Kleinwaffenmunition wird typischerweise mithilfe einer Zündladung aktiviert, der die Hauptladung in der Kartusche zündet. Üblicherweise werden diese Zündladungen durch das Auftreffen eines Schlagbolzens gezündet. Mit der wachsenden Verwendung von elektronischen Feuersystemen wurde die Entwicklung auf Zündmischungen gerichtet, die zur Verwendung in Kleinwaffen geeignet sind und die die gewünschte Kombination von verlässlicher Zündung und Unempfindlichkeit gegenüber verirrten elektrischen Ladungen aufweisen. Typischerweise wurden elektrisch zündbare Zündladungen mittels explodierender Brückendrähte oder Heizdrähte in Verbindung mit einer halbleitenden Mischung, Pyrotechnischer Mischung oder leitender Mischung. Derartige elektrisch zündbare Zündladungen wurden bereits benutzt in militärischen Anwendungen wie Hochgeschwindigkeitsschießen mit Großkaliberartillerie, Sprengoperationen in Bergbauarbeitsgängen, zum Zünden und Aufblasen von Automobil-Airbags, seismische Kanonen, Darristolen und pyrotechnischen Anzeigen. Es existiert jedoch ein kontinuierliches Bedürfnis nach einem einfachen und verlässlichen Zündsystem, dass für Kleinfeuerwaffen wie Gewehre, Pistolen und Schrotflinten geeignet ist.

Die vorliegende Erfindung stellt eine elektrisch zündbare Zündladung zur Verfügung, die zur Verwendung in Kleinwaffenmunition geeignet ist und die eine wünschenswerte Kombination aus Sicherheit und verlässlicher Zündung bietet.

Insbesondere stellt die vorliegenden Erfindung eine elektrisch zündbare Kleinwaffen -Zündladungsmischung 30 bis 40% Bleistyphnat, 4 bis 12% Antimonsulfid, 40 bis 55% Bariumnitrat, 4 bis 8% Aluminium, 0,5 bis 2% Ruß und bis zu 1% Binder umfasst, wobei die Mischung im wesentlichen frei von Tetrazen ist.

Die vorliegende Erfindung gründet sich auf dem Befund, dass Mischungen der genannten Komponenten, in den angegebenen Mengen, unempfindlich gegenüber Niederspannungszündungen sind, jedoch bei höheren Spannungen eine verlässliche Zündung des Bleistyphnats gewährleistet, das die Hauptexplosionskomponente der Mischung darstellt.

Bleistyphnat sollte mit wenigstens 30 Gew.-% bezogen auf die Formulierung vorhanden sein. Im allgemeinen gewinnt man beim Einbringen von mehr als 40% Bleistyphnat nur wenig Nutzen.

Antimonsulfid wird in der vorliegenden Formulierung als Treibstoff verwendet. Es wird zum Zuschneiden der gewünschten Stoß- oder Detonationsgeschwindigkeit, des Detonationsdruckes und der Ausstoßtemperatur verwendet. Im Allgemeinen sollten wenigstens 4% dieser Komponente vorhanden sein, wohingegen mehr als 12% nur geringen Nutzen zur vorliegenden Formulierung zufügen.

Mit der vorliegenden Zündladungsmischung kann das in Zündladungsmischungen normalerweise verwendete Tetrazen beträchtlich eliminiert werden. Diese Komponente ist auch als Tetracen, Tetrazolyl, Guanyltetrazenhydrat oder Tetrazen-1-Carboxamidin-4-(1-H-Tetrazol-5-yl)monohydrat.

Bariumnitrat ist in der vorliegenden Formulierung in Konzentrationen von 40 bis 55% vertreten. Die Funktion des Bariumnitrats ist die eines Oxidationsmittels. Die Zündladungsmischung wird im allgemeinen bei Konzentrationen von weniger als 40 Gew.-% nicht vernünftig zünden, während Bariumnitrat Konzentrationen von mehr als 55 Gew.-% keine befriedigende Explosionsausbreitung zeigen.

Die vorliegende Erfindung gründet sich auf dem Befund, dass Aluminium einen sekundären elektrischen Pfad wirkungsvoll zur Verfügung stellen kann, der bei der Verhinderung von Niederspannungszündungen hilft. Aluminium sollte in Mengen von 4 bis 8% anwesend sein. Aluminium liegt typischerweise in Feinpartikelform mit Partikelgrößen von 5 bis 40 &mgr;m vor. Diese Partikelgröße passiert ein 325 mesh Sieb.

Die vorliegenden Formulierungen enthalten 0,5 bis 2% Ruß. Zusammen mit Aluminium hilft die Gegenwart von Ruß bei der Zurverfügungstellung von sekundären elektrischen Pfaden zur Verhinderung oder Minimierung von Niederspannungszündungen. Ein breites Spektrum von Rußen kann in der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden. Ruße sind kristallographisch mit Halbleitern verwandt. Sie werden üblicherweise über ihre Herstellungsmethode beschrieben und charakterisiert. Beispielsweise ist Lampenruß der Ruß, der in dem Glaskolben einer Lampe gebildet wird, während Azetylenruß durch sauerstoffarme Reduktion von Acetylen gebildet wird. Jede Herstellungsmethode ergibt etwas andere kristalline Strukturen des Rußes. Unterschiedliche Strukturen sind für unterschiedliche Anwendungen nützlich. Ein als Pigment verwendeter Ruß sollte gute Lichtreflektionseigenschaften haben, während ein Ruß als Absorptionsmatrix viele kleine Poren haben sollte. Ein elektrisch leitender Ruß erfordert ebenfalls spezielle Eigenschaften, wie Partikelgröße und Anteil an flüchtigen Stoffen. Ein höherer Grad an elektrischer Leitfähigkeit wird mit einer größeren Oberfläche, größerer Struktur und niedrigerem Anteil an flüchtigen Stoffen erreicht. Eine größere Oberfläche wird durch die Bildung eines Partikels mit vielen Poren erreicht, und eine größere Struktur bedeutet, dass die Kohlenstoffpartikel zu einem signifikanten Maße aggregiert sind. Ein niedriger Anteil an flüchtigen Substanzen bedeutet weniger an der Oberfläche der Partikel chemisorbierter Sauerstoffkomplexe. Dieser chemisorbierte Sauerstoff kann als Isolator wirken, der den Ruß weniger Leitfähig macht. Ein Anteil an flüchtigen Substanzen von weniger als 5%, insbesondere weniger als 2% wird bevorzugt.

Der Grad, zu dem der Ruß elektrisch Leitfähig ist, hängt ebenfalls vom, durch die Kohlenstoffatom- Aggregate in der Matrix, gebildeten Netzwerk ab. Der Elektronenfluß wird durch Aggregatkontakt und kleinen Trenndistanzen zwischen den Aggregaten erleichtert. Je mehr Kontakt zwischen den Aggregaten, je dichter die Aggregate angeordnet sind, desto besser ist der Elektronenfluß. In der vorliegenden Erfindung wird Hochofenruß bevorzugt. Den in militärischen elektrischen Großkaliber- Zündern verwendeten Azetylenruße fehlen die für die Kleinfeuerwaffen benötigten elektrischen Eigenschaften. Pigmentrußen fehlt typischerweise die für Kleinwaffenzünder benötigte Leitfähigkeit. Die Partikelgröße des Rußes ist vorzugsweise 10 bis 30 nm. Die Oberfläche eines Rußes wird üblicherweise als Stickstoffoberfläche gemäß ASTM-D-3037 gemessen. Stickstoffoberflächen von mehr als 1000 m²/g wurden als zufriedenstellend gefunden. Ein besonders bevorzugter Ruß ist einer mit einer Stickstoffoberfläche von ungefähr 1475 m²/g.

Die Zündladungszusammensetzung der vorliegenden Erfindung kann darüber hinaus bis zu 1% Binder zur Staub -Minimierung enthalten. Üblicherweise werden 0,5 Gew.-% verwendet. Verwendbare Binder können aus einer Vielzahl von Kautschuken ausgewählt werden, wie Gummi Arabicum, und insbesondere Gummi Arabicum (acacia), wie auch Polyvinylalkohole mit Guargummi. Es wurde jedoch gefunden, dass Gummi Arabicum besonders zufriedenstellend war. Der speziell verwendete Binder wird nach maximaler Kompatibilität mit der vorbereiteten explosiven Formulierung ausgesucht.

Die genannten Komponenten können mithilfe von Standardmixern mit geringer Scherung Mixern unter Anwendung herkömmlicher Vermischtechniken für Explosivstoffe kombiniert werden. Bei diesen Techniken werden die explosiven Bestandteile im allgemeinen zuerst vermischt, gefolgt von den Treibstoffen und abschließend den Oxidationskomponenten.

Die Zündladungsmischung der vorliegenden Erfindung zündet im allgemeinen bei einer Gleichspannung von 100 V oder weniger. Die Mischungen zeigen im Vergleich zu normalen Zündladungsmischungen eine verringerte Stoßempfindlichkeit, vor allem aufgrund der Verminderung oder Eliminierung von Tetrazen aus der Mischung. Die vorliegende Erfindung wird durch die folgenden spezifischen Beispiele näher erläutert, bei denen Anteile und Prozentsätze in Gew.-% angegeben sind, solange nichts anderes angegeben ist.

Zündladungsmischungen wurden aus den in Tabelle 1 angegebenen Komponenten und Mengen gebildet. Diese Formulierungen werden unter Verwendung einer Computerdatenbank evaluiert, um die Charakteristika für die optimale Zündung der Treibstoffe zu bestimmen, annähernd eine Standard -Stoß-Zündladungsmischung. Die Ergebnisse werden in der Tabelle zusammen mit parallelen Berechnungen für das Vergleichsbeispiel A zusammengefasst, welches ein momentan zur kommerziellen Herstellung von Stoß- Zündladungen verwendeter Bleistyphnat-Zündlandungsmischung ist.

Die Zündladungsmischung von Beispiel 4 wurde in zwei Zündladungs-Metallkartuschen ballistisch getestet. In der in Beispiel 4A verwendeten Ausgestaltung verlief der Leitungsweg von einem leitfähigen Zentralstab durch die Mischung in die Seitenwand des Zündhütchens, welches am Boden befestigt war. In einer zweiten, in Beispiel 4B verwendeten Ausgestaltung verlief der Leitungsweg vom Zündhütchen durch die Mischung in einen ringförmigen Stab, der am Boden befestigt war. Die ballistischen Ergebnisse des Zündens dieser Mischung sind die folgenden: