DE102017204497A1

DE102017204497A1 - Zündeinrichtung eines Gasgenerators eines Airbagmodules für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102017204497A1
Application number: DE102017204497.7A
Authority: DE
Inventors: Michael De Boni; Stefan Becker; Nico Ganter; Daniela Riese
Original assignee: Takata AG
Current assignee: Joyson Safety Systems Germany GmbH
Priority date: 2017-03-17
Filing date: 2017-03-17
Publication date: 2018-09-20
Also published as: WO2018166720A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Zündeinrichtung für einen Gasgenerator (1) eines Airbagmoduls, mit einem Zündergehäuse (1); mit einem Gehäusemantel (10) des Zündergehäuses (1), der sich von einem ersten Ende (11) zu einem zweiten Ende (12) erstreckt und der einen Innenraum (I) des Zündergehäuses (1) umschließt; mit einer Zündergrundeinheit (2), der am Zündergehäuse (1) angeordnet ist; sowie mit einem pyrotechnischen Zündmaterial (T), das im Zündergehäuse (1) aufgenommen ist und das mittels der Zündergrundeinheit (2) aktivierbar ist. Dabei sind an dem Gehäusemantel (10) Verankerungselemente (16, 17) vorgesehen, die von dem Gehäusemantel (10) in Richtung auf den Innenraum (I) des Zündergehäuses (1) vorstehen und die in das pyrotechnische Zündmaterial (T) eingreifen, um dieses am Gehäusemantel (10) zu halten.

Description

Die Erfindung betrifft eine Zündeinrichtung zum Zünden eines Gasgenerators eines Airbagmodules für ein Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine derartige Zündeinrichtung umfasst eine Zündergrundeinheit, insbesondere in Form eines Zündkopfes, ein Zündergehäuse sowie ein in dem Zündergehäuse aufgenommenes pyrotechnisches Zündmaterial.
Das Zündergehäuse kann rohrförmig und insbesondere hohlzylindrisch ausgeführt sein und sich von einem ersten (axialen) Ende zu einem zweiten (axialen) Ende erstrecken. Am ersten Ende des Zündergehäuses kann die Zündergrundeinheit angeordnet sein, während das zweite Ende z.B. eine geschlossene Deckfläche des Zündergehäuses bildet. Die Zündergrundeinheit weist beispielsweise einen Kontakthalter auf, zur Halterung elektrischer Kontaktelemente, über die die Zündeinrichtung durch ein Zündsignal auslösbar ist, beispielsweise mittels einer zugeordneten Steuereinrichtung, welche mit Crash- und/oder Pre-Crash-Sensoren gekoppelt ist. Die Zündergrundeinheit kann weiterhin ein pyrotechnisches Ausgangsmaterial enthalten, welches beim Auslösen der Zündeinrichtung über deren elektrische Anschlusselemente das pyrotechnische Material aktiviert, wodurch in einem der Zündeinrichtung zugeordneten Gasgenerator aus einem gaserzeugenden Material Gase zum Aufblasen eines Gassackes gebildet werden.
Dieser übliche Aufbau einer Zündeinrichtung für einen Gasgenerator eines Airbagmodules ist beispielsweise aus der EP 2 589 920 A2 bekannt.
Bei einer solchen Zündeinrichtung können mechanischen Belastungen, die im Betrieb eines Kraftfahrzeugs auftreten, dazu führen, dass sich das im Zündergehäuse aufgenommene pyrotechnische Zündmaterial von dem Mantel des Zündergehäuses löst, sodass sich das Material innerhalb des Gehäuses bewegen kann. Hierdurch können zum einen das pyrotechnische Zündmaterial selbst und zum anderen hieran angrenzende Komponenten der Zündeinrichtung, insbesondere an der Zündergrundeinheit, beschädigt werden.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Zündeinrichtung der eingangs genannten Art mit Blick auf die vorgenannten Nachteile zu verbessern.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Schaffung einer Zündeinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Danach sind an dem Mantel des Zündergehäuses ein oder mehrere Verankerungselement(e) vorgesehen, wobei ein jeweiliges Verankerungselement von dem Mantel des Zündergehäuses in Richtung auf den Innenraum des Zündergehäuses vorsteht und hierdurch das pyrotechnische Zündmaterial am Gehäusemantel gehalten wird (indem ein jeweiliges Verankerungselement in das pyrotechnische Zündmaterial eingreift). Hierdurch kann auch ermöglicht werden, dass das pyrotechnische Zündmaterial in einem Abstand von der Zündergrundeinheit gehalten wird, ohne sich an dieser abstützen zu müssen.
Unter einer Erfindungsvariante mit mehreren Verankerungselementen wird dabei vorliegend eine Ausgestaltung mit mindestens zwei Verankerungselementen verstanden.
Ein jeweiliges Verankerungselement kann insbesondere durch eine in Richtung auf den Innenraum des Zündergehäuses vorstehende Auswölbung des Zündergehäuses gebildet werden.
Das Zündergehäuse kann beispielsweise aus Metall bestehen. In diesem Fall kann es durch Tiefziehen gefertigt sein. Verankerungselemente können bei der Fertigung des Zündergehäuses einstückig an diesem geformt werden, z.B. durch Urformern oder durch nachträgliches Umformen. Andererseits können die Verankerungselemente als von dem Material des Gehäuses separate Elemente an dem Gehäuse festgelegt sein.
Bei einem rohrförmig ausgebildeten Zündergehäuse können mehrere Verankerungselemente, insbesondere drei bis acht Verankerungselemente und besonders bevorzugt vier Verankerungselemente, in Umfangsrichtung hintereinander angeordnet (und dabei entlang der Umfangsrichtung voneinander beabstandet) sein. Alternativ oder ergänzend können Verankerungselemente entlang der axialen Richtung des Zündergehäuses hintereinander angeordnet (und dabei in axialer Richtung voneinander beabstandet) sein.
Ein jeweiliges Verankerungselement ragt z.B. um weniger als 1 mm, insbesondere um weniger als 0.5 mm und weiter insbesondere mit einer Tiefe zwischen 0.1 mm bis 0.3 mm vom Mantel des Zündergehäuses in dessen Innenraum hinein.
Die Ausdehnung eines jeweiligen Verankerungselementes kann sowohl entlang der Erstreckungsrichtung des Zündergehäuses zwischen dessen erstem Ende und dessen zweitem Ende als auch entlang der Umfangsrichtung des Gehäusemantels weniger als 10 mm und insbesondere weniger als 5 mm betragen und weiter insbesondere zwischen 0.2 mm und 4.0 mm bzw. konkret zwischen 0.2 mm und 0.5 mm liegen.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden bei der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Figuren deutlich werden.
Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines Airbagmodules für ein Kraftfahrzeug mit einem Gassack und einem Gasgenerator zum Aufblasen des Gassackes;
2 eine Zündeinrichtung für den Gasgenerator eines Airbagmodules der in 1 dargestellten Art.

Das in 1 gezeigte Airbagmodul M umfasst als wesentliche Komponenten einen zu einem Gassackpaket P zusammengestauchten Gassack sowie einen Gasgenerator G (Inflator) zum Aufblasen des Gassackes, sodass dieser im aufgeblasenen und entfalteten Zustand ein mit Gas befülltes Gaskissen, zum Beispiel als Rückhalteelement für einen Fahrzeuginsassen, bildet. Der Gasgenerator kann dabei z.B. als ein Kaltgasgenerator, als ein Heißgasgenerator oder als ein Hybridgasgenerator ausgebildet sein.
Zum Zünden des Gasgenerators dient eine Zündeinrichtung Z, die über elektrische Kontaktelemente 26, 27 elektrisch mit einer Steuereinrichtung verbunden ist und die durch ein Zündsignal auslösbar ist. Hierdurch lässt sich der Gasgenerator (elektrisch) steuern, zum Beispiel in Abhängigkeit der Ausgangssignale von Crash- und/oder Pre-Crash-Sensoren, die mit der Steuereinrichtung gekoppelt sind.
2 zeigt in größerem Detail die Zündeinrichtung eines Gasgenerators G eines Airbagmodules M. Diese umfasst ein Zündergehäuse 1, das beispielsweise aus Metall gebildet sein kann. Das Zündergehäuse 1 erstreckt sich (entlang einer axialen Richtung a) von einem ersten Ende 11 zu einem zweiten Ende 12 und ist im Ausführungsbeispiel rohrförmig bzw. genauer im Querschnitt kreisringförmig ausgeführt. Die beiden Enden 11, 12 des Zündergehäuses 1 bilden damit ein erstes und zweites axiales Ende des Gehäuses.
Zwischen den beiden Enden 11, 12 des Zündergehäuses 1 erstreckt sich ein Gehäusemantel 10, der den Innenraum I des Zündergehäuses 1 im Querschnitt ringförmig, insbesondere kreisringförmig, umschließt.
Am ersten Ende 11 des Zündergehäuses 1 ist eine Zündergrundeinheit 2 (z.B. in Form eines Zündkopfes) angebracht. Dieser umfasst einen das offene erste Ende 11 des Zündergehäuses 1 verschließenden Kontakthalter 21, an dem die elektrischen Kontaktelemente 26, 27 der Zündeinrichtung festgelegt sind. Die Zündergrundeinheit 2 umfasst ferner eine Satzhülse 20, welche im Ausführungsbeispiel in den vom Zündergehäuse 1 bzw. von dessen Gehäusemantel 10 umschlossenen Innenraum I hineinragt. In der Zündergrundeinheit 2, genauer in der Satzhülse 20, ist ein pyrotechnisches Ausgangsmaterial P, S aufgenommen, das im Ausführungsbeispiel eine Primärladung P sowie eine Sekundärladung S umfasst. Diese befinden sich innerhalb der Satzhülse 20 zwischen dem Kontakthalter 21 und einer zumindest teilweise offenen Deckfläche 22.
Jenseits der Zündergrundeinheit 2 ist der Innenraum I des Zündergehäuses 10 mit einem pyrotechnischen Zündmaterial, im Ausführungsbeispiel in Form einer Tertiärladung T, befüllt. Damit dieses pyrotechnische Zündmaterial T an definierter Stelle innerhalb des Innenraums I des Zündergehäuses 10 gehalten werden kann, sind an der Innenseite des Gehäusemantels 10 (voneinander beabstandete) Verankerungselemente 16, 17 vorgesehen, die von dem Gehäusemantel 10 (radial) in Richtung auf den Innenraum I vorspringen und in das pyrotechnische Zündmaterial T eingreifen. Die Verankerungselemente 16, 17 sind im Ausführungsbeispiel konkret als Auswölbungen bzw. Vertiefungen des Gehäusemantels 10 ausgeführt, welche in radialer Richtung r zum Innenraum I des Zündergehäuses 10 vorstehen.
Das pyrotechnische Zündmaterial kann ein pyrotechnischer Satz sein. Es kann einen Brennstoff (z.B. feines Metall- oder Metalhydridpulver, insbesondere Zirkonium, Titanhydrid oder Mischungen mit diesen Komponenten) und einen Sauerstoffträger (insbesondere sauerstoffhaltige Salze, wie Perchlorate, Chlorate, Nitrate) aufweisen. Jene beiden Komponenten des pyrotechnischen Satzes (Brennstoff und Sauerstoffträger/ Oxidator) können sich in einer Mischung mit einem kohlenwasserstoffhaltigen festen Bindemittel befinden.
Bei einem aus Metall bestehenden Zündergehäuse 10 können die Verankerungselemente 16, 17 während der Herstellung des Zündergehäuses 10, zum Beispiel durch Tiefziehen, einstückig geformt werden. Es ist aber auch eine nachträgliche Ausformung der Verankerungselemente 16, 17, zum Beispiel in Form von Auswölbungen bzw. Vertiefungen, wie in 2 dargestellt, möglich.
Im Ausführungsbeispiel sind mehrere Verankerungselemente entlang des im Querschnitt ringförmigen Umfangs des Zündergehäuses 1 hintereinander angeordnet, von denen in 2 zwei Verankerungselemente 16, 17 erkennbar sind. Grundsätzlich kann eine beliebige Anzahl an Verankerungselementen entlang des Umfangs des Gehäusemantels 10 hintereinander angeordnet werden. Zudem können derartige Verankerungselemente auch entlang der Erstreckungsrichtung des Zündergehäuses 10 zwischen dessen erstem Ende 11 und dessen zweitem Ende 12 (d.h., entlang der axialen Richtung a) hintereinander angeordnet sein.
Die einzelnen Verankerungselemente 16, 17 sind im Ausführungsbeispiel voneinander beabstandet am Zündergehäuse 1 bzw. konkret an dessen Gehäusemantel 10 angeordnet.
Die Verankerungselemente 16, 17 greifen in das pyrotechnische Zündmaterial T ein und halten dieses hierdurch innerhalb des Zündergehäuses 1 räumlich fixiert, insbesondere entlang der Erstreckungsrichtung des Zündergehäuses 10 zwischen dessen erstem Ende 11 und dessen zweitem Ende 12 (also in axialer Richtung a). Es ist somit nicht erforderlich, dass sich das pyrotechnische Zündermaterial T an der Zündergrundeinheit 2 bzw. an deren Satzhülse 20 oder dem darin enthaltenen Material P, S abstützt. Hierdurch bestehen größere Flexibilität und größere Designfreiheit bei der Ausgestaltung der Zündeinrichtung.
Die Verankerungselemente 16, 17, z.B. in Form von radial nach innen, d.h., in Richtung auf den Innenraum I, weisender Auswölbungen können (in radialer Richtung r) eine Ausdehnung von bis zu 2 mm, insbesondere von bis zu 1 mm und weiter insbesondere zwischen 0.1 mm und 0.5 mm aufweisen.
Entlang der Erstreckungsrichtung (d.h., entlang der axialen Richtung a) sowie entlang der Umfangsrichtung des Zündergehäuses 1 bzw. des Gehäusemantels 10 kann die Ausdehnung der Verankerungselemente 16, 17, z.B. in Form von radial nach innen gerichteten Auswölbungen, weniger als 10 mm, insbesondere weniger als 5 mm betragen und weiter insbesondere zwischen 0.2 mm und 4 mm bzw. konkret zwischen 0.2 mm und 0.5 mm liegen.
Die Verankerungselemente 16, 17 sind dabei (in axialer Richtung a) derart an dem Zündergehäuse 1 bzw. dem Gehäusemantel 10 positioniert, dass sie sich in einem (axialen) Gehäusebereich befinden, in welchem das pyrotechnische Zündmaterial (in Form der Tertiärladung T) angeordnet ist, sodass dieses im hierfür vorgesehenen Bereich des Innenraumes I gehalten werden kann.
Dies ermöglicht insbesondere eine Positionierung des pyrotechnische Zündmaterials T in einem Abstand von der Zündergrundeinheit 2. D.h., das pyrotechnische Zündmaterial T braucht sich für die (axiale) Lagesicherung, welche durch die Verankerungselemente 16, 17 gewährleistet wird, nicht an der Zündergrundeinheit 2 bzw. an einer von dessen Komponenten, wie dem pyrotechnischen Ausgangsmaterial P, S, abzustützen.
Die Zündergrundeinheit 2 ist teilweise offen, wodurch bei einem Auslösen der Zündeinrichtung mittels der elektrischen Kontaktelemente 26, 27 über das pyrotechnische Ausgangsmaterial P, S die pyrotechnische Zündladung T aktivierbar ist.
Die in 2 gestellte Zündeinrichtung ist zudem von einer Abdeckung 3 umgeben, die sich von einem (offenen) ersten Ende 31 zu einem (mit einer Deckfläche verschlossenen) zweiten Ende 32 erstreckt, wobei das erste Ende 31 der Abdeckung 3 - genauso wie das erste Ende 11 des Zündergehäuses 1 - von der Zündergrundeinheit 2 durchgriffen wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 2589920 A2 [0004]

Claims

Zündeinrichtung für einen Gasgenerator (1) eines Airbagmodules, mit - einem Zündergehäuse (1), - einem Gehäusemantel (10) des Zündergehäuses (1), der sich von einem ersten Ende (11) zu einem zweiten Ende (12) erstreckt und der einen Innenraum (I) des Zündergehäuses (1) umschließt, - einer Zündergrundeinheit (2), der am Zündergehäuse (1) angeordnet ist, und - einem pyrotechnischen Zündmaterial (T), das im Zündergehäuse (1) aufgenommen ist und das mittels der Zündergrundeinheit (2) aktivierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Gehäusemantel (10) mindestens ein Verankerungselement (16, 17) vorgesehen ist, das von dem Gehäusemantel (10) in Richtung auf den Innenraum (I) des Zündergehäuses (1) vorsteht und das in das pyrotechnische Zündmaterial (T) eingreift, um dieses am Gehäusemantel (10) zu halten.
Zündeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäusemantel (10) rohrförmig ausgeführt ist.
Zündeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäusemantel (10) hohlzylindrisch ausgeführt ist.
Zündeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Gehäusemantel (10) mehrere Verankerungselemente (16, 17) vorgesehen sind, die von dem Gehäusemantel (10) in Richtung auf den Innenraum (I) des Zündergehäuses (1) vorstehen und die in das pyrotechnische Zündmaterial (T) eingreifen, um dieses am Gehäusemantel (10) zu halten.
Zündeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren Verankerungselemente (16, 17) an dem Gehäusemantel (10) voneinander beabstandet angeordnet sind.
Zündeinrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Verankerungselemente (16, 17) entlang der Umfangsrichtung hintereinander am Gehäusemantel (10) angeordnet ist.
Zündeinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Verankerungselemente (16, 17) entlang einer vom ersten Ende (11) zum zweiten Ende (12) des Gehäusemantels (10) weisenden Richtung (a) hintereinander am Gehäusemantel (10) angeordnet ist.
Zündeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein jeweiliges Verankerungselement (16, 17) einstückig an dem Gehäusemantel (10) angeformt ist.
Zündeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein jeweiliges Verankerungselement (16, 17) als ein von dem Material des Gehäusemantels (10) separates Element an dem Gehäusemantel (10) festgelegt ist.
Zündeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein jeweiliges Verankerungselement (16, 17) durch eine in Richtung (r) auf den Innenraum (I) des Zündergehäuses (1) vorstehende Auswölbung des Gehäusemantels (10) gebildet wird.
Zündeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zündergehäuse (1) aus Metall besteht.
Zündeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das pyrotechnische Zündmaterial (T) einen Brennstoff und einem Sauerstoffträger aufweist.
Zündeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein jeweiliges Verankerungselement (16, 17) mit einer Ausdehnung von bis zu 1 mm von dem Gehäusemantel (10) nach innen (r) in den Innenraum (I) des Zündergehäuses (1) hineinragt.
Zündeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein jeweiliges Verankerungselement (16, 17) mit einer Ausdehnung zwischen 0.1 mm und 0.3 mm von dem Gehäusemantel (10) nach innen (r) in den Innenraum (I) des Zündergehäuses (1) hineinragt.
Zündeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich ein jeweiliges Verankerungselement (16, 17) mit einer Ausdehnung von bis zu 10 mm am Gehäusemantel (10) entlang der von dessen erstem Ende (11) zum zweiten Ende (12) weisenden Richtung (a) erstreckt.
Zündeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich ein jeweiliges Verankerungselement (16, 17) mit einer Ausdehnung zwischen 0.2 mm und 5 mm am Gehäusemantel (10) entlang der von dessen erstem Ende (11) zum zweiten Ende (12) weisenden Richtung (a) erstreckt.
Zündeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich ein jeweiliges Verankerungselement (16, 17) mit einer Ausdehnung von bis zu 10 mm am Gehäusemantel (10) entlang dessen Umfangsrichtung erstreckt.
Zündeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich ein jeweiliges Verankerungselement (16, 17) mit einer Ausdehnung zwischen 0.2 mm und 5 mm am Gehäusemantel (10) entlang dessen Umfangsrichtung erstreckt.
Gasgenerator für ein Airbagmodul eines Kraftfahrzeugs mit einer Zündeinrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.