DE2101418A1 - Zunder mit einem mit einer Treibla dung in Berührung stehenden elektrisch lei tenden Film - Google Patents
Zunder mit einem mit einer Treibla dung in Berührung stehenden elektrisch lei tenden FilmInfo
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Description
Olin Corporation, New Haven, Conn., V.St.A.
Zünder mit einem mit einer Treibladung in Berührung stehenden elektrisch leitenden Film
Priorität: 21.1.1970 ; V.St.A.;
Anmelder-Nr.: 4 480 ►
Die Erfindung betrifft einen Zünder mit einem mit einer Treibladung
in Berührung stehenden elektrisch leitfähigen PiIm, der einen elektrischen Widerstand mit negativem Temperatur-Koeffizienten
hat und in dem elektrische Energie in die für die Zündung erforderliche Wärmeenergie umgewandelt wird.
Ein Zünder ist das wichtigste Element in einer mit einem Sprengstoff,
einem Treibmittel oder einem pyrotechnischen Stoff arbeitenden Vorrichtung. Der Zünder reagiert auf einen Auslöseimpuls
und löst seinerseits den Abbrenn- oder ExplosionsVorgang aus.
Zünder werden nach der Art ihres Auslöseimpulses klassifiziert, der mechanischer oder elektrischer Natur sein kann. Zünder können
ferner nach ihrer Ausgangsfunktion als Zündvorrichtungen, Zündladungen oder Detonatoren klassifiziert werden. Der Zünder
nach der Erfindung reagiert auf einen elektrischen Auslöseimpuls und kann jede der genannten Funktionen ausüben.
Elektrische Zünder können nach der Art der Wandler unterschieden werden, die zur Umwandlung der elektrischen Eingangsenergie
in Wärmeenergie verwendet werden. Derartige Wandler umfassen einen heißen oaer explodierenden Brückendraht, ein elektrisch
leitenües Stoffgemisch, eine leitende Pilmbrücke oder einen
funkenspalt. Die Ansprecherapfinalichkeit ist in hohem Maße
mit der Art des verwendeten Wandlers veränderlich; jeder Wandlertyp hat eine charakteristische Zündenergiescjv^elle und charak-
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teristische elektrische Anforaerungen.
Zum besseren Verständnis sollen zunächst die Art, der Aufbau
und die elektrischen Ansprecheigenschaften eines Zünders mit einer leitenden Filmbrücke, den die Erfindung betrifft, nach
dem technischen Stand vor der Erfindung erläutert werden.
Elektrisch leitende Filme können auf die Oberfläche eines Isolators nach verschieaenartigen Methoden aufgebracht werden,
um Filmbrücken zu erzeugen, die zum Auslösen von Explosionsvorgängen aufgeheizt oder gesprengt werden können. Der einzige
Typ einer Filmbrücke bei Standard-Zündern war die mit niedriger Energie arbeitende Graphit-oder Kohlenbrücke. Diese
Brücken werden alle im wesentlichen in ein und demselben Verfahren hergestellt. Dabei wird ein !Tröpfchen einer kolloidalen
Suspension von Graphit in Wasser auf eine Oberfläche aus zwei oder mehr voneinander getrennten und gewöhnlich in einem Nichtleiter
eingebetteten Metallelektroden aufgebracht. Da Graphit einen Widerstand mit negativem Temperatur-Koeffizienten hat
und da die Filindicke und die Weglänge veränderlich sind, wird der elektrische Strom über einen nur einen kleinen Teil des
gesamten Filmvolumens ausmachenden Kanal geleitet. Nur dieser kleine Teil des Films wird aufgeheizt. Der Widerstandsbereich
ist sehr groß und bewegt sich in Größenordnungen zwischen 700 und HOOO 0hm. Wegen der kanalisierten Leitungsstrecke ist die für die Zündung aufzubringende Energie gering
und bewegt sich in einer Größenordnung von wenigen 100 erg. Ferner ist die Menge des aufgeheizten Graphits
klein. Damit diese geringe Menge des Graphits als Zünder wirken kann, muß sie in inniger Berührung mit einem Initial-Sprengstoff
stehen, der thermisch empfindlich ist und gute Fortpflanzungseigenschaften hat. Die Initial-Sprengstoffe,
- Bleiazid und Blei-Styphninsäure -, werden allgemein als Zündladungen nicht nur für Graphit- oder Kohlenbrücken, sondern
für alle derzeit gebräuchlichen Zünder verwendet, ausgenommen einen Zünder mit explodierendem Brückendraht, dessen
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größere Enerßieausbeute die Verwendung von Sekundär-Sprengstoffen
unter besonderen einschränkenden Bedingungen ermöglicht.
Die hervorstechenden Eigenschaften des üblichen Zünders mit leitendem Film können wie folgt beschrieben v/erden:
1. Der leitende Film kann metallisch oder nicht-metallisch sein, v/obei jedoch nicht-metallische kohlenstoffhaltige
Stoffe überwiegend üblich sind.
2. Die kohlenstoffhaltige Filmbrücke ist elektrisch durch einen hohen Widerstand von 700 bis 14000 0hm gekennzeichnet;
sie reagiert sehr empfindlich, d.h. im allgemeinen bereits auf einen elektrischen Auslöseimpuls in einer Grössenordnung
von wenigen 100 erg.
3. Alle derzeitigen Filmbrücken-Zünder erfordern die Verwen- Λ
dung eines Initial-Sprengstoffes, gewöhnlich Eieiazid oder Blei—Styphninsäure, die in inniger Berührung mit
der Filmbrücke stehen müssen,
4. Gewöhnlich ist die leitende Filmbrücke auf der Oberfläche eines Nichtleiters angeordnet, in dem zwei oaer mehr
Elektroden eingebettet sind.
Die kritischen Abmessungen, die Ungleichförmigkeit und vor
allem die Möglichkeit der Nieder-Energie-Kohlenstoffbrücke *
zu zufälliger Entladung,z.B. aufgrund der statischen Aufladung
einer Person oder durch Radio- oder Radarwellen induzierter Spannung, schränken die Verwendung der Zünder mit
Kohlenfjüabrücke stark ein. Daher werden als elektrische Zün- M
der heute nahezu ausschließlich Brückendrahtzünder verwendet.
Ein Brückendrehtzünder erfordert eine relativ komplexe und
aufwendige Vorrichtung. Außerdem erfordert er mit Ausnahme des Zünders mit explodierendem Brückendraht die Verwendung
eines Initial-Sprengstoffes, der in inniger Berührung mit dem Draht stehen aniß, um als Zünder für eine Kette von unterschiedlichen
Explosivstoffen zu wirken.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektrischen
Zünder der eingangs genannten Art zu .schaffen, der die Verwendung
eines Initial-Sprengstoffes nicht erfordert und einfacher
als der bekannte Brückendrahtzünder aufgebaut ist,
dessen Vorteile jedoch beibehält. Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß der Film an einer
Oberfläche eines im wensentlichen aus einem schwer entzündbaren oder Sekundär-Sprengstoff bestehenden Treibladungskörper
haftend angeordnet ist.
Dabei weist der aus faseriger oder poröser Nitrocellulose bestehende Treibladungskörper eine faserige oder poröse Oberfläche
auf, mit der der leitende PiIm in inniger Berührung steht.
Der Zünder nach der Erfindung bedarf nicht eines Initial-Sprengstoffes
und ist daher unanfällig für zufälliges Entladen. Er ist in Aufbau und Herstellung einfacher und billiger
als der bekannte Brückendrahtzünder . Der Zünder nach der
Erfindung kann selbständig als Antrieb für Projektile, Bolzen oder dgl. dienen oder kann zum Zünden eines zusätzlichen
Treibsatzes aus Pulver oder pyrotechnischen Stoffen oder als erstes Element in einer Kette von Explosivstoffen dienen.
Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung sind nachfolgend anhand von Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen
beschrieben. Es zeigen:
Pig. 1 einen Schnitt durch einen Zünder nach der Erfindung;
Fig. 2 einen Teilschnitt durch eine Schrotpatrone mit einem
Zünder nach der Erfindung;
Pig. 3 einen Schnitt durch eine abgewandelte Schrotpatrone
mit einem Zünder nach der Erfindung;
Fig. 4 einen Schnitt durch eine gehäuselose Patrone mit einem Zünder nach der Erfindung;
Fig. 5 einen Schnitt durch eine anders ausgebildete gehäuselose
Patrone mit einem Zünder nach der Erfindung;
Fig. 6 einen Schnitt durch ein Bolzen-Schießgerät mit einem Zünder nach der Erfindung und
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Fig. 7 ein Schaltbild eines Zündstromkreises zum Bereitstellen
der elektrischen Zündenergie für einen Zünder nach der . ' Erfindung.
Der in den Figuren und insbesondere in Fig. 1 mit dem Bezugszeichen 2 bezeichnete Zünder umfaßt einen Körper 4 aus faseriger
oder poröser Nitrocellulose mit einer von dünnen Fasern oder Stützstreifen aus nitrocellulose bedeckten Oberfläche. Diese
Oberfläche ist mit einem Film 6 aus einem nicht-metallischen,
elektrisch leitfähigen Material mit negativem Widerstands-. Temperatur-Koeffizienten beschichtet, wobei die Fasern oder
Stützstellen innig mit dem leitenden Material beschichtet sind. Dieses leitende Material kann auch ein Halbleiter-Material
mit negativen Widerstands-Temperatur-Koeffizienten %
Bei Ausführung der Erfindung kann jede geeignete Nitrocellulose verwendet werden, die nach ihrer Formung in eine
zweckmäßige Gestalt eine faserige, schnürige oder poröse Struktur mit einer durchschnittlxchen Dichte des Nitrocellulose-Körpers
zwischen ungefähr 0,85 und 1,4 g/cnrhat. Die den Film aufnehmende Oberfläche des Körpers weist entweder
dünne Fasern oder dünne Stützstellen aus Nitrocellulose auf, die innig mit dem elektrisch leitfähigen Material beschichtet
sind. Diese dünnen Fasern und Stützstreifen aus Nitrocellulose werden beim Zündvorgang auf ihren Zündpunkt durch
Wärmeübertragung aus dem elektrisch leitenden Film aufgeheizt, % wenn dieser durch elektrische Energie erwärmt wird.
Ein ideal für einen Zünder nach der Erfindung geeigneter Ausgangsstoff ist loses Pulver, wie es im einzelnen in der
US-Patentschrift 3 464 086 beschrieben ist. Dieses Pulver ist faserig, schnürig oder haarig und kann in trockenem
Zustand zu Tabletten, Körnern oder anderen Körpern formbeständig verdichtet werden, deren Zündpunkt und Abbrenneigenschaften
veränderbar sind. Diese Art Pulver hat, wenn es verdichtet wird, eine Oberfläche an dem formbeständigen Kör-
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per, in der sich dünne Fasern befinden, die innig in dem Film des leitenden Materials eingebettet werden.
Ji's sind jedoch auch andere Ausgangsstoffe zur Schaffung einer
geeigneten Kontaktoberfläche verwendbar. Beispielsv/eise
kann faserige, ungelierte reine Nitrocellulose verwendet werden. Die schwammartigen, unregelmäßigen Teilchen von ausgefällter
Nitrocellulose haben dünne.Fasern an ihrer Oberfläche, die empfänglich für die Beschichtung aus elektrisch
leitfähigem Material sind. Vorzugsweise wird die ausgefällte Nitrocellulose dadurch hergestellt, daß zunächst die Nitrocellulose
in einem Lösungsmittel wie Aceton ausgefällt wird, um einen Firnis herzustellen, welcher darauf unter heftiger
Bewegung in eine große Menge wasser gegossen wird. Bei dieser Behandlung wird die Nioiocellulose in Form von festen TejQLchen
ausgefällt, die unter dem Mikroskop unregelmäßige Gestalt und einen schwammartigen Charakter haben.
Ferner kann in einem Auswaschverfahren aufbereiteteNitrocellulose zum Herstellen des Körpers 4 des Zünders 2 verwendet
werden. Bei diesem Verfahren wird Nitrocellulose zusammen mit einem Stabilisator und einem geeigneten wasserlöslichen
Salz in einem Lösungsmittel gelatiniert, extrüdiert oder in Tablettenform geformt, mit heißem Wasser
gespült, um das wasserlösliche Salz zu entfernen^und getrocknet.
Es entsteht dabei eine homogene Struktur, die unter dem Mikroskop wie eine Brotscheibe aussieht, d.h. unregelmäßig angeordnete
Poren mit relativ dünnen Stützstellen dazwischen aufweist. Ein weiteres Verfahren zum Herstellen einer Kontaktfläche
an einem Nitrocellulose-Körper, der im übrigen vollständig gelatiniert ist, besteht im mechanischen Anschaben
oder Ankratzen der Oberfläche oder im Behandeln der Oberfläche mit einem Lösungsmittel.
Der elektrisch leitfähige Film 6, der aufden Nitrocellulose-Körper
4 aufgebracht wird, ist aus einem Material mit einem mäßigii^elektrischen Widerstand hergestellt, welches einen
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negativen Temperatur-Koeffizienten aufweist. Von besonderer Zweckmäßigkeit aufgrund einfacher Beschaffbarkeit und niedriger
Kosten sind Graphit, teilweise graphitisierter Kohlenstoff-Ruß und schließlich fein zerteiltes Blei-Peroxyd. Andere
auch verwendbare Materialien schließen die selteneren Halbleiter wie Germanium und Silizium ein, die ebenfalls
einen elektrischen Widerstand mit negativem Temperatur-Koeffizienten
haben.
Das bei der Erfindung bevorzugte Material ist Graphit, graphitisierter
Ruß und Blei-Peroxyd. Diese Stoffe werden vorzugsweise als kolloidale oder halb-koUoidale Suspensionen
in wässrigen oder nicht-wässrigen Medien zusammen mit zweckmäßigen organischen oder nicht-organischen Bindern gebracht.
Die Stoffe werden in einfci Weise aufgetragen, daß der getrocknete,
haftende Film eine Stärke zwischen etwa 12/1000 und 50/1000 mm hat und bei Anlegen einer Spannung einen
Widerstand von etwa 2 bis 100 0hm mit einem bevorzugten Bereich von 5 bis 20 0hm aufweist.
Wenn es erwünscht ist, ksnn in den elektrisch leitfähigen Film 6 oder in die Kontaktfläche des Nitrocellulose-Körpers
ein oxydierender Stoff gebracht werden, um die Zündfähigkeit zu erhöhen. Zweckmäßige Oxydationsmittel sind die Nitrate,
Chromate und die Chromate von Barium, Kalium und Natrium, die Peroxyde von Barium und Strontium, die Chlorate, Perchlorate
und Sulfate von Kalium sowie die Oxyde und Peroxyde von Blei.
Der Zünder 2 kann entweder selbständig oder mit einem zusätzlichen
Treibmittel als Antriebsquelle von Projektilen, Bolzen, Dübeln, Nägeln oder dgl dienen. Er kann auch als
Antriebskapsel zum Starten einer kleinen Verbrennungskraftmaschine
oder dgl. dienen oder kann zur Zündung eines grösseren Treibsatzes oder einer Masse aus pyrotechnischer Zusammensetzung
oder als das erste Element in einer Kette von Explosivstoffen dienen.
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Die Figuren 2 bis 6 zeigen verschiedene Anwendungsraöglichkeiten des Zünders nach der Erfindung.
Die in Fig. 2 dargestellte Scnrot-Patrone 8 umfaßt einen Kunststoffkörper
10 mit einem Kopf 12 und einem ol^fenen Hohlraum In dem Hohlraum 14 iä eine Treibladung 16 geeigneter Zusammensetzung
angeordnet. Ein Becher-Pfropi'en 18 und Faser-Piroxpfen
20 sind in üblicher Weise über der Pulverladung 16 angeordnet, Der Rest des Hohlraums H ist mit Schrot 22 gefüllt. Das nicht
gezeigte Ende der Patrone ist in üblicher Weise verschlossen. Der Kunststoff-Pfropfen 12 der Schrotpatrone ist von einem
metallischen Kopf 24 überdeckt, der einen in die Zünderöffnung 28 eingewölbten Abschnitt 26 aufweist. Durch die Zünderöffnung
28 erstreckt sich ein Zellen-Becher, der mit der Pulverladung 16 in Berührung steht. In dem Zellen-Beche-r 30 it.ν benachbarte
Pulverladung 16 der Zünder 2 angeordnet. Der leitfällige Film 6 des Zünders 2 steht in Berührung mit einer Elektrodeneinheit
32, die im anderen, hinteren Ende des Zellenbechers 30 untergebracht ist. Die Elektrodeneinheit 32 umfaßt einen
hohlen zylindrischen Streifen 34 aus leitendem Material, der
mit dem Zellen-Becher 30 in elektrischem Kontakt steht, sowie eine Mittel-Elektrode 36 aus einem zweckmäßigen leitenden
Material, die von der äußeren Elektrode 34 durch ein nicht leitendes Material 40 getrennt ist. Die Schrotpatrone
kann im Patronenlager eines Feuerlaufes angeordnet werden, der eine Ladeöffnung 42 mit einer Elektrodeneinheit umfaßt,
die eine im wesentlichen im Querschnitt kreisförmige,, äußere
Elektrode 44 umfaßt, welche in elektrischen Kontakt mit dem metallischen Kopf 24 bringbar ist,sowie eine Mittel-Elektrode
46, die mit der Mittel-Elektrode 36 der Elektrodeneinheit 32 zusammenwirken kann. Die Elektroden 44 und 46
sind voneinander durch eine Isolation 48 getrennt. Der Zellenbecher 30 mit dem Zünder 2 und der Elektrodeneinheit 32
kann selbstverständlich auch anstelle des bei der üblichen Gewehr- und Pistolenmunition mit jeweils einem einzeln abzufeuernden
Projektil vorgesehenen Schlagzünders verwendet
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werden. Fig. 3 zeigt eine zweite Ausführung einer Schrotpatrone
50, die ebenso wie bei der Patrone nach Fig. 2 ein Kunststoffgehäuse 10 mit einem Kopf 12 und geeigneten Ladepfropfen
18 und 20 umfaßt. Im vorderen Ende der Patrone ist Schrot 22 untergebracht. Unmittelbar hinter dem Pfropfen
ist eine gepreßte oder gebackene Tablette 52 aus einem zweckmäßigen rauchfreien Pulver eingesetzt. Im hinteren Ende der
Tablette 52 ist eine Ausnehmung 54 ausgebildet, in der ein Zünder 2 mit dem elektrisch leitfähigen FiIm 6 zu der öff~
nung hinweisend aufgenommen ist, in welcher normalerweise der Zünder sitzt. Bei dieser Schrotpatrone kann der metallische
Kopf 24 wahlweise vorgesehen sein. Die Schrotpatrone kann in das Patronenlager eines Feuerlaufes eingesetzt v/er- m
»"cn, der mit einem Elektroaengeber 56 versehen ist, welcher
durch die Zünderöffnung in innigem Kontakt mit dem leitenden Film 6 des Zünders 2 treten kann. Der Elektrodengeber 56
umfaßt eine Zylindrische hohle äußere Elektrode 58 und eine mittlere stangenartige Elektrode 60, die von der äußeren
Elektrode 58 durch eine Isolation 62 isoliert ist. Wie bei der Ausführung nach Fig. 2 kann die Ausführung nach Fig.3
in Verbindung mit normaler Gewehr-Munition zum Abschießen eines einzelnen Projektils verwendet werden. Als weitere
Alternative kann die zusätzliche Pulverladung anstelle einer Tablette 52 als Teil des Zünderkörpers 2 ausgebildet
sein, wobei der leitende Film 6 lediglich eine solche Gröüo Ä
haben muß, um einen sicheren Kontakt mit der elektrode zu gewährleisten.
Fig. 4 zeigt die Verwendung des Zünders 2 als Treibladung für Munition. In diesem Fall ist der Zünderkörper 4 als
Tablette ausgebildet. Die eine Oberfläche^der Tablette
ist mechanisch, zum Beispiel mit Klebstoff oder auf andere bekannte Weise mit einem Projektil 64 verbunden. Die
entgegengesetzte Oberfläche der Tablette 4 ist mit dem elektrisch leitenden Film 6 in der beschriebenen V/eise
beschichtet.
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Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsforra eier gehäuselosen
Patrone, bei der der Zünder 2 nach der Erfindung verwendet ist. Dabei wird ein im wesentlichen zylindrischer, hohler
geformter Treibkörper 66 verwendet, wie er in der US-Patentschrift 3 !511 057 beschrieben ist. Das übliche Projektil 68
kann das vordere Ende des Treibkörpers 66 eingeklebt oder in anderer Weise befestigt sein, während ein Zünder 2 nach der
Erfindung im hinteren Ende des Treibkörpers 66 mit dem leitenden Film 6 nach au3en weisend angeordnet ist, um einen Kontakt
mit einer Elektroaeneinheit eines Gewehrlaufs herzustellen.
Eine weitere Anwendung des Zünders 2 nach der Erfindung ist in Fig. 6 dargestellt, wobei der Zünder 2 als Antrieb für den
Kolben 70 eines industriell verwendbaren^pulver-betätigten
Bolzenschießgeräts dient. Der Kolben 70 ist in einem Lauf 72 angeordnet. Der anzutreibende Bolzen 74 ist in das Mündungsende
des Laufs 72 eingesetzt. Der Nitroeellulosekörper 4 des Zünders 2 ist im wesentlichen tablettenförmig gestaltet,
wobei der leitende Filra 6 zum hinteren Ende hinweist.
Der Zünder 2 ist in einer Tablettenkaminer 76 aufgenommen,
wobei der leitende Film 6 derart angeordnet ist, daß er in innigem Kontakt mit einer Elektrode 78 der anhand von Fig.
beschriebenen Art steht.
In Fig. 7 ist ein Schaltbild für eine den Zündstrora für den
Zünder 2 bereitstellende Schaltung dargestellt. Diese Schaltung umfaßt eine Batterie 80 mit einem dazu parallel geschalteten
Kondensator 82. Der leitende Film 6 des Zünders 2 wird von dem Widerstand 84 repräsentiert, zwischen dem Kondensator
82 und den beiden -^lektroden 88 und 90 ist ein An-Aus-Schalter
86 für die Zündsteuerung eingeschaltet. Es kann jedoch auch eine beliebige direkt speisende Stromquelle entsprechender
Leistung verwendet werden. Die Kapazitäten und Spannungen können in einem weiten Bereich derart verändert
werden, daß die insgesamt für die Zündung bereit gestellte Energie etwa 1 joule . Diese Wirkung ist anhand der folgenden
Tabelle verdeutlicht, welche Versuchsergebnisse nach
- 11-
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"Brucetonll-Versuchen "bei drei Kapazitäten repräsentiert, um
die erforderlichen Zündspannungen zu bestimmen.
Spannung bei 99,95?'ii'er Energie bei 99,95$iger
Zündwahrscheinlichkeit Zündwahrscheinlichkeit
3 0 M.P 251 V 0,94 Joule
120 „uF 110 V 0,73 joule
480 ^F 57 V 0,77 joule
Pie folgenden Bespiele sind dazu bestimmt, die zahlreichen Anwendungen des Zünders 2 nach der Erfindung sowie die verschiedenen,
seine erfolgreiche Wirkung bestimmenden Parameter r.u verdeutlichen.
Durch Verdichten von losem Pulver werden Tabletten auseinem Treibmittel mit einem Durchmesser von etwa 16,5mm und einer
Dicke von etwa 6,35 mm hergestellt. Die Tabletten wogen zwischen 1,3 und 1,55 g (20 und 24 grains) und hatten eine Dichte
von etwa 1,3 g/cm . Auf eine der Stirnflächen jeder Tablstte
wurde ein Tropfen einer verdünnten Suspension von kolloidalem Graphit in V/asser aufgebracht. Die Graphit-Suspension wurde
für zwei Stunden bei etwa 65°C (1500P) ofengetrocknet. Ein
Anteil der Graphit-Suspension durchdrang die an der Oberfläche befindlichen Pasern der Tablette und haftete daran. Der übrige
Teil der Graphit-Suspension bildete einen PiIm auf der Oberfäche der Tablette. Der PiIm hatte eine Dicke von zwischen
12/1000 und 25/1000 min. Mit konzentrischen Elektroden mit einem Mittel-Leiter von 1 mm Außendurchmesser und einer Isolationsdicke
zwischen den inneren und äuSeren Elektroden von etwa 1 mm hatten die Filme unterschiedliche Widerstände im
Bereich zwischen 3 und 100 0hm, wobei die Widerstände überwiegend zwischen 5 und 15 0hm lagen. Jede Tablette wurde
anstelle üblicher Pulverladung und Zünder in das Ende einer Schrotpatrone eingesetzt. Die Schrotpatronen wurden mit den
üblichen Pfropfen und Schrotkugeln versehen. Die Schrotpa -
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tronen wurden in einen Versuchslauf eingesetzt, der eine Bat- ±erie-Kondensator-Sch{-iltung mit einem Schalter aufwies, um
Entladungen des Kondensators von der Batterie und dadurch ein Entladen des Kondensators über die Elektrode zn ermöglichen,
die in Kontakt mit dem leitenden .Film der Tablette stand. An den eine Kapazität von 480^F aufweisenden Kondensator
wurde eine Spannung von 65 "V angelegt. Aufgrund dieser Anordnung betrug die für den Zünder bereit gestellte Auslöseenergie
1 joule. Die Tabletten zündeten mit einer Zeitverzögerung von 1 bis 2 millisec. nach Aufbringen der elektrischen
Energie und brannten wie ein Treibmittel ab, wobei sie die normalerweise bei Schrotpatronen erwarteten jjruck- und Geschwindigkeitseigenschaften
aufwiesen. Bei Verwendung eines Graphit-Films einer Stärke von 12/1000 mm brannte der leitende
Film ab, bevor die Energie vollständig von dem Kondensator abgeflossen war. In diesem Pail betrug die für die Zündung
aufgewendete Energie 0,2 bis 0,5 joule.
In einer dem Beispiel I ähnlichen Weise wurde eine Zündtablette aus losem Pulver zu einer Pichte von etwa 1,2 g/cm
trocken verdichtet, wobei !Durchmesser und Dicke der Tablette etwa 5»1 mm betrugen. Eine Stirnfläche der Tablette wurde
mit einem Graphit-Film beschichtet wie anhand von Beispiel I beschrieben. Die verwendete Elektrode hatte eine Spaltabmessung
von etwa 0,5 mm. Die Tablette wurde in einen zweckmäßigen Versuchslauf eingeführt, um ein 0,22 ''-Gewehrgeschoß
abzufeuern. Bei der Verwendung der gleichen Energiequelle wie bei Bespiel I zündete die Tablette und brannte
unter denselben Druck- und Geschwindigkeitsverhältnissen ab, die normalerweise beim Abfeuern von 0,22''-kalibriger
Munition erwartet wird. Die Zündverzögerung nach Einschalten der Energiequelle lag in der Größenordnung von 1 bis 2
millisec, und die aufgewendete Energie betrug weniger als 1 joule.
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In einer den Beispielen I und II ähnlichen Weise wurde eine Zündtablette aus losem Pulver trocken zu einer Dichte von
etwa 1,2 g/cm mit einem Durchmesser von etwa 10,2 mm und
einer Stärke von etwa 3*8 mm verdichtet. Eine Stirnfläche
der Tablette wurde mit einem Graphit-?ilm in der anhand
von Beispiel I beschriebenen Weise beschichtet. Die Tablette wurde in eine Versuchsvorrichtung eingebracht, die ähnlich
wie ein industriell verwendbares Bolzenschießgerät der anhand von Fig. 6 beschriebenen Art ausgebildet war. Bei Aufbringen
der elektrischen Zündenergie durch die schon bei Beispiel I verwendete Schaltung zündete die Tablette und
brannte ab und trieb den Kolben an, der seinerseits den Bolzen in die Arbeitsfläche einschoß.
Eine Zündtablette wurde aus losem Pulver in die Form einer Waffel mit einer Dichte von 1,25 g/cm gebracht. Eine Stirnfläche
der Waffel wurde mit einer wässrigen Dispersion von Graphit beschichtet wie oben beschrieben. Ein gewöhnliches
Schrotgeschoß wurde durch Entfernen und Ersetzen des Zünders durch eine Zündtablette abgeändert, die anstelle des Zünders
in die dafür und für das Einsetzen einer Elektrode vorgesehene
wurde,
Öffnung eingesetzt7~~Äuf die Zündtablette wurde ein Treibsatz von üblichem körnigem Treibmittel aufgesetzt und das Geschoß in üblicher Weise mit Schrot und Pfropfen^watte gefüllt. Bei Aufbringen einer elektrischen Energie von etwa 1 joule löste die Tablette die Verbrennung des körnigen Treibmittels aus, wodurch Druck- und Geschwindigkeitsverhältnisse wie bei üblichen Schrotgeschossen erzeugt wurden.
Öffnung eingesetzt7~~Äuf die Zündtablette wurde ein Treibsatz von üblichem körnigem Treibmittel aufgesetzt und das Geschoß in üblicher Weise mit Schrot und Pfropfen^watte gefüllt. Bei Aufbringen einer elektrischen Energie von etwa 1 joule löste die Tablette die Verbrennung des körnigen Treibmittels aus, wodurch Druck- und Geschwindigkeitsverhältnisse wie bei üblichen Schrotgeschossen erzeugt wurden.
Ein übliches Schrotgeschoß wurde durch Ersetzen des normalen Schlagzünders durch ein an einem Ende mittels einer Elektrode
gemäß Beispiel I verschlossenen Batterie-Becher abgewandelt
- 14 109845/1049
in den eine zylindrische Zündtablette aus verdichtetem losen Pulver eingesetzt wurde, die a.v.£ der der Elektrode
zugewandten und damit in Berührung stehenden Seite mit einen Graphit-Film beschichtet war.Bei Aufbringen einer
elektrischen Energie von etwa 1 joule löste die ζ,ϋηαtablette
die Zündung des körnigen Treibmittels aus, wobei die bei Schrotgeschossen üblichen Druck- und u-esehwindigkeitsverhältnisse
herrschten.
Ein dicht koHloidiertes rauchloses Pulver wrde unter Anwendung
des "Nasslöse"-Verfahrens nach der US-Patentschrift
3092 525 in die Form einer Tablette gebracht. Eine Zündtablette der anhand von Beispiel III beschriebenen Art v/urde
in eine in die Tablette aus dem rauchlosen Pulver eingebrachte Ausnehmung eingesetzt. Hierbei betrug das Gewicht
der Zündtablette aus verdichtetem Pulver etwa 0,195 g (3 grains) und das Gewicht der aus rauchlosem Pulver hergestellten
Tablette etwa 1,165 g(18 grains). Die Tablette und der Zünder wurden in der aus Fig. 3 ersichtlichen V/eise
in eine Schrotpatrone eingebracht. Bei Aufbringen einer elektrischen Energie mittels der erwähnten Schaltung und
Elektrode zündete der Zünder die Hauptladung des'Treibmittels derart, daß sich die bei einer Schrotpatrone erwarteten
Druck- und Zeit-Verhältnisse und die erwartete Schuß-Geschwindigkeit einstellten.
Eine Schrotpatrone wurde gemäß Beispiel VI hergestellt, ausgenommen, daß anstelle eines Graphit-Films ein Film
au3 Blei-Peroxyd verwendet wurde. Der Blei-Peroxyd-Filra
war etwa 5/100 mm stark und wies bei betätigter Elektrode einen Brückenwiderstand von etwa 10 bis 15 0hm auf. Bei Betätigung
durch elektrische Energie gemäß Beispiel VI zündete der so abgewandelte Zünder die Haupttreibladung zufriedenstellend.
- 15 109845/10A9
Aus reiner, faseriger, nicht gelatinierter Nitrocellulose (13,1$ Stickstoff) wurde eine Tablette dadurch hergestellt,
daß eine relativ lose zusammenhängende Schicht bzw. ein
Pfropfen aus einem Brei aus Fasern und Wasser auf einem Filter geformt und dann der relativ lose Pfropfen in einer
Presse zu einer Dichte von etwa 1,2 bis 1,3 g/cnr verdichtet wurde. Die so entstandene Tablette hatte dieselben
Abmessungen wie die Tablette bei Beispiel III. Auf die eine Stirnfläche der aus reiner Nitrocellulose bestehenden
Tablette wurde wie bei den vorherigen Beispielen ein Graphit-Film aufgebracht. Die Tablette wurde in die Versuchsvorrichtung gemäß Beispiel III eingesetzt, der elektrischen
Zündenergie ausgesetzt und unter den bei indus'crjLexl verwendbaren
Bolzenschießgeräten erforüerlichen Verhältnissen abgebrannt .
Eine Tablette wurde durch trockenes Verdichten in einer Presse eines Materials hergestellt, welches zunächst durch Auflösen
von Nitrocellulose in einem Lösungsmittel wie Azeton als Lack hergestellt wurde, der darauf in eine große Menge Wasser unter
heftiger Bewegung eingegossen wurde. Bei einer solchen Behandlung wurde aie Nitrocellulose in Fora von festen Teilchen ausgefällt.
Aus einer derart ausgefällten Nitrocellulose verdichtete Tabletten wurden ebenso wie die Tabletten nach .Beispiel III
ausprobiert und ergaben dieselben erwünschten Ergebnisse.
Eine poröse Tablette wurde mittels des im vorgehenden Beispiel beschriebenen "Auswasch"-Verfahrens hergestellt. In
diesem-Verfahren hergestellte Tabletten wurden in gleicher V/eise wie die Tabletten nach Beispiel III ausprobiert und .
ergaben dieselben erwünschten Ergebnisse.
Die Auslösezeit des Zünaers nach der Erfindung ist in erwünschtem Maße kurz. Die Auslösezeit ist diejenige Zeit, die
vom ersten Aufbringen der elektrischen Energie bis zum ersten
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Auftreten eines Druckanstieges aufgrund des Abbrennvorganges des Zündkörpers verstreicht. Diese Auslösezeit liegt in der
Größenordnung von 1 bis 2 millisec.
Der Zünder nach der Erfindung kann bei Verwendung einer
zweckmäßigen Menge von Nitrocellulose zur Herstellung des
Zündkörpers 4 die Pulverladung und den Zünder bei konventioneller Munition ersetzen. Der Zünder kann auch dazu verwendet werden, allein die Antrfebsenergie für ein Projektil
oder den Kolben eines industriell verwendbaren Bolzenschießgerätes bereitzustellen oder eine kleine Verbrennungskraftmaschine zu starten. Der Zünder kann aber auch zum Ersetzen des konventionellen Zünders dienen, um eine zusätzliche
!Treibladung oder eine Masse pyrotechnischer Zusammensetzung zu entzünden oder das erste Element in einer Ke cue von Explosivstoffen zu bilden.
zweckmäßigen Menge von Nitrocellulose zur Herstellung des
Zündkörpers 4 die Pulverladung und den Zünder bei konventioneller Munition ersetzen. Der Zünder kann auch dazu verwendet werden, allein die Antrfebsenergie für ein Projektil
oder den Kolben eines industriell verwendbaren Bolzenschießgerätes bereitzustellen oder eine kleine Verbrennungskraftmaschine zu starten. Der Zünder kann aber auch zum Ersetzen des konventionellen Zünders dienen, um eine zusätzliche
!Treibladung oder eine Masse pyrotechnischer Zusammensetzung zu entzünden oder das erste Element in einer Ke cue von Explosivstoffen zu bilden.
Ansprüche
- 17/-
109845/1049
Claims (1)
- /ftft MÖNCHEN 23,CLEMENSSTRASSE 30 TELEFON 345067 TELEGRAMM-ADRESSE: TELEX 5-29 6861. Juli 1971P 21 Ol 418.6u.Z.: F 601 M+a (Dr.S/we)OLIN CORPORATIONPat ent ans ρ rü ehe1. Zünder mit einem mit einer Treibladung in Berührung stehenden, elektrisch leitfähigen Film, der einen elektrischen Widerstand mit negativem Temperatur-Koeffizienten hat und in dem elektrische Energie in die für die Zündung erforderliche Wärmeenergie umgewandelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Film (6) des Zünders an einer Oberfläche eines im wesentlichen aus einem schwer entzündbaren oder Sekundär-Sprengstoff bestehenden Treibladungskörpers (4) haftend angeordnet ist.2. Zünder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der aus faseriger Nitrocellulose bestehende Treibladungskörper (4) eine Oberfläche mit einer Vielzahl von darauf angeordneten bzw. davon wegragenden Fasern hat, auf der der leitende Film (6) in inniger Berührung mit den Fasern angeordnet ist.3. Zünder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der aus poröser Nitrocellulose bestehende Treibladungskörper (4) eine Oberfläche mit zwischen Porenöffnungen angeordneten Stütz-109845/1049 _INSPECTEDstellen hat, mit denen der leitende Film (6) in inniger Berührung steht.h. Zünder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Treibladungskörper aus trocken zu einer vorbestimmten Gestalt (z.B. zu einer Tablette) verdichtetem Pulver besteht und an
einer Oberfläche mit dem leitenden Film beschichtet ist.5. Zünder nach einem der Ansprüche 2 bis *J, dadurch gekennzeichnet, daß der leitende Film (6) einen der folgenden Stoffe, bzw. eine Mischung dieser Stoffe enthält: Graphit, teilweise graphitisierter Kohlenstoff und Blei-Peroxid.6. Zünder nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichte des Treibladungskörpers (1O zwischen etwa 0,85 und l,*l gr/cnr beträgt.7. Zünder nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der leitende Film (6) eine Stärke zwischen etwa 12/1000 und 50/1000 mm hat.8. Zünder nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Widerstand des leitenden Films (6) zwischen 2 und 100 0hm beträgt.ORIGINAL INSPECTED109845/1049P 21 Ol 418.6 5. juli 1971u.Z.: P 601- M+a " Dr.S/weOLIN CORPORATIONPatentansprüche9· Die Verwendung eines Zünders nach Anspruch 1 bei einer gehäuselosen Patrone, bei der auf der Seite gegenüber der mit dem leitenden Film (6) beschichteten Oberfläche des Treibladungs- ^ körpers (A) ein Projektil (6'J; 68) angeordnet ist.10. Verfahren zum Durchführen der Verwendung n£xh Anspruch 9* dadurch gekennzeichnet, daß das Projektil (6*i) unmittelbar an die der mit dem leitenden Film (6) beschichteten Oberfläche gegenüberliegende Oberfläche angeheftet wird (Fig. ·'!).11. Verfahren zum Durchführen der Verwendung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Zünder (2) in den einen Ende J und das Projektil (68) mit Abstand von dem Zünder in dem anderen Ende einer zylindrischen, aus Treibnasse geformten Hülse {66) befestigt wird (Fig. 5).12. Die Verwendung eines Zünders nach Anspruch 1 bei einer Patrone, insbesondere Schrotpatrone, bei der ein elektrisch leitender Becher (30) vorgesehen ist,-der an einem Ende'durch eine Elektrodeneinheit ^2) verschlossen ist und in seinem anderenEnde den Zünder (2) enthält, wobei die Eiektrodeneinheit (32). eine mit dem Becher (30) und dem leitenden i'ilm (6) des Zünders (2) in Kontakt stehende erste Elektrode (3;O und eine zweite, von der ersten elektrisch isolierte, ausschließlich mit dem leitenden Film (6) in Kontakt stehende Elektrode' (36) umfaßt (Fig. 2).13. Verfahren zum Durchführen der Verwendung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß der Treibladungskörper (1I) des Zünders (2) mit einem Treibsatz (16; 52) aus rauchlos abbrennendem Pulver in Berührung gebracht wird.1*1. Verfahren nach Anspruch 13> dadurch gekennzeichnet, daß der Zünder (2) in einer Ausnehmung (5*0 des Treibsatzes (52) angeordnet wird (Fig. 3).15· Verfahren nach Anspruch 13 oder Ik3 dadurch gekennzeichnet, daß der Zünder (2) in einem Ende (12) einer Patronenhülse (10; 2*1) benachbart einer öffnung angeordnet wird, über die der elektrische Anschluß hergestellt wird, und daß im anderen Ende der Patronenhülse jenseits des Treibsatzes ein Projektil, Schrotkugeln (22) oder dergleichen angeordnet sind.16. Verfahren zum Herstellen eines Zünders nach einem der Ansprüche 2 oder 3> dadurch gekennzeichnet, daß zunächst der1 Treibladungskörper (*0 aus Nitrocellulose mit der die Fasern oder dieStützstellen zwischen den Poren aufweisenden Oberfläche hergestellt wird, daß auf mindestens einen Teil dieser Oberfläche eine Suspension in einer Flüssigkeit aufgebracht wird und daß die Suspension zur Bildung des leitenden Films (6) getrocknet wird.109845/ 1049BAD OWQtNALLeerseite
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Family Applications (1)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2206468A1 (de) * | 1972-01-28 | 1973-08-02 | Hubert Usel | Huelsenlose patrone fuer elektrische zuendung |
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AU614870B2 (en) * | 1988-09-01 | 1991-09-12 | Orica Explosives Technology Pty Ltd | A method of controlling a blasting operation |
FR2720494B1 (fr) * | 1994-05-24 | 1996-06-28 | Thomson Brandt Armements | Amorce détonateur à éclateur intégré. |
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- 1970-09-25 CA CA094,166A patent/CA958281A/en not_active Expired
- 1970-09-30 AU AU20519/70A patent/AU2051970A/en not_active Expired
- 1970-12-15 FR FR7045237A patent/FR2075028A5/fr not_active Expired
-
1971
- 1971-01-13 DE DE19712101418 patent/DE2101418A1/de active Pending
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DE2206468A1 (de) * | 1972-01-28 | 1973-08-02 | Hubert Usel | Huelsenlose patrone fuer elektrische zuendung |
JPS4887700A (de) * | 1972-01-28 | 1973-11-17 | ||
JPS5922160B2 (ja) * | 1972-01-28 | 1984-05-24 | ユ−ゼル ヒユ−バ−ト | 電気点火用の薬室のない銃弾 |
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FR2075028A5 (en) | 1971-10-08 |
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