WO1999062676A1 - Igniting the propellant charge powder in a plastic cartridge, especially for bolt-firing tools - Google Patents

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Definitions

  • the invention relates to an ignition of the propellant charge powder of a plastic cartridge, in particular for bolt-setting devices, according to the preamble of claim 1
  • Such a cartridge according to the prior art is known from DE 44 44 095 C2.
  • This consists of a cup-shaped base part, in which the propellant powder is arranged, and a cover, which consists of several layers. The firing takes place via a firing pin on an ignition set which is arranged between the layers of the cover
  • the invention has for its object to improve an ignition for the propellant powder of a plastic cartridge according to the preamble of claim 1 so that it is fatigue-free in continuous operation
  • this object is achieved in that the ignition is carried out by an electrical discharge or by laser light
  • the ignition can have a direct effect on the propellant charge powder or can take place via an ignition charge.
  • the propellant charge powder is advantageously one ignitable ignition set arranged in the cartridge, on which the ignition acts
  • the ignition set can be arranged on the cover or on the edge of the cartridge between the base part and cover
  • the ignition advantageously takes place via a high voltage generated, for example, by a piezoelectric stall
  • the first pole of the ignition is expediently an electrically conductive tip pierced by the cover and the other pole is either a second electrically conductive tip or an adjacent metal block
  • the ignition is advantageously carried out by laser light, specifically by a laser diode which is placed on the cover
  • the ignition can usefully take place indirectly or directly
  • Indirect ignition is characterized by the fact that the ignition takes place by thermal excitation of one or more additives (eg graphite) in the ignition charge or propellant powder, the additives having an absorption over a wide wavelength range
  • the direct ignition is characterized by the fact that the ignition takes place by excitation of the molecules of the ignition charge or of the propellant charge powder, laser light being irradiated at precisely the wavelength which raises the molecules of the ignition charge or the propellant charge powder to the energy level from which the exothermic decay takes place
  • FIG. 3 is an electrical ignition similar to FIG. 1, but here the ignition set is arranged in the middle of the cartridge,
  • FIG. 4 is an electrical ignition similar to FIG. 3, but without ignition,
  • Fig. 5 is ignition by laser light with a set of lights
  • Fig. 6 is ignition with laser light without an ignition charge.
  • the base part 2 has a circumferential collar, a starting set 4 being arranged between the base part 2 and the cover 3.
  • the ignition takes place through the cover 3 with two tips 5, 6 made of electrically conductive material. At these tips 5, 6 a high voltage, for. B. created by a piezo crystal.
  • an earthed metal block 7 is arranged below the collar and thus the primer 4.
  • a tip can also be located on the metal block 7.
  • the ignition set 4 is arranged in the middle of the cartridge.
  • the Anzundsatz 4 z. B. in a plastic cartridge directly above the propellant powder 1 or be applied to this.
  • no ignition set is used.
  • Two tips 5, 6 are pushed directly into the cover 3 or through it into the propellant powder 1 and a discharge is brought about between them.
  • laser light 9 ignites a starting set 4 (FIG. 5) through the cover 3 or directly the propellant powder 1 (FIG. 6).
  • a laser diode 8 is preferably placed directly on the cover 3.
  • the ignition can take place in two ways, depending on the wavelength of the incident light
  • Laser light is radiated at precisely the wavelength which raises the ignition charge molecules (e.g. potassium benzanate) to the energy level from which the exothermic decay takes place (unimolecular, exothermic decay).
  • ignition charge molecules e.g. potassium benzanate

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Abstract

The invention relates to the igniting of the propellant charge powder (1) in a plastic cartridge, especially for bolt-firing tools. Said cartridge consists of a cup-shaped base part (2) with a cap (3), the propellant charge powder (1) being located in the base part (2). According to the invention, the propellant charge powder is ignited by an electrical discharge or by laser light (9) to ensure continuous fatigue-proof operation.

Description

Anzündung des Treibladungspulvers einer Kunststoffkartusche, insbesondere für Bolzensetzgeräte Ignition of the propellant powder of a plastic cartridge, especially for bolt-setting tools
Die Erfindung betrifft eine Anzündung des Treibladungspulvers einer Kunststoffkartu- sehe, insbesondere für Bolzensetzgerate, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1The invention relates to an ignition of the propellant charge powder of a plastic cartridge, in particular for bolt-setting devices, according to the preamble of claim 1
Die Kartuschen von heute auf dem Markt befindlichen Bolzensetzgeraten werden sofern sie Feststoffe (Treibladungspulver) als Treibmittel verwenden, durch mechanische Energieübertragung (Einschlag eines Schlagbolzens auf die Zundmasse) zur Reaktion gebracht Der dabei immer zur Spannung der Schlagbolzenfeder notwendige Kraftaufwand wird von den Herstellern der Bolzensetzgerate als zu ermüdend im Dauerbetrieb erachtetThe cartridges of bolt-setting tools currently on the market, if they use solids (propellant powder) as propellants, are reacted by mechanical energy transfer (impact of a firing pin on the ignition mass). The force required to tension the firing pin spring is always considered by the manufacturers of the bolt-setting tools as deemed too tiring in continuous operation
Aus der DE 44 44 095 C2 ist eine solche Kartusche nach dem Stand der Technik be- kannt. Diese besteht aus einem becherförmigen Bodenteil, in dem das Treibladungspulver angeordnet ist und aus einer Abdeckung, die aus mehreren Schichten besteht Die Anzündung erfolgt über einen Schlagbolzen auf einen Anzundsatz der zwischen den Schichten der Abdeckung angeordnet istSuch a cartridge according to the prior art is known from DE 44 44 095 C2. This consists of a cup-shaped base part, in which the propellant powder is arranged, and a cover, which consists of several layers. The firing takes place via a firing pin on an ignition set which is arranged between the layers of the cover
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anzündung für das Treibladungspulver einer Kunststoffkartusche nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 so zu verbessern, daß diese im Dauerbetrieb ermudungsfrei istThe invention has for its object to improve an ignition for the propellant powder of a plastic cartridge according to the preamble of claim 1 so that it is fatigue-free in continuous operation
Erfindungsgemaß wird diese Aufgabe dadurch gelost daß die Anzündung durch eine elektrische Entladung oder durch Laserlicht erfolgtAccording to the invention, this object is achieved in that the ignition is carried out by an electrical discharge or by laser light
Beide Anzundungsarten sind ermudungsfrei und ermöglichen eine sichere AnzündungBoth types of ignition are fatigue-free and enable reliable ignition
Die Anzündung kann direkt auf das Treibladungspulver einwirken oder aber über einen Anzundsatz erfolgen Hierzu ist vorteilhafterweise ein das Treibladungspulver anzundfahiger Anzundsatz in der Kartusche angeordnet, auf den die Anzündung einwirktThe ignition can have a direct effect on the propellant charge powder or can take place via an ignition charge. For this purpose, the propellant charge powder is advantageously one ignitable ignition set arranged in the cartridge, on which the ignition acts
Der Anzundsatz kann dabei an der Abdeckung oder am Rand der Kartusche zwischen Bodenteil und Abdeckung angeordnet seinThe ignition set can be arranged on the cover or on the edge of the cartridge between the base part and cover
In einer ersten vorteilhaften Ausfuhrungsform erfolgt die Anzündung vorteilhafterweise über eine z B durch ein Piezokπstall erzeugte HochspannungIn a first advantageous embodiment, the ignition advantageously takes place via a high voltage generated, for example, by a piezoelectric stall
Zweckmaßigerweise ist der erste Pol der Anzündung eine durch die Abdeckung gestochene elektrisch leitfahige Spitze und der andere Pol entweder eine zweite elektrisch leitfahige Spitze oder ein benachbarter MetallblockThe first pole of the ignition is expediently an electrically conductive tip pierced by the cover and the other pole is either a second electrically conductive tip or an adjacent metal block
In einer alternativen vorteilhaften Ausfuhrungsform erfolgt die Anzündung vorteilhaf- terweise durch Laserlicht und zwar durch eine Laserdiode, die auf die Abdeckung aufgesetzt istIn an alternative advantageous embodiment, the ignition is advantageously carried out by laser light, specifically by a laser diode which is placed on the cover
Die Anzündung kann dabei sinnvollerweise indirekt oder direkt erfolgenThe ignition can usefully take place indirectly or directly
Die indirekte Anzündung zeichnet sich dadurch aus, daß die Anzündung durch thermische Anregung eines oder mehrerer Zusatzstoffe (z B Graphit) im Anzundsatz oder Treibladungspulver erfolgt, wobei die Zusatzstoffe eine Absorption über einen weiten Wellenlangenbereich aufweisenIndirect ignition is characterized by the fact that the ignition takes place by thermal excitation of one or more additives (eg graphite) in the ignition charge or propellant powder, the additives having an absorption over a wide wavelength range
Die direkte Anzündung zeichnet sich dadurch aus, daß die Anzündung durch Anregung der Moleküle des Anzundsatzes oder des Treibladungspulvers erfolgt, wobei Laserlicht genau der Wellenlange eingestrahlt wird, welche die Moleküle des Anzundsatzes bzw des Treibladungspulvers auf das Energieniveau anheben, von welchem aus der exotherme Zerfall stattfindetThe direct ignition is characterized by the fact that the ignition takes place by excitation of the molecules of the ignition charge or of the propellant charge powder, laser light being irradiated at precisely the wavelength which raises the molecules of the ignition charge or the propellant charge powder to the energy level from which the exothermic decay takes place
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Figuren, die nachfolgend beschrieben sind Es zeigt Fig. 1 eine elektrische Anzündung über zwei Spitzen und einen Anzundsatz,Further features of the invention result from the figures which are described below. It shows 1 is an electrical ignition over two tips and a set of ignition,
Fig. 2 eine elektrische Anzündung über eine Spitze und einen Metallblock als zwei- ten Pol und einen Anzundsatz,2 shows an electrical ignition via a tip and a metal block as the second pole and an ignition set,
Fig. 3 eine elektrische Anzündung ähnlich Fig. 1 , jedoch ist hier der Anzundsatz in der Mitte der Kartusche angeordnet,3 is an electrical ignition similar to FIG. 1, but here the ignition set is arranged in the middle of the cartridge,
Fig. 4 eine elektrische Anzündung ähnlich Fig. 3, jedoch ohne Anzundsatz,4 is an electrical ignition similar to FIG. 3, but without ignition,
Fig. 5 eine Anzündung durch Laserlicht mit einem Anzundsatz undFig. 5 is ignition by laser light with a set of lights and
Fig. 6 eine Anzündung mit Laserlicht ohne einen Anzundsatz.Fig. 6 is ignition with laser light without an ignition charge.
Fig. 1 zeigt eine Kunststoffkartusche bestehend aus einem becherförmigen Bodenteil 2, in dem das Treibladungspulver 1 angeordnet ist und einer Abdeckung 3. Das Bodenteil 2 hat einen umlaufenden Kragen, wobei zwischen Bodenteil 2 und der Abdek- kung 3 ein Anzundsatz 4 angeordnet ist. Die Anzündung erfolgt durch die Abdeckung 3 hindurch mit zwei Spitzen 5, 6 aus elektrisch leitfähigem Material. An diese Spitzen 5, 6 wird eine Hochspannung, z. B. durch ein Piezokristall, angelegt.1 shows a plastic cartridge consisting of a cup-shaped base part 2, in which the propellant powder 1 is arranged, and a cover 3. The base part 2 has a circumferential collar, a starting set 4 being arranged between the base part 2 and the cover 3. The ignition takes place through the cover 3 with two tips 5, 6 made of electrically conductive material. At these tips 5, 6 a high voltage, for. B. created by a piezo crystal.
In Fig. 2 ist an Stelle der zweiten Spitze 6 in Fig. 1 ein geerdeter Metallblock 7 unterhalb des Kragens und damit des Anzündsatzes 4 angeordnet. Auf dem Metallblock 7 kann sich zusätzlich noch eine Spitze befinden.In Fig. 2, instead of the second tip 6 in Fig. 1, an earthed metal block 7 is arranged below the collar and thus the primer 4. A tip can also be located on the metal block 7.
In der Ausführungsform von Fig. 3 ist der Anzundsatz 4 in der Mitte der Kartusche angeordnet. Der Anzundsatz 4 kann z. B. in einer Kunststoffkartusche direkt über dem Treibladungspulver 1 angeordnet sein oder auf dieses aufgebracht werden. In der Ausführungsform von Fig. 4 wird kein Anzundsatz verwendet. Zwei Spitzen 5, 6 werden direkt in die Abdeckung 3 oder durch diese hindurch in das Treibladungspulver 1 gestoßen und zwischen diesen eine Entladung herbeigeführt.In the embodiment of FIG. 3, the ignition set 4 is arranged in the middle of the cartridge. The Anzundsatz 4 z. B. in a plastic cartridge directly above the propellant powder 1 or be applied to this. In the embodiment of Fig. 4, no ignition set is used. Two tips 5, 6 are pushed directly into the cover 3 or through it into the propellant powder 1 and a discharge is brought about between them.
In den Fig. 5 und 6 zündet Laserlicht 9 durch die Abdeckung 3 hindurch einen Anzundsatz 4 (Fig. 5) oder aber direkt das Treibladungspulver 1 (Fig. 6). Hierzu wird bevorzugt eine Laserdiode 8 direkt auf die Abdeckung 3 aufgesetzt.In FIGS. 5 and 6, laser light 9 ignites a starting set 4 (FIG. 5) through the cover 3 or directly the propellant powder 1 (FIG. 6). For this purpose, a laser diode 8 is preferably placed directly on the cover 3.
Die Anzündung kann dabei auf zweierlei Arten, abhängig von der Wellenlänge des eingestrahlten Lichts, erfolgenThe ignition can take place in two ways, depending on the wavelength of the incident light
1. indirekt durch thermische Anregung eines oder mehrerer Zusatzstoffe (z. B. Graphit), welche Absorption über einen weiten Wellenlängenbereich aufweisen. Diese heißen Partikel zünden dann den Anzundsatz.1. indirectly by thermal excitation of one or more additives (e.g. graphite) which have absorption over a wide wavelength range. These hot particles then ignite the ignition.
direkt durch Anregung der Moleküle des Anzündsatzes. Dabei wird Laserlicht mit genau der Wellenlänge eingestrahlt, welche die Moleküle des Anzündsatzes (z. B. Kalium-Benzanat) auf das Energieniveau anheben, von welchem aus der exotherme Zerfall stattfindet (unimolekularer, exothermer Zerfall). directly by exciting the molecules of the primer. Laser light is radiated at precisely the wavelength which raises the ignition charge molecules (e.g. potassium benzanate) to the energy level from which the exothermic decay takes place (unimolecular, exothermic decay).

Claims

Ansprüche Expectations
1. Anzündung des Treibladungspulvers (1 ) einer Kunststoffkartusche, insbesondere für Bolzensetzgeräte, wobei die Kartusche aus einem becherförmigen Bodenteil (2) mit einer Abdeckung (3) besteht und das Treibladungspulver (1 ) in dem Bodenteil1. Ignition of the propellant powder (1) of a plastic cartridge, in particular for bolt-setting tools, the cartridge consisting of a cup-shaped base part (2) with a cover (3) and the propellant charge powder (1) in the base part
(2) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzündung durch eine elektrische Entladung oder durch Laserlicht (9) erfolgt.(2) is arranged, characterized in that the ignition takes place by an electrical discharge or by laser light (9).
2. Anzündung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß ein das Treibla- dungspulver (1 ) anzündfähiger Anzundsatz (4) in der Kartusche angeordnet ist, auf den die Anzündung einwirkt.2. Ignition according to claim 1, characterized in that a propellant powder (1) ignitable ignition set (4) is arranged in the cartridge, on which the ignition acts.
3. Anzündung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anzundsatz (4) an der Abdeckung (3) oder am Rand der Kartusche zwischen Bodenteil (2) und Ab- deckung (3) angeordnet ist.3. Ignition according to claim 2, characterized in that the ignition set (4) on the cover (3) or on the edge of the cartridge between the bottom part (2) and cover (3) is arranged.
4. Anzündung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzündung über eine z. B. durch einen Piezokristall erzeugte Hochspannung erfolgt.4. Ignition according to one of claims 1 to 3, characterized in that the ignition via a z. B. is generated by a piezo crystal high voltage.
5. Anzündung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Pol der Anzündung eine durch die Abdeckung (3) gestochene elektrisch leitfähige Spitze (5) ist, und der andere Pol entweder eine zweite elektrisch leitfähige Spitze (6) oder ein benachbarter Metallblock (7) ist.5. Ignition according to claim 4, characterized in that the first pole of the ignition is a through the cover (3) pierced electrically conductive tip (5), and the other pole either a second electrically conductive tip (6) or an adjacent metal block ( 7) is.
6. Anzündung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzündung durch Laserlicht (9) durch eine Laserdiode (8) erfolgt, die auf die Abdeckung (3) aufgesetzt ist.6. Ignition according to one of claims 1 to 3, characterized in that the ignition by laser light (9) is carried out by a laser diode (8) which is placed on the cover (3).
7. Anzündung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzündung indirekt durch thermische Anregung eines oder mehrerer Zusatzstoffe (z. B. Graphit) im Anzundsatz (4) oder Treibladungspulver (1 ) erfolgt, wobei die Zusatzstoffe eine Absorption über einen weiten Wellelängenbereich aufweisen.7. Ignition according to claim 6, characterized in that the ignition indirectly by thermal excitation of one or more additives (z. B. graphite) in Ignition (4) or propellant charge powder (1) takes place, the additives having an absorption over a wide wavelength range.
8. Anzündung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzündung direkt durch Anregung der Moleküle des Anzündsatzes (4) oder des Treibladungspulvers (1 ) erfolgt, wobei Laserlicht (9) genau der Wellenlänge ausgestrahlt wird, welche die Moleküle des Anzündsatzes (4) bzw. des Treibladungspulvers (1 ) auf das Energieniveau anheben, von welchem aus der exotherme Zerfall stattfindet. 8. Ignition according to claim 6, characterized in that the ignition takes place directly by excitation of the molecules of the ignition charge (4) or the propellant charge powder (1), laser light (9) being emitted exactly the wavelength which the molecules of the ignition charge (4) or the propellant powder (1) to the energy level from which the exothermic decay takes place.
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