DE10226544A1

DE10226544A1 - Pyrotechnisches Zündsystem

Info

Publication number: DE10226544A1
Application number: DE2002126544
Authority: DE
Inventors: Joachim Kowitz; Rainer Hollnagel
Original assignee: Flexiva Automation & Anlagenba
Current assignee: FLEXIVA AUTOMATION & ROBOTIK GMBH, 09439 AMTSBERG,
Priority date: 2002-06-14
Filing date: 2002-06-14
Publication date: 2003-12-24

Abstract

Die Erfindung betrifft ein pyrotechnisches Zündsystem, insbesondere für Insassenschutzsysteme, das ein erstes, topfförmiges Gehäuseelement mit einer stirnseitigen Öffnung zur Aufnahme des Zündelementes (3) mit dem Zündmaterial und ein zweites Gehäuseelement, das mindestens zwei Anschlußpins (2) enthält, die mit dem Zündelement verbunden sind, und den Sockel (1) des Zündsystems bildet, umfaßt. Dabei ist vorgesehen, daß in dem zweiten Gehäuseelement weiterhin ein EMV-Schutzsystem enthalten ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein pyrotechnisches Zündsytem, das in elektrischen Anzündesystemen zur Zündung von pyrotechnischem Material verwendet wird.

In der Automobilindustrie werden derartige Zündsysteme in Insassenschutzsystemen eingesetzt. Die Zündsysteme sollen unter bestimmten Umständen einen Gasgenerator zünden, um beispielsweise einen Airbag oder einen Gurtstraffer im Insassenschutzsystem des Fahrzeugs auszulösen.

Weitere Anwendungsgebiete pyrotechnischer Zünder sind pyrotechnische Systeme im Bergbau und im Militärwesen.

Der prinzipielle Aufbau eines solchen Zünders wird nachfolgend am Beispiel einer Anzündeinheit, die in Insassenschutzsystemen eingesetzt wird, erläutert. Aus WO 99/02937 ist eine Anzündeinheit bekannt, die ein Zündelement, einen Schaltungsträger und ein Gehäuse aufweist, das aus einem ersten Gehäuseelement und einem zweiten Gehäuseelement besteht. Das erste Gehäuseelement weist eine zylindrische Metallhülse und eine darüber geschobene Kunststoffkappe auf. Das zweite Gehäuseelement ist ein Pinhalter, der Anschlußpins zur Verbindung der Zündkappe mit dem Zündbus hält. Die Kunststoffkappe ist mit dem Pinhalter beispielsweise durch Kunststoffschweißen verbunden.

Die Metallhülse ist zylindrisch, wobei ihre dem Pinhalter abgewandte Stirnseite geschlossen und ihre dem Pinhalter zugewandte Bodenseite offen ist. Das Zündelement weist eine metallische Zündplatte auf, die nahe der Stirnseite der Metallhülse derart fixiert ist, daß zwischen der Zündplatte 2 und der Stirnseite der Metallhülse ein Hohlraum vorhanden ist. In diesem Hohlraum ist das Zündmaterial des Zündelementes angeordnet. Die Zündplatte weist weiterhin mindestens einen Zündpin auf.

Der Schaltungsträger wertet über die über den Zündbus übermittelten Befehle aus und bewirkt ein Aufheizen des Zündelementes beim Erkennen eines Zündbefehls. Das Zündelement ist mit dem Zündmaterial thermisch gekoppelt und verursacht bei seiner Aufheizung eine Explosion der Anzündeinheit.

An die Funktionsfähigkeit eines solchen Zündsystems werden hohe Anforderungen gestellt. Bei einem bestimmten Zündstrom ("all fire current") muß das Zündsystem sicher zünden. Unterhalb dieses Zündstroms darf das Zündelement nicht gezündet werden ("no fire current"). Das setzt jedoch voraus, daß die elektrischen bzw. elektronischen Bauteile des Zündsystems nicht durch elektrische Störungen wie elektromagnetische Einflüsse beeinflußt werden. Das setzt eine elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) der einzelnen Komponenten und des Gesamtsystems voraus.

Nach dem Stand der Technik kann eine derartige Beeinflussung jedoch nicht ausgeschlossen werden. Die Ursache dafür sind verhältnismäßig lange Leitungswege, Steckverbindungen bzw. Kontaktbahnen, die zwischen dem Schutzglied und dem zu schützenden Bauelement, d. h. der Zündbrücke oder Zündelektronik, liegen. Diese langen Strecken bieten Ansatzpunkte für das Einkoppeln von EMV-Störungen, so daß das Risiko einer Auslösung des Zündelementes infolge eines Fehlsignales besteht.

Aufgabe der Erfindung ist es demgemäß, die Nachteile nach dem Stand der Technik zu beseitigen. Es soll insbesondere ein pyrotechnisches Zündsystem angegeben werden, das hohen Sicherheitsanforderungen gerecht wird und insbesondere einen wirksameren EMV-Schutz gewährleistet.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen ergeben sich aus den Merkmalen der Ansprüche 2 bis 7.

Nach Maßgabe der Erfindung ist ein pyrotechnisches Zündsystem vorgesehen, das
ein erstes, topfförmiges Gehäuseelement mit einer stirnseitigen Öffnung zur Aufnahme des Zündelementes mit dem Zündmaterial und
ein zweites Gehäuseelement, das die Anschlußpins enthält, die mit dem Zündelement verbunden sind, und den Sockel des Zündsystems bildet, umfaßt,
wobei in dem zweiten Gehäuseelement weiterhin ein EMV-Schutzsystem enthalten ist.

Das erfindungsgemäße pyrotechnische Zündsystem bietet den Vorteil, daß durch die Integration des EMV-Schutzsystems in den Sockel des Zündsystems der Abstand zwischen dem zu schützenden Zündelement und dem Schutzglied sehr gering ist. Aus diesem Grund sind nur minimale Ansatzpunkte für die Einkoppelung von EMV-Einflüssen zwischen dem EMV-Schutzsystem und dem Zündelement vorhanden. Ein fehlerhaftes Auslösen des Zündsystems infolge von EMV-Einflüssen kann somit wirksam verhindert werden. Darüber hinaus ist der EMV-Schutz auch dann wirksam, wenn die Leitungen und Steckverbindungen, die die Anschlußpins mit der Fahrzeugelektronik verbinden, von den Anschlußpins abgezogen sind. Überdies wird eine optimale Raumausnutzung erreicht, da das EMV-Schutzsystem in dem ohnehin benötigten Sockel des Zündsystems untergebracht wird und somit keinen Raum an anderen Stellen der Fahrzeugelektronik benötigt.

Zweckmäßigerweise ist das EMV-Schutzsystem in das zweite Gehäuseelement eingespritzt oder eingegossen. Auf diese Weise wird eine robuste Konstruktion erhalten. Vorzugsweise wird das EMV-Schutzsystem direkt bei der Herstellung des pyrotechnischen Zündsystems in den Sockel des Zündsystems integriert.

In einer bevorzugten Ausführungsform besteht das EMV-Schutzsystem aus einzelnen EMV-Schutzelementen, vorzugsweise Hülsendrosseln, wobei zumindest ein, vorzugsweise jedoch jeder Anschlußpin ein derartiges EMV- Schutzelement aufweist. Die EMV-Schutzelemente sollten dabei auf den Anschlußpins fixiert sein. Vorzugsweise werden sie während der Montage auf die Anschlußpins aufgeschoben und verklebt. Auf diese Weise wird eine unterbrechungsfreie Einbeziehung der EMV-Schutzelemente in den Zündstromkreis zur Zündung des Zündsystems erreicht. Überdies wird eine direkte Verbindung ohne Zwischenstecken sichergestellt.

Die EMV-Schutzelemente sind vorzugsweise Hülsendrosseln auf Ferritbasis. Durch Optimierung der Baugröße und Form der EMV-Schutzelemente kann eine hohe Dämpfung im Frequenzbereich zwischen 10 und 100 MHz erzielt werden. Insbesondere durch die Wahl der Geometrie und des Materials der Ferrite können geeignete Dämpfungsparameter eingestellt werden.

Die EMV-Schutzelemente können an andere geometrische Formen des Sockels und die Anzahl der Anschlußpins ohne weiteres angepaßt werden. Weiterhin können die Anschlußpins bereits mit den EMV-Schutzelementen vorgefertigt werden, bevor sie in den Sockel des Zündsystems integriert werden.

Die Erfindung wird anschließend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Dabei zeigen
Fig. 1a, b schematische Schnittdarstellungen eines Sockels einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 2a, b schematische Schnittdarstellungen eines Sockels einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 3 ein Ersatzschaltbild für das EMV-Schutzsystem gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 4-6 schematische Schnittdarstellungen von Ausführungsformen der Erfindung.
Nach Fig. 1a sind in den Sockel 1 des pyrotechnischen Zündsystems zwei Anschlußpins 2 eingelassen. Die Anschlußpins 2 sind mit dem Zündelement 3bzw. der Zündelektronik verbunden. Jeder der Anschlußpins 2 weist ein EMV- Schutzelement 4.1 bzw. 4.2 auf, das an den Anschlußpins 2 fixiert ist. Wie in Fig. 1b zu erkennen ist, sind die EMV-Schutzelemente 4 hülsenförmig ausgebildet, wobei die Innenseite des Schutzelementes auf der Oberfläche der kreisförmigen Anschlußpins 2 aufliegt.
Die in Fig. 2a und b dargestellte Ausführungsform der Erfindung unterscheidet sich von der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform dadurch, daß keine gesonderten EMV-Schutzelemente 4 vorgesehen sind, sondern das EMV- Schutzsystem als eine Baugruppe 5 ausgebildet ist, die von beiden Anschlußpins 2 durchlaufen wird.
Das Ersatzschaltbild, das in Fig. 3 gezeigt wird, gibt das EMV-Schutzsystem gemäß der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform wieder. Dabei stehen Z_F1 für die Impedanz der Hülsendrossel 4.1, Z_F2 für die Impedanz der Hülsendrossel 4.2 und Z_B für die Impedanz des Zündelementes. Einfügungsdämpfung kann dann wie folgt berechnet werden:
Die in Fig. 4 bis 6 dargestellten Ausführungsformen der Erfindung zeigen die Anpassungsmöglichkeiten des EMV-Schutzsystems hinsichtlich seiner Geometrie. Die u-förmige Verbindung zwischen den Anschlußpins dient ausschließlich dem einfacheren Handling während der Fertigung und wird nach dem Einspritzen im Sockel der Anzündeinheit entfernt. Liste der verwendeten Bezugszeichen 1 Sockel
2 Anschlußpin
3 Zündelement
4 EMV-Schutzelement
5 EMV-Schutzgruppe

Claims

1. Pyrotechnisches Zündsystem, insbesondere für Insassenschutzsysteme, umfassend
ein erstes, topfförmiges Gehäuseelement mit einer stirnseitigen Öffnung zur Aufnahme des Zündelementes (3) mit dem Zündmaterial und
ein zweites Gehäuseelement, das mindestens zwei Anschlußpins (2) enthält, die mit dem Zündelement (3) verbunden sind, und den Sockel (1) des Zündsystems bildet,
dadurch gekennzeichnet, daß
in dem zweiten Gehäuseelement weiterhin ein EMV-Schutzsystem enthalten ist.

2. Pyrotechnisches Zündsystem nach Anspruch 1, wobei das EMV- Schutzsystem in das zweite Gehäuselement eingespritzt oder eingegossen ist.

3. Pyrotechnisches Zündsystem nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei das EMV-Schutzsystem aus EMV-Schutzelementen (4) besteht, wobei zumindest ein Anschlußpin (2) ein derartiges EMV-Schutzelement (4) aufweist.

4. Pyrotechnisches Zündsystem nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei das EMV-Schutzsystem aus EMV-Schutzelementen (4) besteht, wobei mindestens zwei Anschlußpins (2) ein derartiges EMV-Schutzelement (4) aufweisen.

5. Pyrotechnisches Zündsystem nach Anspruch 3 oder 4, wobei die EMV- Schutzelemente (4) auf den Anschlußpins (2) fixiert sind.

6. Pyrotechnisches Zündsystem nach Anspruch 5, wobei die EMV- Schutzelemente (4) auf den Anschlußpins (2) verklebt sind.

7. Pyrotechnisches Zündsystem nach einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei die EMV-Schutzelemente (4) Hülsendrosseln auf Ferritbasis sind.