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Die Erfindung betrifft eine Berstmembran, insbesondere für einen Gasgenerator, mit mindestens einer Sollbruchkontur, die bei Aktivierung des Gasgenerators zerstörbar ist, wobei eine Schockwelle generierbar ist. Daneben betrifft die Erfindung einen Gasgenerator, ein Gassackmodul sowie ein Fahrzeugsicherheitssystem.
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Gasgeneratoren liefern beispielsweise Gas zum Befüllen eines Gassacks oder für den Antrieb eines Gurtstraffers. In beiden Fällen ist es wichtig, dass das erzeugte Gas schnell zur Verfügung steht. Nach einer bekannten Technik wird dieses Gas zumindest zum Teil aus einem im Gehäuse des Gasgenerators gespeicherten, unter Druck stehenden Gas erzeugt. Eine Membran schließt das Gehäuse, in dem das unter Druck stehende Gas gespeichert ist, fluiddicht ab. Das Gehäuse wird geöffnet, indem bei/nach Aktivierung des Gasgenerators ein pyrotechnischer Anzünder die Membran zerstört, so dass das Gas ausströmen kann.
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Ein derartiger Gasgenerator ist beispielsweise aus der Offenlegungsschrift
US 2005/0206145 A1 bekannt. Dieser Gasgenerator weist eine Brennkammer auf, in der ein unter Druckentwicklung aktivierbarer Anzünder aufgenommen ist. Außerdem ist eine mit Druckgas gefüllte Vorratskammer vorgesehen, welche im nicht aktivierten Zustand des Gasgenerators gegenüber der Brennkammer durch eine aufbrechbare Membran druckdicht verschlossen ist. Die aufbrechbare Membran, weist eine Schwächungszone auf, die bei Aktivierung des Gasgenerators zerstörbar ist, um bei/nach Aktivierung des Gasgenerators ein Fluidverbindung zwischen der Brennkammer und der mit Druckgas befüllten Vorratskammer herzustellen.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine derartige Membran weiterzuentwickeln. Außerdem ist es Aufgabe der Erfindung, einen Gasgenerator, ein Gassackmodul sowie Fahrzeugsicherheitssystem mit einer derartigen Membran anzugeben.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bezüglich der weiterentwickelten Berstmembran durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Die Erfindung beruht demnach auf dem Gedanken, eine Berstmembran, insbesondere für einen Gasgenerator, mit mindestens einer Sollbruchkontur, die bei Aktivierung des Gasgenerators zerstörbar ist, wobei eine Schockwelle generierbar ist, anzugeben, wobei die Sollbruchkontur an mindestens einem Endpunkt, insbesondere an allen Endpunkten, eine Durchgangsöffnung aufweist.
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Eine Sollbruchkontur weist vorzugsweise mindestens zwei Endpunkte auf, wobei die Endpunkte beispielsweise die Endbereiche linearer oder kurvenförmiger Geometrien beschreiben. Die Sollbruchkontur weist an mindestens einem Endpunkt, insbesondere an allen Endpunkten, eine Durchgangsöffnung auf. Der Vorteil der erfindungsgemäßen Berstmembran besteht darin, dass durch die Durchgangsöffnung bzw. die Durchgangsöffnungen in der Berstscheibe auf eine druckdichte Auslegung der Berstscheibe verzichtet werden kann. Das heißt, dass die Berstscheibe nicht aufwändig druckdicht an dem Gehäuse des Gasgenerators befestigt werden muss, da sie keinen druckdichten Abschluss für ein unter Druck stehendes Gas innerhalb des Gasgenerators darstellt. Zudem bieten die Durchgangsöffnung bzw. Durchgangsöffnungen in der Berstmembran die Möglichkeit, eine größere Menge an unter Druck stehenden Gases in einem Gasgenerator zu speichern, da neben einer reinen Druckspeicherkammer, die sich auf einer Seite der Berstmembran befindet, auf der anderen (gegenüberliegenden) Seite der Berstmembran, beispielsweise in einer pyrotechnischen Treibstoff enthaltenden Brennkammer, weiterer Raum zur zusätzlichen Speicherung von unter Druck stehenden Gas genutzt werden kann.
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Die Sollbruchkontur wird bei Aktivierung des Gasgenerators zerstört bzw. die Berstmembran reißt entlang der Sollbruchkontur auf, wobei eine Schockwelle generiert wird, wie weiter unten noch genauer beschrieben. Um eine gleichmäßige Zerstörung und Generierung einer Schockwelle zu ermöglichen, ist die Sollbruchkontur C-förmig und/oder Doppel-C-förmig und/oder H-förmig und/oder T-förmig und/oder sternförmig und/oder kreissegmentförmig und/oder kreuzförmig ausgebildet.
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Die Berstmembran kann eine Außenkontur aufweisen, welche kappenförmig und/oder halbrundförmig ausgebildet ist. Als Außenkontur der Berstmembran wird die Kontur der Mantelfläche der Berstmembran bezeichnet. In anderen Worten kann die Berstmembran die Form einer Kappe mit einem halbkugelförmigen Deckel mit einer daran anschließenden kegelstumpfförmigen oder zylindrischen Umfangswand aufweisen. Außerdem ist es möglich, dass die Berstmembran eine kegelstumpfförmige oder zylindrische Umfangswand aufweist, wobei der Deckel lediglich eine flache Wölbung aufweist. Auch die Ausbildung eines flachen Deckels ist möglich.
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Die Durchgangsöffnung der Sollbruchkontur kann kreisrund ausgebildet sein. Die Durchgangsöffnung weist mindestens eine Öffnungsbreite, insbesondere mit einem Durchmesser, von 0,5–3,00 mm, insbesondere von 1,0–2,5 mm, insbesondere von 1,2–2,0 mm, insbesondere von 1,4 mm, auf. Sofern die Durchgangsöffnung kreisrund ausgebildet ist, kann die Öffnungsbreite als Durchmesser bezeichnet werden.
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Vorzugsweise weist die Mantelfläche der Berstmembran eine einheitliche Materialstärke bzw. Materialdicke auf. In anderen Worten kann die Mantelfläche der Berstmembran durchgehend bzw. auf der gesamten Mantelfläche die gleiche Materialstärke bzw. Materialdicke aufweisen.
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Die Sollbruchkontur der Berstmembran ist vorzugsweise in den Deckel, welcher halbkugelförmig und/oder gewölbt und/oder flach ausgebildet sein kann, der Mantelfläche der Berstmembran eingearbeitet. Die Sollbruchkontur kann durch Prägungen und/oder Fräsungen und/oder Kerben und/oder Laserabtragungen gebildet sein. Die Sollbruchkontur bildet eine Schwächungszone der Berstmembran, so dass die aufgezeigten Arten der möglichen Ausbildungsformen der Sollbruchkontur gute Methoden bilden, mit denen auf einfache Weise eine gut zu reproduzierende Öffnungskraft und damit der Berstdruck präzise eingestellt werden kann, etwa über Anzahl und Tiefe der verschiedenen Bereiche der Prägungen und/oder Fräsungen und/oder Kerben und/oder Laserabtragungen.
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Die Prägungen und/oder Fräsungen und/oder Kerben und/oder Laserabtragungen weisen vorzugsweise eine geringere Materialstärke bzw. Materialdicke als die der Mantelfläche auf und durchbrechen diese Mantelfläche nicht.
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Hinsichtlich eines Gasgenerators wird die Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 7 gelöst.
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Ein solcher erfindungsgemäßer Gasgenerator weist eine erfindungsgemäße Berstmembran auf. Vorzugsweise umfasst der Gasgenerator mindestens eine Brennkammer, die mit Treibstoff und Gas gefüllt ist und ein Ausströmende aufweist. Des Weiteren umfasst der Gasgenerator mindestens eine Zündereinheit, durch die der Treibstoff entzündbar ist. Die Zündereinheit kann beispielsweise in Form eines pyrotechnischen Anzünders vorliegen. Die Berstmembran ist mit einem Außengehäuse des Gasgenerators vorzugsweise stoffschlüssig und/oder formschlüssig verbunden. Ein stoffschlüssiges Verbinden der Berstmembran mit dem Außengehäuse des Gasgenerators kann beispielsweise durch Kleben und/oder Schweißen erfolgen. Eine formschlüssige Verbindung der Berstmembran mit dem Außengehäuse des Gasgenerators erfolgt beispielsweise durch Klemmung bzw. eine entsprechende Klemmverbindung.
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Im inaktivierten bzw. nicht-aktivierten Zustand des Gasgenerators, also bei einem ungezündeten Zustand, trennt die Berstmembran die Brennkammer von einer Gasvorratskammer. Die mindestens eine Durchgangsöffnung der Sollbruchkontur ist als Fluidverbindung bzw. Strömungsverbindung zwischen der Brennkammer und der Gasvorratskammer ausgebildet.
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Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass der Gasgenerator mindestens eine Brennkammer umfasst, in welcher ein unter Gasentwicklung abbrennbarer Treibstoff, insbesondere Festtreibstoff, aufgenommen ist. Des Weiteren umfasst der Gasgenerator eine mit Gas insbesondere Druckgas, gefüllte Vorratskammer und einen Anzünder und eine zwischen der Brennkammer und der Vorratskammer angeordnete Berstmembran. Es besteht mindestens eine Strömungs- bzw. Fluidverbindung zwischen der Vorratskammer und der Brennkammer. Die Berstmembran weist eine zusätzliche Sollbruchkontur auf, die bei Aktivierung des Gasgenerators zerstörbar ist, wobei eine Schockwelle generierbar ist. Detailliert bedeutet dies, dass sich durch den Abbrand des Treibstoffs in der Brennkammer ein höherer Druck aufbaut, als er in der mit Gas gefüllten Vorratskammer herrscht. Wird der Berstdruck der Berstmembran erreicht bzw. überschritten, öffnet diese, reißt diese also entlang der Sollbruchkontur auf, um einen abrupten relativ großflächigen Druckausgleich zwischen dem aufgebauten Druck in der Brennkammer und dem Gasdruck der vorgefüllten Vorratskammer zu ermöglichen. Durch das Öffnen der Berstmembran bzw. durch diesen abrupten Druckausgleich wird eine Schockwelle ausgebildet, welche mit hoher Geschwindigkeit entlang der Längsachse des Gasgenerators durch die Vorratskammer läuft, um an einem stirnseitigen Ende der Vorratskammer ein Verschlussmittel, vorzugsweise eine Berstscheibe, durch lokale Drucküberhöhung zu öffnen. Danach kann Aufblasgas, insbesondere eine Mischung aus dem durch den Abbrand des Treibstoffs erzeugten Gases und dem Gas, welches in der Vorratskammer vorgespannt gelagert ist, über einen Diffusor den Gasgenerator verlassen, um beispielsweise in einen aufblasbaren Luftsack zu strömen. Aufgrund des Berstens der Berstmembran im aktivierten Zustand des Gasgenerators ist eine vergrößerte Ausströmöffnung erzeugbar, so dass durch Verbrennen des Treibstoffes erzeugtes Gas schneller in die Vorratskammer und durch diese hindurch aus dem Gasgenerator strömen kann. Aufgrund des Erzeugens der Schockwelle kann das Verschlussmittel bzw. die Berstscheibe der Vorratskammer schneller als bei Gasgeneratoren, welche im Funktionsfall keine Schockwelle ausbilden geöffnet werden.
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Außerdem ist es möglich, ein Brennkammersieb, vorzugsweise auf einer Linie mit der Sollbruchkontur der Berstmembran und der Berstmembran anzuordnen. Ein Brennkammersieb kann eventuelle Abbrandpartikel, welche durch den Abbrand des Treibstoffes, insbesondere des Festtreibstoffes, entstehen können, zurückhalten.
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Weiterhin ist es vorteilhaft, den Anzünder, und die Berstmembran und/oder das Brennkammersieb und/oder die Sollbruchkontur der Berstmembran und/oder die Berstscheibe, auf der Gasgeneratorlängsachse anzuordnen. Mit Hilfe einer derartigen Anordnung wird eine optimale Anzündung des Treibstoffes, insbesondere des Festtreibstoffes, und/oder des Druckgases erreicht sowie eine effektive Ausbildung und Ausbreitung der Schockwelle und damit Zerstörung der Berstmembran und/oder Berstscheibe. Dies dient letztendlich einer sicheren und schnellen Funktionsweise des Gasgenerators. Als Festtreibstoff kann beispielsweise in Tablettenform gepresste Formkörper zum Einsatz kommen.
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Die Durchgangsöffnung weist mindestens eine Öffnungsbreite, insbesondere einen Durchmesser, von 0,5–3,00 mm, insbesondere von 1,4 mm auf. Die Durchgangsöffnung weist mindestens eine derartige Öffnungsbreite auf, dass zur Herstellung des Gasgenerators bei einer Befüllung des Generators mit Gas ein Druckausgleich zwischen der Gasvorratskammer und der Brennkammer in weniger als 15 Sekunden, insbesondere in weniger als 10 Sekunden, insbesondere in weniger als 8 Sekunden, insbesondere in weniger als 5 Sekunden, erfolgt. Die Öffnungsbreite bzw. der Durchmesser der Durchgangsöffnung ist in anderen Worten mindestens so groß, dass bei der Herstellung des Gasgenerators, nach dem Aufbau der Brennkammer, ein zügiger Druckausgleich von der Gasvorratskammer in die Brennkammer erreicht wird, wobei die Taktzeit insbesondere 5 Sekunden beträgt.
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Des Weiteren kann die Durchgangsöffnung, insbesondere die Öffnungsbreite, derart ausgebildet sein, dass bei Aktivierung des Gasgenerators eine Druckerhöhung in der Brennkammer erfolgt, um ein Öffnen der Berstmembran zu bewirken. In anderen Worten darf die Öffnungsbreite bzw. der Durchmesser einer Durchgangsöffnung nicht zu groß ausgebildet sein, so dass die Ausbildung der Schockwelle bzw. das funktionsgemäße Öffnen der Berstmembran nicht beeinträchtigt ist. In der Brennkammer muss trotz vorhandener Durchgangsöffnung eine signifikante Druckerhöhung ausgebildet werden können, so dass die Berstmembran funktionsgemäß zerstört bzw. geöffnet werden kann.
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Zusammenfassend ist die Öffnungsbreite bzw. der Durchmesser einer Durchgangsöffnung zwischen zwei, sich konträr auswirkenden, Parametern auszulegen. Dabei handelt es sich um die notwendige Druckerhöhung in der Brennkammer und den Druckausgleich zwischen der Gasvorratskammer und der Brennkammer.
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Ferner ist es möglich, dass in dem Gasgenerator innerhalb der Gasvorratskammer ein zusätzlicher Treibstoff, zur Nachlieferung von Heißgas, aufgenommen ist. In anderen Worten kann neben dem Treibstoff, der sich in der Brennkammer des Gasgenerators befindet, noch ein zusätzlicher Treibstoff in der Gasvorratskammer gelagert sein, der nach dem Öffnen der Berstmembrane und/oder nach der Ausbildung der Schockwelle entzündbar ist und damit als zusätzliche Quelle für Heißgas zu einer unterstützenden bzw. zeitlich nachgelagerten Befüllung eines aufblasbaren Luftsacks dienen kann. Hierbei kann der zusätzliche Treibstoff in der Gasvorratskammer lose und/oder in einer gepacken bzw. verpackten Form vorliegen, wobei sich die chemische Zusammensetzung und/oder geometrische Ausbildung des zusätzlichen Treibstoffs von dem Treibstoff in der Brennkammer unterscheiden kann. Insbesondere kann es sich dabei bei dem zusätzlichen Treibstoff um ein Fluid, insbesondere um einen gasförmigen, entzündbaren Treibstoff handeln.
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Hinsichtlich eines Gassackmoduls wird die Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 13 gelöst. Demnach weist ein Gassackmodul eine erfindungsgemäße Berstmembran und/oder einen erfindungsgemäßen Gasgenerator auf.
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Hinsichtlich eines Fahrzeugsicherheitssystems wird die Aufgabe durch die Merkmale des Anspruches 14 gelöst, demnach weist das Fahrzeugsicherheitssystem eine erfindungsgemäße Berstmembran und/oder einen erfindungsgemäßen Gasgenerator und/oder ein erfindungsgemäßes Gassackmodul auf. Bei dem Fahrzeugsicherheitssystem kann es sich um ein Fahrzeuginsassenrückhaltesystem, beispielsweise einen Airbag und/oder einen Sicherheitsgurt handeln.
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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mehrerer Varianten in Bezug auf die beigefügte Zeichnung. Darin zeigen:
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1: einen schematischen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Gasgenerator;
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2: eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Berstmembran; und
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3–5: Ansichten auf erfindungsgemäß ausgebildete Sollbruchkonturen.
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1 zeigt einen Gasgenerator 10 mit einem langgestreckten, zylindrischen Gehäuse 11, welches das Außengehäuse des Gasgenerators 10 bildet, an dessen ersten axialen Ende ein Anzünder 12 vorgesehen ist und an dessen zweiten axialen Ende des Gehäuses 11 ein Diffusor 13 vorgesehen ist. Der Diffusor 13 ist mit Ausströmöffnungen versehen und schließt sich in axialer Richtung an das Gehäuse 11 an und leitet das ausströmende Gas zu einem Einsatzort, beispielsweise zu einem nicht dargestellten aufblasbaren Gassack.
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Eine Berstmembran 14 teilt das Gehäuse 11 in eine Brennkammer 15 und eine Gasvorratskammer 16. In Richtung der Gasgeneratorlängsachse L schließt sich an den Anzünder 12 im Gehäuse 11 die Brennkammer 15 an. In der Brennkammer 15 befindet sich eine nicht dargestellte vorbestimmte Menge an Treibstoff. Dieser Treibstoff kann beispielsweise in Tablettenform vorliegen.
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In Richtung der Gasgeneratorlängsachse L schließt sich an die Brennkammer 15 die Vorratskammer 16 an. Die Vorratskammer 16 ist mit Gas, insbesondere Kaltgas (beispielsweise Argon, Helium oder ein geeignetes Gasgemisch), gefüllt. Die Berstmembran 14 schließt die Gasvorratskammer 16 nicht druckdicht gegen die Brennkammer 15 ab, so dass eine Strömungsverbindung zwischen den beiden Kammern 15 und 16 besteht. Aufgrund dessen strömt bei der Herstellung des Gasgenerators 10 beim Befüllen der Gasvorratskammer 16 mit Gas, insbesondere Kaltgas, über Durchgangsöffnungen der Berstmembran 14 dieses Gas auch in die Brennkammer 15, bis ein Druckausgleich zwischen den beiden Kammern 15 und 16 erreicht ist. Vorzugsweise wird der Druckausgleich in ca. 5 Sekunden hergestellt. Vor der Aktivierung des Gasgenerators 10 befindet sich also komprimiertes Gas sowohl in der Gasvorratskammer 16 als auch in der Brennkammer 15, in wechselseitiger Strömungsverbindung.
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Bei der hier gezeigten Variante des erfindungsgemäßen Gasgenerators ist die erfindungsgemäße Berstmembran 14 in das Gehäuse 11 eingepresst bzw. verklemmt. Die Berstmembran 14 kann aber auch stoffschlüssig mit dem Gehäuse 11 verbunden werden.
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Das Gehäuse 11 weist in dem Bereich, in dem die Berstmembran 14 im Gehäuse 11 befestigt ist, eine ringförmig umlaufende Einkerbung 17 auf. An der Innenseite der Einkerbung 17 liegt die Außenfläche der Berstmembran 14 an, so dass die Berstmembran 14 im Bereich der Einkerbung 17 abgestützt ist und die Berstmembran 14 somit zusätzlich gesichert ist. Für den Fall, dass die Berstmembran 14 stoffschlüssig mit dem Gehäuse 11 verbunden ist, kann auf die ringförmige umlaufende Einkerbung 17 verzichtet werden, womit das Gehäuse in diesem Bereich eine ebenfalls durchgehende zylindrische Form aufweisen kann.
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Um beispielsweise Abbrandpartikel zurückzuhalten, kann vor der Berstmembran 14 in der Brennkammer 15 ein Brennkammersieb 18 eingesetzt sein.
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Bei der Aktivierung des Gasgenerators 10 erhält der Anzünder 12 ein elektrisches Signal, um diesen zu aktivieren bzw. um den Treibstoff zu zünden. Die Zündung des in der Brennkammer 15 befindlichen Treibstoffes, insbesondere Festtreibstoffes, führt zu einer plötzlichen Druckerhöhung in der Brennkammer 15, so dass die in 1 nicht dargestellte Sollbruchkontur der Berstmembran 14 zerstört bzw. geöffnet wird, so dass schlagartig eine bezogen auf den Durchmesser des Gehäuses 11 große Öffnung in der Berstmembran 14 entsteht. Durch dieses abrupte Öffnen wir eine Schockwelle erzeugt, die in die Gasvorratskammer 16 eintritt und diese bis zur Berstscheibe 19 durchläuft, wie weiter oben bereits beschrieben.
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In der dargestellten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gasgenerators 10 liegen der Anzünder 12, das Brennkammersieb 18 sowie die Berstmembran 14 auf der Gasgeneratorlängsachse L. Hierdurch wird eine optimale Anzündung des in der Brennkammer 15 befindlichen Treibstoffes erreicht, so dass eine effektive Ausbildung und Ausbreitung der Schockwelle erreicht wird. Der hier gezeigte Gasgenerator kann beispielsweise zum Aufblasen eines Gassackes, insbesondere eines Airbags, und/oder in einem Gurtstraffersystem eingesetzt werden.
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Ferner ist es möglich, dass in dem Gasgenerator (10) innerhalb der Gasvorratskammer (16) ein nicht dargestellter zusätzlicher Treibstoff, zur Nachlieferung von Heißgas, aufgenommen ist.
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In 2 wird eine mögliche Ausführungsform einer Berstmembran 14 dargestellt. Die Berstmembran 14 hat im Wesentlichen die Form einer Kappe mit einem flachen Deckel 23. Die Außenkontur 26 der Berstmembran 14 wird zunächst durch eine zylindrische Umfangswand 20 sowie eine Abschrägung 21 gebildet. An die Abschrägung 21 schließt sich ein weiteres Teilsegment der Außenkontur bzw. der Mantelfläche bzw. der vollständigen Umfangswand an. Dabei handelt es sich um die kegelstumpfförmige Umfangswand 22, an welche sich der flache Deckel 23 anschließt.
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Wie in 1 dargestellt, liegt das Brennkammersieb 18 vollständig innerhalb der Berstmembran 14, wobei das Brennkammersieb 18 an der Innenseite der Abschrägung 21 anliegt. Die Wölbungen der Berstmembran 14 und des Brennkammersiebs 18 sind gegenläufig zueinander ausgebildet.
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Im Deckel 23 der Berstmembran 14 ist eine Sollbruchkontur 24 eingearbeitet. Die Sollbruchkontur 24 ist gemäß Ausführungsform der 2 C-förmig ausgebildet. Des Weiteren sind dort zwei Durchgangsöffnungen 25 vorgesehen, wobei die Durchgangsöffnungen an den Endpunkten 27 der Sollbruchkontur 24 ausgebildet sind. Als Endpunkte 27 werden die Bereiche einer geometrischen Form bzw. Linie bzw. bogenförmigen Kontur bezeichnet. Die Durchgangsöffnungen 25 verhindern, dass Berstmembranteile beim Öffnen bzw. Aufreißen der Berstmembran 14 separieren. In anderen Worten haben die Durchgangsöffnungen 25 eine Scharnier- bzw. Rissstoppfunktion. Wie bereits erwähnt, ermöglichen die Durchgangsöffnungen 25 den Durchlass von Kaltgas beim Befüllen der Gasvorratskammer 16 bei der Herstellung eines Gasgenerators. Im vorliegenden Fall sind die Durchgangsöffnungen 25 kreisrund ausgebildet und weisen einen Durchmesser von 0,5–3,0 mm, insbesondere von 1,0–2,5 mm, insbesondere von 1,2–2,0 mm, insbesondere von 1,4 mm, auf.
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Der Querschnitt der Durchgangsöffnung 25 ist klein genug, um im Funktionsfall, also bei Aktivierung des Gasgenerators, einen Druckanstieg in der Brennkammer 15 bis zu einem bestimmungsgemäßen Bersten der Berstmembran 14 zu ermöglichen.
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Die Sollbruchkontur wird vorzugsweise durch Prägungen und/oder Fräsungen und/oder Kerben und/oder Laserabtragungen gebildet, wobei die Restwandstärke im Bereich beispielsweise der Prägungen eine geringere Materialstärke als die Mantelfläche bzw. Außenkontur 26 aufweist und wobei die Prägungen im inaktivierten Zustand des Gasgenerators nicht durchbrechen. Über Anzahl, Länge und Tiefe der Prägungen lässt sich der Berstdruck der Sollbruchkontur 24 sehr genau und gut reproduzierbar einstellen.
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Bei der Aktivierung des Gasgenerators 10 reißt die Sollbruchkontur 24 auf, so dass eine relativ große Öffnung entsteht, die sich vorzugsweise mehr als über die Hälfte des gesamten Durchmessers des Gehäuses 11 erstreckt.
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In 3 ist lediglich der Deckel 23 einer Berstmembran 14 bzw. die Draufsicht darauf dargestellt. Die in den Deckel 23 eingearbeitete Sollbruchkontur 24 ist im vorliegenden Fall kreuzförmig ausgebildet. Die kreuzförmige Sollbruchkontur 24 wird durch zwei senkrecht aufeinander stehenden Linien bzw. Sollbruchlinien 28 gebildet. Die beiden Sollbruchlinien 28 weisen jeweils die gleiche Länge auf und schneiden sich jeweils mittig. An den Endpunkten 27 der beiden Sollbruchlinien 28 sind jeweils Durchgangsöffnungen 25 ausgebildet.
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Die Durchmesser bzw. Querschnitte der Durchgangsöffnungen 25 sind gleich ausgebildet. In anderen Worten weisen alle Durchgangsöffnungen 25 der Berstmembran 14 die gleiche Öffnungsbreite auf. Bei Verbinden der vier ausgebildeten Durchgangsöffnungen 25 wird ein Quadrat gebildet. In anderen Worten sind die Durchgangsöffnungen 25 die Eckbereiche bzw. Ecken eines gedachten Quadrates. Bei Aktivierung des Gasgenerators und einer damit verbundenen Zerstörung bzw. Öffnung der Sollbruchkontur 24 reißen die Sollbruchlinien 28 auf, so dass dreiecksförmige Deckelsegmente 29 nach außen klappen und somit eine Öffnung im Deckel 23 bilden. Durch dieses Umklappen der Deckelsegmente 29 wird demnach eine quadratische bzw. annähernd quadratische Öffnung gebildet, von welcher aus die Schockwelle in die nicht dargestellte Gasvorratskammer 16 ausgebildet bzw. eingeleitet wird.
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Auch in 4 wird der Deckel 23 einer Berstmembran 14 bzw. die Draufsicht darauf dargestellt. In dem Deckel 23 ist eine Sollbruchkontur 24 eingearbeitet. Im dargestellten Beispiel wird die Sollbruchkontur 24 aus drei Sollbruchlinien gebildet, welche H-förmig angeordnet sind. An den Endpunkten 27 der parallel zueinander angeordneten Sollbruchlinien 28 sind jeweils Durchgangsöffnungen 25 ausgebildet. Auch in diesem Fall sind die Durchgangsöffnungen 25 derart zueinander angeordnet, dass diese die Ecken eines gedachten Quadrates bilden. Durch Reißen bzw. Aufbrechen der Sollbruchlinien 28 werden zwei rechteckige Deckelsegmente 29 nach außen gewölbt, so dass diese wiederum eine Öffnung im Deckel 23 der Berstmembran 14 bilden.
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Die im Deckel 23 ausgebildete Sollbruchkontur 24 gemäß Ausführungsform der 5 wird durch zwei Sollbruchbögen 30 gebildet. Die Sollbruchkontur ist demnach Doppel-C-förmig ausgebildet. Die Sollbruchbögen 30 sind insbesondere halbkreisförmig ausgebildet. An den Endpunkten 27 beider Sollbruchbögen 30 sind Durchgangsöffnungen 25 ausgebildet, welche wiederum bei einem gedachten Quadrat die Ecken des Quadrates bilden. Bei Aktivierung des Gasgenerators 10 bzw. beim Aufbrechen der Sollbruchkontur 24 werden zwei halbkreisförmige Deckelsegmente 29 nach außen gewölbt, welche eine vergrößerte Öffnung in der Berstmembran 14 bilden.
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Die erfindungsgemäßen Gasgeneratoren, Gassackmodule und Fahrzeugsicherheitssysteme sind mit erfindungsgemäßen Berstmembranen 14 gemäß den in 2–5 dargestellten Ausführungsformen versehen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Gasgenerator
- 11
- Gehäuse
- 12
- Anzünder
- 13
- Diffusor
- 14
- Berstmembran
- 15
- Brennkammer
- 16
- Gasvorratskammer
- 17
- Einkerbung
- 18
- Brennkammersieb
- 19
- Berstscheibe
- 20
- zylindrische Umfangswand
- 21
- Abschrägung
- 22
- kegelstumpfförmige Umfangswand
- 23
- Deckel
- 24
- Sollbruchkontur
- 25
- Durchgangsöffnung
- 26
- Außenkontur
- 27
- Endpunkt
- 28
- Sollbruchlinie
- 29
- Deckelsegment
- 30
- Sollbruchbogen
- L
- Gasgeneratorlängsachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 2005/0206145 A1 [0003]
