DE10006280A1 - Gasgenerator mit verbesserter Verbindung zwischen einzelnen Elementen - Google Patents

Abstract

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Gasgenerator mit einem Gehäuse (1) mit wenigstens einem das Gehäuse (1) verschließenden Verschluß- oder Endstück (2), wobei das wenigstens eine Verschluß- oder Endstück (2) eine umlaufende Nut (16) aufweist und mit dem Gehäuse (1) durch abschnittsweise Vertiefungen (17) im Gehäuse (1) verbunden ist, wobei die abschnittsweisen Vertiefungen (17) in die umlaufende Nut (16) eingreifen und ausschließlich durch Materialverformung erzeugt sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein einen Gasgenerator, insbesondere einen Gasgenerator mit einem Gehäuse mit einem das distale Ende des Gehäuses verschließenden Endstück, einer in dem Gehäuse angeordneten pyrotechnischen Feststoffladung und einer das proximale Ende des Gehäuses verschließenden Aufnahme für eine elektrische Anzündeinrichtung zur Zündung der pyrotechnischen Feststoffladung. Derartige Gasgeneratoren sind als rein pyrotechnische Gasgeneratoren bekannt, das heißt bei ihnen wird das zum Befüllen eines Airbags oder eines sonstigen Luftsacks benötigte Gas ausschließlich durch Verbrennen einer pyrotechnischen Feststoffladung erzeugt. Es sind jedoch weiterhin auch Hybrid- Gasgeneratoren bekannt, bei denen das benötigte Gasvolumen zum Teil aus der Verbrennung einer pyrotechnischen Feststoffladung herrührt und zum Teil aus einem komprimiert in dem Gasgenerator gespeicherten inerten Gas. Ein derartiges Gas wird auf dem vorliegenden Gebiet allgemein als Speichergas bezeichnet.

Gasgeneratoren haben in den vergangenen Jahren eine immer stärkere Verbreitung gefunden. Zunächst wurden sie bei Fahrer- und Beifahrer-Airbags in Kraftfahrzeugen eingesetzt. Mittlerweile ist aber auch der Einsatz von Gasgeneratoren bei sogenannten Seitenairbags in der Kfz-Industrie üblich. Weiterhin gibt es Entwicklungen, bei denen Gasgeneratoren für Airbags in Kinder-Rückhaltesystemen eingesetzt werden. Außerdem werden Untersuchungen betreffend sogenannter Skifahrer-Airbags durchgeführt. Dies sind Luftsacksysteme, die in den meisten Fällen in der Form oder als Teil eines Rucksacks ausgebildet sind. Gerät ein mit einem derartigen System ausgestatteter Skifahrer in eine Lawine, so wird der Gasgenerator ausgelöst, der Luftsack füllt sich und der Skifahrer wird aufgrund des von dem Luftsack verliehenen Auftriebs nicht von der Lawine begraben sondern verbleibt an der Oberfläche der sich bewegenden Schneemassen.

Weitere Beispiele für den Einsatz von Gasgeneratoren sind Rettungswesten und Rettungsinseln, wie sie z. B. im Bereich der Schiffahrt oder in Verkehrsflugzeugen eingesetzt werden.

Üblicherweise werden Gasgeneratoren in mehreren Verfahrensschritten auf sogenannten Herstellungsstraßen oder -linien produziert. Dabei werden die Einzelteile des Gasgenerators miteinander verbunden und gegebenenfalls entsprechend mit der pyrotechnischen Feststoffladung und/oder dem Speichergas befüllt.

Bei der Herstellung von Gasgeneratoren müssen zwangsläufig einige unterschiedliche Elemente oder Baugruppen miteinander verbunden werden. Insbesondere bei langgestreckt oder rohrförmig ausgebildeten Gasgeneratoren, die als Körper oder Gehäuse z. B. aus einem einstückigem Rohr mit einer ausreichenden Druckfestigkeit gefertigt sein können, besteht ein gewisses Problem beim Verschluß der Rohrenden. Bei dem Verschluß der Enden von rohrförmigen Gasgeneratoren mit Endstücken sind an die Materialverbindung von Gehäuse und Endstück besondere Ansprüche zu stellen. Zunächst müssen diese Materialverbindungen dem im Gasgenerator nach dessen Zündung entwickelten Druck mit einer ausreichenden Sicherheitsreserve standhalten. Derartige Verbindungen dürfen sich daher bei Drücken von 300 bis 600 bar oder gar bis 800 bar nicht lösen. Auch darf keine Materialverformung auftreten, die zu einer Undichtigkeit des Gasgenerators an dieser Stelle führen würde. Hierdurch würde ein Teil des für die Befüllung des Luft- oder Sicherheitskissens erforderlichen Gasvolumens ungenutzt entweichen. Hieraus ergibt sich aber weiterhin, daß die genannten Materialverbindungen grundsätzlich auch von einer ausreichenden Gasdichtigkeit sein müssen, damit es nicht bereits ohne die beschriebenen Materialverformungen im Einsatzfall zu unerwünschten Gasverlusten kommt. Aus fertigungstechnischer Sicht müssen solche Materialverbindungen aber auch mit möglichst geringem Aufwand sicher herstellbar sein.

Zum Verschließen der Enden von rohrförmigen Gasgeneratoren sind aus dem Stand der Technik verschiedene Möglichkeiten bekannt. Die US 4,005,876 offenbart z. B. die Ausbildung einer Ringnut in einem den Gasgenerator verschließenden Endstück, wobei das Außenrohr eine in die Ringnut eingreifende Einschnürung aufweist. Eine derartige Befestigung des Endstücks in dem Gasgeneratorgehäuse ist aber nur beschränkt belastbar, weshalb das Endstück mit einem weiteren, zentral in dem End- oder Verschlußstück angeordneten Befestigungsmittel gesichert ist.

Zur Vermeidung von Nachteilen, die mit der Ausbildung der Verbindung zwischen End- oder Verschlußstück und Gehäuse des Gasgenerators gemäß der US 4,005,876 verbunden sind, wird in der EP 0 488 936 vorgeschlagen, die Verbindung von Außenrohr und Verschlußdeckel durch einzelne, gestanzte V-förmige Außenrohrverformungen herzustellen, die in die Umfangsnut des Verschlußdeckels eingreifen. Gemäß EP 0 488 936 werden beim Kerben des Außenrohres gleichzeitig Stegabschnitte aus dem Außenrohr ausgeschnitten oder gestanzt. Diese in die Umfangsnut des Verschlußdeckels eingreifenden Kerbungen sollen eine radiale und eine axiale Bewegung des Verschlußdeckels im Verhältnis zum Außenrohr verhindern. Hierdurch soll der Vorteil erhalten werden, daß die in die Umfangsnut des Verschlußdeckels eingreifenden Einkerbungen auf Scherung beansprucht werden und so eine axiale Bewegung des Verschlußdeckels unter Druckbelastung sicher vermeiden. Es ist jedoch nachteilig bei einer derartigen Verbindung von Außenrohr und End- oder Verschlußstück, daß die Materialscherung oder -trennung und die scharfe Kerbbildung im Gehäuse des Gasgenerators einen vergleichsweise hohen Fertigungsaufwand erfordert. Es muß dabei mit starken Kräften an exakt definierten Positionen gearbeitet werden. Da diese in der EP 0 488 936 offenbarten Maßnahmen offensichtlich noch nicht zu einem vollständig befriedigenden Ergebnis führen, wird weiterhin eine bevorzugte Ausführungsform des Gasgenerators offenbart, bei dem das Außenrohr an seinen stirnseitigen Enden jeweils über die Verschlußdeckel übersteht, wobei dieser Ringüberstand um die Verschlußdeckelkante umgebördelt bzw. umgelegt ist. Hierdurch wird offenbarungsgemäß eine zusätzliche Haltekraft auf die Verschlußdeckel ausgeübt und die Steifigkeit und damit die Festigkeit der Verbindung zwischen den Verschlußdeckeln und dem Außenrohr erhöht. Auch wird gemäß der EP 0 488 936 die Widerstandsfähigkeit der Außenrohrendabschnitte bei einer Verkantung der Verschlußdeckel verbessert. Diese Maßnahmen sind jedoch sämtlich nicht vollständig befriedigend und bedingen ferner einen vergleichsweise hohen fertigungstechnischen Aufwand.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung wenigstens einen weiteren Gasgenerator bereitzustellen, bei dem die Materialverbindung zwischen einzelnen Elementen oder Bauteilen des Gasgenerators so ausgeführt sind, daß zumindest ein Teil der in Zusammenhang mit den genannten Materialverbindungen aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile vermieden wird. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung diese Materialverbindung auf fertigungstechnisch einfache Weise sicher auszuführen. Außerdem ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Herstellungsverfahren für einen derartigen Gasgenerator anzugeben.

Die vorliegende Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Gasgenerator mit den Merkmalen des beigefügten Anspruchs 1 gelöst. Besondere Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der sich an Anspruch 1 anschließenden abhängigen Ansprüche 2 bis 9. Die Aufgabe wird ferner durch die Angabe eines Verfahrens zur Herstellung eines derartigen Gasgenerators mit den in Anspruch 10 angegebenen Verfahrensmerkmalen gelöst. Die Ansprüche 11 und 12 betreffen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Die vorliegende Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß bei einer Materialscherung oder -trennung und scharfer Kerbbildung im Gehäuse bei der Verformung hohe lokale Belastungen auf das Material des Gehäuses ausgeübt werden müssen. Dies führt auch aufgrund der Diskontinuität der dabei erzeugten tragenden Materialsegmente zu einer begrenzten Tragfähigkeit der Materialverbindung. Insbesondere bedingt die hohe innere Belastung der Kerbflächen durch den sich im Gasgenerator entwickelnden Druck hohe lokale Spannungskonzentrationen, die sogar bis zum Zerlegen des Gasgenerators führen können. Im Gegensatz dazu weist der erfindungsgemäße Gasgenerator eine verbesserte Belastbarkeit der Materialverbindung zwischen den einzelnen Elementen oder Bauteilen auf, da bei den Verformungen des Gehäuses keine Materialscherung oder -trennung auftritt. Die Festigkeit der Materialverbindung wird dabei insbesondere auch durch beim Pressen der abschnittsweisen Vertiefungen entstehenden rippenartigen Strukturen im Gehäuse besonders vorteilhaft erhöht. Auch werden zu starke punktuelle Materialbelastungen bei der Produktion vermieden.

Überraschenderweise verfügt die erfindungsgemäße Materialverbindung auch über eine ausreichende Gasdichtigkeit, so daß z. B. auf zusätzliche Dichtmittel wie Dichtungsringe oder dergl. verzichtet werden kann. Diese besondere Dichtigkeit ist ebenfalls auf die erfindungsgemäße Materialverbindung zurückzuführen, da zum einen Löcher oder Einschnitte in dem Gehäuse vermieden werden und zum anderen eine Materialverformung des Gehäuses durch radial nach innen gerichtete Kräfte auch in axialer und in Umfangsrichtung erfolgt. Hierdurch wird ein für die erforderliche Dichtigkeit der Materialverbindung ausreichend enger Materialkontakt zwischen dem Gehäuse des Gasgenerators und dem Verschlußstück bewirkt.

in einer besonderen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sind an dem das Verschlußstück aufnehmenden Ende des Gehäuses vier bis zehn abschnittsweise Vertiefungen, jeweils paarweise einander gegenüberliegend, gleichmäßig um den Umfang des Gehäuses herum verteilt. Besonders bevorzugt sind sechs, acht oder zehn abschnittsweise Vertiefungen vorgesehen. Hierdurch ergibt sich für das Verhältnis der Bereiche der abschnittsweisen Vertiefungen zu den erhabenen Bereichen des Gehäuseumpfangs, d. h. für das Verhältnis der geprägten zu den ungeprägten Abschnitten in Umfangsrichtung ein Wert von 1 : 1 bis 10 : 1 besonders bevorzugt von 5 : 1 bis 10 : 1. Bei einem Verhältnis von 1 : 1 sind etwa 50% der Umfangsfläche im Bereich der abschnittsweisen Vertiefungen durch die Übertragung einer ausreichenden Prägekraft mit Hilfe von entsprechenden Prägestempeln radial nach innen verformt, während etwa 50% des Gehäuses nicht verformt sind. Für die zu erzielende Gasdichtigkeit der Materialverbindung ist es daher bevorzugt, wenn das Verhältnis im Bereich von 5 : 1 bis 10 : 1 liegt, weil dadurch ein entsprechender großflächiger Materialkontakt zwischen Verschlußstück bzw. Endstück und Gehäuse sichergestellt wird, so daß es keiner zusätzlichen Dichtungsmaßnahmen bedarf.

In einer besonderen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung besitzen die abschnittsweisen Vertiefungen in radialer und in axialer Richtung ein U-förmiges Profil. D. h. die Vertiefungen sind durch Prägestempel mit einer Prägefläche erzeugt worden. Aufgrund der vorhandenen Prägefläche, die selbstverständlich der Weite der umlaufenden Nut in dem Verschlußstück bzw. Endstück entspricht, wird eine entsprechend großflächig formschlüssige Verbindung zwischen Verschluß- bzw. Endstück und Gehäuse ausgebildet, die zur Festigkeit und zur Gasdichtigkeit der Materialverbindung beiträgt.

In einer anderen bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung besitzen die abschnittsweisen Vertiefungen in axialer Richtung ein sich in Richtung der Umfangslinie des Gehäuses länglich erstreckendes, V-förmiges Profil. Eine derartige Profilierung wird durch die Verwendung von V-förmigen oder meißelartigen Prägewerkzeugen erhalten, wobei die Prägewerkzeuge so eingesetzt werden, daß die eingepägte Vertiefung in Richtung der Umfangslinie verläuft, d. h. senkrecht zur Achse des Gasgenerators. Aufgrund der im eingeprägten Bereich entstehenden rippenartigen Strukturen, die jeweils abwechselnd in axialer Richtung und im rechten Winkel dazu ausgebildet sind, wird eine besondere Belastbarkeit der Materialverbindung zwischen Gehäuse und Verschluß- bzw. Endstück erhalten.

In einer Weiterbildung der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ist das Verschluß- bzw. Endstück als Aufnahme für eine elektrische Anzündeinrichtung zur Zündung einer pyrotechnischen Feststoffladung ausgebildet. Hierfür kann z. B. in dem Verschluß- bzw. Endstück eine zentrale Bohrung zur Aufnahme der Anzündeinrichtung vorgesehen sein. In dieser Bohrung kann zur Befestigung der Anzündeinrichtung beispielsweise ein Gewinde vorgesehen sein.

In einer weiteren besonders bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Gasgenerators ist im Gehäuseinnenraum ein mit einer Bersteinrichtung verschlossener Abschnitt zur Aufnahme eines Speichergases angeordnet sowie ein in axialer Richtung verschiebbarer Kolben, der durch die bei Verbrennung einer pyrotechnischen Feststoffladung entstehenden Verbrennungsgase mit Druck beaufschlagbar ist, wobei der bewegliche Kolben in einer Führung angeordnet ist, die als Überströmkammer für die Verbrennungsgase ausgebildet ist.

Diese Ausführungsform betrifft einen sogenannten Hybrid-Gasgenerator, bei dem das zum Befüllen eines Luft- oder Sicherheitskissens erforderliche Gasvolumen zumindest teilweise von einem komprimierten Speichergas bereitgestellt wird. Durch die besondere Ausgestaltung der Überströmkammer und den von den Verbrennungsgasen der pyrotechnischen Feststoffladung zurückzulegenden Strömungsweg durch die Überströmkammer und den axial verschiebbaren Kolben in den das Speichergas enthaltenden Gehäuseabschnitt ist es möglich im wesentlichen auf sämtliche Filtereinrichtungen zur Vermeidung des Austritts von festen und heißen Verbrennungsrückständen aus dem Gasgenerator zu verzichten. Dies vereinfacht die Fertigung und verringert die Materialkosten für den erfindungsgemäßen Gasgenerator. Ferner ist sichergestellt, daß das aus dem Gasgenerator zur Befüllung des Luft- bzw. Sicherheitskissens austretende Gas keine zu hohe Temperatur aufweist, durch die das Luft- bzw. Sicherheitskissen beschädigt oder etwaig zu schützende Personen verletzt werden könnten.

In einer besonders bevorzugten Weiterbildung dieser Ausführungsform besitzt die Überströmkammer eine umlaufende Nut oder auch Umfangsnut und ist durch im Gehäuse angeordnete, abschnittsweise Vertiefungen, die in die Umfangsnut eingreifen, mit dem Gehäuse verbunden. Diese Materialverbindung erfolgt dabei auf dieselbe Weise wie es bereits für die Materialverbindung zwischen Gehäuse und Verschluß- bzw. Endstück beschrieben wurde. Daher treffen auch sämtliche der zuvor beschriebenen und auf die Materialverbindung bezogenen Vorteile für diese Verbindung von Gehäuse und Überströmkammer zu. Weiterhin läßt sich bei der Produktion des erfindungsgemäßen Gasgenerators das bereits für die Herstellung der Materialverbindung zwischen Gehäuse und Verschluß- bzw. Endstück vorhandene Preßwerkzeug nochmals einsetzen. Durch eine bessere Ausnutzung der Produktionseinrichtungen kann der erfindungsgemäße Gasgenerator daher auch besonders wirtschaftlich hergestellt werden.

Bei der vorliegenden Ausführungsform ist es weiterhin bevorzugt zwischen dem Abschnitt zur Aufnahme des Speichergases und der Überströmkammer einen Zwischenraum auszubilden und in diesem Bereich des Gehäuses Gasautrittsöffnungen anzuordnen. Hierdurch ist der Gesamtströmungsweg, den die Verbrennungsgase der pyrotechnischen Feststoffladung zurückzulegen haben, so verwunden ausgebildet, daß der Austritt von Feststoffpartikeln auch ohne zusätzliche Filtereinrichtungen wirksam vermieden wird.

In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die pyrotechnische Feststoffladung in einem separaten Behälter in dem Gehäuse des Gasgenerators angeordnet. Durch diese Maßnahme wird es möglich den erfindungsgemäßen Gasgenerator in modularer Bauweise zu fertigen. Dabei ist es möglich die pyrotechnische Feststoffladung getrennt vom Rest des Gasgenerators vorzubereiten und hinsichtlich der entscheidenden Parameter wie Verbrennungsgeschwindigkeit, Gasentwicklungsrate und dergl. auf den beabsichtigten Einsatzzweck vorzubereiten. Bei der Produktion muß dann nur auf die entsprechend vorgefertigten und abgestimmten Module zurückgegriffen werden, die eine entsprechende pyrotechnische Feststoffladung enthalten. Außerdem wird durch diese hermetische Abdichtung der pyrotechnischen Feststoffladung sichergestellt, daß auch in einer mit Wasserdampf gesättigten Atmosphäre keine Feuchtigkeit in den Gasgenerator eindringen kann. Dies wäre kritisch und könnte zu einem Totalversagen des Gasgenerators oder zu einer verzögerten Zündung führen. Außerdem wird bei dieser Bauweise durch eine vergleichsweise gute Anpassung des Außendurchmessers des Behälters an den Innendurchmesser des Gehäuses des Gasgenerators zu einer Verbesserung der Gasdichtigkeit beigetragen. Die Gasdichtigkeit wird dabei noch weiter erhöht, wenn der Behälter aus einem relativ duktilen Material wie z. B. Aluminium hergestellt wird, da der Behälter sich nach zündung der pyrotechnischen Feststoffladung aufgrund des sich entwickelnden Drucks aufweitet und abdichtend gegen das Gehäse des Gasgenerators gepreßt wird. Weiterhin ergibt sich bei dieser Ausführungsform der Vorteil, daß bei einer Entsorgung eines nicht-gezündeten Gasgenerators die Möglichkeit zur vergleichsweise einfachen und sicheren Trennung der pyrotechnischen Feststoffladung vom Rest des Gasgenerators besteht.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher erläutert. Dabei zeigt:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine besondere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gasgenerators;

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer seitlichen Ansicht des Gasgenerators gemäß Fig. 1;

Fig. 3 eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gasgenerators;

Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Schnittes entlang der Schnittlinie A-A in Fig. 1 bzw. Fig. 3;

Fig. 5 eine Teilansicht eines Querschnitts durch einen Gasgenerator gemäß Fig. 1 mit dargestelltem Preßwerkzeug;

Fig. 6 eine Teilansicht eines Querschnitts des Gasgenerators gemäß Fig. 3 mit Darstellung von Preßwerkzeug; und

Fig. 7 eine Darstellung einer Ansicht gemäß der Schnittlinie B-B in Fig. 5 bzw. Fig. 6.

In Fig. 1 ist eine erste besondere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gasgenerators mit einem Gehäuse 1 und einem Verschluß- bzw. Endstück 2 dargestellt. In der dargestellten Ausführungsform ist das Verschluß- bzw. Endstück 2 als Aufnahme für eine elektrische Anzündeinrichtung 3 zur Zündung einer im Gehäuse 1 angeordneten pyrotechnischen Feststoffladung 4 ausgebildet. Die pyrotechnische Feststoffladung 4 befindet sich in der dargestellten Ausführungsform in einem separaten Behälter 5, der innerhalb des Gehäuses 1 angeordnet ist. Selbstverständlich ist es auch möglich auf den separaten Behälter 5 zu verzichten und die pyrotechnische Feststoffladung 4 direkt in dem Gehäuse 1 unterzubringen.

Fig. 1 zeigt weiterhin einen mit einer Bersteinrichtung 6 verschlossenen Abschnitt zur Aufnahme eines Speichergases. Das der Bersteinrichtung 6 gegenüberliegende Ende dieses Abschnitts ist mit einem anderen Verschluß- bzw. Endstück 7 mit einer Befüllöffnung 8, die mit einem Schweißverschluß 9 verschlossen ist, durch eine umlaufende Schweißnaht 10 verbunden. Etwa in der Mitte von Fig. 1 ist ein in axialer Richtung verschiebbarer Kolben 11 dargestellt, der in einer als Überströmkammer 12 ausgebildeten Führung angeordnet ist. In der dargestellten Ausführungsform ist zwischen der Überströmkammer 12 und dem mit der Bersteinrichtung 6 verschlossenen, das Speichergas enthaltenden Abschnitt ein Zwischenraum 13 ausgebildet. Im Bereich dieses Zwischenraums 13 besitzt das Gehäuse 1 Gasaustrittsöffnungen 14.

Wenn ein entsprechendes Ereignis eintritt, wie z. B. der Aufprall eines Kraftfahrzeugs auf ein Hindernis, erhält die elektrische Anzündeinrichtung 3 ein entsprechendes elektrisches Signal von einem nicht dargestellten Sensor und zündet die pyrotechnische Feststoffladung 4. Durch die Verbrennung der pyrotechnischen Feststoffladung 4 entwickeln sich Verbrennungsgase, die, sofern vorhanden, den Deckel 15 des separaten Behälters 5 zerstören oder durch diesen hindurchtreten und den hinteren Teil des Kolbens 11 mit Druck beaufschlagen. Hierdurch wird der Kolben 11 in axialer Richtung zum Speichergas enthaltenden Abschnitt hin verschoben. Dabei zerstört der Kolben 11 die Bersteinrichtung 6. Mit ausreichendem Vorschub des Kolbens 11 dringen Verbrennungsgase in die Überströmkammer ein und durchströmen den hohl ausgebildeten Kolben 11 und gelangen in den mit Speichergas gefüllten Abschnitt. Gleichzeitig tritt nach Zerstörung der Bersteinrichtung 6 Speichergas in den Zwischenraum 13 und von dort durch die Gasaustrittsöffnungen 14 aus dem Gasgenerator heraus. Die den Kolben 11 durchströmenden Verbrennungsgase mischen sich in dem das Speichergas enthaltenden Abschnitt mit dem Speichergas, wodurch eine zu starke Abkühlung des Speichergases aufgrund der Expansion vermieden wird. Ebenso ist sichergestellt, daß die Temperatur des aus dem Gasgenerator austretenden Gases nicht zu hoch ist, da die heißen Verbrennungsgase sich mit dem auf Umgebungstemperatur befindlichen Speichergas vermischen.

Bei Auslösen des Gasgenerators entstehen hohe Gasdrücke von z. B. 300 bar oder höher durch Verbrennen der pyrotechnischen Feststoffladung 4. Dies hat zur Folge, daß hohe axiale Schubkräfte auf das Verschluß- bzw. Endstück 2 und auf die Überströmkammer 12 wirken. Es ist daher sicherzustellen, daß entsprechende Materialverbindungen von dem Gehäuse 1 zum Verschluß- bzw. Endstück 2 und zur Überströmkammer 12 von ausreichender Belastbarkeit sind, damit ein sicheres Funktionieren des Gasgenerators gewährleistet ist. Es ist aber weiterhin erforderlich, daß die genannten Materialverbindungen ausreichend gasdicht sind, um einen Gasgenerator mit eindeutig reproduzierbarer Signatur zu erhalten. Dies bedeutet, daß die Geschwindigkeit des Druckanstiegs und des Druckabfalls mit der Zeit sowie die Änderung der Gasaustrittsrate mit der Zeit jeweils in engen Grenzen reproduzierbar sein müssen. Um dies zu erreichen ist im Verschluß bzw. Endstück 2 erfindungsgemäß eine umlaufende Nut oder Umfangsnut 16 angeordnet. In diese umlaufende Nut oder Umfangsnut 16 greifen abschnittsweise, in dem Gehäuse 1 angeordnete Vertiefungen 17 ein. Diese abschnittsweisen Vertiefungen 17 sind ausschließlich durch Materialverformung gebildet, insbesondere durch Verpressen, so daß das Gehäuse 1 an diesen Stellen keine Löcher oder Einschnitte aufweist. Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform ist die Überströmkammer 12 ebenfalls mit einer umlaufenden Nut oder Umfangsnut 18 versehen. Auch in diese greifen abschnittsweise Vertiefungen 19 im Gehäuse ein.

Aufgrund der Duktilität des Gehäusematerials verformt sich dieses bei der Herstellung der Materialverbindung mit dem Verschluß bzw. Endstück 2 oder der Überströmkammer 12 unter Formschluß. Hierdurch wird bereits eine ausreichende Gasdichtigkeit der Materialverbindungen sichergestellt. Weiterhin sind diese Materialverbindungen auch von einer besonders hohen Belastbarkeit, da keine Materialscherung oder -trennung erfolgt und ein punktueller Krafteintrag in das Material des Gehäuses, wodurch es zu Störungen im Materialgefüge kommen kann, sicher vermieden wird. Das Gehäuse bleibt dabei in einer kontinuierlichen Materialform mit gerundeten Konturen erhalten, wodurch eventuell auftretende Belastungen und/oder Spannungen mehr oder weniger gleichmäßig auf eine größere Materialfläche verteilt werden. Auch bleibt die Wanddicke des Gehäuses 1 im Bereich der Verformung im wesentlichen erhalten. Bei der Verformung des Gehäuses entstehen auch rippenartige Strukturen, die die Belastbarkeit der Materialverbindungen weiter erhöht.

Die in Fig. 2 dargestellte Draufsicht auf eine Ausführungsform des Gasgenerators gemäß Fig. 1 verdeutlicht diesen Sachverhalt. Es ist zu erkennen, daß das in dem Gehäuse 1 befindliche Verschluß bzw. Endstück 2 durch abschnittsweise Vertiefungen 17, die in die umlaufende Nut oder Umfangsnut 16 des Verschluß bzw. Endstücks 2 eingreifen, befestigt ist. Weiterhin sind abschnittsweise Vertiefungen 19 zu erkennen, die für eine sichere Materialverbindung von dem Gehäuse 1 mit der Überströmkammer 12 sorgen. Ebenso sind die stabilitätserhöhenden rippenartigen Strukturen 20 und 21 in Fig. 2 zu erkennen.

In den Fig. 1 und 2 sind weiterhin zwei unterschiedliche Ausführungsformen für die Materialverbindungen dargestellt. Das Verschluß- bzw. Endstück 2 ist dabei durch flächige, in axialer und in radialer Richtung U-förmigen Vertiefungen mit dem Gehäuse 1 verbunden, während die Materialverbindung von Gehäuse 1 und Überströmkammer 12 durch V-förmige, entlang des Umfangs ausgerichtete Vertiefungen bewirkt wurde. Grundsätzlich ist es dabei möglich auch das Verschluß- bzw. Endstück 2 durch abschnittsweise, V-förmige Vertiefungen mit dem Gehäuse 1 zu verbinden und die Überströmkammer 12 durch flächige, U-förmige Vertiefungen. Hierbei ist es natürlich zweckmäßig die entsprechende umlaufende Nut oder Umfangsnute 16, 18 in einer angepaßten Geometrie vorzusehen.

Die in Fig. 3 dargestellte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gasgenerators weist eine derartig geänderte Materialverbindung von Gehäuse 1 und Verschluß- bzw. Endstück 2 auf. Die im Verschluß- bzw. Endstück 2 angeordnete umlaufende Nut oder Umfangsnut 22 besitzt daher ein rundes Profil. Das Gehäuse weist an der entsprechenden Stelle in Umfangsrichtung verlaufende V-förmige Vertiefungen 23 auf.

Fig. 4 ist eine schematische Darstellung eines Schnitts gemäß der Linien A-A in den Fig. 1 bzw. 3 und zeigt die durch Verpressen des Gehäuses 1 an diesen Stellen bewirkte Materialverformung. Auch sind ansatzweise die stabilitätserhöhenden rippenartigen Strukturen 20; 21 zu erkennen.

Fig. 5 zeigt eine Teilansicht des Gehäuses 1 mit darin angeordnetem Verschluß- bzw. Endstück 2 gemäß Fig. 1, wobei in dieser Darstellung Preßwerkzeuge 24 in einer Position dargestellt sind, die diese nach Beendigung der Verpressung einnehmen.

In Fig. 6 ist ein Teilausschnitt eines Querschnitts des Gehäuses 1 mit Verschluß- bzw. Endstück 2 gemäß Fig. 3 dargestellt, wobei V-förmige Preßwerkzeuge 25 in einer Position dargestellt sind, die sie am Ende des Preßvorgangs einnehmen.

Fig. 7 zeigt schließlich einen Schnitt entlang der Linie B-B in Fig. 5 bzw. Fig. 6, wobei acht Preßwerkzeuge 24; 25 in jeweils einander gegenüberliegenden Paaren gleichmäßig um den Umfang des Gehäuses 1 herum angeordnet sind. Die dargestellten Pfeile verdeutlichen, ebenso wie in den Fig. 5 und 6, die Richtung der beim Verpressen des Gehäuses 1 wirkenden Kräfte.

Bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Gasgenerators kann gleichzeitig mit der gewünschten Anzahl an Preßwerkzeugen gearbeitet werden. Es ist darüber hinaus jedoch möglich z. B. zwei einander gegenüber angeordnete Preßwerkzeuge vorzusehen und das Gehäuse entsprechend zu drehen. Durch eine Verdrehung um 90° erhält man dabei vier gleichmäßig um den Umfang des Gehäuses verteilte Vertiefungen, während man bei entsprechend häufigen Verdrehungen um 45° acht Vertiefungen um den Umfang des Gehäuses herum in gleichmäßiger Verteilung erhält.

Claims (12)

1. Gasgenerator mit einem Gehäuse (1) mit wenigstens einem das Gehäuse (1) verschließenden Verschluß- oder Endstück (2), dadurch gekennzeichnet, daß das wenigstens eine Verschluß- oder Endstück (2) eine umlaufende Nut (16) aufweist und mit dem Gehäuse (1) durch abschnittsweise Vertiefungen (17) im Gehäse (1) verbunden ist, wobei die abschnittsweisen Vertiefungen (17) in die umlaufende Nut (16) eingreifen und ausschließlich durch Materialverformung erzeugt sind.

2. Gasgenerator gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem proximalen Ende des Gehäuses (1) vier bis zehn abschnittsweise Vertiefungen (17) in gleichmäßigem Abstand um den Umfang des Gehäuses (1) verteilt sind.

3. Gasgenerator gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Bereiche der abschnittsweisen Vertiefungen (17) zu den erhabenen Bereichen (20) des Gehäuseumfangs 1 : 1 bis 10 : 1 ist, insbesondere 5 : 1 bis 10 : 1.

4. Gasgenerator gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die abschnittsweisen Vertiefungen (17) in radialer und in axialer Richtung ein U-förmiges Profil aufweisen.

5. Gasgenerator gemäß einem Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die abschnittsweisen Vertiefungen (17) in axialer Richtung ein sich in Richtung der Umfangslinie des Gehäuses (1) länglich erstreckendes, V-förmiges Profil aufweisen.

6. Gasgenerator gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuseinnenraum ein mit einer Bersteinrichtung (6) verschlossener Abschnitt zur Aufnahme eines Speichergases angeordnet ist sowie ein in axialer Richtung verschiebbarer Kolben (11), der durch die bei Verbrennung der pyrotechnischen Feststoffladung (4) entstehenden Verbrennungsgase mit Druck beaufschlagbar ist, wobei der bewegliche Kolben (11) in einer Führung angeordnet ist, die als Überströmkammer (12) für die Verbrennungsgase ausgebildet ist.

7. Gasgenerator gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Überströmkammer (12) eine Umfangsnut (18) aufweist und mit dem Gehäuse durch in letzterem angeordneten, in die Umfangsnut (18) eingreifende abschnittsweise Vertiefungen (19) verbunden ist.

8. Gasgenerator gemäß Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Abschnitt zur Aufnahme des Speichergases und der Überströmkammer (12) ein Zwischenraum (13) ausgebildet ist und das Gehäuse (1) in diesem Bereich Gasaustrittsöffnungen (14) aufweist.

9. Gasgenerator gemäß einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die pyrotechnische Feststoffladung (4) in einem separaten Behälter (5) in dem Gehäuse angeordnet ist.

10. Verfahren zur Herstellung eines Gasgenerators gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialverbindung des Gehäuses mit dem Verschluß- oder Endstück und/oder der Überströmkammer ausschließlich durch Verformen des Gehäusematerials hergestellt wird.

11. Verfahren gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialverformung mittels paarweise einander gegenüberliegenden Preßwerkzeugen bewirkt wird.

12. Verfahren gemäß Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein bis fünf, insbesondere zwei oder vier Paare von Preßwerkzeugen gleichzeitig radial in Richtung auf die Gehäuseachse bewegt werden.