DE10241363A1 - Pyrotechnisches Zündsystem - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein pyrotechnisches Zündsystem, insbesondere für Insassenschutzsysteme, umfassend eine Zündbrücke 5 und ein Zündmaterial, das aus einer Primärladung 6 und einer Sekundärladung 7 besteht, wobei die Primärladung 6 zumindest teilsweise in Kontakt mit der Zündbrücke 5 steht. Dabei ist vorgesehen, daß die Zündbrücke 5 aus einem Halbleiter-Material besteht und die Primär- 6 und Sekundärladung 7 handhabungssichere, alterungsbeständige und nicht-hydroskopische Explosivstoffe sind.

Description

• Die Erfindung betrifft ein pyrotechnisches Zündsystem, das in elektrischen Anzündsystemen zur Zündung von pyrotechnischem Material verwendet wird.
• In der Automobilindustrie werden derartige Zündsysteme in Insassenschutzsystemen eingesetzt. Die Zündsysteme sollen unter bestimmten Umständen einen Gasgenerator zünden, um beispielsweise einen Airbag oder einen Gurtstrafter im Insassenschutzsystem des Fahrzeugs auszulösen.
• Weitere Anwendungsgebiete pyrotechnischer Zündsysteme sind pyrotechnische Systeme im Bergbau und im Militärwesen.
• Der prinzipielle Aufbau eines solchen Zündsystems wird nachfolgend erläutert. Aus WO 99/02937 ist ein Zündsystem bekannt, das ein Zündelement, einen Schaltungsträger und ein Gehäuse aufweist, das aus einem ersten Gehäuseelement und einem zweiten Gehäuseelement besteht. Das erste Gehäuseelement weist eine zylindrische Metallhülse und eine darüber geschobene Kunststoffkappe („Zündkappe") auf. Das zweite Gehäuseelement ist ein Pinhalter, der Anschlusspins zur Verbindung des Zündelementes mit dem Zündbus hält. Die Kunststoffkappe ist mit dem Pinhalter beispielsweise durch Kunststoffschweißen verbunden.
• Die Metallhülse ist zylindrisch, wobei ihre dem Pinhalter abgewandte Stirnseite geschlossen und ihre dem Pinhalter zugewandte Bodenseite offen ist. Das Zündelement weist eine Zündbrücke auf, die nahe der Stirnseite der Metallhülse derart fixiert ist, dass zwischen der Zündbrücke und der Stirnseite der Metallhülse ein Hohlraum vorhanden ist. In diesem Hohlraum ist das Zündmaterial, bestehend aus einer Primärladung und einer Sekundärladung, des Zündele mentes angeordnet. Die Zündbrücke ist einerseits mit den Zündpins verbunden und steht andererseits in unmittelbarem Kontakt mit der Primärladung.
• Der Schaltungsträger wertet die über den Zündbus übermittelten Befehle aus und bewirkt ein Aufheizen der Zündbrücke beim Erkennen eines Zündbefehls. Die Zündbrücke ist mit dem Zündmaterial thermisch gekoppelt und verursacht bei seiner Aufheizung eine Entzündung der Primärladung, die wiederum die Sekundärladung zündet.
• Um eine sichere Zündung zu gewährleisten, ist es wesentlich, daß die zur Zündung der Primärladung erforderliche Aktivierungsenergie von der Zündbrücke auch bereitgestellt werden kann. Aus diesem Grunde müssen Zündbrücke und Zündmaterialien, insbesondere die Primärladung, sorgfältig aufeinander abgestimmt werden. Die Verwendung von Primärladungen, die eine hohe Aktivierungsenergie erfordern, in pyrotechnischen Zündsystemen war aus diesem Grunde bisher nicht möglich. Da jedoch viele Explosivstoffe, die einen hohen Energieumsatz bieten, gleichzeitig eine hohe Aktivierungsenergie erfordern, konnten diese nicht in pyrotechnischen Zündsystemen als Primärladung verwendet werden.
• Aufgabe der Erfindung ist es demgemäß, die Nachteile nach dem Stand der Technik zu beseitigen. Es soll insbesondere ein pyrotechnisches Zündsystem angegeben werden, das die Verwendung bisher nicht einsetzbarer Explosivstoffe ermöglicht.
• Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1, 5 und 6 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen ergeben sich aus den Merkmalen der Ansprüche 2 und 3.
• Nach Maßgabe der Erfindung ist ein pyrotechnisches Zündsystem vorgesehen, das eine Zündbrücke und ein Zündmaterial umfasst, das aus einer Primärladung und einer Sekundärladung besteht, wobei die Primärladung zumindest teilweise in Kontakt mit der Zündbrücke steht und wobei
• (a) die Zündbrücke aus einem Halbleiter-Material besteht und
• (b) die Primär- und Sekundärladung nicht-hygroskopische Explosivstoffe sind.
• Vorzugsweise ist das Halbleiter-Material polykristallines Silizium, das bei der Zündung ein Siliziumplasma bildet und dabei eine hohe Aktivierungsenergie an die Primärladung abgibt.
• Der nicht-hygroskopische Explosivstoff, der die Primärladung bildet, ist vorzugsweise AZM7 ist. AZM7 ist ein Explosivstoff, der einerseits eine hohe Aktivierungsenergie erfordert, jedoch andererseits bei ausreichend guter Zündung einen hervorragenden Energieumsatz bietet. Wird eine Zündbrücke aus polykristallinem Silizium eingesetzt, kann das bei der Zündung entstehende Siliziumplasma eine Aktivierung ohne weiteres ermöglichen. Überdies ist AZM7 handhabungssicher, ungiftig und alterungsbeständig, da es keine organische Verbindung ist. AZM7 ist ein Gemisch, das aus BKNO₃ und Stabilisatoren besteht.
• Die Sekundärladung kann aus demselben Explosivstoff bestehen, wie die Primärladung. Alternativ können jedoch andere Explosivstoffe mit gleichen oder ähnlichen Eigenschaften, die nicht-hygroskopisch sind, verwendet werden, wie beispielsweise Composite PVAC.
• Bei Verwendung einer Zündbrücke aus polykristallinem Silizium („Poly-Silizium") und von AZM7 als Primärladung wird ein pyrotechnisches Zündsystem mit hervorragenden Gebrauchseigenschaften erhalten, das gemeinsam mit einer nicht-hygroskopischen Sekundärladung eine kostengünstige Fertigungstechnologie ermöglicht.
• Das Zündsystem ist damit unempfindlich gegenüber Klimaeinflüssen und die kostenintensive Dichteprüfung ( Helium-Leck-Test ) kann entfallen.
• Die Erfindung wird anschließend anhand einer Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt
• 1 schematische Schnittdarstellungen eines erfindungsgemäßen pyrotechnischen Zündsystems.
• Nach 1 besteht das Zündsystem 1 aus einem ersten Gehäuseelement 2, das als Kappe (die sogenannte „Zündkappe") ausgebildet ist, und einem zweiten Gehäuseelement 3, in das Anschlusspins 4 eingebettet sind. Das Gehäuseelement 2 und das Gehäuseelement 3 sind formschlüssig oder stoffschlüssig miteinander verbunden und bilden den Gehäuseinnenraum. Die Anschlusspins 4 befinden sich in Kontakt mit einer Zündbrücke 5 aus polykristallinem Silizium, die wiederum in Kontakt mit der Primärladung 6 steht, über dem die Sekundärladung 7 steht.
• Aufgrund der Verwendung von nicht-hygroskopischen pyrotechnischen Komponenten in dem Gehäuseinnenraum muss das Gehäuse des pyrotechnischen Zündsystems das Eindringen von Feuchtigkeit nicht vollständig ausschließen. Vielmehr kann die Feuchte im Innenraum des Zündsystems durchaus der Luftfeuchte der Umgebung entsprechen.
• Das so erhaltene Zündsystem ist sicher handhabbar und zudem auf vergleichsweise einfache Art zu fertigen, da das verwendete Zündmaterial, insbesondere die Primär- und Sekundärladung nicht durch Trocknen vorbehandelt werden müssen und kostenintensive Dichteprüfungen ( Helium-Leck-Test ) können entfallen.

1

pyrotechnisches Zündsystem

2

erstes Gehäuseelement

3

zweites Gehäuseelement

4

Anschlusspin

5

Zündbrücke

6

Primärladung

7

Sekundärladung

Claims (6)

1. Pyrotechnisches Zündsystem, insbesondere für Insassenschutzsysteme, umfassend eine Zündbrücke (5) und ein Zündmaterial, das aus einer Primärladung (6) und einer Sekundärladung (7) besteht, wobei die Primärladung (6) zumindest teilweise in Kontakt mit der Zündbrücke (5) steht, dadurch gekennzeichnet, daß (a) die Zündbrücke (5) aus einem Halbleiter-Material besteht und (b) die Primär- (6) und Sekundärladung (7) nicht-hygroskopische Explosivstoffe sind.
2. Pyrotechnisches Zündsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündbrücke (5) aus polykristallinem Silizium gebildet ist.
3. Pyrotechnisches Zündsystem nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der nicht-hygroskopische Explosivstoff, der die Primärladung (6) bildet, AZM7 ist.
4. Verwendung von AZM7 als Primärladung in einem pyrotechnischen Zündsystem.
5. Verwendung von AZM7 als Primärladung in einem pyrotechnischen Zündsystem, das eine Zündbrücke (5) aufweist, die aus einem Halbleiter-Material gebildet ist.
6. Verwendung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Halbleiter-Material polykristallines Silizium ist.