DE1215566B - Elektrisch ausgeloester Zuender - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

C06c

Deutsche Kl.: 78 e-3

1215 566
B69096VIb/78e
4. Oktober 1962
28. April 1966

Die Erfindung bezieht sich auf elektrisch ausgelöste Zünder zur Verwendung als Initialzünder für Explosivladungen, mit einander gegenüberliegenden, eine Funkenstrecke darstellenden Elektroden und einer durch Funkenwirkung zündbaren Ladung eines Zündsatzes, der in der Nähe der Funkenstrecke angeordnet ist.

Es ist bereits ein elektrisch auslösbarer Geschoßzünder bekannt, bei dem die beiden im Abstand gegenüberliegenden Elektroden, die eine Funkenstrecke ausbilden, voneinander durch eine dünne, zerstörbare Schicht aus Isoliermaterial getrennt sind; diese Schicht wird zerstört, wenn eine Funkenentladung bestimmter Intensität auftritt. Zwischen den Elektroden ist eine den Spalt überbrückende Auflage aus Halbleitermaterial vorgesehen. Das einwandfreie Arbeiten dieser Anordnung hängt davon ab, daß der Isolierbelag zwischen den Elektroden einwandfrei ist. Die Isolation kann jedoch durch Funkenenergie zerstört werden, die wesentlich kleiner ist als die normale Energie, wenn sie bei höheren Spannungen zugeführt wird. In diesem Fall bringen erheblich geringere Spannungen die Vorrichtung auf Grund der geringen Entfernung zwischen den beiden Elektroden zur Auslösung.

Ziel der Erfindung ist ein elektrisch ausgelöster Zünder, der sich besonders durch weitgehende Unempfindlichkeit unter dem Einfluß elektrischer, hochfrequenter Energie auszeichnet und der nur gezündet werden kann, wenn ihm ein Auslöseimpuls vorgegebener Spannung und bestimmter Energie aufgegeben wird. Ferner soll der Zünder sowohl in nichtgeladenem als auch in geladenem Zustand einfach prüfbar sein, wobei die Prüfung im geladenen Zustand ohne jede Gefahr des Zündens erfolgen muß.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß die mit dem Zündsatz in Verbindung stehende Elektrode an ihrer Unterseite mit einer durch Gasdruck zerstörbaren, elektrisch leitenden dünnen Scheibe abgedeckt ist und daß diese mit der Scheibe abgedeckte Elektrode von der mit ihr die Funkenstrecke bildenden Gegenelektrode durch einen gasgefüllten Raum getrennt ist, wobei mindestens ein Teil der Innenwandung des gasgefüllten Raumes mit einem halbleitenden Belag versehen ist, der die beiden Elektroden miteinander verbindet.

Vorzugsweise ist dabei die aus Metall bestehende Scheibe auf einer plattenförmigen Elektrode angebracht, die eine Bohrung aufweist, welche von der Scheibe abgeschlossen und mit Sprengstoff gefüllt ist.

Bei dem erfindungsgemäßen Zünder beschädigen Hochspannungsüberschläge geringer Energie die Vor-Elektrisch ausgelöster Zünder

Anmelder:

The Bendix Corporation, Detroit, Mich.
(V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. H. Begrich, Patentanwalt,
Regensburg, Lessingstr. 10

Als Erfinder benannt:

Tullio Tognola,

St. Sidney, N. Y. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 19. Oktober 1961
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richtung nicht, da sie keine ausreichend große Wärmemenge erzeugen, um die Scheibe durchzuschlagen. Jede in der Kammer durch diese Entladungen erzeugte Wärme wird ohne auftretende Schäden in die massive plattenförmige Elektrode abgeleitet, die einen guten Kontakt mit der elektrisch leitenden dünnen Scheibe besitzt. Durch Verwendung des gasgefüllten Raumes können Funken geringer Energie keine unerwünschte Zündung ergeben, während Funken hoher Energie dadurch eine Zündung bewirken, daß das Gas in diesem Raum erwärmt wird; der Funken heizt das Gas in dem abgedichteten Raum auf, das Gas dehnt sich aus und erzeugt einen Druck, der die Scheibe zerstört und damit den Zündsatz dem Zündfunken aussetzt. Somit erwärmen Funken geringer Energie die eingeschlossenen Gase nicht so stark, daß ein die Scheibe zerstörender Druck entsteht, und die erzeugte Wärme wird durch die verhältnismäßig massiven Metallteile abgeleitet.
Eine Auslösung des Zündsatzes über unerwünschte Impulse geringer Energie, die zur Zerstörung der elektrisch leitenden Scheibe zu gering sind, tritt nicht auf, weil der Zündsatz weder einem Funken geringer Energie ausgesetzt ist, der in dem gasgefüllten Raum auftreten kann, noch einer Wärmeeinwirkung, die lediglich von der Leitung solcher Impulse durch den Halbleiternebenschluß entsteht, welcher zwischen den Elektroden durch das die Funkenstrecke überbrük-

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kende Bauteil gebildet wird. Ferner wird auch kein Bekannte elektrisch ausgelöste Zündsätze enthalten anderer Bauteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung einen oder mehrere kleine Eichdrahtwiderstände, die durch derartige Impulse geringer Energie, deren in der Nähe des explosiven Materials, z. B. eines PuI-Größe nicht zur Zerstörung der Wandung und zu vers, angeordnet sind;· die Widerstände können dabei einer Zündung ausreicht, nachteilig beeinflußt. Der 5 bis zum Glühen geheizt werden, wenn der Zündsatz erfindungsgemäße Zünder ist somit unempfindlich ein Auslösesignal aufgenommen hat. Zündsätze dergegenüber unerwünschter Zündung des Zündsatzes artiger bekannter Ausführungsformen weisen Nachauf Grund von fehlerhaften Impulsen geringer Ener- teile auf. Zum.Beispiel besteht die Gefahr, daß auf gie und wird auch nicht durch mehrere derartige auf- Grund der Unterbrechung des Widerstandsdrahtes einanderfolgende Impulse beeinflußt. Auch wird diese io bzw. der Widerstandsdrähte der Stromkreis offen ist, Vorrichtung durch die elektrische Energie eines oder daß auf Grund der Unbeständigkeit der Schweißmehrerer Impulse, deren Energie zur Zündung nicht oder Lötverbindung der feinen Drähte mit den Leiausreicht, nicht wirksam gemacht. tern der Betrieb unzuverlässig wird und daß das PuI-

Die zerstörbare elektrisch leitende Scheibe bildet ver dadurch, daß es einer hohen Temperatur in der einen Teil einer der Elektroden einer Funkenstrecke. 15 Nähe des Widerstandsdrahtes oder der Widerstands-Diese Scheibe ist elektrisch stromleitend und wird drahte ausgesetzt wird, versagt, wobei eine derartig zwischen die Funkenstrecke und den Zündsatz ein- hohe Temperatur nicht ausreicht, um das Pulver zu gesetzt. Der Zündsatz wird durch Wärme oder Funken zünden. Einer der schwerwiegendsten Nachteile derso lange nicht beeinflußt, bis die Wärme und damit artiger bekannter Zündsätze liegt darin, daß wegen der im gasgefüllten Raum erzeugte Druck so groß 20 der Empfindlichkeit im Ansprechen auf hochwerden, daß eine Zerstörung der Scheibe an der Öff- frequente Energie Fehlzündungen auftreten. Die nung unterhalb des den Spalt überbrückenden Bau- I-Schalrung, die aus den Leitern und den feinen teiles auftritt. Die Wärme, die durch Funken erzeugt Widerstandsdrähten besteht, neigt dazu, hochwird, welche von einer geringeren als der gewünschten frequente Energien aufzunehmen und Ströme in der Energie erzeugt werden, um die Zündung hervor- 25 Schaltung auf Grund einer Induktionswirkung hoher zurufen, wird in die mit dem Zündsatz in Verbindung Stromstärke zur Zündung des Pulvers zu erzeugen, stehende Elektrode abgeleitet und beeinflußt den Derartige bekannte Zündsätze können auch durch zuZündsatz nicht. fälliges Verbinden mit einer Energiequelle, die nicht

Der erfindungsgemäße Zünder kann in un- die Auslöseschaltung ist, gezündet werden,
belastetem Zustand dadurch geprüft werden, daß die 30 Gemäß vorliegender Erfindung werden diese Nach-Funkenstrecke Funkenentladungen solcher Energie teile überwunden, da eine dünne zerbrechliche Hülse ausgesetzt wird, daß die Scheibe nicht zerstört wird. den Explosivstoff von der Funkenstrecke trennt und Bei einem solchen Versuch kann das Auftreten der durch eine Zündfunkenentladung an der Funken-Funkenentladung zwischen den beiden Elektroden strecke zerstört wird, so daß der Explosivstoff in den des Zünders dadurch angezeigt werden, daß entweder 35 Bereich der Zündfunkenstrecke kommt. Der Zünddie Bewegung des Teiles der Scheibe, der durch die satz gemäß der Erfindung wird von hochfrequenter Bohrung ausgesetzt ist, mit dem Auge beobachtet Energie nicht beeinflußt, er wird auch nicht ausgelöst, wird oder indem das Geräusch zur Anzeige gebracht wenn er hohen Umgebungstemperaturen in der wird, daß bei einer solchen Funkenentladung auftritt. Größenordnung von 300⁰C und darüber ausgesetzt Versuche mit einem geladenen Zünder können mit 40 wird, er wird nicht gezündet, wenn er an eine elek-HiIfe von Geräuschmeßgeräten durchgeführt werden, irische Energiequelle, z. B. in einer Rakete, andie eine Anzeige der Geräuschstärke der Funken- geschlossen wird, die nicht die Auslöseschaltung ist, entladung in einem sicheren Abstand von dem Zün- und er kann nur dadurch gezündet werden, daß er der ermöglichen. durch einen Impuls mit einer bestimmten Mindest-

Der Anwendungsbereich der Erfindung ist nicht 45 spannung und einem Mindestenergiegehalt ausgelöst

auf Initialzünder für Explosivladungen beschränkt, wird.

die Erfindung ist auch bei Einrichtungen für Spreng- Der Zündsatz gemäß der Erfindung ist in F i g. 1

arbeiten, zum Zünden von Vorgängen während des mit 10 bezeichnet. Er weist kreisförmige zylindrische

Fluges von Raketen, zur Zündung von Munition usw. Form auf und besitzt an einem Ende einen kerami-

anwendbar. 50 sehen elektrisch isolierenden Körper 11. Zwei Strom-

Im folgenden wird an Hand eines Ausführungs- leiter, die in Form von Kontaktstiften ausgebildet

beispieles die Erfindung in Verbindung mit der Zeich- sind, welche in Steckdoseneinsätze eines lösbaren

nung näher erläutert. elektrischen Steckerteiles (nicht dargestellt) passen,

F i g. 1 zeigt einen axialen Schnitt durch ein Aus- gehen von einem solchen Ende des Zündsatzes aus,

führungsbeispiel eines Zündsatzes gemäß der Erfin- 55 sind voneinander im Abstand angeordnet und liegen

dung, wobei verschiedene Teile in Seitenansicht ge- parallel zur Längsachse des Zündsatzes. Ein erster

zeigt sind; Stift 12 reicht nach innen durch eine Aussparung 14

Fig. 2 zeigt einen Schnitt längs der Linie 2-2 der im Körper 11, das innere Ende des Stiftes ist ver-

Fig. 1, und größert ausgebildet und stellt einen Kopf 15 dar, der

F i g. 3 stellt einen Schnitt nach der Linie 3-3 der 60 als eine Elektrode einer Funkenstrecke wirkt. Der

F i g. 1 dar. ' Kopf 15 paßt genau in einen Hohlraum 16 im Körper

Der Zündsatz gemäß der Erfindung dient z. B. zum 11. Die Anordnung zwischen Kopf 15, den Wänden

Auslösen von Vorgängen während des Fluges von des Hohlraumes 16 und denen zwischen Stift 12 und

Raketen. Um eine sichere und zuverlässige Wirkungs- Aussparung 14 ist so gewählt, daß ein Luftdurchtritt

weise des Zündsatzes zu erzielen, ist es erforderlich, 65 durch die Flächen zwischen den Bauteilen weitgehend

daß er nur dann gezündet wird, wenn ein Auslöse- verhindert wird.

impuls vorgegebener Charakteristik aufgenommen Die Elektrode 15 weist die Form eines Bechers mit

wird. einem axialen zylindrischen Sitz 17 auf, dieser Sitz

Claims (1)

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   nimmt ein Ende eines zylindrischen keramischen zugeführt wird, die für eine Funkenentladung ausKörpers 19 auf. In einem bevorzugten Ausführungs- reichend ist, erfolgt diese Funkenentladung zwischen beispiel besteht der Körper 19 aus Aluminiumoxyd dem linken Ende der Elektrode 15 und dem Teil der oder Quarz, der auf seiner äußeren Fläche einen elek- Schicht 27 in der Nähe des Endes des Körpers 19. trisch halbleitenden Überzug besitzt. 5 Weist eine solche Funkenentladung eine bestimmte

   Das linke Ende des Hohlraumes 16 (F i g. 1) endet Intensität auf, wird die Luft im Hohlraum 16 so stark in einer Ebene senkrecht zur Längsachse des Zünd- erhitzt, daß der Teil der Schicht 27 zerstört wird, der Satzes und in der gleichen Ebene wie eine vergrößerte über dem inneren Ende des Durchganges 32 liegt, kreisförmige Fläche 20 am Körper 11. Der in Um- Damit gelangt das Zündpulver 39 in den Bereich der fangsrichtung äußere Teil des Körpers 11 verläuft von io Funkenentladung und wird durch diese gezündet. Die der Fläche 20 aus gesehen nach links und bildet einen Zündung der Ladung 39 wiederum bewirkt eine Exam Umfang verlaufenden Flansch 24. Durch die plosion der Hauptladung 40, so daß der Zündsatz Fläche 20 und den Flansch 24 wird am unken Ende Energie zur Durchführung seiner Aufgabe erzeugt,
   des Körpers 11 ein vergrößerter Sitz 25 ausgebildet. Die Schicht 27 kann z. B. aus einer Metallfolie wie

   In einem solchen Sitz ist ein plattenförmiges Bauteil 15 Aluminium, Kupfer od. dgl. bestehen. Sie kann eine 26 in Form einer zylindrischen Scheibe angeordnet. Dicke aufweisen, die nach der Höhe der Energie, bei Das Bauteil 26, das aus elektrisch leitendem Material der sie zerstört werden soll, gewählt wird. Die besteht, weist einen zweiten Kontaktstift 21 auf, der Dicke der Schicht 27 beträgt beispielsweise 0,0125 parallel zum Kontaktstift 12 verläuft. Das innere bis 0,125 mm.

   Ende des Stiftes 21 wird durch eine Öffnung 29 im zo Vorstehend wurde der Körper 11 als aus kerami-Bauteil 26 geführt, der Stift ist am Bauteil 26 z. B. schem Material bestehend beschrieben, kann aber durch eine Schweißnaht 30 verbunden. Der Stift 21 beispielsweise auch aus elektrisch isolierendem Kunstverläuft durch eine Aussparung 22 im Körper 11 und stoff bestehen, wenn der Sprengsatz bei niedrigen liegt an dieser abdichtend an. Temperaturen verwendet wird. Wird der Körper 11

   Zwischen dem Bauteil 26 und der Fläche 20 ist im 25 aus gießbarem Material hergestellt, so werden die Sitz 25 eine dünne nicht perforierte Schicht aus elek- Teile 15,19, 21, 26 und 27 vorher zusammengebaut trisch leitendem Material 27 angeordnet, diese Metall- und als Einsätze im Körper 11 vergossen,
   schicht liegt über dem linken Ende des Hohlraumes Der Zündsatz gemäß der Erfindung spricht auf

   16 und greift in das linke Ende des Bauteiles 19 ein, fehlerhafte Zündungen durch Anlegen elektrischer das in der gleichen Ebene wie die Fläche 20 liegt. Die 30 Energie bei niedrigen Spannungen zwischen den Lei-Schicht 27 ergibt eine sichere elektrische Kontaktgabe tern 12 und 21 nicht an. Dies ist deshalb der Fall, mit dem Bauteil 26 längs der ganzen Erstreckung. Die weil der Strom, der durch oder über den halbleitenden Bauteile 26 und 27 bilden eine zweite Elektrode; zwi- Überzug auf den Körper 19 geführt wird, sehr klein sehen dieser und der Elektrode 15 treten Funken- ist und damit keine Wärme erzeugt wird, die die entladungen auf, wenn die Kontaktstifte 12 und 21 35 Schicht 27 zerstört. Die Schicht 27 wird auch nicht mit einer elektrischen Energiequelle verbunden wer- zerstört, wenn Hochspannungsfunken geringen den, die eine vorbestimmte Spannung und einen be- Energiegehaltes zwischen der Elektrode 15 und der stimmten Energiegehalt aufweisen. Schicht 27 auftreten.

   Das Bauteil 26 wird durch einen Federring 31 im Der Sprengsatz gemäß der Erfindung kann in unSitz 25 gehalten. Es enthält einen Durchgang 32, der 40 geladenem Zustand dadurch geprüft werden, daß der nach dem Körper 19 ausgerichtet ist und etwa glei- Funkenspalt Funkenentladungen solcher Energie auschen Durchmesser wie dieser besitzt. Der übrige gesetzt wird, daß die Schicht 27 nicht zerstört wird. Raum innerhalb des Sitzes 25 außerhalb des Bauteiles Bei einer solchen Prüfung kann das Auftreten einer 26 ist mit einer Ladung eines Explosivstoffes 39 Funkenentladung zwischen den beiden Elektroden gefüllt, der ein durch einen Funken gezündetes ex- 45 des Zündsatzes entweder optisch durch Betrachten plosives Zündpulver sein kann. Dieses pulver ist im der Bewegung des Teiles der Schicht 27, das durch Durchgang 32 vorhanden und kommt in Berührung den Durchgang 32 freiliegt, oder akustisch durch das mit der äußeren Fläche der Schicht 27, wie bei 38 ge- Geräusch, das bei der Funkenentladung entsteht, anzeigt, gezeigt werden. Prüfungen eines geladenen Spreng-

   Der Zünder weist ein zylindrisches Gehäuse 36 auf, 50 satzes können mit Hilfe der akustischen Methode das beispielsweise aus Kupfer oder Messing bestehen durchgeführt werden, die es ermöglicht, daß das Gekann. Das Gehäuse enthält eine schmale ringförmige rausch einer Funkenentladung in sicherer Entfernung Schulter zwischen den beiden Enden, an der die linke von dem Sprengsatz mit Hufe akustischer Geräte an-Umf angskante des Körpers 11 anliegt, wie in F i g. 1 gezeigt wird.

   gezeigt. Das Gehäuse wird dadurch auf dem Zündsatz 55 Im vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel wurde gehalten, daß das rechte Ende über den Endkörper 11 der Körper 19 als aus elektrisch nicht leitendem Kern mit einem schmalen nach innen gerichteten Flansch mit einem halbleitenden Überzug ausgebildet darge-37 gebogen ist. stellt, der Körper 19 kann jedoch, falls dies zweck-

   Im äußeren Endteil 34 des Gehäuses 36 ist die mäßig erscheint, vollständig aus elektrisch halbleiten-Hauptladung 40 des Explosivstoffes angeordnet, der 60 dem Material bestehen,
   ein explosives Pulver sein kann. Die Ladung 40 wird

   in dem Zündsatz durch ein scheibenförmiges Ab- Patentansprüche:

   Schlußbauteil 41 gehalten, das in einem ringförmigen

   Sitz 42 im Ende des Teiles 34 des Gehäuses auf- 1. Elektrisch ausgelöster Zünder zur Verwen-

   genommen und befestigt wird. 65 dung als Initialzünder für Explosivladungen, mit

   Der Raum im Hohlraum 16 wird gegen das Aus- einander gegenüberliegenden, eine Funkenstrecke

   treten von Luft weitgehend abgedichtet. Wenn den darstellenden Elektroden und einer durch Fun-

   Kontaktstiften 12 und 21 eine elektrische Energie kenwirkung zündbaren Ladung eines Zündsatzes,

   der in der Nähe der Funkenstrecke angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Zündsatz (38) in Verbindung stehende Elektrode (26) an ihrer Unterseite mit einer durch Gasdruck zerstörbaren, elektrisch leitenden dünnen Scheibe (27) abgedeckt ist und daß diese mit der Scheibe (27) abgedeckte Elektrode von der mit ihr die Funkenstrecke bildenden Gegenelektrode (15) durch einen gasgefüllten Raum (16) getrennt ist, wobei mindestens ein Teil der Innenwandung des gasgefüllten Raumes mit einem halbleitenden Belag versehen ist, der die beiden Elektroden miteinander verbindet.

   2. Zünder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aus Metall bestehende Scheibe (27) auf einer plattenförmigen Elektrode (26) angebracht ist, die eine Bohrung (32) aufweist, welche von der Scheibe abgeschlossen und mit dem Zündsatz (38) gefüllt ist.

   3. Zünder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die andere Elektrode (12 bis

   15) von der plattenförmigen Elektrode (26) einen Abstand aufweist und senkrecht zu ihr sowie mit der darin vorgesehenen Bohrung (32) ausgerichtet angeordnet ist und damit das entgegengesetzte Ende des gasgefüllten Raumes (16) bildet.

   4. Zünder nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der gasgefüllte Raum (16) ein ringförmiger Raum ist, der zwischen der Wandung eines abgedichteten und im Zündgehäuse (11) vorgesehenen Hohlraumes und einem Isolierbauteil (19) begrenzt ist, wobei das Isolierbauteil (19) zwischen der anderen Elektrode (15) und der zerstörbaren Scheibe (27) angeordnet ist und in beiden an der Stelle angreift, die mit der Bohrung (32) übereinstimmt, und wobei der Halbleiterpfad an dem Bauteil (19) zum Nebenschließen des gasgefüllten Raumes ausgebildet ist.

   In Betracht gezogene ältere Patente:
   Deutsches Patent Nr. 1120 942.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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