Elektrisches Zünd- oder Anzündelement

Abstract

 Ein rohrförmiger lsolierkörper (1) ist auf seiner gesamten Oberfläche mit einer leitfähigen Beschichtung (2) versehen. An der Innenseite des Isolierkörpers (1) ist die Beschichtung (2) durch einen Spalt (3) unterbrochen. Ein ringförmiger zweiter Spalt (4), der die Beschichtung (2) unterbricht, befindet sich an der Außenseite des Isolierkörpers (1). Dadurch werden Elektroden (6, 7) gebildet. Der innere Spalt (3) wird entweder durch eine Zündbrücke (8) oder durch elektrisch leitendes Zündmittel überbrückt. Wenn sich durch mechanische Beanspruchung der Zündsatz (5) im Inneren des Isolierkörpers (1) verschiebt, bleibt der thermische Kontakt zur Zündbrücke bzw. der elektrische Kontakt zu den Elektroden (6, 7) erhalten. Daher braucht die Verpressung des Zündsatzes nicht mit der sonst üblichen hohen Preßkraft zu erfolgen.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein elektrisches Zünd- oder Anzündelement mit einem einen Zündsatz enthaltenden, im wesentlichen rohrförmigen Isolierkörper und mit zwei Elektroden, die durch eine Zündbrücke oder durch den an ihnen anliegenden elektrisch leitfähigen Bereich des Züncsatzes überbrückt sind.

[0002] Bekannte elektrische Zünd- bzw. Anzündelemente, bei denen der pyrotechnische Zündsatz in den Isolierkörper unter Druck eingebracht wird, so daß der thermische Kontakt zwischen Zündbrücke und Zündsatz durch eine Flächenpressung hergestellt wird, haben den Nachteil, daß bei hohen mechanischen Belastungen der thermische Kontaktverband gelöst werden kann. Um dies zu verhindern, wird der Zündsatz mit hoher Preßkraft in den Isolierkörper eingedrückt, so daß er in der Bohrung des Isolierkörpers eine gewisse Spannung erhält. Dieses starke Einpressen is- jedoch dann nicht durchführbar, wenn das Anzündelement Bestandteil einer elektronischen Schaltung ist und erst in dieser mit dem Zündsatz geladen werden kann. Die genannten Schwierigkeiten treten sowohl bei Spaltzündelementen auf, bei denen ein leitfähiger Zündsatz gegen die beiden voneinander isolierten Elektroden gepreßt wird, als auch bei Schichtzündelementen, bei denen der Zündsatz auf die die Elektroden verbindende Zündbrücke gepreßt wird. In beiden Fällen kann es beispielsweise bei hohen axialen Beschleunigungen zu einer Verschiebung des Zündsatzes kommen, wodurch der thermische Kontakt zwischen Elektroden und Zündsatz bzw. zwischen Zündbrücke und Zündsatz abreißt. Dies führt zu einer Beeinträchtigung der Zündzuverlässigkeit.

[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektrisches Zünd- oder Anzündelement der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem axiale Verschiebungen des Zündsatzes ohne nachteiligen Einfluß auf die Zündzuverlässigkeit sind.

[0004] Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, daß die Elektroden sich ganz oder teilweise an der Innenseite der Umfangswand des Isolierkörpers erstrecken.

[0005] Nach der Erfindung befinden sich die Elektroden nicht an einer Stirnseite des Zündsatzes, sondern sie stehen mit der Umfangswand des Zündsatzes in Berührung. Verschiebt sich der Zündsatz im Innern des Isolierkörpers, so wandert er lediglich an den Elektroden entlang, ohne jedoch die Zündfähigkeit zu beeinflußen. Bei Schichtzündelementen bleibt der thermische Kontakt zwischen Zündsatz und Zündbrücke erhalten und bei Spaltzündelementen bleibt der thermische und elektrische Kontakt des _Zündsatzes zu beiden Elektroden erhalten, selbst wenn sich der Zündsatz im Innern des ihn umgebenden Isolierkörpers verschieben sollte. Der Innenquerschnitt des Isolierkörpers ist konstant und er entspricht dem Außenquerschnitt des im Isolierkörper verpreßten Zündsatzes.

[0006] Da Verschiebungen des Zündsatzes sich nicht nachteilig auf die Zündgenauigkeit auswirken, kann die Verpressung im Isolierkörper mit erheblich verringerter Preßkraft erfolgen.

[0007] Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung bestehen die Elektroden aus einer durch einen Spalt ganz oder teilweise unterbrochenen leitfähigen Beschichtung des Isolierkörpers. Bei Schichtzündelementen trennt der die Beschichtung unterbrechende Spalt die Elektroden nicht vollständig voneinander; es bleibt vielmehr eine Brücke aus der leitfähigen Beschichtung bestehen, welche die Zündbrücke bildet. Bei Spaltzündelementen, bei denen der Zündsatz elektrisch leitfähig ist, sind die beiden Elektroden dagegen an der Innenseite des Isolierkörpers vollständig voneinander getrennt.

[0008] Nach einer ersten Variante ist vorgesehen, daß die Beschichtung sich im wesentlichen über die gesamte Fläche des Isolierkörpers erstreckt und daß die Elektroden durch einen die Beschichtung unterbrechenden zweiten Spalt an der Außenseite des Isolierkörpers voneinander getrennt sind. Die Elektroden erstrecken sich hierbei um die stirnseitigen Enden des Isolierkörpers herum. Die Kontaktierung, d.h. das Anlöten oder Anschweißen der Verbindungsleitungen, kann an der Außenseite des Zündelementes durchgeführt werden.

[0009] Nach einer zweiten Variante ist vorgesehen, daß die Beschichtung sich im wesentlichen über die gesamte Fläche des Isolierkörpers erstreckt und an der Außenseite der Umfangswand durch einen wendelförmigen zweiten Spalt unterbrochen ist. Hierdurch entsteht an der Außenseite des Isolierkörpers eine die beiden Elektroden miteinander verbindende wendelförmige Leiterbahn, die eine Spule bildet. Die beiden Spulenenden sind im Inneren des Isolierkörpers durch die Strombrücke oder durch den elektrisch leitenden Sprengstoff miteinander verbunden. In der Spule kann ein elektromagnetisches Wechselfeld induziert werden, das den Zündstrom liefert. In diesem Fall stellen die Zündbrücke bzw. der leitfähige Zündsatz für die aus der Sekundärspule generierbare elektrische Energie einen ohmschen Verbraucher dar. Hierbei ist es besonders günstig, wenn der die Spule tragende Isolierkörper aus nicht-leitendem Ferritmaterial besteht. Der Isolierkörper wirkt dann gleichzeitig als Spulenkern, indem er die Feldlinien des extern erzeugten Magnetfeldes konzentriert.

[0010] Andererseits kann der Isolierkörper auch aus einem Sprengstoff-Bindemittel-Faser-Gemisch bestehen. Hierbei enthält der Isolierkörper, der durch die Fasern und das Bindemittel eine ausreichende mechanische Festigkeit erhält, zusätzlich Sprengstoff, der bei der Zündung zusammen mit dem Sprengstoff des Zündsatzes abbrennt und dessen Wirkung verstärkt.

[0011] Im folgenden werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert.

[0012] Es zeigen:

Fig.l einen Längsschnitt durch ein Spaltzündelement,

Fig.2 einen Längsschnitt durch ein Schichtzündelement und

_Fig.3 eine Ansicht eines Zündelementes mit umlaufender Spule, deren Enden mit den Elektroden verbunden sind.

[0013] Das in Fig. 1 dargestellte Spaltzündelement weist einen rohrförmigen Isolierkörper mit kreisförmigem Querschnitt auf, der z.B. aus A1₂0₃ besteht. Der Isolierkörper 1 ist an allen seinen Flächen mit einer elektrisch leitenden Beschichtung 2, z. B. aus Nickel, versehen, die z.B. in einem chemischen oder galvanischen Prozeß aufgebracht worden ist. Die Schichtdicke ist an allen Stellen konstant und beträgt zwischen 1 und 4 um.

[0014] An der Innenseite der Umfangswand des Isolierkörpers 1 ist die Beschichtung 2 entlang eines ringförmigen Spaltes 3 entfernt worden. Das Entfernen der Beschichtung kann mit Laserbestrahlung erfolgen. Ein zweiter ringförmiger Spalt 4, der die Beschichtung 2 unterbricht, ist an der Außenseite des Isolierkörpers 1 vorgesehen. Auch in diesem Spalt ist die Beschichtung entfernt worden. Durch die beiden Spalte 3 und 4 entstehen zwei voneinander isolierte Elektroden 6, 7, von denen jede sich über einen Teil der Innenseite und über einen Teil der Außenseite des Isolierkörpers erstreckt. Diese außenliegenden Bereiche der Elektroden 6, 7 sind für die Kontaktierung von Anschlußelementen, z.B. Drähten, nutzbar. Der zweite Spalt 4 kann auch an einer Stirnseite des Isolierkörpers angeordnet sein. Andererseits können als Anschlußflächen auch die Stirnseiten benutzt werden, die ebenfalls von der Beschichtung 2 bedeckt sind.

[0015] In das Innere des beschichteten Isolierkörpers 1 ist der aus elektrisch leitendem Sprengstoff bestehende Zündsatz 5 entweder als vorgeformter Preßling oder durch nachträgliches Verpressen im Inneren des Isolierkörpers 1 eingebracht. Der ringförmige Spalt 3 wird durch den Zündsatz 5 überbrückt. Der Spalt 3 befindet sich vorzugsweise auf der Mitte der Länge des Zündsatzes 5, so daß der Zündsatz sich in jeder Richtung verschieben kann, ohne daß der Flächenkontakt zu den an der Innenseite des Isolierkörpers 1 befindlichen Teilen der Elektroden 6 und 7 verlorengeht.

[0016] Das Zündelement, das in Fig. 2 dargestellt ist, unterscheidet sich von demjenigen der Fig. 1 nur dadurch, daß der Spalt 3 nicht die Form eines geschlossenen Ringes hat. Vielmehr sind die Elektroden 6 und 7 an der Innenseite des Isolierkörpers 1 durch eine Zündbrücke 8, die den Spalt 3 überbrückt, miteinander verbunden. Die Zündbrücke 8 besteht aus einem in der Ebene des Spaltes 3 stehengebliebenen Bereich der leitfähigen Beschichtung 2. Diese Zündbrücke bildet den Widerstandsbereich, an dem bei Anlegen einer Spannung zwischen die Elektroden 6 und 7 Stromwärme erzeugt wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel besteht der Zündsatz 5 aus nicht-leitendem Zündstoff. Auch hier ist eine axiale Verschiebung des Zündsatzes möglich, ohne daß der thermische Kontakt zwischen Zündsatz 5 und Zündbrücke 8 unterbrochen wird.

[0017] Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 ist der Isolierkörper 1 ebenfalls mit einer metallischen Beschichtung versehen. Die Gestaltung der Beschichtung an der Innenseite des Isolierkörpers kann derjenigen von Fig. 1 oder derjenigen von Fi^g. 2 entsprechen. An der Außenseite des Isolierkörpers 1 ist die Beschichtung 2 durch einen Spalt 9 unterbrochen, der wendel- oder schraubenlinienförmig um die Außenseite des Isolierkörpers herumläuft. Die zwischen den Windungen des Spaltes 9 verbliebene Bahn der Beschichtung 2 bildet eine Spule 10, die beispielsweise die Sekundärspule eines induktiven Energieübertragungssystems bilden kann. Die Enden der Spule bilden die Elektroden 6 und 7, die in das Innere des rohrförmigen Isolierkörpers 1 hineinführen.

Ansprüche

1. Elektrisches Zünd- oder Anzündelement mit einem einen Zündsatz enthaltenden, im wesentlichen rohrförmigen Isolierkörper und mit zwei Elektroden, die durch eine Zündbrücke oder durch den an ihnen anliegenden elektrisch leitfähigen Bereich des Zündsatzes überbrückt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (6, 7) sich ganz oder teilweise an der Innenseite der Umfangswand des Isolierkörpers (1) erstrecken.

2. Zünd- oder Anzündelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (6, 7) aus einer durch einen Spalt (3) ganz oder teilweise unterbrochenen leitfähigen Beschichtung (2) des Isolierkörpers (1) bestehen.

3. Zünd- oder Anzündelement nach Anspruch 2, dadurch -gekennzeichnet, daß die Beschichtung (2) sich im wesentlichen über die gesamte Fläche des Isolierkörpers (1) erstreckt und daß die Elektroden (6, 7) durch einen die Beschichtung unterbrechenden zweiten Spalt (4) an der Außenseite des Isolierkörpers voneinander getrennt sind.

4. Zünd- oder Anzündelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichent, daß die Beschichtung (2) sich im wesentlichen über die gesamte Fläche des Isolierkörpers (1) erstreckt und an der Außenseite der Umfangswand durch einen wendelförmigen zweiten Spalt (9) unterbrochen ist.

5. Zünd- oder Anzündelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stärke der Beschichtung etwa 1 bis 4 um beträgt.

6. Zünd- oder Anzündelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierkörper aus Al₂O₃ besteht.

7. Zünd- oder Anzündelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierkörper (1) aus Ferritmaterial besteht.

8. Zünd- oder Anzündelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierkörper (1) aus einem Sprengstoff-Bindemittel-Faser-Gemisch besteht.

9. Zünd- oder Anzündelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser des Isolierkörpers etwa 4 mm und der Innendurchmesser etwa 2 mm beträgt.

10.Zünd- oder Anzündelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Isolierkörpers (1) etwa 7 mm beträgt.

Zeichnung