DE10048869B4

DE10048869B4 - Induktiv aktivierbare Zündkapsel

Info

Publication number: DE10048869B4
Application number: DE2000148869
Authority: DE
Inventors: Günter Dürschinger
Original assignee: Schott AG
Current assignee: Schott AG
Priority date: 2000-10-02
Filing date: 2000-10-02
Publication date: 2005-09-22
Anticipated expiration: 2020-10-03
Also published as: DE10048869A1

Abstract

Induktiv aktivierbare Zündkapsel nach dem deutschen Patent DE 199 61 134 , dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine innerhalb des Zündkapselgehäuses (2) befindliche Sekundärstromkreis durch ein in sich geschlossenes Widerstandselement gebildet wird, das seinerseits aus einem Ringkern (12) aus isolierendem oder schlecht leitendem Material gebildet wird, welcher von mindestens einer Metallschicht (5) überzogen ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine induktiv aktivierbare Zündkapsel für den Gasgenerator eines Insassen-Rückhaltesystems in einem Kraftfahrzeug, wie sie in dem deutschen Patent 199 61 134 beschrieben ist.
Bei dieser neuartigen Zündkapsel ist vorgesehen, die für die Zündung des Zündmittels erforderliche Heizleistung auf induktivem Wege in die Zündkapsel einzukoppeln. Zu diesem Zweck ist außerhalb der Zündkapsel mindestens ein Primärstromkreis angeordnet, der im Falle einer Fahrzeugkollision mit einem Auslösestrom versorgt wird. Im Innern der Zündkapsel ist mindestens ein Sekundärstromkreis vorgesehen, der eine Sekundärwicklung und in Reihe mit dieser geschaltet, einen Wiederstanddraht enthält, welcher das Zündmittel durchsetzt. Primär- und Sekundärstromkreis sind voneinander galvanisch getrennt und relativ zueinander derart angeordnet, daß das von den Wicklungen des Primärstromkreises erzeugte Magnetfeld die Sekundärwicklung möglichst vollständig durchsetzt. Die neuartige Zündkapsel funktioniert also nach dem Prinzip eines Transformators. Der im Sekundärstromkreis induzierte Strom wird durch das Verhältnis der Windungszahlen von Primärwicklung zu Sekundärwicklung bestimmt. Wie beim sogenannten Induktionsofen lassen sich somit auf einfache Weise im Sekundärstromkreis sehr hohe Ströme erzeugen.

Im Gegensatz zu herkömmlichen Zündkapseln, wie sie beispielsweise in der DE 197 33 353 C1 und der DE 44 29 175 A1 beschrieben sind, werden in der induktiv aktivierbaren Zündkapsel keine elektrischen Zuleitungen benötigt, die das Gehäuse der Zündkapsel durchsetzen, so daß elektrostatische Aufladungen oder Kriechströme, die eine Fehlzündung auslösen können, nicht in das Innere der Zündkapsel geleitet werden. Durch das Fehlen dieser Zuleitungen kann man das Gehäuse der Zündkapsel hermetisch verschließen. Hierdurch ist gewährleistet, daß keine Feuchtigkeit an den Widerstandsdraht und das Zündmittel gelangen kann. Der Widerstandsdraht ist also vor Korrosion geschützt und das Zündmittel bleibt auch unter ungünstigen Klimaverhältnissen, denen das Kraftfahrzeug ausgesetzt ist, trocken und damit zündfähig. Überdies ist der Widerstandsdraht weitgehend vor Temperaturschwankungen geschützt, welche ansonsten über die elektrischen Zuleitungen in das Gehäuse der Zündkapsel weitergeleitet werden. Demzufolge ist gewährleistet, daß der Widerstandsdraht praktisch nicht altert oder brüchig wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die in dem deutschen Patent 199 61 134 offenbarte, induktiv aktivierbare Zündkapsel dahingehend weiterzubilden, daß der für die Zündung verantwortliche Sekundärstromkreis auf denkbar einfache und kostengünstige Weise hergestellt werden kann.

Die Aufgabe wird durch eine induktiv aktivierbare Zündkapsel mit den Merkmalen sowohl des Anspruchs 1 als auch des Anspruchs 5 gelöst; vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den Ansprüchen 2 bis 4 und 6 bis 8 angegeben.

Der Grundgedanke der Hauptanmeldung ist darin zu sehen, den mindestens einen innerhalb des Zündkapselgehäuses befindlichen Sekundärstromkreis durch ein in sich geschlossenes Widerstandselement zu bilden. Der Gegenstand der Hauptanmeldung wird dadurch weitergebildet, daß das Widerstandselement derart hergestellt wird, daß ein Ringkern aus isolierendem oder schlecht leitendem Material mit einer geeignet dimensionierten Metallschicht überzogen wird. Das Metall kann durch herkömmliche Beschichtungsverfahren wie z. B. durch Aufdampfen direkt auf das Trägerplättchen aufgebracht werden. Der Gegenstand der Hauptanmeldung wird auch dadurch weitergebildet, daß das Widerstandselement auf dem Verschlusskörper des Zündkapselgehäuses aufgebracht ist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert:
In der 1 ist ein Schnitt durch eine insgesamt mit 1 bezeichnete erfindungsgemäße Zündkapsel skizziert. Die Zündkapsel 1 weist ein Zündkapselgehäuse 2 auf, welches durch einen Verschlusskörper 3 hermetisch verschlossen ist. Im Gegensatz zu herkömmlichen Zündkapseln sind also Stromzuführungsdrähte, die den Verschlusskörper 3 durchsetzen, nicht erforderlich. Die Zündkapsel 1 ist insgesamt so bemessen und gestaltet, daß herkömmliche Insassen-Rückhaltesysteme problemlos damit ausgerüstet werden können. Im Innern des Zündkapselgehäuses 2 befindet sich ein hochbrisantes Zündmittel 6, welches im Falle einer Fahrzeigkollision durch die Wärmeenfirvicklung eines Widerstandselements zu Explosion gebracht wird. Zu diesem Zweck ist in dem Verschlusskörper 3 eine in sich geschlossene Nut 4 vorgesehen, in welche mindestens eine Metallschicht 5 eingebracht ist. Die für die Zündung benötigte Heizleistung wird auf induktivem Weg in die Zündkapsel eingekoppelt. Hierfür sind außerhalb der Zündkapsel zwei Primärwicklungen 8a, 8b mit einer Vielzahl von Windungen vorgesehen, welche zur besseren Führung des magnetischen Flusses auf einen gemeinsamen Kern 7, vorzugsweise aus magnetisierbarem Mate rial gewickelt sind. Im Falle einer Fahrzeugkollision gibt ein Aufprallsensor 10 ein durch einen Pfeil veranschaulichtes Signal an zwei Auslösestromkreise 9a, 9b ab, von denen jeder sodann einen Auslösestrom in die ihm zugeordnete Primärwicklung 8a bzw. 8b schickt.
Die ganze Anordnung ist so gestaltet, daß die in den beiden Primärwicklungen 8a, 8b erzeugten Magnetfelder zu jedem Zeitpunkt gleichgerichtet sind, insgesamt also ein Magnetfeld ergeben, das, wie der vertikale Pfeil andeuten soll, den Sekundärstromkreis möglichst verlustfrei durchsetzt. Die beiden Primärstromkreise sind, wie im Patent 199 61 134 bereits ausführlich diskutiert wurde, aus Sicherheitsgründen so bemessen, daß die Heizleistung, die jeder einzelne von ihnen auf induktivem Wege in den Sekundärstromkreis einkoppeln kann, nicht ausreicht, um das Zündmittel 6 zur Explosion zu bringen.
Fehlzündungen sind somit praktisch ausgeschlossen. Erst wenn beide Primärstromkreise durch das Signal des Aufprallsensors 10 aktiviert werden, kommt es zur Zündung. Von besonderem Vorteil kann es sein, jeden der Primärstromkreise über einen gesonderten Aufprallsensor 10 anzusteuern. Es versteht sich des weiteren von selbst, daß auch mehr als nur zwei Primärstromkreise verwendet werden können; in einer einfachen Variante kommt die neuartige Zündkapsel natürlich auch mit einem einzigen Primärstromkreis aus.
Bei dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel wird die erfindungsgemäße Zündkapsel nicht durch einen separaten Verschlußkörper 3 verschlossen, sondern weist ein bereits geschlossenes Zündkapselgehäuse 2 auf, in welchem sich das Zündmittel 6 befindet. Im Innern des Zündkapselgehäuses 2 ist ein vom Zündmittel 6 umgebenes Trägerplättchen 11 angeordnet, das auf jeder Seite eine ringförmige Nut 4 aufweist, in welche mindestens eine Metallschicht 5 eingebracht ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind somit zwei voneinander unabhängige Sekundärstromkreise vorgesehen. Der vertikale Pfeil verdeutlicht auch hier den magnetischen Fluß, den die mindestens eine, hier allerdings nicht mehr dargestellte Primärwicklung im Falle einer Fahrzeugkollision erzeugt. Dieser magnetische Fluß induziert in den beiden Widerstandselementen Ströme, durch welche beide aufgeheizt werden und so das Zündmittel 6 zur Explosion bringen. Die erfindungsgemäße Zündkapsel bleibt auch dann noch voll funktionsfähig, wenn einer der beiden Sekundärstromkreise beispielsweise durch einen Bruch des Widerstandselements ausfallen sollte.
In den 3a bis 3e sind jeweils als Schnitt fünf Möglichkeiten skizziert, wie sich Widerstandselemente für die erfindungsgemäße, induktiv aktivierbare Zündkapsel realisieren lassen.
Beim Ausführungsbeispiel nach 3a ist in ein Trägerplättchen 11 eine in sich geschlossene, ringförmige Nut eingearbeitet, welche mit mindestens einer Metallschicht 5 verfüllt ist. Dies entspricht im wesentlichen der Anordnung gemäß 2, allerdings mit dem Unterschied, daß nur ein einziges Widerstandselement vorgesehen ist. In der Ausführungsform nach 3b umschließt die mindestens eine Metallschicht 5 das Trägerplättchen 11 auf dessen Außenrand wie ein Radreifen. 3c zeigt eine Alternative, bei der die mindestens eine Metallschicht 5 unmittelbar auf die Oberfläche des Trägerplättchens 11 aufgebracht ist. Für diesen Fertigungsschritt kommen verschiedene Verfahren in Betracht, beispielsweise Aufdampfen unter Zuhilfenahme entsprechender Masken oder aber ein großflächiges Beschichten mit anschließendem Herausätzen der gewünschten Leiterstruktur. Bei dem Ausführungsbeispiel nach 3d wurde das Trägerplättchen 11 zunächst vollständig mit mindestens einer Metallschicht 5 überzogen und anschließend mit einem Loch versehen, so daß nur noch das ringförmige, in sich geschlossene Widerstandselement übrig bleibt. Schließlich zeigt 3e eine besonders bevorzugte Variante, bei welcher ein Ringkern 12 aus isolierendem oder schlecht leitendem Material mit mindestens einer Metallschicht überzogen wurde.

Claims

Induktiv aktivierbare Zündkapsel nach dem deutschen Patent DE 199 61 134 , dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine innerhalb des Zündkapselgehäuses (2) befindliche Sekundärstromkreis durch ein in sich geschlossenes Widerstandselement gebildet wird, das seinerseits aus einem Ringkern (12) aus isolierendem oder schlecht leitendem Material gebildet wird, welcher von mindestens einer Metallschicht (5) überzogen ist.
Induktiv aktivierbare Zündkapsel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringkern (12) aus Glas, Keramik oder Kunststoff besteht.
Induktiv aktivierbare Zündkapsel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das in sich geschlossene, einen Ringkern (12) enthaltende Widerstandselement einen rechteckförmigen, quadratischen oder runden Querschnitt hat.
Induktiv aktivierbare Zündkapsel nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Metallschicht (5) aus Metallen mit hohem spezifischem Widerstand besteht.
Induktiv aktivierbare Zündkapsel nach dem deutschen Patent DE 199 61 134 , dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine innerhalb des Zündkapselgehäuses (2) befindliche Sekundärstromkreis durch ein in sich geschlossenes Widerstandselement gebildet wird, welches auf dem Verschlusskörper (3) des Zündkapselgehäuses (3) aufgebracht ist.
Induktivl aktivierbare Zündkapsel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschlusskörper (3) aus Glas, Keramik oder Kunststoff besteht.
Induktiv aktivierbare Zündkapsel nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Primärstromkreise vorgesehen sind, die von einem gemeinsamen Aufprallsensor (10) angesteuert werden.
Induktiv aktivierbare Zündkapsel nach mindestes einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Primärstromkreise vorgesehen sind, von denen jeder von einem gesonderten Aufprallsensor (10) angesteuert wird.