DE60210108T2

DE60210108T2 - Pyrotechnischer zünder mit bord-steuerschaltungsanordnung

Info

Publication number: DE60210108T2
Application number: DE60210108T
Authority: DE
Inventors: Abrar Simi Valley TIRMIZI
Original assignee: Special Devices Inc
Current assignee: Special Devices Inc
Priority date: 2001-07-05
Filing date: 2002-07-03
Publication date: 2006-10-12
Anticipated expiration: 2022-07-04
Also published as: EP1402226A4; WO2003004959A2; DE60210108D1; JP2004535547A; EP1402226A2; EP1402226B1; ATE321253T1; US20030005843A1; AU2002326331A1; US6915744B2; WO2003004959A3

Description

Hintergrund der Erfindung
Das Gebiet dieser Erfindung betrifft im Allgemeinen pyrotechnische Zünder, und insbesondere einen integralen, pyrotechnischen Zünder mit einer Steuerschaltung, die in einem gegossenen Verbindergehäuse enthalten ist.
Pyrotechnische Zünder weisen viele Verwendungen bei industriellen Anwendungen und Konsumanwendungen auf. Eine wichtige Verwendung ist das Aufblasen von Airbags in Kraftfahrzeugen. Ein pyrotechnischer Zünder ist in einer Airbag-Baugruppe angeordnet. Wenn gezündet, gibt der pyrotechnische Zünder Gas und Wärme frei, die einen Gasgenerator (Befülleinrichtung) aktiviert, eine abgedichtete Gaseinheit aufbricht oder irgendeine andere Funktion ausführt, die den Airbag aufbläst. Der pyrotechnische Zünder ist üblicherweise mittels einer von einer Anzahl von gut bekannten Befestigungsstrategien fest an der Befülleinheit befestigt. Der pyrotechnische Zünder ist ferner mittels eines Verbinders elektrisch an eine Steuerschaltung angeschlossen. Da die Anzahl von Zündern pro Kraftfahrzeug, erweiterte Steuerungsfunktionen und Energiearmzündung-Ausführungen alle zugenommen haben, wurden Zünder, die oft als „intelligente Zünder" oder „intelligente Energiearm-Zünder" („SLEI") bezeichnet werden, entwickelt.
Diese intelligenten Zünder erfordern eine Steuerschaltung, wie beispielsweise eine Leiterplatten-Anordnung (PCB), mit aktiven und passiven elektronischen Bauelementen. Solche Elektronik erfordert zusätzlichen Platz innerhalb des Zünders und tendiert zum Vergrößern der Gesamtgröße des Zünders. Üblicherweise wurde die Elektronik zwischen dem Zündelement und dem Gasdichtungsbereich aufgenommen, wobei eine PCB an die Ausgangspins und das Zündelement gelötet und mittels Polyamid gekapselt und spritzumgossen ist.
Die existierende Gestaltung weist zwei Hauptnachteile auf. Erstens ist die endgültige Anordnung größer als akzeptabel (insbesondere für die Fahrerseite) und erfordert eine erneute Freigabe der Befülleinrichtung. Ferner kann jede zukünftige Entwicklung der Elektronik eine erneute Freigabe der Befülleinrichtung erfordern. Der zweite Nachteil besteht darin, dass die Elektronik innerhalb des Gasdichtungsbereichs angeordnet ist und während der Installation, des Betriebs und der Entfaltung hohen Beanspruchungen ausgesetzt ist. Diese Zustände gefährden eine Langzeitzuverlässigkeit.
GB 2 315 118 offenbart eine elektro-explosive Einrichtung, welche ein Gehäuse aufweist, das ein elektrisches Zündelement, Mittel zum Koppeln des Zündelements mit einer Zündenergiequelle und wenigstens eine elektrisch abschirmende Komponente aufweist, die parallel zu dem Zündelement an die Kopplungsmittel angeschlossen ist, zum Bereitstellen eines Schutzes gegen Funkfrequenz oder andere ungewollte elektrische Ströme, wobei wenigstens eine der abschirmenden Komponent(en) auf eine Leiterplatte montiert ist.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Erfindung beansprucht eine pyrotechnische Kraftfahrzeug-Zündereinheit gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 und ist auf einen pyrotechnischen Zünder mit einem gegossenen Gehäuse gerichtet, das eine eingebaute Steuerschaltung enthält, die in dem Anschlussverbinder-Bereich vorgesehen ist, wobei die Ausgangspins in üblicher Weise angeordnet sind. Dies verursacht nur minimale Änderungen an der existierenden Befülleinrichtungs-Gestaltung und – Konfiguration, die keine erneute Freigabe erfordern. Bei einer separaten Ausführungsform der Erfindung kann die eingebaute Elektronik als Teil der endgültigen Zündereinheit vorgekapselt oder umgossen sein. Bei einer anderen separaten Ausführungsform der Erfindung können Sicherungseinrichtungen der Kopfeinheit zu dem Ausgabebehälter hin verlagert sein. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 15 beschrieben.
Kurzbeschreibung der Figuren
1 ist eine Seitenansicht eines pyrotechnischen Zünders gemäß der Erfindung.
2 ist eine Vorderansicht des Zünders von 1.
3 ist eine mittels Linien 3-3 in 1 realisierte Schnittansicht.
4 ist eine mittels Linien 4-4 in 2 realisierte Schnittansicht.
5 ist eine Draufsicht des Zünders von 1.
6 ist eine Ansicht von unten des Zünders von 1.
7 ist eine Schnittansicht eines Anschlussverbinders mit dem Verbinderende des Zünders von 1 darin eingesetzt.
8 ist eine mittels Linien 8-8 in 7 realisierte Draufsicht.
9 ist eine der 7 ähnliche Schnittansicht, wobei jedoch ferner die Befülleinrichtung gezeigt ist, in welche das pyrotechnische, füllungsgeladene Ende des Zünders von 1 eingesetzt ist.
Detaillierte Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform
Wie aus den 1–9 ersichtlich, weist bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung eine Zündereinheit 10 einen Anschlussverbinder 80 und Verbindungsleitungen auf, die so rekonfiguriert sind, dass Raum für eine Einbau-PCB 30 geschaffen wird. Bezugnehmend auf die 3 und 4 ist ersichtlich, dass die Zündereinheit 10 ein im Wesentlichen übliches Zündelement mit einer Kopföse 44, einem Masseelektrodenpin 22, einem Glasisolator 48 und einem isolierten Elektrodenpin 21, und eine pyrotechnische Füllung 46 aufweist, die in einem Ausgabebehälter 42 enthalten ist.
Die PCB 30, welche eine Platine 31 und elektronische Bauelemente 32 aufweist, ist jedoch von einem gegossenen Zündergehäuse 20 umschlossen und als integraler Bestandteil des Zünders vorgesehen, der als ein Teil an Befülleinrichtungs-Hersteller geliefert werden kann. Die PCB 30 ist außerhalb des Gasdichtungsbereichs, entfernt von Crimpbeanspruchungen, die während der Installation der Befülleinrichtung 100 (siehe 9) auftreten, und entfernt von starken Zündungs-Druckbeanspruchungen angeordnet. Da die PCB 30 in einem weniger ungeschützten und weniger beanspruchten Abschnitt des Zünders aufbewahrt ist, hat sie eine erhöhte Überlebenschance und eine erhöhte Kommunikationschance nach dem Entfalten des Airbags. Die Pins 21 und 22 sind an die elektrische Zünderschnittstelle 60 angeschlossen, welche zum Gleiteingriff mit dem Anschlussverbinder (7–9) eingerichtet ist. Es ist ferner zu bemerken, dass, wie bei der dargestellten Ausführungsform, der Ausgabebehälter 42 und eine Isolatorglocke 40 an ihren Unterseiten in geeigneter Weise aufgeweitet sein können, um ihren Halt in der Zündereinheit 10 zu verbessern.
Den 7–9 zugewandt weist der Anschlussverbinder 80 eine übliche Busleitung 89, wobei er jedoch eine vergrößerte Öffnung 88 hat, die von dem gegossenen Verbinderkörper 85 definiert ist, und eine elektrische Busleitungsschnittstelle 90 auf. Die elektrische Busleitungsschnittstelle 90 ist bevorzugt so ausgebildet, dass sie sich genügend elastisch verformt, so dass es dem Verbinderende der Zündereinheit 10 ermöglicht ist, in gleitender weise aufgenommen zu werden, wobei die elektrische Zünderschnittstelle 60 und die elektrische Busleitungsschnittstelle 90 in sicherem elektrischen Kontakt eng anliegend zusammengehalten sind.
Bei einer standardisierten Schnittstelle zwischen der Elektronik und der Befülleinrichtung können mehrere unterschiedliche Arten von PCB-Einheiten bei einem Zündelement integriert sein. Die PCB kann von einem externen Lieferanten hergestellt, gekapselt und an einen Zünder-Hersteller geliefert werden, der sie dann in geeigneter Weise an die Pins 21 und 22 anschließen und für die Endmontage eingießen kann, wie beispielsweise mittels Einlegeteil-Umspritzens mit geeignetem thermoplastischen oder wärmeausgehärteten Material.
Infolge des Platzierens der Steuerschaltung in dem erfindungsgemäßen Zünder können der Zünder und der Anschlussverbinder eine vorteilhafte, kompakte Gesamtgröße aufweisen und können beispielsweise mit einer axialen Gesamtlänge von weniger als 21 Millimetern ausgebildet sein.
Ein bevorzugter, pyrotechnischer Zünder mit eingebauter Elektronik und ein Anschlussverbinder dafür sowie viele ihrer zugehörigen Vorteile wurden auf diese Weise offenbart. Aus dem Vorhergehenden wird jedoch ersichtlich, dass unterschiedliche Änderungen in der Form, Konstruktion und Anordnung der Teile oder in den Schritten des Prozesses durchgeführt werden können, wobei die Form und der Prozess, die hierin zuvor beschrieben wurden, lediglich eine bevorzugte oder exemplarische Ausführungsform davon sind. Daher ist die Erfindung nicht zu beschränken oder zu begrenzen, ausgenommen gemäß den folgenden Ansprüchen.

Claims

Pyrotechnische Kraftfahrzeug-Zündereinheit (10) mit einem pyrotechnischen Zündelement, das zwei Elektrodenpins (21, 22) aufweist, einem Zündergehäuse (20), das die Elektrodenpins (21, 22) umschließt, einer elektrischen Zünderschnittstelle (60), die einen freiliegenden Abschnitt aufweist, der nicht in dem Zündergehäuse (20) enthalten ist, und einer Steuerschaltung (30), die an die Elektrodenpins (21, 22) und an die elektrische Zünderschnittstelle (60) angeschlossen ist und die von dem Zündergehäuse (20) umschlossen ist, wobei die Einheit (10) dadurch gekennzeichnet ist, dass der freiliegende Abschnitt wenigstens einen freiliegenden, elektrischen Kontakt aufweist, der sich direkt seitlich zu wenigstens einem Teil der Steuerschaltung (30) befindet.
Einheit (10) gemäß Anspruch 1, wobei das Zündergehäuse (20) gegossen ist.
Einheit (10) gemäß Anspruch 1, wobei die Zündereinheit (10) einen Gasdichtungsbereich aufweist, und wobei die Steuerschaltung (30) sich entfernt von dem Gasdichtungsbereich befindet.
Einheit (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die axiale Gesamtlänge der Zündereinheit (10) weniger als 21 Millimeter beträgt.
Einheit (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Zündelement einen Ausgabebehälter (42) aufweist, der eine aufgeweitete Unterseite hat, die in dem Zündergehäuse (20) eingeschlossen ist.
Einheit (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Zündelement eine Isolatorglocke (40) aufweist, die eine aufgeweitete Unterseite hat, die in dem Zündergehäuse (20) eingeschlossen ist.
Einheit (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Steuerschaltung (30) vorgekapselt ist.
Einheit (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3 zur Verwendung mit einem Anschlussverbinder (80), der eine vergrößerte Öffnung (88) mit einem Innenprofil aufweist, wobei die Einheit (10) ein Außenprofil aufweist, das zu dem Innenprofil der vergrößerten Öffnung (88) passt.
Pyrotechnische Kraftfahrzeug-Zünder-und-Anschlussverbinder-Anordnung, aufweisend: a) die Einheit (10) gemäß Anspruch 1, b) einen Anschlussverbinderkörper (85), der eine darin ausgebildete, vergrößerte Zünder-Öffnung (88) aufweist, wobei die vergrößerte Zünder-Öffnung (88) so ausgebildet ist, dass sie einen Abschnitt des die Steuerschaltung (30) umschließenden Zündergehäuses (20) aufnimmt, und c) eine Busleitung (89), die mit dem Anschlussverbinderkörper (85) verbunden ist und die eine elektrische Busleitungsschnittstelle (90) aufweist, die in der vergrößerten Zünder-Öffnung (88) angeordnet ist, wobei die elektrische Busleitungsschnittstelle (90) so ausgebildet ist, dass sie zu der elektrischen Zünderschnittstelle (60) passt.
Anordnung gemäß Anspruch 9, wobei die vergrößerte Zünder-Öffnung (88) einen Eingriffsabschnitt aufweist, der so ausgebildet ist, dass er das Zündergehäuse (20), wenn das Zündergehäuse (20) in der vergrößerten Zünder-Öffnung (88) aufgenommen ist, genau passend in Position hält.
Anordnung gemäß Anspruch 10, die ferner so eingerichtet ist, dass sie sich elastisch verformt, wenn das Zündergehäuse (20) in der vergrößerten Zünder-Öffnung (88) aufgenommen ist, wobei der resultierende Grad von elastischer Verformung der elektrischen Busleitungsschnittstelle (90) so ausgewählt ist, dass gewährleistet wird, dass das Zündergehäuse (20) genau passend in der vergrößerten Zünder-Öffnung (88) gehalten wird, und dass gewährleistet ist, dass die elektrischen Schnittstellen eng anliegend in elektrischem Kontakt zusammengehalten werden.
Anordnung gemäß Anspruch 10, wobei die vergrößerte Zünder-Öffnung (88) einen Radialausrichtungsabschnitt aufweist.
Anordnung gemäß einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei die axiale Gesamtlänge der Zünder-und-Anschlussverbinder-Anordnung weniger als 21 Millimeter beträgt, wenn das Zündergehäuse (20) vollständig in der vergrößerten Zünder-Öffnung (88) aufgenommen ist.