DE10335838A1

DE10335838A1 - Zündeinrichtung für einen Gasgenerator und Verfahren zu deren Herstellung

Info

Publication number: DE10335838A1
Application number: DE2003135838
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Tengler; Ernst Enzmann
Original assignee: TRW Airbag Systems GmbH
Current assignee: ZF Airbag Germany GmbH
Priority date: 2003-08-05
Filing date: 2003-08-05
Publication date: 2005-03-03

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Zündeinrichtung (10) für einen Gasgenerator zur Verwendung in einer Sicherheitseinrichtung für Fahrzeuge, mit einem Anzünderträger (14) und einem in dem Anzünderträger (14) aufgenommenen Anzünder (12) sowie einem dem Anzünder zugeordneten pyrotechnischen Satz (16) und einer am Anzünder angeordneten Frühzündladung (30), die dadurch gekennzeichnet ist, daß zwischen Anzünderträger (14) und Anzünder (12) ein Hohlraum (29) gebildet ist, in welchem die Frühzündladung (30) derart aufgenommen ist, daß im Falle einer Wärmeeinwirkung von außen die Frühzündladung (30) über den Anzünderträger (14) aktiviert wird und den pyrotechnischen Satz (16) zündet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Zündeinrichtung für einen Gasgenerator zur Verwendung in einer Sicherheitseinrichtung für Fahrzeuge, mit einem Anzünderträger und einem in dem Anzünderträger aufgenommenen Anzünder sowie einem dem Anzünder zugeordneten pyrotechnischen Satz und einer am Anzünder angeordneten Frühzündladung.

Derartige Zündeinrichtungen dienen insbesondere der Aktivierung von Gasgeneratoren für Fahrzeuginsassenrückhaltesystemen, wie zum Beispiel einem Airbag oder einer pneumatischen Kniefangeinrichtung. Gasgeneratoren von Fahrzeuginsassenrückhaltesystemen können bei Überschreiten einer bestimmten Umgebungstemperatur, zum Beispiel bei einem Fahrzeugbrand, unkontrolliert ausgelöst werden und damit auch Personen gefährden. Es muß deshalb mittels der Frühzündladung dafür gesorgt werden, daß die pyrotechnischen Ladungen des Gasgenerators in einem solchen Fall kontrolliert gezündet werden, damit eine Fragmentierung des Gasgenerators aufgrund einer Schwächung der Gehäusestruktur sicher verhindert wird. Die Selbstentzündungstemperatur von Frühzündladungen liegt üblicherweise in einem Temperaturbereich von etwa 170 °C bis 200 °C.

Aus der DE 199 14 241 A1 ist eine gattungsgemäße Zündeinrichtung bekannt, bei der ein Sockel und eine metallene Kappe eine Zündkammer bilden, in der sich eine pyrotechnische Ladung und ein Frühzündsatz befinden. Wärmeleitbahnen wie zum Beispiel metallene Stege oder Flügel sollen eine Verbindung von der Kappe zu anderen Metallteilen des Kraftfahrzeugs herstellen und damit einen guten Wärmeübergang zum Frühzündsatz ermöglichen. Gleichwohl tritt bei dieser Einrichtung eine unerwünschte Verzögerung der Wärmeleitung vom Gasgeneratorgehäuse zum Frühzündsatz auf. Außerdem sind zusätzliche Bauteile zur Sicherstellung der Wärmeleitung notwendig, die das Gewicht des Gasgenerators und die Fertigungskosten erhöhen.

Durch die vorliegende Erfindung soll eine verbesserte Zündeinrichtung für Gasgeneratoren geschaffen werden, mit der die Nachteile der aus dem Stand der Technik bekannten Einrichtungen vermieden werden kann.

Erfindungsgemäß wird hierzu eine Zündeinrichtung für einen Gasgenerator zur Verwendung in einer Sicherheitseinrichtung für Fahrzeuge bereitgestellt, die einen Anzünderträger und einen in dem Anzünderträger aufgenommenen Anzünder sowie einen dem Anzünder zugeordneten pyrotechnischen Satz und eine am Anzünder angeordnete Frühzündladung umfaßt. Die Zündeinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Anzünderträger und Anzünder ein Hohlraum gebildet ist, in welchem die Frühzündladung derart aufgenommen ist, daß im Falle einer Wärmeeinwirkung von außen die Frühzündladung über den Anzünderträger aktiviert wird und den pyrotechnischen Satz zündet.

Mit anderen Worten bedeutet dies, daß die Frühzündladung nun nicht mehr, wie im Stand der Technik, weit entfernt vom Anzünderträger bzw. dem Anzündersockel angeordnet und durch lange Wärmeleitelemente mit dem Gasgeneratorgehäuse verbunden ist, sondern direkt am Anzünderträger anliegt. Als Wärmeleitelement wird dabei der zur Befestigung des Anzündersockels am Gasgeneratorgehäuse ohnehin notwendige Anzünderträger benutzt. Damit wird eine schnelle Wärmeübertragung vom Gasgeneratorgehäuse zur Frühzündladung und damit eine frühe und sichere Selbstauslösung des Gasgenerators im Falle eines Fahrzeugbrandes erreicht. Aufgrund des Wegfalls zusätzlicher Bauteile kann der Gasgenerator außerdem kostengünstiger hergestellt werden.

Besonders bevorzugt ist, wenn der Anzünder einen Anzündersockel mit einem seitlich vorstehenden Mantelabschnitt aufweist, und der Anzünderträger den Mantelabschnitt unter Bildung des Hohlraums wenigstens teilweise übergreift. Damit wird zusätzlich zu den bisher beschriebenen Vorteilen erreicht, daß die Frühzündladung mittels des Anzünderträgers sicher am Anzündersockel fixiert wird. Hierzu kann der Anzünderträger insbesondere einen hülsenförmigen Abschnitt mit einem freien Ende aufweisen, der den Mantelabschnitt des Anzündersockels aufnimmt und mit seinem freien Ende übergreift. Auf diese Weise ist eine besonders einfache und kostengünstige Konstruktion des die Frühzündladung aufnehmenden Hohlraums nahe am Anzündersockel möglich.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der Hohlraum als offener Hohlraum ausgebildet, und der pyrotechnische Satz ist in unmittelbarem Kontakt mit der Frühzündladung angeordnet. Anders ausgedrückt heißt dies, daß der Anzünderträger nur einen Teil der Frühzündladung umgreift und diese fixiert, während ein weiterer Teil der Frühzündladung in unmittelbarem Kontakt mit dem pyrotechnischen Satz steht. Der pyrotechnische Satz kann eine Verstärkerladung, beispielsweise ein Gemisch aus Bor und Kaliumnitrat, oder ein üblicher Gasgeneratortreibstoff sein.

Alternativ dazu kann die Frühzündladung durch eine Abdeckung oder ein anderes Begrenzungsmittel von dem pyrotechnischen Satz getrennt sein. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Frühzündladung ein pulverförmiges oder flüssiges Medium ist und sichergestellt werden soll, daß bei den Montageschritten zur Herstellung der Zündeinrichtung, die dem Einbringen der Frühzündladung folgen, das Pulver oder die Flüssigkeit an dem vorgesehenen Ort im Hohlraum bleiben.

Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Zündeinrichtung, welches die folgenden Schritte umfaßt:

– der Anzünder wird in den Anzünderträger unter Bildung eines Hohlraums zwischen Anzünder und Anzünderträger eingesetzt;
– eine Frühzündladung wird so in den Hohlraum eingebracht, daß eine wärmeleitende Verbindung zwischen dem Anzünderträger und der Frühzündladung entsteht; und
– ein pyrotechnischer Satz wird in der Nähe des Anzünders und der Frühzündladung angeordnet.

Die Frühzündladung kann bei diesem Verfahren insbesondere als Flüssigkeit, Paste oder Pulver in den Hohlraum eingebracht werden. Das Einbringen der Frühzündladung erfolgt zweckmäßigerweise nach dem Einsetzen des Anzünders in den Anzünderträger. Es ist aber auch möglich, daß die Frühzündladung vor dem Einsetzen des Anzünders in den Anzünderträger auf den Anzünder beispielsweise in Form einer gut haftenden Paste aufgebracht und dann durch Umbördeln der Hülse auf dem Anzünderträger im Hohlraum fixiert wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist einfach und kostengünstig durchführbar. Die erfindungsgemäße Zündeinrichtung ist zudem als vormontierte Einheit einsetzbar und ermöglicht dadurch eine bessere Standardisierung der Gasgeneratorherstellung.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele sowie aus den beigefügten Zeichnungen. In diesen zeigen:
1 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Zündeinrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform; und
2 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Zündeinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform.
1 zeigt eine Zündeinrichtung 10 mit einem Anzünder 12, der in einem Anzünderträger 14 aufgenommen und über diesen mit dem Gehäuse eines Gasgenerators (hier nicht dargestellt) verbunden ist. Der Anzünder 12 ist einem hier schematisch dargestellten pyrotechnischen Satz 16 im Gasgenerator, beispielsweise einer Verstärkerladung oder einem Gasgeneratortreibstoff zugeordnet. Der Anzünder 12 weist weiter einen Sockel 18 mit einem seitlich vorstehenden Mantelabschnitt 19 auf, an dem zwei elektrische Kontaktstifte 20 befestigt sind. Der Sockel 18 sitzt im Bereich einer abgefasten Auflagefläche 22 paßgenau im Anzünderträger 14. Um eine sichere Abdichtung des Gasgenerators und dem darin enthaltenen pyrotechnischen Satz 16 gegenüber der Umgebung zu erreichen, ist weiter eine Ringdichtung 24 zwischen Anzünderträger 14 und Sockel 18 angeordnet. Über eine bekannte Halteeinrichtung 25 wird der Anzünder 12 im Anzünderträger 14 gehalten.
Der Anzünder 12 ist im Anzünderträger 14 in einer integral mit dem Anzünder 12 gebildeten Hülse 26 aufgenommen. Die Hülse 26 und der Anzünderträger 14 bestehen aus einem gut wärmeleitenden Material, wie Metall, vorzugsweise aus Aluminium, Stahl oder einer Kupferlegierung wie z.B. Messing. Das freie Ende 28 der Hülse 26 ist auf den Mantelabschnitt 19 des Sockels 18 unter Bildung eines Hohlraums 29 aufgebördelt. In den Hohlraum 29 ist eine Frühzündladung 30 eingebracht. Damit wird der Anzünder 12 einerseits im Anzünderträger 14 zusätzlich fixiert und andererseits sichergestellt, daß eine am Anzünderträger 14 auftretende Wärmeeinwirkung unmittelbar der Frühzündladung 30 zugeleitet werden kann. Die Frühzündladung 30 steht hier ferner in unmittelbarem Kontakt mit dem ersten pyrotechnischen Satz 16, so daß eine Aktivierung der Frühzündladung 30 direkt auf den pyrotechnischen Satz 16 übertragen werden kann.
Zur Herstellung der Zündeinrichtung 10 wird die Frühzündladung 30 nach dem Einsetzen des Anzünders 12 in den Anzünderträger 14 bzw. die Hülse 26 als Paste oder als Strang auf den Sockel 18 bzw. den Mantelabschnitt 19 aufgetragen. Alternativ dazu kann die Frühzündladung 30 bereits vor dem Einsetzen des Anzünders 12 in die Hülse 26 auf den Sockel 18 oder den Mantelabschnitt 19 aufgebracht werden. Danach wird das freie Ende 28 der Hülse 26 auf den Mantelabschnitt 19 gebördelt und die Frühzündladung 30 in dem so entstehenden Hohlraum 29 fixiert.
Die in 2 dargestellte zweite Ausführungsform der Zündeinrichtung 10 unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dadurch, daß das freie Ende 28 der Hülse 26 vor dem Einbringen der Frühzündladung 30 zuerst auf den Mantelabschnitt 19 unter Ausbildung des Hohlraums 29 aufgebördelt und anschließend die Frühzündladung 30 in den Hohlraum 29 zwischen dem Sockel 18 und dem freien Ende 28 der Hülse 26 eingebracht wird.
Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen kann ferner zwischen der Frühzündladung 30 und dem pyrotechnischen Satz 16 ein Begrenzungsmittel oder eine Abdeckung, zum Beispiel in Form einer dünnen Folie, eingebracht werden, um so während des Aufbaus des Gasgenerators vor dem Einbringen des pyrotechnischen Satzes 16 eine sichere Fixierung der Frühzündladung 30 am Sockel 18 sicherzustellen. Dies ist besonders dann zweckmäßig, wenn die Frühzündladung 30 als Pulver oder in flüssiger Form in den Hohlraum 29 eingebracht wird.
Wird der Gasgenerator, zum Beispiel im Fall eines Fahrzeugbrands, hohen Temperaturen ausgesetzt, so daß im Bereich des Gasgeneratorgehäuses Temperaturen von etwa 170 bis 200 °C vorliegen, so wird Wärme über das Gasgeneratorgehäuse bzw. den Anzünderträger 14 auf die Hülse 26 mit dem freien Ende 28 übertragen, und die Frühzündladung 30 aktiviert. Durch diese Aktivierung wird auch der angrenzende pyrotechnische Satz 16 gezündet und somit ein kontrollierter Abbrand erreicht, bevor eine Schwächung des Gasgeneratorgehäuses durch die hohen Umgebungstemperaturen eintreten kann.

Claims

Zündeinrichtung (10) für einen Gasgenerator zur Verwendung in einer Sicherheitseinrichtung für Fahrzeuge, mit einem Anzünderträger (14) und einem in dem Anzünderträger (14) aufgenommenen Anzünder (12) sowie einem dem Anzünder zugeordneten pyrotechnischen Satz (16) und einer am Anzünder angeordneten Frühzündladung (30), dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Anzünderträger (14) und Anzünder (12) ein Hohlraum (29) gebildet ist, in welchem die Frühzündladung (30) derart aufgenommen ist, daß im Falle einer Wärmeeinwirkung von außen die Frühzündladung (30) über den Anzünderträger (14) aktiviert wird und den pyrotechnischen Satz (16) zündet.
Zündeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anzünder (12) einen Anzündersockel (18) mit einem seitlich vorstehenden Mantelabschnitt (19) aufweist, und der Anzünderträger (14) den Mantelabschnitt (19) unter Bildung des Hohlraums (29) wenigstens teilweise übergreift.
Zündeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anzünderträger (14) einen hülsenförmigen Abschnitt (26) mit einem freien Ende (28) aufweist, der den Mantelabschnitt (19) des Anzündersockels (18) aufnimmt und mit seinem freien Ende (28) übergreift.
Zündeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (29) als offener Hohlraum ausgebildet ist, so daß die Frühzündladung (30) in unmittelbarem Kontakt mit dem pyrotechnischen Satz (16) ist.
Zündeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Frühzündladung (30) pulverförmig ist und durch eine Abdeckung von dem pyrotechnischen Satz (16) getrennt ist.
Zündeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der pyrotechnische Satz (16) eine Verstärkerladung ist.
Zündeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der pyrotechnische Satz (16) ein Gasgeneratortreibstoff ist.
Verfahren zur Herstellung einer Zündeinrichtung (10) gemäß Anspruch 1, welches die folgenden Schritte umfaßt: – der Anzünder (12) wird in den Anzünderträger (14) unter Bildung eines Hohlraums (29) zwischen Anzünder (12) und Anzünderträger (14) eingesetzt; – eine Frühzündladung wird so in den Hohlraum (29) eingebracht, daß eine wärmeleitende Verbindung zwischen dem Anzünderträger (14) und der Frühzündladung (30) entsteht; und – ein pyrotechnischer Satz (16) wird in der Nähe des Anzünders (12) und der Frühzündladung (30) angeordnet.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Frühzündmittel (30) als Flüssigkeit, Paste oder Pulver in den Hohlraum (29) eingebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Frühzündladung (30) vor dem Einsetzen des Anzünders (12) in den Anzünderträger (24) auf den Anzünder (12) aufgebracht wird.