vilken motståndstråden är in- bäddad. Den ena änden av motståndstråden är direkt elekt- riskt förbunden med behâllaren,.medan den andra är elekt- riskt isolerad från densamma. Sprängkapseln innefattar vidare ett jordat, elektriskt ledande yttre hus eller hölje, som är beläget på avstånd från behållaren medelst ett isolationsorgan, varvid sammansättningen är sådan att man erhåller en från den pyrotekniska laddningen skild bana för ledande av värme och elektrostatisk energi runt och bort från den pyrotekniska laddningen. De elektrosta- tiska laddningar som har en benägenhet att alstras på mot- stândstrâden tillåtes sålunda att på ett oskadligt sätt bilda en ljusbåge mellan behållaren och det jordade huset, varför den elektrostatiska energin blir oförmögen att tän- da den pyrotekniska laddningen. Detta önskade resultat uppnås vid var och en av utföringsformerna av uppfinningen som visats och beskrivits och detta genom åstadkommande av enbart en momentan förbindelse med jorden av en av de nor- malt ojordade änduttagen eller ledarna hos sprängkapseln vid uppkommande av en bågurladdning, såsom beskrivits. En sådan momentan jordförbindelse inverkar icke negativt på den ändamålsenliga funktionen av den erforderliga övervak- ningskretsen som kan vara samhörande med den elektriska sprängkapseln, såsom är fallet då den senare används för att tända en uppblâsningsanordning för en säkerhetsluft- kudde i ett motorfordon. 7902732-2 '12 Ehuru föredragna utföringsformer av uppfinniñåen beskri- vits i detalj ovan är uppfinningen icke begränsad till de beskrivna utföríngsfofmerna utan kan varieras inom ra- men för efterföljande patentkrav.Thus, according to the present invention, an improvement of the known electrically activatable detonators is proposed in that electrical conductors from the end socket of the detonator are connected to each other at one end by means of a resistance or bridge wire. The conductors extend through the wall of a container having good conductivity for heat and electricity, which container is filled with pyrotechnic material and in which the resistance wire is embedded. One end of the resistance wire is directly electrically connected to the container, while the other is electrically isolated from it. The detonator further comprises a grounded, electrically conductive outer housing or housing, which is located at a distance from the container by means of an insulating member, the composition being such as to obtain a path separate from the pyrotechnic charge for conducting heat and electrostatic energy around and away from it. the pyrotechnic charge. The electrostatic charges which have a tendency to be generated on the resistor wire are thus allowed to form an arc in a harmless manner between the container and the grounded housing, so that the electrostatic energy becomes incapable of igniting the pyrotechnic charge. This desired result is achieved in each of the embodiments of the invention shown and described and this by providing only a momentary connection to the ground of one of the normally unearthed end sockets or the conductors of the detonator in the event of an arc discharge, as described. Such an instantaneous earth connection does not adversely affect the proper functioning of the required monitoring circuit which may be associated with the electric detonator, as is the case when the latter is used to ignite an inflator for a safety airbag in a motor vehicle. Although preferred embodiments of the invention have been described in detail above, the invention is not limited to the embodiments described but may be varied within the scope of the appended claims.

Claims

i0 15 20 25 30 35 79o2732a2. 13 _Patentkrav

An electrically activatable detonator, comprising a pyro-technical charge (15:48) an electrical means (8. 9. 10. 16, 17. 39, 34: 40. 41. 42. 43, 52. 53. 54) for ignition of the charge. which electrical means has a pair of electrical conductors (8. 9. 29. 34: 40. 41) each having connection ends (10. 17; 52. 54). and a resistance wire connected between the latter (16. 52). characterized by the fact that an electrically conductive housing (5:36) is arranged to enclose the pyrotechnic charge (15:48). wherein the conductors (8. 9. 29. 34; 40, 41) extend outside the housing. that electrically conductive walls (10. 13. 18; 47) are arranged inside the housing (5:36) in a surrounding relationship to the pyrotechnic charge (15:48). which walls (10. 13. 18; 47) are electrically insulated from the housing (5:36), one of the connection ends being electrically connected to the walls (10. 13. 18: 47) below the other being insulated therefrom. whereby on the connection ends (10. 17; 53. 54) generated electrostatic energy is conducted around and away from the pyrotechnic charge (15: 48) through said walls (10, 13, 18; 47). and that a spark gap (23) is arranged between the walls (10. 13, 18; 47) and the housing (5:36) so that electrostatic energy exceeding a threshold value will be discharged from the walls (10. 13. 18; 47) to the house (5:36) by arcing.

Detonator according to claim 1, characterized in that a resistive collecting element (11, 27; 46) of ferrite rings (30, 44, 45) is arranged in the housing (5:36) in cooperation with the conductors (8, 9, 29). 34: 40. 41). leading to the resistance wire (16. 52). with the resistive collecting element (ll. 27:46) in electrical contact with the conductors (8. 9, 29, 34; 40. 41) and with the ferrite rings electrically isolated from the conductors (8, 9. 29. 34: 40. 41) and in good heat transfer relationship with the housing (5:36) and thus to a refrigerator. for attenuation of radio 10 15 20 25 30 35 e3. Bounce capsule according to claim 2. Frequency signals and electrostatic energy which have a tendency to be induced in the housing from the outside. characterized in that the housing (5; 36) has a tubular shape with said walls (10. l3.al8; 47) located at one end of the housing, together with the conductors (8,

3. 9. 29. 34; 40. 41. 42. 43) extends outside the housing (5:36) at the other end thereof, the walls (10, 13. 18; 47) having a portion (13) which is tubular and arranged concentrically relative to the housing (5:36). 5:36).

Detonator according to Claim 3, characterized in that an extension (8) of the tubular part (13) constitutes one of the conductors. while the second conductor is constituted by a rod (9) which is concentrically arranged relative to the tubular extension (8). that a dielectric sleeve (7) is arranged between the housing (5) and the tubular part (13) and the extension (8). that the walls (10, 13. 18) comprise an electrically conductive partition wall (10) which is connected to the tubular part (13) and has an opening (12) through which the rod-shaped conductor extends. which rod-shaped conductor (9) is insulated from the partition (10). and that the conductive partition (10) and a second partition (11) in the tubular extension (8) form a chamber (25). which contains at least one ferrite ring (30) with a central hole. through which the rod-shaped conductor (10) extends. furthermore the detonator comprises an electrically conductive end closure or cap (18) which is held at the end of the tubular part (13) for enclosing the pyrotechnic charge (15):

Spring capsule according to Claim 4, characterized in that the dielectric sleeve (7) adjacent to the end closure (18) is shorter than the housing (5) and the tubular part (13). thereby forming an air gap (35) for sparking between the housing (5) and the tubular part (13).

Detonator according to claim 4, characterized in that it comprises a seam (19) with a non-fine (zo) 10 25 29 25 an extending inwardly and fitting in a groove (21) on the end portion of the housing (5) adjacent the pyrotechnic charge (15), and an outer flange (22) extending inwardly for holding the dielectric sleeve (7). the tubular part (13) and the extension (8) in the housing (5). furthermore the detonator comprises an inwardly directed flange (23) on the end of the sleeve (7) for pouring the outer flange (22) of the holding ring (19) at a distance from the end of the tubular part (13).

Detonator according to claim 4, characterized in that it comprises a fastening member (6) which is connected to the housing (5) at the end of the housing which is opposite the electrically conductive end closure (18). which fastening means (6) consists of an annular flange formed A v 1 in one piece with the housing (5), furthermore the detonator comprises a space for accommodating a connector (28) on the other side of the second partition wall (11). which connector (28) receives the end of the rod-shaped conductor (9). and the connector (28) comprises electrically conductive connections (29) for contact with the tubular and rod-shaped conductors (8 and 9, respectively). which connections are attached to a cylinder (27) of a material having an electrical resistance of at least lo ooo onm. in

Detonator according to Claim 4, characterized in that the dielectric sleeve (7) has a plurality of perforations (32) which are filled with a silicone grease (33) in order to improve the heat transfer from the tubular electrical conductor element (13) and the extension (a) to the house (s) §

Detonator according to claim 3, characterized in that the two conductors have the shape of rods (40. 41). extending parallel to each other in the longitudinal direction of the housing (36), and the detonator comprises a dielectric cup (39) for accommodating the Pizotechnical charge. which bowl (39) is located at one end of the housing (36), the electrically conductive walls consisting of a metal foil layer (47) on the insides and the bottom of the bowl (39), the bottom of which forms a nail wall through which one end (53. 54) nose each of the rods extends, one of which rods (53) is connected to the metal foil layer (47) while the other (54) is insulated from this layer. furthermore, a protective lid (50) is arranged to enclose the pyrotechnic charge (48) in the bowl, which lid (50) extends into the open end of the bowl (39) with edge (49) of the metal foil layer (47) facing the outside of the bowl adjacent the end (38) of the housing (36) to form a spark gap for the latter.