DE4120538C2 - Zünder für Airbags - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Zünder/Detonator der sich in einem Airbag-System für Kraftfahrzeuge verwenden läßt.

Zünder (a/k/a Detonatoren) dienen dazu, eine Explosivladung zum Detonie­ ren zu bringen. Diese Zünder bestehen aus einer primären explosiven Kom­ ponente, die ausgelöst wird durch Reibung oder Stoß, einer zwi­ schengeschalteten explosiven Zusammensetzung, die ihrerseits durch die Zünder-Zusammensetzung ausgelöst wird und einer Basisladung eines sekun­ dären Explosivmittels wie RDX oder HMX zur Erzielung der erwünschten endgültigen Explosion. Diese Zünder werden normalerweise mit Verstärkerladungen und einem Treibmittel gekop­ pelt, so daß eine explodierbare Zündkette gebildet wird.

Einer der bekannten Zünder/Detonatoren mit niedriger Eingangsenergie ist ein Detonator der häufig verwendet wird bei Kriegsmaterialsy­ stemen, die gegen Personen und gegen Fahrzeuge gerichtet sind. Dieser Detonator ist wie folgt zusammengesetzt:

• a) Eine primäre explosive Zusammensetzung, die basisches Bleisty­ phnat, dextriniertes Bleiazid Antimonsulfid, Bariumnitrat und Tetrazen enthält,
• b) eine explosive Zwischenladung aus Bleiazid und
• c) RDX als sekundären Spreng­ stoff.

Der genannte Detonator wird durch einen Reibungsvorgang ausge­ löst und hat eine Empfindlichkeit von 0,058 kgcm bei 99,99% Zuverlässigkeit und 95% Vertrauenskoeffizient. Während bei diesem Detonatorsystem basisches Bleistyphnat und dextriniertes Bleiazid als die hauptsächlichen primären Sprengstoffe dienen, dient Bariumnitrat als Lieferant von Sauerstoff an das System, und das Antimonsulfid dient als Brennstoff und mechanischer Sensibilisierer wegen seines hohen Schmelz­ punktes. Aber Tetrazen spielt eine einzigartige und wichtige Rolle. Es ist ein chemischer Sensibilisator mit Eigenschaften, die dieses System bei einer Eingangsempfindlichkeit oder Energie unterhalb von 0,07 kgcm wirksam werden lassen.

Zünder/Detonator-Systeme werden vielfach angewendet. Meist in Waffensy­ stemen, beim Abreißen von Gebäuden und beim Ausheben oder Ausschachten. Derartige Zünder werden außerdem in nicht so offensichtlicher Weise bei Airbag-Systemen für Kraftfahrzeuge verwendet. Explosivladungen sind für diese Systeme in einzigartiger Weise geeignet, da die Explosionen schlagartig ein großes Volumen von Gas erzeugen, das den Airbag füllt. Es ist absolut notwendig, daß der Airbag schlagartig gefüllt wird, da die Zeit bei einem Autounfall (Zusammenstoß) und dem Anschlagen des In­ sassen gegen Windschutzscheibe oder Armaturenbrett nur einen Bruchteil einer Sekunde beträgt.

Eine typische Explosivladung für ein Airbag-System enthält einen Zün­ der/Detonator (unten diskutiert), eine Treibladung, die aus Bor- und Ka­ liumnitrat besteht und einem Treibmittel, das Natriumazid enthält, wie es in der US-PS 39 47 300 beschrieben ist.

Da die Funktion des Zünders/Detonators darin liegt, die Explosionsre­ aktion auszulösen, muß der Zünder Mittel zum Zünden der Kette haben. Diese Mittel sind als Sensibilisator bekannt, der chemischer oder mecha­ nischer Art sein kann. Wie oben erwähnt, ist einer der besten chemischen Sensibilisatoren Tetrazen wegen seiner ausgezeichneten Ein­ gangsempfindlichkeiten.

Wird der obengenannte Zünder detoniert, so sendet er Stoßwellen aus, die einer­ seits die Zwischenladung zünden, andererseits die Kapsel zertrümmern, die die Zwischenladung enthält, was eine unzuverlässige Zündung der Treibladung zur Folge hat. Daher wäre ein Zünder/Detonator wünschens­ wert, der zum Zünden eines Airbag-Systems verwendet werden kann aber keine Stoßwellen zum Zünden des Systems erzeugt.

In der DE-OS 34 22 433 A1 ist ein Zündmittel für einen Detonator oder eine Flammstrahlkapsel genannt. Bei diesem Zündmittel für einen Detonator oder eine Flammstrahlkapsel sind ein elektrisches oder flammempfindliches Zündelement und ein Zündsatz für eine weitere Ladung vorgesehen. Zur Einstellung einer gewünschten Zündverzögerung der weiteren Ladung enthält der Zündsatz eine Beimischung einer energieverbrauchenden, kühlenden, gasreich zerfallenden Komponente.

Ein weiterer Zündverzögerungsdetonator ist in der DE-AS 26 33 168 beschrieben. Dieser Verzögerungsdetonator kleiner Abmessungen, der bevorzugt für kleinkalibrige Geschoßzünder eingesetzt wird und aus einem oder mehreren Sätzen von Bleiazid und Nitropenta oder Oktogen allein oder in Mischung zusammengesetzt ist und mittels eines Friktionssatzes zündbar ist, ist dadurch gekennzeichnet, daß zur angestrebten Verlangsamung der Reaktionszeit der Friktionssatz als Verzögerungssatz ausgebildet ist und aus einer Mischung von basischem Bleitrizinat, neutralem Bleitrizinat, Friktionsmitteln wie Antimonsulfid und Calziumsilizid sowie Tetracen und aus einer energieverbrauchenden, kühlenden, gasreich zerfallenden Komponente besteht.

Durch die vorliegende Erfindung soll ein Zünder geschaffen werden, der einen mechanischen Sensibilisierer verwendet. Der Sensibilisierer soll eine hohe Empfindlichkeit gegenüber Reibung oder Schlag von niedriger Energie haben, das heißt eine Empfindlichkeit von 0,07 kgcm oder weniger. Ferner soll ein Zünder/Detonator geschaffen werden, der beim Zündvorgang keine Stoßwellen abgibt.

Nach der vorliegenden Erfindung ist die Zündladung aus zwei Komponenten zusammengesetzt, die als das primäre Ende und das Abgabeende bezeichnet werden. Das primäre Ende ist eine Zündmischung NOL 130 und enthält ba­ sisches Bleistyphnat, Bariumnitrat, Antimonsulfid, Bleiazid und Tetrazen. Das Abgabeende ist eine modifizierte Zündmischung NOL 60, die basisches Bleistyphnat, Bariumnitrat und Antimonsulfid enthält. Wird dem Zünder ein Stoß erteilt, so pflanzt sich der Zündvorgang durch das Primärende in das Abgabeende fort. Wird diese Zweikomponentenlösung an­ gewandt, so wird die Zwischenladung durch eine heiße Flamme gezündet, die vom Zünder stammende Trümmerteilchen enthält. Vom Zünder gehen keine Stoßwellen aus.

Die einzige Figur der Zeichnung zeigt schematisch einen Zünder/Deto­ nator nach der Erfindung.

Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform

Das Primärende ist ein Zündgemisch von 15 mg ± 0,5 mg NOL 130.

Komponente
Zusammensetzung in %
Basisches Bleistyphnat|40 ± 2%
Bariumnitrat	20 ± 2%
Antimonsulfid	15 ± 1,5%
Bleiazid	20 ± 2%
Tetrazen	5 ± 5%

Die Mischung wird komprimiert bei 4800 bar.

Das Abgabeende ist eine Zündmischung von 70 ± 3 mg NOL 60 mit folgenden Bestandteilen:

Basisches Bleistyphnat|63± 2%
Bariumnitrat	26 ± 2%
Antimonsulfid	11 ± 1,5%

Wie Fig. 1 zeigt, sind das Primärende 2 und das Abgabeende 4 nebenein­ ander innerhalb einer Zündkapsel 6 untergebracht. Die Zündkapsel kann aus irgendeinem geeigneten Material bestehen. Die Verbindungsstellen der Kapsel sind abgedichtet und anschließend mit Lack überzogen. Der Lack ist feuchtigkeitssicher und vom Typ MIL-V-16399A (OS) 16. Sept. 1971 Typ B. Statt dessen kann ein Silikonlack, zum Beispiel auf Silikonbasis mit konformem Überzug, verwendet werden. Dieser Lack gewährt Temperatur- und Feuchtigkeitsschutz bis zu 95% relativer Feuchtigkeit und 85°C.

Die hier offenbarte Zündladung hat eine Empfindlichkeit von weniger als 0,07 kgcm bei einem einseitigen Vertrauenskoeffizienten von 95% und einer Zuverlässigkeit von 99,99%.

Claims (5)

1. Zünder, dadurch gekennzeichnet, daß der Zünder aus aneinanderliegenden Zusammensetzungen eines Zündergemischs NOL #130 und NOL #60 besteht.

2. Zünder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zündergemisch NOL #130 aus den Komponenten Basisches Bleistyphnat|40 ± 2% Bariumnitrat 20 ± 2% Antimonsulfid 15 ± 1,5% Bleiazid 20 ± 2% Tetrazen 5 ± 5% und das Zündergemisch NOL 60 aus den Komponenten Basisches Bleistyphnat|63± 2% Bariumnitrat 26 ± 2% Antimonsulfid 11 ± 1,5%

3. Zünder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse des Zündergemisches NOL 130 15 mg ± 0,5 mg und die Masse des Zündergemisches NOL 60 70 mg ±3,5 mg beträgt.

4. Zünder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Zünderge­ misch NOL 130 und das Zündergemisch NOL 60 aneinanderliegend in­ nerhalb einer Zündkapsel untergebracht sind.

5. Zünder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündkapsel mit Lack überzogen ist.