CH656953A5 - DEVICE FOR THE IGNITION OF BLASTING BODIES. - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Zündung von Sprengkörpern, welche Vorrichtung mit einer metallischen Dünnschicht versehen ist, die auf einem Tragkörper angebracht ist, wobei der Tragkörper aus einem Isolationsmaterial besteht. The present invention relates to a device for detonating explosive devices, the device being provided with a metallic thin layer which is attached to a support body, the support body consisting of an insulating material.

Zur Zündung eines Sprengkörpers mittels einer elektrisch leitenden metallischen Dünnschicht benötigt man eine gewisse Energiemenge pro Querschnitt. Um die erforderliche Zündenergie möglichst gering zu halten, versuchte man, die Zündfläche in der elektrisch leitenden metallischen Dünnschicht in bezug auf den Querschnitt klein zu halten. Aus technischen Gründen darf die Zündfläche jedoch ein gewisses Mass nicht unterschreiten, wobei als unterste Grenze etwa 100 um2 gilt. Als Folge davon hat auch die elektrische Energie, die für die Zündung erforderlich ist, eine untere Grenze, die bisher nicht unterschritten werden konnte. A certain amount of energy per cross-section is required to detonate an explosive device using an electrically conductive metallic thin layer. In order to keep the required ignition energy as low as possible, attempts were made to keep the ignition area in the electrically conductive metallic thin layer small in relation to the cross section. For technical reasons, however, the ignition area must not be less than a certain amount, the lowest limit being about 100 µm2. As a result, the electrical energy required for ignition also has a lower limit, which has so far not been undercut.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei der man mit einer kleineren Energiemenge auskommt und/oder die Sicherheit der Vorrichtung erhöht. The object of the invention is to provide a device of the type mentioned in the introduction, in which one manages with a smaller amount of energy and / or increases the safety of the device.

Die vorgenannte Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Dünnschicht aus mehreren Einzelschichten gebildet ist, die aus verschiedenen Metallen bestehen, welche beim gegenseitigen Legieren Wärme bilden. The aforementioned object is achieved in that the thin layer is formed from several individual layers, which consist of different metals, which form heat when they are alloyed with one another.

Der Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, dass die beim Legieren entstandene Wärme zusätzlich die Wärme erhöht, die durch den Durchgang des ohmschen Stromes erzeugt wird. The advantage of the invention can be seen in the fact that the heat generated during alloying additionally increases the heat which is generated by the passage of the ohmic current.

Die Weiterentwicklungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen enthalten. Further developments of the invention are contained in the dependent claims.

Es hat sich gezeigt, dass die Dünnschicht zweckmässig aus zwei Einzelschichten besteht. Vorteilhaft ist die untere Einzelschicht als eine Aluminiumschicht und die obere Einzelschicht als eine Palladiumschicht ausgebildet. Bei einer anderen Variante besteht die untere Einzelschicht wieder aus einer Aluminiumschicht, die obere Einzelschicht wird jedoch durch eine Platinschicht gebildet. Man kann auch eine Kombination von drei Metallen verwenden. Die Dünnschicht kann dann zweckmässig aus Aluminium-, Palladium-und Platinschicht bestehen. It has been shown that the thin layer expediently consists of two individual layers. The lower individual layer is advantageously designed as an aluminum layer and the upper individual layer as a palladium layer. In another variant, the lower individual layer again consists of an aluminum layer, but the upper individual layer is formed by a platinum layer. A combination of three metals can also be used. The thin layer can then suitably consist of an aluminum, palladium and platinum layer.

Um in der Dünnschicht eine brückenartige Zündschicht zu bilden, ist die Dünnschicht mit einer Aussparung in zwei s Teile getrennt und diese Teile mit der brückenartigen Zündschicht verbunden. Beide Teile der Dünnschicht dienen für elektrische Anschlüsse. In order to form a bridge-like ignition layer in the thin layer, the thin layer with a recess is separated into two parts and these parts are connected to the bridge-like ignition layer. Both parts of the thin film are used for electrical connections.

Die Erfindung wird anhand eines erfindungsgemässen Beispiels näher erläutert. Es zeigt The invention is explained in more detail using an example according to the invention. It shows

10 10th

Fig. 1 eine Draufsicht auf die erfindungsgemässe Vorrichtung, 1 is a plan view of the device according to the invention,

Fig. 2 den Schnitt II-II aus Fig. 1 und Fig. 2 shows the section II-II of Fig. 1 and

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht auf die erfindungsge-15 mässe Vorrichtung. Fig. 3 is a perspective view of the device according to the invention.

Fig. 1 zeigt die obere Fläche einer Vorrichtung 8 zur Zündung von Sprengkörpern. Eine Dünnschicht 1 besteht aus wenigstens zwei metallischen Einzelschichten, die jedoch 20 erst in den Fig. 2 und 3 sichtbar sind. Ein äusserer Teil la der Dünnschicht 1 ist mit einer im wesentlichen kreisförmigen Aussparung 2 von einem inneren Teil lb der Dünnschicht 1 getrennt. Diese Aussparung weist zwei erweiterte Enden 3 auf, zwischen welchen sich die brückenartige Zündschicht 4 25 befindet. Fig. 1 shows the upper surface of a device 8 for detonating explosive devices. A thin layer 1 consists of at least two metallic individual layers, which, however, are only visible in FIGS. 2 and 3. An outer part 1 a of the thin layer 1 is separated by an essentially circular recess 2 from an inner part 1 b of the thin layer 1. This recess has two widened ends 3, between which the bridge-like ignition layer 4 25 is located.

Gleiche Teile sind in allen Zeichnungen mit denselben Bezugziffern versehen. Identical parts are provided with the same reference numbers in all drawings.

Fig. 2 zeigt den Schnitt II-II aus der Fig. 1. In dieser Fig. 2 ist die Zusammensetzung der Dünnschicht 1 aus einer oberen 30 Einzelschicht 1' und einer unteren Einzelschicht 1" sichtbar. Der äussere Teil la der Dünnschicht 1 ist von dem inneren Teil lb der Dünnschicht 1 mit einer Aussparung 2 getrennt. In dieser Zeichnung sind zwei Schnitte durch diese Aussparung 2 dargestellt. In der Mitte eines zylindrischen Tragkör-35 pers 6, der aus einem Isolationsmaterial besteht, ist ein Polstift 5 eingebettet, der aus einem elektrisch leitenden Material besteht und dessen oberes Ende 5' elektrisch leitend mit der Dünnschicht 1 verbunden ist. Der Tragkörper 6 ist gleichfalls in einem elektrisch leitenden zylindrischen 40 Gehäuse 7 angeordnet, dessen oberes Ende 7' mit dem Rand der Dünnschicht 1 elektrisch leitend verbunden ist. Das Gehäuse 7 ist also mit dem äusseren Teil la der Dünnschicht 1 verbunden und der Polstift 5 mit dem inneren Teil lb. Wie aus den Fig. 1 und 3 sichtbar ist, liegt die brückenartige Zünd-45 schicht 4 zwischen diesen zwei Teilen la und lb. FIG. 2 shows the section II-II from FIG. 1. In this FIG. 2, the composition of the thin layer 1 from an upper 30 individual layer 1 ′ and a lower individual layer 1 ″ is visible. The outer part 1 a of the thin layer 1 is from the inner part 1b of the thin layer 1 is separated by a recess 2. In this drawing, two sections are shown through this recess 2. In the middle of a cylindrical support body 6, which consists of an insulation material, a pole pin 5 is embedded, which consists of consists of an electrically conductive material and whose upper end 5 'is connected in an electrically conductive manner to the thin layer 1. The support body 6 is likewise arranged in an electrically conductive cylindrical housing 7, the upper end 7' of which is electrically connected to the edge of the thin layer 1 The housing 7 is thus connected to the outer part 1 a of the thin layer 1 and the pole pin 5 to the inner part 1 b. As can be seen from FIGS bridge-like Zünd-45 layer 4 between these two parts la and lb.

Fig. 3 zeigt die Vorrichtung 8 anschaulich in einer perspektivischen Ansicht. Es ist selbstverständlich, dass in bezug auf sehr kleine Dicken der Einzelschichten 1 ', 1 " der Dünnschicht 1 diese nicht im Grössenverhältnis zu den anderen so Teilen gezeichnet werden konnten. 3 shows the device 8 clearly in a perspective view. It goes without saying that, with regard to the very small thicknesses of the individual layers 1 ', 1 "of the thin layer 1, these could not be drawn in the size ratio to the other parts.

Das Gewichtsverhältnis der Einzelschichten 1 ', 1 " ist vorteilhaft so gewählt, dass bei der Legierungsbildung die grösste Temperaturerhöhung auftritt. Im Falle einer Kombination von einer Aluminiumschicht und einer Palladiumschicht ist das günstigste Gewichtsverhältnis der beiden Einzelschichten zueinander 1:3. The weight ratio of the individual layers 1 ', 1 "is advantageously chosen so that the greatest temperature increase occurs during the formation of the alloy. In the case of a combination of an aluminum layer and a palladium layer, the most favorable weight ratio of the two individual layers to one another is 1: 3.

55 55

Die aus den Einzelschichten 1 ', 1 " bestehende Dünnschicht 1 ist vorteilhaft direkt auf die obere Fläche des Trag-60 körpers 6 und auf die oberen Enden 5', 7' des Polstiftes 5 und des Gehäuses 7 aufgebracht. Dies erfolgt am häufigsten im sogenannten Sputteringverfahren. Aber auch die an sich bekannte Aufdampfmethode ist hierzu geeignet. Dabei wird zuerst z.B. die Aluminiumschicht 1 " und auf diese die Palla-65 diumschicht 1 ' aufgetragen. Die Aussparung 2 wird meistens mittels Laserstrahlen oder in photolithographischem Verfahren hergestellt. Bei der Herstellung der Dünnschicht 1 kann man auch entsprechende Masken verwenden, so dass The thin layer 1 consisting of the individual layers 1 ', 1 "is advantageously applied directly to the upper surface of the supporting body 6 and to the upper ends 5', 7 'of the pole pin 5 and the housing 7. This is most often done in the so-called The known vapor deposition method is also suitable for this. First, for example, the aluminum layer 1 "is applied and the palladium layer 1 'is applied to this. The recess 2 is usually produced by means of laser beams or in a photolithographic process. Corresponding masks can also be used in the production of the thin layer 1, so that

3 3rd

<$§<5953 <$ § <5953

man die Aussparung 2 direkt erhält. Wenn man die Zündung erreichen will, verläuft der Strom zwischen dem Polstift 5 und dem Gehäuse 7 über die brückenartige Zündschicht 4. Die vorliegende Erfindung ermöglicht, mit weniger elektrischer Energie pro Querschnitt der Zündschicht 4 auszukommen als dies bisher der Fall war. In der Praxis bedeutet das, dass man bei einer gegebenen Zündschicht nur ein Drittel bis ein Viertel der bisher benötigten Energie braucht. Man kann selbstverständlich die Erfindung auch umgekehrt ausnützen: Mit derselben elektrischen Energiemenge kann man 3 bis 4 Mal grössere Zündquerschnitte verwenden. Die Vorrichtung ist nicht nur wirtschaftlicher, die Zünder sind dazu noch sicherer gegen ungewollte Zündungen. you get the recess 2 directly. If one wishes to achieve the ignition, the current runs between the pole pin 5 and the housing 7 via the bridge-like ignition layer 4. The present invention makes it possible to manage with less electrical energy per cross section of the ignition layer 4 than was previously the case. In practice, this means that with a given ignition layer, only a third to a quarter of the energy previously required is needed. The invention can, of course, also be used in reverse: with the same amount of electrical energy, ignition cross sections that are 3 to 4 times larger can be used. The device is not only more economical, the igniters are also safer against unwanted ignitions.

In einem konkreten Beispiel wurde eine Vorrichtung 8 zur Zündung von Sprengkörpern mit einem Durchmesser von 5 mm verwendet. Die Dünnschicht 1 wurde durch die Sputte-ringmethode aus einer Aluminiumschicht von 0,05 um als die untere Einzelschicht 1 " aufgebracht. Als die obere Einzelschicht 1 " wurde darauf eine Palladiumschicht von ebenfalls 0,05 um hergestellt. In die so erhaltene Dünnschicht 1 wurde die kreisförmige isolierende Aussparung 2 mittels Laserstrahlen hergestellt. Der Durchmesser des Kreises war s dabei 2,5 mm und die Breite der Aussparung 2 war 40 Jim. Ebenfalls die Distanz zwischen den erweiterten Enden 3 der Aussparung 2 betrug 40 um. Somit beträgt der Querschnitt der brückenartigen Zündschicht 4 die Fläche von 4,0 (im2. Diese Angaben erreicht man durch Multiplizieren der Dicke io der Dünnschicht 1:0,05 (im + 0,05 jxm mit der Distanz zwischen den erweiterten Enden 3 der Aussparung 2:40 [im ; (0,05 [im + 0,05 um) x 40 jo.m = 4,0 )i.m2. In a specific example, a device 8 was used to detonate explosive devices with a diameter of 5 mm. The thin layer 1 was applied by the sputtering method from an aluminum layer of 0.05 µm as the lower single layer 1 ". As the upper single layer 1", a palladium layer of 0.05 µm was also produced thereon. The circular insulating recess 2 was produced in the thin layer 1 thus obtained by means of laser beams. The diameter of the circle was 2.5 mm and the width of the recess 2 was 40 Jim. The distance between the widened ends 3 of the recess 2 was also 40 μm. Thus the cross section of the bridge-like ignition layer 4 is 4.0 (im2. This information can be obtained by multiplying the thickness io of the thin layer 1: 0.05 (im + 0.05 jxm by the distance between the widened ends 3 of the recess 2:40 [im; (0.05 [im + 0.05 µm) x 40 jo.m = 4.0) i.m2.

Weil beim Zünden die Legierungswärme der beiden genannten Metalle frei wird, benötigt man in diesem Beispiel 15 nur 12 uJ. Ohne Verwendung der vorliegenden Erfindung, also mit einer Dünnschicht, die nur aus einem Metall besteht, müsste man das Vierfache an Energie, also 48 (xJ aufwenden, um die Zündung in Gang zu bringen. Because the heat of alloying of the two metals mentioned is released during ignition, in this example 15 only 12 uJ are required. Without using the present invention, that is to say with a thin layer consisting of only one metal, four times as much energy, that is 48 (xJ) would have to be used to start the ignition.

B B

1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims (6)

656953 PATENTANSPRÜCHE656953 PATENT CLAIMS 1. Vorrichtung zur Zündung von Sprengkörpern, welche Vorrichtung mit einer metallischen Dünnschicht versehen ist, die auf einem Tragkörper angebracht ist, wobei der Tragkörper aus einem Isolationsmaterial besteht, dadurch gekennzeichnet, dass die Dünnschicht (1) aus mehreren Einzelschichten ( 1 ', 1 " ) gebildet ist, die aus verschiedenen Metallen bestehen, welche beim gegenseitigen Legieren Wärme bilden. 1. Device for detonating explosive devices, which device is provided with a metallic thin layer which is attached to a support body, the support body consisting of an insulation material, characterized in that the thin layer (1) consists of several individual layers (1 ', 1 " ) is formed, which consist of different metals which form heat when they are alloyed together. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dünnschicht (1) aus zwei Einzelschichten (1', 1") besteht. 2. Device according to claim 1, characterized in that the thin layer (1) consists of two individual layers (1 ', 1 "). 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dünnschicht (1) aus einer Aluminiumschicht (1 ") und einer Palladiumschicht (1 ') besteht. 3. Device according to claim 2, characterized in that the thin layer (1) consists of an aluminum layer (1 ") and a palladium layer (1 '). 4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dünnschicht (1) aus einer Aluminiumschicht (1 ") und einer Platinschicht (1 ') besteht. 4. The device according to claim 2, characterized in that the thin layer (1) consists of an aluminum layer (1 ") and a platinum layer (1 '). 5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dünnschicht (1) aus Aluminium-, Palladium- und Platinschicht ( 1 ", 1 ' ) besteht. 5. The device according to claim 1, characterized in that the thin layer (1) consists of aluminum, palladium and platinum layer (1 ", 1 '). 6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dünnschicht (1) mit einer Aussparung (2) in zwei Teile (la, lb) getrennt ist und dass dieseTeile (la, lb) mit einer brückenartigen Zündschicht (4) verbunden sind. Device according to claim 1, characterized in that the thin layer (1) with a recess (2) is separated into two parts (la, lb) and that these parts (la, lb) are connected with a bridge-like ignition layer (4).