DE102013005153A1

DE102013005153A1 - GASGENERATOR, lNSBESONDERE FÜR ElN lNSASSENRÜCKHALTESYSTEM ElNES KRAFTFAHRZEUGS, GASSACKMODUL, FAHRZEUGSlCHERHElTSSYSTEM UND VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINES GASENERATORS

Info

Publication number: DE102013005153A1
Application number: DE201310005153
Authority: DE
Inventors: Bernd Weber
Original assignee: TRW Airbag Systems GmbH
Current assignee: ZF Airbag Germany GmbH
Priority date: 2013-03-26
Filing date: 2013-03-26
Publication date: 2014-10-02
Also published as: FR3003829B1; FR3003829A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Gasgenerator (10) für ein Insassenrückhaltesystem eines Kraftfahrzeugs, aufweisend einen Diffusor (11), der mit einem Verschlusskörper (12) ein Außengehäuse des Gasgenerators bildet, und eine Anzündereinheit (20) mit einem Anzünderträger (24), der in einer Öffnung (45) des Verschlusskörpers (12) angeordnet und mit diesem verbunden ist. Erfindungsgemäß bildet ein Umfangsrand der Öffnung (45) einen Teil eines verformbaren Federelementes (30), das zumindest abschnittsweise an einer Außenwand (25) des Anzünderträgers (24) derart anliegt, dass die Anzündereinheit (20) durch einen Druckanstieg im Außengehäuse unter Verformung des Federelements (30) axial bewegbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Gasgenerator, insbesondere für ein Insassenrückhaltesystem eines Kraftfahrzeugs, aufweisend einen Diffusor, der mit einem Verschlusskörper ein Außengehäuse des Gasgenerators bildet, und eine Anzündereinheit mit einem Anzünderträger, der in einer Öffnung des Verschlusskörpers angeordnet und mit diesem verbunden ist. Daneben betrifft die Erfindung ein Gassackmodul sowie ein Fahrzeugsicherheitssystem. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Gasgenerators.
Insassenrückhaltesysteme für Kraftfahrzeuge weisen üblicherweise Airbagmodule auf, die einen Gassack umfassen, der im Falle eines Aufpralls aufgeblasen wird, um die Wahrscheinlichkeit einer Kollision von Körperteilen eines Fahrzeuginsassen mit einem Fahrzeugbauteil zu reduzieren. Um den Gassack im Falle eines Aufpralls aufzublasen, sind üblicherweise Gasgeneratoren vorgesehen, welche eine Brennkammer umfassen, die beispielsweise mit Festtreibstoff gefüllt ist. Gasgeneratoren weisen wenigstens eine Anzündereinheit auf, welche einen Anzünder, eine Anzünderhülse und einen Anzünderträger umfasst. Die Anzünderhülse umgibt bzw. begrenzt dabei eine Anzündkammer.
Ein derartiger Aufbau eines Gasgenerators ist beispielsweise aus DE 20 2010 014 286 U1 bekannt. Der standardmäßig aus Metall gefertigte Anzünderträger ist mit dem Verschlusskörper mittels einer Schweißnaht verbunden. Im Belastungsfall, also bei aktiviertem Gasgenerator, d. h. beim Treibstoffabbrand und Druckaufbau im Inneren des Gasgenerators, ist diese Schweißnaht gewissen mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt und muss dementsprechend robust bzw. aufwändig ausgelegt werden.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen weiterentwickelten Gasgenerator anzugeben, wobei die Verbindung und der Anschlussbereich des Verschlusskörpers mit dem Anzünderträger hinsichtlich der vorgenannten mechanischen Beanspruchungen im Belastungsfall (aktivierter Gasgenerator) entlastet, bzw. weniger stark beansprucht, werden. Auch ist es Aufgabe der Erfindung, ein Gassackmodul sowie ein Fahrzeugsicherheitssystem mit einem derartigen Gasgenerator anzugeben. Außerdem ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines Gasgenerators und/oder eines Gassackmoduls und/oder eines Fahrzeugsicherheitssystem anzugeben.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bezüglich des weiterentwickelten Gasgenerators durch den Gegenstand des Patentanspruches 1 gelöst.
Erfindungsgemäß bildet ein Umfangsrand der Öffnung einen Teil eines verformbaren Federelementes, das zumindest abschnittsweise an einer Außenwand des Anzünderträgers derart anliegt, dass die Anzündereinheit durch einen Druckanstieg im Außengehäuse unter Verformung des Federelements axial bewegbar ist. Der Umfangsrand kann beispielsweise kreisrund ausgeformt sein.
In anderen Worten endet der Verschlusskörper in einem verformbaren Federelement, wobei dies derart zu verstehen ist, dass ein Endbereich bzw. ein Endabschnitt des Verschlusskörpers als verformbares Federelement ausgebildet ist.
Der Vorteil des erfindungsgemäßen Gasgenerators besteht darin, dass im Belastungsfall (aktivierter Gasgenerator) das verformbare Federelement Verformungsarbeit leistet, wodurch die erfindungsgemäße Anbindung des Verschlusskörpers an den Anzünderträger entlastet wird. Bei einer derartigen Verformung sind sowohl elastische, als auch plastische Verformungsanteile vorhanden. Das bedeutet, dass durch den Druckaufbau im Inneren des Gasgenerators das Federelement, zumindest abschnittsweise, in Richtung Außenbereich des Gasgenerators bis zu einer maximalen Auslenkung verformt, insbesondere durchgebogen, bzw. überstreckt wird, wobei sich das Federelement anschließend, aufgrund nachlassenden Innendrucks des Gasgenerators (Gasausströmung durch den Diffusor) wieder in Richtung seiner Ausgangslage zurückverformt, diese jedoch nicht mehr gänzlich erreicht, sodass ein gewisser plastischer Verformungsweg des Federelements nach außen, nach Aktivierung des Gasgenerators, bestehen bleibt.
Vorzugsweise ist die Anzündereinheit relativ zu einer Position eines Generatorflansches und/oder einer Öffnung des Diffusors und/oder einer zylindrischen Umfangswand des Diffusors axial bewegbar.
Bei einem Gasgenerator der eingangs genannten Art kann auch erfindungsgemäß ein Umfangsrand der Öffnung einen Teil eines verformbaren Federelementes bilden, das zumindest abschnittsweise an einer Außenwand des Anzünderträgers derart anliegt, dass der Umfangsrand der Öffnung durch einen Druckanstieg im Außengehäuse unter Verformung des Federelementes an den Anzünderträger anpressbar ist, bzw. angepresst wird.
Vorzugsweise ist das Federelement so geformt, dass eine Innenfläche des Verschlusskörpers an der Außenwand des Anzünderträgers anliegt. Dies ermöglicht einen kontinuierlichen Übergang von der Innenseite des Verschlusskörpers zum Anzünderträger und erleichtert die Montage des Gasgenerators. Die Anlage der Innenfläche des Federelements bedeutet, dass der innenseitige Endbereich des Verschlusskörpers am Anzünderträger anliegt, wobei als innenseitig der Bereich des Verschlusskörpers zu verstehen ist, welcher am nächsten zum Anzünderträger positioniert ist. Der innenseitige Endbereich ist Teil des Umfangsrandes der Öffnung, der als verformbares Federelement am Anzünderträger anliegt.
Das verformbare Federelement weist mindestens einen gekrümmten Abschnitt auf, der zumindest abschnittsweise an der Außenwand des Anzünderträgers anliegt und der dazu beiträgt, den Anzünderträger mit einer Federkraft zu beaufschlagen, die in etwa in radialer Richtung wirkt, also normal zur Außenwand des Anzünderträgers. Der gekrümmte Abschnitt ist vorzugsweise konvex, bzw. zur Außenseite des Außengehäuses hin, gekrümmt.
Die Außenwand des Anzünderträgers weist mindestens einen gekrümmten Abschnitt, insbesondere konkav gekrümmten Abschnitt auf. Der gekrümmte bzw. konkave Abschnitt des Anzünderträgers ist zumindest abschnittsweise komplementär zum gekrümmten, insbesondere konvex gekrümmten Abschnitt, des verformbaren Federelements ausgebildet.
Das verformbare Federelement liegt an der Außenwand des Anzünderträgers zumindest abschnittsweise derart an, dass der gekrümmte Abschnitt des verformbaren Federelements am gekrümmten Abschnitt des Anzünderträgers anliegt. Die beiden Abschnitte bilden dabei einen Anlagebereich und weisen zumindest im Anlagebereich entsprechende Krümmungsradien auf. Durch die gekrümmten Abschnitte wird eine selbstklemmende Wirkung zwischen dem Anzünderträger und dem Verschlusskörper erzielt.
Der Anlagebereich ermöglicht eine Kontaktfläche, die größer ist als bei den aus dem Stand der Technik bekannten stumpf angeschweißten Verschlusskörpern, bei denen die Kontaktfläche auf die Wandstärke des Verschlusskörpers sehr begrenzt ist. Damit steht eine vergrößerte Fläche für eine etwaige Schweißverbindung zur Verfügung, auf welche die mechanischen Beanspruchungen im Belastungsfall (aktivierter Gasgenerator) vorteilhafter verteilt werden können.
In einer Ausführungsform der Erfindung geht der gekrümmte Abschnitt bzw. der Krümmungsabschnitt des verformbaren Federelements in eine ringförmige, insbesondere in eine kreisringförmige, Endflanke über, die an der Außenwand des Anzünderträgers anliegt. Diese Endflanke kann parallel zur, Mittelachse der Anzündereinheit angeordnet sein. Als Endflanke des verformbaren Federelements wird der Abschnitt des verformbaren Federelements mit dem kleinsten Innendurchmesser, also allgemein mit dem geringsten Abstand zur Mittelachse des Gasgeneratos, bezeichnet. Die Endflanke des verformbaren Federelements ist Teil des innenseitigen Endabschnitts des Verschlusskörpers, bzw. bildet den Umfangsrand der Öffnung des Verschlusskörpers aus.
Der außenseitige Endabschnitt des Verschlusskörpers ist der Abschnitt des Verschlusskörpers mit dem größten Abstand zur Mittelachse der Anzündereinheit. Das außenseitige Ende des Verschlusskörpers ist vorzugsweise als zylindrische Umfangswand ausgebildet und weist einen Überlappungsbereich mit dem Diffusor auf, der mit dem Verschlusskörper das Außengehäuse des Gasgenerators bildet.
Die ringförmige Endflanke bzw. die kreisringförmige Endflanke des verformbaren Federelements kann eine Ausnehmung und/oder eine Abschrägung aufweisen. Diese Profilierung ist vorzugsweise an bzw. in der Anlagefläche des verformbaren Federelements zur Außenwand des Anzünderträgers hin ausgebildet. Die Außenwand des Anzünderträgers kann ein Rastelement aufweisen, welches komplementär zur Ausnehmung und/oder Abschrägung der Endflanke des verformbaren Federelements ausgebildet ist. Damit sind eine Nut/Feder-Anordnung oder schräge Anlageflächen, die in Bezug auf die Mittelachse der Anzündereinheit im selben Winkel angeordnet sind, möglich, die die Verbindung von Anzünderträger mit Verschlusskörper durch Erzeugung einer Klemmkraft unterstützen und/oder die Montage durch Zentrierung der Bauteile erleichtert. Außerdem wird der Anlagebereich zwischen dem Verschlusskörper und der Außenwand des Anzünderträgers vergrößert.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann der Anzünderträger einen Absatz und/oder einen Hinterschnitt aufweisen. Die Endflanke des verformbaren Federelements kann komplementär zu dem Absatz und/oder dem Hinterschnitt des Anzünderträgers ausgebildet sein.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann ein Umfangsrand der Öffnung einen Teil eines verformbaren Federelementes bilden, das zumindest abschnittsweise an einer Außenwand des Anzünderträgers anliegt, dass das verformbare Federelement, insbesondere in einem gekrümmten Abschnitt, durch einen Druckanstieg im Außengehäuse nach außen hin verformbar, insbesondere durchbiegbar, ist.
Insbesondere ist ein in Richtung der Mittelachse des Gasgenerators gemessener Abstand zwischen einem in Axialrichtung des Gasgenerators dem Diffusor nächstgelegenen, gekrümmten Abschnitt des verformbaren Federelementes und einem dem Diffusor weitest entfernten, untersten Abschnitt des Bodenelements nach dem Druckanstieg im Außengehäuse kleiner als vor dem Druckanstieg.
Das verformbare Federelement des Verschlusskörpers kann eine Flanke umfassen, die bezogen auf die Außenwand des Anzünderträgers schräg angeordnet ist und in Richtung der Mittelachse (M) der Anzündereinheit weist. Die schräge Flanke ist in radialer Richtung gegenüber der ringförmigen Endflanke des Federelements angeordnet, wobei der gekrümmte Abschnitt dazwischen liegt. Die Flanke, die Endflanke und der gekrümmte Abschnitt bilden zusammen einen ringförmigen Kragen, der den Anzünderträger in Umfangsrichtung umgibt. Allgemein wird offenbart, dass das Federelement radial innen einen ringförmigen Kragen bildet, der am Anzünderträger anliegt.
Die schräge Flanke kann in Bezug auf die Mittelachse der Anzündereinheit in einem Winkel β von 70°–30°, insbesondere in einem Winkel von 60°–35°, insbesondere in einem Winkel von 50°–40°, insbesondere einem Winkel von 45°, angeordnet sein. Vorzugsweise geht die schräge Flanke in den konvex gekrümmten Abschnitt des Federelements über und erstreckt sich ausgehend vom konvex gekrümmten Abschnitt radial und axial nach außen.
Bei der Aktivierung des Gasgenerators, also im Belastungsfall des Gasgenerators mit Druckaufbau im Inneren des Gasgenerators, wird das Federelement verformt und bewegt sich mit dem Anzünderträger axial nach außen. Dabei wird die schräge Flanke als Teil des Federelements mitbewegt und der gekrümmte, vorzugsweise konvexe, Abschnitt wird durch die Auswärtsbewegung nach außen durchgebogen, bzw. aufgebogen, was insgesamt zu einer Streckung des Federelements führt. Im gestreckten Zustand bildet das Federelement bis auf die Verbindungsstelle mit dem Anzünderträger eine in etwa gerade Fläche.
Durch die Streckung wird ein Teil der in den Verschlusskörper eingeleiteten Kräfte als Verformungsarbeit verbraucht. Außerdem bewirkt der schräge Verlauf der Flanke, dass die ringförmige Endflanke bei der Auswärtsbewegung an den Anzünderträger gepresst wird, weil der Abstand zwischen der schrägen Flanke und dem Anzünderträger zumindest zu Beginn der Auswärtsbewegung etwas verringert wird. Dadurch entsteht eine gewisse Klemmwirkung von Federelement auf die Verbindungsstelle mit dem Anzünderträger, wodurch auch die Dichtheit des Gasgenerators verbessert werden kann.
Der Verschlusskörper, insbesondere das verformbare Federelement, kann mit dem Anzünderträger stoffschlüssig verbunden, insbesondere verschweißt, sein. Die Schweißnaht ist im Bereich der ringförmigen bzw. der kreisringförmigen Endflanke des verformbaren Federelements anzubringen. Alternativ kann das verformbare Federelement mit dem Anzünderträger nicht stoffschlüssig verbunden sein. Insbesondere kann diese Alternative eine Anwendung finden bei Gasgeneratoren, welche im Belastungsfall im Inneren des Gasgenerators einen relativ geringeren Innendruck aufbauen. Hier könnte also gänzlich auf eine Schweißverbindung zwischen Verschlusskörper und Anzünderträger verzichtet werden. In einer Ausführungsform der Erfindung kann der Anzünderträger aus Kunststoff gefertigt sein. In diesem Fall kann zwischen dem Anzünderträger und dem Verschlusskörper zumindest abschnittsweise ein Versteifungselement angeordnet sein. Ein derartiges Versteifungselement bzw. Versteifungs-Insert, kann aus Metall oder hochfestem Kunststoff gefertigt sein. Das Versteifungselement kann als rotationssymmetrisches Element mit fingerartigen Einzelelementen ausgebildet sein.
Hinsichtlich des Gassackmoduls wird die Aufgabe durch die Merkmale des Anspruches 11 gelöst. Demnach weist das Gassackmodul einen erfindungsgemäßen Gasgenerator auf. Mit Blick auf das Fahrzeugsicherheitssystem wird die Aufgabe durch die Merkmale des Anspruches 12 gelöst, wobei das Fahrzeugsicherheitssystem einen erfindungsgemäßen Gasgenerator und/oder ein erfindungsgemäßes Gassackmodul aufweist.
Hinsichtlich des Verfahrens zur Herstellung eines Gasgenerators wird die Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruches 13 gelöst. Demnach wird in der Öffnung des Verschlusskörpers in einem ersten Schritt der Anzünder positioniert und anschließend mittels Kunststoff-Spritzgussverfahren der Anzünderträger zwischen Anzünder und Verschlusskörper geformt. Der Anzünderträger kann also in Form eines eingespritzten Kunststoffelementes vorliegen.
Alternativ kann ein umspritzter Anzünder mit einem zusätzlichen Versteifungselement vorgesehen sein, wobei das Versteifungselement vorzugsweise aus Metall oder hochfestem Kunststoff gefertigt ist, so dass im Belastungsfall ein Herausschießen des eingespritzten Anzünderträgers aus dem Verschlusskörper verhindert wird. Sofern niedrige Betriebsdrücke gewählt werden, kann auf ein derartiges Versteifungselement verzichtet werden. Das Versteifungselement ist vor der Positionierung des Anzünders in einer Öffnung des Verschlusskörpers in dem Verschlusskörper zu positionieren. Das Versteifungselement wird dabei durch Klemmwirkung in dem Verschlusskörper gehalten.
In den Figuren zeigen:
1 eine Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Gasgenerators gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel;
2 eine Detaildarstellung Z der 1 bezüglich des Anlagebereiches des verformbaren Federelements und der Außenwand des Anzünderträgers;
3 eine Schnittdarstellung bezüglich eines eingespritzten Anzünderträgers;
4 eine Darstellung des Ablaufes bezüglich der Herstellung eines eingespritzten Anzünderträgers mit Versteifungselement.
In 1 ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Gasgenerators 10 gezeigt, wobei dieser Gasgenerator 10 insbesondere für eine Schutzeinrichtung in einem Fahrzeug bzw. ein Fahrzeugsicherheitssystem vorgesehen ist. Der Gasgenerator 10 weist einen Diffusor 11 auf, der mit einem Verschlusskörper 12 ein Außengehäuse des Gasgenerators 10 bildet. Das Außengehäuse ist bezüglich der Mittelachse M im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet. Des Weiteren ist eine Anzündereinheit 20 vorgesehen, wobei diese Anzündereinheit 20 einen Anzünder 21 und eine Anzünderhülse 22 umfasst. Diese Anzünderhülse 22 umgibt bzw. begrenzt eine Anzünderkammer 23. Des Weiteren umfasst die Anzündereinheit 20 einen Anzünderträger 24, wobei dieser Anzünderträger 24 axial entlang der Mittelachse M der Anzündereinheit 20 bewegbar ist. Der Verschlusskörper 12 ist mit dem Anzünderträger 24 verbunden.
Die Anzündereinheit 20 und der Verschlusskörper 12, bzw. allgemein das Außengehäuse, sind koaxial angeordnet.
Der Diffusor 11 hat einen gewölbten Deckenabschnitt 13 und eine daran anschließende im Wesentlichen zylindrische Umfangswand 14. Der dargestellte Gasgenerator 10 ist Teil eines nicht dargestellten Gassackmoduls mit einem aufblasbaren Gassack. Von der dem Deckenabschnitt 13 abgewandten Seite der zylindrischen Umfangswand 14 erstreckt sich ein Generatorflansch 15 zur Befestigung des Gasgenerators an einem Generatorträger radial nach außen.
Der Verschlusskörper 12, insbesondere die zylindrische Umfangswand 26 des Verschlusskörpers, liegt in einem Überlappungsbereich 16 an der zylindrischen Umfangswand 14 des Diffusors 11 an und ist dort mit dem Diffusor verbunden.
Zwischen der Anzünderhülse 22 und dem Anzünderträger 24 kann eine Presspassung bestehen, so dass keine weiteren Befestigungsmaßnahmen notwendig sind. Die Anzünderhülse 22 umgibt eine Anzünderkammer 23 bzw. begrenzt diese Anzünderkammer. Die Anzünderhülse 22 bzw. die Anzünderkammer 23 ist vollständig von einer Brennkammer 17 umgeben. In der Brennkammer 17 kann ein nicht dargestellter pyrotechnischer Treibstoff, insbesondere in Tablettenform, angeordnet sein. Der Anzünder 21 ragt in die Anzünderkammer 23 hinein, wobei die Kammer mit einer Verstärkerladung, insbesondere in Tablettenform und/oder Granulatform, gefüllt sein kann.
Wie im dargestellten Ausführungsbeispiel kann der Gasgenerator 10 mit einem Filter 18 versehen sein, der auch als Temperatursenke wirken kann, so dass das aus der Brennkammer 17 durch eine der Öffnungen 19 des Diffusors ausströmende Gas gefiltert und/oder gekühlt wird. Das aus den Öffnungen 19 des Diffusors austretende Gas bläst einen nicht gezeigten Gassack auf.
Im rotationssymmetrischen Verschlusskörper 12 ist eine Öffnung 45 ausgebildet, insbesondere mittig ausgebildet, in der der Anzünderträger 24 angeordnet ist. Den Umfangsrand der Öffnung 45 umgibt ein verformbares Federelement 30. Der Verschlusskörper endet also radial innen in der Form eines Federelementes. Das Federelement ist mit dem Verschlusskörper 12 einstückig ausgebildet. In der 2 beginnt das Federelement 30 am untersten (äußersten) Abschnitt 36 des Verschlusskörpers 12 bzw. des Bodenelementes 27.
Der Anzünderträger 24 ist mit dem Federelement 30 verbunden, wobei das Federelement 30 zumindest abschnittsweise an der Außenwand 25 des Anzünderträgers 24 anliegt. Dabei bildet das Federelement 30 einen Innenring oder Kragen, der an der Außenwand 25 des Anzünderträgers 24 derart anliegt, dass die Anzündereinheit 20 durch einen Druckanstieg im Außengehäuse unter Verformung des Federelements 30 axial bewegbar ist. Dabei wird der Kragen gestreckt.
Ausgehend von der zylindrischen Umfangswand 26 des Verschlusskörpers 12 ist ein Bodenelement 27 an der zylindrischen Umfangswand 26 angeformt. Dieses Bodenelement 27 kann rechtwinklig bzw. senkrecht zur zylindrischen Umfangswand 26 angeordnet sein. Im dargestellten Fall ist das Bodenelement in einem Winkel α, welcher größer 90° ist, zur zylindrischen Umfangswand 26 angeordnet.
In 2 wird der Anlagebereich zwischen der Außenwand des Anzünderträgers und dem verformbaren Federelement vergrößert durch die Detaildarstellung Z der 1 gezeigt. Das verformbare Federelement weist im Anlagebereich mit der Außenwand 25 des Anzünderträgers 24 einen gekrümmten Abschnitt 31 auf. Dieser gekrümmte Abschnitt ist im vorliegenden Fall in Richtung Innenbereich des Gasgenerators gewölbt bzw. konvex ausgeführt. Der Umfangsrand der Öffnung 45 bildet einen Teil des verformbaren Federelementes 30, wobei das Federelement 30 einen Innenring 28 bzgl. des Verschlusskörpers 12 bildet.
Der Anzünderträger 24 weist an der Außenwand 25 einen entsprechend gekrümmten Abschnitt 41 auf. Dieser ist im dargestellten Beispiel als konkav gekrümmter Abschnitt ausgebildet. Der gekrümmte Abschnitt 41 des Anzünderträgers ist zumindest abschnittsweise komplementär zum gekrümmten Abschnitt 31 des verformbaren Federelements 30 ausgebildet, d. h. die beiden gekrümmten Abschnitte 41, 31 weisen zumindest abschnittsweise dieselben Krümmungsradien auf. Der gekrümmte Abschnitt des verformbaren Federelements geht in eine Endflanke 32 über. Diese ringförmige, insbesondere kreisringförmige Endflanke 32 stellt somit den Endabschnitt des verformbaren Federelements 30 bzw. des Verschlusskörpers 12 dar.
Im dargestellten Beispiel liegt das verformbare Federelement 30 im Bereich des gekrümmten Abschnittes 31 sowie im Endflankenbereich 32 an der Außenwand 25 des Anzünderträgers 24 an. Es erhöht sich somit die Anlagefläche bzw. der Anlagebereich bezüglich des Anzünderträgers 24 mit dem Verschlusskörper 12. An der ringförmigen Endflanke 32 kann der Anzünderträger 24 mit dem verformbaren Federelement 30 verbunden sein. Im dargestellten Beispiel erfolgt diese Verbindung mittels einer Schweißnaht 33.
Das verformbare Federelement 30 umfasst des Weiteren eine schräge Flanke 35, welche in Richtung der Mittelachse M der Anzündereinheit weist. Die schräge Flanke 35 befindet sich bezüglich des gekrümmten Abschnittes 31 des Federelements 30 an der zur Endflanke 32 gegenüberliegenden Seite des Federelements 30. Die schräge Flanke 35 ist hinsichtlich der Mittelachse M der Anzündereinheit in einem Winkel β angeordnet. Dieser Winkel β kann zwischen 60° und 30° betragen.
1 und 2 zeigen den erfindungsgemäßen Gasgenerator in betriebsbereitem Zustand, also im Zustand vor einer Aktivierung, d. h. der Gasgenerator wurde noch nicht ausgelöst. Der Bereich des verformbaren Federelements 30 ist in diesem Zustand nach innen, also in Richtung Innenbereich des Gasgenerators, gebogen. Die schräge Flanke weist im nichtaktivierten Zustand zur Mittelachse M und der gekrümmte Abschnitt 31 des Federelements ist klar als konvexer Abschnitt zu erkennen. Ausgehend vom konvex gekrümmten Abschnitt 31 erstreckt sich die schräge Flanke 35 radial und axial nach außen.
Im Belastungsfall, d. h. bei aktiviertem Gasgenerator und damit verbundenem Treibstoffabbrand sowie Druckaufbau im Inneren des Gasgenerators wird das verformbare Federelement und insbesondere der gekrümmte Abschnitt 31 des Federelements nach außen gebogen, d. h. in entgegengesetzte Richtung zur Brennkammer 17 bzw. in entgegensetzte Richtung zum gewölbeten Deckenabschnitt 13 des Diffusors. Der Anzünderträger 24 wird dabei nach unten, also axial nach außen, also in Richtung Außenbereich des Gasgenerators, bewegt.
Durch die Verformungsarbeit, d. h. durch die Auswärtsbewegung des Federelementes 30, wird die Verbindung zwischen Verschlusskörper 12 und Anzünderträger 24 weniger stark belastet als bei herkömmlichen Gasgeneratoren. Da zusätzlich der Anlagebereich zwischen dem Verschlusskörper 12 und dem Anzünderträger 24 im Vergleich zu bekannten stumpfen Schweißverbindungen erheblich erhöht ist, wird die wirksame Schweißnahtfläche erheblich vergrößert, so dass diese im Belastungsfall höheren Drücken standhält.
2 zeigt einen in Richtung der Mittelachse M gemessenen Abstand A zwischen dem gekrümmten Abschnitt 31 des verformbaren Federelements 30 und einem untersten Abschnitt 36 des Bodenelements 27. Hierbei wird der Abstand A gemessen zwischen der in Axialrichtung des Gasgenerators dem Diffusor 11 nächstgelegenen, gekrümmten Abschnitt 31 und dem dem Diffusor 11 weitest entfernten, untersten Abschnitt 36. Der Abstand A hat vor Aktivierung des Gasgenerators, also vor einem Druckanstieg im Außengehäuse des Gasgenerators, einen gewissen ersten Wert. Bei bzw. nach Aktivierung des Gasgenerators (Druckanstieg im Außengehäuse) wird, wie weiter oben beschrieben, das verformbare Federelement 30, insbesondere dessen gekrümmter Abschnitt 31, nach außen gebogen bzw. verformt, insbesondere durchgebogen, wodurch der Abstand A einen anderen, geringeren Wert, im Vergleich zu dem vorgenannte ersten Wert, annimmt.
Bezüglich des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Gasgenerators sei zunächst auf 3 verwiesen. Zunächst wird ein Verschlusskörper 12 mit dem beschriebenen verformbaren Federelement 31 zur Verfügung gestellt. In einer Öffnung 45 des Verschlusskörpers 12 wird zunächst der Anzünder positioniert, so dass anschließend mittels Kunststoff-Spritzgussverfahren ein Anzünderträger 24 zwischen dem Anzünder 21 und dem Verschlusskörper 12 geformt wird. Aufgrund des erfindungsgemäßen Verfahrens kann der Anzünderträger aus Kunststoff gefertigt werden. Dies geht mit einer erheblichen Kostenersparnis einher. Des Weiteren ist es aufgrund des Kunststoff-Spritzgussverfahrens möglich, einen Anzünderträger 24 mit einem Absatz 42 zur Verfügung zu stellen, welcher als Verbindungsmöglichkeit zwischen dem verformbarem Federelement 31 und dem Anzünderträger 24 dient.
In 4 wird eine weitere Ausführungsmöglichkeit bezüglich des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Die Verfahrensschritte sind von rechts nach links dargestellt. Zunächst wird von einem Versteifungselement 43 ausgegangen. Dieses Versteifungselement ist vorzugsweise aus Metall oder hochfestem Kunststoff gefertigt und weist fingerartige Einzelelemente 44 auf. Dieses Versteifungselement 43 wird in dem Verschlusskörper 12 positioniert. Beispielsweise wird das Versteifungselement 43 mittels Klemmwirkung in dem Verschlusskörper 12 gehalten. Das Versteifungselement 43 wird mit dem Verschlusskörper 12, insbesondere dem Umfangsrand der Öffnung 45 bzw. dem Innenring 28, klemmverbunden.
Nach Positionierung des Versteifungselements in dem Verschlusskörper wird, wie bereits bzgl. 3 beschrieben, der Anzünder 21 in der Öffnung 45 des Verschlusskörpers 12 positioniert, so dass anschließend mittels Kunststoff-Spritzgussverfahren der Anzünderträger 24 zwischen Anzünder 21 und Verschlusskörper 12 geformt wird. Im Belastungsfall verhindert dieses Versteifungselement ein Herausschießen des eingespritzten Anzünderträgers 24 und des damit verbundenen Anzünders 21. Auf ein derartiges Versteifungselement kann bei niedrigen Betriebsdrücken verzichtet werden.
Die erfindungsgemäßen Gassackmodule und Fahrzeugsicherheitssysteme können mit dem erfindungsgemäßen Gasgenerator 10 gemäß den in 1 bis 2 dargestellten Ausführungsformen versehen sein. Die Herstellung des erfindungsgemäßen Gasgenerators 10 kann aufgrund der in 3 und 4 dargestellten Herstellungsverfahren erfolgen.
Bezugszeichenliste

10: Gasgenerator
11: Diffusor
12: Verschlusskörper
13: Gewölbter Deckenabschnitt
14: Zylindrische Umfangswand
15: Generatorflansch
16: Überlappungsbereich
17: Brennkammer
18: Filter
19: Öffnung des Diffusors
20: Anzündereinheit
21: Anzünder
22: Anzünderhülse
23: Anzünderkammer
24: Anzünderträger
25: Außenwand des Anzünderträgers
26: Zylindrische Umfangswand des Verschlusskörpers
27: Bodenelement
28: Innenring
30: Verformbares Federelement
31: Gekrümmter Abschnitt des Federelements
32: ringförmige Endflanke
33: Schweißnaht
34: Innenfläche der ringförmigen Endflanke
35: Schräge Flanke
36: unterster Abschnitt des Bodenelements
41: Gekrümmter Abschnitt des Anzünderträgers
42: Absatz
43: Versteifungselement
44: Fingerartige Einzelelemente
45: Öffnung des Verschlusskörpers
M: Mittelachse der Anzündereinheit
A: Abstand
α: Winkel zwischen zylindrischer Umfangswand und Bodenelement
β: Winkel zwischen Mittelachse der Anzündereinheit und schräger Flanke des verformbaren Federelements

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 202010014286 U1 [0003]

Claims

Gasgenerator (10) für ein Insassenrückhaltesystem eines Kraftfahrzeugs, aufweisend einen Diffusor (11), der mit einem Verschlusskörper (12) ein Außengehäuse des Gasgenerators bildet, und eine Anzündereinheit (20) mit einem Anzünderträger (24), der in einer Öffnung (45) des Verschlusskörpers (12) angeordnet und mit diesem verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Umfangsrand der Öffnung (45) einen Teil eines verformbaren Federelementes (30) bildet, das zumindest abschnittsweise an einer Außenwand (25) des Anzünderträgers (24) derart anliegt, dass die Anzündereinheit (20) durch einen Druckanstieg im Außengehäuse unter Verformung des Federelements (30) axial bewegbar ist.
Gasgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzündereinheit (20) relativ zu einer Position eines Generatorflansches (15) und/oder einer Öffnung (19) des Diffusors (11) und/oder einer zylindrischen Umfangswand (14) des Diffusors (11) axial bewegbar ist.
Gasgenerator nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Umfangsrand der Öffnung (45) einen Teil eines verformbaren Federelementes (30) bildet, das zumindest abschnittsweise an einer Außenwand (25) des Anzünderträgers (24) derart anliegt, dass der Umfangsrand der Öffnung (45) durch einen Druckanstieg im Außengehäuse unter Verformung des Federelementes (30) an den Anzünderträger (24) anpressbar ist, bzw. angepresst wird.
Gasgenerator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (30) so geformt ist, dass eine Innenfläche des Verschlusskörpers (12) an der Außenwand (25) des Anzünderträgers (24) anliegt.
Gasgenerator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (30) mindestens einen gekrümmten Abschnitt (31), insbesondere einen konvex, bzw. zur Außenseite des Außengehäuses hin, gekrümmten Abschnitt (31), aufweist, der zumindest abschnittsweise an der Außenwand (25) des Anzünderträgers (24) anliegt.
Gasgenerator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenwand (25) des Anzünderträgers (24) mindestens einen gekrümmten Abschnitt (41), insbesondere einen konkaven Abschnitt, aufweist, welcher zumindest abschnittsweise komplementär zum gekrümmten Abschnitt (31) des Federelements (30) ausgebildet ist.
Gasgenerator nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der gekrümmte Abschnitt (31) des Federelements (30) in eine ringförmige, insbesondere kreisringförmige, Endflanke (32) übergeht, die an der Außenwand (25) des Anzünderträgers (24) anliegt.
Gasgenerator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Endflanke (32) eine Ausnehmung und/oder Abschrägung aufweist und der Anzünderträger (24) ein Rastelement aufweist, welches komplementär zur Ausnehmung und/oder Abschrägung der Endflanke des verformbaren Federelements ausgebildet ist.
Gasgenerator nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, oder nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Umfangsrand der Öffnung (45) einen Teil eines verformbaren Federelementes (30) bildet, das zumindest abschnittsweise an einer Außenwand (25) des Anzünderträgers (24) anliegt, dass das verformbare Federelement (30), insbesondere in einem gekrümmten Abschnitt (31), durch einen Druckanstieg im Außengehäuse nach außen hin verformbar, insbesondere durchbiegbar, ist.
Gasgenerator nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein in Richtung der Mittelachse (M) des Gasgenerators (10) gemessener Abstand (A) zwischen einem in Axialrichtung des Gasgenerators (10) dem Diffusor (11) nächstgelegenen, gekrümmten Abschnitt (31) des verformbaren Federelementes (30) und einem dem Diffusor (11) weitest entfernten, untersten Abschnitt (36) des Bodenelements (27) nach dem Druckanstieg im Außengehäuse kleiner ist als vor dem Druckanstieg.
Gasgenerator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das verformbare Federelement (30) eine Flanke (35) umfasst, die bezogen auf die Außenwand (25) des Anzünderträgers (24) schräg angeordnet ist und in Richtung der Mittelachse (M) der Anzündereinheit (20) weist, wobei insbesondere die schräge Flanke (35) in den konvex gekrümmten Abschnitt (31) des Federelements (30) übergeht und sich ausgehend vom konvex gekrümmten Abschnitt (31) radial und axial nach außen erstreckt.
Gasgenerator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (30) mit dem Anzünderträger (24) stoffschlüssig verbunden, insbesondere verschweißt, ist.
Gasgenerator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anzünderträger (24) aus Kunststoff gefertigt ist, und/oder dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (30) mit dem Anzünderträger (24) formschlüssig und/oder reibschlüssig verbunden ist.
Gasgenerator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Anzünderträger (24) und dem Verschlusskörper (12) zumindest abschnittsweise ein Versteifungselement (43) angeordnet ist, wobei das Versteifungselement (43) insbesondere aus Metall oder hochfestem Kunststoff gefertigt ist.
Gassackmodul mit einem Gasgenerator nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Fahrzeugsicherheitssystem mit einem Gasgenerator und/oder einem Gassackmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Verfahren zur Herstellung eines Gasgenerators und/oder eines Gassackmoduls und/oder eines Fahrzeugsicherheitssystems nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Öffnung (45) des Verschlusskörpers (12) der Anzünder (21) positioniert wird und anschließend mittels Kunststoffspritzgussverfahren ein Anzünderträger (24) zwischen Anzünder (21) und Verschlusskörper (12) geformt wird.
Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Positionierung des Anzünders (21) in der Öffnung (45) des Verschlusskörpers ein Versteifungselement (43) positioniert wird.