EP1335179B1 - Pyrotechnische Zündkette mit einem Anzündträger aus Kunststoff mit integrierter Metalleinlage - Google Patents

Pyrotechnische Zündkette mit einem Anzündträger aus Kunststoff mit integrierter Metalleinlage Download PDF

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EP1335179B1
EP1335179B1 EP03001828A EP03001828A EP1335179B1 EP 1335179 B1 EP1335179 B1 EP 1335179B1 EP 03001828 A EP03001828 A EP 03001828A EP 03001828 A EP03001828 A EP 03001828A EP 1335179 B1 EP1335179 B1 EP 1335179B1
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Harald Frank
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B3/00—Blasting cartridges, i.e. case and explosive
    • F42B3/26—Arrangements for mounting initiators; Accessories therefor, e.g. tools

Definitions

  • the invention relates to a pyrotechnic ignition chain with a Anzündmoi plastic according to the preamble of claim 1, (see. EP-A-0 943 503 ).
  • the DE-A1-199 60 642 describes a pyrotechnic ignition chain with a primer carrier made of plastic.
  • a Anzündelement is integrated, which protrudes with its active part of the Anzündy and projects into a metal housing, which is attached to the ignition carrier.
  • a metal housing In the metal housing an amplifier charge is arranged.
  • the primer carrier made of plastic has the function of mechanically fixing the ignition element in the metal housing. In addition, it must ensure that, when the ignition chain functions, no gas can escape between the plastic primer / ignition element and / or plastic primer / metal housing.
  • the ignition carrier Due to the necessary mechanical strength in the function of the ignition chain in conjunction with the complex shape in the contacting region of the ignition element, the ignition carrier has hitherto preferably been produced by machining as a combined rotary milled part. This production method is very expensive.
  • the invention is based on the object to improve a pyrotechnic ignition chain according to the preamble of claim 1 in terms of mechanical stability.
  • the metal insert is a stamped or bent part.
  • the plastic of the ignition carrier is doped with mica.
  • the ignition element is partially or completely encapsulated by the plastic of the ignition carrier.
  • the ignition element is wetted with a sealing compound prior to injection molding with plastic.
  • the metal insert is connected to the ignition element. As a result, only a part needs to be encapsulated with the plastic.
  • the metal insert is cup-shaped, wherein the edge of the metal insert is flanged or folded and is led out of the primer.
  • the invention is characterized in that, instead of the costly machining, a stamped, bent part is used, which is subsequently injection-molded as an insert.
  • the metal insert or the stamped, - bending part takes over the mechanical support, which can be performed with the same strength due to its rigidity with a smaller wall thickness than a rotary milled part; This additional weight savings is achieved.
  • the plastic in the ignition carrier ensures the sealing function between primer / ignition element and / or primer / metal housing.
  • the required complex contour in the contacting region of the ignition element can also be achieved with the plastic by means of injection molding.
  • the plastic of the ignition carrier can be doped with mica. This ensures that the high-resistance plastic becomes low-resistance at high voltage and dissipates the ESD discharges and that no unwanted tripping occurs.
  • a typical ignition chain is shown, in which the ignition carrier 4 can be used made of plastic.
  • the ignition element 2 is partially encapsulated in the ignition carrier 4 and the metal insert 3 is integrated.
  • the primer carrier 4 is in turn with a sleeve 1, which contains a sealing cup 5 in the lower part, which protects the subsequent booster charge 6 in the installed state against moisture and thus ensures the function of the ignition chain safely over the entire service life.
  • a vapor barrier can be installed. This can be achieved by e.g. the ignition element 2 is wetted with a corresponding sealing compound which, after encapsulation, becomes effective on the ignition element 2 due to the introduced heat and / or shrinkage of the plastic.
  • Another way to preserve the vapor barrier is that for the areas 13 and 14 an elastic plastic is used. This can be z. B. in an injection process (2-component injection) done.
  • the plastic of the igniter carrier 4 can be doped with mica, as described in the introduction.
  • the metal insert 3 which is integrated in the ignition carrier 4 and the ignition element 2 in the area 3a, 3b securely supported. Due to the shape and manufacturing process of the metal insert 3 as a bending part high rigidity is given, which ensures the support sure. This ensures that no deformation of the metal insert 3 takes place even under the highest pressure load.
  • the metal insert 3 is designed so that it protrudes in the area 3b from the ignition carrier 4 and can be fixed in the higher-level device.
  • Fig. 2 a possible shape of the metal insert 3 is outlined. As can be seen, this part can be preferably manufactured as a stamped part, which is subsequently transformed accordingly.
  • the metal part has recesses 8 in order to improve the positive connection metal insert 3 - plastic.
  • the metal part 3 is folded over in order to obtain an additional reinforcement.
  • the metal insert 3 can also be additionally deformed in the inner region 3a in order to increase the rigidity, as shown at 3c.
  • Fig. 3 the contacting of the ignition element 2 in the region 7, is shown.
  • a contact fuse 9 is required for contacting, the is held in position in the primer carrier 4 by means of corresponding recesses 10.
  • Fig. 5 a further technical possibility of the arrangement of the metal insert 3 in the ignition carrier 4 is shown.
  • the metal insert 3 is connected to the ignition element 2, this can, for. B. by welding 12. As a result, an additional mechanical fixation of the two parts is achieved.
  • Another advantage is that the injection process can be carried out in a simplified manner since only one part (instead of two parts) has to be inserted.
  • booster charge 6 is understood a booster charge and the sleeve 1 is a housing.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine pyrotechnische Zündkette mit einem Anzündträger aus Kunststoff nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, (vgl. EP-A-0 943 503 ).
  • Die DE-A1-199 60 642 beschreibt eine pyrotechnische Zündkette mit einem Anzündträger aus Kunststoff. In dem Anzündträger ist ein Anzündelement integriert, welches mit seinem Wirkteil aus dem Anzündträger herausragt und in ein Metallgehäuse ragt, welches am Anzündträger befestigt ist. Im Metallgehäuse ist eine Verstärkerladung angeordnet.
  • Der Anzündträger aus Kunststoff hat die Funktion das Anzündelement mechanisch sicher im Metallgehäuse zu fixieren. Zusätzlich muss er gewährleisten, dass bei Funktion der Zündkette kein Gas zwischen Kunststoffanzündträger/Anzündelement und/oder Kunststoffanzündträger/Metallgehäuse entweichen kann.
  • Aufgrund der notwendigen mechanischen Festigkeit bei Funktion der Zündkette in Verbindung mit der aufwendigen Form im Kontaktierungsbereich des Anzündelements, wird der Anzündträger bisher vorzugsweise zerspanend als kombiniertes Dreh, - Frästeil gefertigt. Diese Fertigungsweise ist sehr kostenintensiv.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine pyrotechnische Zündkette nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 im Hinblick auf die mechanische Stabilität zu verbessern.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
  • In bevorzugter Ausführungsform ist die Metalleinlage ein Stanz- oder Biegeteil.
  • Vorteilhafterweise ist der Kunststoff des Anzündträgers mit Glimmer dotiert.
  • Das Anzündelement ist teilweise oder vollständig vom Kunststoff des Anzündträgers umspritzt.
  • Zweckmäßigerweise wird das Anzündelement vor dem Umspritzen mit Kunststoff mit einer Dichtmasse benetzt.
  • Bereichsweise kann als Kunststoff für den Anzündträger ein elastischer Kunststoff verwendet werden.
  • In bevorzugter Ausführungsform ist die Metalleinlage mit dem Anzündelement verbunden. Hierdurch braucht nur ein Teil mit dem Kunststoff umspritzt zu werden.
  • Vorteilhaft ist die Metalleinlage tassenförmig ausgebildet, wobei der Rand der Metalleinlage umgebördelt oder umgelegt ist und aus dem Anzündträger herausgeführt ist.
  • Zur besseren Verbindung mit dem Kunststoff sind in der Metalleinlage Aussparungen angeordnet.
  • Die Erfindung zeichnet sich in bevorzugter Ausführungsform dadurch aus, dass statt der aufwendigen Zerspanung ein Stanz, - Biegeteil verwendet wird, das als Einlegeteil nachfolgend umspritzt wird.
  • Diese Fertigungsweise ist sehr kostengünstig, da so wohl das Einlegeteil als auch der nachfolgende Spritzvorgang kostengünstig realisiert werden können. Beide Herstellarten können auch mit Mehrfachwerkzeugen durchgeführt werden, was zu einer zusätzlichen Kostenreduzierung führt.
  • In dieser Anordnung übernimmt die Metalleinlage bzw. das Stanz,- Biegeteil die mechanische Abstützung, das bei gleicher Festigkeit aufgrund seiner Steifigkeit mit geringerer Wandstärke ausgeführt werden kann als ein Dreh- Frästeil; dadurch wird zusätzliche eine Gewichtsersparnis erreicht.
  • Der Kunststoff im Anzündträger gewährleistet die Dichtfunktion zwischen Anzündträger/Anzündelement und/oder Anzündträger/Metallgehäuse. Die erforderliche aufwendige Kontur im Kontaktierungsbereich des Anzündelements kann ebenfalls mit dem Kunststoff mittels Spritzvorgang erreicht werden.
  • In der Praxis hat sich bei den herkömmlichen Anzündträgern herausgestellt, dass durch vagabundierende leitfähige Verunreinigungen, z. B. Metallspäne eine nicht zulässige elektrische Verbindung im Kontaktierungsbereich zwischen Anzündelement und Anzündträger entstehen kann, die zu Funtionsversagern der Zündkette führen kann. Bei einem Kunststoffanzündträger kann diese elektrische Verbindung nicht erfolgen, da dieser im Kontaktierungsbereich isoliert.
  • Zur Erhöhung der Sicherheit gegen elektrostatische Entladungen (ESD) zwischen Anzündelement und Metallgehäuse kann der Kunststoff des Anzündträgers mit Glimmer dotiert werden. Dadurch wird erreicht, dass der hochohmige Kunststoff bei hoher Spannung niederohmig wird und die ESD - Entladungen ableitet und keine ungewollte Auslösung erfolgt.
  • Weitere Merkmale der Erfindung zeigen die Figuren, die nachfolgend beschrieben sind.
  • In Fig. 1 ist eine typische Zündkette dargestellt, in die der Anzündträger 4 aus Kunststoff eingesetzt werden kann.
  • Wie daraus ersichtlich, ist im Anzündträger 4 das Anzündelement 2 teilweise umspritzt und die Metalleinlage 3 integriert. Der Anzündträger 4 wiederum ist mit einer Hülse 1 verbunden, die im unteren Teil einen Dichtnapf 5 enthält, der die nachfolgende Boosterladung 6 im eingebauten Zustand gegen Feuchtigkeit schützt und somit die Funktion der Zündkette sicher über die gesamte Einsatzdauer gewährleistet.
  • Zur Erhöhung der Dichtigkeit im Bereich 13 zwischen Anzündelement 2 und dem Kunststoff des Anzündträgers 4 und Bereich 14 zwischen Hülse 1 und dem Kunststoff des Anzündträgers 4 kann eine Dampfsperre eingebaut werden. Dies kann dadurch erreicht werden, dass z.B. das Anzündelement 2 mit einer entsprechenden Dichtmasse benetzt wird, die nach dem Umspritzen aufgrund der eingeleiteten Wärme und/oder des Aufschrumpfens des Kunststoffes auf das Anzündelement 2 wirksam wird. Eine weitere Möglichkeit zur Erhaltung der Dampfsperre besteht darin, dass für die Bereiche 13 und 14 ein elastischer Kunststoff eingesetzt wird. Dies kann z. B. in einem Spritzvorgang (2-Komponenten- Spritzung) erfolgen.
  • Mit dieser Anordnung wird erreicht, dass das Anzündelement 2 im Anzündträger 4, und somit in der pyrotechnischen Zündkette, über die gesamte Lebensdauer auch unter Berücksichtigung aller Umwelteinflüsse sicher fixiert ist und keine Feuchtigkeit in die Zündkette eindringen kann.
  • Um sicherzustellen, dass bei elektrostatischen Entladungen (ESD) zwischen Anzündelement 2 und Hülse 1 keine ungewollte Auslösung erfolgt, kann der Kunststoff des Anzündträgers 4 mit Glimmer dotiert werden, wie Eingangs beschrieben ist.
  • Bei Funktion der Zündkette entsteht durch die Umsetzung der Pyrotechnik im Anzündelement 2 und der nachgeschalteten Boosterladung 6 kurzzeitig ein hoher Gasdruck, der auch auf das Anzündelement 2 und den Anzündträger 4 als axiale Kraft wirksam wird, die das Anzündelement 2 in den Anzündträger 4 kraftschlüssig dichtend drückt.
  • Um zu vermeiden, dass das Anzündelement 2 unzulässigerweise in den Anzündträger 4 eingedrückt wird und dadurch das Gas zwischen Anzündelement 2 und Anzündträger 4 ungewollt teilweise oder ganz entweichen kann oder im Extremfall das Anzündelement 2 durch den Anzündträger 4 gedrückt wird, muss eine Abstützung im Träger erfolgen.
  • Dies wird durch die Metalleinlage 3 erreicht, die im Anzündträger 4 integriert ist und das Anzündelement 2 im Bereich 3a, 3b sicher abstützt. Durch die Form und Fertigungsweise der Metalleinlage 3 als Biegeteil ist eine hohe Steifigkeit gegeben, die die Abstützung sicher gewährleistet. Damit ist sichergestellt, dass auch bei höchster Druckbelastung keine Verformung der Metalleinlage 3 erfolgt.
  • Zur Fixierung des Anzündträgers 4 im übergeordnetem Gerät ist die Metalleinlage 3 so ausgelegt, dass diese im Bereich 3b aus dem Anzündträger 4 herausragt und im übergeordnetem Gerät befestigt werden kann.
  • In Fig. 2 ist eine mögliche Form der Metalleinlage 3 skizziert. Wie daraus ersichtlich, kann dieses Teil vorzugsweise als Stanzteil gefertigt werden, das nachfolgend entsprechend umgeformt wird.
  • Das Metallteil weist Aussparungen 8 auf, um die formschlüssige Verbindung Metalleinlage 3 - Kunststoff zu verbessern.
  • Im äußeren Bereich 3b ist das Metallteil 3 umgelegt, um eine zusätzliche Verstärkung zu erhalten.
  • Bei Bedarf kann die Metalleinlage 3 auch im inneren Bereich 3a zusätzlich verformt werden, um die Steifigkeit zu erhöhen, wie mit 3c dargestellt ist.
  • In Fig. 3 ist die Kontaktierung des Anzündelements 2 im Bereich 7, dargestellt. Wie ersichtlich, ist für die Kontaktierung eine Kontaktsicherung 9 erforderlich, die im Anzündträger 4 mittels entsprechender Aussparungen 10 in Position gehalten wird.
  • Zusätzlich sind im Anzündträger 4 noch Aussparungen 11 erforderlich, um eine Verriegelung 15 des Steckers (Stecker ist gestrichelt und Verriegelung um 90° gedreht dargestellt) im Anzündträger 4 zu ermöglichen. Mit der Verriegelung 15 wird gleichzeitig auch die Kontaktsicherung fixiert.
  • In Fig. 4 ist eine weitere mögliche Ausführung eines Anzündträgers 4 dargestellt. Bei dieser Variante ist das komplette Anzündelement 2 umspritzt.
  • Dies hat gegenüber der Fig. 1 den Vorteil, dass eine vollständige elektrische Isolierung zwischen Anzündelement 2 und Hülse 1 erreicht wird. Damit erhöht sich die elektrostatische Festigkeit der Zündkette. Eine weitere Erhöhung wird dadurch erreicht, dass der Kunststoff des Anzündträgers mit Glimmer dotiert wird, wie anfangs beschrieben ist.
  • In Fig. 5 ist eine weitere technische Möglichkeit der Anordnung der Metalleinlage 3 im Anzündträger 4 dargestellt. Dabei ist die Metalleinlage 3 mit dem Anzündelement 2 verbunden, dies kann z. B. mittels Schweißung 12 erfolgen. Dadurch wird eine zusätzliche mechanische Fixierung der beiden Teile erreicht.
  • Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass der Spritzvorgang vereinfacht durchgeführt werden kann, da nur ein Teil (statt zwei Teile) eingelegt werden muss.
  • Mit Boosterladung 6 ist eine Verstärkerladung verstanden und die Hülse 1 ist ein Gehäuse.

Claims (9)

  1. Pyrotechnische Zündkette mit einem Anzündträger (4) aus Kunststoff, welcher ein Anzündelement (2) trägt und am Anzündträger (4) ein zylinderförmiges Metallgehäuse (1) befestigt ist, in welches das Anzündelement (2) hineinragt und im Metallgehäuse (1) eine Verstärkerladung (6) angeordnet ist, wobei zur mechanischen Abstützung im Anzündträger (4) eine Metalleinlage (3) integriert ist, die vom Kunststoff des Anzündträgers (4) umspritzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass zur besseren Verbindung mit dem Kunststoff in der Metalleinlage (3) Aussparungen (8) angeordnet sind.
  2. Zündkette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Metalleinlage (3) ein Stanz- oder Biegeteil ist.
  3. Zündkette nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff des Anzündträgers (4) mit Glimmer dotiert ist.
  4. Zündkette nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Anzündelement (2) teilweise oder vollständig vom Kunststoff des Anzündträgers (4) umspritzt ist.
  5. Zündkette nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Anzündelement (2) vor dem Umspritzen mit Kunststoff mit einer Dichtmasse benetzt wurde.
  6. Zündkette nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass Bereichsweise als Kunststoff für den Anzündträger (4) ein elastischer Kunststoff verwendet wird.
  7. Zündkette nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Metalleinlage (3) mit dem Anzündelement (2) verbunden ist.
  8. Zündkette nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Metalleinlage (3) tassenförmig ausgebildet ist.
  9. Zündkette nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Rand der Metalleinlage (3) umgebördelt oder umgelegt und aus dem Anzündträger (4) herausgeführt ist.
EP03001828A 2002-02-09 2003-01-29 Pyrotechnische Zündkette mit einem Anzündträger aus Kunststoff mit integrierter Metalleinlage Expired - Lifetime EP1335179B2 (de)

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