DE29915057U1

DE29915057U1 - Mechanical trigger device for blow detonators

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Publication number: DE29915057U1
Application number: DE29915057U
Authority: DE
Original assignee: TRW Occupant Restraint Systems GmbH
Current assignee: TRW Occupant Restraint Systems GmbH
Priority date: 1999-08-27
Filing date: 1999-08-27
Publication date: 2000-01-05
Anticipated expiration: 2009-08-28

Description

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27. August 199927 August 1999

TRW Occupant Restraint Systems GmbH & Co. KG
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Mechanische Auslösevorrichtung für SchlagzünderMechanical trigger device for impact detonators

Die Erfindung betrifft eine mechanische Auslösevorrichtung für einen Schlagzünder an einem Insassen-Rückhaltesystem, mit einer in einem Gehäuse beweglich angeordneten Sensormasse, einem in dem Gehäuse schwenkbar gelagerten Auslösehebel, einem durch eine Feder beaufschlagten, linear beweglichen Schlagkörper, der durch den an der Sensormasse abgestützten Auslösehebel in Bereitschaftsstellung gehalten wird, und einem gegen den Schlagzünder beweglich geführten Schlagstift.The invention relates to a mechanical triggering device for a percussion igniter on an occupant restraint system, with a sensor mass movably arranged in a housing, a trigger lever pivotably mounted in the housing, a linearly movable impact body acted upon by a spring, which is held in the ready position by the trigger lever supported on the sensor mass, and a firing pin movably guided against the percussion igniter.

Die bisher bekannten Auslösevorrichtungen für Schlagzünder werden als lineare oder als rotatorische Auslösevorrichtungen ausgeführt. Die linearen Auslösevorrichtungen haben jedoch den Nachteil eines hohen Platzbedarfs in einer Richtung, da bei diesen die Sensormasse, der Schlagkörper und der Schlagzünder hintereinander in einer Reihe angeordnet sind (z.B. EP 0 568 996 ). Rotatorische Auslösevorrichtungen können kompakter gebaut werden, da bei diesen der Schlagkörper als ein schwenkbarer Hebel ausgebildet ist, der durch Federkraft beschleunigt auf den Schlagzünder trifft. Allerdings ist bei diesen ein erhöhter konstruktiver Aufwand notwendig, um eine, für die geforderte Zuverlässigkeit der Auslösevorrichtung ausreichende Treffsicherheit des Schlagkörpers zu erzielen.The triggering devices known to date for impact detonators are designed as linear or rotary triggering devices. However, linear triggering devices have the disadvantage of requiring a lot of space in one direction, since the sensor mass, the impact body and the impact detonator are arranged one behind the other in a row (e.g. EP 0 568 996). Rotary triggering devices can be built more compactly, since the impact body is designed as a pivoting lever that hits the impact detonator accelerated by spring force. However, these require more design effort in order to achieve an impact body that is sufficiently accurate for the required reliability of the triggering device.

Die Erfindung stellt eine Auslösevorrichtungen für Schlagzünder bereit, die bei geringem Platzbedarf und kompaktem Aufbau eine hohe Zuverlässigkeit bietet.The invention provides a triggering device for impact detonators which offers high reliability with a small space requirement and a compact design.

Zu diesem Zweck ist bei einer Auslösevorrichtung der eingangs genannten Art zwischen dem Schlagkörper und dem Schlagstift eine Umlenkeinrichtung angeordnet, die den in einer ersten Richtung erfolgenden Schlaghub des Schlagkörpers in eine von der ersten Richtung verschiedene zweite Richtung umlenkt und auf den Schlagstift überträgt. Die Umlenkeinrichtung zwischen dem Schlagkörper und dem Schlagstift ermöglicht es, den Schlagstift und den Schlagzünder unter einem Winkel zur Bewegungsrichtung des Schlagkörpers anzuordnen. Dadurch wird der in dieser Richtung benötigte Bauraum verringert. Dennoch kann auf einfache Weise eine genaue Führung des Schlagstiftes erreicht werden, da Schlagstift und Schlagzünder linear in einer Reihe angeordnet sind.For this purpose, in a triggering device of the type mentioned above, a deflection device is arranged between the impact body and the firing pin, which deflects the impact stroke of the impact body in a first direction into a second direction different from the first direction and transfers it to the firing pin. The deflection device between the impact body and the firing pin makes it possible to arrange the firing pin and the impact detonator at an angle to the direction of movement of the impact body. This reduces the installation space required in this direction. Nevertheless, precise guidance of the firing pin can be achieved in a simple manner, since the firing pin and impact detonator are arranged linearly in a row.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen der Erfindung und aus den Zeichnungen, auf die in der Beschreibung Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description of exemplary embodiments of the invention and from the drawings to which reference is made in the description. In the drawings:

- Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Gurtaufrollers mit einer Ausführungsform einer Auslösevorrichtung gemäß der Erfindung;- Fig. 1 is a cross-section through a belt retractor with an embodiment of a triggering device according to the invention;

- Fig. 2 einen Querschnitt durch die Auslösevorrichtung aus Fig. 1, in einer Ebene senkrecht zur Abbildungsebene von Figur 1, entlang der Linie II - II, im Ausgangszustand;- Fig. 2 is a cross-section through the triggering device of Fig. 1, in a plane perpendicular to the plane of the image of Fig. 1, along the line II - II, in the initial state;

- Fig. 3 einen Querschnitt durch die Auslösevorrichtung wie in Fig. 2, jedoch im ausgelösten Zustand;- Fig. 3 is a cross-section through the triggering device as in Fig. 2, but in the triggered state;

- Fig. 4 einen Querschnitt durch die Auslösevorrichtung aus Fig. 1 im ausgelösten Zustand;- Fig. 4 is a cross-section through the triggering device of Fig. 1 in the triggered state;

- Fig. 5 einen Querschnitt durch die Auslösevorrichtung aus Fig. 1 im Endzustand;- Fig. 5 is a cross-section through the release device of Fig. 1 in the final state;

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- Fig. 6 einen Querschnitt durch eine zweite Ausführungsform einer Auslösevorrichtung gemäß der Erfindung im Ausgangszustand;- Fig. 6 is a cross-section through a second embodiment of a triggering device according to the invention in the initial state;

- Fig. 7 einen Querschnitt durch eine dritte Ausführungsform einer Auslösevorrichtung gemäß der Erfindung im Ausgangszustand; und- Fig. 7 is a cross-section through a third embodiment of a triggering device according to the invention in the initial state; and

- Fig. 8 einen Querschnitt durch eine dritte Ausführungsform einer Auslösevorrichtung gemäß der Erfindung im Endzustand.- Fig. 8 is a cross-section through a third embodiment of a release device according to the invention in the final state.

Der in Fig. 1 gezeigte Gurtaufroller 10 ist mit einer Auslösevorrichtung 12 gemäß der Erfindung versehen. Die Auslösevorrichtung 12 ist im Querschnitt dargestellt. Im Hintergrund ist ein Flansch 14 sichtbar, der eine Lagerung für eine Gurtspule 16 bietet. Ebenfalls im Querschnitt ist ein in bekannter Weise aufgebauter Linearantrieb für eine Strammvorrichtung mit einem Zylinder 18, einem Kolben 20 und einem Schlagzünder 26 dargestellt. Der Zylinder 18 ist an dem der Auslösevorrichtung 12 zugewandten Ende mit einem Stopfen 22 abgedichtet, an dem der Schlagzünder 26 befestigt ist. Der Schlagzünder 26 weist eine Kontaktfläche 24 auf. Im Stopfen 22 ist weiterhin eine axiale Bohrung 28 in Richtung der Längsachse des Zylinders 18 vorgesehen, die vom Schlagzünder 26 zur Auslösevorrichtung 12 führt. Die Auslösevorrichtung 12 ist von einem Gehäuse 38 umgeben und weist einen Schlagstift 30 und einen Schlagkörper 40 auf. Der Schlagstift 30 ist in der Bohrung 28 verschiebbar geführt und weist an seinem, dem Schlagzünder abgewandten Ende ein Übertragungsteil 32 auf, das mit einer, um 45° gegen die Längsachse der Bohrung 28 geneigten Rampenfläche 34 versehen ist. Eine Druckfeder 36 drückt das Übertragungsteil 32 gegen einen Anschlag 37 im Gehäuse 38 der Auslösevorrichtung 12 und hält den Schlagstift 30 so in einem bestimmten Abstand X vom Schlagzünder 26. Im Gehäuse 38 ist ein Schlagkörper 40 senkrecht zur Bewegungsrichtung des Schlagstiftes 30 verschiebbar geführt. Der Schlagkörper 40 weist eine, der Rampenfläche 34 entsprechende Rampenfläche 42 auf.The belt retractor 10 shown in Fig. 1 is provided with a triggering device 12 according to the invention. The triggering device 12 is shown in cross section. In the background, a flange 14 is visible, which provides a bearing for a belt reel 16. Also shown in cross section is a linear drive constructed in a known manner for a tensioning device with a cylinder 18, a piston 20 and a percussion igniter 26. The cylinder 18 is sealed at the end facing the triggering device 12 with a plug 22, to which the percussion igniter 26 is attached. The percussion igniter 26 has a contact surface 24. In the plug 22, an axial bore 28 is also provided in the direction of the longitudinal axis of the cylinder 18, which leads from the percussion igniter 26 to the triggering device 12. The triggering device 12 is surrounded by a housing 38 and has a striker pin 30 and a striker body 40. The firing pin 30 is guided in the bore 28 so that it can move and has a transmission part 32 at its end facing away from the impact igniter, which is provided with a ramp surface 34 inclined at 45° to the longitudinal axis of the bore 28. A compression spring 36 presses the transmission part 32 against a stop 37 in the housing 38 of the trigger device 12 and thus holds the firing pin 30 at a certain distance X from the impact igniter 26. In the housing 38, a striking body 40 is guided so that it can move perpendicular to the direction of movement of the firing pin 30. The striking body 40 has a ramp surface 42 corresponding to the ramp surface 34.

Für die Fortsetzung der Beschreibung sei zunächst auf Fig. 2 verwiesen, in welcher die Auslösevorrichtung 12 in einer Ebene senkrecht zur Abbildungsebene von Figur 1, entlang der Linie II - II, dargestellt ist und in welcher die weiteren Einzelheiten deutlicher zu sehen sind.For the continuation of the description, reference is first made to Fig. 2, in which the triggering device 12 is shown in a plane perpendicular to the plane of the figure in Fig. 1, along the line II - II, and in which the further details can be seen more clearly.

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Im Gehäuse 38 ist eine Sensormasse 44 so gelagert, daß sie in einer Richtung senkrecht zur Bewegungsrichtung des Schlagkörpers 40 beweglich ist. Die Sensormasse 44 weist an ihrer Oberfläche einen Vorsprung 46 auf. Am Schlagkörper 40 ist eine Ausnehmung 48 ausgebildet. Ein Auslösehebel 50 ist auf einem Zapfen 52 drehbar gelagert. Der Auslösehebel 50 stützt sich mit einem Ende an dem Vorsprung 46 ab. Das andere Ende des Auslösehebels 50 greift in die Ausnehmung 48 ein und hält dadurch eine Druckfeder 54 unter Spannung, die zwischen dem der Rampenfläche 42 entgegengesetzten Ende des Schlagkörpers 40 und der gegenüberliegenden Wand des Gehäuses 38 vorgesehen ist.A sensor mass 44 is mounted in the housing 38 such that it can move in a direction perpendicular to the direction of movement of the impact body 40. The sensor mass 44 has a projection 46 on its surface. A recess 48 is formed on the impact body 40. A release lever 50 is rotatably mounted on a pin 52. The release lever 50 rests with one end on the projection 46. The other end of the release lever 50 engages in the recess 48 and thereby keeps a compression spring 54 under tension, which is provided between the end of the impact body 40 opposite the ramp surface 42 and the opposite wall of the housing 38.

Der Gurtaufroller ist im Fahrzeug so eingebaut, daß die Bewegungsrichtung der Sensormasse 44 der Fahrtrichtung des Fahrzeugs entspricht. Bei einer starken Verzögerung des Fahrzeuges, wie sie bei einem Unfall auftritt, wird die Sensormasse 44 infolge ihrer Trägheit (Fig. 3) verlagert. Der Auslösehebel 50 kann sich nun nicht länger an dem Vorsprung 46 abstützen und schwenkt, infolge der durch die Druckfeder 54 über den Schlagkörper 40 ausgeübten Kraft, zur Seite. Damit gibt er den Schlagkörper 40 frei, der von der Druckfeder 54 in Richtung des Schlagstiftes 30 beschleunigt wird. In Fig. 4 ist zu sehen, daß die Rampenfläche 42 des Schlagkörpers 40 auf die Rampenfläche 34 des Schlagstiftes 30 trifft. Der Schlagkörper 40 besitzt ausreichend kinetische Energie, um das Übertragungsteil 32 des Schlagkörpers 40 entgegen der Kraft der Druckfeder 36 nach oben zu drücken (Fig. 5), wobei die beiden Rampenflächen 34, 42 aufeinander gleiten. Damit wird der Schlagstift 30 beschleunigt, welcher den Schlagzünder 26 auslöst, sobald er auf dessen Zündfläche 24 trifft.The belt retractor is installed in the vehicle in such a way that the direction of movement of the sensor mass 44 corresponds to the direction of travel of the vehicle. If the vehicle decelerates sharply, as occurs in an accident, the sensor mass 44 is displaced due to its inertia (Fig. 3). The release lever 50 can no longer support itself on the projection 46 and swings to the side as a result of the force exerted by the compression spring 54 via the impact body 40. This releases the impact body 40, which is accelerated by the compression spring 54 in the direction of the impact pin 30. In Fig. 4 it can be seen that the ramp surface 42 of the impact body 40 hits the ramp surface 34 of the impact pin 30. The impact body 40 has sufficient kinetic energy to push the transmission part 32 of the impact body 40 upwards against the force of the compression spring 36 (Fig. 5), with the two ramp surfaces 34, 42 sliding against one another. This accelerates the firing pin 30, which triggers the impact detonator 26 as soon as it hits its ignition surface 24.

Die Rampenflächen 32, 42 bieten eine einfache Einrichtung zur Kraftumlenkung zwischen Schlagkörper 40 und Schlagstift 30, mittels welcher die mechanische Energie zum Zünden des Schlagzünders 26 ohne große Verluste übertragen werden kann. Der Winkel für die Kraftumlenkung ist mit annähernd 90° optimal, da so einerseits die Verluste der Energieübertragung ausreichend gering gehalten werden können, andererseits die Bauform des Gurtauf rollers am kompaktesten gestaltet werden kann.The ramp surfaces 32, 42 provide a simple device for redirecting the force between the impact body 40 and the firing pin 30, by means of which the mechanical energy for igniting the impact detonator 26 can be transmitted without great losses. The angle for the redirection of the force is approximately 90°, as this allows the losses in the energy transmission to be kept sufficiently low, and the design of the belt retractor to be as compact as possible.

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Durch die in der Erfindung vorgesehene geradlinige Führung des Schlagstiftes wird eine Treffgenauigkeit erzielt, die es ermöglicht, eine Sonderform des Schlagzünders, einen sogenannten Stechzünder einzusetzen, wie er beispielsweise in Fig. 6 zu sehen ist. Der Stechzünder 156 wird dadurch gezündet, daß ein spitz zulaufendes Ende 158 des Schlagstiftes eine als Zündmembran 160 ausgebildete Kontaktfläche des Stechzünders durchdringt.The straight-line guidance of the firing pin provided in the invention achieves a level of accuracy that makes it possible to use a special form of impact detonator, a so-called piercing detonator, as can be seen, for example, in Fig. 6. The piercing detonator 156 is ignited by a tapered end 158 of the firing pin penetrating a contact surface of the piercing detonator, designed as an ignition membrane 160.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist die innenliegende Anordnung des Zünders, wodurch versehentliches Zünden ausgeschlossen ist. Auch dieser Vorteil begünstigt insbesondere den Einsatz eines Stechzünders.A further advantage of the invention is the internal arrangement of the igniter, which prevents accidental ignition. This advantage also particularly favors the use of a piercing igniter.

Eine zweite Ausführungsform nach der Erfindung ist in Fig. 6 gezeigt, in der für bereits beschriebene Bauteile um 100 erhöhte Bezugszeichen verwendet werden.A second embodiment according to the invention is shown in Fig. 6, in which reference numerals increased by 100 are used for components already described.

Bei dieser Ausführungsform wird der Schlagstift 130 von einer Druckfeder 136 an dem Stechzünder 156 in Anlage gehalten. Der Schlagstift 130 erhält auch hier die erforderliche Energie zum Zünden des Stechzünders 156 infolge der Beschleunigung durch den Schlagkörper 140 unter Abgleiten der beiden Rampenfläche 132, 142 aufeinander. Die übrigen Funktionsabläufe erfolgen wie bei der ersten Ausführungsform beschrieben. Selbstverständlich kann bei dieser Ausführungsform auch ein gewöhnlicher Schlagzünder zum Einsatz kommen, so daß das dem Zünder zugewandte Ende des Schlagstiftes mit einer abgerundeten Kontur versehen ist.In this embodiment, the firing pin 130 is held in place by a compression spring 136 on the piercing detonator 156. Here too, the firing pin 130 receives the energy required to ignite the piercing detonator 156 as a result of the acceleration by the striking body 140 while the two ramp surfaces 132, 142 slide over one another. The remaining functional sequences take place as described in the first embodiment. Of course, a conventional striking detonator can also be used in this embodiment, so that the end of the firing pin facing the detonator is provided with a rounded contour.

Diese Ausführungsform bietet zusätzlichen Schutz gegen ein versehentliches Zünden. Besteht nämlich ein freier Weg zwischen Schlagstift 130 und Zünder 156, dann kann es sein, daß durch einen Schlag, beispielsweise auf das Gehäuse 138, infolge der Massenträgheit des Schlagstiftes 130 dieser die Kraft der Druckfeder 36 überwindet, auf den Zünder trifft und diesen auslöst.This embodiment offers additional protection against accidental ignition. If there is a clear path between the firing pin 130 and the detonator 156, then it is possible that an impact, for example on the housing 138, due to the inertia of the firing pin 130, will overcome the force of the compression spring 36, hit the detonator and trigger it.

Eine dritte Ausführungsform der Auslösevorrichtung nach der Erfindung zeigen die Fig. 7 und 8, bei denen wiederum für bereits beschriebene Bauteile um 200 erhöhte Bezugszeichen verwendet wurden.A third embodiment of the release device according to the invention is shown in Figs. 7 and 8, in which again reference numerals increased by 200 were used for components already described.

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Bei dieser Ausführungsform ist ein Übertragungshebel 262 vorgesehen, der am Gehäuse 238 schwenkbar gelagert ist, indem er sich an einem Ende 264 lose mit einer Kante am Gehäuse 238 abstützt. Durch diese schwenkbare Lagerung ist der Übertragungshebel 262 im Gehäuse 238 sehr leicht beweglich. Auf das andere, gebogene Ende 266 des Übertragungshebels 262 stützt sich ein Schlagstift 230 ab, der von der Druckfeder 236 in einem bestimmten Abstand X vom Schlagzünder 226 gehalten wird. Der Übertragungshebel 262 weist eine abgerundete Angriffsfläche 268 auf. Nach der Freigabe des Schlagkörpers 240, die erfolgt, wie bei den vorherigen Ausführungsformen beschrieben, drückt dieser den Übertragungshebel 262 nach oben (Fig. 8), wobei die Angriffsfläche 268 auf der Rampenfläche 242 gleitet und der Schlagstift 230 am Ende 266 des Übertragungshebels 262 gegen den Schlagzünder 226 beschleunigt wird und diesenauslöst. Die abgerundete Angriffsfläche 268 und das gebogene Ende 266 sowie die Lagerung 264 des Übertragungshebels 262 verringern die Reibungseinflüsse bei der Energieübertragung zwischen Schlagkörper 240 und Schlagstift 230, weshalb der Schlagkörper 240 eine geringere kinetische Energie bereitstellen muß. Daher kann zum einen ein Schlagkörper 240 mit geringerer Masse Verwendung finden, zum anderen kann die Druckfeder 254 schwächer ausgelegt sein, ohne die Zuverlässigkeit des Systems zu beeinträchtigen. Beide Maßnahmen führen zu einer Kosten- und Gewichtsersparnis. In this embodiment, a transmission lever 262 is provided which is pivotably mounted on the housing 238 by loosely supporting an edge on the housing 238 at one end 264. This pivotable mounting allows the transmission lever 262 to move very easily in the housing 238. A firing pin 230 is supported on the other, curved end 266 of the transmission lever 262 and is held by the compression spring 236 at a certain distance X from the impact igniter 226. The transmission lever 262 has a rounded engagement surface 268. After the impact body 240 is released, which takes place as described in the previous embodiments, it pushes the transmission lever 262 upwards (Fig. 8), whereby the contact surface 268 slides on the ramp surface 242 and the firing pin 230 at the end 266 of the transmission lever 262 is accelerated against the impact detonator 226 and triggers it. The rounded contact surface 268 and the curved end 266 as well as the bearing 264 of the transmission lever 262 reduce the frictional influences during the energy transfer between the impact body 240 and the firing pin 230, which is why the impact body 240 has to provide less kinetic energy. Therefore, on the one hand, an impact body 240 with a lower mass can be used, and on the other hand, the compression spring 254 can be designed to be weaker without affecting the reliability of the system. Both measures lead to cost and weight savings.

Selbstverständlich kann auch in dieser Ausführungsform der Erfindung ein Schlagstift zum Einsatz kommen, der von einer Druckfeder an dem Schlagzünder in Anlage gehalten wird, wie im Zusammenhang mit Fig. 6 beschrieben.Of course, in this embodiment of the invention, a firing pin can also be used, which is held in contact with the impact igniter by a compression spring, as described in connection with Fig. 6.

Claims

1. Mechanical triggering device ( 12 ) for a percussion igniter ( 26 ; 156 ; 226 ) on an occupant restraint system ( 10 ), with a sensor mass ( 44 ) movably arranged in a housing ( 38 ; 138 ; 238 ), a trigger lever ( 50 ; 150 ; 250 ) pivotably mounted in the housing, a linearly movable impact body ( 40 ; 140 ; 240 ) acted upon by a spring ( 54 ; 154 ; 254 ), which is held in the ready position by the trigger lever supported on the sensor mass, and a firing pin ( 30 ; 130 ; 230 ) movably guided against the percussion igniter, characterized in that a deflection device ( 34 , 42 ; 134 , 142 ; 266 , 268 ) is arranged, which deflects the impact stroke of the impact body in a first direction into a second direction different from the first direction and transmits it to the firing pin.

2. Release device according to claim 1, characterized in that the first and the second direction are at least approximately perpendicular to each other.

3. Release device according to claim 1 or 2, characterized in that the deflection device has a ramp ( 42 ; 142 ; 242 ).

4. Triggering device according to claim 3, characterized in that the ramp ( 42 ; 142 ; 242 ) is formed on the impact body ( 40 ; 140 ; 240 ).

5. Triggering device according to claim 4, characterized in that a transmission part ( 32 ; 132 ) is arranged in front of the striking pin ( 30 ; 130 ), which has a ramp surface ( 34 ; 134 ) corresponding to the ramp ( 42 ; 142 ) on the striking body ( 40 ; 140 ).

6. Release device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the deflection device has a pivotably arranged transmission lever ( 262 ) which is provided with a rounded engagement surface ( 268 ) for the impact body ( 240 ).

7. Release device according to claim 6, characterized in that the transmission lever ( 262 ) is loosely supported on an edge at one of its ends ( 264 ).

8. Triggering device according to one of the preceding claims, characterized in that the firing pin ( 130 ) is held in contact with the impact igniter ( 156 ) by a compression spring ( 136 ).

9. Triggering device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the firing pin ( 30 ; 230 ) is held by a spring ( 36 ; 236 ) against a stop ( 37 ; 266 ) and thereby at a certain distance (X) from the impact igniter ( 26 ; 226 ).