DE102013020526A1

DE102013020526A1 - Polkörper für einen pyrotechnischen anzünder eines gasgenerators, anzünder, gasgenerator und gassackmodul mit einem derartigen polkörper

Info

Publication number: DE102013020526A1
Application number: DE102013020526.3A
Authority: DE
Inventors: Uta Isenmann; Desiree Koller; Anja Esau
Original assignee: TRW Airbag Systems GmbH
Current assignee: ZF Airbag Germany GmbH
Priority date: 2013-12-11
Filing date: 2013-12-11
Publication date: 2015-06-11
Also published as: CN104713425B; US20150171541A1; US9455519B2; CN104713425A

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Polkörper (11) als vorgefertigte Unterbaugruppe für einen pyrotechnischen Anzünder (10), insbesondere für einen Gasgenerator mit zwei elektrisch leitfähigen Kontaktstiften (14), die in ein Spritzgussteil (13) eingebettet sind, wobei ein Fixierteil (20) zur Verankerung des Polkörpers (11) im Gasgenerator in das Spritzgussteil (13) eingebettet ist, wobei sich die Kontaktstifte (14) durch eine Durchgangsöffnung (21) des Fixierteils (20) erstrecken, und wobei im oder am Fixierteil (20) ein oder mehrere Dichtmittel (32) ausgebildet oder angeordnet sind. Ferner betrifft die Erfindung einen Anzünder, einen Gasgenerator und ein Gassackmodul mit einem derartigen Polkörper.

Description

Die Erfindung betrifft einen Polkörper für einen pyrotechnischen Anzünder, insbesondere für einen Gasgenerator gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung einen Anzünder, einen Gasgenerator und ein Gassackmodul mit einem derartigen Polkörper. Ein Polkörper der eingangs genannten Art ist beispielsweise aus WO 2007/003802 A2 bekannt.
Als Polkörper wird im Zusammenhang mit Gasgeneratoren eine Unterbaugruppe eines pyrotechnischen Anzünders bezeichnet. Der Polkörper umfasst zwei elektrisch leitfähige Kontaktstifte, die in ein Spritzgussteil eingebettet sind. Die Kontaktstifte ragen zumindest einseitig aus dem Spritzgussteil vor und bilden so einen Steckkontakt zur Verbindung mit einer Auslösesteuerung.
WO 2007/003802 A2 zeigt einen derartigen Polkörper als Teil eines pyrotechnischen Anzünders. Neben dem Polkörper umfasst der pyrotechnische Anzünder einen Brückendraht, der die beiden Kontaktstifte elektrisch miteinander verbindet. Der Brückendraht erstreckt sich dabei durch ein pyrotechnisches Zündmaterial, das von einer Kappe umschlossen ist. Die Kappe dichtet mit dem Polkörper ab, wobei in einem Freiraum zwischen der Kappe und dem Polkörper das pyrotechnische Zündmaterial angeordnet ist.
Derartige Anzünder werden üblicherweise in Gasgeneratoren eingesetzt und daher mit einem Gehäuse des Gasgenerators verbunden.
Bei der Verbindung von vorgefertigten Anzündern, wie beispielsweise dem Anzünder gemäß WO 2007/003802 A2 , mit einem Gehäuse eines Gasgenerators ist grundsätzlich darauf zu achten, dass ein Eindringen von Feuchtigkeit in den Gasgenerator vermieden wird. Daher stellen sich besonders hohe Dichtigkeitsanforderungen an die Verbindung zwischen Anzünder und Gasgeneratorgehäuse. Üblicherweise wird dies durch zusätzliche Dichtungselemente erreicht, so dass bekannte Anzünder eine relativ hohe Anzahl an Bauteilen aufweisen. Dies führt zu hohen Herstellungskosten, insbesondere auch durch die zusätzlich erforderlichen Prozessschritte bei der Montage des bekannten Anzünders bzw. Polkörpers. Zudem stellen sich an die meist als O-Ring ausgebildeten Dichtungselemente hohe Anforderungen an die Fertigungstoleranzen, wodurch der Herstellungsaufwand weiter erhöht wird.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Polkörper für einen pyrotechnischen Anzünder eines Gasgenerators anzugeben, der einen konstruktiv einfachen Aufbau aufweist und bei einer Montage in einem Gehäuse eines Gasgenerators eine gute Abdichtung gewährleistet. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, einen Anzünder, einen Gasgenerator und ein Gassackmodul mit einem derartigen Polkörper anzugeben.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe im Hinblick auf den Polkörper durch den Gegenstand des Anspruchs 1, im Hinblick auf den Anzünder durch den Gegenstand des Anspruchs 9, im Hinblick auf den Gasgenerator durch den Gegenstand des Anspruchs 11 und im Hinblick auf das Gassackmodul durch den Gegenstand des Anspruchs 13 gelöst.
So beruht die Erfindung auf dem Gedanken, einen Polkörper als vorgefertigte Unterbaugruppe für einen pyrotechnischen Anzünder eines Gasgenerators mit zwei elektrisch leitfähigen Kontaktstiften anzugeben, die in ein Spritzgussteil eingebettet sind. Ferner ist ein Fixierteil zur Verankerung des Polkörpers im Gasgenerator in das Spritzgussteil eingebettet. Dabei erstrecken sich die Kontaktstifte durch eine Durchgangsöffnung des Fixierteils. Im oder am Fixierteil sind erfindungsgemäß ein oder mehrere Dichtmittel ausgebildet oder angeordnet.
Als Polkörper wird im Sinne der vorliegenden Anmeldung eine einzelne Unterbaugruppe eines pyrotechnischen Anzünders verstanden, wobei alle Bauteile fest verbunden sind. Insbesondere können die Bauteile durch Umspritzen mit dem Spritzgussteil, das durch das Umspritzen ausgebildet wird, miteinander fest verbunden sein. Die Unterbaugruppe bzw. der Polkörper ist also nicht zerstörungsfrei zerlegbar. Konkret kann der Polkörper aus zwei elektrisch leitfähigen Kontaktstiften, dem Fixierteil, dem Spritzgussteil und ein oder mehreren Dichtmitteln bestehen.
Die Dichtmittel können insbesondere direkt am Polkörper ausgebildet sein. Auf diese Weise werden zusätzliche Abdichtungselemente für einen Anzünder eines Gasgenerators vermieden. Der erfindungsgemäße Polkörper weist daher einen besonders einfachen Aufbau auf, so dass die Herstellungskosten für den Polkörper niedrig sind. Indem das Dichtmittel direkt am oder im Fixierteil ausgebildet ist, wird bei einem fertig aufgebauten Gasgenerator eine sichere Abdichtung des Innenbereichs des Gasgenerators gegenüber einem Außenbereich des Gasgenerators erreicht, ohne auf eine exakte Positionierung eines separaten Abdichtungselements achten zu müssen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Polkörpers weist das Spritzgussteil einen Kunststoff, insbesondere Polyphenylensulfid (PPS), Polyphthalamid (PPA), welche Faserverstärkungen aufweisen können, und/oder einen strahlenvernetzten Kunststoff, auf oder besteht daraus. Die Kontaktstifte und das Fixierteil können also in einen Kunststoff eingebettet bzw. von einem Kunststoff umspritzt sein, der das Spritzgussteil bildet. Das Spritzgussteil kann die äußere Form bzw. Kontur des Polkörpers maßgeblich prägen.
Das Fixierteil weist vorzugsweise ein Metall auf oder besteht daraus. Das Fixierteil dient dazu, den Polkörper mit einem Gehäuse eines Gasgenerators fest zu verbinden. Um die bei der Zündung einer pyrotechnischen Ladung auftretenden Kräfte gut aufnehmen zu können, ist eine feste und stabile Verbindung zwischen dem Polkörper und dem Gehäuse des Gasgenerators zweckmäßig. Durch die Verwendung eines Metalls als Material für das Fixierteil ist sichergestellt, dass der Polkörper gut im Gehäuse des Gasgenerators gehalten wird. Insbesondere können besonders stabile Verbindungstechniken zwischen dem Fixierteil und dem Gehäuse des Gasgenerators eingesetzt werden, beispielsweise Schweiß- und/oder Crimpverbindungen.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Polkörpers weist das Fixierteil einen größeren Querschnittsdurchmesser als das Spritzgussteil auf. Damit wird einerseits ermöglicht, den Polkörper formschlüssig in einem Gehäuse eines Gasgenerators zu fixieren. Beispielsweise kann das Fixierteil durch eine Crimpung des Gehäuses des Gasgenerators umschlossen sein. Ferner wird durch die unterschiedlichen Querschnittsdurchmesser zwischen Spritzgussteil und Fixierteil erreicht, dass zwischen dem Spritzgussteil und dem Gehäuse des Generators im Einbauzustand ein Abstand besteht, der eine wärmeisolierende Funktion erfüllt. Insbesondere wird vermieden, dass das Spritzgussteil aufgrund der Erwärmung des Gasgeneratorgehäuses verformt wird.
Im Allgemeinen können unterschiedliche Dichtmittel eingesetzt werden, um den Polkörper im Einbauzustand gegenüber einem Gehäuse eines Gasgenerators abzudichten. Die Dichtmittel dienen im Allgemeinen dazu, einen Leckageweg zwischen den Kunststoffteilen und den Metallteilen des Gasgenerators zu unterbinden. Insbesondere soll mit Hilfe des Dichtmittels erreicht werden, dass die Verbindung zwischen dem Spritzgussteil und dem Fixierteil abgedichtet, also ein Leckageweg vom Inneren des Gasgenerators nach außen unterbunden, wird.
Grundsätzlich können ein oder mehrere Dichtmittel vorgesehen sein. Wenigstens eines der Dichtmittel kann als zusätzliches Dichtelement, insbesondere als Dichtfolie, Schrumpfschlauch und/oder viskoses Dichtmaterial, am Fixierteil ausgebildet sein. Das zusätzliche Dichtelement kann fest mit dem Fixierteil verbunden sein. Konkret kann das zusätzliche Dichtelement durch Kleben und/oder Vulkanisieren mit dem Fixierteil verbunden sein. In einer bevorzugten Variante weist das Dichtelement einen O-Ring auf, der in einer Klemmnut des Fixierteils angeordnet ist. Der O-Ring ist dabei vorzugsweise klemmend in der Klemmnut fixiert, so dass ein unbeabsichtigtes Lösen des O-Rings vermieden wird.
Alternativ oder zusätzlich kann wenigstens ein Dichtmittel durch eine geometrische Gestaltung des Fixierteils im Fixierteil ausgebildet sein. Insbesondere kann das Dichtmittel durch wenigstens eine Ausnehmung, wenigstens einen Hinterschnitt und/oder wenigstens eine Rille im Fixierteil ausgebildet sein. Mit anderen Worten kann das Dichtmittel durch das Fixierteil selbst gebildet sein, das dafür entsprechend geformt ist, insbesondere eine Strukturierung aufweist. Die Ausbildung wenigstens eines Dichtmittels im Fixierteil selbst vereinfacht die Herstellung des Polkörpers und reduziert die Anzahl der Bauteile.
Das Fixierteil kann vorzugsweise als Scheibe oder Ring ausgebildet sein. So kann das Fixierteil an einem Außenumfang kreisförmig geformt sein. Dies vereinfacht die Verbindung des Fixierteils mit einem kreisförmigen Gasgeneratorgehäuse, beispielsweise einem Gasgeneratorrohr.
Das Dichtmittel ist vorzugsweise in oder an wenigstens einer Stirnfläche des Fixierteils ausgebildet oder angeordnet. Die Stirnflächen des Fixierteils sind leicht zugänglich und ermöglichen so eine einfache Anordnung des Dichtmittels. Ferner bieten die Stirnflächen des Fixierteils eine ausreichende Fläche, so dass eine geometrische Gestaltung des Fixierteils im Bereich der Stirnflächen besonders einfach herstellbar ist.
Das Dichtmittel kann sich ferner durch die Durchgangsöffnung des Fixierteils erstrecken. Damit wird die Abdichtung zwischen dem Spritzgussteil und dem Fixierteil weiter verbessert.
Der erfindungsgemäße Polkörper bildet vorzugsweise eine Unterbaugruppe eines Anzünders für einen Gasgenerator. Ein derartiger Anzünder wird im Rahmen eines nebengeordneten Aspekts der vorliegenden Anmeldung offenbart und beansprucht. Konkret wird ein Anzünder für einen Gasgenerator mit einem zuvor beschriebenen Polkörper offenbart und beansprucht.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Anzünders sind die Kontaktstifte an einem Axialende des Polkörpers durch einen Brückendraht verbunden. Der Brückendraht kann sich durch und/oder angrenzend an ein pyrotechnisches Zündmaterial erstrecken. Vorzugsweise ist das pyrotechnische Zündmaterial durch eine Kappe umschlossen, die fest mit dem Axialende des Polkörpers verbunden ist. Im Allgemeinen kann der Anzünder aus dem Polkörper und einer weiteren Unterbaugruppe, insbesondere einem Zündkörper bestehen. Der Polkörper ist durch die Kontaktstifte, das Spritzgussteil und das Fixierteil sowie das Dichtmittel gebildet. Der Zündkörper besteht hingegen aus der Kappe, dem Zündmaterial und dem Brückendraht.
Ein weiterer nebengeordneter Aspekt der Erfindung betrifft einen Gasgenerator mit einem zuvor beschriebenen Polkörper und/oder Anzünder. Bei dem erfindungsgemäßen Gasgenerator kann insbesondere vorgesehen sein, dass das Fixierteil zur Verankerung des Polkörpers und/oder Anzünders im Gasgenerator mit einem Gehäuse des Gasgenerators stoffschlüssig und/oder formschlüssig verbunden ist. Die stoffschlüssige Verbindung erfolgt vorzugsweise durch Schweißen. Die formschlüssige Verbindung kann insbesondere durch Crimpen und/oder Rollieren erfolgen.
In einer bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Gasgenerators bildet das Fixierteil einen Abstandshalter, so dass das Spritzgussteil vom Gehäuse des Gasgenerators beabstandet angeordnet ist. So werden ungünstige temperaturbedingte Verformungen des aus Kunststoff gefertigten Spritzgussteils beim beispielsweise Auslösen des Gasgenerators oder bei sonstigen ungewollten Temperaturerhöhungen des Gasgeneratorgehäuses vermieden.
Schließlich wird im Rahmen der vorliegenden Anmeldung ein Gassackmodul mit einem zuvor beschriebenen Gasgenerator und/oder Anzünder und/oder Polkörper offenbart und beansprucht. Im Allgemeinen kann das Gassackmodul zusätzlich einen Gassack, insbesondere einen Airbag, aufweisen, der mit dem Gasgenerator derart gekoppelt ist, dass das Auslösen des Gasgenerators zu einem Aufblähen des Gassacks führt.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten, schematischen Figuren näher erläutert. Darin zeigen:
1a: eine Längsschnittansicht durch einen erfindungsgemäßen Polkörper, der mit einem Fixierteil ausgebildet ist;
1b: eine Längsschnittansicht durch einen erfindungsgemäßen Anzünder, der einen mit einem Fixierteil ausgebildeten Polkörper aufweist;
2: eine Querschnittsansicht eines Fixierteils eines erfindungsgemäßen Polkörpers nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel mit einem Dichtmittel, das als Rille im Fixierteil ausgebildet ist;
3: eine Querschnittsansicht eines Fixierteils eines erfindungsgemäßen Polkörpers nach einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel, wobei das Dichtmittel als O-Ring ausgebildet ist;
4: eine Querschnittsansicht eines Fixierteils eines erfindungsgemäßen Polkörpers nach einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel, wobei das Dichtmittel durch eine Rille und einen Ringfortsatz im Fixierteil ausgebildet ist;
5: eine Querschnittsansicht eines Fixierteils eines erfindungsgemäßen Polkörpers nach einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel, wobei im Fixierteil Hinterschnitte als Dichtmittel ausgebildet sind;
6: eine Querschnittsansicht eines Fixierteils des erfindungsgemäßen Polkörpers nach einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel, wobei das Dichtmittel als zusätzliches Dichtelement ausgebildet ist;
7: eine Querschnittsansicht eines Fixierteils des erfindungsgemäßen Polkörpers nach einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel, wobei das Dichtmittel als Dichtring ausgebildet ist;
8: eine Längsschnittansicht durch einen erfindungsgemäßen Anzünder nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel im montierten Zustand innerhalb eines Gehäuses eines Gasgenerators, wobei das Gehäuse mit dem Fixierteil durch eine radiale Schweißnaht verbunden ist;
9: den Anzünder gemäß 8 im Gehäuse des Gasgenerators, wobei die Verbindung zwischen Gehäuse und Fixierteil als axiale Schweißnaht ausgebildet ist;
10: eine Längsschnittansicht durch einen erfindungsgemäßen Anzünder innerhalb eines Gehäuses eines Gasgenerators, wobei die Verbindung zwischen Gehäuse und Fixierteil durch eine radiale Schweißnaht erfolgt und das Fixierteil als Ring mit einem zylinderförmigen Abschnitt ausgebildet ist;
11: eine Querschnittsansicht durch den Anzünder gemäß 8, wobei die Verbindung zwischen dem Anzünder und dem Gehäuse des Gasgenerators durch eine Crimpung erfolgt; und
12: eine Querschnittsansicht eines erfindungsgemäßen Polkörpers nach einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel, wobei das Dichtmittel als viskoses Dichtmaterial ausgebildet ist.
1a zeigt den allgemeinen Aufbau eines erfindungsgemäßen Polkörpers 11 als eine für sich separate Unterbaugruppe für einen erfindungsgemäßen Anzünder. Der Polkörper 11 umfasst zwei Kontaktstifte 14, die sich durch eine Durchgangsöffnung 21 eines Fixierteils 20 erstrecken. Das Fixierteil 20 kann als Scheibe 22 ausgebildet sein, die mittig die zentrale Durchgangsöffnung 21 aufweist. Das Fixierteil 20 ist aus Metall gebildet. Die Kontaktstifte 14 weisen ein elektrisch leitfähiges Material auf, insbesondere ein Metall. Wie in 1a gut erkennbar ist, umfassen die Kontaktstifte 14 eine Riffelung 15.
Die Kontaktstifte 14 und das Fixierteil 20 sind in ein Spritzgussteil 13 eingebettet. Konkret können die Kontaktstifte 14 und das Fixierteil 20 kunststoffumspritzt sein, wobei durch das Kunststoffumspritzen das Spritzgussteil 13 gebildet ist. Durch die Riffelung 15 an den Kontaktstiften 14 wird eine gute und fluiddichte Verbindung zwischen den Kontaktstiften 14 und dem Spritzgussteil 13 erreicht. Das Spritzgussteil 13 bildet an einem Axialende eine Steckerbuchse, in die die Kontaktstifte 14 hineinragen. Mittels der Steckerbuchse können die Kontaktstifte 14 mit einer Zündsteuerung elektrisch verbunden werden.
Der Polkörper 11 gemäß 1a weist ferner ein Dichtmittel 32 auf, das aus Gründen der Übersichtlichkeit in 1a nicht dargestellt ist. Das Dichtmittel 32 ist vorzugsweise am oder im Fixierteil 20 ausgebildet und kann unterschiedlich gestaltet sein. In den weiter unten näher beschriebenen 2–7 sind bevorzugte Ausgestaltungen des Fixierteils 20 mit Dichtmittel 32 beispielhaft gezeigt.
1b zeigt den allgemeinen Aufbau eines erfindungsgemäßen Anzünders 10 mit dem in 1a dargestellten, erfindungsgemäßen Polkörper 11. Der Anzünder 10 weist insbesondere zwei separate Unterbaugruppen auf, wobei eine erste Unterbaugruppe durch den Polkörper 11 und eine zweite Unterbaugruppe durch einen Zündkörper 12 gebildet ist. Der Polkörper 11 kann, wie oben beschrieben, konkret als eine vorgefertigte Unterbaugruppe ausgeführt sein, auf welcher anschließend der Zündkörper 12 aufgebaut wird.
Der Polkörper 11 des Anzünders 10 der 1b ist gleich aufgebaut, wie weiter oben bezüglich 1a beschrieben. Hier ist dann zusätzlich an einem zweiten axialen Ende des Polkörpers 11 der Zündkörper 12 aufgebaut. Der Zündkörper 12 umfasst einen Brückendraht 16, der die Kontaktstifte 14 elektrisch miteinander verbindet bzw. überbrückt. Der Brückendraht 16 durchläuft ein erstes Zündmaterial 17 bzw. kontaktiert das erste Zündmaterial 17, an welches er direkt angrenzt. Oberhalb des ersten Zündmaterials 17, direkt angrenzend, ist ein zweites Zündmaterial 18 angeordnet. Die Zündmaterialien 17, 18 füllen eine Kappe 19 aus, die sich über das zweite Axialende des Polkörpers 11 stülpt und mit dem Polkörper 11 am zweiten Axialende fest verbunden ist. Im Unterschied zu dem Polkörper 11 ist der Zündkörper 12 vorzugsweise nicht vorgefertigt, sondern wird bei der Herstellung über dem Polkörper 11 aufgebaut. Dazu wird zunächst der Brückendraht 16 zwischen den Kontaktstiften 14 angeordnet, vorzugsweise an deren Stirnseiten verschweißt, und anschließend das Zündmaterial 17, 18 aufgebaut und dieses schließlich mit der Kappe 19 abgeschlossen. Verfahrenstechnisch ist es auch möglich, nach Anordnen bzw. Verschweißen des Brückendrahts 16 das Zündmaterial 17, 18 in die Kappe 19 zu füllen, dort zu verpressen, und danach die so mit Zündmaterial 17, 18 vorbefüllte Kappe 19 mit dem Polkörper 11, insbesondere mittels Ultraschallschweißung, zu verbinden.
Auch hier weist der Polkörper 11 des Anzünders 10 gemäß 1b ebenfalls ein Dichtmittel 32 auf, das aus Gründen der Übersichtlichkeit in 1b nicht dargestellt ist. Wie weiter oben beschrieben, ist das Dichtmittel 32 vorzugsweise am oder im Fixierteil 20 ausgebildet und kann unterschiedlich gestaltet sein. In den nachfolgend näher beschriebenen 2–7 sind bevorzugte Ausgestaltungen des Fixierteils 20 mit Dichtmittel 32 beispielhaft gezeigt.
Grundsätzlich sind unterschiedliche Möglichkeiten zur Abdichtung des Polkörpers 11 denkbar. Einerseits kann ein zusätzliches Dichtelement 33 als Dichtmittel 32 auf bzw. an dem Fixierteil 20 angeordnet sein. Derartige zusätzliche Dichtelemente 32 sind beispielsweise Dichtfolien 47, Schrumpfschläuche und/oder flüssige bzw. viskose Dichtmaterialien 36. Mögliche Gestaltungsvarianten des Fixierteils 20 mit einem zusätzlichen Dichtelement 33 sind in den 2, 3, 6 und 7 gezeigt. Die darin dargestellten zusätzlichen Dichtelemente 33 werden vorzugsweise vor dem Umspritzen des Fixierteils 20 mit dem Spritzgussteil 13 am Fixierteil 20 angeordnet bzw. befestigt.
Ferner kann vorgesehen sein, ein zusätzliches Dichtelement 33, insbesondere in Form eines viskosen Dichtmaterials 36, nach dem Spritzgießen des Spritzgussteils 13 am Fixierteil 20 anzubringen. Eine derartige Variante ist in 12 dargestellt.
Schließlich kann das Dichtmittel 32 auch durch eine geometrische Gestaltung des Fixierteils 20 gebildet sein. So kann das Fixierteil 20 beispielsweise Hinterschnitte 31 und/oder Rillen 24 aufweisen. Varianten des Fixierteils 20, das geometrisch derart gestaltet ist, dass ein Dichtmittel 32 in dem Fixierteil 20 ausgebildet ist, sind in den 4 und 5 dargestellt.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 2 ist das Dichtmittel 32 als Dichtfolie 47 am Fixierteil 20 ausgebildet. Das Fixierteil 20 besteht insbesondere aus einer metallischen Scheibe 22, die eine Durchgangsöffnung 21 aufweist. Ferner umfasst die Scheibe 22 eine Stirnfläche 23, in der eine Rille 24 angeordnet ist. Die Rille 24 erstreckt sich kreisförmig um die Durchgangsöffnung 21. Die Rille 24 und die Durchgangsöffnung 21 können insbesondere konzentrisch angeordnet sein. In der Rille 24 ist das Dichtmittel 32 angeordnet. Das Dichtmittel 32 ist bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 2 als Dichtfolie 47 ausgebildet, die in die Rille 24 eingeklebt ist. Alternativ kann die Rille 24 auch zur Aufnahme eines viskosen Dichtmaterials 36 eingesetzt werden.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 3 ist das Fixierteil 20 ebenfalls als Scheibe 22 ausgebildet, die zusätzlich einen Ringfortsatz 25 aufweist. Der Ringfortsatz 25 weist einen Außendurchmesser auf, der kleiner als der Außendurchmesser der Scheibe 22 ist. Entlang des Außendurchmessers des Ringfortsatzes 25 ist eine Auswölbung 27 ausgebildet, die im Übergangsbereich zwischen Ringfortsatz 25 und Scheibe 22 in eine Klemmnut 26 übergeht. Die Klemmnut 26 kann insbesondere eine Ausrundung des Übergangsbereichs zwischen Scheibe 22 und Ringfortsatz 25 bilden. In der Klemmnut 26 ist ein Dichtmittel 32 angeordnet. Das Dichtmittel 32 ist bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 3 als O-Ring 39 ausgebildet, der in der Klemmnut 26 fixiert ist. Die Auswölbung 27 verhindert, dass sich der O-Ring 39 löst und von dem Ringfortsatz 25 abgleitet. Anstelle eines O-Rings 39 kann auch ein Schrumpfschlauch als Dichtmittel 32 eingesetzt werden. In 3 ist außerdem erkennbar, dass das Fixierteil 20 eine Durchgangsöffnung 21 aufweist, wobei die Durchgangsöffnung 21 im Bereich der Scheibe 22 einen kleineren Querschnittsdurchmesser als im Bereich des Ringfortsatzes 25 aufweist.
4 zeigt eine weitere bevorzugte Variante eines Fixierteils 20, wobei das Fixierteil 20 ebenfalls als Scheibe 22 ausgebildet ist. Zentral durch die Scheibe 22 erstreckt sich eine Durchgangsöffnung 21. Ferner weist das Fixierteil 20 zu beiden Seiten der Scheibe 22 jeweils einen Ringfortsatz 25 auf. Dabei ist der Querschnittsdurchmesser der Durchgangsöffnung 21 in den Ringfortsätzen 25 jeweils größer als in der Scheibe 22 bzw. im Scheibenabschnitt des Fixierteils 20. Konkret weist die Durchgangsöffnung 21 eine konische Verjüngung 30 auf, die zwischen der Scheibe 22 und einem unteren Ringfortsatz 25 angeordnet ist.
In den Stirnflächen 23 der Scheibe 22 ist jeweils eine ringförmige Rille 24 ausgebildet. Die ringförmige Rille 24 weist jeweils eine Bodenfläche 28 auf, die sich schräg zwischen zwei Seitenflächen 29 erstreckt. Dabei ist die Bodenfläche 28 der Rillen 24 jeweils zur Längsachse bzw. Rotationsachse des Fixierteils 20 geneigt. Mit anderen Worten ist die Rille 24 im Bereich einer inneren Seitenfläche 29 tiefer als im Bereich einer äußeren Seitenfläche 29.
In einer oberen Stirnfläche 23 ist die Rille 24 auf einem Außenumfang durch den Ringfortsatz 25 begrenzt. Mit anderen Worten geht eine radial äußere Seitenfläche 29 der Rille 24 fluchtend in den Ringfortsatz 25 bzw. die Durchgangsöffnung 21 des Ringfortsatzes 25 über. Die Rille 24 auf der Unterseite der Scheibe 22 weist also eine radial innere Seitenfläche 29 auf, die fluchtend in den Ringfortsatz 25, insbesondere einen Außenumfang des Ringfortsatzes 25 übergeht.
Insgesamt bilden die Rillen 24 am Fixierteil 20 Hinterschnitte bzw. Materialaufnahmen, so dass beim Umspritzen des Fixierteils 20 mit dem Spritzgussteil 13 das Kunststoffmaterial des Spritzgussteils 13 in die Rillen 24 eindringt. Auf diese Weise wird die Verbindung zwischen Spritzgussteil 13 und Fixierteil 20 entlang einer so gebildeten vergrößerten Verbindungsstrecke/-fläche fluiddicht abgeschlossen.
5 zeigt eine weitere Variante des Fixierteils 20, das geometrisch derart gestaltet ist, dass in dem Fixierteil 20 ein Dichtmittel 32 ausgebildet ist. Das Dichtmittel 32 ist insbesondere durch Hinterschnitte 31 gebildet, die sich an den Stirnflächen 23 des Fixierteils 20 befinden. Konkret ist das Fixierteil 20 als Scheibe 22 mit zwei Stirnflächen 23 ausgebildet, wobei sich zentral durch die Scheibe 22 eine Durchgangsöffnung 21 erstreckt. Die Stirnflächen 23 weisen Hinterschnitte 31 auf, wobei vorzugsweise mehrere Hinterschnitte 31 auf unterschiedlichen Radien entlang der Stirnfläche 23 angeordnet sind. Die Hinterschnitte 31 können als ringförmige Rillen 24 ausgebildet sein. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Hinterschnitte 31 als Ausnehmungen geformt, die sich beabstandet zueinander um die Durchgangsöffnung 21 herum auf der Stirnfläche 23 erstrecken. Die Hinterschnitte 31 ermöglichen eine gute fluiddichte Abdichtung zwischen Fixierteil 20 und Spritzgussteil 13, da beim Umspritzen des Fixierteils 20 das Kunststoffmaterial des Spritzgussteils 13 in die Hinterschnitte 31 fließt. Die Abdichtung erfolgt also im Wesentlichen durch Schwindungsprozesse beim Spritzgießen des Spritzgussteils 13.
Die 6 und 7 zeigen jeweils Ausführungsbeispiele eines Fixierteils 20, das mit einem zusätzlichen Dichtelement 33 als Dichtmittel 32 ausgestattet ist. Das Fixierteil 20 ist in beiden Varianten als Scheibe 22 ausgebildet, die eine zentrale Durchgangsöffnung 21 und zwei Stirnflächen 23 aufweist. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 6 ist das zusätzliche Dichtelement 33 durch einen Dichtring 34 gebildet, der sich zumindest abschnittsweise durch die Durchgangsöffnung 21 erstreckt und zwei Dichtflansche 35 aufweist, die sich ringförmig über die Stirnflächen 23 erstrecken. Der Dichtring 34 gemäß 6 weist also eine kreiszylinderförmige Innenkontur auf, und durchgreift die Durchgangsöffnung 21 zumindest abschnittsweise. Wie im Schnitt der 6 dargestellt grenzt der Dichtring 34 in seiner axialen Erstreckung nicht ganzflächig an die Durchgangsöffnung 21 an, sondern weist zumindest eine sich axial erstreckende Unterbrechung auf, durch welche Kunststoffmaterial bei einem nachgelagerten Spritzgießen des Spritzgussteils 13 fließen kann. Der Dichtring 34 kann mehrerer solcher Unterbrechungsstellen aufweisen, welche also beim Spritzgießen Kanäle für einen Durchfluss des Kunststoffmaterials ausbilden, derart, dass das Kunststoffmaterial an diesen Stellen direkt an der Scheibe 22 im Bereich der Durchgangsöffnung 21 anhaften kann.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 7 ist das zusätzliche Dichtelement 33 ebenfalls als Dichtring 34 ausgebildet, wobei der Dichtring 34 eine scheibenartige Form aufweist. Der Dichtring 34 ist auf einer Stirnfläche 23 der Scheibe 22 angeordnet und weist eine Dichtringöffnung auf, die größer als die Durchgangsöffnung 21 der Scheibe 22 ist. Vorzugsweise sind der Dichtring 34 und die Scheibe 22 konzentrisch zueinander angeordnet. Im Allgemeinen kann der Dichtring 34 durch ein viskoses Dichtmaterial 36 gebildet sein.
Das Dichtmaterial 36 wird dem Ausführungsbeispiel gemäß 6 beidseitig auf die Scheibe 22 aufgebracht. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 7 wird das Dichtmaterial 36 einseitig auf die Scheibe 22 aufgebracht.
Die 8–11 zeigen verschiedene Varianten zur Verbindung des Anzünders 10 bzw. des Polkörpers 11 mit einem Gehäuse 40 eines Gasgenerators. Das Gehäuse 40 ist vorzugsweise rohrförmig geformt und aus einem Metall gebildet. Die Verbindung zwischen dem Anzünder 10 bzw. dem Polkörper 11 und dem Gehäuse 40 erfolgt grundsätzlich mit Hilfe des Fixierteils 20, das ebenfalls aus einem Metall gebildet ist. So kann der Anzünder 10 bzw. der Polkörper 11 beispielsweise mittels einer Schweißverbindung zwischen Gehäuse 40 und Fixierteil 20 in den Gasgenerator eingebunden werden. Die 8 und 9 zeigen bevorzugte Varianten für die Schweißverbindung zwischen Fixierteil 20 und Gehäuse 40. So kann das Fixierteil 20 durch eine radiale Schweißnaht 42 mit dem Gehäuse 40 fixiert sein (8). Alternativ oder zusätzlich kann eine axiale Schweißnaht 42 vorgesehen sein, die für die stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Fixierteil 20 und dem Gehäuse 40 sorgt (9).
Eine weitere Variante zur Verbindung eines Anzünders 10 bzw. des Polkörpers 11 mit einem Gehäuse 40 des Gasgenerators ist in 10 dargestellt. Dabei kommt ebenfalls eine radiale Schweißnaht 42 zur Verbindung des Fixierteils 20 mit dem Gehäuse 40 zum Einsatz. Im Unterschied zu den Ausführungsbeispielen gemäß 8 und 9 ist das Fixierteil 20 des Polkörpers 11 gemäß 10 ringförmig gestaltet bzw. bildet einen Ring 44 mit einem zylinderförmigen Abschnitt 45 und einem scheibenförmigen Abschlussflansch 46. Das Gehäuse 40 stülpt sich daher nicht vollständig über den Anzünder 10 bzw. Polkörper, sondern liegt auf dem scheibenförmigen Abschlussflansch 46 des Fixierteils 20 auf und ist mit dem scheibenförmigen Abschlussflansch 46 durch eine radiale Schweißnaht 42 fest verbunden.
Grundsätzlich kann die Schweißverbindung zwischen Fixierteil 20 und Gehäuse 40 durch radiales Schweißen, axiales Schweißen oder eine Reibschweißung erfolgen.
11 zeigt eine Variante, bei der der Anzünder 10 bzw. der Polkörper 11 durch eine Crimpung 43 mit dem Gehäuse 40 verbunden ist. Das Gehäuse 40 ist rohrförmig ausgebildet, wobei der Anzünder 10 vollständig innerhalb des Gehäuses 40 angeordnet ist. Die Crimpung 43 ist zu beiden Stirnflächen 23 des Fixierteils 20 ausgebildet, so dass das Fixierteil 20 zwischen der Crimpung 43, die insbesondere als Doppelcrimpung ausgeführt ist, formschlüssig fixiert ist.
Aus den 8–11 werden die Wirkungen der vorliegenden Erfindung deutlich erkennbar. Das Gehäuse 40 enthält in einer Treibstoffkammer 41 einen nicht dargestellten Treibstoff, der durch Auslösen des Anzünders 10 zu entzünden ist. Der Treibstoff, vorzugsweise in Form von gepressten Tabletten oder Ringen verbleibt oft mehrere Jahre im Gehäuse 40, ohne dass der Anzünder 10 ausgelöst wird. Dennoch ist sicherzustellen, dass ein Auslösen des Anzünders 10 zu einer wirksamen bzw. funktionsgemäßen Treibstoffentzündung führt. Daher ist es notwendig, den Treibstoff in der Treibstoffkammer 41 vor Feuchtigkeit gegenüber dem Außenbereich des Gasgenerators zu schützen. Der Abdichtung zwischen Anzünder 10 bzw. dem Polkörper 11 und dem Gehäuse 40 kommt daher eine hohe Bedeutung zu. Dabei sind auch Feuchtigkeitspfade durch den Anzünder 10 bzw. den Polkörper 11 selbst zu beachten. Besonders beachtenswerte Schnittstellen sind dabei die Übergänge zwischen unterschiedlichen Materialien, insbesondere zwischen den Kontaktstiften 24 und dem Spritzgussteil 13 bzw. dem Fixierteil 20 und dem Spritzgussteil 13. Die Riffelung 15 an den Kontaktstiften 14 ermöglicht beispielsweise die Vermeidung eines Feuchtigkeitspfads entlang der Kontaktstifte 14. Im Bereich des Fixierteils 20 ist erfindungsgemäß ein Dichtmittel 32 vorgesehen, das sicherstellt, dass ein Feuchtigkeitspfad zwischen Fixierteil 20 und Spritzgussteil 13 unterbunden wird. Somit verbessert die Erfindung die Dichtigkeit eines Polkörpers und damit auch die eines Gasgenerators, in den der Polkörper verbaut ist, bei geringem konstruktivem Aufwand.
Eine weitere, alternative Möglichkeit zur Abdichtung des Polkörpers 11 ist in 12 gezeigt. Dabei kommt als Dichtmittel 32 ein Dichtmaterial 36 zum Einsatz, das nach der Bildung des Spritzgussteils 13 am Fixierteil 20 angebracht wird. Konkret weist der Polkörper 11, der in 12 dargestellt ist, ein Fixierteil 20 mit einer Durchgangsöffnung 21 auf, durch die sich die Kontaktstifte 14 mit einer Riffelung 15 erstrecken. Das Fixierteil 20 und die Kontaktstifte 14 sind in das Spritzgussteil 13 eingebettet, wobei bei der Herstellung zunächst das Fixierteil 20 positioniert, anschließend die Kontaktstifte 14 bezüglich des Fixierteils 20 ausgerichtet und schließlich das Fixierteil 20 und die Kontaktstifte 14 kunststoffumspritzt werden, um das Spritzgussteil 13 zu bilden. Dabei werden im Spritzgussteil 13 Einfüllöffnung 37 und ein Ringspalt 38 ausgebildet. Der Ringspalt 38 erstreckt sich ringförmig um das Spritzgussteil 13 und ist oberhalb des Fixierteils 20 angeordnet. Der Ringspalt 38 ist vorzugsweise zum Außenumfang des Spritzgussteils 13 offen. Senkrecht zum Ringspalt 38 sind zwei oder mehrere Einfüllöffnungen 37 vorgesehen, die zu einer Ringfläche 48 des Spritzgussteils 13 geöffnet sind. Über die Einfüllöffnungen 37 wird nach der Bildung des Spritzgussteils 13 ein viskoses Dichtmaterial 36 in den Ringspalt 38 eingebracht, vorzugsweise eingepresst. Das Dichtmaterial 36 füllt den Ringspalt 38 vollständig aus und ist unmittelbar am Fixierteil 20, insbesondere an der Stirnfläche 23 des Fixierteils 20 angeordnet. Das Fixierteil 20 ist als Scheibe 22 ausgebildet.
Bezugszeichenliste

10: Anzünder
11: Polkörper
12: Zündkörper
13: Spritzgussteil
14: Kontaktstift
15: Riffelung
16: Brückendraht
17: erstes Zündmaterial
18: zweites Zündmaterial
19: Kappe
20: Fixierteil
21: Durchgangsöffnung
22: Scheibe
23: Stirnfläche
24: Rille
25: Ringfortsatz
26: Klemmnut
27: Auswölbung
28: Bodenfläche
29: Seitenfläche
30: konische Verjüngung
31: Hinterschnitt
32: Dichtmittel
33: Dichtelement
34: Dichtring
35: Dichtflansch
36: Dichtmaterial
37: Einfüllöffnung
38: Ringspalt
39: O-Ring
40: Gehäuse
41: Treibstoffkammer
42: Schweißnaht
43: Crimpung
44: Ring
45: zylinderförmiger Abschnitt
46: scheibenförmiger Abschlussflansch
47: Dichtfolie
48: Ringfläche

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2007/003802 A2 [0001, 0003, 0005]

Claims

Polkörper (11) als vorgefertigte Unterbaugruppe für einen pyrotechnischen Anzünder (10), insbesondere für einen Gasgenerator mit zwei elektrisch leitfähigen Kontaktstiften (14), die in ein Spritzgussteil (13) eingebettet sind, dadurch gekennzeichnet, dass ein Fixierteil (20) zur Verankerung des Polkörpers (11) im Gasgenerator in das Spritzgussteil (13) eingebettet ist, wobei sich die Kontaktstifte (14) durch eine Durchgangsöffnung (21) des Fixierteils (20) erstrecken, und wobei im oder am Fixierteil (20) ein oder mehrere Dichtmittel (32) ausgebildet oder angeordnet sind.
Polkörper (11) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Spritzgussteil (13) einen Kunststoff, insbesondere Polyphenylensulfid (PPS), Polyphthalamid (PPA) und/oder einen strahlenvernetzten Kunststoff, aufweist oder daraus besteht.
Polkörper (11) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Fixierteil (20) ein Metall aufweist oder daraus besteht, und/oder, dass das Fixierteil (20) einen größeren Querschnittsdurchmesser als das Spritzgussteil (13) aufweist, wobei vorzugsweise das Fixierteil (20) als Scheibe (22) oder Ring (44) ausgebildet ist.
Polkörper (11) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Dichtmittel (32) als zusätzliches Dichtelement (33), insbesondere als Dichtfolie (47), Schrumpfschlauch und/oder oder viskoses Dichtmaterial (36), am Fixierteil (20) ausgebildet ist.
Polkörper (11) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das zusätzliche Dichtelement (33), insbesondere durch Kleben und/oder Vulkanisieren, fest mit dem Fixierteil (20) verbunden ist.
Polkörper (11) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das zusätzliche Dichtelement (33) einen O-Ring (39) aufweist, der in einer Klemmnut (26) des Fixierteils (20) angeordnet ist.
Polkörper (11) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Dichtmittel (32) durch eine geometrische Gestaltung des Fixierteils (20), insbesondere durch wenigstens eine Ausnehmung, wenigstens einen Hinterschnitt (31) und/oder wenigstens eine Rille (24), im Fixierteil (20) ausgebildet ist.
Polkörper (11) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtmittel (32) in oder an wenigstens einer Stirnfläche (23) des Fixierteils (20) ausgebildet oder angeordnet ist und sich insbesondere durch die Durchgangsöffnung (21) des Fixierteils (20) erstreckt.
Anzünder (10) für einen Gasgenerator mit einem Polkörper (11) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Anzünder (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktstifte (14) an einem Axialende des Polkörpers (11) durch einen Brückendraht (16) verbunden sind, der sich durch und/oder angrenzend an ein pyrotechnisches Zündmaterial (17, 18) erstreckt, wobei das pyrotechnische Zündmaterial (17, 18) durch eine Kappe (19) umschlossen ist, die fest mit dem Axialende des Polkörpers (11) verbunden ist.
Gasgenerator mit einem Polkörper (11) und/oder einem Anzünder (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Gasgenerator nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Fixierteil (20) zur Verankerung des Polkörpers (11) und/oder Anzünders (10) im Gasgenerator mit einem Gehäuse (40) des Gasgenerators stoffschlüssig, insbesondere durch Schweißen, und/oder formschlüssig, insbesondere durch Crimpen, verbunden ist, wobei insbesondere das Fixierteil (20) einen Abstandshalter bildet derart, dass das Spritzgussteil (13) vom Gehäuse (40) des Gasgenerators beabstandet angeordnet ist.
Gassackmodul mit einem Gasgenerator und/oder einem Anzünder (10) und/oder einem Polkörper (11) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.