Die Erfindung betrifft einen pyroelektrischen Anzünder mit einer Kapsel
in der ein Glaseinsatz eingebracht ist und zumindest ein elektrisch leitender Stift
den Glaseinsatz durchragt und zumindest der eine Stift auf der Wirkseite des Anzünders
mit einem Zündbrückenträger verbunden ist und sich auf dem Zündbrückenträger eine
pyrotechnische Anzündladung befindet.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass in der Kapsel oberhalb des
Glaseinsatzes ein Bauraum zur Aufnahme des Zündbrückenträgers und der pyrotechnischen
Anzündladung angeordnet ist.
Die erfindungsgemäße Glasdurchführung hat in pyrotechnischen Anzündern
folgende Funktionen: mechanische Fixierung der elektrischen Komponente Zündbrückenträger
einschließlich Sicherstellung der elektrischen Kontaktierung nach außen, Aufnahme
einer pyrotechnischen Anzündladung und – in Verbindung mit einer vorzugsweise
metallischen Hülse – Sicherstellung, dass der Anzünder dicht gegen Umwelteinflüsse
ist, auch nach jahrelanger Einsatzdauer.
Erfindungsgemäß können obige Forderungen kostengünstig dadurch gelöst
werden, dass für die Glasdurchführung preiswerte Materialien mit geringem Fertigungsaufwand
eingesetzt werden und durch die konstruktive Formgebung notwendige Systemforderungen
integriert werden.
In bevorzugter Ausgestaltung weist der zumindest eine Stift in Höhe
des Glaseinsatzes eine Abflachung und/oder Aufweitung auf.
Bei zwei Stiften die den Glaseinsatz durchragen, weist vorteilhaft
in Höhe des Glaseinsatzes ein Stift eine Abflachung und der andere Stift eine um
180 ° versetzte Aufweitung auf.
In bevorzugter Ausführungsform weist die Innenseite der Kapsel in
Höhe des Glaseinsatzes eine Aufrauhung z. B. durch Rillen auf und der Glaseinsatz
ragt in diese Aufrauhung hinein.
Um die Kapsel preiswert und dennoch stabil herstellen zu können, ist
die Kapsel durch eine Umform- und/oder Stanzoperation aus einem Edelstahl oder Stahl
mit oder ohne Oberflächenschutz gefertigt.
Der Anzünder weist vorteilhaft ein napfartiges Gehäuse auf, welches
die Kapsel auf der Wirkseite umgreift. Erfindungsgemäß ist die Kapsel mit dem Gehäuse
über eine Verschweißung oder eine Laserschweißung dicht verbunden. Innerhalb des
Gehäuses befindet sich z. B. eine Treibladung.
Wenn zwei Stifte den Glaseinsatz durchragen, ist bevorzugt ein Stift
mit der Kapsel elektrisch leitend verbunden. Hierzu kann der zu verbindende Stift
einen Bund aufweisen, der z. B. durch eine Lötung mit der Kapsel elektrisch verbunden
ist.
Nachfolgend wird die Erfindung an Hand von Figuren näher erläutert.
In 1 ist das Bauteil „Glasdurchführung"
dargestellt. Diese besteht aus den Komponenten Kapsel 1, dem Glaseinsatz
2 und mindestens einem Stift 3. In der 1
sind zwei Stifte 3 dargestellt. Über der Glasdurchführung 2 bzw.
den Stiften 3 ist ein Bauraum 4 angeordnet, in dem – wie
in 2 nachfolgend beschrieben, weitere Funktionselemente
integriert werden können, die z. B. für einen pyroelektrischen Anzünder benötigt
werden.
Die Wirkungsweise der „Glasdurchführung" beruht darauf, dass
die eingesetzten Materialien betreff ihres Ausdehnungskoeffizienten in der Art und
Weise abgestimmt sind, dass nach dem Einbringen der Glasschmelze im erhitzten Zustand
beim Erkalten ein Druckverbund erzeugt wird, der eine dichte Verbindung zwischen
Kapsel 1 – Glaseinsatz 2 – Stifte) 3 gewährleistet.
Zusätzlich sind die beiden metallischen Komponenten Kapsel 1 und Stifte)
3 durch den Glaseinsatz 2 elektrisch isoliert.
Der Körper 1 ist konstruktiv so ausgelegt, dass er aufgrund
der Materialeinsatzkosten und der Formgebung kostengünstig aus einem Bandmaterial
hergestellt werden kann. Als Werkstoff kann Edelstahl oder Stahl mit/ohne Oberflächenschutz
verwendet werden. Die dargestellte Kapsel 1 kann ausschließlich mittels
Umform – und Stanzoperationen gefertigt werden. Wenn diese zusätzlich in einem
Mehrfachwerkzeug erfolgen, sind die Fertigungskosten besonders niedrig.
Zerspanende kostenintensive Arbeitsschritte sind im gesamten Fertigungsablauf
nicht erforderlich.
In 2 ist die in 1
dargestellte Glasdurchführung als erweitertes Bauteil mit einem Zündbrückenträger
5 und einer pyrotechnischen Anzündladung 6 ersichtlich. Wie aus
der Zeichnung eindeutig erkennbar, wird der in 1 dargestellte
Bauraum 4 vom Zündbrückenträger 5 und der pyrotechnischen Anzündladung
6 vollständig ausgefüllt. Beide sind in idealer Weise innerhalb der Glasdurchführung
2 so sicher fixiert, dass auch bei thermischen und/oder mechanischen Belastungen
eine Verschiebung – und eine damit verbundene Fehlfunktion des Anzünders –
nicht erfolgen kann. Um die erforderliche Dichtigkeit des Anzünders zu gewährleisten,
ist die übergestülpte Hülse 7 mit der Glasdurchführung bzw. der Kapsel
1 am ganzen Umfang verschweißt, wie unter 8 dargestellt.
In 3 ist eine weitere Variante der „Glasdurchführung"
dargestellt, bei der zur Erhöhung der Festigkeit
- a) die Ausziehkraft der Stifte 3 aus dem Glaseinsatz 2 vergrößert
und
- b) die Durchdrückkraft des Glaseinsatzes 2 aus der Kapsel
1 vergrößert ist.
Dies wird folgendermaßen erreicht:
Die Stifte 3 werden vor dem Einschmelzen in Höhe der Einglasung gequetscht
9, so dass aus dem kreisrunden Querschnitt eine Abflachung 9a
(Darstellung linker Stift) und gleichzeitig – um 180 ° versetzt –
eine Aufweitung 9b (Darstellung rechter Stift) entsteht. Da diese
unsymmetrische Geometrie beim Einglasen vollständig im Glas eingebettet ist, wird
erreicht, dass zusätzlich zu der vorhandenen Ausziehkraft die durch die Druckspannung
bereits entsteht, eine weitere Kraftkomponente durch die mechanische Verankerung
wirksam wird und die Gesamtkraft dadurch wesentlich erhöht wird.
Zur Erhöhung der Durchdrückkraft des Glaseinsatzes 2 aus
der Kapsel 1, wird die Innenseite vor dem Einbringen des Glases in geeigneter
Weise aufgerauht, so dass z. B. Rillen entstehen. Diese Rillen sind als Aufrauhung
10 in der 3 dargestellt. Diese werden beim
Einglasen vollständig ausgefüllt und dadurch wird – wie oben bereits bei den
Stiften 3 beschrieben – ebenfalls durch die zusätzliche mechanische
Kraftkomponente die Durchdrückkraft erhöht.
In dieser Darstellung ist die Hülse 7 mit der Glasdurchführung
bzw. der Kapsel 1 verschweißt. Als Alternative zu der Verschweißung gemäß
2 ist hier eine Buckelschweißung 11 dargestellt;
in der linken Hälfte der Zeichnung ist die verschweißte Geometrie ersichtlich, in
der rechten Hälfte der Zeichnung der Zustand vor dem Verschweißen.
In 4 ist eine weitere Variante der Glasdurchführung
in der Anwendung als pyroelektrischer Anzünder dargestellt. Hierbei ist zusätzlich
ein Stift 3 mit der Kapsel 1 elektrisch verbunden. Dies wird dadurch
erreicht, dass am Stift 3 eine Erweiterung z. B. mittels Bund
12 in Höhe des Glaseinsatzes angebracht ist, und dieser z. B. mittels Lötung
13 mit der Kapsel 1 der Glasdurchführung 2 verbunden
ist.
Als weitere Variante zu den bisher aufgeführten Schweißverbindungen
Glasdurchführung – Hülse 7 ist hier die Schweißnaht einer Laserschweißung
14 dargestellt.
5 zeigt einen kompletten erfindungsgemäßen
pyrotechnischen Anzünder mit einer Kapsel 1, in der ein Glaseinsatz
2 angeordnet ist, der von zwei Stiften 3 durchragt ist. Zwischen
den Stiften 3 befindet sich auf der Wirkseite des Anzünders ein Zündbrückenträger
5, auf dem eine pyrotechnische Anzündladung 6 im Bauraum der Kapsel
1 angeordnet ist. Diese Anzündladung 6 ist mit einer Gaze
18 abgedeckt. Die Kapsel 1 ist von einem napfartigen Gehäuse
7 umgriffen und durch eine Verschweißung 8 abdichtend verbunden.
Oberhalb der Kapsel 1 befindet sich im Anzünder eine Aufladung oder Treibladung
16, die durch eine Abdeckung 17 dicht eingeschlossen ist. Zwischen
der Abdeckung 17 und der Kapsel 1 ist ein Freiraum 19
angeordnet.
Zum leichteren Einbau ist der Anzünder von einer Kunststoffumspritzung
15 an seinem unteren Teil umgeben.
In bevorzugter Ausführungsform der Erfindung ist der Bauraum
4 in der Kapsel 1 nahezu vollständig vom Zündbrückenträger
5 und der Anzündladung 6 ausgefüllt, wie dies beispielhaft in
der 5 dargestellt ist. Die Anzündladung 6
ist bevorzugt mit einer Abdeckung, z. B. einer Gaze 18 abgedeckt.