DE102006024189A1 - Gas generator e.g. for airbag, has housing, interior which includes surrounding gas and exhaust pipe with portion of interior is filled with adsorbents material - Google Patents

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Abstract

The gas generator (1) has a housing (2), an interior (4) which includes surrounding gas and an exhaust pipe (3). A portion of the interior is filled with adsorbents material (5). The interior (4) has various adsorbents in several sub-sections. The adsorbent material is selected from the group of activated carbon, molecular sieve, Zeolite, silica gel, Alumina gel and related substances. An independent claim is included for an airbag module.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Gasgenerator zur Bereitstellung eines Füllgases für einen Airbag aufweisend ein Gehäuse, das einen Innenraum zur Aufnahme von Gas umgibt und wenigstens eine Ausströmöffnung aufweist, sowie ein Airbagmodul mit mindestens einem Gasgenerator und mindestens einem Gassack.The The present invention relates to a gas generator for providing a filling gas for one Airbag comprising a housing, which surrounds an interior for receiving gas and at least one Having discharge opening, and an airbag module with at least one gas generator and at least an airbag.

Zur Bereitstellung der Befüllgase für KFZ-Airbags werden herkömmlich pyrotechnische Stoffe, meist Azide eingesetzt. Seit einigen Jahren kommen darüberhinaus verstärkt sogenannte Kaltgasgeneratoren zum Einsatz. Diese Gasgeneratoren weisen in der Regel als zentrales Element eine Gaskartusche auf, die mit einem Gas oder einem Gasgemisch unter sehr hohem Druck (z.B. im Bereich zwischen 400 und 800 bar) befüllt ist. Die Gasgemische enthalten in der Regel Anteile an Helium, Stickstoff und/oder Argon. Im Falle einer Auslösung des Airbags wird der Gasgenerator aufgesprengt oder anderweitig geöffnet. Das Gas entweicht aus dem Gasgenerator und strömt in einen Gassack, der im befüllten Zustand als Rückhaltevorrichtung für die Insassen des Kraftfahrzeugs dient.to Provision of filling gases for car airbags become conventional pyrotechnic substances, mostly azides used. Come for several years Furthermore reinforced so-called cold gas generators are used. These gas generators exhibit usually as a central element on a gas cartridge, which with a gas or gas mixture under very high pressure (e.g. Range between 400 and 800 bar) is filled. The gas mixtures contain usually shares in helium, nitrogen and / or argon. In the event of a trigger of the airbag, the gas generator is blown up or otherwise open. The gas escapes from the gas generator and flows into a gas bag, which in filled Condition as a restraint for the Occupant of the motor vehicle is used.

Desweiteren ist eine Kombination aus der pyrotechnischen Gaserzeugung und der Kaltgastechnik bekannt. Derartig kombinierte Systeme werden auch als Hybridsystem bezeichnet.Furthermore is a combination of the pyrotechnic gas production and the Cold gas technology known. Such combined systems will too referred to as hybrid system.

Den bekannten Gasgeneratoren für Airbagsysteme ist allen ein festes Verhältnis von bereitstellbarer Gasmenge zu einer bestimmten Baugröße des Gasgenerators sowie ein feststehendes Ausströmverhalten des Gases im Bedarfsfall zu eigen.The known gas generators for Airbag systems are all a fixed ratio of deployable Gas quantity to a specific size of the gas generator as well a fixed outflow behavior of the gas in case of need.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Gasgenerator für einen Airbag hinsichtlich seiner Baugröße und seiner Speicherkapazität zu optimieren sowie eine Möglichkeit zur Beeinflussung des Ausströmverhaltens des Gases aus einem Gasgenerator für einen Airbag bereitzustellen.task The present invention is a gas generator for a Airbag in terms of its size and its memory to optimize as well as a possibility for influencing the outflow behavior of the gas from a gas generator for an airbag.

Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, dass zumindest ein Teil des Innenraums des Gehäuses des Gasgenerators mit einem Adsorbens ausgefüllt ist. Wird der Gasgenerator mit einem Gas oder einem Gasgemisch, meist unter hohem Druck, befüllt, so wird dieses Gas je nach Affinität zu dem eingesetzten Adsorbens mehr oder weniger stark adsorbiert. Durch die Adsorption ergibt sich für das Gas ein Speichervolumen im Gasgenerator, das das geometrische Volumen des Gasgenerators signifikant übersteigt. Das tatsächliche Ausmaß der Speichervolumenzunahme ist von der Art des Gases oder Gasgemisches und von der Art des gewählten Adsorbens abhängig.The Asked task is solved by at least one part the interior of the housing the gas generator is filled with an adsorbent. Will the gas generator with a gas or a gas mixture, usually under high pressure, filled, so will this gas depending on the affinity adsorbed more or less strongly to the adsorbent used. Adsorption results in a storage volume for the gas in the gas generator, which is the geometric volume of the gas generator significantly exceeds. The actual Extent of Storage volume increase is of the type of gas or gas mixture and by the nature of the chosen one Adsorbent dependent.

Sobald der Airbag ausgelöst wird, also die Ausströmöffnung des Gasgenerators geöffnet wird, entströmt das Gas bei einem erfindungsgemäßen Gasgenerator nicht mehr schlagartig, wie bei den herkömmlichen Modellen, sondern es wird jedes Gas bzw. jede Komponente einer Gasmischung gemäß ihrem Adsorptionsgrad mehr oder weniger schnell desorbiert. Für eine Reihe von Adsorbenzien gilt beispielsweise, dass Helium relativ schnell und ungehindert entströmt, während z.B. Stickstoff langsamer desorbiert und so für ein nachströmendes Gasvolumen über einen gewissen Zeitraum sorgt.As soon as the airbag is triggered is, so the outflow of the Gas generator open is, flows out the gas in a gas generator according to the invention no longer abrupt, as with the conventional models, but it will be any gas or component of a gas mixture according to their Adsorption desorbed more or less quickly. For a series of adsorbents, for example, that helium relatively fast and flows out unhindered, while e.g. Nitrogen desorbed more slowly and so for an inflowing gas volume over a certain period ensures.

Durch eine gezielte Zusammenstellung der Komponenten eines Gasgemisches und eine gezielte Wahl eines Adsorbens wird so eine genaue Festlegung der Ausströmcharakteristik erreicht, die für die jeweilige Anforderung und den jeweiligen Anwendungsfall maßgeschneidert ist.By a targeted compilation of the components of a gas mixture and a targeted choice of an adsorbent becomes a precise specification the discharge characteristic achieved that for customized the respective requirement and the respective application is.

Mit besonderem Vorteil ist der Innenraum in mehrere Teilbereiche unterteilt, die verschiedene Adsorbenzien enthalten.With particular advantage is the interior divided into several subregions, containing various adsorbents.

Bevorzugt weist das Adsorbens eine oder mehrere Komponenten aus der Gruppe von Aktivkohle, Molekularsieb, Zeolith, Silikagel, Aluminagel und verwandte Stoffe mit einer ähnlich großen inneren Oberfläche wie die genannten Stoffe auf. Für den Fall, dass das Adsorbens zwei oder mehr der genannten Komponenten aufweist und somit auch als Adsorbenzien-Gemisch bezeichnet werden kann, ist es möglich die Ausströmcharakteristik weiter zu verfeinern. Diese Ausgestaltung stellt eine Alternative dar zur Verfeinerung der Ausströmcharakteristik durch den Einsatz verschiedener Adsorbenzien in verschiedenen Teilbereichen.Prefers For example, the adsorbent has one or more components from the group of activated carbon, molecular sieve, zeolite, silica gel, aluminagel and related substances with a similar huge inner surface like the substances mentioned. For the case that the adsorbent two or more of said components and thus also be referred to as adsorbent mixture can, it is possible the discharge characteristic to further refine. This embodiment represents an alternative to refine the Ausströmcharakteristik by the use of different adsorbents in different sub-areas.

Besonders bevorzugt ist der mit dem Adsorbens ausgefüllte Teil von dem nicht-ausgefüllten Teil durch eine feinporige Rückhaltevorrichtung getrennt. Als feinporige Rückhaltevorrichtung ist beispielsweise ein gasdurchlässiger Sintermetallfilter vorgesehen.Especially Preferably, the filled with the adsorbent part of the unfilled part by a fine-pored retention device separated. As a fine-pored retention device is for example a gas-permeable Sintered metal filter provided.

Mit besonderem Vorteil ist die feinporige Rückhaltevorrichtung im Wesentlichen gegenüber der Ausströmöffnung angeordnet.With The fine-pored retention device is particularly advantageous in essence opposite the Outflow opening arranged.

Zweckmäßigerweise ist der Gasgenerator geeignet zur Aufnahme und Speicherung von Gas unter hohem Druck ausgebildet, z.B. für einen Druck im Bereich von 200 bis 1000 bar.Appropriately, The gas generator is suitable for receiving and storing gas under formed high pressure, e.g. For a pressure in the range of 200 to 1000 bar.

Die gestellte Aufgabe wird ebenfalls durch ein Airbagmodul mit mindestens einem Gasgenerator und mindestens einem Gassack gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, dass der Gasgenerator gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 ausgestaltet ist.The Asked task is also by an airbag module with at least a gas generator and at least one airbag solved, the characterized in that the gas generator according to a the claims 1 to 6 is configured.

Die vorliegende Erfindung weist eine ganze Reihe von Vorteilen auf:
Eine bestimmte Gasmenge kann vorteilhaft mit bauseitig vermindertem Aufwand für den Gasgenerator bereitgestellt werden. Im Einzelnen gibt es dafür mehrere Möglichkeiten.

  • a) Beibehaltung des Gasspeichervolumens bei gegebenem Volumen des Gasgenerators unter niedrigerem Druck, wodurch ein günstigerer Werkstoff und/oder eine geringere Wandstärke des Gehäuses zum Einsatz kommen kann, sowie
  • b) Beibehaltung des Gasspeichervolumens bei kleinerem Volumen des Gasgenerators.
The present invention has a number of advantages:
A certain amount of gas can be advantageously provided with on-site reduced effort for the gas generator. In detail, there are several options for this.
  • a) maintaining the gas storage volume at a given volume of the gas generator under lower pressure, whereby a cheaper material and / or a smaller wall thickness of the housing can be used, as well as
  • b) maintaining the gas storage volume with smaller volume of the gas generator.

Alternativ kann auch vorteilhaft eine Erhöhung des Gasspeichervolumens bei gegebenem Volumen des Gasgenerators unter hohem Druck erzielt werden.alternative can also be beneficial an increase the gas storage volume for a given volume of the gas generator be achieved under high pressure.

Ein weiterer großer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass die Ausströmcharakteristik des Gasgenerators beeinflusst bzw. vorab gewählt und festgelegt werden kann. Dies ist insbesondere im Hinblick auf die Verschiedenheit der Unfallsituationen interessant, in denen Airbags ausgelöst werden und als Rückhaltesystem zum Einsatz kommen. Die verschiedenen Unfallsituationen, wie beispielsweise Überrollunfälle oder Massenkarambolagen, stellen völlig unterschiedliche Anforderungen an die Airbagsysteme, denen durch eine Anpassung der Ausströmcharakteristik Rechnung getragen werden kann. Die bekannten Steuersysteme, die das Auslösen mehrere Airbags in einem Fahrzeuginnenraum aufeinander abstimmen, erhalten durch die Erfindung ein zusätzliches Instrument für eine Feinabstimmung durch die Möglichkeit der Veränderung der Ausströmcharakteristik. Beispielsweise gilt es bei Hybridsystemen die Volumeneinbuße des abkühlenden Gases im Airbag aus dem pyrotechnischen Teil des Systems durch ein gezieltes, langsames Nachströmen auszugleichen, oder bei einem Mehrfachaufprall oder Überschlag des Fahrzeugs über einen längeren Zeitraum Gas nachströmen zu lassen, damit die Systemfunktion der Airbags trotz eventueller Undichtigkeiten erhalten bleibt.One another big one Advantage of the present invention is that the Ausströmcharakteristik the gas generator can be influenced or pre-selected and fixed. This is especially true in view of the diversity of accident situations interesting in which airbags are deployed and as a restraint system be used. The various accident situations, such as rollover accidents or Pile up, completely different requirements for the airbag systems, which by an adaptation of the Ausströmcharakteristik Account can be taken. The known control systems, the the triggering co-ordinate multiple airbags in a vehicle interior, obtained by the invention an additional instrument for fine tuning the possibility the change the discharge characteristic. For example, in hybrid systems, the volume loss of the cooling applies Gas in the airbag from the pyrotechnic part of the system by a to balance targeted, slow after-flow, or in a multiple impact or rollover of the vehicle over a longer Period gas flow to leave, so that the system function of the airbags despite eventual Leaks are preserved.

Die vorliegende Erfindung wird bevorzugt bei Kaltgasgeneratoren eingesetzt, sie ist jedoch auch für die eingangs beschriebenen Hybridsysteme geeignet.The present invention is preferably used in cold gas generators, but she is also for the hybrid systems described above suitable.

Desweiteren ist die vorliegende Erfindung selbstverständlich nicht auf KFZ-Airbags beschränkt, sondern für alle erdenklichen Airbaganwendungen, z.B. in der Lawinenrettung und in der Raumfahrt, sowie für andere Druckpuffer geeignet.Furthermore Of course, the present invention is not applicable to automobile airbags limited, but for all conceivable airbag applications, e.g. in avalanche rescue and in of space travel, as well as for other print buffers suitable.

Die Erfindung sowie weitere Ausgestaltungen der Erfindung werden im Folgenden anhand des in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Figur zeigt einen erfindungsgemäßen Gasgenerator.The Invention and further embodiments of the invention are in Below with reference to the embodiment shown in the figure explained in more detail. The FIG. 1 shows a gas generator according to the invention.

Im Einzelnen zeigt die Figur einen Gasgenerator 1 mit einem Gehäuse 2, einer Ausströmöffnung 3 und einem Innenraum 4. Der Innenraum 4 enthält im rechten Teil ein Adsorbens 5, das durch eine gasdurchlässige Rückhaltevorrichtung 6 vom restlichen Teil des Innenraums 4 getrennt ist. Der gesamte Innenraum 4 dient zur Aufnahme von zu speicherndem Gas unter hohem Druck. Im Bereich des Adsorbens 5 wird das Gas durch Adsorption an der großen inneren Oberfläche des Adsorbens 5 gespeichert. Das Gas muss zum Ausströmen aus diesem Bereich durch Desorption wieder freigesetzt werden.In detail, the figure shows a gas generator 1 with a housing 2 , an outflow opening 3 and an interior 4 , The interior 4 Contains an adsorbent in the right part 5 passing through a gas-permeable retention device 6 from the remaining part of the interior 4 is disconnected. The entire interior 4 serves to hold gas to be stored under high pressure. In the area of the adsorbent 5 the gas is adsorbed on the large inner surface of the adsorbent 5 saved. The gas must be released to escape from this area by desorption again.

Claims (7)

Gasgenerator (1) zur Bereitstellung eines Füllgases für einen Airbag aufweisend ein Gehäuse (2), das einen Innenraum (4) zur Aufnahme von Gas umgibt und wenigstens eine Ausströmöffnung (3) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil des Innenraums (4) mit einem Adsorbens (5) ausgefüllt ist.Gas generator ( 1 ) for providing a filling gas for an airbag comprising a housing ( 2 ), which has an interior ( 4 ) surrounds for receiving gas and at least one outflow opening ( 3 ), characterized in that at least a part of the interior ( 4 ) with an adsorbent ( 5 ) is filled out. Gasgenerator (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenraum (4) in mehrere Teilbereiche unterteilt ist, die verschiedene Adsorbenzien (5) enthalten.Gas generator ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the interior ( 4 ) is subdivided into several subregions containing different adsorbents ( 5 ) contain. Gasgenerator (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Adsorbens eine oder mehrere Komponenten aus der Gruppe von Aktivkohle, Molekularsieb, Zeolith, Silikagel, Aluminagel und verwandte Stoffe mit einer ähnlich großen inneren Oberfläche wie die genannten Stoffe aufweist.Gas generator ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the adsorbent one or more components from the group of activated carbon, molecular sieve, zeolite, silica gel, aluminagel and related substances having a similar large internal surface area as said substances. Gasgenerator (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der mit dem Adsorbens (5) ausgefüllte Teil von dem nicht-ausgefüllten Teil durch eine feinporige Rückhaltevorrichtung (6) getrennt ist.Gas generator ( 1 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the with the adsorbent ( 5 ) filled part of the unfilled part by a fine-pored retention device ( 6 ) is disconnected. Gasgenerator (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die feinporige Rückhaltevorrichtung (6) im Wesentlichen gegenüber der Ausströmöffnung (3) angeordnet ist.Gas generator ( 1 ) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the fine-pored retention device ( 6 ) substantially opposite the outflow opening ( 3 ) is arranged. Gasgenerator (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasgenerator (1) geeignet zur Aufnahme und Speicherung von Gas unter hohem Druck ausgebildet ist.Gas generator ( 1 ) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the gas generator ( 1 ) is adapted to receive and store gas under high pressure. Airbagmodul mit mindestens einem Gasgenerator (1) und mindestens einem Gassack, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasgenerator (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 ausgestaltet ist.Airbag module with at least one gas generator ( 1 ) and at least one gas bag, characterized in that the gas generator ( 1 ) is configured according to one of claims 1 to 6.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2010001735A1 (en) * 2008-07-04 2010-01-07 Daicel Chemical Industries, Ltd. Inflator

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