DE102008049650A1

DE102008049650A1 - Gasgenerator, insbesondere für ein Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem, sowie Verfahren zur Herstellung eines Gasgenerators

Info

Publication number: DE102008049650A1
Application number: DE102008049650A
Authority: DE
Inventors: Sebastian Dr. Bierwirth; Jörg Dr. Friedrich
Original assignee: TRW Airbag Systems GmbH
Current assignee: ZF Airbag Germany GmbH
Priority date: 2008-09-30
Filing date: 2008-09-30
Publication date: 2010-04-01

Abstract

Ein Gasgenerator, insbesondere für ein Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem, hat ein erstes Bauteil (12) und ein zweites Bauteil (14), das über einen gespritzten Kunststoffsockel (16) mit dem ersten Bauteil (12) verbunden ist, indem beide Bauteile (12, 14) wenigstens teilweise umspritzt sind. Das erste Bauteil (12) weist in einem Kontaktbereich (40) mit dem Kunststoffsockel (16) eine vor dem Spritzen aufgebrachte Klebefolie (42) auf. Außerdem wird ein Verfahren zur Herstellung eines Gasgenerators beschrieben.

Description

Die Erfindung betrifft einen Gasgenerator, insbesondere für ein Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem, mit einem ersten Bauteil und einem zweiten Bauteil, das über einen gespritzten Kunststoffsockel mit dem ersten Bauteil verbunden ist, indem beide Bauteile wenigstens teilweise umspritzt sind. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Gasgenerators.
Ein gattungsgemäßer Gasgenerator ist z. B. aus der DE 41 41 908 A1 bekannt. Bei dem ersten Bauteil handelt es sich um einen Deckel eines Generatorgehäuses, welches mit dem zweiten Bauteil, einem Anzünder, verbunden ist, indem der Anzünder in einer Öffnung im Deckel angeordnet ist und beide Teile zusammen umspritzt sind. Auf diese Weise wird eine einfache Verbindung zwischen Anzünder und Generatorgehäuse geschaffen, die sich durch ein geringes Gewicht sowie niedrige Herstellungskosten auszeichnet.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Gasgenerator bzw. ein Verfahren zur Herstellung eines Gasgenerators zu schaffen, bei dem die Verbindungsstelle der Bauteile eine verbesserte Dichtigkeit aufweist.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ist hierzu bei einem Gasgenerator der eingangs genannten Art vorgesehen, daß das erste Bauteil in einem Kontaktbereich mit dem Kunststoffsockel eine vor dem Spritzen aufgebrachte Klebefolie aufweist. Durch die Klebefolie wird eine besonders dichte Verbindung zwischen dem Kunststoffsockel und dem ersten Bauteil erzielt. Im Gegensatz zu einer durch Aufschrumpfen eines Kunststoffes gebildeten Abdichtung kann beim erfindungsgemäßen Gasgenerator das erste Bauteil eine nahezu beliebige Geometrie aufweisen, wobei auf zusätzliche geometrische Elemente zur Erhöhung der Dichtig keit, etwa Hinterschneidungen oder Umspritzungen, verzichtet werden kann. Auch zusätzliche Bauteile, wie eine als Feuchtigkeitssperre dienende Metallfolie oder eine Ringdichtung, sind nicht erforderlich. Daher läßt sich der erfindungsgemäße Gasgenerator besonders einfach und kostengünstig herstellen.
Das erste Bauteil besteht bevorzugt aus Metall, Keramik und/oder Kunststoff.
Wie bereits eingangs erwähnt, ist das erste Bauteil vorzugsweise ein Gasgeneratorgehäuse oder bildet ein Teilelement eines Gasgeneratorgehäuses.
Bei dem zweiten Bauteil handelt es sich insbesondere um einen vorgefertigten, nach außen geschlossenen Anzünder. Dieser hat im allgemeinen eine metallische Außenhülle, so daß es von Vorteil sein kann, wenn auch der Anzünder (oder nur der Anzünder, der dann als erstes Bauteil anzusehen ist) vor dem Spritzen mit einer eine Haftbrücke bildenden Klebefolie versehen wird.
Eine besonders einfache Befestigung der Bauteile aneinander ergibt sich dadurch, daß das erste Bauteil eine Öffnung zur Aufnahme und Befestigung des zweiten Bauteils hat, deren Rand beim Spritzen in den Kunststoffsockel eingebettet wird. Im Fall eines Anzünders als zweitem Bauteil können dessen elektrische Anschlüsse durch die Öffnung aus dem ersten Bauteil, insbesondere dem Generatorgehäuse, herausragen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung entspricht die Fläche der Klebefolie gerade der Kontaktfläche zwischen dem Kunststoffsockel und dem ersten Bauteil, wodurch vollflächig für eine verbesserte Haftung des Kunststoffsockels am ersten Bauteil gesorgt ist.
Abhängig von der Form des ersten Bauteils kann es jedoch genügen, wenn die Fläche der Klebefolie kleiner als die Kontaktfläche zwischen dem Kunststoffsockel und dem ersten Bauteil ist. Auch hierdurch läßt sich in vielen Fällen bereits eine zuverlässige Abdichtung erreichen.
Eine weitere Variante der Erfindung sieht vor, die Fläche der Klebefolie größer als die Kontaktfläche zwischen dem Kunststoffsockel und dem ersten Bauteil auszubilden. Die Klebefolie dient dann zusätzlich als Korrosionsschutzschicht.
Die Klebefolie ist vorteilhaft ein vorgefertigtes Teil. Sie kann wie eine bekannte Verdämmfolie aufgebracht werden.
Bevorzugt umfaßt die Klebefolie eine Kunststoffolie und eine Klebstoffschicht. Die Klebstoffschicht ist vorteilhaft direkt auf die Kunststoffolie aufgebracht. Die Kle befolie läßt sich mit ihrer Klebstoffseite auf das erste Bauteil aufgekleben, so daß die Klebstoffschicht die Klebefolie beim Spritzgießen am metallischen ersten Bauteil fixiert hält. Dabei kommt der beim Spritzgießen eingebrachte Kunststoff in Kontakt mit der Kunststoffolie. Diese schützt dabei die darunterliegende Klebstoffschicht vor den hohen Temperaturen.
Die Kunststoffolie besteht vorteilhaft aus dem gleichen Material wie der Kunststoffsockel oder aus einem Material, das geeignet ist, eine Verbindung mit dem Material des Kunststoffsockels einzugehen.
Vorzugsweise verschmilzt beim Spritzen des Kunststoffsockels die Kunststoffolie mit dem Kunststoffsockel. Dabei bildet sich entlang einer Verbindungszone eine feste Verbindung zwischen der Klebefolie und dem Kunststoffsockel aus. Alternativ kann die feste Verbindung auch durch eine chemische Reaktion des Materials des Kunststoffsockels mit dem Material der Kunststoffolie erfolgen.
Die Klebefolie, insbesondere die Klebstoffschicht, bildet bevorzugt eine Haftbrücke zwischen dem ersten Bauteil und dem Kunststoffsockel, die vorzugsweise plastisch und/oder elastisch verformbar ist. So lassen sich Spannungen und Scherkräfte ausgleichen, die bei einem Temperaturwechsel aufgrund unterschiedlicher Ausdehnungskräfte der Materialien auftreten.
Der Klebstoff läßt sich in genau definierter, beispielsweise konstanter Schichtdicke auf die Kunststoffolie aufbringen.
Der Klebstoff der Klebstoffschicht kann z. B. über einen vorbestimmten Anpreßdruck oder eine thermische Einwirkung aktiviert bzw. ausgehärtet werden. Hierfür können beispielsweise der Anpreßdruck beim Aufkleben oder die Wärmeeinwirkung durch den beim Spritzgießen eingesetzten flüssigen Kunststoffs ausgenutzt werden.
Als Material für die Kunststoffolie kommt z. B. ein thermoplastisches Elastomer (TPE) in Frage.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Gasgenerators, insbesondere für ein Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem, vorgesehen, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist. Zunächst werden ein erstes Bauteil, das Metall und/oder Keramik und/oder Kunststoff enthält, sowie ein mit dem ersten Bauteil zu verbindendes zweites Bauteil bereitgestellt. Anschließend wird auf das erste Bauteil in einem Verbindungsbereich eine Klebefolie aufgebracht, und das zweite Bauteil wird relativ zum ersten Bauteil positio niert. Das erste und das zweite Bauteil werden gemeinsam jeweils wenigstens teilweise umspritzt, wodurch ein die Bauteile verbindender Kunststoffsockel gebildet wird. Wie bereits mit Bezug auf den erfindungsgemäßen Gasgenerator beschrieben, ist das erste Bauteil vorzugsweise ein Gasgeneratorgehäuse oder ein Teil davon und das zweite Bauteil ein vorgefertigter Anzünder.
Bevorzugt verschmilzt beim Umspritzen der beiden Bauteile die Kunststoffolie der Klebefolie mit dem Kunststoffsockel.
Darüber hinaus treffen auch sämtliche mit Bezug auf den Gasgenerator genannten vorteilhaften Weiterbildungen auf das erfindungsgemäße Verfahren zu.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform anhand der beigefügten Zeichnung. In dieser zeigt:
1 eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Gasgenerators;
2 ein vergrößertes Detail aus 1, das die Verbindung eines ersten mit einem zweiten Bauteil zeigt; und
3 vergrößert den Übergang vom ersten zum zweiten Bauteil.
1 zeigt einen erfindungsgemäßen Gasgenerator 10, der ein erstes Bauteil 12, hier aus Metall, in Form eines Gasgeneratorgehäuses aufweist, in dem mittig eine Zündervorrichtung 13 angeordnet ist. Diese umfaßt einen Anzünder, der ein zweites Bauteil 14 darstellt, das über einen gespritzten Kunststoffsockel 16 mit dem ersten Bauteil 12 verbunden ist, indem beide Bauteile wenigstens teilweise gemeinsam umspritzt sind. Der Anzünder ist hier ein vorgefertigtes, durch eine metallische Außenhülle abgeschlossenes Bauteil und hat mehrere zum Teil in den Kunststoffsockel 16 eingebettete Anschlußleitungen 18, die durch eine Öffnung 20 im ersten Bauteil 12 (dem Gasgeneratorgehäuse) aus letzterem herausragen. Die Öffnung 20 dient gleichzeitig zur Aufnahme und Befestigung des zweiten Bauteils 14 (des Anzünders), wobei insbesondere der den Rand 22 der Öffnung 20 bildende Abschnitt des ersten Bauteils 12 beim Spritzen in den Kunststoffsockel 16 eingebettet wird.
Das in der 1 obere Ende des Anzünders grenzt an eine mit einer Verstärkerladung gefüllte Verstärkerkammer 24 an. Bei der gezeigten Ausgestaltung ist eine die Verstärkerkammer 24 begrenzende Hülse 26, die mehrere Überströmöffnungen 28 hat, auf den Anzünder bzw. den Kunststoffsockel 16 aufgesetzt. Die Verstärkerkammer 24 ist von einer Brennkammer 30 umgeben, die mit einem schematisch gezeigten Treibstoff 32 in Tablettenform gefüllt ist und außenseitig an einen Filter 34 angrenzt. Das Gasgeneratorgehäuse weist an seiner Umfangswand Ausströmöffnungen 36 auf, die im Einbauzustand durch eine Verdämmfolie 38 vor Feuchteeintritt geschützt sind. Bei Aktivierung des Gasgenerators 10 wird in bekannter Weise ein Gas erzeugt, welches durch die Ausströmöffnungen 36 nach außen gelangt und z. B. dazu dient, einen Gassack eines Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystems zu befüllen.
In dem nahe der Öffnung 20 bzw. das Randes 22 gelegenen Kontaktbereich 40 zwischen dem Kunststoffsockel 16 und dem ersten Bauteil 12 ist letzteres mit einer Klebefolie 42 versehen, die bereits vor dem Spritzen des Kunststoffsockels 16 aufgebracht wurde. Die Klebefolie 42 bedeckt nur einen Abschnitt des umspritzten Bereichs des ersten Bauteils 12. Die Klebefolie 42 läuft aber am Rand 22 geschlossen um.
Die Klebefolie 42 ist ein vorab hergestelltes Bauteil und besteht aus einer Kunststoffolie 44 und einer darauf direkt und gleichmäßig aufgebrachten Klebstoffschicht 46 (siehe 3).
Als Material für die Kunststoffolie 44 wird in diesem Beispiel das gleiche Material verwendet wie für den Kunststoffsockel 16. Es ist aber auch möglich, ein anders Material einzusetzen, das geeignet ist, eine feste Verbindung mit dem Material des Kunststoffsockels 16 einzugehen. Dabei kann es sich etwa um ein thermoplastisches Elastomer handeln.
Die Klebefolie 42 dient als Haftbrücke zwischen dem Kunststoffsockel 16 und dem ersten Bauteil 12.
Abweichend von der gezeigten Ausgestaltung kann sich die Fläche der Klebefolie 42 natürlich auch über den gesamten umspritzten Abschnitt des Bauteils 12 erstrecken oder über diesen hinausragen. Ebenso ist es denkbar, auch zwischen dem zweiten Bauteil 14 und dem Kunststoffsockel 16 eine entsprechende Klebefolie vorzusehen.
Die Herstellung des Gasgenerators 10 erfolgt folgendermaßen: Zunächst werden das erste Bauteil 12 (das Gasgeneratorgehäuse) sowie das zweite Bauteil 14 (der Anzünder) bereitgestellt, und das erste Bauteil 12 wird im späteren Verbindungsbereich der Bauteile (der gerade dem Kontaktbereich 40 entspricht) mit der Klebefolie 42 versehen, indem ein oder mehrere entsprechend zugeschnittene Stücke der Klebefolie 42 an die entsprechende Stellen des ersten Bauteils 12, hier beidseitig im Bereich des Randes 22, mit der Klebstoffschicht 46 aufgeklebt werden.
Der Klebstoff der Klebstoffschicht 46 kann bereits jetzt durch den Anpreßdruck beim Aufkleben aktiviert bzw. ausgehärtet werden. Alternativ erfolgt das Aktivieren bzw. Aushärten durch Erwärmen, was z. B. während des Umspritzens durch die Wärmeeinwirkung durch den flüssigen Kunststoff geschieht.
Nachdem die Klebefolie 42 auf das erste Bauteil 12 aufgeklebt wurde, wird das zweite Bauteil 14 relativ zum ersten Bauteil 12 positioniert, und beide Bauteile 12, 14 werden gemeinsam unter Bildung des Kunststoffsockels 16 umspritzt, wobei beide Bauteile 12, 14 zumindest teilweise in den Kunststoffsockel 16 eingebettet werden.
Beim Umspritzen verbindet sich das Material der Kunststoffolie 44 mit dem eingespritzten Kunststoff, indem eine Oberflächenschicht der Kunststoffolie 44 in einer Verbindungszone 48 mit dem Kunststoffsockel 16 verschmilzt. Alternativ kann in der Verbindungszone 48 auch eine chemische Reaktion zwischen dem Material der Kunststoffolie 44 und dem des Kunststoffsockel 16 stattfinden, die die Kunststoffolie 44 und den Kunststoffsockel fest und unlösbar miteinander verbindet.
Die Klebstoffschicht 46 bildet eine Haftbrücke zwischen dem ersten Bauteil 12 und dem Kunststoffsockel 16, die elastisch und/oder plastisch verformbar ist, so daß Spannungen und Scherkräfte ausgeglichen werden, die aufgrund der unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten der verschiedenen Materialien auftreten.
Die Klebstoffschicht 46 wirkt dabei auch als Dichtung zwischen dem ersten Bauteil 12 und dem Kunststoffsockel 16.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 4141908 A1 [0002]

Claims

Gasgenerator, insbesondere für ein Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem, mit einem ersten Bauteil (12) und einem zweiten Bauteil (14), das über einen gespritzten Kunststoffsockel (16) mit dem ersten Bauteil (12) verbunden ist, indem beide Bauteile (12, 14) wenigstens teilweise umspritzt sind, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Bauteil (12) in einem Kontaktbereich (40) mit dem Kunststoffsockel (16) eine vor dem Spritzen aufgebrachte Klebefolie (42) aufweist.
Gasgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Bauteil (12) aus Metall, Keramik und/oder Kunststoff besteht.
Gasgenerator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Bauteil (12) ein Gasgeneratorgehäuse ist oder ein Teilelement eines Gasgeneratorgehäuses bildet.
Gasgenerator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Bauteil (14) ein vorgefertigter, nach außen geschlossener Anzünder ist.
Gasgenerator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Bauteil (12) eine Öffnung (20) zur Aufnahme und Befestigung des zweiten Bauteils (14) hat, deren Rand (22) beim Spritzen in den Kunststoffsockel (16) eingebettet wird.
Gasgenerator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Klebefolie (42) nur einen Teil des umspritzten Abschnitts des ersten Bauteils (12) abdeckt.
Gasgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Klebefolie (42) den gesamten umspritzten Abschnitt des ersten Bauteils (12) abdeckt.
Gasgenerator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Klebefolie (42) über den umspritzten Abschnitt des ersten Bauteils (12) hinausragt.
Gasgenerator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Klebefolie (42) eine Kunststoffolie (44) und eine Klebstoffschicht (46) umfaßt.
Gasgenerator nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffolie (44) aus dem gleichen Material wie der Kunststoffsockel (16) besteht.
Gasgenerator nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffolie (44) aus einem Material besteht, daß geeignet ist, eine Verbindung mit dem Material des Kunststoffsockels (16) einzugehen.
Gasgenerator nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Klebstoff der Klebstoffschicht (46) über einen vorbestimmten Anpreßdruck oder thermische Einwirkung aktivierbar ist.
Gasgenerator nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialien von Kunststoffolie (44) und Kunststoffsockel (16) so gewählt sind, dass beim Spritzen des Kunststoffsockels (16) die Kunststoffolie (44) mit dem Kunststoffsockel (16) zumindest teilweise verschmilzt.
Gasgenerator nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Klebefolie (42), insbesondere die Klebstoffschicht (46), eine Haftbrücke zwischen dem ersten Bauteil (12) und dem Kunststoffsockel (16) bildet.
Gasgenerator nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Haftbrücke plastisch und/oder elastisch verformbar ist.
Gasgenerator nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffolie (44) ein thermoplastisches Elastomer aufweist.
Verfahren zur Herstellung eines Gasgenerators (10), insbesondere für ein Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem, gekennzeichnet durch folgende Schritte: ein erstes Bauteil (12), das Metall und/oder Kunststoff und/oder Keramik enthält, wird bereitgestellt, ein mit dem ersten Bauteil (12) zu verbindendes zweites Bauteil (14) wird bereitgestellt, auf das erste Bauteil (12) wird in einem Verbindungsbereich eine Klebefolie (42) aufgebracht, das zweite Bauteil (14) wird relativ zum ersten Bauteil (12) positioniert, und das erste und das zweite Bauteil (12, 14) werden gemeinsam jeweils wenigstens teilweise umspritzt, wodurch ein die Bauteile (12, 14) verbindender Kunststoffsockel (16) gebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kunststoffolie (44) der Klebefolie (42) beim Umspritzen mit dem Kunststoffsockel (16) verschmilzt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß beim oder nach dem Aufbringen der Klebefolie (42) der Klebstoff der Klebefolie (42) durch Anpressen oder Erhitzen aktiviert wird.