DE102009013603B4

DE102009013603B4 - Baugruppe mit Anzünder und zusätzlicher Masseleitung und Verfahren zur Herstellung der Baugruppe

Info

Publication number: DE102009013603B4
Application number: DE102009013603.7A
Authority: DE
Inventors: Ernst Enzmann; Johann Huber
Original assignee: ZF Airbag Germany GmbH
Current assignee: ZF Airbag Germany GmbH
Priority date: 2009-03-17
Filing date: 2009-03-17
Publication date: 2024-06-13
Anticipated expiration: 2029-03-18
Also published as: DE102009013603A1

Abstract

Baugruppe mit einem pyrotechnischen Anzünder (12) für einen Gasgenerator, wobei der Anzünder (12) Kontaktstifte (14) zur elektrischen Kontaktierung aufweist,mit Anschlusskabeln (26), die an ihren freien Enden einen Anschluss (29) aufweisen, der fest mit den Kontaktstiften (14) des Anzünders (12) verbunden ist,einer Halterung (16), in der der Anzünder (12) befestigt ist und die einen Schnittstellenraum (24) definiert, in den die Kontaktstifte (14) des Anzünders (12) hineinragen und in dem die Anschlusskabel (26) mit den Kontaktstiften (14) verbunden sind, undeiner zusätzlichen Masseleitung (30), die ein Massekabel (33) und einen Massekontaktabschnitt (32) aufweist, und die die Halterung (16) kontaktiert, wobei die Anschlusskabel (26) und das Massekabel (33) in einem Stecker (28) enden, der auf die Kontaktstifte (14) aufgeschoben ist, wobei der Massekontaktabschnitt (32) Teil des Steckers (28) ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Schnittstellenraum (24) mit einer Vergussmasse (34) gefüllt ist, die nach einem Aufstecken des Steckers (28) in den Schnittstellenraum (24) derart eingefüllt ist, dass der gesamte Schnittstellenraum (24) bis zu einem Rand (36) der Halterung (16) mit der Vergussmasse (34) befüllt ist und lediglich ein Abschnitt (38) des Steckers (28) aus der Vergussmasse (34) herausragt, wobei die Vergussmasse (34) den Stecker (28) wenigstens abschnittsweise umgibt und an der Halterung (16) fixiert, und wobei die Masseleitung (30) in dem Massekontaktabschnitt (32) endet, der in den Schnittstellenraum (24) ragt und die Halterung (16) elektrisch kontaktiert und ebenfalls von der Vergussmasse (34) fixiert ist, wobei die Anschlusskabel (26) nur durch Aufstecken auf die Kontaktstifte (14) und durch die Vergussmasse (34) gesichert sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Baugruppe mit Anzünder und zusätzlicher Masseleitung und ein Verfahren zur Herstellung der Baugruppe.
Derartige Anzünder weisen oft Kontaktstifte zur elektrischen Kontaktierung auf, die mit Anschlusskabeln verbunden werden müssen, um den Anzünder mit einer Steuerung koppeln zu können. Bei der Kontaktierung des Anzünders ist es wichtig, eine Verbindung zu schaffen, die auch nach Jahren im Fahrzeugbetrieb noch gut elektrisch leitend ist und die sich nicht durch die Erschütterungen im Fahrzeug lösen kann. Zum einen werden zu diesem Zweck Stecker eingesetzt, die lösbar auf die Kontaktstifte aufgeschoben werden, zum anderen ist es auch bekannt, die Anschlusskabel direkt mit den Kontaktstiften des Anzünders zu verlöten oder zu verschweißen und so eine unlösbare Verbindung zu schaffen. Der Raum um die Anschlusskabel und die Anschlussstifte kann mit einer Vergussmasse gefüllt werden, wie dies etwa in der DE 40 02 088 C1 beschrieben ist.
In vielen Fällen ist es auch gewünscht, den Anzünder oder den Gasgenerator über eine Masseleitung mit der Fahrzeugmasse zu verbinden. Eine derartige Masseleitung kann ein Massekabel und einen Massekontaktabschnitt umfassen, wobei die Masseleitung eine Halterung, in der der Anzünder befestigt ist, kontaktiert, wobei die Anschlusskabel und das Massekabel in einem Stecker enden, der auf die Kontaktstifte aufgeschoben ist, wobei der Massekontaktabschnitt Teil des Steckers ist.
Eine derartige Baugruppe ist aus der Druckschrift DE 101 34 167 A1 bekannt. Insbesondere zeigt dort die 1 eine Baugruppe mit einem pyrotechnischen Anzünder für einen Gasgenerator, wobei der Anzünder Kontaktstifte zur elektrischen Kontaktierung aufweist, mit Anschlusskabeln, die an ihren freien Enden einen Anschluss aufweisen, der fest mit den Kontaktstiften des Anzünders verbunden ist, einer Halterung, in der der Anzünder befestigt ist und die einen Schnittstellenraum definiert, in den die Kontaktstifte des Anzünders hineinragen und in dem die Anschlusskabel mit den Kontaktstiften verbunden sind, und einer zusätzlichen Masseleitung, die ein Massekabel und einen Massekontaktabschnitt aufweist, und die die Halterung kontaktiert, wobei die Anschlusskabel und das Massekabel in einem Stecker enden, der auf die Kontaktstifte aufgeschoben ist, wobei der Massekontaktabschnitt Teil des Steckers ist.
Ein Nachteil einer derartigen Konstruktion ist, zum einen, dass dort gleich zwei Maßnahmen zur Abdichtung der Steckverbindung bezüglich eines möglichen Eindringens von Feuchtigkeit vorgenommen werden müssen, nämlich eine Montage eines O-Rings und eine Bördelung eines Kragens. Zum anderen ist dort von Nachteil, dass zur Sicherung der Position des Steckers, insbesondere gegenüber einer radialen Verdrehkraft, der Stecker auf seiner Außenseite zwei Führungsnasen aufweist, die bei bzw. nach dem Steckvorgang in entsprechend geometrisch angepasste Führungsnuten, die in der Halterung angebracht sind, eingreifen müssen.
Zudem ist auch eine Baugruppe aus der Druckschrift DE 36 27 919 A1 bekannt, welche insbesondere dort mit 1 eine Baugruppe zeigt, die einen pyrotechnischen Anzünder für einen Gasgenerator hat, wobei der Anzünder Kontaktstifte zur elektrischen Kontaktierung aufweist, mit Anschlusskabeln, die an ihren freien Enden einen Anschluss aufweisen, der fest mit den Kontaktstiften des Anzünders verbunden ist, einer Halterung, in der der Anzünder befestigt ist und die einen Schnittstellenraum definiert, in den die Kontaktstifte des Anzünders hineinragen und in dem die Anschlusskabel mit den Kontaktstiften verbunden sind, und einer zusätzlichen Masseleitung, die ein Massekabel und einen Massekontaktabschnitt aufweist, und die die Halterung kontaktiert.
Ein Nachteil einer derartigen Konstruktion ist, zum einen, dass dort jede der beiden Anschlusskabel mit den Kontaktstiften jeweils für sich fest verbunden ist. Zum anderen ist dort auch von Nachteil, dass sich die Masseleitung im Bereich ihres Endes, dort wo sich der Massekontaktabschnitt befindet, verschieben kann bzw. bei unbeabsichtigter Zugbelastung in Richtung weg von der Halterung bewegt werden kann, wenn der Massekontaktabschnitt nicht fest mit der Halterung verbunden ist.
Zudem ist aus der Druckschrift DE 102 23 829 A1 eine Konstruktion für eine Baugruppe mit einem pyrotechnischen Anzünder für einen Gasgenerator bekannt, bei der eine Masseleitung getrennt von einem Stecker verwendet wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Baugruppe zu schaffen, bei der die Steckverbindung weniger aufwändig hinsichtlich Montage und zuverlässiger und einfacher bezüglich Dichtheit bzw. Abdichtung der Steckverbindung gestaltet ist.
Die erfindungsgemäße Baugruppe umfasst einen pyrotechnischen Anzünder für einen Gasgenerator, der Kontaktstifte zur elektrischen Kontaktierung aufweist. Anschlusskabel, die an ihrem freien Ende einen Anschluss aufwei-sen, sind fest mit den Kontaktstiften des Anzünders verbunden. Eine Halterung, in der der Anzünder befestigt ist und die einen Schnittstellenraum definiert, in welchen die Kontaktstifte des Anzünders hineinragen und in welchem die Anschlusskabel mit den Kontaktstiften verbunden sind, ist vorgesehen. Eine zusätzliche Masseleitung, die ein Massekabel und einen Massekontaktabschnitt aufweist, kontaktiert die Halterung. Die Anschlusskabel und das Massekabel enden in einem Stecker, der auf die Kontaktstifte aufgeschoben ist, wobei der Massekontaktabschnitt Teil des Steckers ist, und wobei der Schnittstellenraum mit einer Vergussmasse gefüllt ist, die nach einem Aufstecken des Steckers in den Schnittstellenraum derart eingefüllt ist, dass der gesamte Schnittstellenraum bis zu einem Rand der Halterung mit der Vergussmasse befüllt ist und lediglich ein Abschnitt des Steckers aus der Vergussmasse herausragt, wobei die Vergussmasse den Stecker wenigstens abschnittsweise umgibt und an der Halterung fixiert. Zudem endet die Masseleitung in dem Massekontaktabschnitt, der in den Schnittstellenraum ragt und die Halterung elektrisch kontaktiert und ebenfalls von der Vergussmasse fixiert ist. Außerdem sind die Anschlusskabel nur durch Aufstecken auf die Kontaktstifte und durch die Vergussmasse gesichert. Es werden nicht nur die fest mit den Kontaktstiften verbundenen Anschlussleitungen und der Stecker durch die Vergussmasse gesichert, sondern auch die Masseleitung mit dem Massekontaktabschnitt, die über die Halterung einen mit dem Anzünder verbundenen Gasgenerator mit der Fahrzeugmasse verbinden kann.
Vorzugsweise ist die Vergussmasse ein Klebstoff, so dass sich eine sichere Positionierung und Fixierung nach dem Aushärten des Klebstoffs mit einer einfachen Verarbeitung des Klebstoffs im flüssigen Zustand verbinden lässt.
Das Massekabel und die Anschlusskabel können vorteilhaft in einem einzigen Kabel zusammengefasst sein. Die Leitungen trennen sich beispielsweise erst in unmittelbarer Nähe zu den Kontaktstiften des Anzünders.
Die Masseleitung muss nicht fest mit der Wand des Schnittstellenraums verbunden sein, da eine Verschiebung oder ein Lösen der Verbindung durch die Vergussmasse verhindert wird. Dies erleichtert das Einsetzen der Masseleitung und erspart eventuell eine Schweiß- oder Lötverbindung.
Dadurch dass sowohl die Anschlusskabel als auch das Massekabel in einem Stecker enden, der auf die Kontaktstifte aufgeschoben ist, ist auf diese Weise eine einfache Kontaktierung des Anzünders möglich.
In einer möglichen Ausführungsform kann der Massenkontaktabschnitt, der als Teil des Steckers ausgebildet ist, eine abstehende, elastisch verformbare Metallzunge aufweisen, die elektrisch mit dem Massekabel verbunden ist und die an einer Wand der Halterung, anliegt. Auf diese Weise ist eine Kontaktierung der Halterung durch die Masseleitung sichergestellt, wenn der Stecker auf die Kontaktstifte aufgeschoben wird.
Das Massekabel ist z.B. im Stecker mit dem Massekontaktabschnitt verbunden, wobei diese Verbindung im Stecker vorzugsweise beim Spritzen oder Gießen des Steckers in diesen eingebettet und damit gesichert ist.
Vorzugsweise bildet der Anzünder eine vorgefertigte, geschlossene Einheit.
Die Baugruppe kann so ausgebildet sein, dass sie als vorgefertigte, separate Einheit direkt in einen Gasgenerator eingesetzt und mit diesem verbunden werden kann.
Die Halterung weist beispielsweise eine umfangsmäßig geschlossene Wand auf, die den Schnittstellenraum definiert. So ergibt sich, zum Beispiel in Verbindung mit einer Stirnseite des Anzünders, ein im Wesentlichen dichter Hohlraum, in den die Vergussmasse eingefüllt werden kann.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung einer oben beschriebenen Baugruppe mit den folgenden Schritten:

a) Befestigen eines Anzünders in einer Halterung, so dass ein Schnittstellenraum gebildet ist, in den Kontaktstifte des Anzünders hineinragen,
b) Verbinden der Kontaktstifte des Anzünders mit Anschlusskabeln, die in einem Stecker enden, durch Aufschieben des Steckers auf die Kontaktstifte, indem die Anschlusskabel auf die Kontaktstifte aufgesteckt werden, wobei ein Massekontaktabschnitt als Teil des Steckers ausgebildet ist und eine Metallzunge hat, die in Kontakt mit der Halterung gebracht wird, und danach
c) Befüllen des Schnittstellenraums mit einer Vergussmasse derart, dass der gesamte Schnittstellenraum bis zu einem Rand der Halterung mit der Vergussmasse befüllt ist und lediglich ein Abschnitt des Steckers aus der Vergussmasse herausragt, wobei die Vergussmasse den Stecker und den Massekontaktabschnitt wenigstens abschnittsweise umgibt und die nach dem Aushärten die Anschlusskabel und den Massekontaktabschnitt positioniert, wobei die Anschlusskabel nur durch Aufstecken und durch die Vergussmasse an den Kontaktstiften befestigt sind.

Durch diese Vorgehensweise können die Anschlüsse und die Masseverbindung im Wesentlichen gleichzeitig hergestellt werden, und alle drei Kabel können gleichzeitig durch die Vergussmasse gesichert und fixiert werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Vergussmasse mit UV-Strahlung ausgehärtet. Dies erlaubt eine einfache Bearbeitung und eine genaue Kontrolle über den Zeitpunkt der Aushärtung der Vergussmasse.
Die einzige Figur zeigt eine schematische Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Baugruppe.
Die Baugruppe 10 weist einen pyrotechnischen Anzünder 12 auf, der in diesem Fall ein herkömmlicher Anzünder für einen Gasgenerator ist und der eine separate, nach außen geschlossene Einheit bildet. Der Anzünder 12 enthält einen pyrotechnischen Treibsatz, der in einem Gehäuse eingeschlossen ist, aus dem an einem rückseitigen Ende zwei elektrische Kontaktstifte 14 herausragen.
Die Baugruppe 10 weist außerdem eine rohrförmige Halterung 16 auf, die in diesem Fall aus einem geeigneten Metall besteht. Der Anzünder 12 ist in die Halterung 16 eingesetzt und auf geeignete Art und Weise mit der Halterung 16 fest verbunden, so dass die Halterung 16 und der Anzünder 12 zusammen eine Einheit bilden. Diese Einheit kann als separates Element in ein Gehäuse eines Gasgenerators eingesetzt werden, mit dem sie über eine Außenwand der Halterung 16 verbunden werden kann.
Die Halterung 16 weist eine umfangsmäßig geschlossen umlaufende Wand 18 auf, die eine Innenseite 20 besitzt, die zusammen mit einer Stirnseite 22 des Anzünders 12, aus der die Kontaktstifte 14 hinausragen, einen Schnittstellenraum 24 definiert. Dieser Schnittstellenraum 24 ist zunächst mit Ausnahme der Kontaktstifte 14 luftgefüllt.
Im weiteren Verfahren werden nun die Kontaktstifte 14 des Anzünders 12 mit elektrischen Anschlusskabeln 26 fest verbunden. Diese Verbindung ist in diesem Beispiel unlösbar ausgeführt, beispielsweise durch reines Aufstecken, durch Verpressen, Schweißen, Löten oder eine Kombination dieser Techniken.
Die Anschlusskabel 26 können in einem Stecker enden (in der Figur angedeutet mit dem Bezugszeichen 28), der in diesem Fall zwei Hülsen aufweist, die über die Kontaktstifte 14 geschoben werden. Die Hülsen bilden jeweils einen Anschluss 29, der mit den freien Enden des entsprechenden Anschlusskabels 26 elektrisch verbunden ist.
Eine von den beiden Anschlusskabeln 26 separate Masseleitung 30, die in einem Massekontaktabschnitt 32 endet, ragt ebenfalls in den Schnittstellenraum 24 und kontaktiert die Halterung 16 elektrisch. Die Masseleitung 30 umfasst ein Massekabel 33 und den Massekontaktabschnitt 32. Dieser Massekontaktabschnitt 32 ist das Kabelende selbst oder ein am Kabelende angebrachtes Teil, z. B. eine in den Stecker 28 eingebettetes Metallteil.
Entfernt vom Anzünder 12 sind die Anschlusskabel 26 und das Massekabel 33 zu einem einzigen Kabel 31 zusammengefasst.
Das in den Kunststoff des Steckers abschnittsweise eingebettete Metallteil (Massekontaktabschnitt 32) hat eine in Radialrichtung r schräg nach hinten vom Stecker 28 abstehende Metallzunge, die bei eingesetztem Stecker 28 die Innenseite 20 der Umfangswand 18 berührt und somit elektrisch kontaktiert. Die Metallzunge ist elastisch ausgebildet, so dass sie unter Spannung an der Wand 18 anliegt.
Im gezeigten Beispiel wird die Masseleitung 30 durch das Aufschieben des Steckers 28 auf die Kontaktstifte 14 in Kontakt mit der Halterung 16 gebracht.
Nachdem die Anschlusskabel 26 und die Masseleitung 30 anzünderseitig angebracht wurden, wird der Schnittstellenraum 24 mit einer Vergussmasse 34 befüllt. Bei der Vergussmasse 34 handelt es sich in diesem Fall um einen dünnflüssigen Klebstoff, der beim Einfüllen in den Schnittstellenraum 24 den Stecker 28 umfließt, ohne wesentliche Hohlräume zu bilden. Nachdem der Schnittstellenraum 24 bis zu einer vorbestimmten Höhe gefüllt ist, wird die Vergussmasse 34 durch Einwirken von UV-Licht ausgehärtet.
Natürlich kann anstatt eines Klebstoffs auch ein anderes Material als Vergussmasse 34 verwendet werden, die ohne weitere Einwirkung oder zum Beispiel durch Wärmeeinwirkung aushärtet.
Im gezeigten Beispiel wird der Schnittstellenraum 24 im Wesentlichen bis zum oberen Rand 36 der Wand 18 der Halterung 16 befüllt. Lediglich ein Abschnitt 38 des Steckers 28 ragt aus der Vergussmasse 34 und aus dem Schnittstellenraum 24 heraus.
Nach dem Aushärten der Vergussmasse 34 sorgt diese für eine sichere Positionierung und Fixierung der Anschlusskabel 26 und der Masseleitung 30. Außerdem kann sie die elektrischen Kontakte zwischen den Anschlusskabeln 26 und den Kontaktstiften 14 sowie zwischen der Metallzunge und der Halterung 16 vor Korrosion schützen.

Claims

Baugruppe mit einem pyrotechnischen Anzünder (12) für einen Gasgenerator, wobei der Anzünder (12) Kontaktstifte (14) zur elektrischen Kontaktierung aufweist, mit Anschlusskabeln (26), die an ihren freien Enden einen Anschluss (29) aufweisen, der fest mit den Kontaktstiften (14) des Anzünders (12) verbunden ist, einer Halterung (16), in der der Anzünder (12) befestigt ist und die einen Schnittstellenraum (24) definiert, in den die Kontaktstifte (14) des Anzünders (12) hineinragen und in dem die Anschlusskabel (26) mit den Kontaktstiften (14) verbunden sind, und einer zusätzlichen Masseleitung (30), die ein Massekabel (33) und einen Massekontaktabschnitt (32) aufweist, und die die Halterung (16) kontaktiert, wobei die Anschlusskabel (26) und das Massekabel (33) in einem Stecker (28) enden, der auf die Kontaktstifte (14) aufgeschoben ist, wobei der Massekontaktabschnitt (32) Teil des Steckers (28) ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Schnittstellenraum (24) mit einer Vergussmasse (34) gefüllt ist, die nach einem Aufstecken des Steckers (28) in den Schnittstellenraum (24) derart eingefüllt ist, dass der gesamte Schnittstellenraum (24) bis zu einem Rand (36) der Halterung (16) mit der Vergussmasse (34) befüllt ist und lediglich ein Abschnitt (38) des Steckers (28) aus der Vergussmasse (34) herausragt, wobei die Vergussmasse (34) den Stecker (28) wenigstens abschnittsweise umgibt und an der Halterung (16) fixiert, und wobei die Masseleitung (30) in dem Massekontaktabschnitt (32) endet, der in den Schnittstellenraum (24) ragt und die Halterung (16) elektrisch kontaktiert und ebenfalls von der Vergussmasse (34) fixiert ist, wobei die Anschlusskabel (26) nur durch Aufstecken auf die Kontaktstifte (14) und durch die Vergussmasse (34) gesichert sind.
Baugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vergussmasse (34) ein Klebstoff ist.
Baugruppe nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Massekontaktabschnitt (32) eine abstehende, elastisch verformbare Metallzunge aufweist, die an der Halterung (16) anliegt.
Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anzünder (12) eine vorgefertigte, geschlossene Einheit bildet.
Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung (16) eine umfangsmäßig geschlossene Wand (18) aufweist, die den Schnittstellenraum (24) definiert.
Verfahren zur Herstellung einer Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch folgende Schritte: a) Befestigen eines Anzünders (12) in einer Halterung (16), so dass ein Schnittstellenraum (24) ausgebildet ist, in den Kontaktstifte (14) des Anzünders (12) hineinragen, b) Verbinden der Kontaktstifte (14) des Anzünders (12) mit Anschlusskabeln (26), die in einem Stecker (28) enden, durch Aufschieben des Steckers (28) auf die Kontaktstifte (14), indem die Anschlusskabel (26) auf die Kontaktstifte (14) aufgesteckt werden, wobei ein Massekontaktabschnitt (32) als Teil des Steckers (28) ausgebildet ist und eine Metallzunge hat, die in Kontakt mit der Halterung (16) gebracht wird, und danach c) Befüllen des Schnittstellenraums (24) mit einer Vergussmasse (34) derart, dass der gesamte Schnittstellenraum (24) bis zu einem Rand (36) der Halterung (16) mit der Vergussmasse (34) befüllt ist und lediglich ein Abschnitt (38) des Steckers (28) aus der Vergussmasse (34) herausragt, wobei die Vergussmasse (34) den Stecker (28) und den Massekontaktabschnitt (32) wenigstens abschnittsweise umgibt und die nach dem Aushärten die Anschlusskabel (26) und den Massekontaktabschnitt (32) positioniert, wobei die Anschlusskabel (26) nur durch Aufstecken und durch die Vergussmasse (34) an den Kontaktstiften (14) befestigt sind.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Vergussmasse (34) mit UV-Strahlung ausgehärtet wird.