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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. Eine derartige Lösung, in der der Gasgenerator über Halter befestigt wird und das Gas über eine Verteilerröhre dem Gassack zugeführt wird, ist in der
DE 601 06 081 T2 gezeigt. 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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Aus der
US 5,542,702 A ist ein Gasgenerator bekannt, dessen Befestigungsabschnitt als ein zusätzliches, als separates Bauteil ausgebildeter Flansch, der sich im Wesentlichen in radialer Richtung erstreckt oder als ein auf ein axiales Ende aufgesetzter Bolzen ausgebildet ist.
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Die
US 5,799,969 A zeigt einen Gasgenerator, bei dem die Befestigung über eine Zünderaufnahme und einem im Diffusor des Gasgenerators angeordneten Bolzen erfolgt.
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Die
DE 195 48 266 A1 einen Gasgenerator, der sich aus einer Anzündeeinheit, einem Brennkammergehäuse und einem Expansionskammergehäuse zusammensetzt und über Stehbolzen befestigt werden kann, die an der Außenumfangsfläche des Brennkammergehäuses und des Expansionskammergehäuses vorgesehen sind.
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Die
US 5,718,447 A zeigt einen Gasgenerator, der über zwei separate Befestigungselemente im Modulgehäuse festgelegt wird.
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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 Innenkammer(n) 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 erfindundungsgemäß 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:
- - 1 eine schematische Explosionsansicht einer erfindungsgemäßen Baugruppe mit einem Gasgenerator und einem Befestigungsmittel gemäß einer ersten Ausführungsform;
- - 2 die Baugruppe in 1 im zusammengebauten Zustand;
- - 3 und 4 eine erfindungsgemäße Baugruppe gemäß einer zweiten Ausführungsform;
- - 5 und 6 eine erfindungsgemäße Baugruppe gemäß einer dritten Ausführungsform;
- - 7 und 8 eine erfindungsgemäße Baugruppe gemäß einer vierten Ausführungsform;
- - 9 eine schematische Explosionsansicht einer erfindungsgemäßen Baugruppe gemäß einer fünften Ausführungsform;
- - 10 die Baugruppe in 10 im zusammengesetzten Zustand; und
- - 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.
