EP1111326A1 - Electric igniter with a glass casing - Google Patents
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- EP1111326A1 EP1111326A1 EP00120413A EP00120413A EP1111326A1 EP 1111326 A1 EP1111326 A1 EP 1111326A1 EP 00120413 A EP00120413 A EP 00120413A EP 00120413 A EP00120413 A EP 00120413A EP 1111326 A1 EP1111326 A1 EP 1111326A1
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- European Patent Office
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- glass
- piston
- raw form
- glass bulb
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F42—AMMUNITION; BLASTING
- F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
- F42B3/00—Blasting cartridges, i.e. case and explosive
- F42B3/10—Initiators therefor
- F42B3/12—Bridge initiators
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
- F42B3/00—Blasting cartridges, i.e. case and explosive
- F42B3/10—Initiators therefor
- F42B3/11—Initiators therefor characterised by the material used, e.g. for initiator case or electric leads
Definitions
- the invention is based on a raw form of a glass piston igniter according to the preamble of claim 1. It is in particular a raw form for Application in security technology in automotive applications, especially in Airbag modules or in restraint systems such as belt tensioners.
- the invention also encompasses the glass piston igniter produced from the raw form.
- Known detonators made of plastic are severely affected by environmental influences.
- the plastic cover encases a glow bridge made of sheet brass.
- the open end of the plastic sleeve is sealed with O-rings.
- the glass bulb igniter according to the invention is vacuum-tight and moisture-tight over a service life of 15 years and in a temperature range between -45 and 80 ° C.
- the envelope is a cylindrical glass piston and the supply lines are melted into the glass instead of just mechanically sealed.
- the Glow plug is a wire pin that can also be coiled similar to the one from the Lamp industry known.
- a filament can because of its filigree structure well-defined properties are assigned in terms of their resistance, whereby a precisely defined response time of the glass piston igniter is achieved.
- the glass piston igniter according to the invention consists of a cylindrical piston with an inner diameter between 4 and 5.5 mm ?? and a frame that in the second end is melted, the frame being sealed in its Part consists of one or more glass-compatible materials.
- this can be the combination of tempered glass (or soft glass) and with regard to the coefficient of expansion be adapted metallic material.
- a second variant is Quartz glass and a frame that also prefers a film in the seal made of molybdenum.
- FIG. 1 shows a raw form 1. It consists of a cylindrical piston tube 2 Tempered glass (e.g. Schott 8252 and 8253 or Corning 1724) with an outer diameter of 6.1 mm and a total length of 55 mm. The wall thickness is about 0.9 mm.
- the first end 3 of the piston 2 is open for further processing.
- the second end 4 is closed with a pinch in which a frame 5 is sealed gas-tight.
- It consists of two external power leads 6 a diameter of 0.7 to 1.5 mm made of iron or nickel (or FeNi alloy) and two butt welded inner electrodes 7 with one 0.4 mm diameter made of molybdenum.
- Spade piece 8 flattened, namely over a length of 3 mm and a width of 0.4 mm.
- About half of the spade piece is bent over one as a wire trained glow plug 9 to hold at their ends.
- the glow plug 9 is uncoiled and consists of 20 to 35 ⁇ m thick constanta wire.
- a wire of maximum 45 ⁇ m thickness selected 25 to 35 ⁇ m, in particular 28 to 32 ⁇ m are preferred.
- a value of 20 ⁇ m is recommended, otherwise the stability of the filament suffers.
- the decisive factor is the mass of the filament.
- This raw form can then be dispatched for filling and then on the first Be closed at the end.
- the diameter of the piston is essential since it is large enough must be clean to fill with explosives through the first end of the piston and enable reliably. The filling must be done so that the Explosives reliably reach the second end of the piston and no explosives gets stuck on the inside wall of the piston. Therefore, an inside diameter of the Piston of at least 4 mm required. On the other hand, it should be at most 4.5 mm be. In practice, a value close to the upper limit is sought.
- the volume of the piston 2 which is still open at the first end 3 is initially filled with filler material 10, in particular the volume is about 30% Explosives and possibly other fillers such as propellant or solvent, at least so that the glow bridge 9 is covered.
- the distance of the glow bridge, which is arranged transversely to the axis of the piston, from the wall on the first The end is 0.2 to 0.8 mm.
- the solvent may be removed Drying removed and the finished Glakolbenstünder completed that the first End is melted in air.
- the filling takes place directly, for example Pump cannula or by preparing the explosive as an emulsion (with solvent) will (but also cannula?).
- the ignition is by means of current passage caused on the filament. Misfire is convenient with the glass bulb igniter locked out.
- the piston consists of soft glass, in particular Lead glass (Ph 291) or soda-lime glass (Ph 360) and the electrodes F-wire or Dumet wire (nickel-iron alloy, known per se from the lamp industry, for example Vacovit).
- Ph 291 Lead glass
- Ph 360 soda-lime glass
- F-wire or Dumet wire nickel-iron alloy, known per se from the lamp industry, for example Vacovit
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Air Bags (AREA)
Abstract
Description
Die Erfindung geht aus von einer Glaskolbenzünder-Rohform gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1. Es handelt sich dabei insbesondere um eine Rohform zur
Anwendung in der Sicherheitstechnologie bei Kfz-Anwendungen, insbesondere bei
Airbag-Modulen oder bei Rückhaltesystemen wie beispielsweise Gurtstraffern.
Weiter umfaßt die Erfindung auch den aus der Rohform hergestellten Glakolbenzünder.The invention is based on a raw form of a glass piston igniter according to the preamble
of
Aus der US-A 5 944 342 ist bereits ein Airbagmodul für Kfz-Anwendungen bekannt, jedoch mit konventionellem Zünder.An airbag module for motor vehicle applications is already known from US Pat. No. 5,944,342. but with a conventional detonator.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Glaskolbenzünder-Rohform gemäß
dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bereitzustellen, die die Funktionssicherheit verbessert,
insbesondere die Zündsicherheit und Dichtheit.It is an object of the present invention to provide a raw form of a glass bulb igniter
to provide the preamble of
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.This object is achieved by the characterizing features of
Bekannte Zünder in Kunststoffausführung werden durch Umwelteinflüsse stark beeinträchtigt. Die Kunststoffhülle ummantelt eine Glühbrücke aus Messingblech. Das offene Ende der Kunststoffhülle wird mit O-Ringen abgedichtet.Known detonators made of plastic are severely affected by environmental influences. The plastic cover encases a glow bridge made of sheet brass. The open end of the plastic sleeve is sealed with O-rings.
Der erfindungsgemäße Glaskolbenzünder ist jedoch vakuumdicht und feuchtigkeitsdicht über eine Lebensdauer von 15 Jahren und in einem Temperaturbereich zwischen -45 und 80°C. However, the glass bulb igniter according to the invention is vacuum-tight and moisture-tight over a service life of 15 years and in a temperature range between -45 and 80 ° C.
Zu diesem Zweck ist die Hülle ein zylindrischer Kolben aus Glas und die Zuleitungen sind in das Glas eingeschmolzen anstatt nur mechanisch abgedichtet. Die Glühbrücke ist ein Drahtstift, der auch gewendelt sein kann ähnlich wie aus der Lampenindustrie bekannt. Einer Wendel können aufgrund ihrer filigranen Struktur wohldefinierte Eigenschaften hinsichtlich ihres Widerstands zugeordnet werden, wodurch eine exakt definierte Ansprechzeit des Glaskolbenzünders erzielt wird.For this purpose, the envelope is a cylindrical glass piston and the supply lines are melted into the glass instead of just mechanically sealed. The Glow plug is a wire pin that can also be coiled similar to the one from the Lamp industry known. A filament can because of its filigree structure well-defined properties are assigned in terms of their resistance, whereby a precisely defined response time of the glass piston igniter is achieved.
Der erfindungsgemäße Glakolbenzünder besteht aus einem zylindrischen Kolben mit einem Innendurchmesser zwischen 4 und 5,5 mm ?? und einem Gestell, das in das zweite Ende eingeschmolzen ist, wobei das Gestell in seinem abgedichteten Teil aus einem oder mehreren glasverträglichen Werkstoffen besteht. Insbesondere kann dies die Kombination Hartglas (bzw. Weichglas) und hinsichtlich des Ausdehnungskoeffizienten angepaßter metallischer Werkstoff sein. Eine zweite Variante ist Quarzglas und ein Gestell, das zusätzlich eine Folie in der Abdichtung, bevorzugt aus Molybdän, umfaßt.The glass piston igniter according to the invention consists of a cylindrical piston with an inner diameter between 4 and 5.5 mm ?? and a frame that in the second end is melted, the frame being sealed in its Part consists of one or more glass-compatible materials. In particular this can be the combination of tempered glass (or soft glass) and with regard to the coefficient of expansion be adapted metallic material. A second variant is Quartz glass and a frame that also prefers a film in the seal made of molybdenum.
Im folgenden soll die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigen:
Figur 1- ein Glaskolbenzünder-Rohform, im Schnitt, (Figur 1a) und um 90° gedreht (Figur 1b);
Figur 2- das Gestell mit Glühbrücke im Detail;
Figur 3- einen fertigen Glaskolbenzünder.
- Figure 1
- a raw glass bulb igniter, in section, (Figure 1a) and rotated by 90 ° (Figure 1b);
- Figure 2
- the frame with glow plug in detail;
- Figure 3
- a finished glass bulb igniter.
Figur 1 zeigt eine Rohform 1. Sie besteht aus einem zylindrischen Kolbenrohr 2 aus
Hartglas (beispielsweise Schott 8252 und 8253 oder Corning 1724) mit einem Außendurchmesser
von 6,1 mm und einer Gesamtlänge von 55 mm. Die Wanddicke
ist etwa 0,9 mm. Das erste Ende 3 des Kolbens 2 ist offen zur weiteren Verarbeitung.
Das zweite Ende 4 ist mit einer Quetschung verschlossen, in der ein Gestell 5
gasdicht eingeschmolzen ist. Es besteht aus zwei äußeren Stromzuführungen 6 mit
einem Durchmesser von 0,7 bis 1,5 mm aus Eisen oder Nickel (oder FeNi-Legierung)
und zwei stumpf daran angeschweißten inneren Elektroden 7 mit einem
Durchmesser von 0,4 mm aus Molybdän. Diese sind am freien Ende zu einem
Spatenstück 8 flachgedrückt, und zwar über eine Länge von 3 mm und eine Breite
von 0,4 mm. Etwa die Hälfte des Spatenstücks ist umgebogen um eine als Draht
ausgebildete Glühbrücke 9 an ihren Enden zu haltern. Die Glühbrücke 9 ist ungewendelt
und besteht aus 20 bis 35 µm dickem Konstantandraht.FIG. 1 shows a
Wesentlich für das zuverlässige Funktionieren des Glaskolbenzünders ist der im Gestell samt Glühbrücke gebildete ohmsche Widerstand. Die Abmessungen der Einzelkomponenten (Figur 2) sind so gewählt, daß der gesamte Widerstand 2 Ω beträgt mit einer Toleranz von höchstens ± 0,2 Ω Abweichung. Wesentlich dafür ist u.a. die Einhaltung eines präzisen Abstands zwischen den beiden Spatenstücken, der 2,0 mm beträgt. Außerdem ist wichtig, daß das Spatenstück einen sehr guten Kontakt zu den Enden der Wendel gewährleistet um den Kontaktwiderstand zu minimieren. Dieser kann bevorzugt durch Laserschweißen oder Widerstandsschweißen realisiert werden. Wesentlich für den gesamten Widerstand ist der Beitrag der Glühbrücke und die sorgfältige Wahl ihrer Abmessungen. Der Beitrag des Gestells, insbesondere der Stromzuführungen und Elektroden, liegt lediglich im Bereich von weniger als 10 mΩ. Da es bei Glaskolbenzündern auf die Ansprechzeit entscheidend ankommt, die nicht länger als 4 ms sein darf, wird ein Draht von maximal 45 µm Dicke gewählt, bevorzugt sind 25 bis 35µm, insbesondere 28 - 32 µm. Als Untergrenze empfiehlt sich ein Wert von 20 µm, da sonst die Stabilität des Glühdrahts leidet. Enscheidend ist letztlich die Masse des Glühdrahts.Essential for the reliable functioning of the glass bulb igniter is the im Frame with glow plug formed ohmic resistance. The dimensions of the Individual components (Figure 2) are chosen so that the total resistance is 2 Ω with a tolerance of at most ± 0.2 Ω deviation. It is essential for this i.a. maintaining a precise distance between the two spade pieces, which is 2.0 mm. It is also important that the spade piece has a very good one Contact to the ends of the coil is guaranteed to minimize contact resistance. This can preferably be done by laser welding or resistance welding will be realized. The contribution of the Glow plug and the careful choice of its dimensions. The contribution of the rack, in particular the power supplies and electrodes are only in the range of less than 10 mΩ. Since it is crucial to the response time in glass piston igniters arrives, which must not be longer than 4 ms, a wire of maximum 45 µm thickness selected, 25 to 35 µm, in particular 28 to 32 µm are preferred. As a lower limit a value of 20 µm is recommended, otherwise the stability of the filament suffers. Ultimately, the decisive factor is the mass of the filament.
Durch diese Abmessungen der Glühbrücke wird sichergestellt, daß sich in der geforderten kurzen Zeit (höchstens 4 ms) die Temperatur (300 °C) entwickelt, die notwendig ist, um den Sprengstoff zu zünden.These dimensions of the glow bridge ensure that the required short time (maximum 4 ms) the temperature (300 ° C) develops the necessary is to detonate the explosives.
Diese Rohform kann anschließend zum Füllen versandt werden und dann am ersten Ende verschlossen werden.This raw form can then be dispatched for filling and then on the first Be closed at the end.
Der Durchmesser des Kolbens ist von wesentlicher Bedeutung, da er groß genug sein muß, um ein Befüllen mit Sprengstoff durch das erste Ende des Kolbens sauber und zuverlässig zu ermöglichen. Das Befüllen muß so erfolgen, daß der Sprengstoff zuverlässig das zweite Ende des Kolbens erreicht und kein Sprengstoff an der Innenwand des Kolbens hängenbleibt. Daher ist ein Innendurchmesser des Kolbens von mindestens 4 mm erforderlich. Er sollte andererseits höchstens 4,5 mm betragen. In der Praxis wird ein Wert möglichst in der Nähe der Obergrenze angestrebt.The diameter of the piston is essential since it is large enough must be clean to fill with explosives through the first end of the piston and enable reliably. The filling must be done so that the Explosives reliably reach the second end of the piston and no explosives gets stuck on the inside wall of the piston. Therefore, an inside diameter of the Piston of at least 4 mm required. On the other hand, it should be at most 4.5 mm be. In practice, a value close to the upper limit is sought.
Das Volumen des am ersten Ende 3 noch offenen Kolbens 2 wird dabei zunächst
mit Füllmaterial 10 beaufschlagt, insbesondere wird das Volumen zu etwa 30% mit
Sprengstoff und evtl. weiteren Füllstoffen wie Treibsatz oder Lösungsmittel gefüllt,
und zwar mindestens so, daß die Glühbrücke 9 bedeckt ist. Der Abstand der Glühbrücke,
die quer zur Achse des Kolbens angeordnet ist, von der Wandung am ersten
Ende liegt bei 0,2 bis 0,8 mm. Anschließend wird evtl. das Lösungsmittel durch
Trocknen entfernt und der fertige Glakolbenzünder dadurch vollendet, daß das erste
Ende an Luft zugeschmolzen wird. Das Füllen erfolgt beispielsweise direkt mittels
Pumpkanüle oder indem der Sprengstoff als Emulsion (mit Lösungsmittel) aufbereitet
wird (aber auch Kanüle?).The volume of the
Im fertigen Anwendungssystem im Kfz wird die Zündung mittels Stromdurchgang am Glühdraht veranlaßt. Eine Fehlzündung ist mit dem Glaskolbenzünder praktisch ausgeschlossen.In the finished application system in the vehicle, the ignition is by means of current passage caused on the filament. Misfire is convenient with the glass bulb igniter locked out.
In einer weiteren Ausführungsbeispiel besteht der Kolben aus Weichglas, insbesondere Bleiglas (Ph 291) oder auch Natronkalkglas (Ph 360) und die Elektroden aus an sich aus der Lampenindustrie bekanntem F-Draht oder Dumetdraht (Nickel-Eisen-Legierung, beispielsweise Vacovit).In a further exemplary embodiment, the piston consists of soft glass, in particular Lead glass (Ph 291) or soda-lime glass (Ph 360) and the electrodes F-wire or Dumet wire (nickel-iron alloy, known per se from the lamp industry, for example Vacovit).
Claims (9)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE1999162146 DE19962146A1 (en) | 1999-12-22 | 1999-12-22 | Glass bulb igniter raw form |
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ID=7933896
Family Applications (1)
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EP00120413A Withdrawn EP1111326A1 (en) | 1999-12-22 | 2000-09-18 | Electric igniter with a glass casing |
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DE (1) | DE19962146A1 (en) |
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-
2000
- 2000-09-18 EP EP00120413A patent/EP1111326A1/en not_active Withdrawn
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Also Published As
Publication number | Publication date |
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DE19962146A1 (en) | 2001-09-20 |
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