DE2421908A1

DE2421908A1 - Sprengvorrichtung

Info

Publication number: DE2421908A1
Application number: DE19742421908
Authority: DE
Inventors: Raymond Ernest Sellwood
Original assignee: ML Aviation Ltd
Current assignee: ML Aviation Ltd
Priority date: 1973-05-14
Filing date: 1974-05-07
Publication date: 1974-12-12
Also published as: GB1416095A

Description

2 HAMBURG 70

SCHLOSSTRASSE β PATENTANWÄLTE

DIPL.-ING. JÜRGEN CRASEMANN 6. Mal I974 DIPL₁-INa₁VINCENZv₁RAFFAY

PATENT- und RECHTSANWALT DIPU-INe-DR₁JUR-QERTHELDT

REI¹: 2123/18

M.L. AVIATION COMPANY LIMITED 644/5/6 Ajax Avenue, Trading Estate, Slough, Buckinghamshire, England.

Sprengvorrichtung.

Die Erfindung "betrifft eine Sprengvorrichtung mit einer Zündspule, die auf einem magnetischen Kern angeordnet ist und die Sekundärwindung eines Transformators bildet, dessen Primärwindung in einer Haltevorrichtung vorgesehen ist.

Derartige Sprengvorrichtungen haben ein elektrisches Heizelement zum Zünden des Sprengsatzes, bei dem es sich um eine Patrone oder einen sonstigen Zünder handeln kann. Das Heizelement ist normalerweise zwischen einem Kontaktpaar angeordnet, das von einer Haltevorrichtung getragen wird (siehe z.B. britische Patentschrift 1 235 844), wobei das Heizelement mit dem Schaltkreis einer Spule verbunden ist, die um einen Kern aus magnetischem Material gewunden ist, der in der Sprengvorrichtung liegt. Diese Spule arbeitet mit einer zweiten Spule zusammen, die ebenfalls um einen Kern aus magnetischem Material gewunden und in der Haltevorrichtung angeordnet ist, so daß die beiden Kerne zusammen einen geschlossenen Magnetkreis bilden, wobei eine Transformator-

409850/0273

TELEFON: CO4O) β 82 7O 84/6Ο · TELEGRAMME: PATFAY₁ HAMBURG

wirkung zwischen den beiden Spulen erzeugt wird. Die Spule, die in der Haltevorrichtung befestigt ist, ist mit einem Oszillator zusammengeschaltet, und wenn diese Spule durch den Oszillator erregt wird, bildet sie die Primärwindung eines Transformators, dessen Zündspule die Sekundärwindung bildet, die das Heizelement zum Zünden der Vorrichtung erregt.

Erfindungsgemäß ist die Sprengvorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gekennzeichnet, daß die Zündspule durch einen elektrischen Leiter kurzgeschlossen ist, der durch einen Körper eines elektrisch leitenden explosiven Materials gebildet ist. In anderen Worten, es ist kein getrenntes Heizelement erforderlich, da das elektrisch leitende explosive Material das Heizelement selbst bildet. Wenn also die 'Primärwindung in der Haltevorrichtung durch den Oszillator erregt wird, findet der entsprechende Stromfluß in der Sekundärwindung, d.h. in der Zünspule direkt durch die elektrische Leitung statt, die durch das explosive Material gebildet wird, wodurch die Sprengvorrichtung gezündet wird.

Die Verwendung eines elektrisch leitenden explosiven Materiales als Heizelement oder als Zünder ist grundsätzlich bekannt. Die bisher vorgeschlagenen Arbeitsweisen waren aber nicht sicher, und es konnten unbeabsichtigte Zündungen bedingt durch Funkfrequenzerregung oder elektrostatische Ladungen ausgelöst werden. Diese Probleme können bei der Konstruktion nach der Erfindung nicht auftreten, da die Zündspule nur durch die Primärwindung des Transformators erregt werden kann, d.h. nur mit Hilfe des als Oszillator bezeichneten Schwingungserregers. Hierdurch können die Vorteile der elektrisch leitenden explosiven Materialien ausgenutzt werden, die beträchtlich sind und eine preiswerte Herstellung im Vergleich zu den bekannten Heizelementen ermög-

409850/0273

lichen, die bei der eingangs erwähnten Konstruktion notwendig sind. Es können sehr empfindliche Pulvermischungen verwendet werden, so daß eine sehr sichere Arbeitsweise gewährleistet ist, wenn die Pulverzuführung entsprechend beschränkt wird.

Bei der einfachsten Ausführungsform nach der Erfindung wird die Zündspule durch eine einzige Kurzschlußschleife gebildet, die vollständig aus dem elektrisch leitenden explosiven Material gebildet ist. Zu diesem Zweck ist der Topfkern, der aus Ferrit oder schwedischem Eisen hergestellt sein kann, mit einem Ringraum versehen, der im wesentlichen einen E-förmigen Querschnitt aufweist. Dieser Ringraum wird dann mit dem elektrisch leitenden explosiven Material gefüllt, um die Kurschlußschleife zu bilden. Grundsätzlich muß aber darauf hingewiesen werden, daß eine einzige Schleife keine ausreichende Spannung im Verhältnis zu ihrem elektrischen Widerstand erzeugt, um für einen entsprechenden Stromfluß zum Zünden der Vorrichtung mit einer ausreichenden Sicherheit zu sorgen. Aus diesem Grunde ist zumindest der Hauptabschnitt der Spule als gedruckte Schaltung ausgebildet, und der Kurzschlußabschnitt ist durch das elektrisch leitende explosive Material gebildet. Hierdurch wird der Widerstand der Spule herabgesetzt und es ist ein beträchtlich größerer Stromfluß möglich. Ein noch größerer Stromfluß kann induziert werden, wenn die Zündspule mehrere Windungen enthält, die v/ie gerade beschrieben - durch eine gedruckte Schaltung gebildet werden, d.h. durch eine leitende Bahn auf einer gedruckten Schaltung. Dies ist insbesondere dann wünschenswert, wenn das explosive Material einen hohen elektrischen Widerstand hat, da die Anzahl der Windungen und die Breite des Spaltes so ausgewählt werden können, daß die Zündung des Materiales in dem Spalt mit großer Sicherheit erfolgt.

409850/0273

Beispielsweise kann das explosive Material eine Mischung aus Schießpulver mit einem geringen Anteil von Graphit, beispielsweise 9 /'*, sein. Diese Mischung weist eine gute elektrische Leitfähigkeit auf, wenn sie gepreßt wird. Wenn jedoch ein Anteil pulvrigen Ferrits oder einer anderen Sisenfüllung vorgesehen ist, neigt das magnetische Feld dazu, das Material zu homogenisieren. Daraus folgt, daß bei Fehlen jeder Erregung, die Empfindlichkeit gering ist und der Widerstand hoch, wenn jedoch Energie angewandt wird, das Pulver einen geringeren V/id erstand erhält, wodurch ein ausreichender Strom zum Zünden des Materiales fließen kann. Der Zusatz von magnetischem Material zu dem explosiven Material ist dann besonders von Vorteil, wenn das Material die Gesamtheit einer einzigen Kurzschlußschleife bildet. Dieser Zusatz ist grundsätzlich nicht notwendig, wenn das explosive Material in Verbindung mit einer gedruckten Schaltung oder einem entsprechenden elektrischen Leiter verwendet wird.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden unter Hinweis auf die Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 einen Schnitt durch ein Ende einer Sprengvorrichtung nach der Erfindung, die in eine Haltevorrichtung eingebaut ist; und

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer Zündspule, die ein Teil der Vorrichtung nach Fig. 1 bildet.

In Fig. 1 sind nur die wesentlichen Teile der Sprengvorrichtung dargestellt, d.h. die Teile im Bereich des Zündendes,

409850/0273

-Dieses Ende ist mit einer rohrförmigen Haltevorrichtung 1 versehen, die eine Spule 2 enthält, die um einen Kern 3 mit E-förmigem Querschnitt gewickelt ist. Im Betrieb ist die Spule 2 mit einem Kreis zur Schwingungserregung verbunden. Diese Art der Schwingungserregung ist in der eingangs genannten britischen Patentschrift näher beschrieben und bildet die Primärwindung eines Iransformators. Das innere Ende der Sprengvorrichtung ist mit 5 bezeichnet und mit einem Zündkopf 6 versehen, der auf das Ende aufgeschraubt ist. Dieser Zündkopf 6 ist mit einem Kern 7 ausgerüstet, der dem Kern 3 ähnlich ist aber mit einer ringförmigen Vertiefung ausgerüstet ist, durch die der Querschnitt örtlich vermindert wird. Hierdurch wird der maximale Magnetfluß in diesem Bereich gesteuert. Ein Ringraum 10, der durch den E-förmigen Querschnitt des Kerns gebildet wird, enthält eine Spule 12, die mit der Spule 2 zusammenarbeitet, da die beiden Kerne und 7 zusammen einen geschlossenen magnetischen Kreis bilden. Auf diese V/eise bildet die Spule 2 die Primärwindung eines Transformators, wohingegen die Spule 12, bei der es sich um die Zündspule der Sprengvorrichtung handelt, die Sekundärwindung des Transformators bildet. Der Rest des Ringraumes ist mit einem elektrisch leitenden explosiven Material gefüllt, das in seiner Lage durch eine zerstörbare Dichtung gehalten wird, die das Material daran hindert, durch Kanäle herauszufallen. Diese Kanäle 15 führen zu einem durch eine Wand 16 gebildeten Raum mit einer Öffnung 18, die mit der Haupteinspeisung der Patrone (nicht gezeigt) in Verbindung steht.

Die Spule 12 ist im einzelnen in der perspektivischen Ansicht der Pig. 2 veranschaulicht. Die Windungen der Spule werden durch einen Leiter an einer gedruckten Schaltung gebildet, die so gefaltet ist, wie in Fig. 2 dargestellt. Die beiden Enden des Leiters führen bei 20 und 21 nach außen, um einen Spalt zwischen sich, freizulassen, der in dem Sinne schmal ist,

A09850/0273

daß der Abstand zwischen den beiden Streifen 20 und 21 klein ist, wobei aber die Querabmessung verhältnismäßig groß ist. Der elektrische Leiter selbst ist als Linie 22 veranschaulicht, die von dem Streifen 20 ausgeht, teilweise über die erste Schleife 25 der Spule 12 verläuft und dann durch eine Isolierung geht, die durch die Platte der gedruckten Schaltung gebildet wird, wie bei 26 dargestellt. Der Leiter bildet dann den Rest einer Windung an der gegenüberliegenden Seite der Schleife 25, woraufhin er zur nächsten Schleife verläuft und so weiter, wobei aufeinanderfolgende Windungen an gegenüberliegenden Seiten der folgenden Schleifen entstehen, bis der Streifen 21 an dem anderen Ende der Spule erreicht ist. Zur Vereinfachung ist der Rest des Leiters 22 nicht veranschaulicht.

Nachdem die gedruckte Schaltung als flaches Teil hergestellt wurde, wird sie so gefaltet, wie in Pig. 2 dargestellt und Isolierringe, von denen einer mit 30 in 3Fig. 2 bezeichnet ist, werden zwischen die aneinander angrenzenden Schleifen geschoben, um Kurzschlüsse zwischen den Schleifen zu verhindern. Die auf diese Weise zusammengesetzte Spule wird dann in dem Ringraum 10 befestigt und der Rest dieses Raumes wird mit dem elektrisch leitenden explosiven Material gefüllt. Ein kleiner Teil dieses Materials füllt den Spalt zwischen den Streifen 20 und 21, um so für den Kurzschluß der Spule 12 zu sorgen. Hieraus folgt, daß der Stromfluß in der Spule 2 einen entsprechenden Stromfluß in der Spule 12 induziert, der über den Spalt zwischen den Streifen 20 und 21 und dadurch über das explosive Material stattfindet, um die Patrone zu zünden. Die Dichtung 14- wird zuerst zerbrochen, das zweite explosive Material 17 als nächstes gezündet und schließlich erfolgt die Zündung der Hauptfüllung. Beispielsweise kann es sich bei dem explosiven Material auch um Bleistyphnat gemischt mit 3 $> Graphit handeln. Verschiedene an-

409850/0273

dere bekannte Zusammensetzungen sind möglich. Die Charakteristiken der Spule 12 sollten jedoch so ausgewählt sein, daß die verwendete Zusammensetzung für eine entsprechende Empfindlichkeit sorgt. Bei einer praktisch erprobten Ausführungsform wurde die vorstehend zuletzt erwähnte Mischung als explosives Material verwendet, wobei der Spalt zwischen den Streifen 20 und 21 ungefähr 0,13 mm breit ist und einen elektrischen Widerstand zwischen 10 und 50 ohm bildet. Mit einer derartigen Konstruktion wird eine Drahtzündung vermieden und der gesamte Aufbau stark vereinfacht.

4 09850/0273

Claims

Patentansprüche

Sprengvorrichtung mit einer Zündspule, die auf einem magnetischen Kern zur Bildung der Sekundärwindung eines Transformators angeordnet ist, dessen Primärspule in einer Haltevorrichtung "befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündspule (12) durch einen elektrischen Leiter kurzgeschlossen ist, der durch einen Körper eines elektrisch leitenden explosiven Materiales gebildet ist.
2. Sprengvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens der Hauptteil der Zündspule (12) durch eine gedruckte Schaltung gebildet ist und daß ein Kurzschlußabschnitt vorgesehen ist, der durch das elektrisch leitende explosive Material gebildet ist.
3. Sprengvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündspule (12) mehrere Windungen aufweist.
4. Sprengvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden (20,21) der gedruckten Schaltung dicht beieinander liegen, um einen schmalen Spalt zu bilden, der durch das elektrisch leitende explosive Material überbrückt wird.
5. Sprengvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der einen schmalen Spalt bildenden elektrischen Schaltung parallel zueinander verlaufen, um eine verhältnismäßig breite Abmessung für den Spalt zu ermöglichen.
6. Sprengvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische Kern, der die Zündspule (12) stützt, ein E-förmigen Querschnitt

409850/0273

aufweist, wobei die Zündspule in dem Innenraum angeordnet ist und der übrige Raum mit dem explosiven Material gefüllt ist und daß die Öffnung (15) des Raumes durch eine zerstörbare Dichtung (14) verschlossen ist.

Sprengvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Dichtung (14) verschlossene Öffnung (15) mit einem Raum verbunden ist, der mit einem zweiten explosiven Material (18) gefüllt ist, der wiederum mit der hauptexplosiven Füllung in Verbindung steht.

409850/0273

Leerseite