-
Stand der Technik
-
Die Erfindung geht aus von einem Kaltgasgenerator nach der Gattung des unabhängigen Patentanspruchs 1.
-
Aus dem Stand der Technik sind Kaltgasgeneratoren zum Befüllen von Airbags bekannt, welche einen Druckspeicher und ein Schaltventil aufweisen, wobei die Dichtfunktion des Schaltventils über konventionelle Dichtungen in radialer oder in axialer Form erfolgt. Des Weiteren sind aus dem Stand der Technik Ventilsysteme bekannt, welche aus einem Vorsteuerventil und einem Hauptsteuerventil aufgebaut werden können, wobei der Systemhauptdruck zur Kraftverstärkung am Hauptsteuerventil genutzt werden kann. Dazu wird eine Flächendifferenz am Hauptsteuerventil angewendet und der Druck auf einer Seite des Hauptsteuerventils durch ein vorgeschaltetes Pilotventil (Vorsteuerventil) beeinflusst. Diese Kraftverhältnisse können bedarfsweise durch Zusatzfedern verstärkt werden. Das Vorsteuerventil kann in bekannter Art direkt elektromagnetisch angesteuert werden. Diese bekannten Systeme können den grundsätzlichen Nachteil aufweisen, dass mittels konventioneller Dichtungen kaum eine ausreichende Dichtheit über die Lebensdauer von ca. 15 Jahren erreichbar ist. Hinzu kommt, dass diese Dichtungen im Funktionsfall eine Beweglichkeit des Steuerkolbens zulassen müssen, um schnelle Schaltfunktionen umsetzen zu können, und somit nicht über die für die Langzeitdichtheit erforderliche Vorspannung verfügen können.
-
In der Offenlegungsschrift
DE 10 2007 003 320 A1 wird beispielsweise eine Verschlussvorrichtung für einen mit Druckgas befüllbaren Druckbehälter eines Kaltgasgenerators beschrieben. Der beschriebene Druckbehälter umfasst an einem Ende einen geschlossenen Boden und am anderen Ende eine Behälteröffnung, welche von der Verschlussvorrichtung verschlossen ist. Die Verschlussvorrichtung umfasst einen Ventilkörper, welcher eine mit der Umgebung kommunizierende Ausblasöffnung in einer Ruheposition schließt und mit einer Antriebsvorrichtung zum Öffnen der Ausblasöffnung in eine Arbeitsposition überführbar ist. Zwischen zumindest einem Ventilsitz der Ausblasöffnung und der Antriebvorrichtung ist eine die Schließkraft reduzierende Einrichtung vorgesehen, welche den zumindest einen Ventilkörper zwischen der Ruheposition und der Arbeitsposition ansteuert.
-
In der Patentschrift
DE 103 18 888 B3 wird beispielsweise ein Gasgenerator für ein Insassenschutzsystem eines Fahrzeugs beschrieben. Der beschriebene Gasgenerator umfasst zur Speicherung eines Druckgases einen Druckgasspeicher mit einer Ausströmöffnung, welche von zwei Bersteinrichtungen verschlossen ist. Die Bersteinrichtungen stützen sich gegenseitig ab und werden von einer Gas erzeugenden Auslösevorrichtung zerstört, um die Ausströmöffnung zu öffnen. Die Auslösevorrichtung baut zwischen den beiden Berstvorrichtungen einen erhöhten Druck auf, welcher zum Bersten einer ersten Berstvorrichtung führt. Nach dem Bersten der ersten Berstvorrichtung kann eine zweite Bersteinrichtung dem Druck im Druckspeicher allein nicht mehr standhalten, so dass verzögert auch die zweite Bersteinrichtung zerstört und die Ausströmöffnung geöffnet wird.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Der erfindungsgemäße Kaltgasgenerator mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass mit Hilfe von mindestens einem Verschlusselement mit einer Sollbruchstelle, das vorzugsweise als Berstscheibe ausgeführt ist, die Dichtheit des Kaltgasgenerators über die Lebensdauer realisiert werden kann. Im Anwendungsfall wird das mindestens eine Verschlusselement zerstört und über kurze Zeit (wenige Sekunden) kann eine Ventilfunktion mittels konventioneller Dichtungen ermöglicht werden. Diese erfindungsgemäße Ausführung trennt die Langzeitdichtheit des Kaltgasgenerators über die gewünschte Lebensdauer von der Ventilschaltfunktion in der kurzen Zeit der Steuerung des Ausströmens des gespeicherten Gases, das beispielsweise zum Aufblasen eines Airbags verwendet wird. Somit können die entsprechenden Abdichtelemente für die jeweilige Funktion optimiert werden. So kann das mindestens eine langzeitdichtende Verschlusselement auf den Druckerhalt und den Berstfall und die Steuerkolbendichtungen auf die erforderliche Mindestdichtheit bei hoher Dynamik ausgelegt werden.
-
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen einen Kaltgasgenerator zur Verfügung, welcher für sicherheitskritische Anwendungen, wie beispielsweise ein passives Fahrzeugsicherheitssystem eingesetzt werden kann, welches mindestens einen Airbag umfasst. Der erfindungsgemäße Kaltgasgenerator umfasst einen mit einem Medium befüllten Druckbehälter, welcher an einem Ende eine Verschlussvorrichtung mit einem Schaltventil aufweist, welches im Betriebszustand eine Ausblasöffnung des Druckbehälters über einen in einem Führungsgehäuse beweglich, vorzugsweise längsbeweglich, geführten Hauptsteuerkolben freigibt oder verschließt. Erfindungsgemäß dichtet im Ruhezustand mindestens ein Verschlusselement mit einer Sollbruchstelle die Ausblasöffnung fluiddicht gegen mindestens einen Auslasskanal ab und blockiert eine Bewegung des Hauptsteuerkolbens. Hierbei ist das mindestens eine Verschlusselement druckdicht mit dem Hauptsteuerkolben und dem Führungsgehäuse verbunden.
-
Das bedeutet, dass der Hauptsteuerkolben des Schaltventils mit mindestens einer, wahlweise auch zwei Verschlusselementen, fest verbunden ist, beispielsweise über eine Schweißverbindung, welche auch mit dem druckhaltenden Führungsgehäuse druckdicht verbunden sind. Das mindestens eine Verschlusselement kann beispielsweise eine oder mehrere dünne Kreisscheiben umfassen, deren Lage und deren Verformungszustand durch den Hauptsteuerkolben des Schaltventils aufrechterhalten wird. Bei Erstbetätigung des Schaltventiles wird das abdichtende mindestens eine Verschlusselement zerbrochen und damit der Austritt des komprimierten Gases aus dem Druckbehälter über einen hinreichend großen Querschnitt ermöglicht. Die Anordnung und die Sollbruchstellen des mindestens einen Verschlusselements können so gestaltet werden, dass weder das mindestens eine Verschlusselement noch Bruchreste des mindestens einen Verschlusselements den Gasaustritt und/oder die Schaltfunktion des Schaltventiles nachteilig beeinflussen. Nach dem Bruch des mindestens einen Verschlusselements kann das Schaltventil noch mehrfach Schaltfunktionen zum vollständigen Öffnen und Verschließen der Ausblasöffnung unter Nutzung weiterer Dichtkonturen und Ventilsitze ausführen.
-
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen des im unabhängigen Patentanspruch 1 angegebenen Kaltgasgenerators möglich.
-
Besonders vorteilhaft ist, dass das mindestens eine Verschlusselement gegen eine Druckdifferenz abdichten kann, welche zwischen einer dem Druckbehälter zugewandten ersten Stirnseite des Hauptsteuerkolbens und einer einem Steuerraum zugewandten zweiten Stirnseite des Hauptsteuerkolbens anliegt. Hierbei kann die Druckdifferenz die Sollbruchstelle des mindestens einen Verschlusselements zerstören und den Hauptsteuerkolben freigeben, wenn die Druckdifferenz einen vorgegebenen Schwellwert erreicht oder übersteigt.
-
In vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Kaltgasgenerators kann das mindestens eine Verschlusselement als Berstscheibe ausgeführt werden, welche vorzugsweise über eine Schweißverbindung mit der ersten oder zweiten Stirnseite des Hauptsteuerkolbens verbunden ist.
-
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Kaltgasgenerators kann ein erstes Verschlusselement mit der ersten Stirnseite des Hauptsteuerkolbens verbunden werden und den Druckbehälter gegen den mindestens einen Auslasskanal abdichten, und ein zweites Verschlusselement kann mit der zweiten Stirnseite des Hauptsteuerkolbens verbunden werden und den Steuerraum gegen den mindestens einen Auslasskanal abdichten.
-
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Kaltgasgenerators kann mindestens ein Ausgleichskanal den Druckaustausch zwischen dem Druckbehälter und dem Steuerraum ermöglichen. Der mindestens eine Ausgleichskanal kann beispielsweise als Durchlasskanal im Hauptsteuerkolben oder im Führungsgehäuse angeordnet werden.
-
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Kaltgasgenerators kann der Hauptsteuerkolben im freigegebenen Betriebszustand von einer Druckfeder in Richtung eines an der Ausblasöffnung angeordneten Hauptdichtsitzes mit einer Haltekraft beaufschlagt werden, wobei der Hauptsteuerkolben mit einer Dichtgeometrie die Ausblasöffnung im Hauptventilsitz gegen den mindestens einen Auslasskanal abdichtet, wenn nach der Freigabe des Hauptsteuerkolbens die Druckdifferenz zwischen Druckbehälter und Steuerraum den vorgegebenen Schwellwert unterschreitet.
-
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Kaltgasgenerators kann das Schaltventil ein Hauptsteuerventil und ein als Elektromagnetventil ausgeführtes Vorsteuerventil umfassen, welches über elektrische Kontaktmittel bestrombar ist und über einen Nebensteuerkolben eine zwischen dem Steuerraum und einem Druckraum angeordnete Auslassdüse freigibt oder verschließt, wobei das Vorsteuerventil den Druck im Steuerraum beeinflusst.
-
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Kaltgasgenerators kann der Druck im Steuerraum über einen Druckkanal gemessen werden. Während des geschlossenen Zustandes des Hauptsteuerkolbens repräsentiert der gemessene Druck im Steuerraum den Systemdruck und kann entsprechend ausgewertet werden.
-
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Kaltgasgenerators kann der Hauptsteuerkolben hohl ausgeführt werden, um die bewegte Masse zu reduzieren und die Dynamik des Schaltventils zu erhöhen.
-
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.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
1 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Kaltgasgenerators.
-
2 bis 6 zeigen jeweils schematische Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels eines Hauptsteuerkolbens mit zwei Verschlusselementen für den erfindungsgemäßen Kaltgasgenerator aus 1.
-
7 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines vergrößerten Ausschnitts einer ersten Stirnseite eines Hauptsteuerkolbens für den erfindungsgemäßen Kaltgasgenerator aus 1 vor der Initialauslösung mit intaktem Verschlusselement.
-
8 zeigt eine vergrößerte schematische Schnittdarstellung einer Sollbruchstelle des in 7 dargestellten Hauptsteuerkolbens.
-
9 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines vergrößerten Ausschnitts der ersten Stirnseite eines Hauptsteuerkolbens für den erfindungsgemäßen Kaltgasgenerator aus 1 nach der Initialauslösung mit abgetrenntem Verschlusselement.
-
10 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines vergrößerten Ausschnitts einer zweiten Stirnseite eines Hauptsteuerkolbens für den erfindungsgemäßen Kaltgasgenerator aus 1 vor der Initialauslösung mit intaktem Verschlusselement.
-
Ausführungsformen der Erfindung
-
Wie aus 1 und 2 ersichtlich ist, umfasst das dargestellte Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kaltgasgenerators 1 einen mit einem Medium 3 befüllten Druckbehälter 10, welcher an einem Ende eine Verschlussvorrichtung 7 mit einem Schaltventil 26 aufweist, welches im Betriebszustand eine Ausblasöffnung 12 des Druckbehälters 10 über einen in einem Führungsgehäuse 21 beweglich, vorzugsweise längsbeweglich geführten Hauptsteuerkolben 22 freigibt oder verschließt.
-
Erfindungsgemäß dichtet im Ruhezustand mindestens ein Verschlusselement 24, 25 mit einer Sollbruchstelle 24.1, 25.1 die Ausblasöffnung 12 fluiddicht gegen mindestens einen Auslasskanal 21.1 ab und blockiert eine Bewegung des Hauptsteuerkolbens 22. Hierbei ist das mindestens eine Verschlusselement 24, 25 druckdicht mit dem Hauptsteuerkolben 22 und dem Führungsgehäuse 21 verbunden.
-
Wie aus 1 weiter ersichtlich ist, umfasst das Schaltventil 26 ein Hauptsteuerventil 20 mit rückseitiger Federunterstützung und ein Vorsteuerventil 30. Hierbei zeigt die Darstellung in 1 linksseitig der Mittellinie 9 den Verbauzustand vor einer Initialauslösung bzw. Erstauslösung, also mit noch unzerstörten Verschlusselementen 24, 25 bei geschlossenem Vorsteuerventil 30, und rechtsseitig der Mittellinie 9 den Zustand nach der Initialauslösung mit zerstörten Verschlusselementen 24, 25 bei geöffnetem Vorsteuerventil 30.
-
In der Ausführung des erfindungsgemäßen Kaltgasgenerators 1 nach 1 und 2 beinhaltet der Druckbehälter 10 ein verdichtetes Medium 3, welches nach einem Auslösesignal mittels des Schaltventils 26 einen oder mehrere Airbags befüllen soll. Der Druckbehälter 10 ist als stabiles druckhaltendes Bauteil ausgeführt, in welches während dem Herstellungsprozess vor dem Befüllen der Hauptsteuerkolben 22 mit zwei Verschlusselementen 24, 25 eingebracht ist. Die beiden Verschlusselemente 24, 25 sind sowohl mit dem Führungsgehäuse 21 als auch mit dem Hauptsteuerkolben 22 fest verbunden, beispielsweise in Form einer Schweißkonstruktion 24.2, 25.2, die beispielsweise zwei Ringschweißnähte umfasst. Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Hauptsteuerkolben 22 im Führungsgehäuse 21 zusätzlich von einer rückseitigen Druckfeder 28 mit einer Federkraft beaufschlagt. Der Hauptsteuerkolben 22 hat zentrisch einen Durchlasskanal 22.1, über den der Druck aus dem Druckbehälter 10 in einen rückseitigen Steuerraum 23 hinter dem Hauptsteuerkolben 22 geleitet wird. Auf Grund der größeren zweiten Stirnfläche 22.4 auf der Rückseite des Hauptsteuerkolbens 22 gegenüber der ersten Stirnfläche 22.3 auf der Druckbehälterseite wird der Hauptsteuerkolben 22 in dieser Position gehalten. Die bei Bedarf verwendbare Druckfeder 28 verstärkt diesen Zustand.
-
Wie aus 1 und 2 weiter ersichtlich ist, wird eine zur Reduzierung der Masse des Hauptsteuerkolbens 22 eingebrachte Ausdrehung 22.5 gleichzeitig als Federaufnahme für die Druckfeder 28 genutzt. Im in 1 linksseitig der Mittellinie 9 dargestellten Zustand vor der Initialauslösung, sind die mit dem Hauptsteuerkolben 22 und dem Führungsgehäuse 21 fest verbundenen Verschlusselemente 24, 25 unbeschädigt und dichten somit den Druckraum im Druckbehälter 10 gegen mindestens einen Auslasskanal 21.1 zum Airbag und den Steuerraum 23 des Hauptsteuerkolbens 22 mit der Leckagemöglichkeit über den Führungsspalt ebenfalls gegen den Auslasskanal 21.1 zum Airbag hermetisch ab. Diese Dichtfunktion ist die Langzeitdichtung über die Lebensdauer des Kaltgasgenerators 1. Auf der Rückseite des Hauptsteuerkolbens 22 ist das Vorsteuerventil 30 angeordnet, welches einen Nebensteuerkolben 36 und eine Auslassdüse 34 umfasst, welche in einem Steg 21.3 zwischen dem Steuerraum 23 und einem über mindestens eine Auslassbohrung 21.2 mit Atmosphäre verbundenen Druckraum 38 angeordnet ist. Das Vorsteuerventil 30 wird vorzugsweise über einen Elektromagneten 32 angesteuert und bei einer Bestromung des Elektromagneten 32 über ein elektrisches Anschlusskabel 5 geöffnet. Bei einer entsprechenden Ansteuerung bewirkt das Vorsteuerventil 30 durch Abheben des Nebensteuerkolbens 36 von einem Dichtsitz der Auslassdüse 34 an der zweiten Stirnfläche 22.4 des Hauptsteuerkolbens 22 im Steuerraum 23 einen Druckabfall. Das verdichtete Medium 3 entweicht über die mindestens eine Auslassbohrung 21.2. Wegen der Druckreduzierung im Steuerraum 23 auf der Rückseite des Hauptsteuerkolbens 22 wird dieser durch den jetzt dominanten Druck an der ersten Stirnseite 22.3 auf der Druckbehälterseite verschoben und gibt den Weg für das verdichtete Medium 3 zu dem mindestens einen Auslasskanal 21.1 frei.
-
Bei der erstmaligen Ansteuerung in dieser Art bzw. der Initialauslösung zerbrechen die mit dem Hauptsteuerkolben 22 und dem Führungsgehäuse 21 fest verbundenen Verschlusselemente 24, 25 entlang der vorgeprägten Sollbruchstellen 24.1, 25.1. Ein wiederholtes Ansteuern bzw. Bestromen des Elektromagneten bewirkt ein digitales Schalten des Hauptsteuerventils 20 über das Vorsteuerventil 30 bzw. ein Bewegen des Hauptsteuerkolbens 22, so dass die hierfür erforderlichen kurzzeitigen Dichtfunktionen zum Druckbehälter 10 jetzt durch eine am Hauptsteuerkolben 22 angeordnete Dichtgeometrie 22.2 und einen am Rand der Ausblasöffnung angeordneten Hauptdichtsitz 26 übernommen werden. Die Dichtfunktion zur Rückseite des Hauptsteuerkolbens 22 wird kurzzeitig über den kleinen Führungsspalt des Hauptsteuerkolbens 22 übernommen bzw. kann in bekannter Form durch eine entsprechende Dichtung 27 verbessert werden.
-
Im in 1 rechtsseitig der Mittellinie 9 dargestellten Zustand nach der Initialauslösung ist das Vorsteuerventil 30 geöffnet dargestellt. Der Hauptsteuerkolben 22 ist verschoben, die mit dem Hauptsteuerkolben 22 und dem Führungsgehäuse 21 fest verbundenen Verschlusselemente 24, 25, welche vorzugsweise als Berstscheiben ausgeführt sind, sind entlang vorgeprägter Sollbruchstellen 24.1, 25.1 zerbrochen. Der Weg des verdichteten Mediums 3 zu dem mindestens einen Auslasskanal 21.1 ist freigegeben.
-
Weiterhin ist in 1 ein Druckkanal 21.4 gestrichelt angedeutet, welcher zur Überwachung des Drucks im System verwendet werden kann. Der über den Druckkanal 21.4 erfasste Druck entspricht im geschlossenen Zustand des Hauptsteuerventils 20 dem Druck im Druckbehälter 10. An einer geeigneten Stelle wird am Druckbehälter 10 eine Befüllstelle 14 vorgesehen, welche nach dem Befüllen hermetisch dicht verschlossen wird.
-
In den Darstellungen nach 2 bis 6 sind verschiedene konstruktive Ausführungsvarianten des Hauptsteuerkolbens 22 für das Hauptsteuerventil 20 dargestellt. Welche dieser Ausführungen zum Einsatz kommen kann, hängt von den konkreten Einsatzbedingungen ab, also ob vorzugsweise hohe eine Dynamik mit geringen bewegten Massen sinnvoller ist oder ein möglichst kleines zu steuerndes Gasvolumen. Auch der mögliche Einsatz von Zusatzfedern kann in Abhängigkeit des Zusammenspiels der wirkenden Kräfte in Betracht gezogen werden.
-
Wie aus 2 bis 6 weiter ersichtlich ist, sind die dargestellten Ausführungsformen des Hauptsteuerkolbens 22, 22a, 22b, 22c, 22d jeweils an der ersten Stirnseite 22.3 mit dem ersten Verschlusselement 24, 24a, 24b, 24c, 24d und an der zweiten Stirnseite 22.4 jeweils mit dem zweiten Verschlusselement 25, 25a, 25b, 25c, 25d verbunden. Zudem weisen die Hauptsteuerkolben 22, 22a, 22b, 22c, 22d jeweils eine Dichtgeometrie 22.2 auf, welche mit dem am Rand der Ausblasöffnung 12 angeordneten Hauptdichtsitz 26 zusammenwirkt, um die Ausblasöffnung 12 zu schließen und gegen den mindestens einen Auslasskanal 21.1 abzudichten.
-
Wie oben bereits ausgeführt ist, zeigt 2 einen durch eine Ausdrehung 22.5 massereduzierten ersten Hauptsteuerkolben 22 mit einem zentrisch eingebrachten Durchlasskanal 22.1 für den Steuerdruck. Die beiden Verschlusselemente 24, 25 sind jeweils als Berstscheiben ausgeführt und mittels einer Ringschweißverbindung 24.2, 25.2 mit dem Hauptsteuerkolben 22 verbunden. Die Ausdrehung 22.5 wird zusätzlich zur Aufnahme der Druckfeder 28 genutzt.
-
3 zeigt einen massiven zweiten Hauptsteuerkolben 22a für Anwendungsfälle mit außen im Führungsgehäuse 21 angeordneten nicht dargestellten Steuerdruckkanälen. Die Verschlusselemente 24a, 25a sind ebenfalls als Berstscheiben ausgeführt und über entsprechende Schweißverbindungen 24.2a, 25.2a punktuell an die erste bzw. zweite Stirnfläche 22.3, 22.4 des zweiten Hauptsteuerkolbens 22a angeschweißt.
-
4 zeigt einen massiven dritten Hauptsteuerkolben 22b mit einem zentrisch eingebrachten Durchlasskanal 2.1 für den Steuerdruck. Die Verschlusselemente 24b, 25b sind ebenfalls jeweils als Berstscheiben ausgeführt über eine Ringschweißverbindung 24.2b, 25.2b an die erste bzw. zweite Stirnfläche 22.3, 22.4 des dritten Hauptsteuerkolbens 22b angeschweißt.
-
5 zeigt einen hohlen vierten Hauptsteuerkolben 22c für Anwendungsfälle mit außen im Führungsgehäuse 21 angeordneten nicht dargestellten Steuerdruckkanälen. Der beispielweise durch Ausdrehen erzeugte Hohlraum 22.5 wird im dargestellten Ausführungsbeispiel durch einen Deckel 25.3 abgeschlossen. Das erste Verschlusselement 24c ist als Berstscheibe ausgeführt und über eine entsprechende Schweißverbindung 24.2c punktuell an die erste Stirnfläche 22.3 des vierten Hauptsteuerkolbens 22c angeschweißt. Das zweite Verschlusselement 25c ist ebenfalls als Berstscheibe ausgeführt und über eine entsprechende Ringschweißverbindung 25.2c an die zweite Stirnfläche 22.4 des vierten Hauptsteuerkolbens 22c angeschweißt.
-
6 zeigt einen hohlen fünften Hauptsteuerkolben 22d mit einem zentrisch eingebrachten Durchlasskanal 22.1 für den Steuerdruck. Der im Querschnitt kreisringförmige Hohlraum 22.5 wird im dargestellten Ausführungsbeispiel ebenfalls durch einen Deckel 25.3 abgeschlossen. Die Verschlusselemente 24d, 25d sind jeweils als Berstscheibe ausgeführt und mittels einer Ringschweißverbindung 24.2d, 25.2d an die erste bzw. zweite Stirnfläche 22.3, 22.4 des fünften Hauptsteuerkolbens 22d angeschweißt.
-
In den Darstellungen nach 7 bis 10 sind insbesondere die vorgeprägten Sollbruchstellen 24.1, 25.1 der Verschlusselemente 24, 25 dargestellt. Die Verschlusselemente 24, 25 sind vorzugsweise als dünne Kreisscheiben oder Kreisringscheiben mit einer vorgeprägten Risskontur ausgeführt, welche bei Überlastung als Sollbruchstelle 24.1, 25.1 wirkt. Die Sollbruchstellen 24.1, 25.1 sind so angeordnet, dass nach Bruch der Verschlusselemente 24, 25 keine Reststücke in den Strömungskanal hineinragen und keine Teilstücke abreißen, welche den Durchfluss bzw. die Ventilfunktion behindern. Zur Unterstützung der vorgesehenen Rissbildung ist eine Scherplatte 24.3 am ersten Verschlusselement 24 vorgesehen. Diese unterstützt insbesondere das Abscheren des Verschlusselements 24 durch Konzentration der wirkenden Kräfte auf die Sollbruchstelle 24.1.
-
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen einen Kaltgasgenerator zur Verfügung, welcher in vorteilhafter Weise mit Hilfe von Verschlusselementen mit Sollbruchstellen die Dichtheit über die Lebensdauer realisiert. Im Anwendungsfall werden die Verschlusselemente zerstört und über kurze Zeit wird eine Ventilfunktion mittels konventioneller Dichtungen ermöglicht. Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Kaltgasgenerators trennen die Langzeitdichtheit über die gewünschte Lebensdauer von der Ventilschaltfunktion in der kurzen Zeit der Steuerung des Ausströmverhaltens. Dadurch können die entsprechenden Abdichtelemente für die jeweilige Funktion optimiert werden.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102007003320 A1 [0003]
- DE 10318888 B3 [0004]
