<Desc/Clms Page number 1>
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für Rückhaltesysteme in Kraftfahrzeugen, insbesondere für Sicherheitsgurtstraffer, mit einem Gehäuse, einer Treibladung und einem elektrisch auslösbaren Zünderköpfchen.
Sicherheitsgurtstraffer finden im Fahrzeugbau zunehmend Verbreitung. Ihr Sinn ist, im Falle einer Kollision den Sicherheitsgurt zu straffen, um jegliches Lose zu beseitigen.
Anderenfalls könnte die durch den Sicherheitsgurt gesicherte Person trotz des Sicherheitsgurtes relativ weit nach vorne fallen und mit dem Kopf z. B. am Lenkrad aufschlagen. Lediglich beispielsweise soll auf die EP-A1-505 823 verwiesen werden, wo ein Sicherheitsgurtstraffer beschrieben ist. Im wesentlichen wird durch den pyrotechnischen Gasgenerator ein Gas erzeugt, das einen in einem Zylinder verschiebbaren Kolben beaufschlagt ; an diesem Kolben ist z. B. ein Seil befestigt, das über eine Seilscheibe mit der Gurtspule des Gurtaufrollers gekuppelt ist und somit bei Bewegung des Kolbens den Gurt strafft.
Eine Antriebsvorrichtung der eingangs genannten Art ist aus der EP-Al-360 902 bekannt. Nachteilig bei derartigen Antriebsvorrichtung ist, dass es bei nicht angeschlossenem Stecker z. B. infolge von durch eingestrahlte elektromagnetische Felder entstehenden Spannungen bzw Strömen oder leitungsgebundenen HFWellen zu einer unbeabsichtigten Zündung der Treibladung kommen kann. Der Einbau derartiger Sicherheitsgurtstraffer birgt somit eine gewisse Gefahr in sich.
Als Abhilfe ist bereits vorgeschlagen worden, Stecker mit Kurzschlussbügel zu verwenden. Die durch den Kurzschlussbügel erreichte niederohmige Überbrückung des Zünderköpfchens, die beim Anschluss an den Steuerkreis automatisch weggedrückt und somit deaktiviert wird, bietet einen gewissen Schutz gegen unbeabsichtigte Auslösung durch z. B. Entladungen elektrostatischer Natur, aber keinerlei Schutz gegen ungewollte Zündung der Treibladung infolge von durch eingestrahlte elektromagnetische Felder entstehenden Spannungen bzw. Strömen oder leitungsgebundenen HF-Wellen.
Eine andere praktizierte Möglichkeit ist, das Zünderköpfchen als separat einschraubbaren Teil auszubilden. In diesem Fall
<Desc/Clms Page number 2>
kann der Sicherheitsgurtstraffer zunächst ohne das Zünderköpfchen und damit völlig gefahrlos eingebaut werden. Erst danach wird das Zünderköpfchen eingeschraubt. Dies bringt natürlich höhere Montagekosten mit sich.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, diese Nachteile zu beseitigen und eine Antriebsvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die weitestgehend vor Fehlzündungen infolge von durch eingestrahlte elektromagnetische Felder entstehenden Spannungen bzw. Strömen oder leitungsgebundenen HFWellen geschützt ist.
Diese Aufgabe wird gemäss der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst, dass im Zünderköpfchen integriert, direkt der Zündladung vorgelagert, elektronische Bauteile, insbesondere eine in einem Zuleitungsdraht eingeschaltete Induktivität, zum Schutz vor durch eingestrahlte elektromagnetische Felder entstehenden Spannungen bzw. Strömen oder leitungsgebundenen HFWellen vorgesehen sind.
Durch die erfindungsgemäss im Zünderköpfchen vorgesehenen elektronischen Bauteile, im speziellen Fall Induktivitäten, wird erreicht, dass durch eingestrahlte elektromagnetische Felder entstehende Spannungen bzw. Ströme oder leitungsgebundene HF-Wellen soweit abgeschwächt werden, dass sie keine Fehlzündung mehr auslösen können. Die erfindungsgemässe Antriebsvorrichtung kann daher mit beliebig langen Anschlussleitungen ausgerüstet, gefahrlos gelagert, transportiert und eingebaut werden. Auch im eingebauten Zustand bzw. während des Betriebes wird erreicht, dass durch Integrieren der elektronischen Bauteile, im speziellen Fall der Induktivitäten, in das Zünderköpfchen die gesamte Leitungslänge von der Steuerungselektronik bis zur Zündladung abgedeckt wird.
Wenn die Zündladung, vorzugsweise das gesamte Zünderköpfchen, eine elektrisch leitende Oberfläche, z. B. aus Aluminiumlack, aufweist, wird erreicht, dass die Zündladung bzw-das Zünderköpfchen einen Faraday'schen Käfig bildet, und somit können auch eingestrahlte elektromagnetische Felder, die direkt auf die Zündladung bzw. das Zünderköpfchen einfallen, keine Fehlzündungen auslösen. Diese Massnahme ist aber unter Umständen entbehrlich, z. B. wenn bereits das Gehäuse der Antriebsvor-
<Desc/Clms Page number 3>
richtung einen Faraday'schen Käfig bildet. In diesem Fall muss aber natürlich während der Herstellung darauf geachtet werden, dass bis zu dem Zeitpunkt, wo das Zünderköpfchen in die Antriebsvorrichtung eingesetzt wird, keine starken elektromagnetischen Felder auftreten.
Da bei der erfindungsgemässen Antriebsvorrichtung Fehlzündungen praktisch ausgeschlossen sind, ist es möglich, dass das Zünderköpfchen ein integraler Bestandteil der Antriebsvorrichtung ist und dass die Treibladung direkt in die Antriebsvorrichtung gefüllt ist. Auf diese Weise können die Herstellungskosten stark gesenkt werden.
EMI3.1
EMI3.2
und dem Zünderköpfchen wurde dann in die Antriebsvorrichtung eingebaut, was natürlich entsprechend aufwendiger ist.
Es ist zweckmässig, wenn in der Treibladung zumindest ein Element aus Wachs oder aus einem Kunststoff, dessen Schmelzpunkt unter der Selbstentzündungstemperatur der Treibladung liegt, eingesetzt ist. Ein Problem bei pyrotechnischen Antriebsvorrichtungen liegt nämlich darin, dass bei einer aussergewöhnlichen Erhitzung, insbesondere bei einem Brand des Kraftfahrzeuges, die Treibladung zündet, wenn die Selbstentzündungstemperatur der Treibladung überschritten wird. Die dabei freigesetzte Energie ist viel grösser als bei normalen Betriebstemperaturen, sodass es in diesem Fall leicht zu einem Bersten der Antriebsvorrichtung und damit unter Umständen zu Verletzungen kommen kann. Diese Problematik ist in der oben erwähnten EP-A1-360 902 bereits dargelegt.
In dieser Druckschrift wird zur Lösung dieser Problematik vorgeschlagen, dass die Arbeitskammer einen Entlastungsweg aufweist, der durch ein Verschlusselement aus einem Material verschlossen ist, das ab einer bestimmten Temperatur schmilzt und somit den Entlastungsweg freigibt. Dies hat jedoch den Nachteil, dass bestehende Antriebsvorrichtungen geändert werden müssen. Im Gegensatz dazu muss gemäss der Lösung der vorliegenden Erfindung nur die Befüllung geändert werden. Das Wachs bzw. der Kunststoff schmilzt bei irgendeiner bestimmten Temperatur, die unter der Selbstentzündungstemperatur der Treibladung liegt, und phlegmatisiert die Treibladung bzw. inaktiviert sie zum Teil, damit geht von der Antriebsvorrichtung selbst im Falle eines Fahrzeugbrandes
<Desc/Clms Page number 4>
keine Gefahr mehr aus.
Die zuletzt genannte Massnahme (Ring aus Wachs oder Kunststoff) kann natürlich auch unabhängig von den vorher erwähnten elektronsichen Bauteilen vorteilhaft eingesetzt werden.
Die bisher beschriebenen Massnahmen gewährleisten, dass keine Fehlzündungen auftreten, wenn zwischen den Zuleitungsdrähten Spannungen auftreten. Um aber auch zu gewährleisten, dass keine Fehlzündungen auftreten, wenn Spannungen zwischen dem Gehäuse der Antriebsvorrichtung einerseits und den Zulei- 'tungsdrähten anderseits auftreten, ist es zweckmässig, dass zwischen dem Gehäuse der Antriebsvorrichtung und der Treibladung eine Distanzhülse aus elektrisch isolierendem Material vorgesehen ist. Durch die Distanzhülse wird ein Funkenüberschlag zwischen den Zuleitungsdrähten und dem Gehäuse im Bereich der Treibladung und der Zündladung verhindert. Alternativ dazu kann man vorsehen, dass zwischen zumindest einem der Zuleitungsdrähte und dem Gehäuse der Antriebsvorrichtung eine Funkenstrecke vorgesehen ist.
Eine derartige Funken-
EMI4.1
die in einem definierten Abstand vor dem Gehäuse endet. Wenn nun zwischen dem Gehäuse und dem Zuleitungsdraht eine entsprechend hohe Spannung auftritt, so kommt es in der Funken-
EMI4.2
hindert wird, sodass es zu keinen Fehlzündungen kommen kann.
An Hand der beiliegenden Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt die erfindungsgemässe Antriebsvorrichtung im Querschnitt.
Die Antriebsvorrichtung weist ein Gehäuse 1 mit einer oben offenen Öffnung auf. In diese Öffnung sind von unten nach oben ein Berstboden 2, ca. 1, 5 g pulverförmige Treibladung 3 (Nitrocellulose), ein elektrisches Zünderköpfchen 4 und eine Kappe 5 aus Stahl eingesetzt. Die Kappe 5 und der Berstboden 2 sind mit Dichtlack gegen das Gehäuse 1 abgedichtet. Zum Zünderköpfchen 4 führen zwei Zuleitungsdrähte 6 und 7. Legt man an diese eine genau definierte Spannung an, wird die Zündladung 8 gezündet, woraufhin auch die Treibladung 3 detoniert. Dadurch
<Desc/Clms Page number 5>
bricht der Berstboden 2, und die entstehenden Gase können in die Arbeitskammer 9 eindringen-Die Arbeitskammer 9 steht mit einem Zylinder 10 in Verbindung, in welchem ein Kolben (nicht dargestellt) verschiebbar gelagert ist.
An diesem Kolben ist ein Seil befestigt, das durch eine Öffnung 11 aus der Antriebsvorrichtung herausgeführt ist. Beim Zünden der Antriebsvorrichtung wird der Kolben in der Figur nach rechts verschoben und zieht somit das Seil ins Innere der Antriebsvorrichtung.
Um nun diese Antriebsvorrichtung vor Fehlzündungen infolge von durch eingestrahlte elektromagnetische Felder entstehenden Spannungen bzw. Strömen oder leitungsgebundenen HF-Wellen zu schützen, ist am Ende des Zuleitungsdrahtes 7 eine Induktivität 13 vorgesehen ; durch diese werden die in den Zuleitungsdrähten 6 und 7 durch eingestrahlte elektromagnetische Felder entstehenden Spannungen bzw. Ströme sowie leitungsgebundene HFWellen abgeschwächt. Soweit die Oberfläche des Zünderköpfchens 4 nicht ohnehin elektrisch leitend ist, zu. B. im Bereich der Zündladung 8, ist sie mit Aluminiumlack überzogen, um elektrische Leitfähigkeit zu gewährleisten. Dadurch wird das Zünderköpfchen 4 zu einem Faraday'schen Käfig, und es können infolge von durch eingestrahlte elektromagnetische Felder entstehenden Spannungen bzw.
Strömen oder leitungsgebundenen HFWellen keine Spannungen im Inneren des Zünderköpfchens 4 induziert werden.
Da die Antriebsvorrichtung durch diese Massnahmen gegen Fehlzündungen praktisch vollkommen sicher ist, kann die Treibladung 3 bereits bei der Herstellung direkt in das Gehäuse 1 gefüllt werden und auch das Zünderklöpfchen 4 als integraler Bestandteil eingebaut werden. Die fertige Antriebsvorrichtung kann gefahrlos im Fahrzeug montiert werden.
Um auch eventuelle Schäden im Falle eines Fahrzeugbrandes zu vermeiden, ist in der Treibladung 3 ein Ring 12 aus Wachs oder aus Kunststoff vorgesehen. Das Material ist so gewählt, dass sein Schmelzpunkt unterhalb der Selbstentzündungstemperatur der Treibladung 3 liegt, dh unter 170 C im Fall von Nitrocellulose. Im Fall eines Fahrzeugbrandes steigt die Temperatur der Treibladung 3 und des Ringes 12 langsam an ; noch bevor die Selbstentzündungstemperatur der Treibladung 3 er-
<Desc/Clms Page number 6>
reicht wird, schmilzt der Ring 12 und bewirkt eine teilweise Inaktivierung der Treibladung 3. Wird dann die Selbstentzündungstemperatur der Treibladung 3 erreicht, so ist die Wirkung der Detonation relativ gering und eine Beschädigung des Gehäuses 1 äusserst unwahrscheinlich.
Um die Antriebsvorrichtung auch vor Fehlzündungen zu schützen, die infolge von Funkenüberschlägen im Bereich des Treibladungspulvers 3 beziehungsweise der Zündladung 8 auftreten könnten, wenn zwischen den Zuleitungsdrähten 6 und 7 einerseits und dem Gehäuse 1 anderseits infolge statischer Aufladung hohe Spannungen auftreten, ist eine Distanzhülse 14 aus elektrisch isolierendem Material vorgesehen. Die Distanzhülse 14 befindet sich zwischen dem Gehäuse 1 und der Treibladung 3. Durch die isolierende Wirkung der Distanzhülse 14 wird ein Funkenüberschlag bei allen Spannungen, die durch elektrostatische Aufladung in der Praxis entstehen können, verhindert. Alternativ (unter Umständen auch zusätzlich) kann der Zuleitungsdraht 6 an eine Stabelektrode 15 angeschlossen sein.
Die Stabelektrode 15 endet in einem gewissen Abstand vor dem Gehäuse 1 bzw. der mit dem Gehäuse 1 elektrisch leitend verbundenen Kappe 5. Dadurch wird zwischen der Kappe 5 und der Stabelektrode 15 eine Funkenstrecke gebildet, innerhalb der der Funkenüberschlag stattfindet, wenn infolge von statischen Aufladungen Spannungen zwischen dem Gehäuse 1 und den Zuleitungsdrähten 6,7 auftreten. Da die statische Aufladung auf diese Weise abgeleitet wird, besteht keine Gefahr eines Funkenüberschlages im Bereich der Treibladung 3 bzw. der Zündladung 8. -
Die erfindungsgemässe Antriebsvorrichtung ist allgemein für Rückhaltesysteme in Kraftfahrzeugen geeignet, also nicht nur für Sicherheitsgurtstraffer, sondernz. B. auch für Airbags.