DE102006019805B4

DE102006019805B4 - Gas generator for a vehicle occupant restraint system

Info

Publication number: DE102006019805B4
Application number: DE200610019805
Authority: DE
Inventors: Normann Biswurm
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2006-04-28
Filing date: 2006-04-28
Publication date: 2010-12-16
Anticipated expiration: 2026-04-29
Also published as: DE102006019805A1

Abstract

Gasgenerator für ein Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem, mit einem Gasgeneratorgehäuse, das wenigstens eine Gasauslassöffnung mit einem sich im aktivierten Zustand des Gasgenerators beim Ausströmen des Gases vergrößernden Öffnungsquerschnitt aufweist, wobei die wenigstens eine Gasauslassöffnung als druckabhängige Gasdrossel mit einem sich in Abhängigkeit vom drosselseitig anstehenden Gasdruck vergrößernden Öffnungsquerschnitt ausgebildet ist, wobei die wenigstens eine Gasauslassöffnung als diffusorseitige Gasauslassöffnung in einem Diffusorwandbereich des Gasgenerators ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasdrossel durch mehrere, im nicht aktiviertem Grundzustand des Gasgenerators (2) einen Teilbereich einer Gasauslassöffnung (6) überdeckende, verformbare Lappen (14) gebildet ist, die in Abhängigkeit vom drosselseitigen Gasdruck unter Freigabe eines größeren Öffnungsquerschnitts verformbar sind.Gas generator for a vehicle occupant restraint system, comprising a gas generator housing which has at least one gas outlet opening with an opening cross section which increases in the activated state of the gas generator when the gas flows out, wherein the at least one gas outlet opening is designed as a pressure-dependent gas throttle with an opening cross-section increasing depending on the throttle side gas pressure wherein the at least one gas outlet opening is designed as a diffuser-side gas outlet opening in a diffuser wall region of the gas generator, characterized in that the gas throttle is deformable by a plurality of deformable flaps (14) covering a partial region of a gas outlet opening (6) in the non-activated base state of the gas generator (2) ) is formed, which are deformable in response to the throttle-side gas pressure to release a larger opening cross-section.

Description

Die Erfindung betrifft einen Gasgenerator für ein Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a gas generator for a vehicle occupant restraint system according to the preamble of claim 1.

Derartige Gasgeneratoren bilden regelmäßig Bestandteil eines Airbagmoduls, das z. B. im Bereich einer Instrumententafel eines Kraftfahrzeugs untergebracht ist. Ein solches Airbagmodul bildet Bestandteil einer Sicherheitseinrichtung, die im aktivierten Zustand den Gasgenerator aktiviert, der eine Gasmenge erzeugt bzw. freisetzt und über Ausströmöffnungen in den Airbag einleitet, der dann vor aufprallkritischen Fahrzeuginnenbereichen zum Schutze eines Fahrzeuginsassen aufgeblasen wird. Die anfänglich zur Verfügung stehende Gasmasse ist so bemessen, dass sich der Airbag in funktionssicherer Weise vor einem sich in einer normalen Sitzposition befindlichen Fahrzeuginsassen aufblasen kann. Aufgrund der Notwendigkeit der blitzschnellen Airbagbefüllung innerhalb von wenigen Millisekunden strömt regelmäßig zu Beginn der Airbagaktivierung bereits eine hohe Gasmenge in den Airbag ein, um ein hohes anfängliches Füllvolumen des Airbags zu erzielen. Problematisch in Verbindung mit einer derartigen Airbagbefüllung ist es jedoch, wenn sich Fahrzeuginsassen außerhalb einer normalen Sitzposition befinden, d. h. eine sogenannte Out-Off-Position-Situation vorliegt, z. B. bei sich nahe am Airbagaustrittort befindlichen Körperteilen von Fahrzeuginsassen, da der Airbagaustritt hier dann in Bezug auf die sich Out-Off-Position befindlichen Fahrzeuginsassen relativ aggressiv ist. Um dies zu vermeiden, ist es bereits allgemein be kannt, zweistufige Gasgeneratoren vorzusehen, die in einer anfänglichen ersten Zündungsstufe eine reduzierte Gasmenge freisetzen und dann anschließend in einer darauffolgenden, zweiten Zündstufe den Airbag vollständig aufblasen. Dadurch kann die anfängliche Airbagaggressivität reduziert werden. Ein derartiger mehrstufiger Gasgenerator ist jedoch baulich aufwendig und daher herstellungstechnisch teuer.such Gas generators form a regular part an airbag module, the z. B. in the field of an instrument panel a motor vehicle is housed. Such an airbag module forms part of a safety device that is activated in the Condition the gas generator is activated, which generates a gas quantity or releases and over outflow in the airbag, which then before impact-critical vehicle interior is inflated to protect a vehicle occupant. The initial to disposal standing gas mass is such that the airbag in a functionally reliable manner in front of a vehicle occupant in a normal sitting position can inflate. Due to the need of lightning fast airbag filling within of a few milliseconds flows regularly at the beginning the airbag activation already a high amount of gas in the airbag, a high initial Filling volume to achieve the airbag. Problematic in connection with such an airbag filling is However, when vehicle occupants are outside a normal seating position are located, d. H. there is an out-of-position situation z. B. located near the Airbagaustrittort body parts of vehicle occupants, since the airbag outlet here in relation to the out-of-position vehicle occupants relative is aggressive. To avoid this, it is already well known, provide two-stage gas generators, which in an initial first ignition stage release a reduced amount of gas and then into a subsequent, second ignition stage the airbag completely inflation. This may be the initial one airbag aggressiveness be reduced. However, such a multi-stage gas generator is structurally complex and therefore expensive to manufacture.

Weiter ist aus der EP 0 835 789 B1 ein Gasgenerator für ein Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem bekannt, das ein Gasgeneratorgehäuse aufweist, das wiederum wenigstens eine Gasauslassöffnung mit einem sich im aktivierten Zustand des Gasgenerators beim Ausströmen des Gases vergrößernden Öffnungsquerschnitt aufweist. Konkret ist hier ein Druckgasspeicher mit einem Speicherbehälter vorgesehen, in dem Gas unter hohem Druck langzeitig gespeichert wird, und das, ansprechend auf ein Auslösesignal, durch Aktivierung einer pyrotechnischen Ladung plötzlich freigesetzt wird, wobei wenigstens eine Ausströmöffnung des Speicherbehälters freigelegt wird, durch die das Gas aus dem Speicherbehälter austritt. Die Gasauslassöffnung des Gasgeneratorgehäuses ist hier so gestaltet, dass in diese ein ringförmiger Einsatz aus einem gepressten, keramischen Material eingebracht ist, der durch das mit hohem Druck ausströmende Gas erodiert wird. Konkret wird hierbei das pulverförmige, zusammengepresste, keramische Material abgetragen, so dass sich die Querschnittsfläche der Gasauslassöffnung während des Ausströmens vergrößert. Das Vergrößern der Querschnittsfläche kann hier nicht nur durch Erodieren erfolgen. Wenn in dem Druckgasbehälter ein Gas enthalten ist, das z. B. durch eine chemische Reaktion mit dem durch die Ladung erzeugten Gas stark erwärmt wird, kann der Einsatz auch zusätzlich verbrannt werden. Ein derartiger Aufbau ist jedoch nach wie vor relativ aufwendig in der Herstellung und technisch nur schwierig zu beherrschen, so dass ein derartiger Gasgeneratoraufbau insgesamt unpraktikabel ist.Next is from the EP 0 835 789 B1 a gas generator for a vehicle occupant restraint system is known which comprises a gas generator housing, which in turn has at least one gas outlet opening with an opening in the activated state of the gas generator when flowing out of the gas opening cross section. Specifically, here is a compressed gas reservoir is provided with a storage container in which gas is stored under high pressure for a long time, and which, in response to a trigger signal, is suddenly released by activation of a pyrotechnic charge, wherein at least one outflow opening of the storage container is exposed, through which the gas exits the storage tank. The gas outlet opening of the gas generator housing is here designed so that in this an annular insert of a pressed, ceramic material is introduced, which is eroded by the high pressure gas flowing out. Specifically, in this case the pulverulent, compressed, ceramic material is removed, so that the cross-sectional area of the gas outlet opening increases during the outflow. The enlargement of the cross-sectional area can be done here not only by erosion. If in the compressed gas container, a gas is contained, the z. B. is strongly heated by a chemical reaction with the gas generated by the charge, the insert can also be burned in addition. However, such a structure is still relatively expensive to manufacture and technically difficult to control, so that such a gas generator assembly is impractical overall.

Aus der US 3,897,962 ist ein Gasgeneratoraufbau bekannt, bei dem eine Überströmöffnung von einer ersten Gasgeneratorkammer in eine zweite Gasgeneratorkammer mit einem veränderbaren Öffnungsquerschnitt ausgebildet ist, wobei diese Gasauslassöffnung als separates Bauteil der einen Festkörper-Gasgenerator ausbildenden Gasgeneratorkammer zugeordnet ist. Stromab dieser Gasauslassöffnung ist eine Diffusorplatte angeordnet, die ebenfalls durch ein separates Bauteil gebildet ist und die eine Mehrzahl von Diffusoröffnungen aufweist. Konkret ist hier um die Gasauslassöffnung herum gemäß einer ersten Ausführungsform eine Mehrzahl von ringförmigen Nuten angeordnet, die von der Gasauslassöffnung weg eine kleiner werdende Nuttiefe aufweisen. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist eine wannenförmige Ausnehmung um den Öffnungsbereich herum vorgesehen. Mit einem derartigen Aufbau soll erreicht werden, dass durch die durch die wannenförmige Ausnehmung bzw. die Ringnuten ausgebildeten Materialschwächungen in Abhängigkeit vom Gasdruck aus der Festkörper-Gasgeneratorkammer eine druckabhängige Aufweitung und damit Vergrößerung der Gasauslassöffnung erzielt werden kann. Dadurch soll ein konstanter Gasauslass in Airbags sichergestellt werden, und zwar in Verbindung mit Außentemperaturschwankungen.From the US 3,897,962 a gas generator construction is known in which an overflow opening is formed by a first gas generator chamber in a second gas generator chamber having a variable opening cross-section, said gas outlet is associated as a separate component of a solid-state gas generator forming gas generator chamber. Downstream of this gas outlet opening a diffuser plate is arranged, which is likewise formed by a separate component and which has a plurality of diffuser openings. Concretely, here around the gas outlet opening according to a first embodiment, a plurality of annular grooves are arranged, which have a decreasing groove depth away from the gas outlet opening. According to a further embodiment, a trough-shaped recess is provided around the opening area. With such a construction is to be achieved that by the formed by the trough-shaped recess or the annular grooves material weaknesses depending on the gas pressure from the solid-state gas generator chamber, a pressure-dependent expansion and thus enlargement of the gas outlet can be achieved. This is to ensure a constant gas outlet in airbags, in conjunction with outside temperature fluctuations.

Die US 5,695,216 zeigt einen Aufbau eines Gasgenerators mit einer Druckgaskammer und einer Festkörperkammer, die durch eine gemeinsame Mischkammer verbunden sind, wobei die Ausströmöffnungen der eine Diffusorfunktion aufweisenden Mischkammer in herkömmlicher Weise ausgebildet sind und somit hier die Gefahr einer ungewünschten Zerstörung des Diffusor- bzw. Mischkammerbereichs besteht.The US 5,695,216 shows a construction of a gas generator with a compressed gas chamber and a solid chamber, which are connected by a common mixing chamber, wherein the outflow openings of the diffuser having a mixing chamber are formed in a conventional manner and thus there is a risk of unwanted destruction of the diffuser or mixing chamber area.

Aus der DE 38 31 641 A1 ist ein Gasgenerator bekannt, der eine mit Treibstoff gefüllte Brennkammer aufweist, die mit zerstörbaren Abdeckungen verschlossene Gasöffnungen aufweist, wobei sich die Gesamt-Querschnittsfläche der Austrittsöffnungen in Abhängigkeit vom ansteigenden Brennkammerdruck selbsttätig vergrößern soll. Aussagen zur Ausgestaltung eines Diffusors mit Gasauslassöffnungen zum Übertritt des erzeugten Gases in einen Airbag sind hier nicht gemacht.From the DE 38 31 641 A1 For example, there is known a gas generator having a fuel-filled combustor having gas ports sealed with destructible covers, wherein the total cross-sectional area of the outlet openings in dependence on the increasing combustion chamber pressure to increase automatically. Statements on the design of a diffuser with gas outlet openings for the passage of the gas generated in an airbag are not made here.

Die gattungsbildende DE 102 44 745 A1 betrifft ein Airbagmodul mit einem Druckregler, bei dem ein Gehäuse einen sogenannten Strömungsmittelflussbereich aufweist, um einen Strom des Gases aus dem Gehäuse zum Airbag zu leiten, wobei ein Halter vorgesehen ist, der bei einer Beaufschlagung mit Gas eine Ausströmöffnung freigibt. Die Ausströmöffnungen sind auf gegenüberliegenden Seiten des Gehäuses angeordnet und jeweils einem Gaserzeugungsbereich zugeordnet. Insgesamt handelt es sich hierbei um einen relativ aufwendigen und auch störanfälligen Aufbau.The generic DE 102 44 745 A1 relates to an airbag module with a pressure regulator, wherein a housing has a so-called fluid flow area to direct a flow of gas from the housing to the airbag, wherein a holder is provided, which releases an outflow opening when exposed to gas. The outflow openings are arranged on opposite sides of the housing and each associated with a gas generating area. Overall, this is a relatively complex and prone to failure structure.

Die DE 25 18 460 A betrifft weiter einen pyrotechnischen Gasgenerator mit beweglicher Brennkammer, wobei die Brennkammer konkret in einem verschiebbaren Behälter angeordnet ist, der an einer Seite mit einem oben verschlossen und auf der anderen Seite offen ist. Der Rand der Öffnung ist durch eine Haltevorrichtung im Wesentlichen gegen eine erste feste Trennwand des Generators gedrückt, die mit der Außenfläche des verschiebbaren Behälters in Verbindung steht und an einer zweiten festen Trennwand des Generators anliegt. Dieser verschiebbare Behälter wird während der Verbrennung der pyrotechnischen Ladung durch miteinander gekoppelte Einflussgrößen (auf den Innenboden des Behälters ausgeübter Druck bzw. Gegendruck der Haltevorrichtung) gegenüber der ersten Trennwand verschoben, so dass dessen Öffnung eine Injektionsdüse mit variablem Durchtrittsquerschnitt ausbildet. Dadurch soll eine Regulierung des Funktionsdruckes des Generators und/oder eine Druckbegrenzung in der Brennkammer ermöglicht werden.The DE 25 18 460 A further relates to a pyrotechnic gas generator with a movable combustion chamber, wherein the combustion chamber is concretely arranged in a displaceable container which is closed on one side with a top and open on the other side. The edge of the opening is pressed by a holding device substantially against a first fixed partition wall of the generator, which communicates with the outer surface of the sliding container in communication and rests against a second fixed partition wall of the generator. During the combustion of the pyrotechnic charge, this displaceable container is displaced relative to the first dividing wall by mutually coupled influencing variables (pressure exerted on the inner bottom of the container or counterpressure of the holding device) so that its opening forms an injection nozzle with a variable passage cross section. As a result, a regulation of the operating pressure of the generator and / or a pressure limitation in the combustion chamber is to be made possible.

Schließlich ist aus der DE 44 46 055 A1 eine Aufblasvorrichtung für einen Gassack bekannt, bei der ein sogenanntes Gehäusehauptteil Gasauslassöffnungen aufweist, die vertieft und durch einen Film dicht verschlossen sind.Finally, out of the DE 44 46 055 A1 an inflator for a gas bag, in which a so-called housing main part gas outlet openings, which are deepened and sealed by a film.

Demgegenüber ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Gasgenerator für ein Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem zur Verfügung zu stellen, mittels dem eine Vergrößerung der Querschnittsfläche der Gasauslassöffnungen beim Ausströmen des Gases auf baulich einfache und funktionssichere Weise möglich ist.In contrast, is It is an object of the present invention, a gas generator for a vehicle occupant restraint system to disposal to provide, by means of an increase in the cross-sectional area of gas outlets when flowing out of the gas is possible in a structurally simple and functionally reliable manner.

Diese Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.These Task is solved with the features of claim 1.

Erfindungsgemäß wird vorgesehen, dass die Gasdrossel mehrere im nicht aktivierten Grundzustand des Gasgenerators einen Teilbereich einer Gasauslassöffnung überdeckende, verformbare Lappen aufweist, die in Abhängigkeit vom drosselseitigen Gasdruck unter Freigabe eines größeren Öffnungsquerschnitts verformt werden können. Ein derartiger Aufbau weist eine hohe Funktionssicherheit auf, da er durch einfach beherrschbare mechanische Bauteile hergestellt werden kann. Besonders vorteilhaft ist auch, dass insbesondere in Verbindung mit einem preiswerten, einstufigen Gasgenerator durch die Ausbildung der wenigstens einen Gasauslassöffnung als druckabhängige Gasdrossel ein sich selbsttätig optimal an den jeweils drosselseitig anstehenden Gasdruck anpassender Öffnungsquerschnitt einstellt bzw. eingestellt werden kann. Dadurch wird auf einfache Weise erreicht, dass zu Beginn der Airbagaktivierung ein weniger aggressives Aufblasen des Airbags – mit einer gegenüber einer ungedrosselten Airbagbefüllung – verringertem anfänglichen Fülldruck erfolgt.According to the invention, it is provided that the gas throttle several in the non - activated ground state of Gas generator a portion of a gas outlet opening overlapping, deformable lobes which is dependent from the throttle-side gas pressure, releasing a larger opening cross-section can be deformed. Such a structure has a high reliability because he made by easily manageable mechanical components can be. It is also particularly advantageous that in particular Connection with a low-cost, single-stage gas generator by the formation of the at least one gas outlet opening as a pressure-dependent gas throttle a self optimally at the respective throttle side pending gas pressure adjusting opening cross-section can be set or adjusted. This is going to be easy Way achieved that at the beginning of the airbag activation a less aggressive inflation of the airbag - with one opposite one unthrottled airbag filling - reduced initial Filling pressure occurs.

Mit einem derartigen Aufbau wird vorteilhaft im Überströmbereich zum Airbag auf baulich einfache Weise eine druckabhängige, mechanische Öffnungsquerschnittsvergrößerung der diffusorseitigen Gasauslassöffnungen möglich. Zudem wird mit einer derartigen Geometrie und Ausgestaltung der diffusorseitigen Gasauslassöffnungen sichergestellt, dass es zu keinen unerwünschten mechanischen Beschädigungen des Diffusorbereiches kommt, so dass ein funktionssicheres Aus- bzw. Überströmen vom Diffusor in einen Airbag stattfinden kann.With such a structure is advantageous in the overflow to the airbag on structurally simple way a pressure-dependent, mechanical opening cross-sectional enlargement of diffuser-side gas outlet openings possible. In addition, with such a geometry and design of the diffuser-side gas outlet openings Ensures that there is no unwanted mechanical damage of the diffuser area, so that a functionally reliable or overflow from the Diffuser can take place in an airbag.

Der Lappen ist bevorzugt als plastisch verformbarer Metalllappen ausgebildet. Je nach Auslegung derartiger Lappen, z. B. hinsichtlich Material und Wandstärke, kann hier somit in Abhängigkeit von dem Gasdruck das Öffnungsverhalten des Durchströmquerschnitts auf einfachste Weise an die gewünschten Aufblasbedingungen angepasst werden.Of the Lobe is preferably formed as a plastically deformable metal tab. Depending on the design of such cloths, z. B. in terms of material and Wall thickness, can be here depending on from the gas pressure the opening behavior the flow cross section in the easiest way to the desired Inflating conditions are adjusted.

Die Lappen können z. B. auch randseitig an einem Gasauslassöffnungsrandbereich der Gasauslassöffnung angebunden sein und in diese einragen. Bevorzugt ist jedoch eine Ausgestaltung, bei der die Gasauslassöffnung bzw. die Lappen durch entsprechende Ausnehmungen oder Ausklinkungen in einer Gehäusewand des Gasgenerators ausgebildet werden, da damit insgesamt ein funktionsintegrierter, materialeinheitlicher und damit preiswerter Aufbau zur Verfügung gestellt wird.The Rags can z. B. also bordered at a Gasauslassöffnungsrandbereich the gas outlet opening be and project into this. However, an embodiment is preferred at the gas outlet opening or the lobes through corresponding recesses or notches in a housing wall be formed of the gas generator, as a total of functionally integrated, uniform material and for a cheap construction to be provided.

Gemäß einer bevorzugten konkreten Ausführungsform ist vorgesehen, mehrere, in Öffnungsumfangsrichtung benachbarte Lappen anzuordnen bzw. vorzusehen, die in Öffnungsumfangsrichtung zwischen sich einen vorgegebenen Spaltabstand aufweisen können. Bevorzugt ist hier ein Aufbau, bei dem die Lappen mit jeweils gleicher Geometrie ausgebildet und mit einem jeweils gleichen Spaltabstand voneinander beabstandet sind, da sich hierdurch eine gleichmäßige, regelmäßige Öffnungsquerschnittskontur ergibt, die hinsichtlich der druckabhängigen Durchströmquerschnitte einfachst ausgelegt werden kann.According to a preferred specific embodiment, provision is made for arranging or providing a plurality of tabs which are adjacent in the opening circumferential direction and which may have a predetermined gap spacing in the opening circumferential direction between them. Preferably here is a structure in which the lobes, each with the same geometry are formed and spaced apart from each other with a respective same gap distance, as this results in a uniform, regular opening cross-sectional contour, which can be designed simplest in terms of pressure-dependent flow areas.

Bevorzugt ist dabei vorgesehen, dass die mehreren Lappen im aktivierten Zustand des Gasgenerators bei maximalem drosselseitigen Gasdruck die Gasauslassöffnung für einen maximalen Öffnungsquerschnitt vollständig freigeben, sich als z. B. Metalllappen vollständig von dem Öffnungsquerschnitt weg nach außen aufbiegen.Prefers is provided that the multiple lobes in the activated state the gas generator at maximum throttle-side gas pressure, the gas outlet for a maximum opening cross-section Completely release, as z. B. metal tab completely from the opening cross-section away to the outside bend.

Bevorzugt sind die aufgebogenen Lappen dabei entlang eines definierten, vorgegebenen Öffnungsdurchmessers bzw. Öffnungsrandbereichs vorgegebenen Durchmessers angeordnet, gegebenenfalls auch zueinander versetzt auf unterschiedlichen Durchmessern. Dieser bzw. diese Durchmesser sind selbstverständlich größer als ein durch die freien Lappenenden definierter Anfangsdurchmesser einer zentralen Ausströmöffnung des Anfangsöffnungsquerschnitts.Prefers the bent-up flaps are along a defined, predetermined opening diameter or opening edge area arranged diameter, optionally also to each other offset on different diameters. This or these diameters are natural greater than a defined by the free flap ends initial diameter a central outflow opening of Early opening cross section.

Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten, konkreten Ausgestaltung geben die mehreren Lappen im nicht aktivierten Grundzustand des Gasgenerators mit ihren freien Lappenendbereichen einen definierten Anfangsöffnungsquerschnitt mit einer mittigen, zentralen Ausströmöffnung frei. Von dieser mittigen, zentralen Ausströmöffnung ragen zur Ausbildung eines sternförmigen Anfangsöffnungsquerschnittes in einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sich strahlenförmig zwischen den Lappen erstreckende Öffnungsarme ab. Eine derartige Anfangsöffnungsquerschnittsgeometrie hat sich als besonders vorteilhaft im Hinblick auf die Ausbildung einer mit einfachem Aufwand funktionssicher herstellbaren druckabhängigen Gasgenerator-Gasdrossel herausgestellt. Die Geometrie der Strahlen kann dabei grundsätzlich unterschiedlich ausgebildet sein, ist jedoch bevorzugt gleich.According to one another particularly preferred, concrete embodiment give the several lobes in the non-activated ground state of the gas generator with their free Lappenendbereichen a defined initial opening cross-section free with a central, central outflow opening. From this central, protrude central outflow to form a star-shaped Early opening cross-section in a particularly preferred embodiment of the invention itself radial between the lobes extending opening arms. Such Maximum aperture cross-sectional geometry has proven to be particularly beneficial in terms of training a functionally reliable with easy effort producible pressure-dependent gas generator throttle exposed. The geometry of the rays can be fundamentally different be formed, but is preferably the same.

Der Diffusorwandbereich des Gasgenerators kann z. B. durch eine stirnseitig ein Gasgeneratorgehäuse abdeckende Diffusorblende ausgebildet sein.Of the Diffuser wall region of the gas generator may, for. B. by a front side a gas generator housing covering diffuser diaphragm be formed.

Beispielsweise kann das Gasgeneratorgehäuse einen Aufnahmeraum für Zündpillen oder dergleichen aufweisen, um zusammen mit einer Zündeinrichtung einen Festkörper-Gasgenerator auszubilden.For example can the gas generator housing a recording room for squibs or the like, together with an igniter a solid state gas generator train.

Alternativ oder zusätzlich dazu kann das Gasgeneratorgehäuse einen Druckgas-Speicherbehälter für unter hohem Druck gespeichertes Gas aufweisen, so dass der Gasgenerator in Verbindung mit einer Aktivierungseinrichtung die Freigabe des im Druckgas-Speicherbehälters gespeicherten Gases bewirken kann. Die Aktivierungseinrichtung kann z. B. eine Zündeinrichtung sein. Die Kombination beider eben beschriebener Gasgeneratorvarianten führt zu einer vorteilhaften Hybrid-Gasgeneratorausbildung.alternative or additionally this can be the gas generator housing a compressed gas storage tank for under high-pressure gas stored so that the gas generator in conjunction with an activation device, the release of the in the compressed gas storage tank stored gas can cause. The activation device can z. B. an ignition device be. The combination of both just described gas generator variants leads to a advantageous hybrid inflator training.

Dem Gasgenerator ist ferner ein Airbag eines Airbagmoduls zugeordnet, in den das bei der Aktivierung des Gasgenerators erzeugte Gas über den Diffusorbereich einströmt. Dieser Diffusorbereich ist gemäß einer besonders bevorzugten erfindungsgemäßen Ausgestaltung ein zylindrischer Gehäusewandabschnitt eines Gasgeneratorgehäuses, wobei am zylindrischen Gehäusewandabschnitt wenigstens ein, in Zylinderumfangsrichtung umlaufender Lochkranz von voneinander vorzugsweise gleichmäßig beabstandeten Gasauslassöffnungen ausgebildet ist. Die in Umfangsrichtung benachbarten Gasauslassöffnungen eines Lochkranzes sind bevorzugt gegeneinander in Zylinderachsenrichtung versetzt, vorzugsweise jeweils um die gleiche Wegstrecke, wodurch ein gleichmäßiges Ausströmen des Gases aus dem Gasgenerator möglich wird. Grundsätzlich können dabei in Zylinderachsrichtung auch mehrere Lochkränze voneinander beabstandet angeordnet sein.the Gas generator is also associated with an airbag of an airbag module, in the gas generated in the activation of the gas generator via the diffuser area flows. This diffuser area is according to a particularly preferred embodiment of the invention is a cylindrical Housing wall section a gas generator housing, wherein on the cylindrical housing wall portion at least one, in cylinder circumferential direction circumferential perforated ring preferably equally spaced gas outlet openings from each other is trained. The circumferentially adjacent gas outlet openings a perforated ring are preferred against each other in the cylinder axis direction offset, preferably each by the same distance, thereby a uniform outflow of the Gas from the gas generator possible becomes. in principle can in Zylinderachsrichtung also several pinnacles from each other be spaced apart.

Aufgrund der anfänglichen Verzögerung des Aufblasvorgangs des Airbags ist dieser Gasgenerator hervorragend geeignet in Verbindung mit einem Knieairbagmodul.by virtue of the initial one delay the inflation of the airbag, this inflator is excellent suitable in conjunction with a knee airbag module.

Grundsätzlich kann der Gasgenerator ein Feststoff-Gasgenerator oder aber auch ein Gasgenerator mit einem Druckgasspeicher sein. Besonders geeignet ist eine derartige Auslassöffnungsgeometrie jedoch in Verbindung mit einem Hybridgasgenerator, bei dem regelmäßig ein sehr hoher anfänglicher Gasmassenstrom vorliegt.Basically the gas generator is a solid gas generator or else a gas generator be with a compressed gas storage. Particularly suitable is such Auslassöffnungsgeometrie however, in conjunction with a hybrid gas generator, in which regularly a very high initial gas mass flow is present.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung näher erläutert.The The invention will be explained in more detail with reference to a drawing.

Es zeigen:It demonstrate:

1 schematisch eine Seitenansicht eines Hybridgasgenerators, 1 schematically a side view of a hybrid gas generator,

2 schematisch eine vergrößerte Darstellung der Einzelheit A in 1, 2 schematically an enlarged view of the detail A in 1 .

3 schematisch eine erfindungsgemäße Gasdurchlassöffnung mit einem Anfangsöffnungsquerschnitt, 3 1 schematically a gas passage opening according to the invention with an initial opening cross-section,

4 schematisch die vollständig geöffnete Gasauslassöffnung nach 3 mit ausgedrückten Lappen, und 4 schematically the fully open gas outlet after 3 with expressed rags, and

5 bis 7 alternative Gasauslassöffnungsquerschnittsgeometrien. 5 to 7 alternative gas outlet voltage cross-sectional geometries.

In der 1 ist schematisch ein Gasgeneratorgehäuse 1 eines hier beispielhaft dargestellten Hybridgasgenerators 2 gezeigt, das eine Brennkammer 3 für einen darin aufgenommenen Festbrenntreibstoff und eine Druckgaskammer 4 aufweist, die z. B. mit einem Edelgas gefüllt ist und auf einen Druck von 200 bis 500 bar vorverdichtet ist.In the 1 is schematically a gas generator housing 1 a hybrid gas generator exemplified here 2 shown a combustion chamber 3 for a solid fuel fuel received therein and a pressurized gas chamber 4 has, z. B. is filled with a noble gas and is pre-compressed to a pressure of 200 to 500 bar.

Zwischen der Brennkammer 3 und der Druckgaskammer 4, die jeweils einen kreiszylindrischen Querschnitt aufweisen, ist eine ebenfalls einen kreiszylindrischen Querschnitt aufweisende Diffusorblende 5 vorgesehen, die eine Mehrzahl von nachfolgend noch näher erläuterten Gasauslassöffnungen 6 aufweist, Ober die das im Gasgeneratorgehäuse 1 erzeugte bzw. freigesetzte Gas in einen hier nicht dargestellten Airbag einströmen kann. Dazu können hier nicht dargestellte Endstufen in einem Steuergerät durch einen elektrischen Impuls eine kleine Menge Treibstoff (Zündpille) zünden, wodurch eine in der Brenn kammer 3 aufgenommene größere Menge an Festbrenntreibstoff gezündet wird. Dies bewirkt, dass eine Austrittsöffnung der Druckgaskammer 4 geöffnet wird und somit eine Mischung aus heißem pyrotechnisch erzeugten Gas und kaltem Gas den Airbag innerhalb kürzester Zeit füllt.Between the combustion chamber 3 and the pressure gas chamber 4 , each having a circular cylindrical cross section, is also a circular cylindrical cross section having diffuser diaphragm 5 provided, the plurality of gas outlet openings explained in more detail below 6 Has, the upper in the gas generator housing 1 generated or released gas can flow into an airbag, not shown here. For this purpose, not shown here power amplifiers in a control unit by an electrical impulse ignite a small amount of fuel (squib), causing a chamber in the combustion 3 absorbed larger amount of solid fuel is ignited. This causes an exit opening of the compressed gas chamber 4 is opened and thus a mixture of hot pyrotechnic gas and cold gas fills the airbag within a very short time.

Wie dies der 1 weiter zu entnehmen ist, weist die Diffusorblende 5 in Zylinder- bzw. Blendenumfangsrichtung gesehen zwei Lochkränze 7, 8 auf. Die benachbarten Gasauslassöffnungen 6 jedes Lochkranzes 7, 8 weisen voneinander einen jeweils gleichen Abstand auf und sind zudem in Zylinderachsrichtung 9 gesehen jeweils um die gleiche Wegstrecke zueinander versetzt. Wie dies der 1 weiter entnommen werden kann, sind somit innerhalb der Lochkränze 7, 8 jeweils zwei Lochkreise 7a, 7b und 8a, 8b ausgebildet, auf denen die Gasauslassöffnungen zur Ausbildung einer gleichmäßigen und regelmäßigen Öffnungsgeometrie angeordnet sind. Die Lochkreise 7a, 7b und 8a, 8b sind dabei so angeordnet, dass sich immer ein bezogen auf die Umfangsrichtung inneres Paar 10 und ein äußeres Paar 11 von Gasauslassöffnungen 6 ergibt. Damit lassen sich hervorragende Ausströmergebnisse erzielen. Grundsätzlich sind jedoch auch andere Zuordnungen zueinander möglich.Like this one 1 can be seen further, has the diffuser 5 seen in cylinder or aperture circumferential direction two peg rings 7 . 8th on. The adjacent gas outlet openings 6 every hole wreath 7 . 8th each have a same distance from each other and are also in Zylinderachsrichtung 9 seen each offset by the same distance to each other. Like this one 1 can be further removed, are thus within the peg rings 7 . 8th two hole circles each 7a . 7b and 8a . 8b formed on which the gas outlet openings are arranged to form a uniform and regular opening geometry. The bolt circles 7a . 7b and 8a . 8b are arranged so that there is always one with respect to the circumferential direction inner pair 10 and an outer pair 11 from gas outlet openings 6 results. This can be excellent outflow results. In principle, however, other assignments to each other are possible.

Wie dies insbesondere der 2 entnommen werden kann, die eine vergrößerte Detailansicht der Einzelheit A der 1 zeigt, sind die Gasauslassöffnungen 6 in diesem Beispiel durch eine in etwa sternförmige bzw. kreuzförmige Ausnehmung und/oder Ausklinkung 12 in der Gehäusewand 13 der Diffusorblende 5 gebildet, so dass hier insgesamt vier Lappen 14 ausgebildet werden. Die stern- bzw. kreuzförmige Ausnehmung 12 definiert somit zusammen mit den Lappen 14 einen Anfangsöffnungsquerschnitt. Wie dies der 1 weiter entnommen werden kann, weisen bevorzugt sämtliche Gasauslassöffnungen 6 die gleiche Geometrie auf.How this in particular the 2 can be taken, which is an enlarged detail view of the detail A of 1 shows are the gas outlet 6 in this example by an approximately star-shaped or cross-shaped recess and / or notch 12 in the housing wall 13 the diffuser panel 5 formed, so here a total of four lobes 14 be formed. The star or cross-shaped recess 12 thus defines together with the rag 14 an initial opening cross section. Like this one 1 can be further removed, preferably have all gas outlet 6 the same geometry.

Die Funktionsweise der Gasauslassöffnungen 6 als Gasdrossel wird nachfolgend anhand der 3 und 4 näher erläutert, wobei in der 3 eine alterna tive Ausführungsform eines Anfangsöffnungsquerschnittes gezeigt ist, bei dem die Lappen 14 endseitig kreisbogenabschnittsförmig ausgebildet sind, so dass diese eine in etwa mittige, zentrale Ausströmöffnung von in etwa kreisförmiger Kontur mit einem Anfangsdurchmesser d definieren. Von der mittigen, zentralen Ausströmöffnung mit in etwa kreisförmiger Kontur erstrecken sich dann zur Ausbildung der Lappen 14 Öffnungsarme 16. Im Falle der Aktivierung des Hybridgasgenerators 2 wird somit, wie dies bereits zuvor erläutert worden ist, gleich zu Beginn der Aktivierung eine sehr große Gasmenge aus heißem, pyrotechnisch erzeugtem Gas und kaltem Gas zur Verfügung gestellt, das über die Gasauslassöffnungen 6 ausströmt. Durch den in der 3 (analoges gilt für die 2) zur Verfügung gestellten Anfangsöffnungsquerschnitt kann eine bestimmte Gasmenge entweichen, wobei es aufgrund der Geometrie der Gasauslassöffnungen 6 durch den dort anstehenden und einen vorgegebenen Kraft- bzw. Verformungsschwellwert übersteigenden Gasdruck zu einem in der 4 dargestellten Aufdrücken der Lappen 14 kommt, wodurch ein gegenüber dem Anfangsdurchmesser d vergrößerter, etwa kreisförmiger Öffnungsquerschnitt mit dem Durchmesser D freigegeben wird, durch den ersichtlich nunmehr eine höhere Gasmenge ausströmen kann. Die erfindungsgemäße Konturgebung bewirkt somit, dass die Gasauslassöffnungen 6 anfänglich als Gasdrossel wirken und somit den anfänglichen Gasmengenstrom reduzieren können, im weiteren Verlauf jedoch deren Lappen 14 kontinuierlich bzw. in Abhängigkeit von definierten Schwellwerten ggf. auch schritt- bzw. stufenweise nach außen aufgebogen werden, um einen vergrößerten Ausströmöffnungsquerschnitt freizugeben und damit den maximal möglichen Gasmengenstrom durch die Gasauslassöffnungen 6 ausströmen und in den Airbag einströmen lassen. Hierdurch kann der anfängliche Fülldruck im Airbag in der erwünschten Weise reguliert und gegenüber herkömmlichen Gasgeneratoraufbauten, bei dem von Anfang an ein maximaler Gasauslassöffnungsquerschnitt freigegeben wird, erheblich reduziert werden und damit ein im wesentlichen gewünschter, S-förmiger Füllverlauf erzielt werden.The functioning of the gas outlet openings 6 as gas throttle is described below with reference to 3 and 4 explained in more detail, wherein in the 3 an alternative embodiment of an initial opening cross-section is shown in which the lobes 14 are formed at the end circular arc section, so that they define an approximately central, central outflow of approximately circular contour with an initial diameter d. From the central, central outflow opening with approximately circular contour then extend to the formation of the lobes 14 opening arms 16 , In case of activation of the hybrid gas generator 2 Therefore, as has already been explained above, a very large amount of gas is generated from hot, pyrotechnically generated gas and cold gas at the beginning of the activation, via the gas outlet openings 6 flows. By in the 3 (analogous applies to the 2 ) provided initial opening cross section can escape a certain amount of gas, due to the geometry of the gas outlet openings 6 by the pending there and a predetermined force or deformation threshold gas pressure exceeding one in the 4 shown pressing the cloth 14 comes, whereby a relation to the initial diameter d enlarged, approximately circular opening cross-section is released with the diameter D, through which now can flow out a higher amount of gas. The contouring according to the invention thus causes the gas outlet openings 6 initially act as a gas restrictor and thus can reduce the initial gas flow, but in the course of their lobes 14 be continuously or stepwise depending on defined thresholds, if necessary, also bent stepwise outwards to release an enlarged Ausströmöffnungsquerschnitt and thus the maximum possible gas flow rate through the gas outlet 6 flow out and let flow into the airbag. Thereby, the initial inflation pressure in the airbag can be regulated in the desired manner and compared to conventional inflator assemblies, in which a maximum gas outlet opening cross-section is released from the outset, can be significantly reduced and thus a substantially desired, S-shaped filling profile can be achieved.

In den 5 bis 7 sind weitere alternative Ausführungsformen von möglichen Geometrien für erfindungsgemäße Gasauslassöffnungen 6 vorgesehen, bei denen die Lappen 14 und damit die Anfangsöffnungsquerschnitte unterschiedlich ausgebildet sind. Allen Ausführungsformen der 2, 3 und 5 bis 7 ist gemeinsam, dass diese eine mittige, zentrale Ausströmöffnung 15 mit einem Anfangsdurchmesser d definieren, von der ausgehend sich die Öffnungsarme 16 stern- bzw. kreuzförmig erstrecken. Die Enden dieser Öffnungsarme 16 definieren ungefähr den Bereich, in dem sich dann der Durchmesser D bei aufgebogenen bzw. ausgedrückten Lappen 14 ausbildet.In the 5 to 7 are further alternative embodiments of possible geometries for gas outlet openings according to the invention 6 provided where the lobes 14 and thus the initial opening cross sections are formed differently. All embodiments of FIGS. 2, 3 and 5 to 7 have in common that they have a central, central outflow 15 with an initial diameter d, from which the opening arms start 16 extend in a star or cross shape. The ends of these opening arms 16 define approximately the area in which then the diameter D at aufgezogenen or expressed flaps 14 formed.

Claims

Gas generator for a vehicle occupant restraint system, comprising a gas generator housing which has at least one gas outlet opening with an opening cross section which increases in the activated state of the gas generator when the gas flows out, wherein the at least one gas outlet opening is designed as a pressure-dependent gas throttle with an opening cross-section increasing depending on the throttle side gas pressure wherein the at least one gas outlet opening is designed as a diffuser-side gas outlet opening in a diffuser wall region of the gas generator, characterized in that the gas throttle is replaced by a plurality of non-activated base states of the gas generator ( 2 ) a portion of a gas outlet ( 6 ) covering, deformable lobes ( 14 ) is formed, which are deformable in response to the throttle-side gas pressure to release a larger opening cross-section.

Gas generator according to claim 1, characterized in that the lobes ( 14 ) at the edge on a gas outlet opening edge region of the gas outlet opening ( 6 ) and / or through recesses ( 12 ), in particular notches in the housing wall ( 13 ) are formed.

Gas generator according to claim 1 or claim 2, characterized in that the lobes ( 14 ) are adjacent in the opening circumferential direction.

Gas generator according to claim 3, characterized in that in the opening circumferential direction adjacent lobes ( 14 ) between them have a predetermined gap distance.

Gas generator according to claim 4, characterized in that the lobes ( 14 ) are each formed with the same geometry and spaced from each other with a respective same gap spacing.

Gas generator according to one of claims 3 to 5, characterized in that the plurality of lobes ( 14 ) in the activated state of the gas generator ( 2 ) at maximum throttle-side gas pressure the gas outlet opening ( 6 ) completely release for a maximum opening area.

Gas generator according to one of claims 3 to 6, characterized in that the plurality of lobes ( 14 ) are arranged in the deformed, bent state along at least one opening diameter (D), which is greater than an initial diameter (d) of a central outflow opening formed between the free flap end regions in their undeformed state ( 15 ) of the opening cross-section ( 12 ).

Gas generator according to one of claims 3 to 7, characterized in that the plurality of lobes ( 14 ) in the non-activated ground state of the gas generator ( 2 ) with its free Lappenendbereichen a defined initial opening cross section with central, central outflow ( 15 ).

Gas generator according to claim 8, characterized in that to form a cross-shaped or star-shaped initial opening cross-section of the central, central outflow opening ( 15 ) radiate between the lobes ( 14 ) extending opening arms ( 16 ) protrude.

Gas generator according to one of claims 1 to 9, characterized in that the diffuser wall region ( 5 ) a plurality of regular hole pattern forming gas outlet openings ( 6 ) having.

Gas generator according to one of claims 1 to 10, characterized in that the gas generator housing ( 1 ) a recording room ( 3 ) for Zündpillen or the like, and that the gas generator housing ( 1 ) has an ignition device.

Gas generator according to one of claims 1 to 11, characterized in that the gas generator housing ( 1 ) a compressed gas storage tank ( 4 ) stored for high pressure gas, and that the gas generator ( 2 ) an activation device for releasing the in the compressed gas storage container ( 4 ) has stored gas.

Gas generator according to one of claims 1 to 12, characterized in that the gas generator ( 2 ) an airbag of an airbag module is assigned, in which the activation of the gas generator ( 2 ) generated gas over the diffuser wall area ( 5 ) flows in.

Gas generator according to one of claims 1 to 13, characterized in that the diffuser wall area ( 5 ) a cylindrical housing wall portion of a gas generator housing ( 1 ).

Gas generator according to claim 14, characterized in that the cylindrical housing wall portion at least one, in the cylinder circumference direction circumferential perforated ring ( 7 . 8th ) of preferably uniformly spaced gas outlet openings ( 6 ) is trained.

Gas generator according to claim 15, characterized in that the circumferentially adjacent gas outlet openings ( 6 ) of a hole wreath ( 7 . 8th ) against each other in the cylinder axis direction ( 9 ) are offset, preferably each offset by the same distance.

Gas generator according to claim 15 or claim 16, characterized in that in Zylinderachsrichtung ( 9 ) several pegs ( 7 . 8th ) are spaced from each other.

Gas generator according to one of claims 1 to 17, characterized in that the gas generator ( 2 ) Is part of a knee airbag module.

Gas generator according to one of claims 1 to 18, characterized in that the diffuser wall region ( 5 ) between a combustion chamber ( 3 ) and a pressurized gas chamber ( 4 ) is arranged.