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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Gasgenerator, ins- besondere für einen Airbag, mit einer Treibladung in Form von Tabletten, die durch eine Feder in ihrer Lage fixiert sind.
Bei Gasgeneratoren für Airbaganwendungen kommen sogenannte "grüne Treibmittel", d. h. Treibstoffe mit reduziertem Schad- stoffausstoss, zum Einsatz. Im Gegensatz zu Nitrocellulose, welche in der Herstellung extrudierbar ist, sind diese zu Tabletten gepresst, wobei die Geometrie das Abbrandverhalten und damit die Gasfreisetzung aus dem Gasgenerator bestimmt.
Werden die Tabletten zerkleinert, steigt die Aggressivität des Airbaggenerators. Dies kann zum Platzen des Luftsackes oder im schlimmsten Fall zum Bersten des Generatorgehäuses führen. Aus diesem Grund ist es notwendig, dass die Gassatz- tabletten fest an ihrem Platz gehalten werden und sich auch bei Vibrations- und Schwingbelastung nicht gegeneinander be- wegen können. Sonst würde nämlich feiner Abrieb entstehen, und Feinstaub hat ein sehr grosses Oberflächen/Gewichtsver- hältnis, sodass es zu besonders heftiger Umsetzung kommen kann.
In den bekannten Lösungen werden zum Festhalten der Treib- ladung Silikon und andere Schäume, Drahtgewirk, Stahlklammern und Mineralfasern verwendet.
Silikon besitzt den Nachteil, dass es in der Reaktionskam- mer mit dem Gassatz mitverbrennt und durch die negative Sauerstoffbilanz grosse Mengen CO freigesetzt werden.
Drahtgewirk ist teuer in der Herstellung und besitzt ein hohes Wärmeaufnahmevermögen, bedingt durch die Wärmekapazität des verwendeten Stahldrahtes und die feinmaschige Struktur.
Dadurch kommt es zur Abkühlung des Zündstrahles und damit zu schlechter Anzündung der Gassatztabletten, insbesondere bei -40 C.
Stahlklammern haben den Nachteil mangelnder Flexibilität.
Die Oberfläche der Klammer drückt im ungünstigen Fall nur auf eine Tablette, die anderen Tabletten dieser Lage können sich bewegen.
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Mineralfasern sind in zweifacher Hinsicht ungünstig. Zum einen bestehen sie aus feinen Fasern, welche im Verdacht ste- hen, in die Lunge eingeatmet zu werden und dort zu Reizungen und anderen Beschwerden zu führen. Die zweite Komponente der Mineralfaservliese ist ein Bindemittel, beispielsweise Öl.
Auch hier kommt es bei der Verbrennung zur Anhebung des frei- gesetzten CO. Die Anzündung der Treibladungstabletten durch ein Mineralfaservlies ist ebenfalls schlecht.
Aus der DE 19851263 Al ist ein Gasgenerator der eingangs genannten Art bekannt. Es drückt dort eine Feder auf eine Rückhalteplatte, die dadurch ihrerseits auf die Tabletten drückt. Die Rückhalteplatte ist eine dünne Metallscheibe mit einer grossen Anzahl von Löchern für den Durchlass von Gas.
Nachteilig ist hier, dass zwei Elemente zur Fixierung der Tablette notwendig sind : Rückhalteplatte und die Feder.
Dies verteuert die Produktion und erschwert den Zusammenbau.
Ausserdem tritt hier der gleiche Effekt auf wie bei der Stahl- klammer, d. h. der Druck der Rückhalteplatte wirkt unter Um- ständen nur auf eine einzige Tablette, die anderen können sich dann etwas bewegen, sodass erst wieder Staub entsteht.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Gasgenera- tor zu schaffen, der einfach aufgebaut werden kann, aus weni- gen Teilen besteht und dennoch die Nachteile der oben be- schriebenen Lösungen vermeidet.
Diese Aufgabe wird durch einen Gasgenerator der eingangs genannten Art erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Feder einen zylindrischen Abschnitt und einen kegelförmigen Ab- schnitt aufweist, wobei der kegelförmige Abschnitt direkt auf die Tabletten drückt.
Die Federkraft in Einbaulage richtet sich nach der erwarte- ten dynamischen Belastung, d. h. den Anforderungen aus den me- chanischen Schocktests. Der zylindrische und der kegelförmige Abschnitt der Feder sind so aufeinander abgestimmt, dass sich in verbauter Lage der kegelförmige Abschnitt etwa in einer Ebene befindet und so die Tabletten niederhält. Dies wird durch entsprechende Härte und Vorspannung des Federdrahtes
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sowie der Länge des zylindrischen Abschnitts erreicht. Un- günstig ist, wenn der kegelförmige Abschnitt deutlich weicher (hier wird das Innere der Feder bei der Schockbelastung durchgebogen und die Tabletten haben Spiel) oder deutlich härter (hier treten Effekte ähnlich der Verwendung einer Stahlklammer auf) ist. Der kegelförmige Abschnitt soll gleichmässig an den Tabletten anliegen.
Typische Werte sind ein Drahtdurchmesser von 0,5 - 1,5 mm und eine Gesamtfederlänge von ca. 30 mm.
Wenn, wie an sich bekannt, der Gasgenerator einen Anzünder mit einer Boosterladung, die in einem Boosterbecher unterge- bracht ist, aufweist und der Aussendurchmesser des Boosterbe- chers kleiner ist als der Innendurchmesser des Gehäuses, dann kann die Feder in einfacher Weise dadurch fixiert werden, dass die Feder mit dem zylindrischen Abschnitt den Boosterbe- cher aussen umgibt und an diesem befestigt ist.
Anhand der beiliegenden Figuren wird die vorliegende Erfin- dung näher erläutert. Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemässen Gasgenerator im Schnitt ; 2 zeigt eine Feder von der Seite, wie sie erfindungsgemäss im Gasgenerator gemäss Fig. 1 zum Einsatz kommt ; Fig. 3 zeigt diese Feder in Drauf- sicht.
Der erfindungsgemässe Gasgenerator (Fig. 1) weist ein rohr- förmiges Gehäuse 10 auf. Eine pyrotechnische Ladung, die aus Treibladungstabletten 5 besteht, ist in einem Metallbecher 15 untergebracht. Dieser Metallbecher 15 stützt sich an einem Filter 16 ab, welches sich wiederum am Ende 19 des Gehäuses 10 abstützt.
Am Gehäuse 10 sind zwei Haltebolzen 17 angebracht. Diese können zur Befestigung des Gasgenerators verwendet werden.
Zum Austritt des Gases sind im Bereich des Filters 16 im Ge- häuse 10 Öffnungen 14 vorgesehen.
In das offene Ende des Metallbechers 15 ist ein Anzünder- träger 21 eingesetzt. Der Anzünderträger 21 hat wie üblich einen elektrischen Anzünder 4. Er ist durch einen O-Ring 18 zum Metallbecher 15 abgedichtet. Weiters ist eine Booster-
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ladung 3 vorgesehen. Das Boostermaterial besteht im Allgemei- nen aus B/KN03 und/oder sogenanntem Autoignitionmaterial.
Dieses hat Aufgabe, den Gasgenerator im Brandfall zu zünden, bevor die Festigkeit des Generatormantels soweit gesunken ist, dass er dem Innendruck des Generators bei Zündung nicht mehr standhält. Eine andere Möglichkeit für die Boosterladung ist die Verwendung eines Gassatzes (Granulat oder kleine Tabletten) mit oder ohne Autoignition. Die Boosterladung 3 befindet sich in einem Boosterbecher 2.
Es ist eine Feder 1 vorgesehen, deren Form das Wesentliche der Erfindung ist. Die Feder 1 ist in den Fig. 2 und 3 genau zu sehen. Sie hat einen zylindrischen Abschnitt 6 und einen kegelförmigen Abschnitt 7. Gemäss Fig. 1 ist der zylindrische Abschnitt 6 auf dem Boosterbecher 2 aufgesteckt. Der kegel- förmige Abschnitt 7 liegt auf den Treibladungstabletten 5 auf. Er ist in der verbauten Lage in eine Ebene zusammenge- drückt und liegt mit seinen Windungen gleichmässig an den Treibladungstabletten 5 an, sodass sie alle fixiert sind, auch wenn eine Treibladungstablette vorstehen sollte.
Die Feder 1 ist auf dem Boosterbecher 2 befestigt und wird beim Einbau mit diesem auf dem Anzünder 4 aufgeschnappt. Vor- teilhaft in dieser Ausführung ist die Verlängerung des Feder- weges im Vergleich zu einem Boosterbecher 2 mit ebenem Boden, der das Gehäuse 10 ausfüllt. Die Zündeinheit mit Boosterbe- cher 2 und Feder 1 wird in das mit Treibladungstabletten 5 gefüllte Gehäuse 10 eingebracht. Vor dem Boosterbecher 2, in- nerhalb der Feder 1, befindet sich freies Volumen, dies er- möglicht das leichte und reproduzierbare Öffnen des Booster- bechers 2 während der Zündung des Gasgenerators und einen Ab- bau des Druckaufschlages aus der Anzündeinheit, welcher - direkt auf die Tabletten 5 angewendet - zu einem nicht re- produzierbaren Bruch der obersten Tabletten und damit zu Schwankungen in der Ballistik führen kann.
Die Anzündung selbst erfolgt mittels heisser Partikel aus Zünder und Boos- terladung 3, welche ungehindert das freie Volumen passieren
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und sich in die Tabletten 5 hineinbrennen, wodurch eine sau- bere Anzündung gewährleistet ist.