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WO2001001061A1 - Anzündeinheit mit integrierter elektronik - Google Patents

Anzündeinheit mit integrierter elektronik Download PDF

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Publication number
WO2001001061A1
WO2001001061A1 PCT/EP2000/004952 EP0004952W WO0101061A1 WO 2001001061 A1 WO2001001061 A1 WO 2001001061A1 EP 0004952 W EP0004952 W EP 0004952W WO 0101061 A1 WO0101061 A1 WO 0101061A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
ignition
ignition unit
unit according
metal ring
electronic components
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2000/004952
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Lehnst
Uwe Brede
Anton Bretfeld
Gerhard Kordel
Hans-Joachim Nitschke
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dynamit Nobel AG
Dynamit Nobel GmbH Explosivstoff und Systemtechnik
Volkswagen AG
Original Assignee
Dynamit Nobel AG
Dynamit Nobel GmbH Explosivstoff und Systemtechnik
Volkswagen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE19951720A external-priority patent/DE19951720B4/de
Application filed by Dynamit Nobel AG, Dynamit Nobel GmbH Explosivstoff und Systemtechnik, Volkswagen AG filed Critical Dynamit Nobel AG
Publication of WO2001001061A1 publication Critical patent/WO2001001061A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B3/00—Blasting cartridges, i.e. case and explosive
    • F42B3/10—Initiators therefor
    • F42B3/12—Bridge initiators
    • F42B3/121—Initiators with incorporated integrated circuit
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R21/00—Arrangements or fittings on vehicles for protecting or preventing injuries to occupants or pedestrians in case of accidents or other traffic risks
    • B60R21/01—Electrical circuits for triggering passive safety arrangements, e.g. airbags, safety belt tighteners, in case of vehicle accidents or impending vehicle accidents
    • B60R2021/01006—Mounting of electrical components in vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R21/00—Arrangements or fittings on vehicles for protecting or preventing injuries to occupants or pedestrians in case of accidents or other traffic risks
    • B60R21/02—Occupant safety arrangements or fittings, e.g. crash pads
    • B60R21/16—Inflatable occupant restraints or confinements designed to inflate upon impact or impending impact, e.g. air bags
    • B60R21/26—Inflatable occupant restraints or confinements designed to inflate upon impact or impending impact, e.g. air bags characterised by the inflation fluid source or means to control inflation fluid flow
    • B60R2021/26029—Ignitors

Definitions

  • the invention relates to an ignition unit for triggering a restraint in a motor vehicle with a pyrotechnic active part, consisting of an ignition bridge element and a pyrotechnic set, a receiving part for electronic components, such as control and signal processing elements, and connecting pins for controlling the electronic components.
  • an ignition device for triggering a restraint in a motor vehicle with an ignition circuit is known.
  • the ignition circuit with the electronic components, such as control and signal processing elements, are located on a three-dimensional carrier. Ignition pins protrude from this carrier on the one hand, which are connected via an ignition wire as the ignition bridge element and pins for the connection of a plug.
  • a pyrotechnic active part is placed on the three-dimensional carrier.
  • a disadvantage of this ignition unit is the lack of tightness, at least for the active part with its pyrotechnic components. In addition, this igniter is difficult to manufacture.
  • the invention has for its object to improve an ignition unit according to the preamble of claim 1 with respect to the tightness and to simplify the manufacture.
  • the receiving part is a ceramic board
  • the ignition bridge element is a ignition bridge resistor arranged on the ceramic circuit board
  • the ceramic circuit board protrudes through a metal ring via a seal and, seen from the metal ring, has an active side and a control side,
  • the active side is completely enclosed by a metal sleeve which is connected gas-tight to the metal ring.
  • the area in which the pyrotechnics are located is hermetically sealed.
  • Ignition unit can be controlled from the outside
  • the ignition bridge resistor is a thin film by z. B. sputtering technology applied to the ceramic circuit board at the end of the rule - -
  • Ceramic board on one of the broad sides may also be advantageous to arrange the ignition bridge resistor on the end face of the ceramic board.
  • the seal expediently consists of a melted glass.
  • any other suitable seal can also be used.
  • the metal ring is made of steel and the metal sleeve is made of stainless steel, the metal sleeve advantageously being laser-welded to the metal ring.
  • the pins are conveniently attached directly to the ceramic board.
  • the interior of the metal sleeve is filled with a plastic sheathing or extrusion coating which leaves the area around the ignition bridge resistor free and contains a loading bore for receiving the pyrotechnic set.
  • control side is advantageously completely provided with a plastic encapsulation or covering.
  • two firing bridge resistors are arranged on the ceramic circuit board to generate redundancy, e.g. B. on each broadside an ignition bridge resistor.
  • Fig. 2 a schematic view of the metal ring with inserted ceramic board with the ignition bridge resistor, the electronic components and the connecting pins, and
  • FIG. 1 shows in section an ignition unit according to the invention for triggering a restraint, in particular an airbag, in a motor vehicle.
  • the ignition unit consists of a ceramic circuit board 1 made of aluminum oxide on which electronic components 3 and an ignition bridge resistor 4 are arranged. These are connected to each other via conductor tracks.
  • the ceramic circuit board 1 is embedded in a metal ring 6 or extends through it. The tightness is achieved via a seal 5 between the metal ring 6 and the ceramic circuit board 1.
  • the metal ring 6 separates the ceramic circuit board 1 into an active side 12 and a control side 13.
  • the electronic components 3 and connecting pins 7 are arranged on the control side 13 of the ceramic circuit board 1.
  • Ignition bridge resistor 4 components 3 and connecting pins 7 are connected to one another by corresponding electrical conductor tracks, conductor tracks also leading from the ignition bridge resistor 4 through the seal 5 to the components 3.
  • the metal ring 6 is made of steel.
  • a suitable plastic sheathing / encapsulation 8a, 8b in such a way that the area in which the ignition bridge resistor 4 is located remains free, a loading hole is created which serves to accommodate a pyrotechnic set 9. This is in thermal contact with the ignition bridge resistor 4.
  • a metal sleeve 10 preferably made of stainless steel, which is laser welded 11 to the steel ring 6 all around, the active side 12, in which the pyrotechnic set 9 is located, is hermetically sealed.
  • the encapsulation / sheathing 8a, 8b is designed so that in addition the area of the ceramic circuit board 1 on which the electronic components 3 are located, i. H. the control side 13 is covered with.
  • this sheathing / encapsulation 8b is generally a customer-specific design and at the same time serves as protection for the connecting pins 7. This defines the final form of the ignition.
  • the complete ignition unit can be electrically controlled on the input side via the connecting pins 7 leading to the outside.
  • the pyrotechnic set 9 is used for intended control signals that are applied to the pins 7 for the purpose of igniting z.
  • airbag systems activated via the ignition bridge resistor 4. Thereupon the predetermined breaking point 14 bursts and the firing vapors reach their intended use.
  • FIG. 2 shows a schematic view of the metal ring 6 with the ceramic board 1 inserted.
  • the ignition bridge resistor 4 is arranged in addition to the conductor tracks 2.
  • the electronic components 3 are accommodated on the control side 13 of the ceramic circuit board 1. These are used for control and signal processing. Terminal pins 7, which are tightly attached to the ceramic circuit board 1, are connected to the conductor tracks 2 and are used for control from the outside.
  • FIG. 3 Another arrangement of the ignition bridge resistor 4 is shown in FIG. 3.
  • the ignition bridge resistor 4 is here in contrast to that in FIGS. 1 and 2 shown embodiment on the front side of the ceramic board 1 and is connected via conductor tracks 2 to the electronic components 3 (see FIG. 2).

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anzündeinheit zum Auslösen eines Rückhaltemittels in einem Kraftfahrzeug mit einem pyrotechnischen Wirkteil, bestehend aus einem Zündbrückenelement mit einem pyrotechnischen Satz (9), einem Aufnahmeteil für elektronische Bauteile (3), wie Steuer- und Signalverarbeitungselemente, und Anschlussstiften (7) zur Ansteuerung der elektronischen Bauteile (3). Zur Verbesserung der Dichtigkeit und Vereinfachung der Fertigung wird vorgeschlagen, dass: das Aufnahmeteil eine Keramikplatine (1) ist; das Zündbrückenelement ein auf der Keramikplatine (1) angeordneter Zündbrückenwiderstand (4) ist; die Keramikplatine (1) über eine Dichtung (5) einen Metallring (6) durchragt und vom Metallring (6) aus gesehen eine Wirkseite (12) und eine Steuerseite (13) aufweist; auf der Wirkseite (12) im wesentlichen nur der Zündbrückenwiderstand (4) und auf der Steuerseite (13) die elektronischen Bauteile (3) und die Anschlussstifte (7) angeordnet sind; und die Wirkseite (12) vollständig von einer Metallhülse (10) umschlossen ist, die mit dem Metallring (6) gasdicht verbunden ist.

Description

Anzündeinheit mit integrierter Elektronik
Die Erfindung betrifft eine Anzündeinheit zum Auslösen eines Rückhaltemittels in einem Kraftfahrzeug mit einem pyrotechnischen Wirkteil, bestehend aus einem Zündbrückenelement und einem pyrotechnischen Satz, einem Aufnahmeteil für elektronische Bauteile, wie Steuer- und Signalverarbeitungselemente, und Anschlußstiften zur Ansteuerung der elektronischen Bauteile.
Aus der DE 196 10 799 C1 ist eine Zündeinrichtung zum Auslösen eines Rückhaltemittels in einem Kraftfahrzeug mit einer Zündschaltung bekannt. Die Zündschaltung mit den elektronischen Bauteilen, wie Steuer- und Signalverarbei- tungselemente, befinden sich auf einem dreidimensionalen Träger. Aus diesem Träger ragen einerseits Zündanschlußstifte, die über einen Zünddraht als Zündbrückenelement verbunden sind und Anschlußstifte für den Anschluß eines Steckers. Ein pyrotechnisches Wirkteil ist auf den dreidimensionalen Träger aufgesetzt.
Nachteilig an dieser Anzündeinheit ist die fehlende Dichtigkeit zumindest für das Wirkteil mit seinen pyrotechnischen Komponenten. Außerdem ist diese Anzündeinheit schwierig zu fertigen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anzündeinheit nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bezüglich der Dichtigkeit zu verbessern und dabei noch die Herstellung zu vereinfachen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß
- das Aufnahmeteil eine Keramikplatine ist, - das Zündbrückenelement ein auf der Keramikplatine angeordneter Zündbrückenwiderstand ist,
- die Keramikplatine über eine Dichtung einen Metallring durchragt und vom Metallring aus gesehen eine Wirkseite und eine Steuerseite aufweist,
- auf der Wirkseite im wesentlichen nur der Zündbrückenwiderstand und auf der Steuerseite die elektronischen Bauteile und die Anschlußstifte angeordnet sind
und
- die Wirkseite vollständig von einer Metallhülse umschlossen ist, die mit dem Metallring gasdicht verbunden ist.
Vorteile der erfindungsgemäßen Anzündeinheit sind unter anderem:
1. Der Bereich, in dem sich die Pyrotechnik befindet, ist hermetisch dicht verschlossen.
2. Keine wesentliche mechanische Belastung des Bereiches, in dem sich die elektronischen Bauelemente befinden.
3. Eine einzige Trägerplatine für Zündbrücke und elektronische Bauelemente
4. Anzündeinheit von außen ansteuerbar
5. Kompakte Baueinheit
In bevorzugter Ausführungsform ist der Zündbrückenwiderstand als dünner Film durch z. B. Sputtertechnik auf die Keramikplatine aufgebracht im Regelfall am Ende der — -
Keramikplatine auf einer der Breitseiten. Es kann jedoch auch vorteilhaft sein, den Zündbrückenwiderstand auf der Stirnseite der Keramikplatine anzuordnen.
Als Werkstoff für die Keramikpiatine eignet sich z. B. Aluminiumoxid und seine Legierungen.
Um eine besonders gute Abdichtung zu erreichen, besteht die Dichtung zweckmäßigerweise aus einer Glaseinschmelze. Es kann jedoch auch jede andere geeignete Dichtung verwendet werden.
In bevorzugter Ausgestaltung besteht der Metallring aus Stahl und die Metallhülse aus Edelstahl, wobei vorteilhafterweise die Metallhülse mit dem Metallring laserverschweißt ist.
Die Anschlußstifte sind zweckmäßigerweise direkt auf der Keramikplatine befestigt.
Das Innere der Metallhülse ist in bevorzugter Ausgestaltung mit einer Kunststoff- Umhüllung bzw. Umspritzung ausgefüllt, die den Bereich um den Zündbrückenwiderstand frei läßt und eine Ladebohrung zur Aufnahme des pyrotechnischen Satzes enthält.
Ebenso ist die Steuerseite vorteilhafterweise vollständig mit einer Kunststoff- Umspritzung bzw. Umhüllung versehen.
Vorteilhafterweise sind zur Erzeugung von Redundanz zwei Zündbrückenwiderstände auf der Keramikplatine angeordnet, z. B. auf je einer Breitseite ein Zündbrückenwiderstand.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Figuren, die nachfolgend beschrieben sind. Es zeigt: Fig. 1 : einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Anzündeinheit,
Fig. 2: eine schematische Ansicht des Metallringes mit eingesetzter Keramikplatine mit dem Zündbrückenwiderstand, den elektronischen Bauteilen und den Anschlußstiften, und
Fig. 3: eine Ansicht eines auf der Stirnseite der Keramikplatine angeordneten Zündbrückenwiderstandes.
Figur 1 zeigt im Schnitt eine erfindungsgemäße Anzündeinheit zum Auslösen eines Rückhaltemittels, insbesondere eines Airbags, in einem Kraftfahrzeug.
Die Anzündeinheit besteht aus einer Keramikplatine 1 aus Aluminiumoxid auf der elektronische Bauteile 3 und ein Zündbrückenwiderstand 4 angeordnet sind. Über Leiterbahnen sind diese miteinander verbunden. Die Keramikplatine 1 ist in einen Metallring 6 eingelassen, bzw. durchragt diesen. Über eine Dichtung 5 zwischen Metallring 6 und Keramikplatine 1 ist die Dichtigkeit erreicht.
Der Metallring 6 trennt die Keramikplatine 1 in eine Wirkseite 12 und eine Steuerseite 13. Auf der Wirkseite 12 der Keramikplatine 1 ist im wesentlichen neben den Leiterbahnen nur der Zündbrückenwiderstand 4 angeordnet. Dieser ist als dünner Film z. B. durch Sputtertechnik aufgebracht. Auf der Steuerseite 13 der Keramikplatine 1 sind die elektronischen Bauelemente 3 und Anschlußstifte 7 angeordnet.
Zündbrückenwiderstand 4, Bauelemente 3 und Anschlußstifte 7 sind durch entsprechende elektrische Leiterbahnen miteinander verbunden, wobei auch Leiterbahnen vom Zündbrückenwiderstand 4 aus durch die Dichtung 5 hindurch zu den Bauteilen 3 führen. Der Metallring 6 besteht aus Stahl.
Durch eine geeignete Kunststoff-Umhüllung/Umspritzung 8a, 8b in der Weise, daß der Bereich in dem sich der Zündbrückenwiderstand 4 befindet, frei bliebt, wird eine Ladebohrung geschaffen, die zur Aufnahme eines pyrotechnischen Satzes 9 dient. Dieser steht mit dem Zündbrückenwiderstand 4 in thermischem Kontakt. Über eine Metallhülse 10, bevorzugt aus Edelstahl, die mit dem Stahlring 6 rundum laserverschweißt 11 ist, wird die Wirkseite 12, in der sich unter anderem der pyrotechnische Satz 9 befindet, hermetisch abgedichtet. Die Umspritzung/Umhüllung 8a, 8b ist so ausgeführt, daß zusätzlich der Bereich der Keramikplatine 1 , auf der sich die elektronischen Bauteile 3 befinden, d. h. die Steuerseite 13 mit umhüllt ist. Diese Umhüllung/Umspritzung 8b ist in ihrer Formgebung in der Regel eine kundenspezifische Ausführung und dient gleichzeitig als Schutz für die Anschlußstifte 7. Dadurch wird die Anzündheit in ihrer endgültigen äußeren Form definiert. Die komplette Anzündeinheit ist eingangsseitig über die nach außen führenden Anschlußstifte 7 elektrisch ansteuerbar. Der pyrotechnische Satz 9 wird bei bestimmungsgemäßen Steuersignalen, die an die Anschlußstifte 7 angelegt werden zum Zwecke der Anzündung von z. B. Airbagsystemen über den Zündbrückenwiderstand 4 aktiviert. Daraufhin platzt die Sollbruchstelle 14 auf und die Anzündschwaden gelangen zu ihrem Verwendungszweck.
Fig. 2 zeigt eine schematische Ansicht des Metallrings 6 mit eingesetzter Keramikplatine 1. Auf der Wirkseite 12 der Keramikplatine 1 ist neben den Leiterbahnen 2 nur noch der Zündbrückenwiderstand 4 angeordnet. Auf der Steuerseite 13 der Keramikplatine 1 sind die elektronischen Bauteile 3 untergebracht. Diese dienen zur Steuer- und Signalverarbeitung. Dicht auf der Keramikplatine 1 angebrachte Anschlußstifte 7 sind mit den Leiterbahnen 2 verbunden und dienen zur Ansteuerung von außen.
In Fig. 3 ist eine andere Anordnung des Zündbrückenwiderstandes 4 dargestellt. Der Zündbrückenwiderstand 4 befindet sich hier im Gegensatz zu der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsform auf der Stirnseite der Keramikplatine 1 und ist über Leiterbahnen 2 mit den elektronischen Bauelementen 3 (siehe Fig. 2) verbunden.

Claims

Patentansprüche
1. Anzündeinheit zum Auslösen eines Rückhaltemittels in einem Kraftfahrzeug mit einem pyrotechnischen Wirkteil, bestehend aus einem Zündbrückenelement mit einem pyrotechnischen Satz (9), einem Aufnahmeteil für elektronische Bauteile (3), wie Steuer- und Signalverarbeitungselemente, und Anschlußstiften (7) zur
Ansteuerung der elektronischen Bauteile (3), dadurch gekennzeichnet, daß
- das Aufnahmeteil eine Keramikplatine (1 ) ist,
- das Zündbrückenelement ein auf der Keramikplatine (1 ) angeordneter Zündbrückenwiderstand (4) ist,
- die Keramikplatine (1) über eine Dichtung (5) einen Metallring (6) durchragt und vom Metallring (6) aus gesehen eine Wirkseite (12) und eine Steuerseite (13) aufweist,
- auf der Wirkseite (12) im wesentlichen nur der Zündbrückenwiderstand (4) und auf der Steuerseite (13) die elektronischen Bauteile (3) und die Anschlußstifte (7) angeordnet sind und
- die Wirkseite (12) vollständig von einer Metallhülse (10) umschlossen ist, die mit dem Metallring (6) gasdicht verbunden ist.
2. Anzündeinheit nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Zündbrückenwiderstand (4) als dünner Film durch z. B. Sputtertechnik auf die Keramikplatine (1 ) aufgebracht ist.
3. Anzündeinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zündbrückenwiderstand (4) auf der Stirnseite der Keramikplatine (1 ) angeordnet ist.
4. Anzündeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (5) eine Glaseinschmelze ist.
5. Anzündeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallring (6) aus Stahl besteht.
6. Anzündeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Metalihülse (10) aus Edelstahl besteht.
7. Anzündeinheit mach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallhülse (10) mit dem Metallring (6) laserverschweißt ist.
8. Anzündeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußstifte (7) direkt auf der Keramikplatine (1 ) befestigt sind.
9. Anzündeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Innere der Metallhülse (10) mit einer Kunststoff-Umhüllung bzw.
Umspritzung (8a) ausgefüllt ist, die den Bereich um den Zündbrückenwiderstand (4) frei läßt und eine Ladebohrung zur Aufnahme des pyrotechnischen Satzes (9) enthält.
10. Anzündeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerseite (13) vollständig mit einer Kunststoff-Umspritzung bzw.
Umhüllung (8a) versehen ist.
1. Anzündeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung von Redundanz zwei Zündbrückenwiderstände (4) auf der Keramikplatine (1) angeordnet sind.
PCT/EP2000/004952 1999-06-25 2000-05-31 Anzündeinheit mit integrierter elektronik Ceased WO2001001061A1 (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19929372.4 1999-06-25
DE19929372 1999-06-25
DE19951720.7 1999-10-27
DE19951720A DE19951720B4 (de) 1999-06-25 1999-10-27 Anzündeinheit mit integrierter Elektronik

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2001001061A1 true WO2001001061A1 (de) 2001-01-04

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Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2000/004952 Ceased WO2001001061A1 (de) 1999-06-25 2000-05-31 Anzündeinheit mit integrierter elektronik

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