DE10133221A1

DE10133221A1 - Anzünder

Info

Publication number: DE10133221A1
Application number: DE2001133221
Authority: DE
Inventors: Ernst Enzmann; Achim Hofmann; Horst Laucht; Thomas Maier; Wolfram Seebeck; Johann Vetter; Josef Werneth; Marc Winterhalder
Original assignee: TRW Airbag Systems GmbH
Current assignee: ZF Airbag Germany GmbH
Priority date: 2001-07-09
Filing date: 2001-07-09
Publication date: 2002-10-17

Abstract

Ein Anzünder mit einem Polkörper (12), einer Satzhülse (26) zur Aufnahme eines pyrotechnischen Anzündsatzes (24) und einer Kappe (36), die die Satzhülse (26) bedeckt, zeichnet sich durch eine Satzhülse (26) aus einem leicht brennbaren Material aus, so daß die Satzhülse (26) beim Abbrennen des Anzündsatzes (24) mit verbrennt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Anzünder für einen Gasgenerator, mit einem Polkörperring, einer Satzhülse zur Aufnahme eines pyrotechnischen Anzündsatzes und einer Kappe, die die Satzhülse umschließt.

Ein derartiger Anzünder ist zum Beispiel aus der DE 196 37 587 A1 bekannt. Bei dem dort dargestellten Anzünder ist der Polkörperring mit der Satzhülse umgossen, so daß eine formschlüssige Verbindung zwischen Satzhülse und Polkörperring gebildet ist.

Das Abbrennen des Anzündsatzes kann zur teilweisen Zerstörung der Satzhülse führen, wobei Abschnitte der Satzhülse zum Beispiel schmelzen. Diese Abschnitte gelangen dann in ein im Gasgenerator vorgesehenes Filter, wo sie zu einer partiellen Verstopfung des Filters führen. Die Erfindung schafft einen Anzünder, der ein solches partielles Verstopfen des Filters durch die Satzhülse nicht aufweist. Der erfindungsgemäße Anzünder der eingangs genannten Art weist hierzu eine Satzhülse aus einem solch leicht brennbaren Material auf, daß die Satzhülse beim Abbrennen des Anzündsatzes mit verbrennt.

Die Satzhülse verbessert einerseits die Leistung des Anzünders und andererseits bleiben keine unverbrannten Teile übrig, die in das Filter gelangen könnten.

Die Satzhülse besteht aus Magnesium oder einer Magnesiumlegierung, sie kann jedoch auch hauptsächlich aus einem Thermitsatz, insbesondere aus Metalloxid mit einer Metallmischung gefertigt sein. Die Metalloxidkomponente ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform aus der Gruppe MnO₂, Fe₂O₃, Fe₃O₄, CuO, Cu₂O oder ihren Mischungen ausgewählt. Alternativ ist die Metalloxidkomponente aus der Gruppe Al, Mg oder ihren Mischungen ausgewählt.

Wieder eine andere Ausführungsform sieht vor, daß der Thermitsatz aus Kupferoxid und Magnesium und/oder Aluminium besteht. Alternativ hierzu kann er aus Eisenoxid und Magnesium und/oder Aluminium sein.

Indem dem Thermitsatz ein Binder oder Härter zugefügt wird, erhält die Satzhülse eine gesteigerte Steifigkeit.

Der Binder oder Härter ist vorzugsweise aus der Gruppe der Harze, Pech, Paraffin, natürlichen und synthetischen Polymerverbindungen, Na/K-Silicat oder ihren Mischungen ausgewählt.

Wieder eine andere Möglichkeit der Herstellung des Thermitsatzes besteht darin, ihn durch Sintern herzustellen.

Ein weiteres Material, das der Herstellung der Satzhülse dienen kann, ist ein Gemisch von Bor mit einem Metall, wobei das Metall vorzugsweise aus der Gruppe Titan, Zirkon, Hafnium, Magnesium, Aluminium, Scandium, Yttrium oder deren Mischungen ausgewählt ist.

Einfach zu fertigen und damit kostengünstig wird der Anzünder, wenn der Polkörper eine Ausnehmung aufweist, die einen Hinterschnitt bildet. Ein Abschnitt der Satzhülse ist so ausgebildet und greift so in die Ausnehmung ein, daß eine Rastverbindung zwischen der Satzhülse und der Ausnehmung gebildet ist.

Eine besonders gute Rastverbindung ergibt sich, wenn der Abschnitt der Satzhülse ein an einem unteren Rand der Satzhülse angeordneter Wulst ist. Darüber hinaus ist eine solche Rastverbindung einfach zu fertigen und zuverlässig.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist wenigstens ein Abschnitt einer Innenseite der Satzhülse, der in Kontakt mit dem Anzündsatz ist, eine Rauhigkeit, eine Strukturierung oder Verdickung auf, die einen Formschluß zwischen dem Anzündsatz und dem Abschnitt der Innenwand gewährleistet. Eine derartige Rauhigkeit oder Strukturierung bewirkt eine gute Fixierung des Anzündsatzes an der Innenwand der Satzhülse durch Formschluß und darüber hinaus eine gute Lagefixierung des Anzündsatzes im Anzünder. Dadurch wird Schäden am Anzündsatz durch mechanische Erschütterung entgegengewirkt. Eine vorteilhafte Ausführungsform der Strukturierung sieht zum Beispiel eingehauene Zähne, ähnlich wie bei einer Raspel, vor.

Eine derartige Strukturierung kann auch auf der Außenfläche des Polkörperrings vorgesehen sein, die in Kontakt mit dem Anzündsatz ist, um eine gute Verbindung zwischen dem Anzündsatz und dem Polkörperring zu erzielen. Dies kann verhindern, daß sich der Anzündsatz bei mechanischer Belastung von einem am Polkörperring angeordneten Brückendraht löst.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und der beigefügten Zeichnung.

Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Anzünder gemäß einer ersten Ausführungsform.

In Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßer Anzünder 10 gezeigt, der einen Polkörperring 12 enthält. Der Polkörperring 12 ist elektrisch leitend mit einem ersten Kontaktstift 14 verbunden, z. B. durch Schweißen. Ein zweiter Kontaktstift 16 ist durch eine Durchführung 18 im Polkörperring 12 geführt und zum Beispiel durch eine Druckverglasung mit einer Glasmasse 20 vom Polkörperring 12 elektrisch isoliert. Die Durchführung 18 weist bevorzugt einen möglichst geringen Durchmesser von etwa 2 mm auf. Der Polkörperring kann z. B. als Stanz-Prägeteil aus Edelstahl mit einer gestanzten Bohrung ausgeführt sein. Der Polkörperring 12 wird hier als Teil eines Polkörpers verstanden, der auch noch die Kontaktstifte 14, 16 und die Isolierung 20 aufweist.

Der obere, d. h. von den freien Enden der Kontaktstifte 14, 16 abgewandte, Rand des Polkörperrings 12 umschließt eine Außenfläche 19, die sich senkrecht zu den beiden Kontaktstiften 14, 16 erstreckt. Der zweite Kontaktstift 16 schließt annähernd bündig mit dieser Außenfläche 19 ab oder ragt geringfügig über die Außenfläche 19 hinaus. Zwischen der Außenfläche 19 und dem zweiten Kontaktstift 16 ist bevorzugt ein Brückendraht 21 angeordnet (angedeutet in Fig. 1), der bevorzugt mit dem zweiten Kontaktstift 16 und dem Polkörperring 12 verschweißt ist. Der Brückendraht 21 ist zur Entzündung eines Anzündsatzes 24 vorgesehen, der sich direkt an die Außenfläche 19 des Polkörperrings 12 anschließt.

In der Nähe des oberen Randes weist der Polkörperring 12 eine einen Hinterschnitt bildende Ausnehmung 22 auf, deren zur Außenfläche 19 gerichteter Rand angeschrägt ist. Die Ausnehmung 22 kann durch eine umlaufende Nut gebildet und durch Prägen hergestellt sein.

Der Anzündsatz 24 ist von einer Satzhülse 26 umgeben, die an ihrem unteren, zum Polkörperring 12 gerichteten Rand 28 einen zum Inneren der Satzhülse 26 gerichteten, vorzugsweise im Querschnitt dreieckigen Wulst 30 aufweist. Der Wulst 30 greift formschlüssig in die Ausnehmung 22 des Polkörperrings 12 ein. Zwischen dem Wulst 30 und der Ausnehmung 22 ist auf diese Weise eine Rastverbindung gebildet, wobei die Schrägen des Wulstes 30 und der Ausnehmung 22 für ein einfaches Herstellen der Verbindung aufeinander abgestimmt sind. Die Rastverbindung kann natürlich auch durch andere Geometrien verwirklicht sein.

Außerdem weist die Satzhülse 26 an ihrer Innenseite bevorzugt wenigstens einen Bereich mit verändertem Innendurchmesser, z. B. eine Verdickung oder eine Nut, auf. Eine derartige Nut kann z. B. durch eine Sicke gebildet sein. Im hier gezeigten Beispiel ist eine Verdickung 32 vorgesehen. Statt der Verdickung 32 oder auch zusätzlich kann die Satzhülse 26 an der Innenseite wenigstens abschnittsweise mit einer Strukturierung 34 versehen sein. Sowohl die Verdickung 32 als auch die Strukturierung 34 liegen in einem Bereich, der in Kontakt mit dem Anzündsatz 24 ist. Ihr Zweck liegt darin, einen Formschluß zwischen dem Anzündsatz 24 und der Innenseite der Satzhülse 26 zu gewährleisten. Gegenüber einer glatten Innenwand wird so eine Bewegung des Anzündsatzes 24 im Inneren des Anzünders 10 zuverlässig verhindert. Die Strukturierung 34 kann zum Beispiel durch wie für eine Raspel eingehauene Zähne realisiert werden, es kann sich aber auch um eine z. B. durch Aufrauhung der Oberfläche erzeugte Rauhigkeit oder eine andere geeignete Struktur handeln.

Eine derartige Strukturierung 34 kann auch auf der Außenfläche 19 des Polkörperrings 12 vorgesehen sein, die in Kontakt mit dem Anzündsatz 24 ist.

Die Satzhülse 26 ist aus einem leicht brennbaren Material z. B. Magnesium oder einer Magnesiumlegierung gefertigt, was den Vorteil bietet, daß es nach der Zündung nicht zu Behinderungen durch Bruchstücke der Satzhülse kommen kann, da die Satzhülse 26 verbrennt.

Alternativ kann die Satzhülse auch aus einem Thermitsatz aus Metalloxid und einer Metallmischung gefertigt sein oder aus einem Gemisch aus Bor mit einem Metall bestehen. Weitere Einzelheiten bezüglich der möglichen Zusammensetzungen der Satzhülse sind bereits in der Beschreibungseinleitung ausgeführt und werden in den Ansprüchen definiert, so daß sich hierauf bezogen werden kann. Bei sämtlichen Ausführungsformen kann die Satzhülse die in Fig. 1 dargestellte Gestalt haben.

Die Satzhülse 26 kann auch auf bekannte Weise zweistückig ausgeführt, bzw. mit einer Sollbruchstelle versehen sein, so daß die Länge der Satzhülse nach dem Einfüllen und Aushärten des Anzündsatzes 24 reduziert werden kann.

Die Satzhülse 26 ist von einer Kappe 36 umschlossen, die bevorzugt mit sehr geringem Spiel über die Satzhülse geschoben ist, um eine Fragmentierung der Satzhülse beim Zünden vor ihrem Abbrennen zu verhindern. Die Kappe 36 besteht bevorzugt aus Edelstahl. Die Kappe weist einen Deckel 38 auf, in dem vorzugsweise eine Sollbruchstelle angeordnet ist, sowie eine sich daran anschließende zylinderförmige Umfangswand 40 auf. Am offenen, freien Ende der Kappe 36 befindet sich ein innenseitiger Rand 42, der von der Umfangswand 40 im Querschnitt gesehen bogenförmig radial nach außen verläuft. In diesem Beispiel ist die Umfangswand 40 im Bereich des innenseitigen Randes 42 in etwa rechtwinklig nach außen umgebogen. Die Kappe 36 liegt im Bereich des bogenförmigen innenseitigen Randes 42 an einer Kante 46 des Polkörperrings 12 an. Die Kappe 36 und der Polkörperring 12 sind entlang der Berührstelle 44 zwischen dem bogenförmigen innenseitigen Rand 42 und der Kante 46 miteinander verschweißt. Das Schweißen kann zum Beispiel durch Kondensator- Entladungsschweißen erfolgen, das aufgrund der Geometrie besonders vorteilhaft ist.

In diesem Ausführungsbeispiel ist die Kappe 36 von einem Kunststoffüberzug 48 bedeckt, der an seinem freien unteren Rand einen Außenwulst aufweisen kann. Außerdem ist ein Sockel 50 um den Polkörperring 12, Abschnitte der Kontaktstifte 14, 16 sowie um die unteren Ränder der Satzhülse 26, der Kappe 36 sowie des Überzugs 48 auf bekannte Weise gespritzt.

Der Anzünder 10 wird wie folgt gefertigt. Die Kontaktstifte 14, 16 werden mit dem Polkörperring 12 verbunden. Der Brückendraht 21 wird zwischen dem zweiten Kontaktstift 14 und dem Polkörperring 12 angeordnet. Die Satzhülse 26 wird auf den Polkörperring 12 aufgesteckt, wobei der Wulst 30 in die Ausnehmung 22 einschnappt und eine Rastverbindung gebildet wird. Der Anzündsatz 24 wird in die Satzhülse 26 eingefüllt. Bevorzugt ist der Anzündsatz eine Suspension, aus der das Lösungsmittel nach dem Einfüllen verdampft wird. Die Kappe 36 wird auf die Satzhülse 26 aufgeschoben, und der innenseitige Rand 42 wird entlang der Berührstelle 44 mit der Kante 46 des Polkörperrings 12 verschweißt. Anschließend wird der Überzug 48 aufgebracht, und die bisherige Baugruppe wird mit dem Sockel 50 umspritzt.

Alle im vorhergehenden beschriebenen Merkmale können auf jede im Ermessen eines Fachmanns liegende Weise zu vorteilhaften Anzündern kombiniert oder auch einzeln verwirklicht werden.

Claims

1. Anzünder für einen Gasgenerator, mit
einem Polkörper (12),
einer Satzhülse (26) zur Aufnahme eines pyrotechnischen Anzündsatzes (24) und
einer Kappe (36), die die Satzhülse (26) umschließt,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Satzhülse (26) aus einem solch leicht brennbaren Material besteht, daß sie beim Abbrennen des Anzündsatzes (24) mit verbrennt.

2. Anzünder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Satzhülse (26) aus Magnesium oder einer Magnesiumlegierung besteht.

3. Anzünder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Satzhülse (26) hauptsächlich aus einem Thermitsatz bestehend aus einem Metalloxid und einem Metall gefertigt ist.

4. Anzünder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Metalloxidkomponente ausgewählt ist aus der Gruppe MnO₂, Fe₂O₃, Fe₃O₄, CuO, Cu₂O oder ihren Mischungen.

5. Anzünder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallkomponenten ausgewählt sind aus der Gruppe Al, Mg oder ihren Mischungen.

6. Anzünder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Thermitsatz aus Kupferoxid und Magnesium und/oder Aluminium besteht.

7. Anzünder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Thermitsatz aus Eisenoxid und Magnesium und/oder Aluminium besteht.

8. Anzünder nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Thermitsatz einen Binder oder Härter aufweist.

9. Anzünder nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Binder oder Härter aus der Gruppe der Harze, Pech, Paraffin, natürlichen und synthetischen Polymerverbindungen, Na/K-Silicat oder ihren Mischungen ausgewählt ist.

10. Anzünder nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Thermitsatz gesintert ist.

11. Anzünder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Satzhülse (26) aus einem Gemisch von Bor mit einem Metall besteht.

12. Anzünder nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall des Gemisches ausgewählt ist aus der Gruppe Titan, Zirkon, Hafnium, Magnesium, Aluminium, Scandium, Yttrium oder deren Mischungen.

13. Anzünder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Polkörper eine Ausnehmung aufweist, die einen Hinterschnitt bildet, wobei ein Abschnitt (30) der Satzhülse (26) so ausgebildet ist und so in die Ausnehmung (22) eingreift, daß eine Rastverbindung zwischen der Satzhülse (26) und der Ausnehmung (22) gebildet ist.

14. Anzünder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Abschnitt einer Innenseite der Satzhülse (26), die einen Kontakt mit dem Anzündsatz (24) ist, eine Rauhigkeit oder eine Strukturierung (34) aufweist, die einen Formschluß zwischen dem Anzündsatz (24) und dem Abschnitt der Innenwand bewirkt.

15. Anzünder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Außenfläche (19) des Polkörperrings (12) eine Rauhigkeit, Strukturierung oder Verdickung aufweist, die einen Formschluß zwischen dem Anzündsatz (24) und dem Polkörperring bewirkt.