DE2020016A1

DE2020016A1 - Metallschichtzuendmittel

Info

Publication number: DE2020016A1
Application number: DE19702020016
Authority: DE
Inventors: Hellmut Bendler; Uwe Brede; Heinz Dipl-Chem Gawlick; Peter Dipl-Phys Roeh
Original assignee: Dynamit Nobel AG
Current assignee: Huels Troisdorf AG
Priority date: 1970-04-24
Filing date: 1970-04-24
Publication date: 1971-11-11
Also published as: US3763782A; DE2020016B2; GB1344922A; FR2090579A5; DE2020016C3

Description

PATENTANWALT DR. HANS-GUNTHER EGGERT, DIPLOMCHEMIKER

5 KGLN-LINDENTHAt FETER-KINTGEN-STRASSE 2 2020016

Köln, den 23; April 197o Rö/pz/45

Dynamit Nobel AG, Troisdorf

Metallschiehtzühdiriittel

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Zündmittel, bei dem Metallschichten auf ein Trägermaterial aus Glas oder Keramik aufgebracht werden. Derartige Zündmittel werden zur Herstellung von Zündhütchen verwendet.

Bei derartigen Zündelementen ist es erforderlich, die elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Außen- und dem Innenpol so auaizubilden, daß zum einen der Fertigungsaufwand im Hinblick auf eine Serien- bzw. Massenfertigung möglichst gering ist und zum anderen dennoch gewährleistet ist, daß der Widerstand des elektrischen Stromkreises nur mögliehst geringe Streuungen aufweist.

Es ist bekannt, die Glühbrüeke als extrem dünnen und sehr kurzen Metalldraht auszubilden, der mit dem Gehäuse bzw. dem Polstück durch Löten oder Schweißen verbunden wird, Dieses Vorgehen hat jedoch den Nachteil, daß der Ferti- / gungaaufwand relativ groß ist, da die Abmessungen der ein- \ «einen Teile sehr klein sind und es dementsprechend viel

% (Jeaohiok und Geduld erfordert, die. Sehweiß- oder Lötver- \ bindungen der ölühbrüoke mit den Polin einwandfrei auszu-

■■"■ '.' Y ^2o führen. ■'■ '. - ^; \ - " - . _:

In 4er Patentanmeldung P 17 TI 8S9..7 wird ein Zündmittel

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beschrieben, bei dem eine Metallfolie, ggf. unter Zuhilfenahme eines Klebers, unter Anwendung von Druck und Hitze auf ein Trägermaterial aufgebracht wird..

Anschließend daran wird die Metallfolie entsprechend der vorgesehenen Ausbildung der Glühbrücke mit einem ätzfestem Lack abgedeckt, dann die Metallfolie in den nicht abgedeckten Bereichen mit einer ätzenden Säure entfernt und schließlich der ätzfeste Lack wieder beseitigt, so daß auf dem Trägermat-erial nur noch ein der gewünschten Ausbildung der Glühbrücke entsprechendes Metallfolienmuster zurückbleibt.« . "

Als Trägermaterialien dienen dabei Schichtpreßstoffe, die aus einem Kunstharz auf der Basis von Phenol,, Epoxyd oder von ungesättigten Polyestern, imprägnierten Zellulosepapier, Baumwoll-, Glasfaser-, Kunstfasergewebe, welche mit ungesättigtem Polyester imprägniert sind, oder dergleichen bestehen» ·._..,-.

Auch kann die Glühbrücke selbst beispielsweise als extrem W dünner Metalldraht ausgebildet sein, der auf dem Trägerelement beispielsweise mittels eines Klebers gehalten wird.

Die so hergestellten Zündmittel besitzen den Nachteil, daß die mechanische Beständigkeit nicht so groß ist, daß sie ^c die Schockbeanspruchung, die beispielsweise durch den Abschuß eines Geschosses entsteht, nicht mit genügender Sicherheit überstehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verbindung der Leitbrücke mit einem festen Trägermaterial herzustellen, so daß die LeitbrUcke eine erhöhte mechanische Bestän<Iig-

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keIt erhält, wodurch es möglich ist, Zündmittel herzustellen, die eine Schockbeanspruchung bis zu 500 000 g (g = Erdbeschleunigung) aushalten, und keinen geschweißten oder gelöteten Glühdraht benutzen, um sie somit im höchsten Maße zuverlässig zu gestalten.

Gegenstand der Erfindung ist ein elektrisches Zündelement, das aus einem Isolierkörper besteht, der zwei Zuführelektroden und eine Metallbrücke trägt, welche beim Stromdurchgang einen Zündstoff entzünden soll, dasdadurch gekennzeichnet ist,daß der Isolierkörper aus einem Glas- oder Keramikträgermaterial besteht, auf das die Elektroden und die Brücke durch Aufdampfen, Drucken und aif chemischem Wege aufgebracht werden.

Die mechanische Festigkeit dieses Zündmittels wird lediglieh durch das Trägermaterial bestimmt. Durch die große mechanische Beständigkeit des Trägermaterials aus Glas oder Keramik ist es aber möglich, den Zündsatz durch höheren Druck auf die Leitbrücke zu pressen, wodurch ein wesentlich besserer Wärmekontrakt zwischen Leitbrücke und Zündsatz entsteht, als bei dem üblichen Tauch- oder Tropfverfahren erreicht wird.

So ist es möglich, reine Zündstoffe, z.B. Bleitrinitroresorzinat, Bleiazid oder Bleipikrat beispielsweise durch Pressen in eine enge thermische Verbindung mit dem Zünd-25; mittel zu bringen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Fig. 1 bis 6 beschrieben, wobei als Beispiel ein'-ZÜhdhütchen in Mittelpolausführung verwendet wird.

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■ Fig. 1 zeigt ein elektrisches. Zündmittel^! auf..Spaltbasis herkömmlicher Art. Das Zündmittel-i besteht·-aus einem Mantel \

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der isoliert ein Polstück 2 enthält. An der inneren Seite des Polstücks 2 befindet sich .eine Isolierscheibe J5, die durch einen Stützring 4 gegen das Polstück 2 gepresst wird. Der Spalt 5 wird mit einem leitfähigen Zündsatz 6 ausgefüllt, der eingepresst und seitlich durch den Stützring 4, der vom Mantel 1 gehalten wird, festgehalten ist.

Fig. 2.zeigt ein elektrisches Zündmittel entsprechend Fig. 1, jedoch ist die Isolierscheibe J> durch ein Metallschichtelement entsprechend Fig. J5 ersetzt. Der Aufbau der 1.O übrigen Teile entspricht dejTi in Fig. 1 dargestellten Zv.idhütchen.

Fig. Z> zejgo ein Brückenelement, das aus einem Trägermaterial 8 in Form einer runden Scheibe aus Glas oder Keramik, insbesondere gesintertes Aluminiumoxid, mit hoher Qberflächengute besteht und auf dem die Kontaktlerungsflächen 9 aufgebracht sind. Der Isolierkörper 8 ist mit einer Bohrung versehen, die durch eine Metallschicht leitend ist, so daß eine Durchkontaktierung hergestellt werden kann. Dabei kann die runde Scheibe aus Trägermaterial mit Einschnitten oder durch Abschnitte an einer Seite abgeflacht sein, damit das Zündelement bei späterer Montage orientiert eingelegt oder" eingefügt werden kann. Die mit leitendem Material ausgekleidete Bohrung Io ist mit einer der Kontaktierungsflache 9 durch eine Zündbrücke 11 verbunden.

Wird zwischen dem Polstück 2 und dem Gehäuse 1 eine Spannung angelegt, dann läuft der Zündstrom über das Polstück 2 durch die metallisierte Bohrung lo, über die Zündbrücke 11 zum Distanzring 4, der mit dem Außengehäuse den Massenschluß bildet. Dabei erwärmt sich die Zündbrücke derart,

J5o daß der Zündsatz 6 zündet.

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BAD ORIGlNAt.

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FIg. 4 zeigt eine andere Ausführungsform des Metallschichtzündmittels, bei der die Stromzuführung zu einer Elektrode entsprechend Fig. 5 und 6 durch eine Metallklammer 12 vorgenommen wird. Damit kein Masseschluß zwischen Distanzring 4 und Metallklammer 12 entsteht, ist eine zusätzliche Isolation Ij5 vorgesehen. Der Strom läuft bei dieser Ausführungsform vom Polstück 2 außen über die Klammer 12 zur Zündbrücke 11.

Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Metallschlchtelementes. In dieser Figur ist ein Träger 8 dargestellt, der zur Kontaktierung nicht durchbohrt ist, sondern eine Umführung 12 aus leitfähigem Material zeigt. Eine Ausführungsform dieser Umführung 12 ist in Fig. 6 angegeben. Zur Orientierung der Beschichtung ist von der kreisförmigen Fläche des Trägermaterials ein Segment herausgeschnitten worden, wodurch gleichzeitig Platz für die seitliehe leitfähige Umführung .12 entstanden ist. Die Zündbrücke 11 befindet sich Im Zentrum des Trägers.

Die Kontaktlerungsflachen 9 werden auf das Trägermaterial 8 Im Siebdruckverfahren aufgebracht, wobei herkömmliches Material, beispielsweise Palladium Palladiumsilbermischung, Palladium-Gold, Platin-Silber, Nickel oder eine Silber--. Aluminium-Legierung verwendet wird. Das aufgebrachte Material wird bei etwa looo bis lloo° C eingesintert. Eine eventuell im Brückenelement erforderliche Bohrung (lo) zur Durchkontaktierung wird bereits bei der Herstellung der Platine vorgesehen«

Anschließend wird im Hochvakuumverfahren eine Tantal- oder Tantalnitrldschioht mit definierter Dicke aufgedampft, wo-J5o bei als Konfcaktmaterial Silber benutzt werden kann. Durch ein Sprühverfahren wird danach eine fotoempfindllche Schicht

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aufgebracht. Die gewünschte und vorher festgelegte Form der Zündbrücke 11 wird entweder durch positiv oder negativ Kontaktkopierverfahren auf die vorbehandeltenElektroden 9 gebracht und durch entsprechende Entwicklungsverfahren auf

5* die lichtempfindliche Schicht der Elektroden 9 übertragen. Die in Fig. 3 und 5 dargestellten Elektroden 9 sind im wesentlichen in Form von Kreissegmenten beispielsweise aus Platin-Silber ausgebildet. Da das in Fig. 3 gezeigte Zündmittel mit einer Bohrung Io versehen ist, ist rund um diese.

Bohrung ebenfalls eine Schicht aus Platin-Silber angebracht, die keine Verbindung zu den Elektroden 9 besitzt. Die Zündbrücke ·11 liegt nun im Beispiel der Fig. ~$- zwischen der um die Bohrung Io liegenden Schicht und einer Elektrode 9j> und im Beispiel der Fig. 5 zwischen den beiden Elektroden 9_.

Zweckmäßigerweise wird die aus Tantal oder Tantalnitrid bestehende Zündbrücke 11 an der Kontaktfläche zu den Elektroden 9 vergrößertj, so daß sie ein Teil der Elektroden 9 bedeckt. Die Überlappungen 14 dienen dazu, einen mögliehst guten Kontakt zu den Elektroden heuzustellen.

Dadurch wird erreicht, daß man an einer vorherbestimmten Stelle eine zündempfindliche Glühbrücke 11 erhält, deren" Zündempfindlichkeit durch die Schichtdicke, Länge und Breite des Überganges zwischen den Kontaktflächen bestimmt und durch ihren elektrischen Widerstand meßbar ist«, Je weniger Material für die Zündbrücke 11 verwendet wird, desto höher ist deren Widerstand und desto höher steigen die Temperaturen dieser Zündbrücke beim Stromdurchgang. Die Leitbrücke hat vorzugsweise eine Breite und eine Länge von ^a bis loou und eine Dicke von o^l bis 1^5 /u

Claims

Fa te η t a n s ρ r ü c ti e

1.) Elektrisches Zündelement, das aus einem Isolierkörper besteht, der zwei Zuführelektroden und eine Metallbrücke trägt, welche beim Stromdurohgang einen Zündstoff entzünden soll, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierkörper (8) aus einem Glas- oder Keramikträgermaterial besteht, auf das die Elektroden (9) und die Zündbrücke (1.Ϊ-) durch Aufdampfen, Drucken 'und auf chemischem Wege aufgebracht sind.

2. Elektrisches Zündelement,nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial (8) aus gesintertem Aluminiumoxyd besteht. -

3. Elektrisches Zündelement nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierköroer (8) eine runde Scheibe ist, die auf einer Seite zwei Elektroden (9) besitzt, die durch eine Leitbrücke (11) verbunden sind.

4. Elektrisches Zündelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die runde Scheibe des Trägermaterials (8) Einschnitte enthält, oder durch Abschnitte an einer ' Seite abgeflacht ist.

5. Elektrisches Zündelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitbrücke (11) vor-* zugsweise eine Breite und eine Länge von 5o bis looyu und eine Dicke von o,l bis 1,5 u besitzt,

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ο -·

β. Elektrisches Zündelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Elektroden (9) auf beiden Seiten des Trägermaterials (8) befinden und durch eine Bohrung (Io) oder einen Schlitz durchkontaktiert sind.

7. Elektrisches Zündelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchkontaktierung einer Elek-

. trode (9) zwischen beiden Seiten des Trägermaterials " durch eine Metallfolie oder^ ein dünnes Blech her ge·?

stellt ist.

8. Elektrisches Zündelement nach einem der Ansprüche 1, bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß als leitfähiges Material Nickel, Palladium, Palladium-Silber-Legierung, Palladium-Gold, Platin-Gold, Platin-Silber oder Silber-Aluminium-Legierung verwendet wird.

9. Elektrisches Zündelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gek ennzeichnet, daß die Elektroden (9) durch stromloses Galvanisieren auf dem Trägermaterial

(8) aufgebracht sind.

Io. Elektrisches Zündelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9j dadurch gekennzeichnet, daß die Leitbrücke (.11) aus Tantal oder Tantalnitrid besteht.

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