DE19801772C1

DE19801772C1 - Zündvorrichtung für einen Gasgenerator

Info

Publication number: DE19801772C1
Application number: DE19801772A
Authority: DE
Inventors: Hans-Peter Dipl Ing Ruge; Manfred Dipl Phys Veigl; Benno Dipl Phys Koeppl
Original assignee: Autoliv Development AB
Current assignee: Autoliv Development AB
Priority date: 1998-01-19
Filing date: 1998-01-19
Publication date: 1999-04-22
Anticipated expiration: 2018-01-20
Also published as: DE19980028D2; WO1999036293A1; DE19980028B4

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zündvorrichtung für einen Gasgenerator, insbesondere eines Airbags eines Kraftfahrzeuges, mit einem Gehäuse zur Auf nahme eines Treibmittels, mit einer Zündeinheit, die eine Zündladung sowie mit der Zündladung in Verbindung stehende erste Kontaktelemente aufweist, sowie mit einem Stecker mit zweiten Kontaktelementen, die zum Betrieb der Zündvorrichtung mit den ersten Kontaktelementen elektrisch leitend verbindbar sind.

In der DE 28 30 552 A1 wird eine Kurzschlußsicherung für die Kontaktelemente einer Zündvorrichtung offenbart, die bei Anschluß der Zündvorrichtung an einen Zünd stromkreis erst dann aufgehoben wird, wenn die Verbindung der Kontaktelemente mit den entsprechenden Polen der Anschlußleitung hergestellt ist. Die Kurzschluß sicherung umfaßt Kontaktfedern, die untereinander sowie vor Anschluß der Zünd vorrichtung mit den Kontaktelementen der Zündvorrichtung in elektrisch leitender Verbindung stehen. Um unerwünschte Zustände während der Montage und De montage der Zündvorrichtung zu vermeiden, stehen die Kontaktelemente derart aus dem Gehäuse der Zündvorrichtung hervor, daß die elektrische Verbindung zwi schen Zündvorrichtung und Anschlußleitung hergestellt wird, bevor die Unterbre chung der Kurzschlußsicherung erfolgt. Bei einer derartigen Vorrichtung ist es nachteilig, daß ein wirksamer Schutz gegen eine elektrostatische Entladung auf grund von Potentialdifferenzen zwischen den Kontaktelementen bzw. der Zündla dung und einem die Zündvorrichtung umgebenden Gehäuse nicht vorhanden ist. Kommt es zu einem Lichtbogenüberschlag, kann dies zu einer Fehlauslösung der Zündladung und somit beispielsweise zu einem unerwünschten Auslösen des Air bags führen.

Die gattungsbildende DE 44 29 175 A1 offenbart einen elektrischen Zünder, bei dem die mit der Zündladung in elektrischer Verbindung stehenden Kontaktstifte in einem definierten Abstand zu einem die Kontaktstifte umgebenden ringförmigen Polelement angeordnet sind, das in elektrisch leitender Verbindung mit dem Ge häuse des Zünders steht. Der Abstand zwischen dem ringförmigen Polelement und den Kontaktstiften ist auf eine vorgesehene Durchschlagfeldstärke ausgerichtet. Trotz Ausbildung einer derartigen Funkenstrecke ist es möglich, daß insbesondere bei Annäherung eines elektrostatischen Feldes geringer Spannung eine Entladung nicht im Bereich der vorgesehenen Funkenstrecke, sondern im Bereich der Zündla dung erfolgt, was eine unerwünschte Fehlzündung zur Folge haben kann.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Zündvorrichtung zu schaffen, bei der die Wahrscheinlichkeit für ein unerwünschtes Auslösen der Zündladung aufgrund einer elektrostatischen Entladung gering ist.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einer gattungsgemäßen Zündvorrichtung da durch gelöst, daß der Stecker zur Ausbildung einer Funkenstrecke wenigstens ein erstes Polelement aufweist, das bei aufgestecktem Stecker mit wenigstens einem der ersten oder zweiten Kontaktelemente elektrisch leitend verbunden ist und in einem vorgebbaren Abstand zu einem mit dem Gehäuse in elektrisch leitender Verbindung stehenden und als zweites Polelement dienenden Bauteil angeordnet ist. Dadurch wird erreicht, daß die Funkenstrecke nicht in der Zündvorrichtung selbst, sondern im Bereich des Steckers ausgebildet ist, was dazu führt, daß die Wahrscheinlichkeit für ein unbeabsichtigtes Auslösen der Zündladung bei einem Lichtbogenüberschlag sowohl bei hohen als auch bei geringen Spannungswerten wirksam verringert wird.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn als zweites Polelement eine mit den ersten Kon taktelementen elektrisch leitend verbindbare Kontaktfeder vorgesehen ist. Derartige Kontaktfedern dienen dazu, im nicht angeschlossenen Zustand der Zündvorrich tung eine Kurzschlußbrücke zwischen den Kontaktelementen zu bilden. Bei Auf stecken eines Steckers zum Anschluß der Zündvorrichtung werden die Kontaktfe dern von den Kontaktelementen entfernt und können in dieser Position erfindungs gemäß als zweite Polelemente der Funkenstrecke dienen. Darüber hinaus führt die elektrisch leitende Verbindung der Kontaktfedern mit dem Gehäuse zu einer guten Abschirmung der Zündvorrichtung gegen elektromagnetische Strahlung.

In weiterer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, daß beide Polelemente spitz zulaufende Elektroden aufweisen. Die dadurch erzielbare Spit zenwirkung begünstigt den Ladungsausgleich über die Funkenstrecke.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn das erste Polelement einen mit den zweiten Kontaktelementen elektrisch verbundenen Vorsprung aufweist, der sich im Bereich des zweiten Polelementes durch einen Durchbruch der Ummantelung des Steckers erstreckt. Dabei ist der Abstand zwischen Vorsprung und dem zweiten Polelement durch die Dimension des Vorsprungs sowie durch die Dicke der Ummantelung ein stellbar. Durch die Verbindung des Vorsprungs mit den zweiten, im Stecker ange ordneten Kontaktelementen wird eine zuverlässige Entladung im Bereich des Stec kers bewirkt und eine Fehlzündung der Zündladung vermieden.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sind zwei Vorsprünge vorgesehen, die mit jeweils einem von zwei zweiten Kontaktelementen elektrisch leitend verbunden sind.

In weiterer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist in dem Gehäuse zur Fixie rung der Zündeinheit eine Halterung vorgesehen, die mit dem Gehäuse sowie mit dem zweiten Polelement in elektrisch leitender Verbindung steht. Ist als zweites Polelement eine Kontaktfeder vorgesehen, ist diese mit der Halterung sowie im nicht aufgesteckten Zustand des Steckers mit einem oder mehreren ersten Kon taktelementen der Zündvorrichtung elektrisch leitend verbunden. Wird der Stecker aufgesteckt, wird zwischen der entsprechend von dem ersten Kontaktelement ent fernten Kontaktfeder und dem ersten Polelement des Steckers eine Funkenstrecke gebildet. Die Ableitung der Überspannung erfolgt in diesem Fall mittels der Kon taktfeder, der Halterung sowie des durch die Halterung mit den Kontaktfedern elek trisch verbundenen Gehäuses.

In der Zündladung kann ein mit den ersten Kontaktelementen in Verbindung ste hender elektrischer Widerstand angeordnet sein. Der Widerstand kann in Form fei ner Metalldrähte oder Leiterplatten ausgeführt sein. Der Stromfluß durch den Wi derstand führt zu einer Wärmeentwicklung, die eine Zündung der Zündladung be wirkt. Der Stromfluß wird im Bedarfsfall durch eine Auslöseelektronik bewirkt, wobei unerwünschte Entladungen durch die erfindungsgemäße Anordnung der Funken strecke vermeidbar sind.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn ein die Zündladung aufnehmendes Zündgehäuse vorgesehen ist, das gegenüber dem Gehäuse der Zündvorrichtung elektrisch iso liert ist. Dadurch wird vermieden, daß eine Potentialdifferenz zwischen dem Ge häuse der Zündvorrichtung und den Kontaktelementen zu einer entsprechenden Potentialdifferenz zwischen dem Zündgehäuse und einem Auslöseelement, bei spielsweise einem elektrischen Widerstand, führt.

In weiterer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, daß die Zündladung sowie die mit der Zündladung in Verbindung stehenden ersten Kon taktelemente in dem Gehäuse der Zündvorrichtung aufgenommen sind. Eine derar tige Anordnung führt zu einer besonders wirksamen Abschirmung der Zündeinheit gegen elektromagnetische Strahlung.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 3-Fig. 8 näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 und Fig. 2 eine Zündvorrichtung gemäß dem Stand der Technik ohne und mit aufgestecktem Stecker,

Fig. 3 und Fig. 4 eine erfindungsgemäße Zündvorrichtung ohne und mit aufge stecktem Stecker sowie mit Kontaktfeder als zweites Polelement,

Fig. 5 eine erfindungsgemäße Zündvorrichtung mit Stecker sowie mit Kontaktfeder als zweites Polelement,

Fig. 6 eine erfindungsgemäße Zündvorrichtung gemäß Fig. 5 mit aufge stecktem Stecker,

Fig. 7 eine Schnittdarstellung gemäß Linie A-A in Fig. 5 und

Fig. 8 eine Schnittdarstellung gemäß Linie B-B in Fig. 5.

Fig. 1 und Fig. 2 zeigen eine Zündvorrichtung gemäß dem Stand der Technik im nicht angeschlossenen (Fig. 1) sowie im angeschlossenen (Fig. 2) Zustand. Die Zündvorrichtung besteht aus dem Gehäuse 10, in dem die Zündeinheit 30 ange ordnet ist. Die Zündeinheit 30 umfaßt die Zündladung 32, die mit der Zündladung 32 in Verbindung stehenden ersten Kontaktelemente 34, den elektrischen Wider stand 36 sowie das Zündgehäuse 38, in dem die Zündladung 32 aufgenommen ist. Die ersten Kontaktelemente 34 stehen im nicht angeschlossenen Zustand der Zündvorrichtung mit den Kontaktfedern 50 in elektrisch leitendem Kontakt. Die Kontaktfedern 50 sind in dem ringförmigen Isolator 90 aufgenommen. Die in dem Gehäuse 10 angeordnete Halterung 80 dient zur Fixierung der Zündeinheit 30 in dem Ge häuse 10.

Wird beim Anschluß der Zündvorrichtung der Stecker 40 aufgesteckt (s. Fig. 2), stehen die ersten Kontaktelemente 34 mit den in dem Stecker 40 angeordneten zweiten Kontaktelementen 42 in elektrisch leitendem Kontakt. Das Aufstecken des Steckers 40 hat eine Trennung der Kontaktfedern 50 von den ersten Kontaktele menten 34 durch die Ummantelung 70 zur Folge. In diesem Zustand sind die Zündeinheit 30, die ersten 34 und zweiten Kontaktelemente 42 bzw. der Stecker 40 von dem Gehäuse 10 der Zündvorrichtung elektrisch isoliert, wodurch eine entspre chende Potentialdifferenz erzeugt werden kann. Kommt es zur Annäherung eines elektrostatischen Feldes, kann es an der Stelle mit dem geringsten Übergangswi derstand zu einem Lichtbogenüberschlag kommen. Werden insbesondere elek trostatische Ladungen geringer Spannung (< 10 kV) eingebracht, kann sich die Funkenstrecke im Bereich der Zündeinheit 30 ausbilden, was zu einer uner wünschten Auslösung der Zündvorrichtung führt.

Fig. 3 und Fig. 4 zeigen eine erfindungsgemäße Zündvorrichtung, bei der die An ordnung des Gehäuses 10, der Zündeinheit 30, der Halterung 80 sowie des Isola tors 90 der Anordnung gemäß Fig. 1 und Fig. 2 entspricht. Gemäß dem Ausfüh rungsbeispiel nach Fig. 3 und Fig. 4 sind die Kontaktfedern 50 elektrisch leitend mit der Halterung 80 und somit mit dem Gehäuse 10 verbunden.

Im angeschlossenen Zustand der Zündvorrichtung gemäß Fig. 4 ist die Funken strecke 100 gezielt in einem Bereich angeordnet, der sich nicht in unmittelbarer Nähe zur Zündladung 32 befindet. Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 entsteht die Funkenstrecke 100 zwischen dem als ersten Polelement dienenden Vorsprung 60, der elektrisch leitend an einem der zweiten Kontaktelemente 42 an geordnet ist, und der als zweites Polelement dienenden Kontaktfeder 50. Der Vor sprung 60 ist durch die Aussparung 72 der Ummantelung 70 des Steckers 40 ge führt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung nach Fig. 4 weist die Vorteile auf, daß zum einen eine mögliche Funkenstrecke 100 nicht in der Nähe zur Zündeinheit 30, sondern im Bereich des Steckers 40 geschaffen wird und zum anderen die elek trisch leitende Verbindung des Gehäuses 10 mit der Kontaktfeder 50 eine gute Ab schirmung der Zündvorrichtung gegen elektromagnetische Strahlung bewirkt. Die Funkenstrecke 100 kann einseitig gemäß Fig. 4 oder auch beidseitig ausgebildet sein. Der Vorsprung 60 ist als spitz zulaufende Elektrode ausgebildet, die einen Ladungsausgleich stark begünstigt. Das Material des Vorsprungs 60 sowie der Kontaktfeder 50 ist vorteilhaft aus robustem, leitfähigem Material hergestellt, das auch Mehrfachentladungen ohne wesentlichen Abbrand ermöglicht.

Fig. 5 und Fig. 6 zeigen eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zündvorrichtung, bei der die Zündladung 32 in dem Zündgehäuse 38 aufgenom men ist, das gegenüber dem Gehäuse 10 der Zündvorrichtung elektrisch isoliert ist. Daraus ergibt sich der Vorteil, daß eine Potentialdifferenz zwischen Gehäuse 10 und ersten Kontaktelementen 34 nicht auch eine entsprechende Potentialdifferenz zwischen Zündgehäuse 38 und Zündladung 32 bedingt.

In dem Gehäuse 10 ist das Treibmittel 20 angeordnet. Die Kontaktfedern 50 sind in der Halterung 90 aufgenommen und elektrisch leitend mit dem Gehäuse 10 ver bunden. Die Zündeinheit 30 umfaßt zur Zündung der Zündladung 32 einen elektri schen Widerstand 36, der im Endbereich der ersten Kontaktelemente 34 angeord net ist.

Der Stecker 40 umfaßt zwei zweite Kontaktelemente 42, wobei eines der Kontak telemente 42 mit dem Vorsprung 60 in elektrisch leitender Verbindung steht. Der Vorsprung 60 ist durch die Aussparung 72 der Ummantelung 70 des Steckers 40 geführt. Wie Fig. 6 zeigt, entsteht im aufgesteckten Zustand des Steckers 40 zwi schen dem Vorsprung 60 und der Kontaktfeder 50 die gewünschte Funkenstrecke 100, die eine sichere Entladung außerhalb des Bereichs der Zündladung 32 ge stattet.

Fig. 7 zeigt eine Schnittdarstellung gemäß Linie A-A in Fig. 5 und verdeutlicht die Anordnung der Kontaktfedern 50, die bei nicht aufgestecktem Stecker elektrisch leitend mit den ersten Kontaktelementen 34 in Verbindung stehen. Die Kontaktfe dern 50 sind auf einem Ring angeordnet, der in der Halterung 90 aufgenommen ist.

Fig. 8 verdeutlicht die Anordnung des Vorsprungs 60, der an einem der zweiten Kontaktelemente 42 des Steckers 40 vorgesehen ist. Der Vorsprung 60 erstreckt sich in dem Durchbruch 72 der Ummantelung 70 des Steckers 40.

Claims

1. Zündvorrichtung für einen Gasgenerator, insbesondere eines Airbags eines Kraftfahrzeuges, mit einem Gehäuse (10) zur Aufnahme eines Treibmittels (20), mit einer Zündeinheit (30), die eine Zündladung (32) sowie mit der Zündladung (32) in Verbindung stehende erste Kontaktelemente (34) auf weist, sowie mit einem Stecker (40) mit zweiten Kontaktelementen (42), die zum Betrieb der Zündvorrichtung mit den ersten Kontaktelementen (34) elek trisch leitend verbindbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Stecker (40) zur Ausbildung einer Funkenstrecke (100) wenigstens ein erstes Polelement aufweist, das bei aufgestecktem Stecker (40) mit we nigstens einem der zweiten Kontaktelemente (42) elektrisch leitend verbunden ist und in einem vorgebbaren Abstand zu einem mit dem Gehäuse (10) in elektrisch leitender Verbindung stehenden und als zweites Polelement die nenden Bauteil angeordnet ist.

2. Zündvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als zweites Polelement eine mit den ersten Kontaktelementen (34) elektrisch leitend ver bindbare Kontaktfeder (50) vorgesehen ist.

3. Zündvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und das zweite Polelement spitz zulaufende Elektroden aufweisen.

4. Zündvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Polelement einen mit den zweiten Kontakte lementen (42) elektrisch leitend verbundenen Vorsprung (60) aufweist, der sich im Bereich des zweiten Polelementes durch einen Durchbruch (72) der Ummantelung (70) des Steckers (40) erstreckt.

5. Zündvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Vor sprünge (60) vorgesehen sind, die mit jeweils einem von zwei zweiten Kon taktelementen (42) elektrisch leitend verbunden sind.

6. Zündvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gehäuse (10) zur Fixierung der Zündeinheit (30) eine Halterung (80) vorgesehen ist, die mit dem Gehäuse (10) sowie mit dem zweiten Polelement in elektrisch leitender Verbindung steht.

7. Zündvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zündladung (32) ein mit den ersten Kontaktele menten (34) in Verbindung stehender elektrischer Widerstand (36) angeordnet ist.

8. Zündvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Zündladung (32) aufnehmendes Zündgehäuse (38) vorgesehen ist, das gegenüber dem Gehäuse (10) der Zündvorrichtung elektrisch isoliert ist.

9. Zündvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündladung (32) sowie die mit der Zündladung (32) in Verbindung stehenden ersten Kontaktelemente (34) in dem Gehäuse (10) der Zündvorrichtung aufgenommen sind.