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Die
Erfindung betrifft eine Kappe für
einen Gasgenerator zur Aufnahme einer Zünd- oder Treibladung.
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Gasgeneratoren
als Teil einer Rückhalteeinrichtung
in Fahrzeugen haben einen Zünder
mit einer Zündladung,
die in einer Zünderschutzkappe
aufgenommen ist. Der Zünder
kann eine in einem Gasgeneratorgehäuse, insbesondere in einer
Treibladungskappe vorgesehene Treibladung zünden. Mit dem aus einer Auslaßöffnung des
Gasgeneratorgehäuses austretenden
Gas kann daraufhin ein Gassack aufgeblasen und/oder ein Druckraum
eines Gurtstraffers entlüftet
werden.
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Um
einen Fahrzeuginsassen bei einem Aufprall zu schützen, sollen Gasgeneratoren
ein vorher bestimmtes Abblasverhalten haben; sie sollen beispielsweise
in einer bestimmten Geschwindigkeit einen Gassack aufblasen. Verstopfte
Filter können
das Abblasverhalten verändern.
Fragmente der Zünderschutzkappe
können
in das Filter mitgerissen werden. Problematischer sind die Fragmente
bei Gasgeneratoren für
kleinere Airbags, da hier kein Filter vorgesehen ist. Bei Gurtstraffern
können
verstopfte Auslaßöffnungen
z. B. zu Verzögerungen
in der Entlüftung
des Druckraumes führen.
Eine solche Entlüftung
ist notwendig, da während
der Kraftbegrenzungsphase, die an den Straffvorgang anschließt, so wenig
Druck wie möglich
oder ein definierter Druck im Druckraum herrschen soll. Dieser Druck
wirkt nämlich
einer Drehung der Gurtspule in der Abwickelrichtung des Sicherheitsgurtes
während
der Kraftbegrenzungsphase entgegen.
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Die
Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Kappe für einen
Gasgenerator bereitzustellen, die das Abblasverhalten des Gasgenerators
nicht beeinträchtigt.
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Zu
diesem Zweck sieht die Erfindung eine Kappe für einen Gasgenerator zur Aufnahme
einer Zünd-
oder Treibladung vor, wobei die Kappe eine Kunststoffolie ist. Die
Kappe, die eine Treibladung oder eine Zündladung aufnimmt, ist eine
dünne Kunststoffolie,
die nahezu rückstandsfrei
verbrennt. „Nahezu
rückstandsfrei" bedeutet, daß die Folie
bei Hitzeeinwirkung nicht splittert und/oder fragmentiert. Splitter
und/oder Fragmente von Kappen könnten Auslaßöffnungen
des Gasgenerators verstopfen, was das Abblasverhalten des Gasgenerators,
also z. B. das Aufblasverhalten eines Gassacks und/oder die Entlüftung eines
Druckraumes, negativ beeinflussen könnte. Durch die Verwendung
von Kunststoffolien wird also ein kontrolliertes, gleichmäßiges Aufblasverhalten
eines Gassacks und/oder ein kontrolliertes Entlüften eines Druckraumes gewährleistet.
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Die
Kappe ist z. B. eine Treibladungskappe, die eine Treibladung aufweist.
Die Treibladungskappe kann nach dem Zünden des Gasgenerators zusammen
mit dem Kolben vom Gasgenerator weg verstellt werden und nach einer
bestimmten Zeit öffnen, indem
sie nahezu rückstandsfrei
verbrennt.
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Die
Kappe kann eine Zünderschutzkappe sein,
die die Zündladung
aufnimmt. Die Zünderschutzkappe
umgibt die Zündpille
und bietet Schutz vor Beschädigung
sowie vor Feuchtigkeit, Schmutz und dergleichen.
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Die
Kappe hat insbesondere eine Wandstärke von etwa 50–200 μm. Die Kappe
ist also sehr dünn und
kann deswegen nahezu rückstandsfrei
verbrennen. Ferner ist die dünne
Kunststoffolie leicht und benötigt
wenig Bauraum.
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Die
Kappe kann abschnittsweise eine Wandstärke von etwa 10 μm haben.
Da die Kunststoffolie wenig Material benötigt, ist sie kostengünstig und spart
Bauraum.
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Vorzugsweise
ist die Kunststoffolie aus Polycarbonat. Polycarbonate sind farblos,
temperaturbeständig
von etwa –100
bis +135°C,
hochwarmfest, ungiftig und schwer entflammbar. Polycarbonate können zu
Fasern, Filmen, Folien, Spritzgußkörpern oder geschäumten Körpern verarbeitet
werden. Insbesondere werden bei der Bayer AG entwickelte Polycarbonate
wie Makrofol® oder
Makrolon® verwendet.
Makrolon® ist
eine thermoplastische Folie, die hauptsächlich in Extrusions- und Spritzguß-Verfahren
verarbeitet wird. Ferner ist Makrolon® kalt-
und warmverformbar. Makrofol®, ebenfalls eine Polycarbonatfolie,
zeichnet sich durch eine hohe Durchschlagfestigkeit und Reißdehnung
aus und ist isolierend.
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Die
Kunststoffolie kann als Blister hergestellt werden. Bei der Herstellung
eines Blisters wird eine thermoplastische Kunststoffolie in einen
Spannrahmen ein gespannt und durch Heißluft oder Strahlungsheizkörper erwärmt. Ein
Stempel wird gegen die erwärmte
Kunststoffolie gedrückt,
wobei gleichzeitig ein Vakuum die Kunststoffolie ansaugt. Die Kunststoffolie
legt sich hauteng an den Stempel an, dessen Umrisse den Umrissen
der herzustellenden Kappe entsprechen. Die Kunststoffolie muß anschließend nur
noch vom Stempel abgezogen werden. Die im Spannrahmen erwärmte Kunststoffolie
kann auch durch Unter- oder Überdruck
in eine Form gesaugt oder gedrückt
werden. Bei der Herstellung der Kunststoffolie als Blister kann
die Wandstärke
extrem gering ausgebildet werden.
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Auch
kann die Kunststoffolie durch Spritzgießen hergestellt werden, wozu
sich insbesondere Makrolon® eignet.
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Weitere
Merkmale und Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsformen beschrieben, die
in den Zeichnungen dargestellt sind. In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine
perspektivische Ansicht eines Gurtaufrollers mit einem Gurtstraffer,
in den eine erfindungsgemäße Kappe
eingebaut werden kann,
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2 eine
Schnittansicht des Gurtstraffers von 1 mit einem
Gasgenerator,
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3 eine
detaillierte Schnittansicht des Gasgenerators von 2 mit
einer erfindungsgemäßen Kappe
gemäß einer
ersten Ausführungsform, und
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4 eine
detaillierte Schnittansicht des Gasgenerators von 2 mit
einer erfindungsgemäßen Kappe
gemäß einer
zweiten Ausführungsform.
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In 2 ist
ein Gurtstraffer, insbesondere ein Linearstraffer, gezeigt, der
ein Gehäuse 10 umfaßt, in dem
ein Hohlkolben 12 verschiebbar aufgenommen ist. An einem
Ende 14 des Gehäuses 10 ist
ein pyrotechnischer Gasgenerator 16 (3 und 4)
angeordnet, der einen Gasgeneratorträger 18, einen vorgefertigten
Zünder 20 und
eine Treibladungskappe 22 hat. Die Treibladungskappe 22 nimmt
eine Treibladung 24 auf und ist im Hohlkolben 12 verschieblich
angeordnet. Der Zünder 20 umfaßt eine Zündpille 25,
die zusammen mit einer Zündladung 26 in
einer Zünderschutzkappe 28 aufgenommen
ist. Die Zündladung 26 könnte auch
entfallen (nicht gezeigt); dann würde die Treibladung 24 direkt
von der Zündpille 25 entzündet.
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Es
ist ein Kraftübertragungselement 32 in Form
einer Zahnstange vorgesehen, die eine zu einem Zahnrad 34 (schematisch
gezeigt) passende Außenverzahnung 36 aufweist
(2). Das Zahnrad 34 ist an eine Gurtspule
eines Gurtaufrollers (nicht gezeigt) gekoppelt. Das Kraftübertragungselement 32 ist
mit dem Hohlkolben 12 verbunden und kann bei einer Bewegung
des Hohlkolbens 12 aufgrund der Zündung des Gasgenerators 16 so
bewegt werden, daß die
Außenverzahnung 36 in
Eingriff mit dem Zahnrad 34 gelangt, wodurch ein an der
Gurtspule angebrachter, nicht gezeigter Sicherheitsgurt gestrafft
wird.
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In 3 ist
der Gasgenerator in einer ersten Ausführungsform gezeigt, auf die
im folgenden eingegangen wird.
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Die
Zünderschutzkappe 28 ist
am Gasgeneratorträger 18 festgelegt
und damit unverschieblich.
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Die
Treibladungs- und die Zünderschutzkappe 22, 28 sind
Kunststoffolien vorzugsweise aus Polycarbonat. Die Treibladungs-
und die Zünderschutzkappe 22, 28 verbrennen
rückstandsfrei
und haben eine Wandstärke
von etwa 50–200 μm. Abschnittsweise
kann die Treibladungs- und die Zünderschutzkappe 22, 28 eine
Wandstärke
von etwa 5 μm
haben. Die Wandstärke
hängt vom
Herstellungsverfahren ab.
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Die
Treibladungs- und/oder Zünderschutzkappe 22, 28 kann
als Blister hergestellt werden, was eine sehr geringe Wandstärke nach
sich zieht. Bei der Herstellung eines Blisters wird eine thermoplastische
Kunststoffolie in einen Spannrahmen eingespannt und durch Heißluft oder
Strahlungswärme
erwärmt.
Ein Stempel wird gegen die erwärmte
Kunststoffolie gedrückt,
wobei gleichzeitig ein Vakuum die Kunststoffolie ansaugt, wodurch
sich die Kunststoffolie hauteng an den Stempel anlegt. Die Kunststoffolie muß anschließend nur
noch vom Stempel abgezogen werden. Genausogut könnte die Kunststofffolie durch
Unter- oder Überdruck
in eine Form gesaugt oder gedrückt
werden. Auch könnte
die Treibladungs- und/oder Zünderschutzkappe 22, 28 durch Spritzgießen hergestellt
werden.
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Im
folgenden wird auf die Funktionsweise der in den 2 und 3 gezeigten
Ausführungsform eingegangen.
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In
der Ausgangsstellung, die in den 2 und 3 gezeigt
ist, befindet sich der Hohlkolben 12 außer Eingriff mit dem Zahnrad 34,
so daß sich
die Gurtspule frei drehen kann. Durch das beim Zünden des Gasgenerators 16 frei
werdende Druckgas verbrennt die Zünderschutzkappe 28 nahezu
rückstandsfrei,
und die Treibladungskappe 22 wird mit dem Hohlkolben 12 und
dem damit verbundenen Kraftübertragungselement 32 vom
Gasgenerator 16 weggedrückt.
Bei einer Bewegung des Hohlkolbens 12 kommt die Außenverzahnung 36 in
Eingriff mit dem Zahnrad 34, wodurch ein an der Gurtspule
angebrachter Sicherheitsgurt (nicht gezeigt) gestrafft wird. Die
Treibladungskappe 22 kann anfänglich zusammen mit dem Hohlkolben 12 vom
Gasgenerator 16 weg verschoben werden.
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Gegen
Ende des Straffvorgangs ist der Hohlkolben 12 so weit verschoben,
daß wenigstens
eine Auslaßöffnung 38 (1 und 2)
im Gehäuse 10 freigegeben
ist. Das in dem Druckraum zwischen dem Hohlkolben 12 und
dem Gasgeneratorträger 18 aufgenommen
Gas kann über
die Auslaßöffnungen 38,
die einen Durchmesser von etwa 0,3–1 mm haben, ausströmen und
so den Druckraum entlüften.
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Auch
kann die Treibladungskappe 22 rückstandsfrei verbrennen und
eine im Hohlkolben 12 vorgesehene Auslaßöffnung 38' freigeben, über die das
Gas aus dem Druckraum ausströmen
kann.
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Der
Grund einer solchen Entlüftung
ist, daß während der
Kraftbegrenzungsphase, die an den Straffvorgang anschließt, möglichst
kein Druck im Druckraum herrschen soll, da dieser Druck einer Drehung
der Gurtspule in der Abwickelrichtung des Sicherheitsgurtes entgegenwirkt.
Um ein Verstopfen der Auslaßöffnungen 38, 38' zu verhindern,
was die Kraftbegrenzung beeinflussen würde, verbrennt die Zünderschutzkappe 28 und/oder
Treibladungskappe 22 rückstandsfrei.
Zumindest erweicht der nicht verbrannte Kunststoff soweit, daß er die
Auslaßöffnungen 38, 38' nicht verstopft.
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Die
in 4 gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich
von der in 3 gezeigten Ausführungsform
nur darin, daß die
Zünderschutzkappe 28 an
einer umlaufenden Schulter 30 der Treibladungskappe 22 anliegt
und sich nicht auf dem Gasgeneratorträger 18 abstützt.