-
Das
Gebiet der Erfindung betrifft pyrotechnische Zünder, das heißt Bauteile,
die es ermöglichen, eine
pyrotechnische Wirkung in einer pyrotechnischen Kette zu übertragen.
Ein solcher pyrotechnischer Zünder
ist in dem Dokument US-5621183 (Grundlage des Anspruchs 1) beschrieben.
-
Aus
den Patenten
EP 600791 und
EP 711400 sind Zünder bekannt,
deren Gehäuse
wenigstens zum Teil aus Kunststoff hergestellt sind.
-
Diese
Zünder
sind zum Beispiel dafür
vorgesehen, einen Pyromechanismus zu betätigen oder auch eine gaserzeugende
Zusammensetzung in einem Sicherheitssystem für Kraftfahrzeuge auszulösen.
-
Diese
Zünder-Gehäuse werden
im Allgemeinen durch Spritzguss oder Abformen hergestellt.
-
Die
Zünder
sind durch elektrische Verbindungen mit einem zentralen elektronischen
Steuerkreis des Sicherheitssystems des Fahrzeuges verbunden.
-
Die
Verbindungen werden im Allgemeinen durch verformbare elektrische
Kabelschuhe oder auch durch Stecker gebildet.
-
Das
Anbringen der Kabelschuhe ist langwierig und lästig. Daraus resultiert ein
Anwachsen der Kosten für
die Herstellung der Anschlüsse.
Außerdem
sind die bekannten Stecker in axialer Richtung voluminös und schwierig
in ein Fahrzeug zu integrieren.
-
Die
Kabelschuhe stellen auch Probleme in Hinblick auf die Zuverlässigkeit
der Verbindung und folglich der Sicherheit des Fahrzeuges dar.
-
Außerdem wird
heute im Allgemeinen versucht, auf Höhe des Bauteils ein elektrisches
oder elektronisches Bauteil, zum Beispiel einen Shunt, anzuordnen,
das es erlaubt, unbeabsichtigte pyrotechnische Initiierungen durch
zum Beispiel elektrostatische Entladung zu vermeiden, wenn ein Stecker nicht
vorhanden ist.
-
Ein
solcher Shunt ist ein voluminöses,
intermediäres
Bauteil, das zwischen das pyrotechnische Bauteil und den Stecker
einfügt
wird und die Anschlüsse
weiter verkompliziert, indem häufig
die Anbringung von Adaptern erforderlich wird.
-
Die
Aufgabe der Erfindung ist es, einen pyrotechnischen Zünder vorzuschlagen,
der es erlaubt, derartige Nachteile zu beseitigen.
-
So
ermöglicht
es der Zünder
gemäß der Erfindung
mit einem verringerten axialen Raumbedarf, die Verbindung des Zünders mit
den Schaltungen des Fahrzeuges zu vereinfachen und zuverlässig zu machen.
-
Gemäß einer
besonderen Ausführungsform ermöglicht der
Zünder
gemäß der Erfindung
außerdem
das Anbringen einer Shunt-Schaltung mit geringeren Kosten, zum Beispiel
zum Zeitpunkt der Herstellung des Zünders, und ohne, dass weder
eine Erhöhung
des axialen Raumbedarfs noch eine Schwierigkeit bei der Herstellung
der Verbindungen daraus resultiert.
-
Gegenstand
der Erfindung ist somit ein pyrotechnischer Zünder gemäß dem Anspruch 1.
-
Die
Vertiefung kann insbesondere ein Shunt-Bauteil tragen, das bei der
Abwesenheit eines Steckers einen Kurzschluss zwischen den Kontakten des
Zünders
gewährleistet.
-
Der
Fuß kann
Mittel umfassen, die ein axiales Festlegen des Shunt-Bauteiles und/oder
des Steckers in der Vertiefung gewährleisten.
-
Gemäß einer
besonderen Ausführungsform ist
die Vertiefung zylindrisch und weist wenigstens eine Kerbe auf,
die dafür
vorgesehen ist, einen Vorsprung aufzunehmen, der fest mit dem Shunt-Bauteil verbunden
ist und dessen Positionierung in Umfangsrichtung ermöglicht.
-
Das
Shunt-Bauteil kann aus einem elastischen, leitfähigen Blättchen gebildet sein, das mit dem
Fuß fest
verbunden ist, wobei das Blättchen
einen Kurzschluss zwischen den Kontakten gewährleistet, wenn ein Stecker
nicht vorhanden ist.
-
Der
Fuß kann
Vorteilhafterweise über
das leitfähige
Blättchen
abgegossen sein.
-
Die
oben liegende Halbschale und der Fuß können durch Ultraschall-Schweißung fest
miteinander verbunden werden.
-
Die
Erfindung wird anhand der folgenden Beschreibung von besonderen
Ausführungsbeispielen verständlicher,
wobei sich die Beschreibung auf die beigelegten Abbildungen bezieht,
in denen:
-
1 eine
erste Ausführungsform
eines Zünders
gemäß der Erfindung
im Längsschnitt
darstellt, wobei der Schnitt entsprechend der Ebene, deren Schnittlinie
AA in 2 festgelegt ist, erfolgt ist,
-
2 eine
Ansicht der Vorangegangenen entsprechend der in 1 festgelegten
Richtung F ist,
-
3 eine
zweite Ausführungsform
eines Zünders
gemäß der Erfindung
im Längsschnitt
darstellt, wobei der Schnitt entsprechend der Ebene, deren Schnittlinie
BB in 4 festgelegt ist, erfolgt ist,
-
4 eine
Ansicht der Vorangegangenen entsprechend der in 3 festgelegten
Richtung G ist,
-
5 einen
Längsschnitt
dieser zweiten Ausführungsform,
die mit einem Shunt-Bauteil ausgerüstet ist, darstellt,
-
6 eine
perspektivische Ansicht vor Montage des erfindungsgemäßen Zünders, eines Shunt-Bauteiles
und eines Steckers ist,
-
7a, 7b zwei
Ansichten des Shunt-Bauteiles selbst sind, wobei 7a eine
Seitenansicht des Bauteiles und 7b eine
Vorderansicht entsprechend der in 7a dargestellten
Richtung H ist,
-
7c eine
perspektivische Ansicht des Kontakt-Blättchens
des Shunt-Bauteiles ist,
-
8 eine
dritte Ausführungsform
eines Zünders
gemäß der Erfindung
im Längsschnitt
darstellt, wobei der Schnitt entsprechend der punktierten Ebene,
deren Schnittlinie CC in 8b festgelegt
ist, erfolgt ist,
-
8b eine
Ansicht der Vorangegangenen entsprechend der in 8a festgelegten
Richtung Z ist.
-
Bezug
nehmend auf 1 umfasst ein pyrotechnischer
Zünder 1 gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung eine pyrotechnische Zusammensetzung (nicht dargestellt),
die im Inneren eines Gehäuses 2 angeordnet
ist, das aus einer im wesentlichen zylindrischen Hülle 4 besteht,
die zum Beispiel aus Metall hergestellt ist und durch zwei Kontakte 7a, 7b verlängert ist.
Ein derartiges Gehäuse
wird hier nicht im Detail beschrieben, es ist insbesondere aus dem
Patent FR-2720493 bekannt.
-
Dieses
Gehäuse 2 ist
im Inneren einer Hülle 3 angeordnet,
die durch den Zusammenschluss zweier Teile gebildet wird: Ein Fuß 16 und
eine oben liegende Halbschale 17.
-
Die
Halbschale und der Fuß sind
durch Spritzguss eines Kunststoffes, zum Beispiel von Polyamid oder
Polycarbonat, hergestellt. Sie sind zum Beispiel durch Ultraschall-Schweißung fest
miteinander verbunden.
-
Der
Fuß 16 umfasst
eine Auflagefläche 18, auf
der eine kreisförmige
Rille 19 eingearbeitet ist, und sie wird von zwei Löchern 20, 21 durchdrungen, die
durch einen Einschnitt 22 verbunden sind.
-
Die
Löcher 20 und 21 sind
dafür vorgesehen, die
Kontakte 7a und 7b des Gehäuses 2 durchlaufen zu
lassen. Der Einschnitt 22 erlaubt es, die Bögen der Kontakte 7a und 7b aufzunehmen.
-
Die
oben liegende Halbschale 17 umfasst eine Auflagefläche, die
eine kreisförmige
Zahnung 27 trägt,
welche dafür
vorgesehen ist, mit der Rille 19 des Fußes 16 zusammenzuwirken.
-
Die
oben liegende Halbschale 17 begrenzt ein inneres zylindrisches
Volumen 28, das dafür
vorgesehen ist, das Gehäuse 2 aufzunehmen.
Dieses Volumen hat somit einen Durchmesser, der gleich dem Außendurchmesser
des Gehäuses 2 ist,
und eine Höhe,
die gleich der des Gehäuses
ist.
-
Die
Dicke e der oben liegenden Halbschale liegt in der Größenordnung
von 0,5 mm. Diese Halbschale ist ausreichend dünn, um durch die Zündung der
in dem Gehäuse 2 enthaltenen
pyrotechnischen Zusammensetzung zerrissen werden zu können.
-
Der
Fuß 16 umfasst
ebenfalls eine Vertiefung 40 in deren Inneren sich die
Kontakte 7a, 7b erstrecken. Diese Vertiefung besitzt
ein parallelepipedisches Profil und ist dafür vorgesehen, einen Stecker (nicht
dargestellt) aufzunehmen.
-
Der
Fuß umfasst
auch eine elastische Nase 41, die sich beim Einsetzen eines
Steckers verformt und die eine Anschlagfläche 42 aufweist, die
es ermöglicht,
zu unterbinden, dass der Stecker die Vertiefung 40 verlässt.
-
Diese
Nase ist aus einem Stück
mit dem Fuß 16 gebildet.
-
Die
Montage des Zünders
gemäß der Erfindung
erfolgt in der folgenden Weise.
-
Nach
Herstellung des Gehäuses 2,
wird dieses am Fuß 16 in
die richtige Position gebracht, indem die Kontakte 7a und 7b in
die Löcher 20 und 21 eingeführt werden.
Der Boden 6 des Gehäuses 2 stützt sich
folglich an der Auflagefläche 18 des
Fußes ab.
Das Gehäuse 2 wird
dann mit der oben liegenden Halbschale 17 bedeckt. Die
zwei Halbschalen werden schließlich
durch Ultraschall-Schweißung verbunden.
-
Die
Ultraschall-Schweißung
wird auf eine bekannte Art und Weise durchgeführt, indem eine Sonotrode eines
Schweißgerätes an ein
konisches Profil 31 der oben liegenden Halbschale 17 angesetzt wird.
-
Die
Schwingungen der Sonotrode führen
zur Schweißung
der sich in Kontakt befindlichen Flächen. Die kreisförmige Zahnung 27 dringt
bei der Montage in die Rille 19 ein, wodurch es ermöglicht wird,
die Spannungen, die bei der Schweißung durch die Ultraschall-Schwingungen
hervorgerufen werden, zu konzentrieren. So wird eine Erwärmung im Bereich
des Kontaktes Rille / Zahnung örtlich
festgelegt, was die Schweißung
ermöglicht.
-
Es
ist selbstverständlich
möglich,
die zwei Halbschalen durch ein anderes Mittel, zum Beispiel durch
Klebung, fest miteinander zu verbinden.
-
Die
Dichtigkeit des Zünders
in Bezug auf Außen
wird durch Laser-Schweißung
des Gehäuses 2 (nicht
dargestellt) gewährleistet.
Es muss bei der Montage der Hülle 3 im
Hinblick auf die Dichtigkeit keinerlei besondere Vorsichtsmaßnahme vorgesehen
werden. Es wird somit die Herstellung vereinfacht.
-
Die
Dichtigkeit des Zünders
gegenüber
dem Pyromechanismus und bezüglich
der beim Betrieb erzeugten Gase wird durch das Anliegen des Bodens 6 an
der Auflagefläche 18 gewährleistet,
wobei der Druck außerdem
zur Folge hat, den Boden und die Hülle 4 fest an die
Auflagefläche
anzudrücken,
was das Gehäuse 2 leicht
in die untere Halbschale 16 eindringen lässt und
die Dichtigkeit erhöht.
-
Um
die Dichtigkeit gegenüber
den Gasen noch weiter zu verbessern, wird Vorteilhafterweise zwischen
der äußeren zylindrischen
Fläche
der Hülle 4 und
ihrer Aufnahme in der oben liegenden Halbschale 17 eine
Presspassung sowie eine leichte Presspassung der Kontakte 7a, 7b in
den Löchern 20 und 21 vorgesehen.
-
Es
können
zusätzlich
auf der Auflagefläche 18 ebenfalls
eine oder mehrere kreisförmige
Auskehlungen (nicht dargestellt) vorgesehen werden, welche die Rolle
von Expansions-Hindernissen übernehmen,
oder die auch jeweils einen O-Ring aufnehmen können.
-
Der
Zünder
gemäß der Erfindung
ist folglich vollkommen dicht und kann ebenfalls auf zuverlässige und
undurchlässige
Art und Weise einen Standard-Stecker mit rechtwinkligem Querschnitt
aufnehmen. Der Stecker wird Dank der Nase 41, die mit einer
Kerbe des Steckers zusammenwirkt, fest mit dem Zünder verbunden.
-
Es
kann alternativ eine Kerbe vorgesehen werden, die in der Vertiefung
angebracht ist und mit einer vom Stecker getragenen Nase zusammenwirkt.
-
Es
kann ebenfalls am Boden der Vertiefung 40 ein elektrisches
oder elektronisches Bauteil, wie eine Kapazität oder ein Shunt, angeordnet
werden.
-
In
Abhängigkeit
von den Geometrien der verwendeten Stecker ist es selbstverständlich möglich, die
Formen und Abmessungen der Vertiefung 40, die den Stecker
aufnimmt, variieren zu lassen.
-
Dank
der Erfindung kann so der innere Teil des Zünders, der vom Gehäuse 2 gebildet
wird, für welche
auch immer geartete äußere Geometrie
des kompletten Bauteils und der des Steckers, die an ihn angepasst
werden muss, derselbe sein.
-
Es
genügt,
die Form des Fußes 16 und
insbesondere seiner Vertiefung 40 zu modifizieren, um einen
Zünder
zu erzielen, der für
eine andere Anwendung verwendet werden kann.
-
Es
kann auch die äußere Form
des Fußes 16 und
der oben liegenden Halbschale 17 modifiziert werden, um
einen Zünder
zu erzielen, dessen äußere Geometrie
an einen vorgegebenen Typ von Gaserzeuger angepasst ist.
-
Der
wesentliche und von vornherein teuerste Teil des Zünders, das
heißt
das Gehäuse 2,
das die pyrotechnische Zusammensetzung sowie deren Zündmittel
einschließt,
kann folglich in großer
Serie hergestellt werden.
-
Schließlich wird
der Zünder
kundenspezifisch gemacht, indem dieses Gehäuse in einer Hülle angeordnet
wird, das die für
die Bedürfnisse
eines Kunden geeigneten Abmessungen und einen Fuß besitzt, der eine Vertiefung
trägt,
die an die Geometrie des Steckers und/oder des gewünschten
Bauteiles angepasst ist.
-
3 zeigt
so eine zweite Ausführungsform eines
Zünders
gemäß der Erfindung.
-
Diese
Form unterscheidet sich von der vorhergehenden hauptsächlich in
der Geometrie der Vertiefung 40. Diese Letztere ist hier
zylindrisch und wird auf Höhe
ihrer Öffnung
durch eine kreisförmige Wulst 43 begrenzt.
Die Vertiefung 40 ist dafür vorgesehen, ein zylindrisches
Bauteil aufzunehmen, zum Beispiel einen Stecker oder auch ein Shunt-Bauteil, wie
es im Folgenden beschrieben wird. Die Wulst 43 weist eine
Anschlagfläche 44 auf.
Eine kreisförmige Freistich-Auskehlung 45 ist
zwischen der Wulst 43 und der inneren zylindrischen Fläche der
Vertiefung 40 angebracht.
-
Der
Fuß 16 umfasst
schließlich
zwei Kerben 46a, 46b, welche die Wulst schneiden
und sich von einer unteren Fläche 47 des
Fußes 16 bis
oberhalb der Auskehlung 45 erstrecken.
-
Diese
Kerben sind dafür
vorgesehen, komplementäre
Ansätze,
die fest mit einem Stecker oder einem Shunt-Bauteil verbunden sind
und eine Positionierung des Bauteiles oder Steckers in Umfangsrichtung
in Bezug auf den Fuß 16 erlauben,
auf zunehmen.
-
5 zeigt
diesen selbigen Zünder,
der im Inneren der Vertiefung 40 ein Shunt-Bauteil aufweist.
-
Dieses
Letztere ist insbesondere in den 7a und 7b zu
sehen.
-
Ein
derartiges Bauteil ist dem Fachmann wohl bekannt und ist folglich
nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung.
-
Seine
Beschreibung wird hier gegeben, um das Verständnis der Erfindung zu erleichtern.
-
Ein
bekanntes Shunt-Bauteil wird aus einem isolierenden Körper 49 gebildet,
der ein äußeres zylindrisches
Profil, das denselben Durchmesser wie die Vertiefung 40 des
Zünders 1 aufweist,
besitzt und zwei Ansätze 50a und 50b trägt, die
dafür vorgesehen
sind, mit den Kerben 46a und 46b des Fußes 16 zusammen
zu wirken.
-
Der
Boden 51 des Körpers
trägt zwei
Löcher 52a, 52b,
die dafür
vorgesehen sind, die Kontakte 7a und 7b des Zünders aufzunehmen.
-
Der
Körper 49 weist
einen in der Mitte gelegenen Einschnitt 53 auf, der durch
den Boden 51 und zwei glatte Flächen 54a und 54b begrenzt
wird.
-
Die
glatte Fläche 54a weist
im in der Mitte gelegenen Abschnitt eine halbkreisförmige Rippe 55 auf,
während
die glatte Fläche 54b eine
rechteckige Rille 56 trägt.
-
Die
Rippe und die Rille sind dafür
vorgesehen, mit komplementären
Profilen zusammen zu wirken, die so von einem Stecker getragen werden, dass
dessen Anbringung mit einer korrekten Ausrichtung in Bezug auf das
Shunt-Bauteil 48 gewährleistet wird.
Die glatten Flächen 54a und 54b gewährleisten außerdem eine
Führung
des Steckers.
-
Der
Körper 49 des
Bauteils 48 trägt
eine rechteckige Kerbe 57, die parallel zur Fläche 54a verläuft und
ein elektrisch leitfähiges
Blättchen 58 (zum Beispiel
aus Messing) trägt.
-
Dieses
Blättchen
wird nur in 7c dargestellt. Es umfasst zwei
Lappen 59a, 59b, die miteinander durch eine Leiste 60 verbunden
sind. Es wird aus einem einzigen Teil von gezogenem und geknicktem
Messing gebildet.
-
Die
Lappen sind in der Weise geknickt, dass, wenn das Blättchen 58 in
seiner Kerbe 57 angeordnet ist, die Enden der Lappen 59a, 59b sich
jeweils gegenüber
den Löchern 52a, 52b befinden.
-
Wenn
das Shunt-Bauteil 48 in die Vertiefung 40 des
Zünders 1 eingesetzt
wird, drücken
so die Kontakte 7a und 7b dieses Letzteren die
Lappen 59a und 59b zurück. Wegen ihrer Elastizität bleiben
die Lappen 59a und 59b mit den Kontakten in Berührung und
gewährleisten
so eine elektrische Verbindung zwischen den Kontakten 7a und 7b.
Eine derartige Anordnung erlaubt es, den Zünder gegenüber elektrostatischen Entladungen
zu schützen.
-
Der
Lappen 59b ist in 7a in
seiner Kontaktstellung mit einem Kontakt des Zünders dargestellt. Der Lappen 59a ist
in seiner Ruheposition dargestellt, Shunt-Bauteil außerhalb
des Zünders.
-
Wenn
ein Stecker in den Einschnitt 53 des Shunt-Bauteiles 48 eingeführt wird,
entfernt es die Lappen 59a und 59b von den Kontakten,
die sich zur selben Zeit in das Innere des Steckers einbringen. Die
Position eines so entfernten Lappens ist durch die punktierte Linie 61 in 7a dargestellt.
-
Der
Kurzschluss-Schutz wird folglich beim Einführen des Steckers unterdrückt. Er
wird dagegen beim Herausnehmen des Steckers wieder hergestellt.
Das gegenüber
elektrostatischen Entladungen erzielte Sicherheitsniveau ist optimal.
-
6 zeigt
das Shunt-Bauteil 48 (elektrisch leitfähiges Blättchen nicht dargestellt),
das vor dem Zünder 1 gemäß der Erfindung
und vor seiner Anordnung in dessen Vertiefung 40 angeordnet
ist, in der Perspektive.
-
Die
Abmessungen der Vertiefung 40 sind so festgelegt worden,
dass ein handelsübliches Shunt-Bauteil 48 aufgenommen
werden kann.
-
Dieses
Bauteil wird in die Vertiefung 40 eingeführt. Es
nimmt seinen Platz ein, indem es an dessen Boden anliegt. Es ist
in Form einer Presspassung so in die Vertiefung eingepasst, dass
gewährleistet ist,
dass es axial festgehalten wird.
-
Dank
der Erfindung ist es folglich möglich,
einen Zünder
bei seiner Herstellung mit einem herkömmlichen Shunt-Bauteil auszurüsten, welches dann
einen festen Bestandteil von diesem bildet.
-
Der
axiale Raumbedarf der Baugruppe ist in einem Höchstmaße reduziert. Die Sicherheit
wird mit einer extrem vereinfachten Montage gewährleistet.
-
Ein
herkömmlicher
Stecker 62 kann dann an den Zünder 1 angeschlossen
werden. Er überbrückt den
Shunt, wie es zuvor beschrieben worden ist. Er wird durch das Zusammenwirken
verformbarer Lappen (einstückig
mit dem Stecker und nicht dargestellt) mit der Anschlagfläche 44,
welche die kreisförmige
Freistich-Auskehlung 45 begrenzt, fest mit dem Zünder verbunden.
-
Die
Geometrie der Vertiefung wird selbstverständlich in Abhängigkeit
von geometrischen Merkmalen des gewünschten Shunt-Bauteiles sowie des Steckers
festgelegt. Die Erfindung erlaubt es folglich, dieselbe Geometrie
für das
Gehäuse 2 des
Zünders beizubehalten,
und das für
welche auch immer beabsichtigte Anwendung.
-
Die 8a und 8b zeigen
einen Zünder gemäß einer
dritten Ausführungsform
der Erfindung.
-
Diese
Form unterscheidet sich von der Vorhergehenden dadurch, dass das
Shunt-Bauteil nicht durch ein unterschiedliches Teil gebildet wird,
das in der Vertiefung 40 angebracht ist, sondern einzig
und allein durch ein elektrisch leitfähiges Blättchen 58, das einstückig mit
dem Fuß 16 ist.
-
Der
Fuß 16 und
der Körper 49 des Shunt-Bauteiles,
die in 5 als verschiedene Teile dargestellt werden, stellen
nun ein und dasselbe Teil dar.
-
So
weist die Vertiefung 40 des Fußes ein im Wesentlichen rechteckiges
Profil auf (siehe 8b), das dafür vorgesehen ist, einen Stecker
aufzunehmen, und das dieselbe Rolle übernimmt wie der in der Mitte
liegende Einschnitt des in Bezug auf die 7a, 7b zuvor
beschriebenen Bauteiles.
-
Die
Vertiefung 40 trägt
an einer seiner glatten Seiten eine halbkreisförmige Rippe 55 und
an der anderen glatten Fläche
eine rechteckige Rille 56.
-
Die
Rippe und die Rille sind dafür
vorgesehen, mit komplementären
Profilen zusammen zu wirken, die so von einem Stecker getragen werden, dass
dessen Anbringung mit einer korrekten Ausrichtung in Bezug auf die
Kontakte gewährleistet
wird. Die glatten Flächen
der Vertiefung 40 gewährleisten außerdem eine
Führung
des Steckers.
-
Das
elektrisch leitfähige
Blättchen 58 ist
mit dem in 7c dargestellten identisch.
-
Es
wird in eine in dem Fuß 16 angebrachte Kerbe 57 geschoben.
Als Variante kann der Fuß aus Kunststoff
auf dem Blättchen 58 abgeformt
werden, dessen Leiste 60 nun im Material des Fußes eingelassen
ist.
-
Das
Blättchen 58 umfasst
dabei noch zwei Lappen 59a, 59b, die durch eine
Leiste 60 miteinander verbunden sind. Sie gewährleistet
einen Kurzschluss zwischen den Kontakten 7a und 7b,
wenn der Zünder
nicht mit einem Stecker verbunden ist.