DE19802432A1 - Detonator - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Detonator gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a detonator according to the Preamble of claim 1.

Aus der EP 0 248 977 A1 ist ein Träger für einen elektrischen Brückenzünder und ein Verfahren zu seiner Herstellung bekannt. Der Brückenzünder ist zur Anzündung von Anzündsätzen, Verzögerungssätzen und pyrotechnischen Mischungen sowie zur Zündung von Primärzündstoffen und -sätzen vorgesehen. Dieser bekannte elektrische Brückenzünder besteht aus einem in einem metallischen Außenring eingebrachten Keramikkörper mit einer Bohrung oder mit mehreren Bohrungen. In jede Bohrung ist ein massiver oder rohrförmiger Kontaktstift als Stromzuleitung fest und dicht eingepaßt. Jede Bohrung ist von einer elektrisch leitenden Schicht flächenförmig umgeben. Zwischen den elektrisch leitenden Schichten befindet sich die Zündbrücke. Die Zündbrücke kann durch eine Zerstäubungs- oder durch eine Aufdampftechnik im Vakuum oder mittels eines Siebdruckverfahrens erzeugt werden. EP 0 248 977 A1 describes a carrier for one electric bridge igniter and a method for its Manufacturing known. The bridge igniter is for ignition of priming, delay and pyrotechnic Mixtures as well as for the ignition of primary igniters and rates provided. This well-known electrical Bridge igniter consists of one in a metallic Outer ring inserted ceramic body with a hole or with several holes. There is one in each hole solid or tubular contact pin as power supply firmly and tightly fitted. Each hole is one electrically conductive layer surrounded flat. Is located between the electrically conductive layers the ignition bridge. The ignition bridge can be replaced by a Atomization or by means of a vapor deposition technique in a vacuum or generated by a screen printing process.  

Ein elektrischer Brückenzünder mit einem gegenüber einem metallischen Gehäuse isoliert eingebauten Glühbrückendraht ist aus der DE 36 13 134 A1 bekannt. Um ein ungewolltes spannungsabhängiges Ansprechverhalten aufgrund von elektrostatischen Ladungsverschiebungen beiderseits parasitärer Überschlagsstrecken mit einfachen fertigungstechnischen Mitteln zu vermeiden, werden die Drahtenden des Glühbrückendrahtes einschließlich der Umgebungsbereiche ihrer Befestigungspunkte auf den Anschlußpolen des Brückenzünders mit einer Isolierschicht aus Isolierlack versehen, der nach einem Tauchvorgang vom bogenförmigen Brückendraht-Mittelbereich abläuft oder der auf die Umgebung der Befestigungspunkte abgetropft wird.An electric bridge igniter with one versus one metallic housing insulates built-in glow bridge wire is known from DE 36 13 134 A1. An unwanted one voltage dependent response due to electrostatic charge shifts on both sides parasitic arcing lines with simple to avoid manufacturing technical means Wire ends of the glow plug wire including the Surrounding areas of their attachment points on the Terminal poles of the bridge igniter with an insulating layer made of insulating varnish, which after a dive from arcuate bridge wire center area expires or the is dripped onto the area surrounding the attachment points.

Die DE 42 36 729 A1 beschreibt eine Zünd- bzw. Anzündpille mit einem isolierenden Polkörper mit elektrisch leitenden Längsstreifen, mit einer auf dem Polkörper angeordneten Glühbrücke und mit Anschlußdrähten, wobei die Glühbrücke und die Anschlußdrähte jeweils mit den Längsstreifen über Lötstellen verbunden sind, und mit mindestens einem Zündstoff und einem äußeren Überzugslack, der den Zündstoff bedeckt.DE 42 36 729 A1 describes a squib with an insulating pole body with electrically conductive Longitudinal stripes, with one arranged on the polar body Glow plug and with connecting wires, the glow plug and the connecting wires each with the longitudinal strips over Solder points are connected, and with at least one Detonator and an outer top coat that matches the detonator covered.

Alle diese Detonatoren funktionieren nach dem elektrothermischen Prinzip. D.h. daß durch Zufuhr von elektrischer Energie die Zündbrücke des Detonators üblicherweise bis zur Verdampfung stark erhitzt wird. Dabei wird der mit der Zündbrücke in Berührung befindliche Anzündsatz über seine Initiierungsgrenze hinaus erwärmt und die Zündung des Anzündsatzes eingeleitet.All of these detonators work after that electrothermal principle. I.e. that by feeding electrical energy the detonator's ignition bridge is usually strongly heated until evaporation. Here becomes the one in contact with the ignition bridge Ignition charge warms up beyond its initiation limit and ignition of the primer initiated.

Bekannte Detonatoren weisen oftmals eine sehr niederohmige Zündbrücke auf. Derartige niederohmige Zündbrücken sind jedoch nur schwer elektronisch ansteuerbar. Desgleichen sind Detonatoren bekannt, bei welchen die Zündbrücke einen moderaten Widerstandswert besitzt. Solche Zündbrücken der zuletzt genannten Art sind zwar besser elektronisch ansteuerbar, aufgrund der kleinen Geometrien der Zündbrücken, z. B. des Drahtdurchmessers, sind sie jedoch nur relativ schwer herstellbar. Ein weiterer Mangel bekannter Detonatoren besteht darin, daß der Widerstandswert ihrer Zündbrücke stets mit großen Widerstandstoleranzen behaftet ist. So beträgt bspw. die Widerstandstoleranz eines bekannten Detonators mit einem Widerstandswert seiner Zündbrücke von 15 Ohm im Bereich von ± 4 Ohm, d. h. die Widerstandstoleranz beträgt größenordnungsmäßig ± 20%.Known detonators often have a very low resistance Ignition bridge on. Such low-resistance ignition bridges are however, is difficult to control electronically. The same  detonators are known in which the ignition bridge is one has moderate resistance. Such ignition bridges the latter type are better electronic controllable, due to the small geometries of the Ignition bridges, e.g. B. the wire diameter, but they are relatively difficult to manufacture. Another shortcoming known detonators is that the Resistance value of your ignition bridge always with large Resistance tolerances is affected. For example, the Resistance tolerance of a known detonator with a Resistance value of its ignition bridge of 15 ohms in the range of ± 4 ohms, i.e. H. the resistance tolerance is on the order of ± 20%.

In Kenntnis dieser Gegebenheiten liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Detonator der eingangs genannten Art zu schaffen, der vergleichsweise kostengünstig mit besser definierten Parametern realisierbar ist, wobei der Brückenwiderstand der Zündbrücke jeden gewünschten Wert innerhalb enger Widerstandstoleranzen aufweisen kann.The present is known in the knowledge of these facts Invention, the object of a detonator to create the type mentioned above, the comparative inexpensive with better defined parameters is feasible, the bridge resistance of the Ignition bridge any desired value within narrower Resistance tolerances can have.

Diese Aufgabe wird bei einem Detonator der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch die Merkmale des Kennzeichenteiles des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Aus- bzw. Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Detonators sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.This task is the beginning of a detonator mentioned type according to the invention by the features of Characteristic part of claim 1 solved. Preferred training or Further developments of the detonator according to the invention are characterized in the subclaims.

Bei dem erfindungsgemäßen Detonator werden ein Brückendraht oder ein Brücken-Schichtelement für die Zündbrücke durch einen Miniatur-SMD-Widerstand (Surface Mounted Device) ersetzt. Derartige Miniatur-SMD-Widerstände sind auf dem Markt ohne weiteres preisgünstig erhältlich. Der Widerstandswert ist in vorteilhafter Weise unabhängig von der jeweiligen Bauform des SMD-Widerstandes in weiten Grenzen frei wählbar. Widerstandswerte zwischen < 1 Ohm und < kOhm sind in nahezu allen Baugrößen solcher SMD-Wi­ derstände erhältlich. Weitere Vorteile bestehen darin, daß der jeweils gewünschte Widerstandswert innerhalb der Norm­ reihen (z. B. E24, E48 oder E96) ausreichend fein abgestuft auswählbar ist; und daß die Widerstandstoleranz des Wider­ standswertes eines die Zündbrücke bildenden SMD-Widerstan­ des mit Werten von < 1% aus dem Standardprogramm der SMD-Wi­ derstände gewählt werden kann, und daß die Ansprechemp­ findlichkeit, d. h. die Spitzenleistung zum Zünden des An­ zündsatzes des Detonators durch Auswahl der Bauform bzw. Baugröße des SMD-Widerstandes in weiten Grenzen frei wähl­ bar ist; sowie daß die Zündempfindlichkeit in weiten Gren­ zen durch die Auswahl der Widerstands-Technologie (etwa Dickschicht- oder Dünnfilm-Widerstand) sowie durch die Be­ handlung der Widerstandschicht (mit oder ohne Coating) gut reproduzierbar beeinflußt werden kann.A bridge wire is used in the detonator according to the invention or a bridge layer element for the ignition bridge a miniature SMD resistor (Surface Mounted Device) replaced. Such miniature SMD resistors are on the Market readily available at low cost. Of the Resistance value is advantageously independent of  the respective design of the SMD resistor in wide Freely selectable limits. Resistance values between <1 ohm and <kOhm are such SMD-Wi in almost all sizes available now. Other advantages are that the desired resistance value within the standard rows (e.g. E24, E48 or E96) are finely graduated is selectable; and that the resistance tolerance of the contra level of an SMD resistor forming the ignition bridge with values of <1% from the standard range of SMD-Wi derstands can be selected, and that the response temp sensitivity, d. H. the peak power to ignite the on Ignition rate of the detonator by selecting the design or Freely select the size of the SMD resistor within wide limits is cash; as well as that the ignition sensitivity in wide ranges zen by the selection of the resistance technology (about Thick film or thin film resistance) and by the Be the resistance layer (with or without coating) works well can be reproducibly influenced.

Bspw. besitzt ein SMD-Widerstand der Baugröße 0402 eine Dauerverlustleistung von größenordnungsmäßig 50 bis 60 mW. Durch eine definierte Ansteuerung eines solchen SMD-Wider­ standes mit einer Spitzenleistung im Bereich einiger 10 W sind die für die Initiierung des Anzündsatzes des Detona­ tors erforderlichen Temperaturen von größenordnungsmäßig bis 400°C mit kurzer Verzögerungszeit erreichbar. Größere Baugrößen wie bspw. 0603, 0805 oder 1206 besitzen entspre­ chend höhere Bauverlustleistungen und erfordern daher auch entsprechend höhere Spitzenleistungen, um die Initiie­ rungstemperatur an der Grenzschicht zum Anzündsatz des De­ tonators zu erreichen.E.g. has a size 0402 SMD resistor Continuous power loss of the order of 50 to 60 mW. By a defined control of such an SMD counter standes with a peak power in the range of some 10 W. are used to initiate the detona's primer required temperatures of the order of magnitude up to 400 ° C with a short delay time. Larger Sizes such as 0603, 0805 or 1206 have the same accordingly higher construction losses and therefore also require accordingly higher excellence to initiate temperature at the boundary layer to the ignition charge of the De to reach tonators.

Durch die erfindungsgemäße Anwendung an sich bekannter SMD-Widerstände als Zündbrücke des Detonators ist es in vorteilhafter Weise möglich, unter Beibehaltung der an sich bekannten Montagebedingungen für solche SMD-Widerstände bspw. auf Leiterplatten, Keramiksubstraten, Transistorsockeln, IC-Gehäusen o. dgl. die Ansprechempfindlichkeit wunschgemäß um größenordnungsmäßig eine Dekade zu variieren, den Widerstandswert des die Zündbrücke bildenden SMD-Widerstandes innerhalb von fünf Dekaden wunschgemäß frei wählen zu können, und die Widerstandstoleranz des SMD-Widerstandes < als 1% spezifizieren zu können. In weiterer vorteilhafter Weise ist es möglich, den die Zündbrücke des Detonators bildenden SMD-Widerstand auf Standard-SMD-Bestückungsmaschinen bestücken und mit Standardverfahren der SMD-Technik auf dem Gehäuseboden des Detonators elektrisch leitend fixieren zu können. Diese Fixierung erfolgt zweckmäßigerweise durch Löten, bei dem es sich um ein Reflow-Löten, um ein Vaporphase-Löten o. dgl. handeln kann. Aufgrund dieser an sich bekannten Technologie sind die Herstellungskosten zur Realisierung der Zündbrücke des erfindungsgemäßen Detonators vergleichsweise klein.Known per se by the application according to the invention SMD resistors as the detonator's ignition bridge, it is in advantageously possible while maintaining the yourself  known mounting conditions for such SMD resistors e.g. on printed circuit boards, ceramic substrates, Transistor sockets, IC packages or the like Responsiveness by order of magnitude as desired a decade to vary the resistance value of the Firing bridge of SMD resistance within five To be able to choose the decades as desired, and the Resistance tolerance of the SMD resistor <than 1% to be able to specify. In a further advantageous way it is possible to build the detonator's ignition bridge SMD resistance on standard SMD assembly machines equip and with standard methods of SMD technology on the Fix the bottom of the detonator in an electrically conductive manner can. This fixation is advantageously carried out by Soldering, which is a reflow soldering, is a Vapor phase soldering or the like can act. Because of this known technology is the manufacturing cost Realization of the ignition bridge of the invention Detonators comparatively small.

Ein weiterer, ganz besonderer Vorteil der Anwendung eines an sich bekannten SMD-Widerstandes für die Zündbrücke des erfindungsgemäßen Detonators besteht in der Möglichkeit, problemlos zwei oder mehr als zwei "Heizelemente" pro Detonator bzw. Flammzündmittel einsetzen zu können. Kommen mehrere solcher SMD-Widerstände als "Heizelemente" zur Anwendung, so werden die SMD-Widerstände zweckmäßigerweise einseitig zusammengeschaltet. Dieser gemeinsame Anschluß und die zu den einzelnen SMD-Widerständen zugehörigen zweiten Anschlüsse werden aus dem Gehäuse des Detonators herausgeführt, um die Möglichkeit zu schaffen, bei Hochzuverlässigkeitsanwendungen eine redundante Zündung anwenden zu können. Another very special advantage of using one known SMD resistor for the ignition bridge of the Detonator according to the invention consists in the possibility easily two or more than two "heating elements" per To be able to use detonator or flame igniter. Come several such SMD resistors as "heating elements" for Application, the SMD resistors are expedient interconnected on one side. This common connection and the associated with the individual SMD resistors second connectors are from the housing of the detonator led out to create the opportunity at High reliability applications with redundant ignition to be able to apply.  

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles des erfindungsgemäßen Detonators.Further details, features and advantages emerge from the description below one in the drawing schematically illustrated embodiment of the detonator according to the invention.

Die Figur zeigt in einer Schnittdarstellung eine Ausbildung des Detonators 10, der an einem Gehäuseboden 12 aus elektrisch isolierendem Material Kontaktflächen 14 aufweist, die in Dick- oder Dünnschichttechnologie realisiert sind. Die Kontaktflächen 14 sind mit Anschlußpins 16 elektrisch leitend verbunden, die sich durch den Gehäuseboden 12 erstrecken.The figure shows a sectional view of an embodiment of the detonator 10 , which has contact surfaces 14 on a housing base 12 made of electrically insulating material, which are realized in thick or thin layer technology. The contact surfaces 14 are electrically conductively connected to connection pins 16 which extend through the housing base 12 .

Die Kontaktflächen 14 auf der Innenseite des Gehäusebodens 12 bilden Anschlußkontakte für SMD-Widerstände 18. Die SMD-Wi­ derstände 18 bilden eine Zündbrücke 20 für einen Anzündsatz 22 des Detonators 10. Der Anzündsatz 22 ist auf die SMD-Widerstände 18 bzw. auf den Gehäuseboden 12 aufgepreßt.The contact surfaces 14 on the inside of the housing base 12 form connection contacts for SMD resistors 18 . The SMD-Wi resistors 18 form an ignition bridge 20 for an ignition charge 22 of the detonator 10 . The ignition charge 22 is pressed onto the SMD resistors 18 or onto the housing base 12 .

Der Detonator 10 weist ein Gehäuse 24 auf, das von einer Gehäusehülse 26 und einem Deckelelement 28 gebildet ist. In dem vom Gehäuse 24 umschlossenen Raum 30 befindet sich ein Verstärkersatz 32 des Detonators 10. The detonator 10 has a housing 24 which is formed by a housing sleeve 26 and a cover element 28 . In the space 30 enclosed by the housing 24 there is an amplifier set 32 of the detonator 10 .

BezugszeichenlisteReference list

1010th

Detonator
Detonator

1212th

Gehäuseboden
Case back

1414

Kontaktfläche
Contact area

1616

Anschlußpin
Connector pin

1818th

SMD-Widerstand
SMD resistor

2020th

Zündbrücke
Ignition bridge

2222

Anzündsatz
Ignition charge

2424th

Gehäuse
casing

2626

Gehäusehülse
Housing sleeve

2828

Deckelelement
Cover element

3030th

Gehäuse-Innenraum
Housing interior

3232

Verstärkersatz
Amplifier set

Claims (4)

1. Detonator mit einem eine Zündbrücke (20) für einen Anzündsatz (22) bildenden elektrischen Widerstand, der an einem Gehäuseboden (12) für ein Detonator- Gehäuse (24) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der die Zündbrücke (20) bildende elektrische Widerstand von mindestens einem an sich bekannten SMD-Widerstand (18) gebildet ist, der auf dem mit Anschlußkontakten (14) versehenen Gehäuseboden (12) elektrisch leitend fixiert ist.1. Detonator with an ignition bridge ( 20 ) for an ignition charge ( 22 ) forming electrical resistance, which is provided on a housing base ( 12 ) for a detonator housing ( 24 ), characterized in that the ignition bridge ( 20 ) forming electrical Resistance is formed by at least one known SMD resistor ( 18 ) which is fixed in an electrically conductive manner on the housing base ( 12 ) provided with connection contacts ( 14 ). 2. Detonator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anzündsatz (22) auf den auf dem Gehäuseboden (12) fixierten mindestens einen SMD-Widerstand (18) gepreßt ist.2. Detonator according to claim 1, characterized in that the igniter ( 22 ) on the housing base ( 12 ) fixed at least one SMD resistor ( 18 ) is pressed. 3. Detonator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anzündsatz (22) mit einem Verstärkersatz (32) kombiniert ist. 3. Detonator according to claim 2, characterized in that the ignition charge ( 22 ) is combined with an amplifier set ( 32 ). 4. Detonator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei SMD-Widerstände (18) einseitig zusammengeschaltet sind, wobei der gemeinsame Anschluß (16) und die zu den SMD-Widerständen zugehörigen Einzelanschlüsse (16) mit den entsprechenden Anschlußkontakten (14) des Gehäusebodens (12) kontaktiert sind.4. Detonator according to one of claims 1 to 3, characterized in that at least two SMD resistors ( 18 ) are interconnected on one side, the common connection ( 16 ) and the individual connections associated with the SMD resistors ( 16 ) with the corresponding connection contacts ( 14 ) of the housing base ( 12 ) are contacted.