DE102019123755A1

DE102019123755A1 - Pyrotechnische Zündpille sowie Verfahren zur Herstellung einer pyrotechnischen Zündpille

Info

Publication number: DE102019123755A1
Application number: DE102019123755.6A
Authority: DE
Inventors: Simon Betscher; Markus Moszynski
Original assignee: Auto Kabel Management GmbH
Current assignee: Auto Kabel Management GmbH
Priority date: 2019-09-05
Filing date: 2019-09-05
Publication date: 2021-03-11
Also published as: CN114341589A; EP3997412A1; KR102423717B1; CN114341589B; EP3997412B1; KR20220040502A; US11480415B2; US20220299298A1; WO2021043455A1; MX2022002246A

Abstract

Pyrotechnische Zündpille mit einem Gehäuse, einer in dem Gehäuse eingehausten Zündladung, zumindest zwei mit der Zündladung verbundenen Anschlusskontakten, wobei die Anschlusskontakte aus dem Gehäuse durch eine Glasdurchführung hindurch heraus geführt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlusskontakte im Bereich der Zündladung ein rundes Querschnittsprofil haben und dass die Anschlusskontakte außerhalb des Gehäuses ein eckiges Querschnittsprofil haben.

Description

Der Gegenstand betrifft eine pyrotechnische Zündpille sowie ein Verfahren zum Herstellen einer pyrotechnischen Zündpille.
Pyrotechnische Zündpillen an sich sind hinlänglich bekannt und vielfach im industriellen Einsatz. Insbesondere in automotiven Anwendungen, welche sicherheitskritisch sind, wird eine Auslösung von einem Gurtstraffer, einem Airbag, einem elektrischen Unterbrecher etc. häufig pyrotechnisch bewirkt. Eine Zündpille kann als Gasgenerator oder als Treibladung eingesetzt werden. Insbesondere zum Auftrennen von stromführenden, elektrischen Leitern ist eine ausreichend hohe Trennenergie notwendig, um eine sichere Trennung der Leiter im Crashfall zu gewährleisten. Durch den vielfachen Einsatz von pyrotechnischen Zündpillen hat sich ein Herstellverfahren etabliert, bei dem die Zündladung hermetisch abgesichert in einem Gehäuse angeordnet ist und eine Zündung über zwei Drahtkontakte, welche nach außen durch eine Glasdurchführung geführt sind, erfolgt. Die Zündkontakte sind dabei drahtförmig und rund.
Dies ist problematisch für den Einsatz der pyrotechnischen Zündpillen in neueren Anwendungen, wie beispielsweise in pyromechanischen Trennschaltern für die Elektrik von Automobilen. Für die Verkabelung von Automobilen sind Steckergeometrien bekannt und eingesetzt, die für eckige Anschlusspins ausgelegt sind. Diese sind somit inkompatibel zu den herkömmlichen pyrotechnischen Zündpillen.
Dem Gegenstand lag somit die Aufgabe zugrunde, eine pyrotechnische Zündpille für elektronische Steckergehäuse verfügbar zu machen.
Diese Aufgabe wird gegenständlich durch eine Zündpille nach Anspruch 1 sowie ein Verfahren nach Anspruch 13 gelöst.
Der Aufbau einer pyrotechnischen Zündpille ist hinlänglich bekannt. Eine Glaspille ist in einer Hülse/einem Ring eingefasst. Durch die Glaspille werden die Anschlusskontakte hindurch geführt. In einem Schmelzprozess wird die Glaspille aufgeschmolzen, so dass sich das Glas gasdicht an die Anschlusskontakt anschmiegt. An der Hülse/dem Ring wird ein Deckel angeschweißt und innerhalb des Deckels, verbunden mit den Anschlusskontakten, ist eine Zündladung. Die Glasdurchführung samt Deckel und Hülse/Ring bilden ein Gehäuse der Zündpille, welche die Zündladung hermetisch abgesichert einhaust. Eine hermetische Absicherung ist dabei insbesondere flüssigkeits- und/oder gasdicht.
Die Anschlusskontakte sind innerhalb des Gehäuses elektrisch mit der Zündladung verbunden, so dass die Zündladung über einen elektrischen Zündimpuls ausgelöst werden kann und explodiert. Durch die gas- und/oder feuchtigkeitsdichte Glasdurchführung wird sichergestellt, dass die Zündladung auch über eine sehr lange Lebensdauer nicht mit Feuchtigkeit in Kontakt kommt und somit stets einsatzbereit bleibt.
Um die Zündpille nun mit herkömmlichen Steckern für automotive Anwendungen verwenden zu können, wird vorgeschlagen, dass die Anschlusskontakte im Bereich der Zündladung ein rundes Querschnittsprofil haben und dass die Anschlusskontakte außerhalb des Gehäuses ein eckiges Querschnittsprofil haben. Eckig im nachfolgenden Sinne kann insbesondere derart verstanden werden, dass zumindest zwei Seitenkanten im Querschnittsprofil parallel zueinander verlaufen. Hierbei kann eine gewisse Ovalität im Übergang zu den benachbarten Seitenkanten vorhanden sein.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass die Anschlusskontakte aus runden Drähten gebildet sind und außerhalb des Gehäuses plastisch verformt sind. Durch die plastische Verformung, beispielsweise durch Pressen, kann das runde Querschnittsprofil zumindest entlang zweier Seitenkanten so umgeformt werden, dass es eckig wird.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass die Anschlusskontakte im Bereich der Glasdurchführung einen ersten Kontaktabstand zueinander haben und außerhalb des Gehäuses einen zweiten, gegenüber dem ersten größeren Kontaktabstand zueinander haben. Die Anschlusskontakte können somit gespreizt werden und einen größeren Abstand zueinander haben. Hierdurch können die Kontakte in Öffnungen eingesteckt werden, die in Anschlusssteckern vorgesehen sind.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass die Anschlusskontakte gerade und parallel zueinander in der Glasdurchführung verlaufen und außerhalb der Glasdurchführung in einem Mittenabschnitt winkelig zueinander und in einem Endabschnitt erneut gerade und parallel zueinander verlaufen. Außerhalb der Glasdurchführung und außerhalb des Gehäuses sind die Anschlusskontakte derart verformt, dass sie voneinander wegweisen. In ihren Endabschnitten können sie jedoch wieder so verformt sein, dass sie gerade und parallel zueinander verlaufen.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass die Anschlusskontakte durch zwei einander gegenüberliegende Glasdurchführungen geführt sind. An dem Gehäuse können am Deckel und am Boden jeweils eine Glasdurchführung angeordnet sein. Die Anschlusskontakte können jeweils durch eine der beiden Glasdurchführungen geführt sein.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass die Anschlusskontakte außerhalb der Glasdurchführung voneinander wegweisend gebogen sind. Wenn hier von außerhalb der Glasdurchführung die Rede ist, so ist damit stets der Bereich der Anschlusskontakte gemeint, der auf der der Zündladung abgewandten Seite der Glasdurchführung liegt.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass die Biegung in einem Abstand von zumindest dem Radius des Anschlusskontaktes zur Glasdurchführung beginnt. Während des Herstellens sind die Anschlusskontakte als Drähte innerhalb der Glasdurchführung parallel zueinander verlaufend angeordnet. Durch das Biegen darf keine mechanische Beanspruchung der Glasdurchführung erfolgen, da diese sonst zerbersten kann. Um eine Auswirkung des Biegens auf die Glasdurchführung zu verhindern oder zu minimieren, beginnt das Biegen der Anschlusskontakte erst in einem Abstand zu der Glasdurchführung. Dieser Abstand ist bevorzugt zumindest entsprechend dem Radius des Anschlusskontaktes. Dadurch können Biegemomente und/oder Biegespannungen ausreichend abgefangen werden und eine Verformung des Anschlusskontaktes innerhalb der Glasdurchführung kann vermieden sein.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass die Glasdurchführung eine Glaspille und einen Stützring aufweist. Im Herstellungsprozess wird die Glaspille aufgeschmolzen und das aufgeschmolzene Glas schmiegt sich an die Anschlusskontakte an. Ein Deckel des Gehäuses wird an dem Stützring stoffschlüssig angeordnet, insbesondere angeschweißt. Innerhalb des Deckels ist die Zündladung angeordnet. Die Anschlusskontakte sind über einen Zünddraht, der innerhalb der Zündladung verläuft, miteinander kurzgeschlossen. Ein elektrischer Zündimpuls fließt über den Zünddraht, der sich durch den Zündimpuls erhitzt und hierdurch die Zündladung zündet.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass an der der Zündladung gegenüberliegenden Seite der Glasdurchführung die Anschlusskontakte in einem Anschlussgehäuse geführt sind. Die Zündpille kann ein Gehäuse aufweisen, welches die Zündladung aufweist. Darüber hinaus kann ein weiteres Gehäuse vorgesehen sein, in welchem die Anschlusskontakte geführt sind und welches als Steckergesicht geformt. Das Steckergesicht passt zu einem konfektionierten Steckkontakt und kann in diesen eingesteckt werden. Innerhalb des Anschlussgehäuses können die Anschlusskontakte geführt und gebogen sein.
Das Anschlussgehäuse ist gemäß einem Ausführungsbeispiel aus einem Kunststoff, insbesondere spritzgegossen. Das Anschlussgehäuse ist an den Stützring angeformt.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass das eckige Querschnittsprofil durch zwei parallel zueinander verlaufende Längskanten und zwei einander gegenüberliegende Querkanten gebildet ist, wobei die Querkanten bogenförmig gebildet sind, insbesondere konvex-bogenförmig. In Querschnitt durch die Anschlusskontakte können diese in etwa oval sein mit zwei parallel zueinander verlaufenden Seitenkanten. Dies kann als eckig verstanden werden.
Ein weiterer Aspekt ist ein Verfahren zur Herstellung einer pyrotechnischen Zündpille. Hierbei wird zunächst ein Gehäuse mit einer eingehausten Zündpille mit zumindest zwei durch eine Glasdurchführung aus dem Gehäuse herausgeführten Anschlusskontakten bereitgestellt. Anschließend wird die Zündpille mechanisch fixiert und die Anschlusskontakte werden außerhalb des Gehäuses, auf der Seite der Glasdurchführung, welche der Zündladung gegenüberliegt, mechanisch verformt, derart, dass die Anschlusskontakte außerhalb des Gehäuses ein eckiges Querschnittsprofil haben.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird das eckige Querschnittsprofil durch Pressen erhalten.
Darüber hinaus können die Anschlusskontakte außerhalb des Gehäuses auseinander gebogen werden. Hierbei ist es beispielswiese möglich, die Anschlusskontakte zu fixieren und an ihren freien Enden auseinander zu biegen. Die Fixierung liegt dabei bevorzugt unmittelbar an der Glasdurchführung an und verhindert so, dass durch das Biegen eingeleitete Kräfte bis an die Glasdurchführung gelangen.
Nachfolgend wird der Gegenstand anhand einer Ausführungsbeispiele zeigenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

1a, b einen Längsschnitt durch eine pyrotechnische Zündpille gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
2a, b eine pyrotechnische Zündpille gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel;
3a, b Querschnitte durch Anschlusskontakte;
4 eine Ansicht einer pyrotechnischen Zündpille;
5 ein Ablauf eines gegenständlichen Verfahrens.

1a zeigt eine pyrotechnische Zündpille 2 in einer Seitenansicht. Die pyrotechnische Zündpille 2 hat ein Gehäuse 4 sowie ein Anschlussgehäuse 6. Aus dem Gehäuse 4 und dem Anschlussgehäuse 6 sind Anschlusskontakte 8 herausgeführt. In dem Gehäuse 4 ist eine pyrotechnische Zündladung eingehaust. Das Anschlussgehäuse 6 nimmt die aus dem Gehäuse 4 herausgeführten Anschlusskontakte 8 auf und führt diese nach außen, wie in der 1b näher dargestellt ist.
In der 1b ist das Gehäuse 4 in einem Schnitt dargestellt. Das Gehäuse 4 umfasst einen zweischichten Deckel gebildet aus einer äußeren Isolationsschicht 4a und einer inneren Metallschicht 4b. In dem Deckel 4a, 4b ist eine Zündladung 10, die auch aus einer Zündungsladung 10a und einer Treibladung 10b gebildet sein kann. Die metallische Schicht 4b des Deckels 4a, 4b ist mit einem Ring 12 umlaufend verschweißt. Der Ring 12 nimmt eine Glasdurchführung 14 auf. In der Glasdurchführung 14 sind zwei Anschlusskontakte 8 parallel zueinander verlaufend geführt.
Zur Herstellung des Gehäuses 4 samt Zündladung 10 wird zunächst ein Ring 12 mit einer Glaspille bestückt. Durch die Glaspille werden die Anschlusskontakte 8 durchgesteckt.
Das Glas der Glaspille wird aufgeschmolzen und schmiegt sich innerhalb des Rings 12 eng an die Anschlusskontakte 8 an, so dass eine gasdichte Verbindung entsteht. An der Innenseite des Gehäuses 4 werden die Anschlusskontakte 8 über einen Zünddraht elektrisch miteinander kurzgeschlossen. Der Zünddraht verläuft durch die Zündladung 10, insbesondere die Zündungsladung 10a.
Auf die Zündladung 10 wird der Deckel 4a, 4b aufgesetzt, insbesondere zunächst mit der Metallschicht 4b. Die Metallschicht 4b wird umlaufend mit dem Ring 12 verschweißt, beispielsweise laserverschweißt. Anschließend wird die Isolationsschicht 4a aufgesetzt und mit das Anschlussgehäuse 6 wird um den „nackten“ Anzünder umspritzt. Die Zündpille ist nun einsatzbereit. Durch den Deckel 4b und die Glasdurchführung 14 ist die Zündladung 10 hermetisch abgeschirmt und somit gas- und/oder feuchtigkeitsdicht gegenüber der Umgebung eingehaust.
Zur weiteren Verwendung wird an das Gehäuse 4 ein Anschlussgehäuse 6, beispielsweise mittels Spritzgießen, angeformt.
Zu erkennen ist in der 1b, dass die Anschlusskontakte 8 innerhalb der Glasdurchführung 14 parallel zueinander verlaufen. Auf der der Zündladung 10 gegenüberliegenden Seite der Glasdurchführung 14 sind die Anschlusskontakte 8 auseinander gebogen, verlaufen jedoch außerhalb des Anschlussgehäuses 6 wiederum parallel zueinander.
Die 2a, b zeigen im Wesentlichen dieselben Elemente, wobei das Anschlussgehäuse 6 gemäß der 2b mit einem O-Ring 6a versehen ist, um dieses gegebenenfalls feuchtigkeitsdicht in eine Buchse einstecken zu können.
Im Unterschied zu der 2a ist in der 2b die Biegung der Anschlusskontakte 8 unstetig, sodass die Anschlusskontakte 8 V-förmig eckig auseinanderlaufend sind.
Die Zündpille 2 wird bevor oder nachdem das Anschlussgehäuse 6 angespritzt wurde an den Anschlusskontakt 8 fixiert. Dabei können die Anschlusskontakte 8 unmittelbar oberhalb der Glasdurchführung 14 durch Greifer fixiert werden. Anschließend können Presswerkzeuge die Endbereiche der Anschlusskontakte 8, die im fertigen Produkt außerhalb des Anschlussgehäuses 6 liegen verpressen, so dass sich Querschnittsprofile wie in den 3a, b gezeigt, bilden.
3a zeigt das Querschnittsprofil der Anschlusskontakte 8 innerhalb der Glasdurchführung 14. Zu erkennen ist, dass die Anschlusskontakte 8 rund sind. Dies ergibt sich insbesondere durch die Verwendung von Anschlussdrähten für die Anschlusskontakte 8.
Durch das Verpressen werden die Anschlusskontakte 8 wie in der 3b gezeigt außerhalb des Anschlussgehäuses in ein eckiges Querschnittsprofil gebracht. Zu erkennen ist, dass jeweils zwei einander gegenüberliegenden Seitenkanten 8a parallel zueinander verlaufen. Die kurzen Kanten können auch parallel zueinander verlaufen, können jedoch auch konvex sein. In der 3b ist zu erkennen, dass die Anschlusskontakte 8 in ihrem Querschnittsprofil eine gewisse Ovalität aufweisen, was auch unter eckig im gegenständlichen Sinne zu verstehen ist.
4 zeigt die Zündpille 2 in einer Ansicht. Zu erkennen ist, dass die Anschlusskontakte 8 außerhalb des Anschlussgehäuses 6 als Flachteile gebildet sind. Dies erfolgt durch ein Verpressen der Anschlusskontakte 8 mit Hilfe von Presswerkzeugen.
5 zeigt den Ablauf eines gegenständlichen Verfahrens. Zunächst wird eine Zündpille 2 zur Verfügung gestellt (20). Anschließend (22) wird mit Greifarmen die Zündpille 2 fixiert, beispielsweise durch ein Fixieren der Anschlusskontakte 8 unmittelbar am Austritt aus der Glasdurchführung 14. Nachdem die Anschlusskontakte fixiert wurden, wird mit einem Presswerkzeug ein Endbereich der jeweiligen Anschlusskontakte 8 verpresst (24). Das Presswerkzeug kann seitliche Begrenzungsschieber aufweisen, so dass die Anschlusskontakte 8 eine definierte Breite nach dem Verpressen haben.
Nach Schritt 24 oder vor Schritt 24 kann in einem Schritt 26 ein Verbiegen der Anschlusskontakte 8 nach außen, wie in den 1b und 2b gezeigt ist, erfolgen.
Anschließend kann ein Anspritzen eines Anschlussgehäuses 6 in Schritt 28 erfolgen.
Bezugszeichenliste

2: Zündpille
4: Gehäuse
6: Anschlussgehäuse
8: Anschlusskontakte
10: Zündladung
12: Ring
14: Glasdurchführung
16: Zünddraht
20: Bereitstellen
22: Fixieren
24: Verpressen
26: Spreizen
28: Umspritzen

Claims

Pyrotechnische Zündpille mit - einem Gehäuse, - einer in dem Gehäuse eingehausten Zündladung, - zumindest zwei mit der Zündladung verbundenen Anschlusskontakten, - wobei die Anschlusskontakte aus dem Gehäuse durch zumindest eine Glasdurchführung hindurch heraus geführt sind, - dadurch gekennzeichnet, - dass die Anschlusskontakte im Bereich der Zündladung ein rundes Querschnittsprofil haben und dass die Anschlusskontakte außerhalb des Gehäuses ein eckiges Querschnittsprofil haben.
Pyrotechnische Zündpille nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, - dass die Anschlusskontakte aus runden Drähten gebildet sind und außerhalb des Gehäuses plastisch verformt sind.
Pyrotechnische Zündpille nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, - dass die Anschlusskontakte im Bereich der Glasdurchführung einen ersten Kontaktabstand haben und außerhalb des Gehäuses einen zweiten, gegenüber dem ersten größeren Kontaktabstand haben.
Pyrotechnische Zündpille nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, - dass die Anschlusskontakte in der Glasdurchführung gerade und parallel zueinander verlaufen und außerhalb der Glasdurchführung in einem Mittenabschnitt winklig zueinander verlaufen und in einem Endabschnitt parallel zueinander verlaufen.
Pyrotechnische Zündpille nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, - dass die Anschlusskontakte durch zwei einander gegenüberliegende Glasdurchführungen geführt sind.
Pyrotechnische Zündpille nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, - dass die Anschlusskontakte außerhalb der Glasdurchführung voneinander weg weisend gebogen sind.
Pyrotechnische Zündpille nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, - dass die Biegung in einem Abstand von zumindest dem Radius des Anschlusskontaktes zur Glasdurchführung beginnt.
Pyrotechnische Zündpille nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, - dass die Glasdurchführung eine Glaspille und einen Stützring aufweist, dass ein Deckel des Gehäuses an dem Stützring stoffschlüssig angeordnet ist und die Zündladung im Inneren des Deckels angeordnet ist.
Pyrotechnische Zündpille nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, - dass an der der Zündladung gegenüberliegenden Seite der Glasdurchführung die Anschlusskontakte in einem Anschlussgehäuse geführt sind.
Pyrotechnische Zündpille nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, - dass das Anschlussgehäuse aus einem Kunststoff, insbesondere spritzgegossen ist und/oder dass die Anschlusskontakte in dem Anschlussgehäuse gebogen sind.
Pyrotechnische Zündpille nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, - dass das Anschlussgehäuse an den Stützring und die Glasdurchführung angeformt ist.
Pyrotechnische Zündpille nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, - dass das eckige Querschnittsprofil durch zwei parallel zueinander verlaufende Längskanten und zwei einander gegenüberliegende Querkanten gebildet ist, wobei die Querkanten bogenförmig gebildet sind, insbesondere konvex bogenförmig..
Verfahren zur Herstellung einer pyrotechnischen Zündpille mit den Schritten - Bereitstellen einer in einem Gehäuse eingehausten Zündpille mit zumindest zwei durch eine Glasdurchführung aus dem Gehäuse heraus geführten Anschlusskontakten, - mechanisches Fixieren der Zündpille, - mechanisches Umformen der Anschlusskontakte außerhalb des Gehäuses derart, dass die Anschlusskontakte außerhalb des Gehäuses ein eckiges Querschnittsprofil erhalten.
Verfahren nach Anspruch 13, - dadurch gekennzeichnet, - dass durch Pressen umgeformt werden.
Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, - dadurch gekennzeichnet, - dass die Anschlusskontakte außerhalb des Gehäuses auseinander gebogen werden.