DE960787C - Elektrische Zuendvorrichtung und Verfahren zum Herstellen derselben - Google Patents
Elektrische Zuendvorrichtung und Verfahren zum Herstellen derselbenInfo
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Description
Zum Entzünden von Sprengladungen für bergmännische und militärische Zwecke und von Treibladungen
in Kartuschen und Raketen usw. sind elektrische Zündvorrichtungen bekannt, welche
einen Isolierträger mit zwei Stromzuführungselektroden aufweisen, zwischen denen eine dünne,
leitende Metallbrücke in Form einer auf dem Isolierträger angebrachten Metallschicht vorhanden
ist. Diese Metallbrücke dient zum Einleiten des Zündfunkens.
Es ist bereits vorgeschlagen worden,' als Elektroden zwei Drähte zu verwenden, welche in eine
aus Isolierstoff, z. B. Glas, bestehende Perle eingebettet sind, deren Oberfläche eine festhaftende
Metallschicht trägt. Bei solchen Zündpillen ist jedoch deren Einbau in die Zündvorrichtungen verhältnismäßig
kompliziert, da sie mit einer Zütndstoffmasse .umpreßt werden müssen, für welche die
Zündvorrichtungen zusätzliche Mittel zum Abschluß nach außen aufweisen müssen.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Zündvorrichtung der eingangs erwähnten Art mit
einer Mittelelektrode in einem zylindrischen Isolierkörper, dadurch gekennzeichnet, daß als Mittelelektrode
ein Metallniet in den Isolierkörper eingesetzt ist, während als zweite Elektrode eine
Metallhülse dient, die eine Zündstoffmasse enthält und die durch den Isolierkörper verschlossen ist,
und daß der Isolierkörper mit Ausnahme der nach außen gerichteten Stirnseite allseitig mit einer die
beiden Elektroden leitend verbindenden Metallschicht versehen ist.
Bei dieser Ausbildung entfallen besondere Mittel zum Umschließen und Abschließen der Zündstoffmasse
nach außen, indem der Isolierkörper selbst ίο als Abschlußpfropfen dient.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung einer Zündvorrichtung der beschriebenen
Art. Dieses Verfahren besteht darin, daß ein durchgehend hohler Isolierkörper zunächst an
seiner gesamten Oberfläche mit einer Metallschicht belegt wird und daß nachher an der einen Stirnseite
des Isolierkörpers die Metallschicht weggeschliffen wird. Zur Erzeugung der Metallschicht
kann der Isolierkörper vollständig in eine bei nachfolgender Erwärmung Metall ausscheidenden
Lösung eingetaucht und dann zwecks Ausscheidung des Metalls erwärmt werden, so daß sich der gewünschte
Metallbelag bildet.
Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Zündvorrichtung ist in der Zeichnung veranschaulicht
und nachstehend erläutert, zusammen mit einem Beispiel des zur Herstellung benutzbaren
Verfahrens.
Abb. ι zeigt einen axialen Längsschnitt durch eine in den Boden einer Kartusche eingesetzten
elektrischen Zündvorrichtung und
Abb. 2 in größerem Maßstab eine Einzelheit hiervon.
Mit 10 ist ein aus nachbearbeitbarem, keramischem
Werkstoff bestehender Isolierkörper bezeichnet, welcher als Hohlkörper ausgebildet ist
und einen in Längsrichtung durchgehenden Innenraum 11 aufweist. Der Isolierkörper ist rotationssymmetrisch
in bezug auf die Längsachse des hohlen Innenraumes 11. Die Außenfläche 16 des
Isolierkörpers 10 ist zur Hauptsache zylindrisch, während der Innenraum 11 gegen seine beiden
Enden hin kegelförmig erweitert ist. Mit Ausnahme der einen Stirnfläche 12 ist der Isolierkörper
vollständig mit einer festhaftenden, dünnen Metallschicht 13 belegt, die sich insbesondere über die
andere Stirnfläche 14 über die Innenfläche 15 und die Außenfläche ιό des Isolierkörpers 10 erstreckt.
An der Kante 17, welche den Übergang zwischen der Stirnfläche 14 und der Innenfläche 15 bildet, ist
ein beträchtlich kleinerer Krümmungsradius r vorhanden (Abb. 2) als am Übergang von der Stirnfläche
14 zur Außenfläche- 16.
In den Innenraum 11 des Isolierkörpers 10 ist
ein Metallniet 20 eingesetzt, der ursprünglich die Form eines einfachen Kegelstumpfes hatte und
dann in die Form gemäß Abb. 1 gepreßt worden ist, so daß er die Gestalt eines Doppelkegels erhielt, der
sich gegen seine beiden Enden hin erweitert. Dadurch ist der Niet 20 gegen axiale Verschiebung in
beiden Richtungen gesichert. Der Niet steht in elektrisch leitender Verbindung mit der Metallschicht
13. Die in Abb. 1 obere Stirnfläche 21 des
Niets ist gegenüber der mit Metallschicht 13 belegten Stirnfläche 14 des Isolierkörpers 10 etwas
zurückgesetzt. Der Niet 20 bildet die eine Stromzuführungselektrode der Zündvorrichtung.
Die andere Elektrode wird zum Teil durch eine Metallbüchse 22 gebildet, die von außen her gegen
den Metallbelag 13 der Außenseite 16 des Isolierkörpers
10 anliegt, zum Teil auch von diesem Metallbelag selbst. Die Büchse 22 enthält eine
pulverförmige Zündstoffmasse 23, ζ. Β. einen Sprengstoff, für welche der Isolierkörper 10 den
Abschlußpfropfen bildet. Die Büchse 22 kann eine in Umfangsrichtung verlaufende Sicke 24 aufweisen,
wie im rechts liegenden Teil von Abb. 1 gezeigt ist, welche Sicke dem Isolierkörper 10 einen
Anschlag bildet. Durch Einbördelung des freien Randes 25 der Büchse 22 ist der Isolierkörper 10
in der Büchse gegen Herausfallen gesichert. Im Boden 26 der Büchse 22 ist eine Öffnung 27 vorhanden,
durch welche beim. Zünden der beschriebenen Zündvorrichtung eine Stichflamme austreten
kann. Diese öffnung 27 ist durch eine Folie 28, z. B. aus Papier, verschlossen, damit der Zündstoff 23
nicht austreten kann.
Der Außendurchmesser der Büchse 22 kann z. B. 6 mm und die Länge derselben beispielsweise 9 mm
betragen.
Gemäß Abb. 1 ist die beschriebene Zündvorrichtung in den Boden 30 einer Kartusche eingesetzt
und durch einen Einstich 31 gegen Herausfallen gesichert. Der Boden 30 weist eine an die öffnung
27 anschließende Ausnehmung 32 auf, durch welche hindurch sich die Stichflamme beim Zünden der
Zündvorrichtung der Treibladung der Kartusche fortpflanzen kann.
Zum Zünden der beschriebenen Zündvorrichtung wird an die beiden Elektroden 20 und 22 eine elekirische
Spannung angelegt. Dabei bildet sich ein elektrischer Strom durch den Metallbelag 13
zwischen dien beiden Elektroden aus. Bei genügender Stromstärke schmilzt der Belag durch, wobei
bei genügend' hoher angelegter Spannung ein Zündfunke entsteht, welcher die Zündstoffmasse 23 zur
Entzündung bringt. In der Praxis wird der Metallbelag 13 zuerst an der Kante 17 durchschmelzen,
weil dort wegen des verhältnismäßig kleinen Krümmungsradius r die Metallschicht am dünnsten
ist, wie sich aus dem weiter unten beschriebenen Herstellungsverfahren· erklärt, so daß an der Kante
17 der Belag 13 den größten spezifischen Widerstand
aufweist.
Die Zündvorrichtung könnte auch eine Detonatorladung enthalten.
Die Herstellung der beschriebenen Zündvorrichtung kann wie folgt geschehen. Der Isolierkörper
10 wird zuerst auf die vorgeschriebenen Abmes·-
sungen genau bearbeitet und dann auf seiner gesamten Oberfläche mit der Metallschicht 13 überzogen,
also auch an der Stirnfläche 12. Das geschieht vorzugsweise durch vollständiges Eintauchen des
Isolierkörpers 10 in eine Metallsalzlösung, z. B. eine Glanzplatinlösung, von welcher zunächst ein
Belag auf dem Isolierkörper entsteht. Diesen läßt
man trocknen, und man behandelt ihn nachher unter steigender Wärmezufuhr in einer Schutzgasatmosphäre
zwecks Reduktion des Metallsalzes zu Metall. Dadurch entsteht ein dünner Metallbelag,
den man durch mehrmaliges Wiederholen des beschriebenen Vorganges des Eintauchens und des
Erwärmens beliebig dick machen kann. Nachher wird das Ganze gesintert, wobei die einzelnen
Metallteilchen des Belages sich innig mit dem keramischen Material des Isolierkörpers verbinden.
Die verhältnismäßig- scharfe Kante 17, die nur durch einen kleinen Krümmungsradius r gebrochen
ist, bewirkt, daß beim Eintauchen in die Metallsalzlösung jeweils weniger Flüssigkeit längs dieser
Kante 17 haftenbleibt als an den übrigen Teilen des Isolierkörpers. Aus diesem Grunde wird schließlich
auch die Metallschicht 13 längs der Kante 17 weniger dick als an der übrigen Oberfläche des
Isolierkörpers. Zuletzt entfernt man an der einen Stirnfläche 12 den Metallbelag durch Schleifen.
In den so vorgearbeiteten Isolierkörper wird nachher der Niet 20 eingepreßt, worauf man das
Ganze unter einem erheblichen Druck in die zuvor mit pulverförmiger Zündstoffmasse 23 angefüllte
Büchse 22 hineindrückt und durch Einbördeln des Randes 25 sichert. Der mit dem Niet 20 versehene
Isolierkörper 10 dient folglich als Kolben zum Zusammenpressen des Zündstoffes 23 und als Abschlußpfropfen
für denselben. Beim Zusammenpressen der Masse 23 gelangt diese auch in den verbleibenden
Teil des Innenraumes 11 und somit in den Bereich der Kante 17, wo die Zündung zuerst
stattfinden wird.
Der gewünschte elektrische Widerstand der .Metallschicht 13 zwischen den beiden Elektroden
20 und 22 kann eingehalten werden durch eine entsprechende Anzahl der Tauehvorgänge in der
Metallsalzlösung, durch entsprechende Wahl der Konzentration der letzteren, durch die Wahl des
Krümmungsradius r an der Kante 17, durch das Maß der Sinterung und durch die Wahl des Verhältnisses
des Durchmessers der Außenfläche 16 zum größten Durchmesser der Innenfläche 15 am
Isolierkörper. Das letztgenannte Verhältnis hat auch einen Einfluß auf die Reaktionszeit der Zünd^
vorrichtung.
Durch die Verwendung eines nachbearbeitbaren Werkstoffes für den Isolierkörper können sowohl
die mechanischen als auch die elektrischen ToIeranzen der Zündvorrichtung in engen Grenzen gehalten
werden.
Ein weiterer Vorteil der beschriebenen Zündvorrichtung liegt in deren verhältnismäßig einfacher
Bauweise im Vergleich zu den bisher bekannten Zündvorrichtungen wie auch im rotationssymmetrischen
Aufbau, insbesondere der rotationssymmetrischen Anordnung der Elektroden 20 und 22.
Die Außenseite des keramischen Isolierkörpers 10 könnte auch mindestens zum Teil nicht rotationssymmetrisch
sein, indem am sonst zylindrischen Körper 10 vorspringende Nasen oder auch Nuten
vorhanden sind oder indem der Körper 10 an sich schon nicht zylindrisch ist. Durch eine solche Ausbildung
kann entweder der Isolierkörper in der Büchse 22 gegen Verdrehung sein, oder es kann bei
entsprechender Formung der Büchse erreicht werden, daß die Zündvorrichtung nur in einer bestimmten
Lage in eine zugehörige Fassung eingesetzt werden kann.
Die elektrische Verbindung zur Zündvorrichtung kann durch Klemmen, Löten, Schweißen hergestellt
werden.
Claims (9)
1. Elektrische Zündvorrichtung mit einer Mittelelektrode in einem zylindrischen Isolierkörper,
dadurch gekennzeichnet, daß als Mittelelektrode ein Metallniet (20) in den Isolierkörper
(10) eingesetzt ist, während als zweite Elektrode eine Metallhülse (22) dient, die eine
Zündstoffmasse (23) enthält und die durch den Isolierkörper (10) verschlossen ist, und daß der
Isolierkörper (10) mit Ausnahme der nach außen gerichteten Stirnseite allseitig mit einer
die beiden Elektroden (20, 22) leitend verbindenden Metallschicht (13) versehen ist.
2. Zündvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallniet (20)
in einem Isolierkörper (10) aus mechanisch nachbearbeitbarem, keramischem Werkstoff angeordnet
ist.
3. Zündvorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Zündstoff
(23) zugekehrte Stirnseite (21) des Niets (20) gegenüber der entsprechenden Stirnfläche (14)
des Isolierkörpers (10) zurückgesetzt ist.
4. Zündvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergang von
der außen mit der Metallschicht (13) belegten Stirnseite (14) zur Innenfläche (15) des Isolierkörpers
(10) einen kleineren Krümmungsradius aufweist als der Übergang von der gleichen
Stirnseite zur Fläche (16) des Isolierkörpers (10) und daß an dieser Stelle (17) der spezifische
Widerstand des Metallbelages zwischen den beiden Elektroden (20, 22) am größten ist.
5. Zündvorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Niet (20) die
Form eines sich nach beiden Enden, hin erweiternden Körpers hat und der hohle Innenraum
des Isolierkörpers (10) in gleicher Weise gegen seine Enden hin erweitert ist.
6. Verfahren zur Herstellung der Zündvorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß ein durchgehend hohler Isolierkörper zunächst an seiner gesamten Oberfläche mit einer Metallschicht belegt wird und
daß nachher an detr einen Stirnseite des Isolierkörpers die Metallschicht weggeschliffen wird.
7. Verfahren nach Anspruch, 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Metallbelegung des Isolierkörpers durch Eintauchen desselben in eine
bei nachfolgender Erwärmung Metall aussehetdenden Lösung und anschließende Erwärmung
des Körpers zwecks Ausscheidung des Metalls erzeugt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß man den Vorgang des Eintauchens und des nachfolgenden Erwärmens mehrfach wiederholt, bis die Metallschicht die
gewünschte Dicke aufweist.
9. Verfahren nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die erzeugte Metallschicht
nachträglich thermisch gesintert wird.
In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 245 922;
französische Patentschrift Nr. 16 277.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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