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Die
Erfindung betrifft eine pyrotechnische Antriebseinheit mit einem
Zylinderrohr, einem im Zylinder geführten Kolben, einem
pyrotechnischen Anzünder, der an den Kolben angrenzt und
den pyrotechnischen Antrieb darstellt, und einem Kunststoffspritzteil.
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Derartige,
extrem klein bauende Antriebseinheiten werden heutzutage vermehrt
in aktiven Fahrzeugsicherheitssystemen, beispielsweise zur aktiven Positionierung
von Kopfstützen oder zum Straffen eines Sicherheitsgurts
eingesetzt, um einen Fahrzeuginsassen bei einem Fahrzeugaufprall
besser zu schützen.
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Aus
der
US 6,073,963 ist
eine Zündereinheit bekannt, die ein Projektil zum Zerstören
einer Membran eines Kaltgasdruckbehälters bewegt.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, die Konstruktion und das Herstellungsverfahren
von pyrotechnischen Antriebseinheiten, insbesondere für aktive
Fahrzeugsicherheitssysteme, zu vereinfachen, um den Herstellungsaufwand
zu minimieren.
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Diese
Aufgabe wird durch eine pyrotechnische Antriebseinheit der eingangs
genannten Art gelöst, bei der das Kunststoffspritzteil
so an den Anzünder und ein axiales Ende des Zylinderrohrs
angespritzt ist, daß es den Anzünder am Zylinderrohr
befestigt und das axiale Ende des Zylinderrohrs dicht verschließt,
wobei das Kunststoffspritzteil in einer Ausgangsposition der Antriebseinheit
am Kolben angreift. Da der Anzünder unmittelbar durch das
Kunststoffspritzteil am Zylinderrohr befestigt ist, sind keine weiteren
Formblechteile o. ä. und Verfahrensschritte zur Befestigung
des Anzünders am Zylinderrohr notwendig. Ferner kann auch
auf zusätzliche Maßnahmen zur Anfangsfixierung
des Kolbens, beispielsweise durch Klemmringe verzichtet werden,
da das Kunststoffspritzteil in einer Ausgangsposition der Antriebseinheit
am Kolben angreift. Durch eine Aktivierung des pyrotechnischen Anzünders
bewegt sich der Kolben aus einer Kolbenstartposition, in der das Kunststoffspritzteil
am Kolben angreift, in eine Kolbenendposition. Das Zylinderrohr
wird dabei nicht zerstört, sondern bildet auch nach der
Zündung des Antriebs ein intaktes Gehäuse der
Antriebseinheit.
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In
einer Ausführungsform ist das Kunststoffspritzteil an den
Kolben angespritzt.
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Das
Kunststoffspritzteil bildet mit dem Kolben vorzugsweise eine Haftverbindung
aus. Somit wird der Kolben relativ zum Kunststoffspritzteil und folglich
auch relativ zum Zylinderrohr mit geringem Aufwand in einer Kolbenstartposition
fixiert, so daß eine freie Bewegung des Kolbens im Zylinderrohr
bis zu einer Aktivierung der Antriebseinheit verhindert ist.
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Um
den Kolben in seiner Kolbenstartposition noch zuverlässiger
zu fixieren, kann das Kunststoffspritzteil mit dem Kolben alternativ
oder zusätzlich eine Formschlußverbindung und/oder
Reibschlußverbindung ausbilden. Dies ist durch eine geeignete Profilierung
der Kontaktfläche zwischen Kolben und Kunststoffspritzteil
einfach erreichbar.
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In
einer weiteren Ausführungsform ist das axiale Ende des
Zylinderrohrs vom Kunststoffspritzteil umspritzt. Infolge einer
kompletten Umspritzung des Zylinderrohrendes können zwischen
dem Zylinderrohr und dem Kunststoffspritzteil mit einfachen Mitteln
Verbindungen hergestellt werden, die in axialer Richtung äußerst
belastbar sind.
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In
dieser Ausführungsform sind vorzugsweise das umspritzte
axiale Ende des Zylinderrohrs und das Kunststoffspritzteil in axialer
Richtung formschlüssig miteinander verbunden. Durch eine
solche Formschlußverbindung sind auch größere
Axialkräfte zwischen dem Zylinderrohr und dem Kunststoffspritzteil
problemlos übertragbar.
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Besonders
bevorzugt ist das umspritzte axiale Ende des Zylinderrohrs seitlich
abgewinkelt, und der abgewinkelte Abschnitt ist in das Kunststoffspritzteil
eingebettet. Somit kann bereits bei der Formgebung des Zylinderrohrs
mit geringem Aufwand für eine zuverlässige Formschlußverbindung
in Axialrichtung beim späteren Anspritzen des Kunststoffspritzteils
gesorgt werden.
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In
einer weiteren Ausführungsform erstreckt sich das Kunststoffspritzteil
außerhalb des Zylinderrohres in einer Kolbenendposition
des verfahrenen Kolbens bis zumindest nahe an einen Kolbenboden. Dies
trägt nach einer Aktivierung der Antriebseinheit zu einer
höheren Stabilität der Antriebseinheit in radialer
Richtung bei.
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In
einer weiteren Ausführungsform hat ein Kolbenboden eine
Ausnehmung, welche in der Ausgangsposition der Antriebseinheit an
den Anzünder angrenzt. Der Kolben und der Anzünder
bilden dabei vorzugsweise eine Druckkammer aus, die wenigstens so
dicht ist, daß beim Anspritzen des Kunststoffspritzteils
keine flüssige Kunststoffmasse in die Druckkammer eindringt.
Je größer das Volumen der Druckkammer in der Ausgangsposition
der Antriebseinheit ist, desto geringer ist die Druckspitze und
damit die Bauteilbelastung während des Zündimpulses.
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Besonders
bevorzugt ist die Ausnehmung im Kolbenboden eine Ringkammer.
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Zur
axialen Positionierung des Anzünders kann der Kolben einen
entsprechenden Anschlag für den Anzünder aufweisen.
Dadurch nimmt der Anzünder vor dem Anspritzen des Kunststoffspritzteils
relativ zum Kolben eine definierte Position ein, und die unter Umständen
vorgesehene Druckkammer hat ein genau vorbestimmbares Volumen.
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In
einer weiteren Ausführungsform hat der Anzünder
rückseitig abstehende Kontakte, die in das Kunststoffspritzteil
eingebettet sind. Diese Kontakte stellen elektrische Zündkontakte
zur Aktivierung des pyrotechnischen Anzünders dar und sind
durch das Kunststoffspritzteil nach außen geführt.
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Vorzugsweise
im Bereich dieser Kontakte kann an einem anzünderseitigen
Ende der Antriebseinheit eine Zündersteckerbuchse im Kunststoffteil ausgeformt
sein. Dadurch ist der pyrotechnische Anzünder sehr einfach
durch eine Steckverbindung an eine Steuerung anschließbar.
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Zur
Gewichtsminimierung kann der Kolben Ausnehmungen aufweisen. Ein
geringes Gewicht wirkt sich vorteilhaft beim Beschleunigen und beim Abbremsen
des Kolbens in einer Kolbenendposition aus, da der Kolben aufgrund
einer geringeren Masse eine kleinere Trägheitskraft auf
ein abbremsendes Bauteil der Antriebseinheit ausübt.
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Die
Erfindung umfaßt ferner ein Verfahren zur Herstellung einer
pyrotechnischen Antriebseinheit mit einem Zylinderrohr, einem im
Zylinderrohr geführten Kolben, der einen Kolbenboden aufweist,
und einem pyrotechnischen Anzünder, der den pyrotechnischen
Antrieb darstellt, wobei der Anzünder ein Außengehäuse
mit einer dem Kolbenboden zugewandten und unmittelbar gegenüber
dem Kolbenboden liegenden Stirnwand aufweist, und wobei dieses Verfahren
die folgenden Schritte umfaßt:
- a)
Der Kolben wird relativ zum Zylinderrohr in einer Kolbenstartposition
fixiert;
- b) der Anzünder wird in ein axiales Ende des Zylinderrohres
eingeführt, bis der Anzünder an den Kolben angrenzt;
wobei die Stirnwand am Kolbenboden anliegende Abschnitte und vom
Kolbenboden beabstandete Abschnitte aufweist, und
- c) ein Sockelteil wird so am Zylinderrohr angebracht, daß es
das axiale Ende des Zylinderrohrs verschließt und den pyrotechnischen
Anzünder am Zylinderrohr befestigt.
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Bei
derart hergestellten Antriebseinheiten können nach einer
Aktivierung des Anzünders extreme Bauteilbelastungen innerhalb
der Antriebseinheit vermieden werden, da das Außengehäuse
des Anzünders, insbesondere die Stirnwand des Außengehäuses,
frühzeitig aufbrechen kann. Die Stirnwand weist nämlich
neben am Kolbenboden anliegenden Abschnitten, die für eine
Positionierung des Anzünders relativ zum Kolben vorteilhaft
sind, auch Abschnitte auf, die vom Kolbenboden beabstandet sind. In
diesen Abschnitten können sich nach dem Aufbrechen des
Außengehäuses entstehende Stirnwandsegmente im
wesentlichen ungehindert in eine Druckkammer bewegen, so daß der
im Außengehäuse aufgebaute Druck frühzeitig
in die Druckkammer entweicht und eine schlagartige Druckbeaufschlagung
der Druckkammer sowie lokale Spannungsspitzen im Bereich des Kolbenbodens
verhindert werden.
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Der
Anzünder und das axiale Ende des Zylinderrohres können
im Verfahrensschritt c) mit einem flüssigen Kunststoffmaterial
umspritzt werden, welches nach dem Aushärten ein Kunststoffspritzteil
bildet, wobei das Kunststoffspritzteil das Sockelteil ist. Dieses
Montagekonzept ist besonders wirtschaftlich, da die pyrotechnische
Antriebseinheit durch eine einzige Umspritzung gefertigt wird und
nur wenige separate Bauteile umfaßt.
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In
einer besonders vorteilhaften Verfahrensvariante wird das Kunststoffspritzteil
im Schritt c) an den Kolben angespritzt. Dies ermöglicht
eine einfache Fixierung des Kolbens in seiner Kolbenstartposition.
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In
einer weiteren Verfahrensvariante definieren der Anzünder
und der Kolben im Schritt b) eine Druckkammer, die so dicht ist,
daß beim Spritzen des Kunststoffspritzteils in Schritt
c) kein flüssiges Kunststoffmaterial in die Druckkammer
eindringt. Die Ausbildung dieser Druckkammer wirkt sich vorteilhaft beim
Zünden und Aufbrechen des pyrotechnischen Anzünders
aus und sorgt für eine geringere Bauteilbeanspruchung innerhalb
der Antriebseinheit.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf
die Zeichnungen. In diesen zeigen:
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1 eine
Draufsicht auf eine erfindungsgemäße pyrotechnische
Antriebseinheit;
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2 einen
Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße
pyrotechnische Antriebseinheit gemäß einer ersten
Ausführungsform;
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3 ein
Längsschnittdetail eines mit unterbrochenen Linien in 2 umrahmten
Bereichs einer erfindungsgemäßen pyrotechnischen
Antriebseinheit gemäß einer zweiten Ausführungsform;
und
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4 einen
Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße
pyrotechnische Antriebseinheit gemäß einer dritten
Ausführungsform.
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Die 1 bis 3 zeigen
eine pyrotechnische Antriebseinheit 10 für ein
aktives Fahrzeugsicherheitssystems, insbesondere zur aktiven Verstellung
von Kopfstützen bei einem Fahrzeugaufprall. Die Antriebseinheit 10 umfaßt
dabei ein Zylinderrohr 12, einen im Zylinderrohr 12 geführten
Kolben 14, einen pyrotechnischen Anzünder 16,
der an den Kolben 14 angrenzt und den pyrotechnischen Antrieb darstellt,
sowie ein Kunststoffspritzteil 18.
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Als
Anzünder 16 (auch Squib oder Zündpille genannt)
wird dabei eine vorgefertigte, in sich geschlossene pyrotechnische
Einheit bezeichnet, bestehend aus einem Außengehäuse 20,
pyrotechnischem Material 22, welches in das Außengehäuse 20 eingebettet
ist, zwei Kontakten 24, die als Kontaktstifte ausgebildet
sind und sich durch das Außengehäuse 20 nach
außen erstrecken, sowie einem Brückendraht 26,
der die Kontakte 24 miteinander verbindet. Der pyrotechnische
Antrieb für den Kolben 14 weist ausdrücklich
keine zusätzliche Brennkammer mit separater Antriebsladung
auf.
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An
den Anzünder 16 und ein axiales Ende 28 des
Zylinderrohrs 12 ist das Kunststoffspritzteil 18 so angespritzt,
daß es zum einen den Anzünder 16 am Zylinderrohr 12 befestigt
und zum anderen das axiale Ende 28 des Zylinderrohrs 12 gas-
und feuchtedicht verschließt. In einer Ausgangsposition
der Antriebseinheit 10 (vgl. 2 und 3)
greift das Kunststoffspritzteil 18 ferner am Kolben 14 an,
um diesen in einer Kolbenstartposition zu halten.
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In
einer ersten Ausführungsform gemäß 2 ist
das Kunststoffspritzteil 18 an den Kolben 14 angespritzt
und bildet mit diesem eine Haftverbindung aus. Diese Haftverbindung
entsteht unabhängig vom gewählten Kolbenmaterial
(beispielsweise Metall oder Kunststoff) durch Anspritzen bzw. Anschmelzen
des Kunststoffspritzteils 18 an den Kolben 14,
wobei durch die Materialwahl des Kunststoffspritzteils 18 und
des Kolbens 14 sichergestellt wird, daß sich der
Kolben 14 bei einer Aktivierung der pyrotechnischen Antriebseinheit 10 sicher
vom Kunststoffspritzteil 18 lösen kann. Die Verbindung
zwischen dem Kolben 14 und dem Kunststoffspritzteil 18 dient
lediglich der Anfangsfixierung des Kolbens 14 im Zylinderrohr 12,
so daß eine freie Bewegung und ein eventuell damit verbundenes
Klappern des Kolbens 14 im Zylinderrohr 12 verhindert
ist. Weitere Positioniermittel, wie zum Beispiel Klemmringe zwischen
dem Zylinderrohr 12 und dem Kolben 14, sind zur
Anfangspositionierung des Kolbens 14 nicht mehr notwendig.
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In
einer zweiten Ausführungsform der pyrotechnischen Antriebseinheit 10 gemäß 3 bilden der
Kolben 14 und das Kunststoffspritzteil 18 alternativ
oder zusätzlich zur Haftverbindung eine Formschlußverbindung
und/oder Reibschlußverbindung aus. Hierzu sind in einem
Kolbenboden 30 (zünderseitige Stirnwand) eine
oder mehrere Vertiefungen 31 ausgebildet, die beim Anspritzen
des Kunststoffspritzteils 18 mit einem flüssigen
Kunststoffmaterial des Kunststoffspritzteils 18 gefüllt
werden. Nach dem Aushärten des Kunststoffmaterials sind
der Kolbenboden 30 und das Kunststoffspritzteil 18 formschlüssig
und/oder reibschlüssig verzahnt, wobei durch das Anspritzen
des Kunststoffspritzteils 18 in der Regel auch eine gewisse
Haftwirkung vorhanden ist. Auch in der Ausführungsform
gemäß 3 ist die Verbindung zwischen
dem Kolben 14 und dem Kunststoffspritzteil 18 so
ausgebildet, daß sich der Kolben 14 bei einer
Aktivierung der pyrotechnischen Antriebseinheit sicher vom Kunststoffspritzteil 18 lösen
kann.
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Das
axiale Ende 28 des Zylinderrohrs 12 ist vom Kunststoffspritzteil 18 auch
außenseitig vollständig umspritzt, so daß das
Zylinderrohr 12 und das Kunststoffspritzteil 18 in
axialer Richtung formschlüssig miteinander verbunden sind.
Dabei ist das umspritzte axiale Ende 28 des Zylinderrohrs 12 seitlich nach
außen abgewinkelt und in das Kunststoffspritzteil 18 eingebettet,
wodurch die Verbindung zwischen dem Zylinderrohr 12 und
dem Kunststoffspritzteil 18 in axialer Richtung äußerst
belastbar ist. Diese hochbelastbare Verbindung ist vorteilhaft,
da das Zylinderrohr 12 den Kolben 14 nach einer
Aktivierung der pyrotechnischen Antriebseinheit 10 in einer
Kolbenendposition (nicht dargestellt) abbremst, so daß das
Zylinderrohr 12 in axialer Richtung relativ zum Kunststoffspritzteil 18 belastet
wird. Im gezeigten Ausführungsbeispiel gemäß 2 ist
ein dem anzünderseitigen axialen Ende 28 entgegengesetztes
axiales Ende 32 des Zylinderrohrs 12 konisch verjüngt,
wobei diese Verjüngung als Anschlag dient, der den Kolben 14 in
seiner Kolbenendposition abbremst.
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Das
Kunststoffspritzteil 18 erstreckt sich außerhalb
des Zylinderrohrs 12 ausgehend vom anzünderseitigen
axialen Ende 28 des Zylinderrohrs 12 wenigstens
so weit in Richtung zum axialen Ende 32, daß es
sich in einer Kolbenendposition des verfahrenen Kolbens 14,
in axialer Richtung gesehen, zumindest nahe am Kolbenboden 30 (siehe
strichpunktierte Linie in 2) befindet.
Besonders bevorzugt erstreckt sich das Kunststoffspritzteil 18 in
der Kolbenendposition sogar über den Kolbenboden 30 hinaus.
Dadurch ist nach einer Aktivierung der pyrotechnischen Antriebseinheit 10,
d. h. unter hoher Innendruckbelastung des Zylinderrohrs 12,
eine radiale Verformung des Zylinderrohrs 12 zumindest
behindert und die Stabilität der pyrotechnischen Antriebseinheit 10 gewährleistet.
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Der
Kolbenboden 30 hat eine Ausnehmung 34, welche
in der in 2 gezeigten Ausgangsposition
der Antriebseinheit 10 an den Anzünder 16 angrenzt
und radial nur im Bereich des Anzünders 16 verläuft.
In dieser Kolbenstartposition definieren der Kolben 14 und
der pyrotechnische Anzünder 16 somit eine Druckkammer 36,
die an der Verbindungsstelle zwischen dem Kolben 14 und
dem pyrotechnischen Anzünder 16 wenigstens so
dicht ist, daß das flüssige Kunststoffmaterial
beim Anspritzen des Kunststoffspritzteils nicht in die Druckkammer 36 eindringen
kann. Die Druckkammer 36 bietet zum einen den Vorteil,
daß das Außengehäuse 20 des
Anzünders 16 bei einer Aktivierung der pyrotechnischen Antriebseinheit 10 im
wesentlichen ohne Behinderung durch den Kolbenboden 30 des
Kolbens 14 aufbrechen kann, wobei im Außengehäuse 20 des
Anzünders 16, insbesondere in einer Stirnwand 37 des Außengehäuses 20 Sollbruchstellen
vorgesehen sind, so daß sich das Außengehäuse 20 „blumenförmig" öffnet
und sich die aufgebrochenen Gehäuse- bzw. Stirnwandabschnitte
an einer Umfangswand der Ausnehmung 34 anlegen. Die Druckkammer 36 sorgt zum
anderen für eine homogene, zunehmende Druckbeaufschlagung
des Kolbens 14 in Richtung zum axialen Ende 32,
so daß sich der Kolben 14 nach Überwindung
der Haftkräfte sowie der unter Umständen vorhandenen
Formschluß- und/oder Reibschlußkräfte
aus seiner Kolbenstartposition (2 und 3)
in seine Kolbenendposition bewegt. Ohne die Druckkammer 36 würde
sich nach der Aktivierung der pyrotechnischen Antriebseinheit 10 eine
inhomogene Druckverteilung mit hohen lokalen Spannungsspitzen im
Bereich des Kolbenbodens 30 ergeben. Je größer
das Volumen der Druckkammer 36 in der Ausgangsposition
der Antriebseinheit 10 ist, desto geringer sind die Druckspitze
und damit die Bauteilbelastung im Inneren der Antriebseinheit 10 während
des Zündimpulses.
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In
der 2 ist die Ausnehmung 34 im Kolbenboden 30 im
wesentlichen eine Ringkammer, da im Kolben 14 ein mittiger
Zapfen 38 vorgesehen ist, der sich in axialer Richtung
fast durch die gesamte Ausnehmung 34 erstreckt und als
Abstandshalter und Anschlag für den pyrotechnischen Anzünder 16 dient.
Somit weist die dem Kolbenboden 30 zugewandte und ihm unmittelbar
gegenüberliegende Stirnwand 37 bzw. der ihm unmittelbar
gegenüberliegende Stirnwandabschnitt des Anzünderaußengehäuses 20 am
Kolbenboden 30 anliegende und vom Kolbenboden 30 beabstandete
Abschnitte auf. Vorzugsweise sind in der Stirnwand 37 vorgesehene Sollbruchstellen
im Bereich derjenigen Abschnitte ausgeführt, die vom Kolbenboden 30 beabstandet sind,
so daß das Aufbrechen des Außengehäuses 20 nicht
durch den Kolbenboden 30 behindert wird und das oben beschriebene,
vorteilhafte Öffnungsverhalten des Außengehäuses 20 gewährleistet
ist. In alternativen Ausführungsvarianten kann der Kolben 14 statt
des Zapfens 38 auch einen anderen Anschlag zur axialen
Positionierung des Anzünders 16 aufweisen. Durch
den Zapfen 38 bzw. einen alternativen Anschlag am Kolben 14 wird
auch die Größe der Druckkammer 36 genau
festgelegt, so daß die Bewegung des Kolbens 14 nach
einer Aktivierung der pyrotechnischen Antriebseinheit 10, über
die Zeit gesehen, gut reproduzierbar ist.
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Zur
Aktivierung der pyrotechnischen Antriebseinheit 10 weist
der Anzünder 16 rückseitig abstehende
Kontakte 24 auf, die in das Kunststoffspritzteil 18 eingebettet
sind. Die Kontakte 24 enden in einer Zündersteckerbuchse 40,
die am anzünderseitigen Ende der Antriebseinheit 10 im
Kunststoffspritzteil 18 ausgeformt ist. Der pyrotechnische
Anzünder 16 kann somit über eine Steckverbindung
sehr einfach an eine Steuerung (nicht gezeigt) angeschlossen werden.
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An
einem dem Kolbenboden 30 entgegengesetzten Ende 42 des
Kolbens 14 weist der Kolben Ausnehmungen 44 auf,
die als Einkerbungen in axialer Richtung ausgebildet sind und der
Gewichtsminimierung dienen. Infolge dieser Gewichtsreduzierung wird
der als Verjüngung des Zylinderrohrs 12 ausgebildete
Anschlag beim Abbremsen des Kolbens 14 weniger beansprucht.
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Im
folgenden wird kurz auf das Herstellungsverfahren der Antriebseinheit 10 gemäß den 1 bis 4 eingegangen.
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In
einem ersten Verfahrensschritt werden der Kolben 14 und
das vorzugsweise als Metallhülse ausgebildete Zylinderohr 12 bereitgestellt,
wobei der Kolben 14 im Zylinderrohr 12 in einer
Kolbenstartposition (2 bis 4) fixiert
wird.
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Der
Anzünder 16 wird in einem zweiten Verfahrensschritt
in das axiale Ende 28 des Zylinderrohrs 12 eingeführt,
bis der Anzünder 16 an den Kolben 14 angrenzt.
Die Stirnwand 37 des Anzünderaußengehäuses 20 hat
am Kolbenboden 30 anliegende Abschnitte und vom Kolbenboden 30 beabstandete Abschnitte.
Vorzugsweise bilden der Kolben 14 mit den beabstandeten
Abschnitten und der Anzünder 16 eine Druckkammer 36 aus,
die nach der Zündung des pyrotechnischen Antriebs für
eine gleichmäßige Bauteilbelastung im Zylinderrohr
sorgt und extreme lokale Spannungsspitzen verhindert.
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In
einem dritten Verfahrensschritt wird ein Sockelteil 46 so
am Zylinderrohr 12 angebracht, daß es das axiale
Ende 28 des Zylinderrohrs 12 dicht verschließt
und den pyrotechnischen Anzünder 16 am Zylinderrohr 12 befestigt.
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Die
erste und zweite Ausführungsform der pyrotechnischen Antriebseinheit 10 (2 und 3)
sind gemäß einer bevorzugten Verfahrensvariante
hergestellt, bei der das Zylinderrohr 12 mit eingeführtem
Kolben 14 im ersten Verfahrensschritt bereits in eine erste
Hälfte einer Werkzeugform für eine Kunststoffumspritzung
eingelegt wird. Im zweiten Verfahrensschritt wird der pyrotechnische
Anzünder 16 mit den zwei abstehenden Kontakten 24 in
einer zweiten Werkzeughälfte positioniert und durch Zusammenfahren
der beiden Werkzeughälften in das axiale Ende 28 des
Zylinderrohrs 12 eingeführt, bis der Anzünder 16 an
den Kolben 14 anstößt. Vorzugsweise bilden
der Kolben 14 und der Anzünder 16 in diesem
Verfahrensschritt eine Druckkammer 36, in die beim späteren
Anspritzen des Kunststoffspritzteils 18 kein flüssiges
Kunststoffmaterial eindringen kann. Eine besonders gute Positionierung
und Abdichtung zwischen dem pyrotechnischen Anzünders 16 und
dem Kolben 14 ergibt sich dann, wenn der Anzünder 16 in
diesem Verfahrensschritt teilweise in die Ausnehmung 34 des
Kolbenbodens 30 eingeführt wird und mit einer
Umfangswand der Ausnehmung 34 eine leichte Preßpassung
ausbildet. Im dritten Verfahrensschritt wird schließlich
flüssiges Kunststoffmaterial in die Werkzeugformen eingefüllt.
Dabei werden der Anzünder 16 und das axiale Ende 28 des Zylinderrohrs 12 mit
dem flüssigen Kunststoffmaterial umspritzt, welches nach
dem Aushärten das Kunststoffspritzteil 18, das
in dieser Verfahrensvariante dem Sockelteil 46 entspricht,
bildet.
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Das
Kunststoffspritzteil 18 wird im dritten Verfahrensschritt
vorzugsweise auch an den Kolben 14 angespritzt, so daß es
mit dem Kolben eine Haftverbindung eingeht. Durch eine Profilierung
des Kolbenbodens 30 zum Beispiel durch Noppen oder Ausnehmungen
im angespritzten Bereich des Kolbens 14 kann sich neben
der Haftverbindung auch eine Formschluß- und/oder Reibschlußverbindung
ausbilden.
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In
einigen Ausführungsvarianten weist das Kunststoffspritzteil 18 insbesondere
auch Materialkomponenten auf, die nicht aus Kunststoff bestehen, beispielsweise
Glas- oder Kohlefasern zur Verstärkung des Kunststoffspritzteils 18.
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Eine
dritte Ausführungsform der Antriebseinheit 10 gemäß 4 unterscheidet
sich von der ersten und zweiten Ausführungsform gemäß den 2 und 3 lediglich
dadurch, daß das Sockelteil 46 nicht aus Kunststoff,
sondern aus einem anderen Material, beispielsweise Metall, hergestellt
ist. In diesem Fall wird das vorgefertigte Sockelteil 46 im
dritten Verfahrensschritt durch geeignete Befestigungsverfahren
wie z. B. Schweißen oder Crimpen am Zylinderrohr 12 angebracht.
Ferner ist bei dieser Ausführungsform die Druckkammer 36 nicht
nur im Bereich der Stirnwand 37 vorgesehen, sondern erstreckt
sich seitlich bis zum Zylinderrohr 12. Das Sockelteil 46 ist vom
Kolben 14 beabstandet.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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