DE3119924C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrischen Zünder für Artillerie-Munition gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

In der DE-OS 28 16 300 ist ein derartiger elek­ trischer Zünder beschrieben, bei dem die leitfähigen Körper, der isolierende Körper und das Verbindungs­ element zusammen gekittet sind, um einen mechanisch starken Aufbau zu bilden, der im wesentlichen inner­ halb eines vorbestimmten Temperaturbereiches durch Tem­ peraturveränderungen in den Körpern unbeeinflußt bleibt. Das Verbindungselement weist wenigstens eine dünne Me­ tallschicht auf, die direkt auf der gemeinsamen End­ fläche der Körper, die sehr glatt ausgebildet ist, auf­ gebracht ist und ist so dimensioniert, daß sein Wider­ stand und damit seine Wärmeerzeugung genau bestimmt sind. Die pyrotechnische Ladung befindet sich bevor­ zugt mit einem vergleichsweise hohen Druck in direktem Kontakt zum Verbindungselement.

Ein derartiger elektrischer Zünder kann bei zahl­ reichen Arten von Munition zum elektrischen Detonieren der Munitionsladung verwendet werden. Beispielsweise kann die Ladung in einem Geschoß durch einen Aufschlag­ kontakt oder ähnliche Betätigungselemente, die einen elektrisch geladenen Kondensator mit dem Zünder ver­ binden, detoniert werden.

Der elektrische Widerstand des Verbindungselemen­ tes kann auf einen vorbestimmten Wert durch Ausbilden von Spalten in speziellen Teilen der Metallschichten festgelegt sein. Derartige Spalte werden bevorzugt durch Laser-Schneidverfahren ausgebildet. Obwohl diese bekannten Laser-Schneidverfahren eine sehr genaue Be­ stimmung des Widerstandswertes ermöglichen, besteht der Nachteil, daß die erforderlichen Lasereinrichtun­ gen sehr kompliziert und teuer sind.

Um sowohl die mechanische Festigkeit als auch die elektrischen Eigenschaften eines elektrischen Zünders der vorstehend beschriebenen Art weiter zu verbessern, kann das Verbindungselement zusätzlich zu den Metall­ schichten, wie aus der DE-OS 30 33 155 bekannt, mit einer dünnen, neutralen Schicht (z. B. Glas, SiO₂ od. dgl.) versehen sein. Die dünne, neutrale Schicht ist direkt auf der oberen Metallschicht aufgebracht und die pyro­ technische Ladung wird mit vergleichsweise hohem Druck mit der neutralen Schicht in Berührung gehalten. Ein Vorteil besteht darin, daß die neutrale Schicht die Metallschichten gegen mechanische Zerstörung schützt und die Verbindung der Metallschichten mit der Unterlage verbessert. Weiterhin schützt die neutrale Schicht die Metallschichten gegen Korrosion.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen elektrischen Zünder der vorstehend beschriebenen Art, d. h. mit einer neutralen Schicht auf einer oder mehre­ ren Metallschichten, zu schaffen, der gegen, durch elektromagnetische Strahlung und statische Elektrizi­ tät bewirkte Störung, unempfindlicher ist, und bei dem das Einstellen des elektrischen Widerstandes des Ver­ bindungselementes, verglichen mit dem vorstehend er­ wähnten Laser-Schneidverfahren, vereinfacht ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen elektrischen Zünder, der durch die Merkmale des Patent­ anspruches 1 gekennzeichnet ist.

Besondere Ausführungsarten des erfindungsgemäßen Zünders sind den Unteransprüchen 2 bis 6 zu entnehmen.

Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegen­ den Erfindung wird anhand der Figuren im folgenden beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen elektrischen Zünder im Längsschnitt und

Fig. 2 einen Teil des Zünders gemäß der Fig. 1 in vergrößertem Maßstab.

Fig. 1 zeigt einen elektrischen Zünder 1, der in einer Öffnung 2 einer Wandung 3 befestigt ist, die eine Ladung eines Artilleriegeschosses, beispielsweise einer Granate oder Rakete, umschließt. Um den Zünder in der Wand zurückzuhalten, wenn das Geschoß großen Beschleunigungskräften beim Abfeuern ausgesetzt ist, ist die Öffnung mit einer Schulter 4 versehen. Der Zünder selbst besteht aus einem breiteren Teil 5, der über eine Isolierhülse 6, die der während dem Ab­ feuern auftretenden mechanischen Belastung standhal­ ten kann, an der Schulter 4 anliegt.

Der breite Teil 5 des Zünders weist einen unteren, engeren Teil 7 zum Anschließen des Zünders an eine elektrische Spannungsquelle auf. Derartige Elemente sind an sich bekannt und werden daher nicht im ein­ zelnen beschrieben.

Der elektrische Zünder weist weiterhin einen ersten elektrisch leitfähigen Körper 8 in Form einer zylindrischen Hülse, beispielsweise aus rostfreiem Stahl oder einem anderen elektrisch leitfähigen Ma­ terial, auf. An der Oberseite des breiten Teils 5 ist ein zweiter elektrisch leitfähiger Körper 9 in Form eines länglichen Stiftes vorgesehen, der koaxial innerhalb der Hülse 8 liegt. Sowohl der zweite Körper als auch der breite Teil 5 selbst bestehen aus einem elektrisch leitfähigen Material, beispielsweise einer Eisen- oder Nickellegierung. Die Körper 8 und 9 sind mittels eines elektrisch isolierenden Körpers 10 aus Glas, Porzellan oder einem ähnlichen Material, relativ zueinander fixiert. Der erste Körper 8 weist an seinem unteren Ende einen angeformten Flansch 11 auf, der über einen Isolierring 12 an der oberen Stirnfläche des breiten Teils 5 des Zünders anliegt.

Sowohl der erste und zweite elektrisch leitfähige Körper 8 und 9 als auch der elektrisch isolierende Körper 10 sind mit einer gemeinsamen flachen Stirn­ fläche 13 ausgebildet, auf der eine Anzahl von Schich­ ten, die in der Figur nicht im einzelnen dargestellt sind, die jedoch im folgenden anhand der Fig. 2 be­ schrieben werden, angeordnet. Ein konventionelles pyro­ technisches Gemisch 14 ist unter hohem Druck auf die äußerste Schicht gepreßt. Das Gemisch ist von einer Kapsel 15, beispielsweise aus Aluminium, umschlossen, die mit einem Teil 16 versehen ist, der über den Flansch 11 so gebogen ist, daß das pyrotechnische Gemisch unter hohem Druck gegen die Stirnfläche 13 gehalten wird.

Um die Kapsel 15 in ihrer Stellung zu halten, wenn sie hohen Bremskräften ausgesetzt ist, die beim Anset­ zen eines Geschosses auftreten, ist ein Befestigungs­ ring 17 so in der Öffnung 2 angeordnet, daß er den Teil 16 der Kapsel fest gegen den Flansch 11 drückt, wodurch die Kapsel in der korrekten Stellung gehalten wird. Der Ring 17 besteht bevorzugt aus einem rost­ freien Stahl und wird in der Öffnung 2 mittels einer Deformation 18 an der Wand 3 oder mittels Verschrauben in der Öffnung 2, gehalten. Um das pyrotechnische Ge­ misch 14 gegen Feuchtigkeit, Staub etc. abzudichten, ist zwischen der Kapsel 15 und dem ersten Körper 8 ein Dichtungsring 19 vorgesehen.

Fig. 2 zeigt eine Einzelheit des Verbindungs­ elementes 20, welches die Körper 8 und 9 elektrisch leitend miteinander verbindet. Das Verbindungsele­ ment 20 besteht aus einer oder mehreren vergleichs­ weise dünnen Metallschichten 21, 22, die mit der sehr ebenen, gemeinsamen Stirnfläche 13 der Kör­ per 8 und 9 und des Isolierkörpers 10, verbunden sind. Eine zusätzliche Schicht 23 aus einem neutra­ len Material ist gemäß der DE-OS 30 33 155 über den Metallschichten 21, 22 ange­ ordnet.

Im Gegensatz zu bisher bekannten elektrischen Zündern, bei denen der korrekte Widerstandswert durch Einschneiden von Spalten in die Metallschichten fest­ gelegt wird (siehe Sp. 24 in der obengenannten An­ meldung), stellen in der vorliegenden Erfindung die Schichten ein ununterbrochenes elektrisch leitfähiges Element dar. Anstatt dem Einschneiden von Spalten in eine oder mehrere Metallschichten ist wenigstens die oberste Metallschicht 22 aus einem oxydierbaren Metall hergestellt, um ein genaues Einstellen ihres Wider­ standswertes durch Oxydation zu ermöglichen. Ein Beispiel für ein derartiges oxydierbares Material ist Tantal, aber es kann auch Aluminium verwendet werden.

Durch gesteuerte Oxydation der obersten Metall­ schicht 22 kann ihr Widerstand ohne die Verwendung eines komplizierten Laser-Schneidgerätes bestimmt werden. Nur durch Steuern der Oxydationszeit ist es sehr leicht, den korrekten Widerstandswert zu erhalten. Nachdem die Tantalschicht oxydiert worden ist, wird die neutrale Schicht dann aufgebracht, um ein Altern und jegliche zusätzliche unbeabsichtigte Oxydation der Tantalschicht zu verhindern. Die nicht unterbrochene obere Metallschicht 22 stellt für die zusätzlichen Schichten, wie beispielsweise die neu­ trale Schicht 23 und insbesondere für die dünnen Schichten eine bessere Grundlage dar.

Obwohl die Metallschichten in der Fig. 2 als nicht unterbrochen, d. h. ohne Spalte, dargestellt sind, kann der elektrische Widerstand des Verbindungs­ elementes auf einen vorbestimmten Wert durch die Kom­ bination zweier Verfahren eingestellt werden. So kön­ nen entweder eine oder beide Schichten 21 mit Spal­ ten versehen sein, und die oberste Metallschicht, d. h. die Tantalschicht, kann oxydiert sein. Selbst wenn ein Laser-Schneidgerät zur Ausbildung der Spalte er­ forderlich ist, kann ein einfacheres Gerät verwendet werden, da die Genauigkeit, mit der die Spalte ge­ schnitten werden, relativ gering sein kann und die Endjustierung des Widerstandswertes durch Oxydation der Tantalschicht 22 erzielt werden kann.

Wie aus der Fig. 2 ersichtlich weist das Ver­ bindungselement 20 auch eine andere Schicht 25 auf, die auf der neutralen Schicht 23 aufgebracht ist. Da die gesamte obere Fläche der Schicht mit der pyro­ technischen Ladung in Berührung steht, ist es wich­ tig, daß die Schicht aus einem Metall besteht, welches sowohl mechanisch als auch chemisch jeglicher Beein­ flussung durch das Pulver der pyrotechnischen Ladung widersteht. Die Schicht ist daher bevorzugt aus Gold oder Silber hergestellt. Die Dicke der Schicht beträgt ungefähr 1 µ oder weniger, d. h. die Schicht ist bevor­ zugt direkt auf die neutrale Schicht mittels Ver­ dampfen unter Vakuum aufgebracht.

Durch die Verwendung einer derartigen zusätz­ lichen dünnen Metallschicht wird eine etwas "langsamere" elektrische Funktion des elektrischen Zünders erhalten. Die dünne Metallschicht wirkt als eine Scheinerdung und schirmt den Zünder gegen elektromagnetische Strah­ lung ab. Die Schicht weist auch eine gute Wärmeleit­ fähigkeit auf, was dazu führt, daß die in den darunter liegenden Metallschichten infolge von elektrischen Stör­ impulsen erzeugte Wärme, leichter abgeleitet werden kann. Durch Verändern der Dicke der neutralen Schicht, sowie auch der dünnen Metallschicht kann die thermische Zeit­ konstante des elektrischen Zünders zweckmäßig eingestellt werden.

Claims (6)

1. Elektrischer Zünder für Artillerie-Munition, be­ stehend aus zwei elektrisch leitfähigen Körpern, einem zwischen diesen angeordneten elektrisch isolierenden Kör­ per, wobei die leitfähigen Körper zusammen mit dem iso­ lierenden Körper eine gemeinsame Stirnfläche bilden, auf der ein elektrisch leitfähiges Element angeordnet ist, das die leitfähigen Körper miteinander verbindet, und an dem Element eine pyrotechnische Ladung mit Druck an­ liegt und durch Wärme zündbar ist, die in dem Element bei Durchfluß eines elektrischen Stromes erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Ele­ ment (20) mit der gemeinsamen Stirnfläche verbunden ist und wenigstens eine Metallschicht (22) aufweist, deren Widerstandswert durch Oxydation dieser Schicht festgelegt ist, und daß direkt auf der Metallschicht (22) eine Schicht (23) aus einem neutralen Material und di­ rekt auf der neutralen Schicht (23) ein dünner Metall­ film (24) aufgebracht ist.

2. Elektrischer Zünder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallfilm (24) ein Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit aufweist, welches jeglicher Beeinflussung durch die pyrotechni­ sche Ladung widersteht.

3. Elektrischer Zünder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des Metall­ films maximal 1 µ beträgt.

4. Elektrischer Zünder nach jedem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschicht (22) aus Tantal oder Aluminium besteht.

5. Elektrischer Zünder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallfilm (24) aus Gold oder Silber besteht.

6. Elektrischer Zünder nach jedem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (20) eine erste und zweite Metallschicht (21, 22) aufweist, wobei die erste Schicht (21) mit der gemeinsamen Stirnfläche verbunden ist und die zweite Schicht (22), die die zur Widerstandseinstellung oxydierte Metallschicht bildet, auf der ersten Metallschicht (21) aufgebracht ist.