DE4229624A1 - Zuender fuer eine airbagaufblasvorrichtung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine aufblasbare Fahr­ zeuginsassen-Rückhalteeinrichtung und insbesondere auf einen Zün­ der zum Zünden von gaserzeugendem Material zum Erzeugen von Gas zum Aufblasen einer aufblasbaren Fahrzeuginsassen-Rückhalteein­ richtung, wie beispielsweise eines Luftkissens oder Airbags.

US-Patent Nr. 32 11 097 zeigt einen Zünder mit einem Außengehäuse. Das Gehäuse hat an einem Ende einen Düsenanschluß. Ein Zündmate­ rial ist innerhalb des Gehäuses enthalten. Das Zündmaterial be­ steht aus 97% Bleidioxid und 3% Bor. Das Gehäuse enthält auch ein Zündverstärkungs- oder Boostermaterial, das aus 54% Magne­ sium, 30% Teflon und 16% Viton besteht. Eine Drahtbrücke zündet das Zündmaterial, das seinerseits das Boostermaterial zündet. Der Zünder erzeugt eine Flamme, die durch den Düsenanschluß austritt und für 0,5 bis 1,5 Sekunden besteht. Diese Zünderbrenndauer ist zu lang zum Zünden von gaserzeugendem Material zum Aufblasen einer aufblasbaren Fahrzeuginsassen-Rückhalteeinrichtung, wie bei­ spielsweise eines Airbags.

US-Patent Nr. 39 04 221 zeigt einen Zünder zum Zünden von gaser­ zeugendem Material zum Aufblasen eines Luftsacks. Der Zünder weist ein Zündrohr auf, das eine chemische Zündzusammensetzung enthält. Ein Platindraht zündet die chemische Zündzusammensetzung. Die Zün­ dung ist sehr schnell, sie vollzieht sich innerhalb von Millise­ kunden. Die Zündung erzeugt ein Verbrennungsgas, das bewirkt, daß das Zündrohr bricht und daß sich einiges von der chemischen Zünd­ zusammensetzung verteilt. Die chemische Zündzusammensetzung treibt eine Flamme nach außerhalb des Zündrohrs, die das gaserzeugende Material zündet. Das gaserzeugende Material weist relativ kleine Tabletten auf, bei denen es unwahrscheinlich ist, daß sie vom Bre­ chen des Zündrohrs und von der Verteilung der chemischen Zündzu­ sammensetzung zerbrechen.

Zusammenfassung der Erfindung. Die vorliegende Erfindung besteht aus einem verbesserten Zünder zum Zünden von gaserzeugendem Mate­ rial zum Aufblasen einer Fahrzeuginsassen-Rückhalteeinrichtung, wie beispielsweise eines Airbags. Der Zünder weist einen Behälter auf für eine zündbare, partikelförmige Ausgangsladung. Der Behäl­ ter hat eine Zugfestigkeit, die ausreichend ist zum Widerstehen von Drücken, die innerhalb des Behälters erzeugt werden, und zwar ohne Bruch des Behälters, wenn die Ausgangsladung gezündet wird. Der Zünder hat eine Brennzeit, während der die zündbare partikel­ förmige Ausgabeladung brennt, im Bereich von 5 bis 100 Millisekun­ den. Der Behälter weist auch eine Zumeßöffnung auf, die durch eine zerbrechbare Bruchscheibe geschlossen ist. Die Zumeßöffnung ist so dimensioniert, daß die Ausgangs- oder Ausgabeladung beinhaltet wird, bis zumindest ein wesentlicher Teil der Ausgabeladung zün­ det. Das Verbrennen der Ausgabeladung bewirkt, daß die Bruch­ scheibe bricht. Wenn die Bruchscheibe bricht, tritt ein Strom von brennenden Partikeln, der vorzugsweise im wesentlichen frei von ungezündeten Partikeln ist, durch die Behälterzumeßöffnung aus und zündet das gaserzeugende Material.

Vorzugsweise nimmt die Zündmaterial-Ausgabeladung nur einen Teil des Behälters ein und der Behälter hat ein freies Volumen in Ver­ bindung mit der Behälterzumeßöffnung. Vorzugsweise ist das freie Volumen ungefähr 25% bis 75% des Behältervolumens.

Der Zünder der vorliegenden Erfindung hat eine schnelle Brennzeit, die notwendig ist zum Zünden von gaserzeugendem Material zum Er­ zeugen von Gas zum Aufblasen eines Luftsacks. Der Zünder hält auch eine endliche Verweildauer von heißen Partikeln und Flammen auf dem gaserzeugenden Material aufrecht, um eine Zündung des Materi­ als sicherzustellen. Der Strom von heißen Partikeln und Flammen aus dem Zünder ist gerichtet und nicht weit verteilt. Ferner er­ zeugt der Zünder eine Zündung des gaserzeugenden Materials mit ge­ ringer Brisanz oder Sprengkraft, was das gaserzeugende Material gegen Bruch während der Zündung schützt.

Weitere Vorteile, Ziele und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen an Hand der Zeichnung; in der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Fahrzeuginsassen-Rück­ halteeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, die einen Luftsack umfaßt;

Fig. 2 ist ein Schnitt durch die Insassenrückhalteeinrichtung von Fig. 1, wobei der Luftsack in einem ausgedehnten Zustand gezeigt ist;

Fig. 3 ist ein vergrößerter Teilschnitt eines Teils der Insassen­ rückhalteeinrichtung von Fig. 1 und zeigt die Aufblasvor­ richtung für die Insassenrückhalteeinrichtung; und

Fig. 4 ist ein vergrößerter Schnitt des Zünders für die Aufblas­ vorrichtung von Fig. 3.

Ein aufblasbares Fahrzeugrückhaltesystem 10, konstruiert gemäß der vorliegenden Erfindung, ist in Fig. 1 gezeigt. Das Rückhaltesystem 10 umfaßt einen Luftsack 12, der in Fig. 1 in einem inaktiven Zu­ stand gezeigt ist. Wenn ein Fahrzeug, das das Rückhaltesystem 10 enthält, in einen Zusammenstoß verwickelt wird, wird der Luftsack 12 aus dem zusammengelegten Zustand in einen in Fig. 2 gezeigten ausgedehnten Zustand ausgedehnt. Die Ausdehnung des Luftsacks 12 erfolgt durch schnellen Strom von Gas aus einer Aufblasvorrichtung 14. Wenn der Luftsack 12 in dem in Fig. 2 gezeigten ausgedehnten Zustand ist, wirkt er zum Zurückhalten von Bewegung eines Insassen des Fahrzeugs und verhindert, daß der Insasse in verletzender Weise mit strukturellen Teilen des Fahrzeuginneren in Kontakt kommt.

Obwohl der Luftsack 12 auf vielen verschiedenen Teilen des Fahr­ zeugs angebracht sein könnte, ist er in Fig. 1 derart gezeigt, daß er auf dem Armaturenbrett 16 des Fahrzeugs angebracht ist. Der Luftsack 12 ist an einem starren Metallreaktionskanister 18 befe­ stigt, der an dem Armaturenbrett 16 befestigt ist. Die Aufblasvor­ richtung 14 ist innerhalb des Reaktionskanisters 18 derart aus­ gerichtet, daß der Gasstrom, in Fig. 2 angedeutet durch Pfeile 20, von der Aufblasvorrichtung 14 bewirkt, daß sich der Luftsack 12 in den Fahrgastraum ausdehnt.

Einzelheiten der Aufblasvorrichtung 14 sind in Fig. 3 gezeigt. Die Aufblasvorrichtung 14 umfaßt eine langgestreckte, im allgemeinen zylindrische Außenhülse 22 mit einer Vielzahl von Gasaustrittsan­ schlüssen oder -Öffnungen 24. Die Austrittsöffnungen 24 sind in der Hülse beabstandet in mehreren parallelen Reihen, die sich längs entlang im wesentlichen der gesamten Länge der Außenhülse 22 erstrecken. Um eine große Anzahl von Austrittsöffnungen 24 unter­ zubringen, sind die Öffnungen einer Reihe, wie gezeigt, mit Bezug zu jenen einer benachbarten Reihe versetzt. Alle Austrittsöffnun­ gen 24 jeder Reihe sind um den gleichen Abstand voneinander beab­ standet. Die Austrittsöffnungen 24 von benachbarten Reihen sind auch um den gleichen Abstand von den Austrittsöffnungen in einer weiteren Reihe beabstandet, wie sie voneinander beabstandet sind. Wie in Fig. 3 gezeigt, sind die Austrittsöffnungen 24 in einem re­ lativ engen Band entlang einer Seite der Außenhülse 22 angeordnet, wobei diese Seite zu dem Luftsack 12 weist.

Eine langgestreckte, zylindrische Innenhülse 26 ist koaxial mit der Außenhülse 22 angeordnet. Die Innenhülse 26 und die Außenhülse 22 sind radial voneinander beabstandet und definieren einen ring­ förmigen Raum 29 zwischen den Hülsen. Die Innenhülse 26 enthält ein zündbares, gaserzeugendes Material in der Form einer Vielzahl von gaserzeugenden Scheiben oder Wafer 30. Die Innenhülse 26 ist hermetisch abgedichtet. Obwohl das gaserzeugende Material in der Form von Scheiben oder Wafern gezeigt ist, kann das Material an­ dere Formen aufweisen, wie beispielsweise Tabletten oder Körner mit mehrfachen Löchern.

Der ringförmige Raum 28 enthält eine Filteranordnung 42, die sche­ matisch in gestrichelten Linien gezeigt ist. Die Filteranordnung 42 ist kein Teil der vorliegenden Erfindung und wird nicht in Ein­ zelheiten beschrieben. Im wesentlichen weist die Filteranordnung 42 ein langes zylindrisches Verbrennungsrohr aus nicht-rostendem Stahl auf, das eine Vielzahl von Gasablaßanschlüssen oder -öffnun­ gen 32 um den Außenumfang herum aufweist, sowie Lagen von Metall­ maschenschirmen oder anderem Filtermaterial, um die Reaktionspro­ dukte zu filtern, die aus den Gasanschlüssen oder -öffnungen 32 des Verbrennungsrohrs austreten infolge der Zündung der gaserzeu­ genden Wafer 30.

Die gaserzeugenden Wafer 30 sind in der Form einer Vielzahl fla­ cher, zylindrischer, ringförmiger Scheiben. Jede hat einen zentra­ len Durchlaß 34 durch den Wafer. Die Wafer 30 sind in einem Stapel innerhalb der Innenhülse 26 angeordnet, wobei die Durchlässe 34 ausgerichtet sind, um einen axialen Durchlaß 36 in dem Stapel zu bilden. Die Innenhülse 26 kann jegliche Anzahl von Wafern 30 auf­ nehmen.

Vorzugsweise sind die Wafer 30 in einem leicht beabstandeten Ver­ hältnis gehalten, um ein maximal mögliches Außenseiten-Oberflä­ chengebiet zum Brennen freizulegen. Die beabstandete Beziehung wird erreicht durch eine sich axial erstreckende Rippe oder Grat (nicht gezeigt) auf einer Endfläche jedes Wafers 30, anstoßend an den benachbarten Wafer. Der Abstand zwischen den Wafern kann mit Partikeln aus gaserzeugendem Material gefüllt sein, so daß eine im wesentlichen durchgehende Phase gaserzeugenden Materials in Längs­ richtung innerhalb der Innenhülse 26 vorgesehen ist. Dies stellt nahezu augenblickliche Zündung aller Wafer 30 sicher und federt jeden Wafer gegen Erschütterung und Vibration.

Die Wafer 30 können in einer hermetisch abgedichteten Patrone (ebenfalls nicht gezeigt) aus einem zerbrechlichen Material, wie beispielsweise ein Polyamidfilm oder ein phenolimprägniertes Pa­ pierrohr, umschlossen sein.

Eine Vielzahl von dem Fachmann bekannten Zusammensetzungen können als gaserzeugendes Material für die Wafer 30 verwendet werden. Eine bevorzugte Komposition ist eine Mischung aus Natriumazid und Kupfer(II)-oxid in einem Gewichtsverhältnis von ungefähr 61% Na­ triumazid und 39% Kupfer(II)-oxid. Dieses Gewichtsverhältnis sieht einen leichten stöchiometrischen Überschuß von Metalloxid bezüglich Azid vor, um die Reaktion des Metalloxids mit im wesent­ lichen dem gesamten Azid sicherzustellen. Andere Azide, wie bei­ spielsweise Lithiumazid, können verwendet werden. Andere Metallo­ xide, wie beispielsweise Eisenoxid und Titandioxid, können auch verwendet werden. Auch kann die Zusammensetzung andere Inhalts­ stoffe enthalten, wie beispielsweise ein Oxidationsmittel. Ge­ eignete Oxidationsmittel sind Kaliumperchlorat und Natriumnitrat. Die Zusammensetzung kann auch ein Bindemittel, wie beispielsweise Ton, Verstärkungsfasern, beispielsweise Graphitfasern, oder andere Inhaltsstoffe aufweisen. Vorzugsweise wird kein Bindemittel in der Zusammensetzung verwendet, da ein Bindemittel ein Streckmittel oder Verdünnungsmittel für die Zusammensetzung darstellt. Die Wa­ fer 30 können mit einem Verstärkungs- oder Boosterüberzug überzo­ gen sein.

Vorzugsweise werden die Wafer 30 in eine toroidförmige Konfigura­ tion geformt durch einfaches Füllen einer Form mit Partikeln des gaserzeugenden Materials und darauffolgendes Pressen der Partikel in die toroidförmige Konfiguration innerhalb der Form. Die Geome­ trie der Wafer 30 und das Nicht-Vorhandensein eines Bindemittels bewirkt, daß die Wafer etwas brüchig oder zerbrechlich sind. Somit können die Wafer zerbrechen, wenn sie mit einer zu hohen Brisanz gezündet werden. Ein Zerbrechen der Wafer legt sofort mehr Ober­ flächengebiet für das Verbrennen frei und kann bewirken, daß die Wafer mit einer zu schnellen Anfangsrate brennen. Es ist daher wünschenswert, die Wafer 30 mit einer Brisanz zu zünden, die aus­ reichend gering ist, um ein Zerbrechen der Wafer zu vermeiden.

Die Innenhülse 26 enthält an einem Ende eine Zündanordnung 40. Die Zündanordnung 40 ist ansprechend auf einen Trägheitssensor (nicht gezeigt), der eine schnelle Veränderung der Fahrzeuggeschwindig­ keit detektiert. Wenn die Zündanordnung 40 aktiviert wird, proji­ ziert sie einen Strom brennender Partikel axial durch die ausge­ richteten axialen Löcher 34 des Stapels toroider (ringförmiger) Wafer 30 und zündet die Wafer. Die brennenden Wafer erzeugen Stickstoffgas, das durch die Öffnungen 32 der Innenhülse 26, durch die Filteranordnung 42 und dann durch die Austrittsöffnungen 24 der Außenhülse in den Luftsack 12 strömt (Fig. 1 und 2). Ein zy­ lindrischer Schlackenfilter 50 umgibt die Zündanordnung 40 und trägt sie. Der Schlackenfilter funktioniert, indem er jedwede Verbrennungsprodukte filtert, die entlang der Zündanordnung 40 strömen.

Einzelheiten der Zündanordnung 40 sind in Fig. 4 gezeigt. Die Zün­ danordnung 40 weist einen Ausgabeladungshalter 112 und einen ge­ formten Körper 114 auf. Der geformte Körper 114 ist ein zylindri­ sches Plastikstück, zum Beispiel Nylon, das durch Extrudieren ge­ formt ist. Ein Kopfstück 116 ist an der Stirnfläche 118 des ge­ formten Körpers 114 angebracht. Das Kopfstück 116 weist eine (nicht gezeigte) zylindrische Hülse aus nicht-rostendem Stahl auf, die ein Glasisoliermaterial umgibt. Der Zündladungshalter 120 ist an der Stirnfläche des Kopfstücks 116 befestigt. Der Zündladungs­ halter 120 hält eine Zündladung 124.

Ein Paar von Drahtleitungen 126 erstreckt sich durch den geformten Körper 114 und ist mit einem Widerstandsdraht (ebenso nicht ge­ zeigt) verbunden, der auf einem keramischen Substrat in dem Kopf­ stück 116 angeordnet ist. Der Widerstandsdraht ist derart angeord­ net, daß er mit der Zündladung 124 in Berührung steht oder benach­ bart dazu ist. Die Drahtleitungen 126 sind mit dem Fahrzeugträg­ heitssensor verbunden. Bei Auftreten eines Zusammenstoßes oder ei­ ner anderen plötzlichen Fahrzeugverzögerung schließt der Träg­ heitssensor einen elektrischen Kreis. Ein elektrischer Strom fließt dann durch die Drahtleitungen 126 zu dem Widerstandsdraht in dem Kopfstück 116. Der Widerstandsdraht erwärmt sich und zündet die Zündladung 124.

Die Zündladung 124 ist ein pyrotechnisches Material, das schnell verbrennt und durch den Widerstandsdraht in dem Kopfstück 116 zündbar ist. Zirkoniumkaliumperchlorat ist ein bevorzugtes Zündla­ dungsmaterial. Andere geeignete Zündladungsmaterialien, die auf einen erwärmten Widerstandsdraht ansprechen, sind Bariumstyphnat, Bleistyphnat, Titankaliumperchlorat, Borcalciumchromat und HMX (Cyclotetramethylen-tetranitramin).

Der Ausgangsladungshalter 112 weist einen zylindrischen Metallbe­ hälter 130 auf. Der Metallbehälter 130 hat eine relativ dicke Sei­ tenwand 132 mit einer Zugfestigkeit, die ausreichend ist, um den Drücken zu widerstehen, die intern innerhalb des Behälters erzeugt werden, und zwar ohne Bruch des Behälters. Ein bevorzugtes Mate­ rial für den Behälter 130 ist nicht-rostender Stahl. Der Behälter 130 hat auch eine relativ dicke Endwand 134 mit genügender Zugfe­ stigkeit, um Drücken zu widerstehen, die innerhalb des Behälters erzeugt werden, ohne zu zerbrechen. Die Endwand 134 hat eine ein­ geschränkte Öffnung 136. Jedoch könnte die Endwand 134 eine Viel­ zahl von Öffnungen aufweisen. Die Öffnung 136 ist koaxial mit der Mittellinie des Behälters 130. Die Öffnung 136 ist durch eine Bruchscheibe 138 geschlossen, die auf die Außenseite der Endwand 134 geschweißt ist. Die Bruchscheibe 138 ist ausreichend dünn, so daß sie bricht, wenn ein vorbestimmter Druck innerhalb des Behäl­ ters 130 erzeugt wird.

Der Behälter 130 hat ein im Querschnitt vermindertes Ende 142 ge­ genüber der Endwand 134. Das im Querschnitt verminderte Ende 142 steht mit der äußeren Umfangsoberfläche des Kopfstücks 116 in Ein­ griff. Das im Querschnitt verminderte Ende 142 des Behälters 130 ist an die Hülse aus nicht-rostendem Stahl des Kopfstücks 116 ge­ schweißt, und zwar um den Umfang der Hülse herum. Dies sichert den Behälter 130 an dem Kopfstück 116.

Ein becherförmiger dünnwandiger Isolator 146 umgibt den zylindri­ schen Behälter 130. Der Isolator 146 kann aus jeglichem dielektri­ schem Plastikmaterial sein. Der Zweck des Isolators 146 ist es, Metall-zu-Metall-Kontakt zu verhindern, der die Zündanordnung 40 erden könnte und die Aufblasvorrichtung 10 außer Betrieb setzen könnte.

Der Behälter 130 enthält eine Ausgangsladung 152. In dem in Fig. 4 gezeigten Ausführungsbeispiel nimmt die Ausgangsladung 152 nur einen Teil des Inneren des Behälters 130 ein und läßt ein in Fig. 4 mit 154 bezeichnetes Volumen frei. Die Ausgangsladung 152 ist vorzugsweise an einem Ende des Behälters 130 gegen die Zündladung 124 positioniert. Das freie Volumen ist vorzugsweise der Raum zwi­ schen der Ausgangsladung 152 und der Öffnung 136.

Wenn die Ausgangsladung 152 nur einen Teil des Behälters einnimmt, kann sie durch eine (nicht gezeigte) Rückhalteeinrichtung an ihrer Stelle gehalten werden. Alternativ kann die Ausgangsladung lose innerhalb des Behälters 130 sein. Wenn die Ausgangsladung inner­ halb des Behälters 130 lose ist und nur einen Teil des Volumens des Behälters einnimmt, wird sie immer noch schnell und leicht durch die Zündladung 124 gezündet.

Die Ausgangsladung 152 kann einen größeren oder geringeren Teil des Behälters 130 als den in Fig. 4 gezeigten einnehmen. Die Aus­ gangsladung 152 kann das gesamte Volumen des Behälters 130 einneh­ men. Vorzugsweise nimmt die Ausgangsladung 152 von 100% bis 25% des Volumens des Behälters 130 ein. Somit kann der Behälter 130 ein freies Volumen im Bereich von 0 bis 75% des Volumens des Be­ hälters aufweisen. Ein bevorzugtes freies Volumen ist ungefähr 50% bis ungefähr 75% des Volumens des Behälters, besser noch unge­ fähr zwei Drittel des Volumens des Behälters 130.

Die Menge der Ausgangsladung 152 ist die Menge, die notwendig ist zum Zünden der gaserzeugenden Wafer 30 in der Aufblasvorrichtung 14. Diese Menge kann sich ändern abhängig von der Größe der Auf­ blasvorrichtung und der Zusammensetzung der gaserzeugenden Wafer. Vorzugsweise ist die Menge der Ausgangsladung, die verwendet wird, im Bereich von ungefähr 0,5 bis 2,0 g.

Die Ausgangsladung 152 kann jedwedes feste, partikelförmige, pyro­ technische Material sein, das eine schnelle Brennrate und eine kurze Brennzeit aufweist und geeignet ist zum Zünden der gaserzeu­ genden Wafer. Ein geeignetes Ausgangsladungsmaterial ist eine brennbare Metallverbindung, die ein Oxidationsmittel enthält. Ein bevorzugtes Ausgangsladungsmaterial ist Borkaliumnitrat. Dieses Material enthält ungefähr 20 bis 26 Gew.% Bor, ungefähr 69 bis 73 Gew.% Kaliumnitrat und ungefähr 1,6 bis 6 Gew.% Bindemittel. An­ dere geeignete Ausgangsladungsmaterialien sind Aluminiumkaliumper­ chlorat und Titankaliumperchlorat. Ein weiteres geeignetes Aus­ gangsladungsmaterial ist eine Mischung aus Magnesium und Teflon oder Teflon plus Viton (Warenzeichen von E.I. DuPont de Nemours + Co.). Auch kann eine Mischung aus Borkaliumnitrat und Titankalium­ perchlorat verwendet werden. Diese Mischung ist käuflich erhält­ lich von Special Devices, Inc. aus Newhall, Kalifornien.

Ein kritischer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Vorsehen eines Ausgangsladungsmaterials, das relativ schnell verbrennt, im Gegensatz beispielsweise zu herkömmlichen Zündern für feste Rake­ tenbrennstoffe, die eine relativ lange Brennzeit haben. Die Brenn­ zeit des Zünders wird gemessen als die Zeit von dem anfänglichen Stromfluß in dem Zünder bis zu dem Ende der Verbrennung der Aus­ gangsladung des Zünders. Jedoch ist die Zeit zwischen dem Anfangs­ stromfluß in dem Zünder und dem Start der Verbrennung der Aus­ gangsladung 152 normalerweise sehr kurz, beispielsweise ein Bruch­ teil einer Millisekunde (zum Beispiel 500 Mikrosekunden). Entspre­ chend ist für die Zwecke der vorliegenden Erfindung die Verbren­ nungszeit definiert als im wesentlichen die Zeit, die die Aus­ gangsladung 152 zum Verbrennen benötigt.

Für einen herkömmlichen Raketenzünder wird die Brennzeit typi­ scherweise in Sekunden gemessen, beispielsweise ungefähr 5 Sekun­ den. Bei dem Zünder der vorliegenden Erfindung ist die Brennzeit viel kürzer, im Bereich von ungefähr 5 bis 100 Millisekunden. Eine relativ lange Brennzeit von 5 Sekunden liefert eine relativ sanfte Zündung, die für einen festen Raketenbrennstoff wünschenswert ist. Solch eine lange Brennzeit jedoch ist unerwünscht bei einer Auf­ blasvorrichtung zum Aufblasen eines Luftsacks zum Schützen eines Fahrzeuginsassen während eines Zusammenstoßes.

Ein weiterer kritischer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Dimensionierung der Öffnung 136 und der Bruchscheibe 138, so daß die Ausgangsladung innerhalb des Behälters 130 beinhaltet wird, bis zumindest ein wesentlicher Teil des Ausgangsladung zündet.

Vorzugsweise wird die Ausgangsladung innerhalb des Behälters 130 beinhaltet und die Bruchscheibe bricht nicht, bis zumindest unge­ fähr 90% der Ausgangsladung zündet.

Durch das Dimensionieren der Öffnung 136, so daß die Ausgangsla­ dung in dem Behälter 130 beinhaltet wird, bis zumindest ein we­ sentlicher Teil der Ausgangsladung 152 zündet, werden in erster Linie nur brennende Partikel als eine Flamme durch die Zumeßöff­ nung 136 emittiert zum Zünden der Wafer 30. Wenn eine wesentliche Menge unverbrannter Partikel durch die Zumeßöffnung 136 emittiert wird und es gestattet wird, daß sie außerhalb des Behälters 130 zünden, werden die Partikel mit einer hohen Intensität zünden. Wenn Partikel mit einer hohen Intensität innerhalb der Öffnungen 34 der Wafer zünden, könnten die Wafer zerbrechen. Durch die vor­ liegende Erfindung wird eine relativ sanfte Zündung der Wafer mit niedriger Intensität und niedriger Brisanz erreicht, was die gas­ erzeugenden Wafer schützt.

Nachfolgend sind die bevorzugten Parameter angegeben zum Erreichen der oben genannten Ziele unter Verwendung eines pyrotechnischen Materials aus Borkaliumnitrat.

Pyrotechnische Ausgangsladung|0,5-2 g
Freies Volumen	0-75%
Zumeßöffnungsdurchmesser	0,38-5,16 mm
Flammenlänge	100-600 mm

Ein bevorzugtes freies Volumen in dem Behälter 130 mit einem pyro­ technischen Material aus Borkaliumnitrat ist zumindest 25% des Behältervolumens. Noch vorzuziehen ist das freie Volumen von unge­ fähr zwei Dritteln des Behältervolumens.

Um die Zündanordnung 40 zusammenzubauen, wird die Ausgangsladung 152 zuerst innerhalb des Behälters 130 angeordnet. Der Zündla­ dungshalter 120 und das Kopfstück 116 werden dann in dem im Durch­ messer verminderten Ende 142 des Behälters 130 angeordnet und der Behälter und die Hülse aus nicht-rostendem Stahl des Kopfstücks 116 werden zusammengeschweißt. Die Drahtleitungen 126 erstrecken sich von dem Widerstandsdraht des Kopfstücks 116 aus. Der geformte Körper 114 wird dann durch Extrudieren um die Komponententeile ge­ formt, und zwar in der in Fig. 4 gezeigten Position, was eine in­ tegrale Zündvorrichtung 40 liefert.

Aus der obigen Beschreibung der Erfindung wird der Fachmann Ver­ besserungen, Veränderungen und Modifikationen erkennen. Wenn bei­ spielsweise das gaserzeugende Material radial bezüglich des Zün­ ders 40 angeordnet wäre, würde die Öffnung oder die Öffnungen zum Leiten der Flamme von dem Zünder sich radial erstrecken und die Flamme radial leiten. Solche Verbesserungen, Veränderungen und Modifikationen innerhalb des Fachs sollen durch die beigefügten Ansprüche umfaßt sein.

Zusammenfassend sieht die Erfindung folgendes vor. Ein verbesser­ ter Zünder zum Zünden gaserzeugender Wafer einer Fahrzeuginsassen- Rückhalteeinrichtung weist einen zylindrischen, schwerwandigen Me­ tallbehälter auf. Der Behälter hat eine hohe Zugfestigkeit, die ausreicht zum Widerstehen von Drücken innerhalb des Behälters ohne Brüche des Behälters. An einem Ende weist der Behälter eine Zumeß­ öffnung auf, die durch eine brechbare Scheibe verschlossen ist. Eine partikelförmige Ausgangsladung ist innerhalb des Behälters enthalten. Die partikelförmige Ausgangsladung hat eine Brennzeit im Bereich von 5 bis 100 Millisekunden. Die Zumeßöffnung ist so dimensioniert, daß die Ausgangsladung beinhaltet wird bis zumin­ dest ein wesentlicher Teil der Ausgangsladung zündet. Die Aus­ gangsladung bricht beim Zünden die Scheibe und erzeugt einen Strom brennender Partikel, der durch die Behälterzumeßöffnung austritt und im wesentlichen frei von nicht-gezündeten Partikeln ist.

Claims (22)

1. Ein Zünder (40) zum Zünden von gaserzeugendem Material zum Aufblasen einer Fahrzeuginsassen-Rückhalteeinrichtung, wobei der Zünder folgendes aufweist:

• a) einen Behälter (130), in dem eine Zumeßöffnung (136) ausgebildet ist;
• b) Mittel zum Schließen der Zumeßöffnung;
• c) eine partikelförmige Ausgangsladung (152) in dem Behälter, wobei die partikelförmige Ausgangsladung eine Brennzeit im Be­ reich von 5 bis 100 Millisekunden aufweist; und
• d) Mittel zum Zünden der Ausgangsladung (152);
• e) wobei die Zumeßöffnung so dimensioniert ist, daß die Aus­ gangsladung nachfolgend zu der Zündung so lange beinhaltet (oder zurückgehalten) wird, bis zumindest ein wesentlicher Teil der Ausgangsladung zündet.

2. Zünder nach Anspruch 1, wobei die Ausgangsladung (152) eine Mischung aus einem brennbaren Metall und einem Oxi­ dationsmittel ist.

3. Zünder nach Anspruch 2, wobei die Ausgangsladung (152) Borka­ liumnitrat aufweist, insbesondere daraus besteht.

4. Zünder nach Anspruch 1, wobei der Behälter (130) aus nicht-ro­ stendem Stahl besteht.

5. Zünder nach Anspruch 4, wobei die Mittel, die die Zumeßöffnung (136) schließen, eine brechbare Scheibe sind, die an den Behälter (130) geschweißt ist.

6. Zünder nach Anspruch 1, wobei die Ausgangsladung nur einen Teil des Behälters einnimmt und wobei der Behälter ein freies Volumen angrenzend an die Zumeßöffnung definiert.

7. Zünder nach Anspruch 6, wobei das freie Volumen gleich unge­ fähr 25% bis ungefähr 75% des Volumens des Behälters ist.

8. Zünder nach Anspruch 7, wobei das freie Volumen gleich unge­ fähr zwei Drittel des Behältervolumens ist.

9. Zünder nach Anspruch 1, wobei zumindest 90% der Ausgangsla­ dung zündet vor der Emission aus dem Behälter.

10. Zünder nach Anspruch 1, wobei die partikelförmige Ausgangsla­ dung, wenn sie gezündet wird, eine Flamme produziert, die im wesentlichen frei ist von nicht-gezündeten Partikeln.

11. Zünder nach Anspruch 1, wobei der Behälter eine allgemein zy­ lindrische Konfiguration sowie eine Endwand aufweist und wobei die Zumeßöffnung in der Endwand angeordnet ist.

12. Aufblasvorrichtung für eine Fahrzeuginsassen-Rück­ halteeinrichtung, die folgendes aufweist:

• a) eine Vielzahl von gaserzeugenden Wafern (30);
• b) einen Zünder (40) zum Erzeugen einer Flamme mit niedriger Brisanz zum Zünden der Wafer, wobei der Zünder folgendes auf­ weist:
  • i) einen Behälter (130), in dem eine Zumeßöffnung ausge­ bildet ist;
  • ii) Mittel zum Schließen der Zumeßöffnung;
  • iii) eine partikelförmige Ausgangsladung in dem Behälter, wo­ bei die partikelförmige Ausgangsladung, wenn sie gezündet wird, eine Brennzeit im Bereich von 5 bis 100 Millisekunden hat und nicht ausreicht zum Brechen des Behälters; und
  • iiii Mittel zum Zünden der Ausgangsladung;
• wobei die Zumeßöffnung so dimensioniert ist, daß die Ausgangs­ ladung nachfolgend zu der Zündung so lange beinhaltet wird, bis zumindest ein wesentlicher Teil der Ausgangsladung zündet.

13. Aufblasvorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Ausgangsladung eine Mischung aus einem brennbaren Metall und einem Oxidationsmittel ist.

14. Aufblasvorrichtung nach Anspruch 13, wobei die Ausgangsladung Borkaliumnitrat aufweist.

15. Aufblasvorrichtung nach Anspruch 12, wobei der Behälter aus nicht-rostendem Stahl besteht.

16. Aufblasvorrichtung nach Anspruch 15, wobei die Mittel, die die Zumeßöffnung schließen, eine brechbare Scheibe sind, die an den Behälter geschweißt ist.

17. Aufblasvorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Ausgangsladung nur einen Teil des Behälters einnimmt und wobei der Behälter ein freies Volumen in Kontakt mit der Zumeßöffnung definiert.

18. Aufblasvorrichtung nach Anspruch 17, wobei das freie Volumen gleich ungefähr 25% bis ungefähr 75% des Behältervolumens ist.

19. Aufblasvorrichtung nach Anspruch 18, wobei das freie Volumen gleich ungefähr zwei Drittel des Behältervolumens ist.

20. Aufblasvorrichtung nach Anspruch 12, wobei zumindest 90% der Ausgangsladung vor der Emission aus dem Behälter zünden.

21. Aufblasvorrichtung nach Anspruch 12, wobei der Behälter eine allgemein zylindrische Konfiguration und eine Endwand aufweist und wobei die Zumeßöffnung sich in der Endwand befindet.

22. Aufblasvorrichtung nach Anspruch 12, wobei jedes der gaser­ zeugenden Wafer eine zylindrische Konfiguration mit einer zen­ tralen Öffnung aufweist und wobei Verbrennungsprodukte von der Ausgangsladung axial durch die zentralen Öffnungen der Wafer strömen.