DE10036455C2 - Zündeinrichtung mit einer Sollburchstelle für einen Treibsatz des Gasgenerators einer Insassenschutzvorrichtung in Kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Zündeinrichtung für einen Treibsatz des Gasgenerators einer Insassenschutzvorrichtung in einem Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentan­ spruches 1. Als Insassenschutzvorrichtungen dienen z. B. Auf­ prallschutzkissen, so genannte Airbags, die bei einem Unfall den Insassen auffangen, oder Gurtstrammer, die bei einem Un­ fall die Sicherheitsgurte stramm ziehen.

Eine derartige Zündeinrichtung ist z. B. aus der DE-C1-197 33 353 bekannt. Diese Zündeinrichtung weist ein Gehäuse mit ei­ ner Zündkammer auf, in der ein Zündstoff aufgenommen ist, der bei einem Unfall elektrisch gezündet wird. Das Gehäuse weist eine die Zündkammer abdeckende Kappe mit einer Seitenwand und einem Boden auf. In dem Boden ist eine Sollbruchstelle vorge­ sehen, die durch Materialverringerung erzeugte lineare Ab­ schnitte aufweist. Als Sollbruchstelle wird in den Boden der Kappe ein Kreuz oder ein Stern eingestanzt, wobei die Kreuz- bzw. Sternarme jeweils vom Mittelpunkt des Bodens bis zum Rand reichen.

Wenn bei einem Unfall der Zündstoff gezündet wird, wird die Sollbruchstelle durch die sich entwickelnden Treibgase aufge­ rissen und der Boden in vier oder mehr Lappen aufgebogen.

Aus der DE-A1-44 29 178 ist eine elektrische Zündeinrichtung für einen Gasgenerator bekannt, die ein Gehäuse mit einer den Zündstoff aufnehmenden Zündkammer aufweist. Die Zündkammer wird durch eine Kappe, die Teil des Gehäuses ist, abgedeckt. Diese Kappe weist stirnseitig Einkerbungen auf, die als Sollbruchstellen fungieren.

Eine ähnlich aufgebaute Zündeinrichtung gemäß der DE-A1- 40 26 655 weist in der die Zündkammer abdeckenden Kappe stirnseitig Sollbruchstellen in Form von konzentrischen Kreisen auf.

Bei einer Zündeinrichtung für einen Gasgenerator gemäß der DE- A1-40 01 864 weist die die Zündkammer abdeckende Kappe an ihren Seitenwänden geschwächte Bereiche auf, die als Sollbruchstellen fungieren.

Erwähnt sei noch die Zündeinrichtung gemäß der US-A-5821446, bei der die die Zündkammer abdeckende Kappe mehrere linienförmige geschwächte Bereiche aufweist, die Sollbruchstellen definieren.

Die Kraftfahrzeugindustrie fordert für den Gasgenerator der Insassenschutzvorrichtung eine möglichst kurze Bauweise, ins­ besondere dann, wenn, wie bei dem Einbau des Gasgenerators mit dem Luftkissen in das Lenkrad, nur geringer Raum zur Ver­ fügung steht. Die Maße des Gasgenerators im Einbaubereich der Zündeinrichtung sind festgelegt und wurden im Laufe der Zeit immer kleiner. Die Freiräume zwischen den einzelnen Bauteilen sind hierbei teilweise so gering, dass mit ihnen die Maße der aufgebogenen Lappen des Bodens bei dem Aufbrechen der Soll­ bruchstelle kaum noch zu vereinbaren sind: Die Lappen können dann nur teilweise aufgebogen werden, sodass Schwierigkeiten mit einer einwandfreien Zündung des Treibsatzes auftreten können.

Desweiteren liegt bei Gasgeneratoren, die im Lenkrad eines Kraftfahrzeuges eingebaut sind, der Treibsatz für das Auf­ prallschutzkissen ringförmig um die Zündeinrichtung herum, sodass die von dem Zündstoff in der Zündeinrichtung entwic­ kelten Treibgase, die in Achsrichtung des Gasgenerators abge­ geben werden, zur Zündung des Treibsatzes für das Aufprall­ schutzkissen umgeleitet werden müssen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zündeinrich­ tung der in Rede stehenden Art konstruktiv so auszugestalten, dass eine kurze Bauweise des Gasgenerators möglich ist und auch eine Zündung von seitlich gelegenen Treibsätzen zuver­ lässig erfolgt.

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Demgemäß verläuft die Sollbruchstelle in einem Zug etwa in Form eines "S" oder einer Doppelsichel zwischen gegenüberliegenden Rändern des Bodens. Die Abschnitte der Sollbruchstelle an den Rändern des Bodens verlaufen vorzugsweise etwa paral­ lel zu dem jeweiligen Rand über einen erheblichen Teil des Umfanges, der vorzugsweise zwischen einem Viertel und einem Achtel des Umfanges liegt. Der Abschnitt der Sollbruchstelle zwischen den Rändern des Bodens verläuft vorzugsweise durch den Mittelpunkt des Bodens.

Wenn die Sollbruchstelle mit dem gemäß der Erfindung defi­ nierten Verlauf aufbricht, werden die zu beiden Seiten der Sollbruchstelle punktsymmetrisch zum Mittelpunkt gelegenen Bereiche des Bodens schräg nach oben aufgebogen. Das dabei entstehende Gebilde erinnert entfernt an einen Ventilatorflü­ gel.

Dies hat mehrere Vorteile:
Die zwei Bereiche des Bodens zu beiden Seiten des Abschnittes der Sollbruchstelle zwischen den gegenüber liegenden Rändern müssen nicht mehr so weit aufgebogen werden, wie dieses bei den oben erwähnten bekannten Sollbruchstelle der Fall ist, um die Treibgase frei ausströmen zulassen; im Gegensatz zu den bekannten Lösungen wird nämlich bereits bei geringer Abbie­ gung der beiden Bereiche eine große Ausströmöffnung frei, die größer ist als mit den bekannten Sollbruchstellen bei glei­ cher Abbiegung. Damit kann die Bauhöhe der Zündeinrichtung verkleinert werden, sodass die oben erwähnten Probleme hin­ sichtlich der Einbaudimensionen gelöst werden können.

Desweiteren werden durch die schräge Anstellung der beiden durch die Sollbruchstelle geteilten Bereiche des Bodens die von dem Zündstoff entwickelten Treibgase auch radial seitlich etwa in Form eines Fächerstrahles umgelenkt, sodass ein dort gelegener Treibsatz zuverlässig gezündet wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung folgt der Abschnitt der Sollbruchstelle zwischen den Rändern des Bodens im wesentlichen einer Geraden. Zwischen diesem Ab­ schnitt und den etwa parallel zum Rand des Bodens verlaufen­ den Abschnitten der Sollbruchstelle ist vorzugsweise eine re­ lativ scharfe Ecke vorgesehen. Eine solche Konstruktion er­ laubt eine Herstellung mit einfachen Werkzeugen und ein re­ produzierbares Aufreißen der Sollbruchstelle.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteran­ sprüchen hervor.

Die Erfindung ist in Ausführungsbeispielen anhand der Zeich­ nung näher erläutert. In dieser stellen dar:

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Ansicht einer Zündein­ richtung gemäß der Erfindung mit einer eine Zündkam­ mer abdeckenden Kappe, in der eine Sollbruchstelle vorgesehen ist;

Fig. 2 eine Aufsicht auf die Kappe mit dem Verlauf der Soll­ bruchstelle;

Fig. 3 eine Seitenansicht auf die Kappe bei aufgerissener Sollbruchstelle; und

Fig. 4 und 5 weitere Aufsichten auf eine Kappe mit unter­ schiedlichen Verläufen der Sollbruchstelle.

In Fig. 1 ist eine Zündeinrichtung 1 mit einem Gehäuse 2 dar­ gestellt, in dem in einer Hülse 3 eine Zündkammer 4 vorgese­ hen ist, in der ein Zündstoff 5 aufgenommen ist. In den Zünd­ stoff ragen Köpfe 6 zweier Kontaktstifte 7, zwischen denen ein an den Köpfen 6 verschweißter Widerstandsdraht 8 gelegen ist. Die Kontaktstifte 7 sind in einem Passring 9 gehalten, dessen Inneres mit geschmolzenem Glas 10 ausgegossen wurde, das danach erstarrt. Zwischen dem Glasring 10 und der Zünd­ kammer 4 ist noch eine Isolationsschicht 11 vorgesehen.

Ein Teil des Gehäuses 2 ist eine Kappe 12, die den Passring 9 umfasst und die Zündkammer 4 mit der Hülse 3 abdeckt. Die Kappe 12 weist eine zylindrische Seitenwand 13 und einen (in der Zeichnung oben gelegenen) Boden 14 auf.

Die beschriebene Konstruktion ist lediglich beispielhaft; es sind selbstverständlich auch andere Konstruktionen derartiger Zündeinrichtungen denkbar, sofern nur die Zündkammer abge­ deckt ist; vgl. etwa die DE-A1-44 29 175.

Der Boden 14 der Kappe 12 ist mit einer Sollbruchstelle 15 versehen, die durch eine Stanzung erzeugt wird. Der Verlauf der Sollbruchstelle 15 in dem Boden 14 der Kappe geht aus Fig. 2 hervor. Der Verlauf hat S-Form bzw. vom Mittelpunkt zum Rand gesehen jeweils die Form einer Sichel, die mit den "Handgriffen" fluchtend aneinander stoßen. Die Form kann auch als Doppelsichel bezeichnet werden.

Die Sollbruchstelle weist einen ersten Abschnitt 15a auf, der zwischen gegenüberliegenden Punkten am Rand des Bodens 14 durch den Mittelpunkt M in einem Zug verläuft. Jeweils an den beiden Endpunkten dieses Abschnittes 15a schließt sich ein zweiter bzw. dritter Abschnitt 15b bzw. 15c an, die im glei­ chen Drehsinn und etwa parallel zu dem Rand des Bodens 14 verlaufen. Die Verbindungsstellen zwischen dem ersten Ab­ schnitt 15a und den beiden anderen Abschnitten 15b bzw. 15c sind relativ scharfe Ecken 16.

Die Abschnitte 15b und 15c werden durch einen vom Kreismit­ telpunkt M ausgehenden Sektor mit dem Sektorwinkel α be­ grenzt, der in diesem Falle 90° beträgt. Natürlich sind auch andere Sektorwinkel möglich, die kleiner oder größer sein können; dies hängt von der gewünschten Funktion dieser Soll­ bruchstelle 15 ab.

Durch die geschilderte Aufteilung wird der Boden 14 quasi in zwei Bereiche 14a und 14b aufgeteilt, die zu beiden Seiten des Abschnittes 15a der Sollbruchstelle liegen. Wird der Zündstoff 5 durch Schmelzen des Widerstandsdrahtes 8 gezün­ det, reißen die dabei erzeugten Treibgase die Sollbruchstelle 15 auf und biegen die beiden Bereiche 14a und 14b des Bodens 14 nach oben, wie dieses schematisch in Fig. 3 gezeigt ist. Die Fig. 3 stellt hierbei eine Ansicht auf die Kappe 12 in Richtung des Pfeiles P in Fig. 2 dar.

Die Teile 14a und 14b sind einem Ventilatorflügel ähnlich; ihre Schrägstellung durch die entwickelten Treibgase hängt natürlich von der Menge des in der Zündkammer 4 vorgesehenen Zündstoffes 5 ab. Man sieht, dass die Treibgase an den Berei­ chen 14a und 14b quasi umgelenkt werden und auch seitlich von der Kappe 12 fächerartig weg strömen, wie dieses durch die Pfeile T in Fig. 3 angedeutet ist.

In Fig. 4 ist schematisch ein anderer Verlauf einer Soll­ bruchstelle 15 auf dem Boden 14 dargestellt; dieser Verlauf ähnelt wesentlich mehr einem geschriebenen "S" und weist ei­ nen ersten leicht geschwungenen Abschnitt 15a, der durch den Mittelpunkt M des Bodens 14 läuft, und zwei Abschnitte 15b und 15c auf, die sich an diesen Abschnitt 15a anschließen, wobei hier ein fließender Übergang vorgesehen ist.

In Fig. 5 ist die Aufsicht auf den Boden 14 einer etwa qua­ dratischen Kappe mit zwei unterschiedlichen Verläufen einer Sollbruchstelle 15 bzw. 15' dargestellt.

Der Verlauf der Sollbruchstelle 15 ist durchgezogen gezeigt, derjenige der Sollbruchstelle 15' gestrichelt. Der erste Be­ reich 15a der Sollbruchstelle 15 verläuft durch den Mittel­ punkt M parallel zu zwei gegenüber liegenden Seitenwänden der Kappe 12; an dessen Endpunkte schließen sich jeweils winkel­ förmige Bereiche 15b bzw. 15c auf, die parallel zu dem Rand des Bodens 14 verlaufen. Die abgewinkelten Bereiche enden je­ weils auf Höhe des Mittelpunktes M, sodass jeder Bereich etwa ein Viertel der Länge des Randes des Bodens 14 überspannt.

Der erste Bereich 15'a der zweiten Sollbruchstelle 15' ver­ läuft längs einer Diagonale des quadratischen Bodens 14 durch den Mittelpunkt M; an die beiden Endpunkte schließen sich die Abschnitte 15'b und 15'c an, die jeweils ein Achtel des Ran­ des des Bodens 14 überspannen und in der Fig. 5 auf Höhe des Mittelpunktes M enden.

Auch wenn in einigen Beispielen der erste Abschnitt der Soll­ bruchstelle als Gerade gezeigt und beschrieben wurde, so ist klar, dass auch etwige Abweichungen hiervon möglich sind, z. B. ein gewellter oder gezahnter Verlauf etc..

Claims (7)

1. Zündeinrichtung für den Treibsatz eines Gasgenerators für eine Insassenschutzvorrichtung in einem Kraftfahrzeug, zum Beispiel für ein aufblasbares Aufprallschutzkissen oder einen Gurtstrammer, mit einem Gehäuse, einer Zünd­ kammer in dem Gehäuse und einem Zündstoff in der Zündkam­ mer, wobei das Gehäuse eine die Zündkammer abdeckende Kappe mit einer Seitenwand und einem Boden aufweist und im Boden eine Sollbruchstelle vorgesehen ist, die durch Materialverringerung erzeugte Abschnitte aufweist, da­ durch gekennzeichnet, dass die Sollbruchstelle (15) in einem Zug etwa in S-Form zwischen gegenüberliegenden Rän­ dern des Bodens (14) verläuft.

2. Zündeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschnitt (15a) der Sollbruchstelle (15) zwi­ schen den Rändern des Bodens (14) durch den Mittelpunkt (M) des Bodens (14) verläuft.

3. Zündeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Abschnitte (15b, 15c) der Sollbruch­ stelle (15) an den Rändern des Bodens (14) etwa parallel zu dem Rand des Bodens (14) verlaufen.

4. Zündeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschnitt (15a) der Sollbruchstelle (15) zwischen den Rändern des Bodens (14) im wesentlichen einer Geraden folgt.

5. Zündeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den an dem Rand des Bodens (14) gelegenen Abschnitten (15b, 15c) der Soll­ bruchstelle (15) und dem zwischen den Rändern des Bodens (14) liegenden Abschnitt (15a) jeweils eine relativ scharfe Ecke (16) vorgesehen ist.

6. Zündeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschnitte (15b, 15c) der Sollbruchstelle (15) am Rand des Bodens (14) einen vom Mittelpunkt (M) des Bodens (14) ausgehenden Kreissek­ tor mit einem Sektorwinkel α von mindestens 45° durchlau­ fen.

7. Zündeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Sektorwinkel etwa 90° ist.