DE102011086186A1 - Gas generator, particularly for vehicle, is provided with gas storage tank and housing having drive and movable pusher element which in moved from starting position into end position - Google Patents
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Abstract
Description
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung geht aus von einem Gasgenerator, insbesondere für ein Fahrzeug, nach der Gattung des unabhängigen Patentanspruchs 1.The invention relates to a gas generator, in particular for a vehicle, according to the preamble of independent claim 1.
Im Stand der Technik werden verschiedene bekannte Prinzipien der Gaserzeugung für die Füllung eines Airbags bzw. Luftsacks verwendet. So können beispielsweise pyrotechnisch erzeugte Gase verwendet werden, um einen Airbag bzw. Luftsack zu füllen. Nachteile der Pyrotechnik ergeben sich durch ein entsprechend aufwändiges Sicherheitskonzept und durch die kostenintensive Gestaltung des Airbags bzw. Luftsacks aufgrund der entstehenden heißen Gase.In the prior art, various known principles of gas generation are used for the filling of an airbag or airbag. For example, pyrotechnically generated gases can be used to fill an airbag or airbag. Disadvantages of pyrotechnics result from a correspondingly complex security concept and the cost-intensive design of the airbag or airbag due to the resulting hot gases.
Alternativ kann ein Gasdruckbehälter beispielsweise mittels eines pyrotechnischen Auslösers angestochen werden, wobei das aus dem Gasdruckbehälter entweichende Gas den Airbag bzw. Luftsack füllt. Auch hier ergibt sich durch die verwendete Pyrotechnik ein entsprechend aufwändiges Sicherheitskonzept. Ein solcher Gasgenerator für ein Airbagmodul wird beispielsweise in der Offenlegungsschrift
Des Weiteren sind aus der Offenlegungsschrift
In der Patentschrift
In der Offenlegungsschrift
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Der erfindungsgemäße Gasgenerator, insbesondere für ein Fahrzeug, mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass Kaltgas zur Füllung eines Medienverbrauchers, wie beispielsweise eines Airbags bzw. Luftsacks, mit hoher Verfügbarkeit ohne Pyrotechnik oder Ventiltechnik zur Verfügung gestellt werden kann. Zur Bereitstellung des Füllgases wird ein mechanischer Speicher als Antrieb verwendet, welcher beispielsweise ein vorgespanntes Federelement umfasst, welches bei Bedarf nach elektromagnetischer Freigabe entspannt wird. Die im mechanischen Speicher gespeicherte Energie dient dazu, einen Speichergasbehälter anzustechen und mit dem aus dem Speichergasbehälter entweichenden Kaltgas den Medienverbraucher zu füllen. Den Druck im Medienverbraucher regelt sinnvoller Weise ein in Reihe nachgeschaltetes Ventil ein, das keine Leckageanforderungen über die Lebensdauer im Ruhezustand der Vorrichtung hat.The gas generator according to the invention, in particular for a vehicle, with the features of independent claim 1 has the advantage that cold gas for filling a media consumer, such as an airbag or airbag, with high availability without pyrotechnics or valve technology can be provided. To provide the filling gas, a mechanical accumulator is used as the drive, which comprises, for example, a prestressed spring element which is expanded as required for electromagnetic release. The energy stored in the mechanical memory serves to pierce a storage gas tank and to fill the media consumer with the cold gas escaping from the storage gas tank. The pressure in the media consumer sensibly regulates a series-connected valve, which has no leakage requirements over the life in the idle state of the device.
Durch das erzeugte Kaltgas ist bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Gasgenerators in einem Airbagsystem in vorteilhafter Weise der Einsatz eines weniger temperaturbeständigen, kostengünstigeren Luftsackmaterials möglich. Zudem kann durch den Speichergasbehälter ohne Ventil eine extrem gute Dichtheit und eine sehr hohe Gasverfügbarkeit über eine lange Lebensdauer umgesetzt werden, wodurch sich in vorteilhafter Weise eine hohe Verfügbarkeit im Bedarfsfall ergibt. Vorzugsweise kann der mechanische Speicher als kleinbauender Federspeicher ausgeführt werden, welcher ebenfalls eine sehr hohe Energieverfügbarkeit über eine lange Lebensdauer sowie eine hohe Funktionssicherheit im Bedarfsfall ermöglicht. Aufgrund einer geringen erforderlichen Leistungsfähigkeit kann ein Elektromagnet als elektromagnetische Betätigungseinrichtung verwendet werden. Durch Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, kann die Pyrotechnik komplett entfallen, so dass sich in vorteilhafter Weise ein stark verringertes Sicherheitsrisiko und verringerte Sicherheitsanforderungen ergeben. Dadurch kann der erfindungsgemäße Gasgenerator kostengünstiger als herkömmliche Gasgeneratoren hergestellt werden. Zur Druckbegrenzung im Speichergasbehälter, beispielsweise bei hohen Temperaturen im Brandfall, kann ein Druckbegrenzungsventil als kostengünstige Standard-Baugruppe am Druckspeicher angeordnet werden. Das Druckbegrenzungsventil DBV ist somit ist nicht im Auslösemechanismus integriert und hält dadurch den Aufbau des Speichergasbehälters einfach.By the generated cold gas is in the application of the gas generator according to the invention in an airbag system in an advantageous manner, the use of a less temperature-resistant, less expensive airbag material possible. In addition, can be implemented over a long life by the storage gas tank without valve extremely good tightness and a very high gas availability, resulting in a high availability in case of need advantageously. Preferably, the mechanical memory can be designed as a small-sized spring store, which also has a very high energy availability over a long time Lifetime and high reliability in case of need allows. Due to low required performance, an electromagnet can be used as the electromagnetic actuator. By embodiments of the present invention, the pyrotechnics can be completely eliminated, so that advantageously result in a greatly reduced security risk and reduced security requirements. As a result, the gas generator according to the invention can be produced more cost-effectively than conventional gas generators. To limit the pressure in the storage gas tank, for example, at high temperatures in case of fire, a pressure relief valve can be arranged as a low-cost standard assembly on the pressure accumulator. The pressure limiting valve DBV is thus not integrated in the triggering mechanism, thereby keeping the structure of the storage gas tank simple.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen einen Gasgenerator, insbesondere für ein Fahrzeug, zur Verfügung, welcher einen Speichergasbehälter mit einem Gehäuses und einer das Gehäuse abschließende Durchstoßplatte, einen Antrieb und ein bewegliches Durchstoßelement umfasst, welches in Reaktion auf ein Freigabesignal durch den Antrieb aus einer Ausgangsstellung in eine Endstellung bewegt werden kann, in welcher das Durchstoßelement die Durchstoßplatte durchstößt, wobei das im Speichergasbehälter gespeicherte Gas durch die durchstoßene Durchstoßplatte aus dem Speichergasbehälter zu einem Anschluss entweicht, an welchen ein Medienverbraucher angeschlossen werden kann. Erfindungsgemäß ist der Antrieb als mechanischer Speicher ausgeführt, dessen gespeicherte Energie in der Ausgangsstellung von Rückhaltemitteln zurückgehalten wird, wobei eine elektromagnetische Betätigungseinrichtung die Rückhaltemittel in Reaktion auf das Freigabesignal in eine Freigabestellung bewegt, in welcher die im mechanischen Speicher gespeicherte Energie freigegeben ist und das Durchstoßelement antreibt und von der Ausgangsstellung in die Endstellung bewegt.Embodiments of the present invention provide a gas generator, in particular for a vehicle, comprising a storage gas container having a housing and a housing piercing plate, a drive and a movable piercing element which, in response to a release signal by the drive from an initial position in an end position can be moved in which the piercing member punctures the piercing plate, the gas stored in the storage gas container escaping through the pierced piercing plate from the storage gas container to a port to which a media consumer can be connected. According to the invention, the drive is designed as a mechanical memory, the stored energy is retained in the initial position of restraint means, wherein an electromagnetic actuator moves the retaining means in response to the release signal in a release position in which the energy stored in the mechanical memory is released and drives the piercing element and moved from the starting position to the end position.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen des im unabhängigen Patentanspruch 1 angegebenen Gasgenerators, insbesondere für ein Fahrzeug, möglich.The measures and refinements recited in the dependent claims advantageous improvements of the independent claim 1 gas generator, in particular for a vehicle are possible.
Besonders vorteilhaft ist, dass die elektromagnetische Betätigungseinrichtung die Rückhaltemittel mittels einer Betätigung in eine vorgegebene Betätigungsrichtung freigibt, welche im Wesentlichen senkrecht oder entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung des Durchstoßelements verläuft. Das bedeutet, dass die elektromagnetische Betätigungseinrichtung in Bezug auf eine Längsachse des Gasgenerators radial oder axial an einem Gehäuse der mechanischen Speichereinrichtung und/oder einem Nadelgehäuse angebaut werden kann.It is particularly advantageous that the electromagnetic actuating device releases the retaining means by means of an actuation in a predetermined actuating direction, which runs substantially perpendicular or opposite to the direction of movement of the piercing element. This means that the electromagnetic actuator can be mounted radially or axially with respect to a longitudinal axis of the gas generator to a housing of the mechanical storage device and / or a needle housing.
In vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Gasgenerators kann der mechanische Speicher als Federspeicher mit einem Federgehäuse ausgeführt werden, in welchem mindestens ein gespanntes Federelement und ein Federteller angeordnet sind. Das Federelement kann beispielsweise als Spiral-, Blatt-, Form-, Tellerfeder ausgeführt werden.In an advantageous embodiment of the gas generator according to the invention, the mechanical memory can be designed as a spring store with a spring housing in which at least one tensioned spring element and a spring plate are arranged. The spring element can be performed, for example, as a spiral, sheet, form, plate spring.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Gasgenerators kann am Speichergasbehälter ein Druckbegrenzungsventil angeordnet werden, welches im Notfall, beispielsweise im Brandfall, entstehenden Überdruck im Speichergasbehälter abbauen kann.In a further advantageous embodiment of the gas generator according to the invention, a pressure relief valve can be arranged on the storage gas tank, which can degrade in an emergency, for example in case of fire, resulting pressure in the storage gas tank.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Gasgenerators kann das Durchstoßelement als axial bewegliche, an einem Ende angespitzte und zumindest teilweise hohle Nadel ausgeführt werden. Die Spitze kann beispielsweise als Schräge oder als andere geeignete Form ausgeführt werden, um im Bedarfsfall die Durchstoßplatte des Gasspeichers leicht durchstoßen zu können. Zudem kann das als hohle Nadel ausgeführte Durchstoßelement eine Längsbohrung, welche das Durchstoßelement vollständig durchdringt, oder eine Längsbohrung, welche bis zu einer vorgegebenen Tiefe in das Durchstoßelement eingebracht ist, und eine die Längsbohrung kreuzende Querbohrung umfassen. Dies ermöglicht in Abhängigkeit von der Ausführungsform der Bohrungen entweder eine Ausleitung des freigesetzten Gases aus dem Speichergasbehälter in axialer Richtung, d. h. parallel zur Längsrichtung des Durchstoßelements, oder durch eine Umlenkung in die Querbohrung in eine beliebige Richtung vorzugsweise senkrecht zur Längsachse des Durchstoßelements. Die durchgehende Längsbohrung im Durchstoßelement kann direkt mit dem Anschluss für den Medienverbraucher verbunden werden. An das als Hohlnadel ausgeführte Durchstoßelement kann dann der „Gasverbraucher“, beispielsweise der Airbag bzw. Luftsack, direkt und ohne Leckagemöglichkeit angeschlossen werden. Dadurch kann der Wirkungsgrad des Gasgenerators erhöht werden, da es neben der Anstechstelle des Durchstoßelements in der Durchstoßplatte keine weiteren Druckverluste, beispielsweise durch Durchmessersprünge usw., und Leckagemöglichkeiten, beispielsweise durch Ringspalte usw. gibt. Dafür muss die Bewegung des Durchstoßelements ausgeglichen werden, beispielsweise durch eine flexible Ausführung der Anschlussleitung. Das ist mit Aufwand verbunden, eventuell können auch die Beschleunigung und die Bewegung des Durchstoßelements beeinflusst werden. In a further advantageous embodiment of the gas generator according to the invention, the piercing element can be designed as an axially movable, pointed at one end and at least partially hollow needle. The tip can be made, for example, as a slope or other suitable shape to easily pierce the puncture plate of the gas storage, if necessary. In addition, the piercing element designed as a hollow needle may comprise a longitudinal bore, which completely penetrates the piercing element, or a longitudinal bore, which is introduced into the piercing element to a predetermined depth, and a transverse bore crossing the longitudinal bore. This allows depending on the embodiment of the holes either a discharge of the released gas from the storage gas container in the axial direction, ie parallel to the longitudinal direction of the piercing element, or by a deflection in the transverse bore in any direction preferably perpendicular to the longitudinal axis of the piercing element. The continuous longitudinal bore in the piercing element can be connected directly to the connection for the media consumer. The gas consumer, for example the airbag or airbag, can then be connected directly and without leakage to the puncture element designed as a hollow needle. As a result, the efficiency of the gas generator can be increased since, in addition to the piercing point of the piercing element in the piercing plate, there are no further pressure losses, for example due to diameter jumps, etc., and leakage possibilities, for example due to annular gaps. For this, the movement of the piercing element must be compensated, for example, by a flexible design of the connecting cable. This is associated with effort, possibly also the acceleration and the movement of the piercing element can be influenced.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Gasgenerators kann der Federteller die Kraft des gespannten Federelements an das andere Ende des Durchstoßelements oder an einen am Durchstoßelement ausgebildeten Absatz oder Bund übertragen. Das andere Ende des Durchstoßelements ist vorzugweise in der Nähe des Federtellers angeordnet. Im Ausgangszustand muss das Durchstoßelement die Durchstoßplatte und/oder den Federteller nicht berühren. Die Berührung oder sogar eine gewisse Vorspannung kann jedoch sinnvoll sein, um eine günstige Kraft- und Beschleunigungsübertragung von der Feder auf den Federteller bzw. auf das Durchstoßelement und einen günstigen Durchstoß der Durchstoßplatte zu erzielen.In a further advantageous embodiment of the gas generator according to the invention, the spring plate can transmit the force of the tensioned spring element to the other end of the piercing element or to a shoulder formed on the piercing element or collar. The other end of the piercing element is preferably arranged in the vicinity of the spring plate. In the initial state, the piercing element need not touch the piercing plate and / or the spring plate. However, the touch or even a certain bias may be useful to achieve a favorable force and acceleration transmission from the spring to the spring plate or on the piercing element and a low penetration of the piercing plate.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Gasgenerators kann der Federteller eine Zentrierung für das andere Ende des Durchstoßelements aufweisen, um ein Klemmen des Durchstoßelements in einer korrespondierenden Führung in einem Nadelgehäuse zu vermeiden. Die Zentrierung kann beispielsweise als flache Vertiefung im Federteller ausgeführt werden. Alternativ kann das andere Ende des Durchstoßelements ohne Zentrierung plan auf dem Federteller aufliegen. Das Durchstoßelement sollte möglichst kurz ausgeführt werden, um nur geringe Drosseleffekte in der relativ engen Innenbohrung des Durchstoßelements zu erlauben.In a further advantageous embodiment of the gas generator according to the invention, the spring plate may have a centering for the other end of the piercing element in order to avoid jamming of the piercing element in a corresponding guide in a needle housing. The centering can be performed for example as a shallow depression in the spring plate. Alternatively, the other end of the piercing element can rest flat on the spring plate without centering. The piercing element should be made as short as possible in order to allow only small throttling effects in the relatively narrow inner bore of the piercing element.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Gasgenerators kann das andere Ende des Durchstoßelement in einer am Federteller ausgebildeten Vertiefung geführt werden, wobei der Federteller über einen Randwulst im Innendurchmesser des Federgehäuses geführt werden kann. Dadurch kann das Nadelgehäuse, in welchem das Durchstoßelement geführt ist, relativ kurz ausgeführt werden und eine kompakte Bauform des Gasgenerators erzielt werden. Durch die verlängerte Führung des Durchstoßelements in der Vertiefung des Federtellers kann ein Verklemmen und Haken des Durchstoßelements in vorteilhafter Weise vermieden werden. Zusätzlich oder alternativ kann zur Verbesserung der Führung des Federtellers im Federgehäuse der Außenwulst stark verlängert werden.In a further advantageous embodiment of the gas generator according to the invention, the other end of the piercing element can be guided in a recess formed on the spring plate, wherein the spring plate can be guided over an edge bead in the inner diameter of the spring housing. As a result, the needle housing, in which the piercing element is guided, are made relatively short and a compact design of the gas generator can be achieved. Due to the extended guidance of the piercing element in the recess of the spring plate jamming and hooking of the piercing element can be avoided in an advantageous manner. Additionally or alternatively, the outer bead can be greatly extended to improve the leadership of the spring plate in the spring housing.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Gasgenerators kann das Durchstoßelement verlängert werden und durch eine Bohrung im Federteller und durch eine am Federgehäuse ausgebildete Führungsstelle geführt werden und sich über eine Anlagefläche am angeformten Bund auf dem Federteller abstützen. Die Kraftübertragung vom Federteller auf das Durchstoßelement erfolgt dann formschlüssig über die Anlagefläche am angeformten Bund. Alternativ kann das bis zur Berührstelle mit dem Federteller im Durchmesser unveränderte Durchstoßelement im weiteren Verlauf ab dieser Berührstelle im Durchmesser verringert werden, so dass ein Absatz mit einer Anlagefläche entsteht. Die Kraftübertragung vom Federteller auf das Durchstoßelement erfolgt dann über die verbleibende Ringfläche des Absatzes am Durchstoßelement.In a further advantageous embodiment of the gas generator according to the invention, the piercing element can be extended and guided by a bore in the spring plate and by a trained on the spring housing guide point and be supported on a contact surface on the integrally formed collar on the spring plate. The power transmission from the spring plate on the piercing element is then form-fitting manner via the contact surface on the integrally formed collar. Alternatively, the piercing element, which remains unchanged in diameter as far as the point of contact with the spring plate, can be reduced in diameter as from this contact point, so that a shoulder with a contact surface is formed. The power transmission from the spring plate to the piercing element then takes place via the remaining annular surface of the shoulder on the piercing element.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Gasgenerators ist das Nadelgehäuse, in welchem das Durchstoßelement in einer Längsbohrung axial beweglich geführt ist, fluiddicht mit dem Speichergasbehälter verbunden. Die Verbindung kann beispielsweise als Schweißverbindung und/oder Verstemmung ausgeführt werden.In a further advantageous embodiment of the gas generator according to the invention, the needle housing in which the piercing element is guided in a longitudinal bore axially movable, fluid-tight manner connected to the storage gas tank. The connection can be carried out, for example, as a welded joint and / or caulking.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Gasgenerators kann das Nadelgehäuse eine Querbohrung aufweisen, welche die Längsbohrung im Nadelgehäuse mit dem Anschluss für den Medienverbraucher verbindet. Die Querbohrung im Nadelgehäuse ist so angeordnet, dass sie in der Endposition des Durchstoßelements mit der Querbohrung im Durchstoßelement fluchtet, um das aus dem Speichergasbehälter entweichende Gas umzulenken. Das bedeutet, dass die Längsbohrung im Durchstoßelement über die Querbohrung im Durchstoßelement und die Querbohrung im Nadelgehäuse mit dem Anschluss für den Medienverbraucher verbunden ist.In a further advantageous embodiment of the gas generator according to the invention, the needle housing may have a transverse bore which connects the longitudinal bore in the needle housing with the connection for the media consumer. The transverse bore in the needle housing is arranged so that it is aligned in the end position of the piercing member with the transverse bore in the piercing member to deflect the gas escaping from the storage gas tank. This means that the longitudinal bore in the piercing element is connected via the transverse bore in the piercing element and the transverse bore in the needle housing to the connection for the media consumer.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Gasgenerators ist das Federgehäuse, welches das Federelement zentriert und stützt und den Federteller führt, axial mit dem Nadelgehäuse verbunden. Die Verbindung zwischen dem Federgehäuse und dem Nadelgehäuse wird vorzugsweise durch eine Verstemmung hergestellt. Alternativ kann die Verbindung zwischen dem Federgehäuse und dem Nadelgehäuse durch eine Schweißung oder andere Verbindungsarten hergestellt werden, welche geeignet sind, die Federkraft des Federelements aufzunehmen. Die Verbindung zwischen dem Federgehäuse und dem Nadelgehäuse muss nicht dicht sein, allerdings ist eine gewisse Dichtheit, beispielsweise als Schutz gegen Verschmutzung, für die Rückhaltevorrichtung sinnvoll.In a further advantageous embodiment of the gas generator according to the invention, the spring housing, which centers the spring element and supports and guides the spring plate, axially connected to the needle housing. The connection between the spring housing and the needle housing is preferably made by caulking. Alternatively, the connection between the spring housing and the needle housing can be made by a weld or other types of connection which are adapted to receive the spring force of the spring element. The connection between the spring housing and the needle housing must not be tight, but a certain tightness, for example, as protection against contamination, useful for the restraint.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Gasgenerators umfasst die elektromagnetische Betätigungseinrichtung ein Gehäuse, in welchem eine Spulenwicklung und ein beweglicher Anker angeordnet sind, wobei der Anker in Abhängigkeit von einem durch die Spulenwicklung erzeugten Magnetfeld aus einer Ausgangslage in eine Endlage bewegbar ist. Das Gehäuse kann beispielsweise einen Gehäusetopf und einen Gehäusedeckel umfassen, welcher eine erste Polfläche ausbildet, welche im Ausgangszustand durch einen Luftspalt von einer zweiten Polfläche des beweglichen Ankers getrennt ist. Alternativ kann das Gehäuse ein erstes Rohrstück und eine mit dem ersten Rohrstück verbundene erste Scheibe umfassen, welche einen Gehäusetopf ausbilden, und eine zweite Scheibe und einen mit der zweiten Scheibe verbundenen Polkern umfassen, welche den Gehäusedeckel ausbilden, wobei am Polkern eine erste Polfläche ausgebildet ist, und wobei der Anker ein zweites Rohrstück und ein mit dem zweiten Rohrstück verbundenes Betätigungselement umfasst und eine zweite Polfläche ausbildet, welche im Ausgangszustand durch einen Luftspalt von der ersten Polfläche getrennt ist. Die alternative Ausgestaltung ermöglicht den Aufbau der elektromagnetischen Betätigungseinrichtung aus sehr einfachen Einzelteilen, welche nur sehr geringe Zerspan- oder Umformarbeiten erfordern, wodurch sich ein Kostenvorteil ergeben kann.In a further advantageous embodiment of the gas generator according to the invention, the electromagnetic actuator comprises a housing in which a coil winding and a movable armature are arranged, wherein the armature is movable in response to a magnetic field generated by the coil winding from a starting position to an end position. The housing may for example comprise a housing pot and a housing cover, which forms a first pole face, which is separated in the initial state by an air gap of a second pole face of the movable armature. Alternatively, the housing may comprise a first tube piece and a first disc connected to the first tube piece, which form a housing pot, and comprise a second disc and a pole core connected to the second disc, which forms the housing cover, wherein on the pole core, a first pole face is formed, and wherein the anchor comprises a second tube piece and an actuator connected to the second tube piece and a second pole face forms, which is separated in the initial state by an air gap of the first pole face. The alternative embodiment allows the construction of the electromagnetic actuator of very simple items, which require very little Zerspan- or forming work, which may result in a cost advantage.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Gasgenerators kann zwischen der am Gehäusedeckel ausgebildeten ersten Polfläche und der am Anker ausgebildeten zweiten Polfläche eine Rückstellfeder angeordnet werden. Die Rückstellfeder kann in einer Bohrung im Anker und/oder in einer Bohrung im Gehäusedeckel geführt werden. Dadurch ist die Rückstellfeder im oder in der Nähe des Luftspalts zwischen dem Anker und dem Gehäuse angeordnet. Die Rückstellfeder kann vorzugsweise als Spiralfeder ausgeführt werden. Möglich ist aber auch eine Ausführung als flacher bauende Blatt-, Teller- oder Formfeder. Die Rückstellfeder hält im unbestromten Zustand in vorteilhafter Weise den Anker in der Ausgangsstellung, damit der Federspeicher im gespannten Zustand verbleibt.In a further advantageous embodiment of the gas generator according to the invention, a return spring can be arranged between the first pole face formed on the housing cover and the second pole face formed on the armature. The return spring can be guided in a bore in the armature and / or in a bore in the housing cover. Thereby, the return spring is arranged in or near the air gap between the armature and the housing. The return spring may preferably be designed as a spiral spring. But it is also possible a version as a flat-building leaf, plate or form spring. The return spring holds in the de-energized state advantageously the anchor in the starting position, so that the spring accumulator remains in the tensioned state.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Gasgenerators kann der bewegliche Anker direkt oder über ein Betätigungselement auf die Rückhaltemittel wirken, wobei die Rückhaltemittel durch die Bewegung des Ankers von einer Rückhaltestellung in die Freigabestellung bewegt werden können. Die elektromagnetische Betätigungseinrichtung kann über das Gehäuse am Nadelgehäuse und/oder am Federgehäuse befestigt, beispielsweise per Flansch angeschraubt oder verstemmt werden.In a further advantageous embodiment of the gas generator according to the invention, the movable armature can act directly or via an actuating element on the retaining means, wherein the retaining means can be moved by the movement of the armature from a retaining position to the release position. The electromagnetic actuator can be attached via the housing to the needle housing and / or on the spring housing, for example screwed or caulked by a flange.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Gasgenerators können die Rückhaltemittel direkt oder über das Durchstoßelement auf den mechanischen Speicher wirken. Das Rückhalteelement muss im Ruhezustand die Kräfte des mechanischen Speichers aufnehmen. In a further advantageous embodiment of the gas generator according to the invention, the retaining means can act directly or via the piercing element on the mechanical memory. The restraint element must absorb the forces of the mechanical storage in the idle state.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Gasgenerators können die Rückhaltemittel als Stiftanordnung ausgeführt werden und über ein als Rückhaltestift ausgeführtes Rückhaltelement auf den mechanischen Speicher wirken. Dies stellt die einfachste Umsetzungsmöglichkeit für die Rückhaltung des gespannten Federelements über den Federteller dar. In der Praxis kann jedoch eine mehrfache Rückhaltung sinnvoll sein, um zu vermeiden, dass das Federelement sich ungleichmäßig entspannt oder unzulässig ausknickt. So können beispielsweise mehrere als Rückhaltestifte ausgeführte Rückhaltelemente mit weiteren korrespondierenden synchron auslösenden elektromagnetischen Betätigungseinrichtungen vorgesehen werden, welche an mehreren Stellen auf den Federteller wirken können.In a further advantageous embodiment of the gas generator according to the invention, the retaining means can be designed as a pin arrangement and act on a designed as a retaining pin retaining element on the mechanical memory. This is the easiest way to implement the retention of the tensioned spring element on the spring plate. In practice, however, a multiple retention may be useful to avoid that the spring element unevenly relaxed or unacceptable buckles. Thus, for example, a plurality of retaining elements designed as retention pins can be provided with further corresponding synchronously triggering electromagnetic actuation devices which can act on the spring plate at several points.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Gasgenerators können die Rückhaltemittel als Gabelanordnung ausgeführt werden, welche im Unterschied zu einem Rückhaltestift über mindestens eine Rückhaltefläche auf den Federteller des mechanischen Speichers wirken. Auch hier können für eine symmetrische Federrückhaltung mindestens eine zweite Gabel und entsprechend mindestens eine weitere, synchron auslösende, elektromagnetische Betätigungseinrichtung vorgesehen werden.In a further advantageous embodiment of the gas generator according to the invention, the retaining means can be designed as a fork assembly, which act in contrast to a retaining pin on at least one retaining surface on the spring plate of the mechanical memory. Again, at least one second fork and correspondingly at least one further, synchronously triggering, electromagnetic actuator can be provided for a symmetrical spring restraint.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Gasgenerators können die Rückhaltemittel als Parallelogrammanordnung ausgeführt werden, welche im Ausgangszustand eine flache Parallelogrammform aufweist und über mehrere Rückhalteflächen auf den Federteller des mechanischen Speichers wirkt, wobei die Parallelogrammanordnung im Freigabezustand eine Quadratform aufweist, welche den Federteller des mechanischen Speichers freigibt. Durch die Parallelogrammform ist in vorteilhafter Weise nur eine einzige elektromagnetische Betätigungseinrichtung mit korrespondierenden Rückhaltemitteln für den mechanischen Speicher erforderlich. Die Parallelogrammanordnung umfasst beispielsweise vier an ihren Enden über Gelenke drehbeweglich verbundene Hebel, wobei ein erstes Gelenk über ein Betätigungselement mit dem Anker der elektromagnetischen Betätigungseinrichtung gekoppelt und in eine vorgegebene Bewegungsrichtung bewegbar ist, wobei ein zweites und ein drittes Gelenk in korrespondierenden Führungsschlitzen geführt sind, welche nur eine senkrechte Bewegung zur vorgegebenen Bewegungsrichtung erlauben, und wobei ein dem ersten Gelenk gegenüberliegendes viertes Gelenk, eine der vorgegebenen Bewegungsrichtung entgegengesetzte Bewegung ausführt.In a further advantageous embodiment of the gas generator according to the invention, the retaining means can be designed as a parallelogram, which has a flat Parallelogrammform in the initial state and acts on a plurality of retaining surfaces on the spring plate of the mechanical memory, the parallelogram in the release state has a square shape, which releases the spring plate of the mechanical memory , The parallelogram shape advantageously requires only a single electromagnetic actuating device with corresponding retention means for the mechanical accumulator. The parallelogram arrangement comprises, for example, four levers pivotally connected at their ends via joints, a first joint being coupled via an actuating element to the armature of the electromagnetic actuating device and being movable in a predetermined direction of movement, a second and a third joint being guided in corresponding guide slots allow only a vertical movement to the predetermined direction of movement, and wherein a fourth joint opposite the first joint performs a movement opposite to the predetermined direction of movement.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Gasgenerators können die Rückhaltemittel als erste Hebelanordnung ausgeführt werden, welche einen Hebel umfasst, welcher sich in einem Drehgelenk auf dem Nadelgehäuse abstützt und im Ausgangszustand auf den Federteller des mechanischen Speichers wirkt, wobei der Anker der elektromagnetischen Betätigungseinrichtung über ein Betätigungselement mit einem vorgegebenen Abstand zum Drehgelenk seitlich am Hebel angreift. Durch eine solche Hubübersetzung mit Kraftabstützung können in vorteilhafter Weise die relativ kleinen Hübe der elektromagnetischen Betätigungseinrichtung und die relativ große Querkraft auf den Anker durch die vorgespannte Feder kompensiert werden.In a further advantageous embodiment of the gas generator according to the invention, the retaining means can be designed as a first lever arrangement, which comprises a lever which is supported in a rotary joint on the needle housing and acts in the initial state on the spring plate of the mechanical memory, wherein the armature of the electromagnetic actuator via an actuating element engages laterally on the lever with a predetermined distance to the hinge. Such a Hubübersetzung with power support can advantageously the relatively small strokes of the electromagnetic actuator and the relatively large lateral force on the armature can be compensated by the prestressed spring.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Gasgenerators können die Rückhaltemittel als zweite Hebelanordnung ausgeführt werden, welche mindestens einen Hebel umfasst, welcher an einem Ende eine Hakengeometrie aufweist, welche in eine am Durchstoßelement ausgebildete Eingriffkante eingreift, wobei sich das Durchstoßelement im Ausgangszustand über eine Anlagefläche am ausgebildeten Absatz oder am angeformten Bund auf dem Federteller des mechanischen Speichers abstützt, wobei der Anker über eine ausgebildete Ankerschräge direkt auf eine Anlagegeometrie des mindestens einen Hebels wirkt und die Hakengeometrie aushakt, um die Rückhaltemittel freizugeben. Die Hakengeometrie der zweiten Hebelanordnung und die am Durchstoßelement ausgebildete Eingriffskante können beispielsweise außerhalb des Federgehäuses angeordnet werden. Alternativ können die Hakengeometrie der zweiten Hebelanordnung und die am Durchstoßelement ausgebildete Eingriffskante innerhalb des Federgehäuses in einem innerhalb des als Spiralfeder ausgeführten Federelements ausgebildeten Freiraum angeordnet werden.In a further advantageous embodiment of the gas generator according to the invention the retaining means can be designed as a second lever arrangement which comprises at least one lever which has a hook geometry at one end, which engages in a formed on the piercing engagement edge, wherein the piercing element formed in the initial state via a contact surface on Paragraph or the integrally formed collar on the spring plate of the mechanical memory is supported, the anchor acts via a trained anchor slope directly on a geometry of the at least one lever and aushakt the hook geometry to release the retaining means. The hook geometry of the second lever arrangement and the engagement edge formed on the puncturing element can be arranged, for example, outside the spring housing. Alternatively, the hook geometry of the second lever arrangement and the engagement edge formed on the puncturing element can be arranged within the spring housing in a free space formed within the spring element designed as a spiral spring.
Ein solcher axialer Anbau der elektromagnetischen Betätigungseinrichtung erlaubt einen schlanken Aufbau des Gasgenerators mit Vorteilen beim Einbau in Holme, Säulen usw. einer Kraftfahrzeugkarosserie. Die elektromagnetisch betätigten Rückhaltemittel sind in Richtung der Längsachse angeordnet und wirken auf das Durchstoßelement und nicht auf den Federteller. Dafür ist das Durchstoßelement recht lang ausgeführt und führt durch Bohrungen im Federteller und im Federgehäuse hindurch und endet mit einer geeigneten Geometrie beispielsweise mit einer Eindrehung mit Eingriffskante. In diese Eingriffskante greift mindestens ein Hebel mit seiner Hakengeometrie ein. Vorzugsweise können jedoch mehrere Hebel in einer sinnvollen Winkelteilung, d. h. gleiche/symmetrische oder ungleichmäßige Winkelteilung, über den Umfang verteilt werden.Such axial mounting of the electromagnetic actuator allows a slim design of the gas generator with advantages in installation in spars, columns, etc. of a motor vehicle body. The electromagnetically actuated retaining means are arranged in the direction of the longitudinal axis and act on the piercing element and not on the spring plate. For the piercing element is running quite long and leads through holes in the spring plate and the spring housing and ends with a suitable geometry, for example, with a recess with engagement edge. At least one lever with its hook geometry engages in this engagement edge. Preferably, however, several levers in a meaningful angular pitch, d. H. same / symmetrical or uneven angular pitch, distributed over the circumference.
Durch die alternative Ausgestaltung kann der innerhalb des Federelements vorhandene Raum für die Rückhaltemittel genutzt werden, so dass die gesamte Baugruppe ohne Vergrößerung des Außendurchmessers erheblich kürzer ausgeführt werden.As a result of the alternative embodiment, the space available within the spring element can be used for the retaining means, so that the entire assembly is made considerably shorter without increasing the outside diameter.
Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Gasgenerators können für Airbagsysteme oder andere Gas-/Medienverbraucher im Kraftfahrzeug oder für andere Industrieanwendungen verwendet werden.Embodiments of the gas generator according to the invention can be used for airbag systems or other gas / media consumers in motor vehicles or for other industrial applications.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen Komponenten bzw. Elemente, die gleiche bzw. analoge Funktionen ausführen.Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and are explained in more detail in the following description. In the drawings, like reference numerals designate components that perform the same or analog functions.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention
Wie aus
Erfindungsgemäß ist der Antrieb als mechanischer Speicher
Wie aus
Wie aus
Wie aus
Für eine bessere Beweglichkeit bildet der Anker
Das Rückhalteelement
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Nadelgehäuse
Wie aus
Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf
Wie aus
Wie aus
Wie aus
Die Hübe von elektromagnetischen Linearantrieben sind relativ klein, möglicherweise zu klein, um das vorgespannte Federelement
Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf
Wie aus
Wie aus
Wie aus
Durch das Anlegen des Stroms an die elektrischen Anschlüsse
Alternativ können die Hebel
Wie auf
Die ausgelösten Rückhaltemittel
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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