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Die
Erfindung betrifft einen Gasgenerator.
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Gasgeneratoren
mit einem langgestreckten Außengehäuse, von
dem meist mehrere Innenkammern umschlossen sind, werden zur Befüllung von Beifahrer-,
Seiten- oder Kniegassäcken
eingesetzt. Die Innenkammern enthalten im folgenden als Funktionsteile
bezeichnete Bauteile, z. B. pyrotechnische Treibsätze oder
Filtermaterialien. Zur Befestigung des Gasgenerators an einem Trägerteil
sind verschiedene Konzepte bekannt. Bei einer Lösung werden radial vom Außengehäuse abstehende
Gewindebolzen an die Außenwand
des Gasgenerators angeschweißt.
Eine andere Lösung
sieht vor, den Gasgenerator mit einer oder mehreren Schellen zu
umfassen, die ihrerseits mit dem Trägerteil verschraubt werden
können.
Das Anschweißen
von Befestigungsbolzen ist jedoch umständlich und teuer, während die
Verwendung von separaten Schellen die Anzahl der Bauteile und die
benötigte
Materialmenge erhöht.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, die Befestigung eines Gasgenerators an einem
Trägerteil
zu vereinfachen.
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Erfindungsgemäß ist hierzu
bei einem Gasgenerator mit einem langgestreckten Außengehäuse, dessen
Wandung wenigstens eine gasführende Innenkammer
umgibt, vorgesehen, daß ein
strömungsmäßig von
der oder den Innenkammern) des Gasgenerators abgetrennter, sich
axial erstreckender Endabschnitt der Wandung des Außengehäuses als
Befestigungsabschnitt ausgebildet ist und wenigstens eine Befestigungsstruktur
zur Verbindung des Gasgenerators mit einem Trägerteil aufweist. Das rohrförmige Außengehäuse des
Gasgenerators gibt sämtliche
Innenkammern des Gasgenerators, die Funktionsteile, also z. B. Anzünder, mehrere Brennkammer(n),
Druckgasbehälter
sowie Filterkammern oder Diffusoren enthalten. All diese Funktionsteile
und Innenkammern sind entweder gaserzeugend oder gasdurchströmt. In ihnen
wird das z. B. für einen
Gassack benötigte
Füllgas
erzeugt, bereitgestellt, gefiltert oder abgeleitet. Der erfindungsgemäß vorgesehene
Befestigungsabschnitt ist hingegen in einem Bereich des Außengehäuses ausgebildet,
der strömungsmäßig von
allen diesen Funktionsteilen getrennt ist. Der Befestigungsabschnitt
dient dabei allein der Befestigung des Gasgenerators und erfüllt keine
weitere Funktion bezüglich
der Gasproduktion oder Gasleitung. Insbesondere läßt sich
der Befestigungsabschnitt als Verlängerung des Außengehäuses in
axialer Richtung über
die Innenkammer(n) bzw. die Funktionsteile hinaus auslegen.
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Die
Befestigungsstruktur ist vorzugsweise durch wenigstens eine Öffnung in
der Umfangswandung des Befestigungsabschnitts gebildet, was eine möglichst
einfache und kostengünstige
Fertigung ermöglicht.
An der Befestigungsstruktur können
beliebige Befestigungsmittel angreifen, um den Gasgenerator mit
dem Trägerteil
zu verbinden. Einige ausgewählte
Möglichkeiten
hierzu werden weiter unten beschrieben.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist der Befestigungsabschnitt an einem axialen Ende
offen. An seinem anderen axialen Ende geht er einstückig in
den Rest des Außengehäuses über. In
dieser Ausführungsform
ist der Befestigungsabschnitt in Form eines offenen Rohres, vorzugsweise
mit gleichem Durchmesser und Wandstärke wie der Rest des Außengehäuses, gebildet.
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In
einer anderen bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist im Befestigungsabschnitt das Außengehäuse zur
Bildung eines doppelwandigen Flansches flach zusammengepreßt. Hierzu
wird vorteilhaft der über
die Innenkammer und die Funktionsteile überstehende Bereich des Außengehäuses entsprechend
umgeformt.
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Ein
erfindungsgemäßer Gasgenerator
läßt sich
leicht herstellen, indem gegenüber
einem herkömmlichen
Gasgenerator das Außengehäuse mit axialem Übermaß gefertigt
und das an einem axialen Ende überstehende
Außengehäuse mit
einer Befestigungsstruktur versehen wird. Die eine oder mehreren
Innenkammer(n) des Gasgenerators bzw. dessen Funktionsteile sind
natürlich
wie bei herkömmlichen
Konstruktionen vor der Aktivierung des Gasgenerators gegenüber der
Umgebung abgeschlossen.
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Der
Befestigungsabschnitt schließt
sich vorteilhaft axial an einen Ausströmbereich des Gasgenerators
an, da sich auf diese Weise die Befestigung des Gasgenerators entfernt
vom Zünder,
der ja verkabelt werden muß,
vornehmen läßt.
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Zur
Befestigung des Gasgenerators am Trägerteil ist erfindungsgemäß eine Baugruppe
mit einem oben beschriebenen Gasgenerator und mit einem an der Befestigungsstruktur
des Befestigungsabschnitts angreifenden Befestigungsmittel zur Fixierung
des Gasgenerators am Trägerteil
vorgesehen.
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Das
Befestigungsmittel kann zum Beispiel durch eine in Form von zwei
gegenüberliegenden Öffnungen
in der Umfangswand des Befestigungsabschnitts realisierte Befestigungsstruktur
ragen, so daß der
Gasgenerator analog zu der bekannten Konstruktion mit radial abstehendem
Befestigungsbolzen befestigt werden kann.
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In
einer anderen bevorzugten Ausführungsform
umfaßt
das Befestigungsmittel ein Montageblech, welches über wenigstens
eine Öffnung
in der Umfangswandung des Befestigungsabschnitts, die die Befestigungsstruktur
bildet, am Gasgenerator befestigt ist. Ein derartiges Montageblech
kann einfach an unterschiedliche Einbausituationen und Fahrzeugtypen
angepaßt
werden, ohne daß Veränderungen
am Gasgenerator selbst vorgenommen werden müssen. Zwar muß hier ein
separates Bauteil eingesetzt werden, jedoch wiegt die Flexibilität der Anpassung
diesen Nachteil wieder auf. Im Fahrzeug erfolgt die Befestigung
dann über
entsprechende Strukturen am Montageblech.
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Am
Montageblech kann ein Teil einer Schrauben-Muttern-Verbindung starr
befestigt sein, was die Zahl der einzelnen Bauteile reduziert.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
ist das Montageblech mittels wenigstens einem Blindniet am Gasgenerator
befestigt, so daß eine
feste Vormontage des Montageblechs am Gasgenerator vorgenommen werden
kann.
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Das
Montageblech läßt sich
auch so gestalten, daß es
in einer Form umgebogen ist, in der es den Rand des Befestigungsabschnitts
an dessen axial freiem Ende umgreift. Zusätzlich wird das Montageblech
zum Beispiel durch fluchtende Öffnungen
im Montageblech und im Befestigungsabschnitt separat oder direkt
mit dem Trägerteil
zum Beispiel verschraubt oder vernietet. Das Umgreifen des axialen Endes
bietet den Vorteil einer sicheren Halterung in axialer Richtung.
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Das
Befestigungsmittel und die Befestigungsstruktur können auch
ausgenutzt werden, um gleichzeitig zur Fixierung des Gasgenerators
am Trägerteil
ein Hitzeschild am Gasgenerator zu befestigen.
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Analog
zu den auf Gasgeneratoren mit radial abstehenden Befestigungsbolzen
ausgelegten Systemen kann das Befestigungsmittel oder wenigstens ein
Teil des Befestigungsmittels radial vom Gasgenerator abstehen.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele,
in Verbindung mit den beigefügten
Zeichnungen. In diesen zeigen:
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1 eine
schematische Explosionsansicht einer erfindungsgemäßen Baugruppe
mit einem Gasgenerator und einem Befestigungsmittel gemäß einer
ersten Ausführungsform;
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2 die
Baugruppe in 1 im zusammengebauten Zustand;
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3 und 4 eine
erfindungsgemäße Baugruppe
gemäß einer
zweiten Ausführungsform;
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5 und 6 eine
erfindungsgemäße Baugruppe
gemäß einer
dritten Ausführungsform;
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7 und 8 eine
erfindungsgemäße Baugruppe
gemäß einer
vierten Ausführungsform;
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9 eine
schematische Explosionsansicht einer erfindungsgemäßen Baugruppe
gemäß einer fünften Ausführungsform;
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10 die
Baugruppe in 10 im zusammengesetzten Zustand;
und
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11 einen
erfindungsgemäßen Gasgenerator
gemäß einer
weiteren Ausführungsform.
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1 zeigt
eine Baugruppe 100 mit einem Gasgenerator 110 gemäß einer
ersten Ausführungsform.
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Der
Gasgenerator 110 ist ein langgestreckter Rohrgasgenerator
und hat ein Außengehäuse 112 mit
einer rohrförmigen
Wandung. Das Außengehäuse 112 umgibt
wenigstens eine (nicht gezeigte) Innenkammer, wobei in der oder
den Innenkammern alle bekannten Funktionsteile des Gasgenerators
wie etwa Anzünder,
eine oder mehrere Brennkammern, einer oder mehrere Druckgasbehälter, Filterkammer(n)
sowie ein Diffusorbereich angeordnet sind. Der Gasgenerator 110 dient
vorzugsweise zur Erzeugung von Füllgas
für einen
Gassack.
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Die
Erfindung ist aber auch übertragbar
auf Gasgeneratoren zum Betrieb von diversen Straffeinrichtungen
oder gasbetriebenen Kolben-Zylinder-Einheiten.
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Der
Gasgenerator 110 hat einen Ausströmbereich 114, über den
das im Gasgenerator 110 erzeugte Gas diesen verläßt. Die
Innenkammer(n), die Funktionsteile und auch der Ausströmbereich 114 sind
vor der Aktivierung des Gasgenerators 110 gasdicht gegenüber der
Umgebung verschlossen.
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In
Axialrichtung A an den Ausströmbereich 114 anschließend weist
das Außengehäuse 12 einen verlängerten
Abschnitt auf, in dem sich die Wandung des Außengehäuses 112 in Axialrichtung
A mit unverändertem
Durchmesser und unveränderter
Wandstärke
fortsetzt. Dieser Abschnitt der Wandung bildet einen Befestigungsbereich 116,
der zur Befestigung des Gasgenerators 110 an einem (nur
in den 10 und 11 angedeuteten)
fahrzeugfesten Trägerteil 10 dient.
Der Abschnitt ist an einem axialen Ende offen, während er am anderen axialen
Ende an der Stirnwand 117 des Durchstrombereichs 114 einstückig in
das restliche Außengehäuse 12 übergeht.
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Der
Befestigungsabschnitt 116 erstreckt sich als axial offene,
rohrförmige
Verlängerung
des Außengehäuses 112 von
der eigentlichen Stirnwand 117 des Gasgenerators 110 aus.
Die Stirnwand 117 bewirkt eine strömungsmäßige Trennung der Innenkammern
des Gasgenerators 110 vom Befestigungsabschnitt 116.
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Im
Befestigungsabschnitt 116 ist eine Befestigungsstruktur 118 ausgebildet,
hier in der Form von zwei gegenüberliegenden,
in der Umfangswandung ausgebildeten Öffnungen. Ein Befestigungsmittel 120,
in diesem Fall eine Schraube, wird durch die beiden Öffnungen
der Befestigungsstruktur 118 gesteckt, so daß sie durch
die beiden Öffnungen
hindurchragt und ihr mit einem Gewinde versehenes Ende radial vom
Gasgenerator 110 absteht.
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Direkt
an ihren Kopf anschließend
hat die Schraube des Befestigungsmittels 120 einen viereckigen
Querschnitt, der formschlüssig
in die zugeordnete, ebenfalls viereckige Öffnung der Befestigungsstruktur 118 eingreift
und so das Befestigungsmittel 120 gegen eine Verdrehung
sichert. Die gleiche Funktion, die ein angeschweißter Befestigungsbolzen
erfüllt,
wird so ohne einen aufwendigen Schweiß- oder Lötvorgang allein durch einen
mechanischen Formschluß erreicht.
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Die
Baugruppe 100 weist außerdem
einen Hitzeschild 122 auf, der aus einem gebogenen Blech gebildet
ist, das sich annähernd über die
Hälfte
des Umfangs des Außengehäuses 112 erstreckt
und in seinem Durchmesser an den Außendurchmesser des Außengehäuses 112 angepaßt ist.
Die axiale Länge
des Hitzeschilds 122 ist so gewählt, daß dieser von der Befestigungsstruktur 118 bis über den Ausströmbereich 114 reicht.
Der Hitzeschild 122 wird über das Befestigungsmittel 120 am
Gasgenerator 110 und am Trägerteil 10 befestigt.
Er deckt einen Teil der Ausströmöffnungen
des Ausströmbereichs 114 ab,
so daß ausströmendes Füllgas nicht
mit empfindlichen Teilen eines Gassacks oder des Trägerteils 10 in
Berührung
kommt. Das Befestigungsmittel 120 ragt durch eine Öffnung 124,
die an einem axialen Ende des Hitzeschilds 122 vorgesehen
ist.
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In
den 3 und 4 ist eine zweite Ausführungsform
gezeigt. Die Baugruppe 200 unterscheidet sich von der gerade
beschriebenen Baugruppe 100 im wesentlichen durch die Form
der Befestigungsstruktur 218 des Befestigungsabschnitts 216 des
Gasgenerators 210.
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Hier
ist das Befestigungsmittel 220 durch eine Nietschraube
verwirklicht, die in einen abgeflachten Bereich der Außenwandung
im Befestigungsabschnitt 216 in eine als Befestigungsstruktur 218 dienende Öffnung eingepreßt ist.
Im gleichen Arbeitsgang wird auch der Hitzeschild 222 am
Gasgenerator 210 befestigt. Der radial abstehende Gewindeabschnitt
der Nietschraube dient zur Befestigung am Trägerteil.
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Eine ähnliche
Konstruktion ist in der in den 5 und 6 gezeigten
Ausführungsform
gezeigt.
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Im
Fall der dritten Ausführungsform
sind als Befestigungsstruktur 318 zwei gegenüberliegende Öffnungen
vorgesehen, wobei in eine der Öffnungen eine
Einpreßschraube
des Befestigungsmittels 320 eingepreßt und so fest mit der Wandung
des Befestigungsabschnitts 316 verbunden ist.
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Auch
hier ist wieder ein Hitzeschild 322 vorgesehen, der über das
Befestigungsmittel 320 fest mit dem Gasgenerator 310 verbunden
ist.
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Eine
weitere Ausführungsform
ist in den 7 und 8 dargestellt.
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In
der Baugruppe 400 weist das Befestigungsmittel 420 neben
zwei Blindnieten 424 ein vom Befestigungsabschnitt 416 und
dem Gasgenerator 410 separates Montageblech 426 auf.
Das Montageblech 426 ist als langgestrecker Metallblechstreifen ausgebildet,
der an seinen beiden axialen Enden so abgewinkelt ist, daß zwei parallel
zu einem Mittelteil verlaufende Befestigungsflächen 428 gebildet
sind. In diesen Befestigungsflächen 428 ist
je eine Öffnung 430 ausgebildet, über die
das Montageblech 426 mit dem Trägerteil 10 verbunden
werden kann. Der Mittelteil 432 weist dagegen eine Schalenform
auf, die an die Krümmung
des Außengehäuses 412 des
Gasgenerators 410 angepaßt ist. Über zwei axial nebeneinander
in der Wandung des Befestigungsabschnitts 416 liegende Öffnungen
der Befestigungsstruktur 418 ist das Montageblech 426 über die
in Form von zwei Blindnieten ausgebildeten Befestigungsmittel 420 mit
dem Gasgenerator 410 fest verbunden. Die Blindniete greifen
dabei am Befestigungsabschnitt 418 an, der in der Form
von zwei in Axialrichtung nebeneinander liegenden Öffnungen ausgebildet
ist.
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Ein
in Umfangsrichtung verlängerter
Abschnitt 422 des Montageblechs 426 ist als Hitzeschild ausgebildet
und überdeckt
einen Teil des Ausströmbereichs 414.
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In
den 9 und 10 ist eine fünfte Ausführungsform
gezeigt.
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Das
Befestigungsmittel 520 der Baugruppe 500 umfaßt ein Montageblech 526,
das die Form eines umgebogenen Blechstreifens hat. Das Montageblech 526 ist
in Axialrichtung auf sich selbst zurückgefaltet, so daß auf einem
Drittel seiner Länge
zwei Lagen übereinander
liegen. Beide Blechlagen sind außerdem angepaßt an den
Radius des Außengehäuses 512 des
Gasgenerators 510 gekrümmt.
Das Montageblech 522 ist an dessen axial offenem Ende so
auf den Befestigungsabschnitt 516 des Gasgenerators 510 aufgeschoben,
daß der
geschlossene Stirnrand 534 am Ende des Wandabschnitts des
Befestigungsabschnitts 516 anliegt und diesen umgreift.
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Die
Befestigungsstruktur 518 besteht in diesem Fall wieder
aus einer einzigen Öffnung
in der Umfangswandung des Befestigungsabschnitts 516. Das
Montageblech 526 weist zwei miteinander und, wenn das Montageblech 526 auf
dem Befestigungsabschnitt 516 aufgeschoben ist mit der Öffnung der Befestigungsstruktur 518 fluchtende Öffnungen
auf. Auf der konkaven Seite des Montageblechs 526 ist ein
Bauteil einer Schrauben-Muttern-Verbindung, in diesem Fall die Mutter 536,
starr und bleibend befestigt. Die Mutter 536 kann zum Beispiel
mit dem Montageblech 526 verschweißt oder in dieses eingepreßt sein.
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Wie
in der vorherigen Ausführungsform
ist ein sich in Umfangsrichtung weiter als der Rest des Montageblechs 536 erstreckender
Abschnitt des Montageblechs 526 als Hitzeschild 522 ausgebildet, der
einen Teil der zum Trägerteil 10 gerichteten
Ausströmöffnungen
des Ausströmbereichs 514 verdeckt.
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Zur
Befestigung des Gasgenerators 510 am Trägerteil 10 wird das
Montageblech 522 auf den Befestigungsabschnitt 516 aufgesteckt
und der zweite Teil der Schrauben-Muttern-Verbindung, in diesem Fall
die Schraube 538, durch eine Öffnung 540 im Trägerteil 10 gesteckt
und mit der Mutter 536 verschraubt.
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Die
in 12 gezeigte Ausführungsform
unterscheidet sich von den bisher beschriebenen dadurch, daß der Befestigungsabschnitt 616 des
Gasgenerators 610 nicht rohrförmig gestaltet ist. Hier ist die
ursprünglich
rohrförmige
Wandung des Außengehäuses 612 zu
einem doppelwandigen Flansch zusammengepreßt. Die Befestigungsstruktur 618 ist durch Öffnungen
in den beiden aufeinanderliegenden Wandabschnitten gebildet. Ein
Befestigungsmittel, wie eine Schraube, ein Blindniet oder eine andere der
beschriebenen Möglichkeiten
können
eingesetzt werden, um den Gasgenerator 610 über die
Befestigungsstruktur 618 mit dem Trägerteil 10 zu verbinden.
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Natürlich stellen
die dargestellten und beschriebenen Ausbildungen des Befestigungsabschnitts
und der verwendeten Befestigungsmittel nur eine kleine Reihe von
Beispielen dar. Der Fachmann kann beliebige andere geeignete Geometrien
für die Befestigungsstruktur
und die Befestigungsmittel bestimmen und auch die Merkmale der gezeigten
nach Belieben miteinander kombinieren und gegeneinander austauschen.