DE9109250U1

DE9109250U1 - Zündeinrichtung für einen pyrotechnischen Gasgenerator

Info

Publication number: DE9109250U1
Application number: DE9109250U
Authority: DE
Original assignee: TRW Occupant Restraint Systems GmbH
Current assignee: TRW Occupant Restraint Systems GmbH
Priority date: 1991-07-26
Filing date: 1991-07-26
Publication date: 1991-09-19
Anticipated expiration: 2001-07-27

Description

PRINZ, LEISER, BUNKE & PARTNER

Patentanwälte · European Patent Attorneys
Manzingerweg 7 · 8000 München 60

25. Juli 1991

TRW Repa GmbH
Industriestraße 20
7077 Alfdorf

Unser Zeichen; T 5593 DE

Zündeinrichtung für einen pyrotechnischen Gasgenerator

Die Erfindung betrifft eine Zündeinrichtung für einen pyrotechnischen Gasgenerator in einem Rückhaltesystem für Fahrzeuge, mit einem fahrzeugsensitiven Auslösemechanismus und einem durch diesen mittels Schlag aktivierbaren Zünder.

Schlagzünder für pyrotechnische Geräte sind allgemein bekannt. Sie eignen sich auch für pyrotechnische Gasgeneratoren in Rückhaltesystemen für Fahrzeuge, beispielsweise Gurtstraffern oder Gassack-Systemen. Dem Gasgenerator kann ein fahrzeugsensitiver Auslösemechanismus mit einem Schlagteil unmittelbar zugeordnet werden.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß eine Schlagzündung für pyrotechnische Gasgeneratoren in Rückhaltesystemen für Fahrzeuge in mancherlei Hinsicht problematisch ist. So ist zur sicheren Zündung eine relativ hohe Schlagenergie erforderlich, die einen relativ schweren Auslösemechanismus bedingt. Der Schlag muß sehr genau in der Senkrechten des

Zündhütchens geführt werden, um eine sichere Zündung zu gewährleisten. Gegen eine unbeabsichtigte Auslösung des Gasgenerators bei unvorhergesehener Stoßeinwirkung auf den Auslösemechanismus müssen besondere Maßnahmen getroffen werden. Ungünstig ist auch, daß nach erfolgter Zündung des Gasgenerators unter Umständen Gase auf der Seite des Zündhütchens austreten können.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Zündeinrichtung der eingangs angegebenen Art dahingehend weiterzubilden, daß eine in der Höhe geringere und im Wert weniger kritische Schlagenergie ausreicht und die Sicherung gegen unbeabsichtigte Auslösung auf einfache Weise erreicht werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einer Zündeinrichtung der eingangs angegebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der mit einer Funkenstrecke ausgestattete Zünder elektrisch mit einem auf den Schlag ansprechenden piezoelektrischen Hochspannungsgenerator verbunden ist. Der Schlag wird also nicht unmittelbar auf ein Zündhütchen des Gasgenerators geführt, sondern auf ein zwischengeordnetes piezoelektrisches Element, das einen Hochspannungsgenerator bildet. Dieser Hochspannungsgenerator liefert einen Hochspannungsimpuls, der vorzugsweise über eine gemeinsame Masseverbindung und einen isolierten Leiter der Funkenstrecke im Zünder geführt wird. Diese Funkenstrecke kann im Inneren des nach außen gasdicht abgeschlossenen Gasgeneratorgehäuses angeordnet sein. Solange keine elektrische Verbindung zwischen dem piezoelektrischen Element und der Funkenstrecke vorhanden ist, ist eine unbeabsichtigte Auslösung des Gasgenerators unmöglich. Komplette, bereits mit dem Gasgenerator ausgestattete Baugruppen für Rückhaltesysteme, beispielsweise Rückstraffer oder Gassack-Systeme, können daher gefahrlos gehandhabt, gelagert und montiert werden. Zur Bereitstellung eines Hochspannungsimpulses, der zu einer sicheren Zündung des Gasgenerators führt, reicht eine geringe Schlagenergie aus. Der Auslösemechanismus kann

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daher klein dimensioniert werden, wodurch die Unterbringung im Fahrzeug erleichtert wird.

Schließlich kann der Gasgenerator vereinfacht werden, da kein Zündhütchen benötigt wird und auch keine Führungsmittel erforderlich sind, um den Schlag genau senkrecht auf das Zündhütchen zu führen.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer vorteilhaften Ausführungsform und aus der Zeichnung, deren einzige Figur einen Gurtaufroller mit Gurtstraffer und einer erfindungsgemäß ausgebildeten Zündeinrichtung veranschaulicht.

Der allgemein mit 10 bezeichnete pyrotechnische Gurtstraffer bildet mit dem Gurtaufroller 12 eine kompakte Baugruppe, der Gurtstraffer 10 besteht in an sich bekannter Weise aus einem pyrotechnischen Kolben/Zylinder-Linearantrieb, dessen Kolbenbewegung über ein Zugseil auf eine Seilscheibe übertragen wird, welche mit der Gurtspule des Gurtaufrollers 12 kuppelbar ist. In einen Stützblock 14 des Gurtstraffers 10 ist ein pyrotechnischer Gasgenerator 16 eingesetzt, der als Patrone ausgebildet ist. Ein allgemein mit 18 bezeichneter fahrzeugsensitiver Auslösemechanismus ist am Fahrzeugaufbau befestigt. In dem Gehäuse 20 dieses Auslösemechanismus 18 ist eine Trägheitsmasse 22 schwenkbar gelagert. Ein durch eine Druckfeder 24 beaufschlagtes Schlagteil 26 ist als zweiarmiger Hebel ausgebildet und in dem Gehäuse 20 schwenkbar gelagert. Dieses Schlagteil 26 stützt sich an seinem von der Druckfeder 24 abgewandten Ende über eine Rolle 28 auf einer Kurvenfläche 30 der Trägheitsmasse 22 ab und hält diese in einer stabilen Ruhelage. Die Fahrtrichtung des Fahrzeugs ist durch einen Pfeil F angedeutet, der am Schwerpunkt S der Trägheitsmasse 22 angreift.

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An seinem durch die Druckfeder 24 beaufschlagten Ende ist das Schlagteil 26 mit einem Amboß 32 versehen, der bei der gezeigten Ruhestellung einem piezoelektrischen Element 34 im Abstand gegenüberliegt. Das piezoelektrische Element 34 bildet einen Hochspannungsgenerator, der durch Schlag aktivierbar ist. Die eine Elektrode des piezoelektrischen Elements 34 ist mit der durch das Gehäuse 20 gebildeten Masse verbunden. An die andere, dem Amboß 32 gegenüberliegende Elektrode des piezoelektrischen Elementes 34 ist ein elektrischer Leiter 3 6 angeschlossen, der isoliert durch die Wandung des Gehäuses 20 herausgeführt ist.

Der Gasgenerator 16 ist mit einem Zünder 38 versehen, in dem eine elektrische Funkenstrecke gebildet ist. Die mittlere Elektrode dieser Funkenstrecke ist über eine gasdichte, elektrisch isolierte Durchführung mit dem elektrischen Leiter 36 verbunden.

Die Gestalt der Kurvenfläche 30 an der Trägheitsmasse 22 bestimmt die Auslöseschwelle, bei welcher die Trägheitsmasse 22 unter der Einwirkung von an ihrem Schwerpunkt S angreifenden Verzögerungskräften in Richtung des Pfeiles F entgegen dem Uhrzeigersinn verschwenkt wird, um das Schlagteil 26 freizugeben, damit dieses unter der Wirkung der Federbeaufschlagung zu dem piezoelektrischen Element 34 hin beschleunigt wird, bis der Amboß 32 auf dem piezoelektrischen Element 34 auftrifft. Dieses wirkt dann als Hochspannungsgenerator und gibt einen elektrischen Hochspannungsimpuls ab, der über die gemeinsame Masseverbindung des Gehäuses 20 und des Stützblocks 14 sowie über den elektrischen Leiter 36 zu der Funkenstrecke im Inneren des Zünders 38 übertragen wird. Der durch den Hochspannungsimpuls erzeugte Zündfunke zündet das pyrotechnische Material im Inneren des Zünders 38 und schließlich das Gasgeneratormaterial im Inneren des Gasgenerators 16. Die anschließende Funktion des Gurtstraffers 10 ist bekannt und wird daher nicht näher beschrieben.

Das piezoelektrische Element 34 ist vorzugsweise ein keramisches Element aus Blei-Zirkonat-Titanat.

Claims

PRINZ, LEISER, BUNKE & PARTNER Patentanwälte ■ European Patent Attorneys Manzingerweg 7 · 8000 München 60 25. Juli 1991 TRW Repa GmbH Industriestraße 20 7077 Alfdorf Unser Zeichen: T 5593 DE Schutzansprüche

1. Zündeinrichtung für einen pyrotechnischen Gasgenerator (16) in einem Rückhaltesystem (10, 12) für Fahrzeuge, mit einem fahrzeugsensitiven Auslösemechanismus (18) und einem durch diesen mittels Schlag aktivierbaren Zünder (38), dadurch gekennzeichnet, daß der mit einer Funkenstrecke ausgestattete Zünder (38) elektrisch mit einem auf den Schlag ansprechenden pizoelektrischen Hochspannungsgenerator (34) verbunden ist.

2. Zündeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Funkenstrecke des Zünders (38) über eine gasdicht durch die Kapselung des Gasgenerators (16) hindurchgeführte Leitung (36) mit dem piezoelektischen Hochspannungsgenerator (34) verbunden ist.

3. Zündeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Funkenstrecke und der Hochspannungsgenerator (34) eine gemeinsame Masseverbindung aufweisen.

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4. Zündeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochspannungsgenerator (34) ein keramisches Element aus Blei-Zirkonat-Titanat aufweist.

5. Zündeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der fahrzeugsensitive Auslösemechanismus (18) eine schwenkbar gelagerte Trägheitsmasse (22) aufweist, die mit einer Kurvenfläche (30) versehen ist, an welcher sich eine Rolle (28) federbelastet an einem gleichfalls schwenkbar gelagerten Schlagteil (26) abstützt, und daß die Trägheitsmasse (22) durch die Anlage der Rolle (28) an seiner Kurvenfläche (30) in einer stabilen Ruhelage gehalten ist und die Rolle (28) bei einer auf die Verzögerung des Fahrzeugs ansprechenden Verschwenkung der Trägheitsmasse (22) auf deren Kurvenfläche (30) bis zu einem Rücksprung abrollt, jenseits von welchem das federbelastete Schlagstück (26) freigegeben wird und auf dem piezoelektrischen Hochspannungsgenerator (34) mit einem Amboß (32) aufschlägt.