DE4439520C1 - Elektrischer Zünder mit Kurzschlußsicherung - Google Patents

Description

Diese Erfindung betrifft einen elektrischen Zünder mit Kurz­ schlußsicherung, insbesondere einen elektrischen Zünder nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein solcher Zünder ist aus DE 28 30 552 C2 bekannt.

Derartige Zünder werden zur Gaserzeugung in Prallsäcken (Airbags) von Kraftfahrzeugen eingesetzt. Da zum Aufblasen des Airbags bei einem Unfall nur Sekundenbruchteile zur Ver­ fügung stehen, ist erforderlich, daß die Zünder in kürzester Zeit ansprechen. Deswegen werden sehr leicht detonierbare und dementsprechend gefährlich zu handhabende Zündladungen eingesetzt. Sie werden gezündet, indem einem in die Zündla­ dung eingebetteten Heizwiderstand über zwei Elektroden Strom zugeführt wird. Diese Elektroden sind in Form von Kontakt­ stiften eines Steckverbinders aus dem Zünder herausgeführt. Aufgrund der hohen Empfindlichkeit der Zündladungen kann be­ reits das Auftreten von Kriechströmen oder elektrostatischen Entladungen an den Elektroden zur Zündung führen. Diese Ge­ fahr besteht insbesondere dann, wenn Arbeiten am Zünder oder dessen Umgebung auszuführen sind, z. B. beim Einbau des Zün­ ders oder, wenn zur Durchführung anderer Arbeiten am Kraft­ fahrzeug das Lenkrad mitsamt darin enthaltenem Airbag und Zünder abmontiert werden muß. Um dieser Gefahr zu begegnen, sind Zünder mit Steckverbinder entwickelt worden, bei denen die Kontaktstifte durch eine Kurzschlußbrücke in der Weise gesichert sind, daß bei offenem Steckverbinder die Kurz­ schlußbrücke eine leitende Verbindung zwischen den Elektro­ den herstellt, um so gefährliche Ströme außerhalb des Zün­ ders abzuführen, und daß beim Schließen des Steckverbinders zunächst eine leitende Verbindung zwischen den Kontaktstif­ ten und den zu ihrer Aufnahme vorgesehenen Kontakten herge­ stellt und anschließend der Kurzschluß aufgehoben wird. Durch dieses als "make before break" bekannte Konstruktions­ prinzip wird zuverlässig vermieden, daß während des Schlie­ ßens des Steckverbinders undefinierte potentiale an den Elektroden auftreten, die zu einer unbeabsichtigten Zündung führen könnten.

Der in DE 28 30 552 C2 beschriebene Zünder hat ein becherför­ miges Gehäuse, das beim Zusammenbau des Zünders zunächst teilweise mit der Zündladung gefüllt wird. Anschließend wird ein Deckel, der die Kontaktstifte trägt, in den Becher ein­ geführt, um die Zündladung dicht einzuschließen. In den oberhalb des Deckels verbleibenden Raum wird anschließend die Kurzschlußbrücke in Form einer zylindrischen Hülse mit die Kontaktstifte berührenden Federzungen eingeführt und am Becher verankert. Beim Einbau wird der Zünder auf ein Kupp­ lungsteil aufgesteckt, das Kontakte zur Aufnahme der Kon­ taktstifte enthält. Beim Aufstecken wird zunächst eine lei­ tende Verbindung zwischen Kontakten und den Stiften herge­ stellt.

Bei fortschreitendem Eindringen in den Becher drückt das Kupplungsteil die Federzungen gegen die Becherwand und hebt so den Kurzschluß auf. Beim Ausbau werden umgekehrt zunächst die Federn freigegeben, so daß wieder ein Kurzschluß ent­ steht, bevor die Verbindung zwischen Kontaktstiften und Kon­ takten aufgehoben wird. Auf diese Weise lassen sich undefi­ nierte Zustände beim Ein- und Ausbau des Zünders vermeiden. Eine solche Konstruktion hat jedoch den Nachteil, daß beim Zusammenbau des Zünders zwischen dem Einbau des Deckels und dem der Kurzschlußbrücke dennoch undefinierte potentiale auftreten können, so daß dennoch ein Sicherheitsrisiko be­ steht.

Ein elektrischer Zünder mit einer ins Gehäuse integrierten, durch eine Kurzschlußbrücke sicherbaren Steckverbinderbuch­ se ist auch aus EP-0 591 947 A2 bekannt. Auch diese Schrift behandelt nicht das Problem einer unbeabsichtigten Zündung beim Zusammenbau des Zünders. Details über einen Aufbau ei­ nes Zündergehäuses, mit dem sich eine solche Zündung ver­ meiden lassen könnte, sind der Schrift nicht zu entnehmen.

Aufgabe der Erfindung ist, einen Zünder nach dem Oberbe­ griff von Anspruch 1 so zu verbessern, daß er auch während des Zusammenbaus wirksam gegen unbeabsichtigte Zündung geschützt werden kann.

Die Aufgabe wird anspruchsgemäß gelöst. Abhängige Ansprüche sind auf bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung gerichtet.

Der im Hauptanspruch definierte Zünder kann im Gegensatz zu vorbekannten Zündern zusammengebaut werden, indem die Kon­ taktfedern, die die Kurzschlußbrücke bilden, vor dem Einset­ zen des Deckels an diesem befestigt werden. Dadurch ist der Deckel bereits im Moment des Einbaus kurzschlußgesichert, so daß unbeabsichtigtes Zünden durch Kriechströme, elektrosta­ tische Ladungen oder andere elektromagnetische Einflüsse wirksam ausgeschlossen ist.

Wenigstens einer der Kontaktstifte muß elektrisch isoliert im Deckel befestigt sein. Dies geschieht sinnvollerweise da­ durch, daß der Deckel einteilig aus Isolatormaterial gefer­ tigt wird.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen un­ ter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigen:

Fig. 1 einen axialen Querschnitt durch einen erfindungs­ gemäßen Zünder,

Fig. 2 eine Draufsicht auf den Deckel des Zünders,

Fig. 3 eine Stanzplatine, aus der die Kurzschlußbrücke des Zünders gebildet wird,

Fig. 4 eine Draufsicht auf die Kurzschlußbrücke,

Fig. 5A, B zwei Seitenansichten der Kurzschlußbrücke, je­ weils in geöffneter bzw. geschlossener Stellung.

Der Aufbau eines erfindungsgemäßen Zünders wird zunächst an­ hand von Fig. 1 und 2 erläutert. Die Zündladung 1 befindet sich in einer becherförmigen Kapsel 2, in deren Öffnung ein Vorsprung 4 des Deckels 3 eingreift. Der Vorsprung hat eine umlaufende Nut 5 auf seiner zylindrischen Außenfläche, in der die Kapsel 2 durch einen Wulst an ihrer Innenseite ver­ ankert ist. Der Wulst kann vorab an der Kapsel gebildet sein, er kann auch nach dem Zusammenfügen durch Eindrücken der Kapselwand in Höhe der Nut 5 gebildet werden. Durch Deckel 3 und Vorsprung 4 hindurch verlaufen gekröpft zwei Me­ tallstifte 6, deren in der Figur obere Enden als Kontakt­ stifte ausgebildet sind, und zwischen deren unteren Enden der Zündwiderstand 7 in Kontakt mit der Zündladung 1 ange­ bracht ist. Durch die Kröpfung wird ausgeschlossen, daß die Stifte 6 sich um ihre Achse drehen können, was zu einer Be­ schädigung der Verbindung mit dem Zündwiderstand 7 führen könnte. Die Außenseite des Deckels 3 ist als Steckerwanne geformt. Sie trägt zwei Säulen 8, die geringfügig länger sind als die zwischen ihnen liegenden Stecker 6, und die diese vor mechanischer Beschädigung schützen. Die Säulen weisen parallel zu den Achsen der Stecker verlaufende Nuten auf, in denen eine Kurzschlußbrücke 10 gehaltert ist.

Zur Erläuterung von Form und Funktion der Kurzschlußbrücke 10 wird auf Fig. 3 bis 5 Bezug genommen. Fig. 3 zeigt eine flache Stanzplatine aus elastischem Metall, wie etwa Feder­ stahl oder -bronze, aus der die Kurzschlußbrücke geformt wird. Diese Stanzplatine ist ein länglicher, im wesentlichen rechteckiger Metallstreifen, in dem mittig ein Langloch 20 ausgestanzt ist. Die seitlichen Bereiche der Platine sind durch U-förmige Schnitte in eine Basis 22 aus jeweils zwei Stegen und eine zwischen den Stegen liegende Kontaktfeder 21 unterteilt. Stege 22 und Kontaktfeder 21 sind jeweils über die mit Zähnen 25 versehenen Endbereiche der Platine mitein­ ander verbunden. Die Kontaktfedern 21 haben einen dem Lang­ loch 20 zugewandten Kopfbereich 24 mit einem winkelförmigen Ausschnitt 23. Der zwischen Kopfbereich 24 und Ende der Pla­ tine liegende Stamm der Feder 21 ist geringfügig schmaler als der Kopfbereich 24.

Die Platine wird zur Kurzschlußbrücke geformt, indem Stege und Federzungen jeweils etwa in Höhe des Übergangs zwischen Kopfbereich 24 und Stamm rechtwinklig umgebogen werden, und die Federzungen durch zwei gegensinnige Biegungen 30, 31 (siehe Fig. 5) im Innenraum der so entstandenen U-förmigen Kontur angeordnet werden. Fig. 4 zeigt eine Draufsicht auf diese Kurzschlußbrücke. Das Langloch 20 ist hier teilweise durch die Kopfbereiche 24 der Federzungen verdeckt. Kontak­ tierungspunkte 26, an denen die Federzungen im eingebauten Zustand die Stecker 6 berühren, sind durch kleine Kreise hervorgehoben.

Die Kurzschlußbrücke 10 aus Fig. 4 ist in Fig. 2 in dersel­ ben Perspektive wiederzuerkennen. Durch ihr Langloch 20 sind mit Abstand zu dessen Rändern die zwei Stifte 6 des Zünders geführt. Die Kopfbereiche 24 der Federzungen liegen an je­ weils zwei Punkten an den Stiften 6 an. Durch das Langloch 20 greift ferner ein am Deckel 3 gebildeter Zapfen 9, dessen Breite der des Langlochs 20 entspricht. Dieser Zapfen ver­ hindert ein Verrutschen der Kurzschlußbrücke 10 senkrecht zur durch die Kontaktstifte 6 definierten Ebene. Der Zapfen kann zusätzliche Rastvorsprünge zur Verankerung der Kurz­ schlußbrücke 10 am Deckel 3 aufweisen. Die Stege 22 der Kurzschlußbrücke sind in Nuten 12 der Säulen 8 eingeführt und durch die Zähne 25 verankert. Diese Nuten können an den Säulen 8 vorgeformt sein, sie können aber auch erst beim Einsetzen der Kurzschlußbrücke von deren Stegen 22 und/oder Zähnen 25 geschnitten werden. Säulen 8 und Kurzschlußbrücke 10 definieren gemeinsam eine die Stecker umgebende Stecker­ wanne, in die ein Kupplungsteil eingeführt werden kann. Um ein unbeabsichtigtes Lösen des Kupplungsteils zu vermeiden, sind die Säulen mit Rastvorsprüngen 14 versehen, die nach vollständiger Einführung das Kupplungsteil umgreifen und sein Entweichen verhindern.

Die Arbeitsweise der Kurzschlußbrücke wird mit Bezug auf die Fig. 5A und B beschrieben. Fig. 5A zeigt wie Fig. 1 die Brücke in geschlossenem Zustand. Der Abstand zwischen den Kopfbereichen 24 der Federzungen 21 ist klein, sie berühren die (nicht dargestellten) Kontaktstifte. Das Kupplungsteil 40 kann ein Stück weit in die Steckerwanne zwischen den Säu­ len eingeführt werden und so eine leitende Verbindung zwi­ schen den Steckern und den Kontakten im Kupplungsteil her­ stellen, ohne daß es die Federzungen 21 berührt. Erst wenn die in Fig. 5A gezeigte Position überschritten wird, werden die Federzungen nach außen in den Spalt zwischen den Säulen 8 gedrückt, wobei sich die Kopfbereiche auseinanderbewegen und der Kurzschluß zwischen den Steckern aufgehoben wird. Dieser Zustand ist in Fig. 5B dargestellt.

Zahlreiche Varianten des Erfindungsprinzips sind möglich.

So kann die Kurzschlußbrücke z. B. direkt am Boden der Steckerwanne verankert sein, ohne eine weitere Halterung an de­ ren Wänden, wobei in diesem Fall natürlich keine Zähne 25 gebraucht werden. Zur Verankerung kann z. B. u. a. der Zapfen 9 genutzt werden.

Durch die vorliegende Erfindung wird ein robuster Zünder mit Kurzschlußsicherung geschaffen, dessen Herstellung einfacher und sicherer als bei den bisher bekannten derartigen Zündern ist. Durch die Verdoppelung der Kontaktpunkte ist auch bei späterer Handhabung des Zünders die Sicherheit verbessert.

Claims (10)

1. Elektrischer Zünder mit einem Steckverbinder in der Stromzuführungsleitung, mit einer Zündladung (1) und einem Zündwiderstand (7) in einer durch einen Deckel (3) verschlossenen Kapsel (1), zwei in dem Deckel (3) verankerten Kontaktstiften (6) zum Einführen in Kon­ takte eines Kupplungsteils, zwei leitend miteinander verbundenen Kontaktfedern (21), die jeweils einen Stecker (6) leitend berühren, wenn die Stecker (6) nicht oder auf einem Teil ihrer Länge in die Kontakte leitend eingeführt sind, und die bei vollständiger Einführung der Kontaktstifte (6) in die Kontakte von den Kontaktstiften (6) abge­ hoben sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenseite des Deckels (3) als Steckerwanne aus­ gebildet ist, in der die Kontaktfedern (21) gehaltert sind, und daß die Kontaktfedern als Blattfedern aus­ gebildet sind, die an ihrem der Kapsel (1) zugewand­ ten Ende einen Kopfabschnitt (24) zum Berühren eines Kontaktstifts (6) aufweisen und an ihrem von der Kap­ sel (1) abgewandten Ende mit einer Basis (22, 25) zur Verankerung am Deckel (3) verbunden sind.

2. Zünder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (3) einteilig aus Isolatormaterial gefer­ tigt ist.

3. Zünder nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Basis (22, 25) in Nuten (12) des Deckels (3) ver­ ankert ist.

4. Zünder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Basis (22) und Kontaktfeder (21) aus einem Rohling durch Einstanzen eines U-förmigen Schnitts gebildet sind, wobei der außerhalb des Schnitts liegende Rand­ bereich des Rohlings die Basis und der innerhalb lie­ gende Bereich die Kontaktfeder (21) bildet.

5. Zünder nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopfbereich (24) der Kontaktfeder (21) einen Ein­ schnitt (23) aufweist, dessen Ränder den zugeordneten Kontaktstift (6) an zwei Punkten (26) berühren.

6. Zünder nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß beide Kontaktfedern (21) durch eine Brücke einteilig verbunden sind.

7. Zünder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfedern (21) über die Brücke am Boden der Steckerwanne verankert sind.

8. Zünder nach einem der Ansprüche 3 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Brücke eine Öffnung (20) aufweist, durch die we­ nigstens ein Kontaktstift (6) in einem Abstand zu den Rändern der Öffnung (20) verläuft.

9. Zünder nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (3) einen Zapfen (9) trägt, der in die Öffnung (20) eingreift und dessen Breite im wesentli­ chen gleich der der Öffnung (20) und größer als die des oder der Kontaktstifte (6) ist.

10. Zünder nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Längskanten der Basis (22) Zähne (25) zur Veran­ kerung am Deckel (3) tragen.