DE102008019863A1

DE102008019863A1 - Gasgenerator für ein Airbagmodul

Info

Publication number: DE102008019863A1
Application number: DE102008019863A
Authority: DE
Inventors: Gerrit von Breitenbach
Original assignee: Takata Petri AG
Current assignee: Takata AG
Priority date: 2008-04-16
Filing date: 2008-04-16
Publication date: 2009-11-05

Abstract

Bei einem Gasgenerator für ein Airbagmodul mit einem Gasgeneratorgehäuse, in dem eine erste Kammer für die Aufnahme einer Treibladung zur Entzündung eines in einer zweiten Kammer enthaltenen Hauptgassatzes sowie eine Zündvorrichtung für die Entzündung der Treibladung vorgesehen sind, ist erfindungsgemäß die erste Kammer (7) für die Aufnahme der Treibladung (8) durch ein Rohr (12) begrenzt, an dessen erstem Ende (13) die Zündvorrichtung (3) angeordnet ist und dessen zweites Ende (14) in engem Kontakt zu einem elastischen Gasleitblech (15) steht, das zumindest abschnittsweise innen am Gasgeneratorgehäuse anliegt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Gasgenerator für ein Airbagmodul nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Für die Aktivierung von Airbags sind Gasgeneratoren bekannt, die in einem Gasgeneratorengehäuse eine Treibladung mit einer Zündvorrichtung aufweisen. Die Treibladung ist in einer Kammer angeordnet. Außerhalb dieser Kammer ist im Gasgeneratorgehäuse ein Hauptgassatz vorgesehen. Im Crashfall wird zunächst die Treibladung gezündet, die ihrerseits den Hauptgassatz entzündet, durch den das in den Airbag einströmende Gas erzeugt wird.
Die Kammer für die Treibladung wird bei bekannten Gasgeneratoren durch eine becherförmige Hülse gebildet, wie es z. B. in der DE 198 12 221 offenbart ist. Die Hülse ist mit ihrem offenen Ende an einer Zündvorrichtung befestigt und das geschlossene Ende erstreckt sich bis in den Bereich des Gasgeneratorgehäuses. Die Hülse weist seitlich Durchbrüche auf, die vor Zündung der Treibladung durch eine Folie verschlossen sind. Nach Zündung der Treibladung durch die Zündvorrichtung wird die Folie durch den entstehenden Druck und die heißen Gase der Treibladung geöffnet bzw. zerstört. Die heißen Gase treten durch die Durchbrüche in den Raum mit dem Hauptgassatz ein und entzünden diesen, wodurch die in den Airbag einströmenden Gase gebildet werden.
Die Treibladung liegt meist in Granulatform und der Hauptgassatz in Tablettenform vor. Durch die Anwendung einer becherförmigen Hülse für die Aufnahme der Treibladung ist ein aufwendiger Montageprozess erforderlich. Hierbei muss zunächst das Granulat der Treibladung in den Becher eingefüllt werden. Anschließend muss das Unterteil des Gasgeneratorgehäuses mit der Zündvorrichtung auf den Becher aufgesetzt und mit diesem verbunden werden. Danach muss das Unterteil um 180° gedreht werden, so dass die Tabletten eingefüllt werden können.
Um gute Selbstzündeigenschaften des Gasgenerators zu gewährleisten, z. B. im Falle eines Fahrzeugbrandes, ist es notwendig, den Hauptgassatz kontrolliert abzubrennen bevor er durch eine zu hohe Wärmeeinwirkung seine Eigenschaften negativ verändert. Um die sichere Selbstzündung zu garantieren, sind ein reproduzierbarer und guter Kontakt der Frühzündsubstanz mit der Gehäusewand des Gasgenerators oder ausreichend stabile Wärmebrücken zwischen der Frühzündsubstanz und dem Gehäuse unerlässlich. Das ist bei der Verwendung einer becherförmigen Hülse für die Treibladung nicht immer gewährleistet, da wegen der Fertigungs- und Montagetoleranzen ein Luftspalt zwischen dem Boden der Hülse und dem Generatorgehäuse vorhanden sein kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Fertigung von Gasgeneratoren zu vereinfachen, sowie die Selbstzündungseigenschaften des Gasgenerators zu verbessern und insbesondere unempfindlicher gegenüber Montagetoleranzen zu machen.
Erfindungsgemäß wird das gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht.
Bei einem Gasgenerator für ein Airbagmodul mit einem Gasgeneratorgehäuse, in dem eine erste Kammer für die Aufnahme einer Treibladung zur Entzündung eines in einer zweiten Kammer enthaltenen Hauptgassatzes sowie eine Zündvorrichtung für die Entzündung der Treibladung vorgesehen sind, ist erfindungsgemäß die erste Kammer für die Aufnahme der Treibladung durch ein Rohr begrenzt, an dessen erstem Ende die Zündvorrichtung angeordnet ist, und dessen zweites Ende in engem Kontakt zu einem elastischen Gasleitblech steht, das zumindest abschnittsweise innen am Gasgeneratorgehäuse anliegt.
Der Vorteil dieser Anordnung besteht darin, dass der Herstellungsprozess des Gasgenerators vereinfacht wird, weil die Treibladung und die Tabletten des Hauptgassatzes von der gleichen Seite in die erste bzw. zweite Kammer eingefüllt werden können, d. h., dass eine Drehung des Gehäuses nach der Einfüllung der Treibladung wie bei Verwendung einer becherförmigen Hülse als Begrenzung der ersten Kammer nicht erforderlich ist.
Durch die gezielte Einstellung der Steifigkeit und elastischen Nachgiebigkeit des Gasleitbleches sind ein guter Kontakt mit dem Gasgeneratorgehäuse und damit gute Frühzündeigenschaften gewährleistet. Es ist zweckmäßig, dass zum Einstellen der Steifigkeit und elastischen Nachgiebigkeit im Boden des Gasleitbleches mindestens eine ringförmige Sicke vorgesehen ist. Durch eine entsprechende Kontaktlänge der Sicke mit dem Gasgeneratorgehäuse können Fertigungs- und Montagetoleranzen in axialer Richtung ausgeglichen werden.
Der enge Kontakt des zweiten Endes des Rohres mit dem Gasleitblech kann dadurch gewährleistet werden, dass das Gasleitblech einen napfförmigen Abschnitt aufweist, in den das zweite Ende des Rohres eingreift, wobei das zweite Ende eng an der Seitenwand des napfförmigen Abschnitts anliegt, ohne mit diesem durch Hilfsmittel verbunden zu sein. Vorzugsweise liegt das Rohr im Bereich seines ersten Endes mit seiner Innenwand mit Presssitz an einer Zündvorrichtungsaufnahme und im Bereich seines zweiten Endes mit seiner Außenwand mit Presssitz an der Seitenwand des napfförmigen Abschnitts an.
Der Presssitz an der Zündvorrichtungsaufnahme und im napfförmigen Abschnitt ist vorzugsweise unterschiedlich stark.
Der Boden der napfförmigen Vertiefung liegt zumindest abschnittsweise eng am Generatorgehäuse an.
Es ist zweckmäßig, dass das Generatorgehäuse und das Gasleitblech im Bereich des zweiten Endes des Rohres durch den nach Zündung der Treibladung im Rohr entstehenden Druck so verformbar sind, dass ein Zwischenraum zwischen dem zweiten Ende des Rohres und dem Gasleitblech und damit eine Verbindung zwischen der ersten und der zweiten Kammer vorhanden ist, oder ein Zwischenraum zwischen dem ersten Ende des Rohres und der Zündvorrichtung und damit eine Verbindung zwischen der ersten und der zweiten Kammer vorhanden ist.
Alternativ kann es ebenfalls zweckmäßig sein, dass das Gasgeneratorgehäuse auf der Seite des ersten Endes des Rohres bzw. der Zündvorrichtung durch die nach der Zündung der Treibladung im Rohr entstehende Druckwelle so verformbar ist, dass ein Zwischenraum zwischen dem ersten Ende des Rohres und der Zündvorrichtung und damit eine Verbindung zwischen der ersten und der zweiten Kammer vorhanden ist, oder ein Zwischenraum zwischen dem zweiten Ende des Rohres und dem Gasleitblech und damit eine Verbindung zwischen der ersten und der zweiten Kammer vorhanden ist.
Die bei Zündung der Treibladung sich bildenden heißen Gase können durch diesen Zwischenraum aus der ersten in die zweite Kammer strömen, in der sich der Hauptgassatz befindet. Dadurch können Durchbrüche im Rohr entfallen.
Das Rohr erstreckt sich bei Verwendung eines topfförmigen Gasgenerators vorzugsweise zwischen der sich vom Boden des Gasgenerators in diesen erstreckenden Zündvorrichtung und dem Deckel des Gasgenerators.
Die Erfindung soll in Ausführungsbeispielen anhand von Zeichnungen erläutert werden.
Es zeigen:
1 einen Schnitt durch einen topfförmigen Gasgenerator des Standes der Technik mit einer becherförmigen Hülse zur Abgrenzung der ersten Kammer;
2 einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen topfförmigen Gasgenerator vor Zündung der Treibladung;
3a, b jeweils eine Hälfte des Gasgenerators nach 2 nach Zündung der Treibladung.
Der Gasgenerator des Standes der Technik weist einen Boden 1 und einen Deckel 2 auf, die zusammen das Gehäuse des Gasgenerators bilden. Mit dem Boden 1 ist eine Zündvorrichtungsaufnahme 3a einer Zündvorrichtung 3 verbunden, die in den Gasgenerator hineinragt. An der Zündvorrichtungsaufnahme 3a ist das offene Ende einer becherförmigen Hülse 4 befestigt. Der Boden 5 der becherförmigen Hülse 4 liegt an einem starren Gasleitblech 6 an, das zumindest im Bereich der Hülse 4 eng am Deckel 2 anliegt. Die Hülse 4 umschließt eine erste Kammer 7, in der sich eine Treibladung 8 befindet. Die erste Kammer 7 ist von einer zweiten Kammer 9 für einen Hauptgassatz 10 umgeben. Die Hülse weist Durchbrüche 11 für die Verbindung der ersten mit der zweiten Kammer auf. Die Durchbrüche 11 sind vor der Zündung der Treibladung 8 durch aufgeklebte Folien verschlossen, um zu verhindern, dass Granulat der Treibladung vor deren Zündung in die zweite Kammer 9 gelangt.
Neben dem Nachteil des aufwendigen Herstellungsprozesses besteht der weitere Nachteil, dass zwischen dem Boden 5 der Hülse und dem Gasleitblech 6 einerseits und dem Gasleitblech 6 und dem Deckel 2 andererseits wegen der Toleranzen, mit denen diese Bauteile gefertigt werden, Luftspalte vorhanden sind. Diese verhindern ausreichend stabile Wärmebrücken zwischen der ersten Kammer 7 und dem Deckel 2, wodurch eine sichere Selbstzündung der Treibladung 8 nicht gewährleistet ist.
Der in der 2 dargestellte erfindungsgemäße Gasgenerator weist ebenfalls einen Boden 1 und einen Deckel 2 auf. Weiterhin sind wie bei dem Gasgenerator des Standes der Technik eine Zündvorrichtung 3 und eine Zündvorrichtungsaufnahme 3a vorgesehen, die beide in den Gasgenerator hineinragen. Ein erstes Ende 13 eines Rohres 12 ist durch Presssitz mit der Zündvorrichtungsaufnahme 3a verbunden. Das Rohr 12 umschließt die erste Kammer 7 für die Aufnahme der Treibladung 8. Die Treibladung 8 liegt in Form von Granulat vor. Im Bereich des Deckels können in der Kammer 7 Formelemente angeordnet sein. Hierbei handelt es sich um besondere Treibstoffe, die durch ihre Charakteristik eine Zündung bei niedrigen Temperaturen sicherstellen. Diese Formelemente sind in den Figuren nicht dargestellt.
Im Gasgenerator ist ein elastisch verformbares Gasleitblech 15 angeordnet, das einen napfförmiger Abschnitt 16 aufweist, der innen am Deckel 2 anliegt. Weiterhin ist ein ringförmiger Abschnitt 17 vorhanden, der ebenfalls innen am Deckel 2 anliegen kann. Zwischen den Abschnitten 16 und 17 erstreckt sich eine ringförmige Sicke 18. Diese Sicke unterstützt die Elastizität des Gasleitbleches 15 im oberen Bereich 2a des Deckels 2 und damit die feste Anlage des Abschnitts 16 an den oberen Bereich 2a.
Durch die gezielte Einstellung der Steifigkeit und elastischen Nachgiebigkeit des Gasleitbleches 15 mittels der Sicke 18 wird immer ein guter Kontakt mit dem Deckel 2 des Generatorgehäuses und damit eine gute Frühzündeigenschaft gewährleistet. Weiterhin werden infolge der elastischen Nachgiebigkeit des Gasleitbleches sowohl geometrische Toleranzen von Einzelkomponenten als auch solche, die sich beim Zusammenbau ergeben, ausgeglichen.
Das zweite Ende 14 des Rohres 12 ragt in den napfförmigen Abschnitt 16 hinein, und ist mit diesem durch Presssitz verbunden, so dass eine Vermischung der Treibladung 8 aus der ersten Kammer 7 mit dem Hauptgassatz 10 in der zweiten Kammer 9 unterbunden ist. Zusätzlich ergibt sich eine gute Wärmeleitfähigkeit zwischen dem Rohr 12 und dem Gasleitblech 15. Ein seitlicher Abschnitt 19 des Gasleitblechs 15 verläuft im Abstand zur Seitenwand 2b des Deckels 2.
In der 2 ist der Gasgenerator vor Zündung der Treibladung 8 dargestellt. Die 3a und 3b zeigen den Gasgenerator nach Zündung der Treibladung 8. Es ist erkennbar, dass der napfförmige Abschnitt 16 und der obere Bereich 2a des Deckels 2 infolge des sich nach Zündung der Treibladung 8 in der ersten Kammer 7 aufbauenden Druckes ausgebeult wird. Dadurch ergeben sich zwei Ausführungsformen, um die erste Kammer 7 mit der zweiten Kammer 9 zu verbinden.
Die erste Möglichkeit ist in der 3a dargestellt. Bei der Ausführung der 3a ist der Presssitz zwischen dem Rohr 12 und der Zündvorrichtungsaufnahme 3a stärker als zwischen dem Rohr 12 und der Seitenwand des napfförmigen Abschnitts 16. Dadurch ist gewährleistet, dass sich das Rohr 12 nur an seinem zweiten Ende 14 von seiner Befestigung löst, so dass ein Zwischenraum 20 zwischen dem zweiten Ende 14 und dem napfförmigen Abschnitt 16 entsteht, durch den das in der ersten Kammer 7 erzeugte Gas in die zweite Kammer 9 strömen kann, um dort den Hauptgassatz 10 zu entzünden.
Die zweite Möglichkeit ist in der 3b dargestellt. Bei der Ausführung der 3b ist der Presssitz zwischen dem Rohr 12 und der Seitenwand des napfförmigen Abschnitts 16 stärker als der Presssitz zwischen dem Rohr 12 und der Zündvorrichtungsaufnahme 3a. Dadurch ist gewährleistet, dass sich das Rohr 12 nur an seinem ersten Ende 13 von der Zündvorrichtungsaufnahme 3a löst. So entsteht ein Zwischenraum 21 zwischen dem ersten Ende 13 und der Zündvorrichtungsaufnahme 3a, durch den das in der ersten Kammer 7 erzeugte Gas in die zweite Kammer 9 strömen kann, um dort den Hauptgassatz 10 zu entzünden.
Alternativ kann das Gasgeneratorgehäuse auf der Seite des ersten Rohrendes 13 bzw. der Zündvorrichtung 3 durch die nach der Zündung der Treibladung 8 im Rohr entstehende Druckwelle so verformbar sein, dass der Zwischenraum zwischen dem ersten Ende 13 des Rohres 12 und der Zündvorrichtung 3 und damit die Verbindung zwischen der ersten und der zweiten Kammer 7 bzw. 9 entsteht, oder dass der Zwischenraum zwischen dem zweiten Ende 14 des Rohres 12 und dem napfförmigen Abschnitt 16 und somit die Verbindung zwischen der ersten und der zweiten Kammer 7 bzw. 9 entsteht. Obwohl diese alternative Verformung in den 3a und 3b nicht dargestellt ist, entstehen aber dort Zwischenräume, die den Zwischenräumen 20 und 21 entsprechen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 19812221 [0003]

Claims

Gasgenerator für ein Airbagmodul mit einem Gasgeneratorgehäuse, in dem eine erste Kammer für die Aufnahme einer Treibladung zur Entzündung eines in einer zweiten Kammer enthaltenen Hauptgassatzes sowie eine Zündvorrichtung für die Entzündung der Treibladung vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kammer (7) für die Aufnahme der Treibladung (8) durch ein Rohr (12) begrenzt ist, an dessen erstem Ende (13) die Zündvorrichtung (3) angeordnet ist, und dessen zweites Ende (14) in engem Kontakt zu einem elastischen Gasleitblech (15) steht, das zumindest abschnittsweise innen am Gasgeneratorgehäuse anliegt.
Gasgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gasleitblech (15) einen napfförmigen Abschnitt (16) aufweist, in den das zweite Ende (14) des Rohres (12) eingreift, wobei das zweite Ende (14) eng an der Seitenwand des napfförmigen Abschnitts (16) anliegt, ohne mit diesem über Hilfsmittel verbunden zu sein.
Gasgenerator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (12) im Bereich seines ersten Endes (13) mit seiner Innenwand mit Presssitz an einer Zündvorrichtungsaufnahme (3a) und im Bereich des zweiten Endes (14) mit seiner Außenwand mit Presssitz an der Seitenwand des napfförmigen Abschnitts (16) anliegt.
Gasgenerator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Presssitz an der Zündvorrichtungsaufnahme (3a) und im napfförmigen Abschnitt (16) unterschiedlich stark ist.
Gasgenerator nach mindestens einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden des napfförmigen Abschnitts (16) zumindest abschnittsweise eng am Generatorgehäuse anliegt.
Gasgenerator nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Generatorgehäuse und das Gasleitblech (15) im Bereich des zweiten Endes (14) des Rohres (12) durch den nach Zündung der Treibladung (8) im Rohr (12) entstehenden Druck so verformbar sind, dass ein Zwischenraum (20) zwischen dem zweiten Ende (14) des Rohres (12) und dem Gasleitblech (15) und damit eine Verbindung zwischen der ersten und der zweiten Kammer (7, 9) vorhanden ist, oder ein Zwischenraum (21) zwischen dem ersten Ende (13) des – rohres (12) und der Zündvorrichtung (3) und damit eine Verbindung zwischen der ersten und der zweiten Kammer (7, 9) vorhanden ist.
Gasgenerator nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gasgeneratorgehäuse auf der Seite des ersten Endes (13) des Rohres (12) bzw. der Zündvorrichtung (3) durch die nach der Zündung der Treibladung (8) im Rohr (12) entstehende Druckwelle so verformbar ist, dass ein Zwischenraum (21) zwischen dem ersten Ende (13) des Rohres (12) und der Zündvorrichtung (3) und damit eine Verbindung zwischen der ersten und der zweiten Kammer (7, 9) vorhanden ist, oder ein Zwischenraum (20) zwischen dem zweiten Ende (14) des Rohres (12) und dem Gasleitblech (15) und damit eine Verbindung zwischen der ersten und der zweiten Kammer (7, 9) vorhanden ist.
Gasgenerator nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Einstellen der Steifigkeit und elastischen Nachgiebigkeit des Gasleitbleches (15) in dessen Boden mindestens eine ringförmige Sicke (18) vorgesehen ist.
Gasgenerator nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Rohr (12) bei Verwendung eines topfförmigen Gasgenerators zwischen der sich vom Boden (1) des Gasgenerators in diesen erstreckenden Zündvorrichtung und dem Deckel (2) des Gasgenerators erstreckt.