DE102014018151A1

DE102014018151A1 - Inflator assembly

Info

Publication number: DE102014018151A1
Application number: DE102014018151.0A
Authority: DE
Inventors: Michael Stellwagen
Original assignee: Takata AG
Current assignee: Joyson Safety Systems Germany GmbH
Priority date: 2014-12-10
Filing date: 2014-12-10
Publication date: 2016-06-16
Anticipated expiration: 2034-12-11
Also published as: DE102014018151B4

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Gasgeneratorbaugruppe für ein Airbagmodul eines Kraftfahrzeugs, mit einer Kammer (1), die sich zwischen einem ersten und einem zweiten Ende erstreckt und in der ein Gas zum Aufblasen eines Gassacks bereitstellbar ist, mit einem Schockwellengenerator (S), welcher benachbart zum ersten Ende der Kammer (1) angeordnet ist und der im betätigten Zustand eine Schockwelle erzeugt, die sich durch die Kammer (1) zum zweiten Ende hin ausbreitet, mit mindestens einer Auslassöffnung (2) am zweiten Ende der Kammer (1) durch welche das Gas aus der Kammer (1) entweichen kann, mit einem Dichtungselement (3), das die Auslassöffnung (2) abdichtet und mit einem Filter (4), angebracht im Inneren der Kammer (1), zum Filtern des Gases, bevor dieses durch die Auslassöffnung (2) aus der Kammer (1) entweicht. Dabei weist der Filter (4 eine Fokussiereinrichtung aufweist, um eine Schockwelle, die sich in axialer Richtung vom ersten Ende zum zweiten Ende der Kammer (1) ausbreitet, auf das Dichtungselement (3) zu richten.The invention relates to a gas generator assembly for an airbag module of a motor vehicle, comprising a chamber (1) which extends between a first and a second end and in which a gas is provided for inflating a gas bag, with a shock wave generator (S), which is disposed adjacent the first end of the chamber (1) and which, when actuated, generates a shock wave propagating through the chamber (1) towards the second end, with at least one outlet opening (2) at the second end of the chamber (1) which the gas can escape from the chamber (1), with a sealing element (3) which seals the outlet opening (2) and with a filter (4) mounted inside the chamber (1) for filtering the gas before it escapes from the chamber (1) through the outlet opening (2). In this case, the filter (4 has a focusing device to direct a shock wave, which propagates in the axial direction from the first end to the second end of the chamber (1), on the sealing element (3).

Description

Die Erfindung betrifft eine Gasgeneratorbaugruppe für ein Airbagmodul eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a gas generator assembly for an airbag module of a motor vehicle according to the preamble of claim 1.

Eine derartige Gasgeneratorbaugruppe umfasst eine Kammer mit gegenüberliegendem erstem und zweitem Ende. Die Kammer ist befüllbar mit einem Gas, welches zum Aufblasen eines der Gasgeneratorbaugruppe zugeordneten Gassackes dient. Benachbart zum ersten Ende der Kammer ist ein Schockwellengenerator angeordnet. Dieser erzeugt im betätigten Zustand eine Schockwelle, die sich vom ersten Ende der Kammer hin zum zweiten Ende ausbreitet. Am zweiten Ende der Kammer befindet sich mindestens eine Auslassöffnung, abgedichtet durch ein Dichtungsmittel. Ist das Dichtungsmittel zerstört, kann das Gas in der Kammer durch die Auslassöffnung entweichen. Bevor das Gas entweicht, wird es von einem im Inneren der Kammer angebrachten Filter gefiltert.Such a gas generator assembly includes a chamber having opposite first and second ends. The chamber is fillable with a gas which serves to inflate a gas bag associated with the gas generator assembly. Adjacent to the first end of the chamber is a shock wave generator. This generates a shock wave in the actuated state, which propagates from the first end of the chamber towards the second end. At the second end of the chamber is at least one outlet port sealed by a sealant. If the sealant is destroyed, the gas in the chamber can escape through the outlet opening. Before the gas escapes, it is filtered by a filter inside the chamber.

Gasgeneratorbaugruppen der eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik bekannt.Gas generator assemblies of the type mentioned are known from the prior art.

In der EP 2349794 B1 wird ein Hybridgasgenerator beschrieben, bei dem das Schockwellenöffnungskonzept zum Einsatz kommt. Der Hybridgasgenerator umfasst eine Kammer, die mit einem Aufblasgas zum Aufblasen eines Gassacks gefüllt ist. Durch das Auslösen eines Schockwellengenerators, der benachbart zum ersten Ende der Kammer liegt, wird eine Schockwelle in der Kammer produziert. Diese bewegt sich vom ersten Ende der Kammer der Gasgeneratorbaugruppe zum zweiten Ende hin fort. Beim Auftreffen auf ein Dichtungsmittel, welches eine Auslassöffnung am Ende der zweiten Kammer abdichtet, wird das Dichtungsmittel zerstört und das Entweichen des Aufblasgases ermöglicht. Außerdem ist ein Filter, zum Filtern des Aufblasgases, im Inneren der Kammer vor der Auslassöffnung angebracht.In the EP 2349794 B1 a hybrid gas generator is described in which the shock wave opening concept is used. The hybrid gas generator includes a chamber filled with an inflation gas for inflating an airbag. By triggering a shockwave generator adjacent the first end of the chamber, a shock wave is produced in the chamber. This continues from the first end of the chamber of the inflator assembly to the second end. Upon impact with a sealant which seals an outlet opening at the end of the second chamber, the sealant is destroyed and allows the escape of the inflation gas. In addition, a filter for filtering the inflation gas is mounted inside the chamber in front of the exhaust port.

Aus der DE 10 2005 051 982 ist eine Gasgeneratorbaugruppe bekannt, die eine Einrichtung zum Richten von Schockwellen aufweist.From the DE 10 2005 051 982 For example, a gas generator assembly is known that includes a means for directing shock waves.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Gasgeneratorbaugruppe der eingangs genannten Art weiter zu verbessern und insbesondere deren Aufbau zu vereinfachen.The invention is based on the problem to further improve a gas generator assembly of the type mentioned and in particular to simplify their structure.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Schaffung einer Gasgeneratorbaugruppe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This problem is solved according to the invention by the creation of a gas generator assembly having the features of claim 1.

Danach ist bei einer gattungsgemäßen Gasgeneratorbaugruppe ein Filter derart ausgeformt, dass er eine Fokussiereinrichtung aufweist. Durch diese Ausgestaltung des vor einer Auslassöffnung angebrachten Filters wird eine Schockwelle, erzeugt von einem Schockwellengenerator, die sich in axialer Richtung vom ersten Ende der Kammer hin zum zweiten Ende ausbreitet, auf das hiervon zu zerstörende Dichtungselement (z. B. eine Berstscheibe) gerichtet. D. h., bei erfindungsgemäßer Ausgestaltung einer Gasgeneratorbaugruppe wird die durch den Schockwellengenerator erzeugte Schockwelle beim Auftreffen auf den Filter gleichzeitig auf das Dichtungselement gerichtet. Das Dichtungselement wird durch das Auftreffen der gerichteten Schockwelle zerstört und dies ermöglicht das Entweichen eines Aufblasgases aus der Kammer durch die Auslassöffnung. Dank der Fokussiereinrichtung ist die Zerstörung auch unter solchen Umständen möglich, unter welchen es ohne Fokussierung nicht möglich gewesen wäre.Thereafter, in a generic gas generator assembly, a filter is formed such that it has a focusing device. With this configuration of the filter mounted in front of an outlet port, a shock wave generated by a shock wave generator propagating in the axial direction from the first end of the chamber toward the second end is directed to the seal member (eg, a rupture disk) to be broken therefrom. In other words, in an embodiment of a gas generator assembly according to the invention, the shockwave generated by the shockwave generator is simultaneously directed onto the sealing element when it strikes the filter. The sealing element is destroyed by the impact of the directional shock wave and this allows the escape of an inflation gas from the chamber through the outlet opening. Thanks to the focusing device, the destruction is possible even under circumstances in which it would not have been possible without focusing.

Der Filter weist mindestens eine Wand auf oder ist aus mindestens einer Wand geformt, welche im Vergleich zu den Ausmaßen des Filters dünn ist. Die Wand weist aber eine ausreichende Stärke auf, dass der Filter beim Aufschlagen der Schockwelle sich nicht verformt und weder Bruchstücke noch Grate verliert.The filter has at least one wall or is formed of at least one wall, which is thin compared to the dimensions of the filter. However, the wall has sufficient strength that the filter does not deform when the shock wave hits and neither fragments nor burrs are lost.

Diese Wand, aus welcher der Filter geformt ist, ist von zahlreichen Öffnungen durchsetzt, welche ein Durchströmen des Aufblasgases ermöglichen. Es entstehen keine Nachteile für das Ausströmverhalten des Gases durch die Filterwirkung.This wall, from which the filter is formed, is penetrated by numerous openings, which allow a flow through the inflation gas. There are no disadvantages for the outflow behavior of the gas due to the filter effect.

Die Form, welche der Fokussiereinrichtung des Filters die Fokussiereigenschaft verleiht, ist z. B. bewirkt durch mindestens eine von der Wand abschnittsweise gebildete Führungsfläche. Der von dieser Führungsfläche umschlossene Raum weist im Querschnitt eine Verjüngung auf. Die Verjüngung verläuft in der Richtung vom ersten Ende der Kammer zum zweiten Ende, wobei der engste Teil am nächsten zu der Auslassöffnung ist.The shape which gives the focusing means to the focusing means of the filter is e.g. B. caused by at least one of the wall sections formed guide surface. The space enclosed by this guide surface has a taper in cross-section. The taper extends in the direction from the first end of the chamber to the second end, with the narrowest part closest to the outlet opening.

Der Filter weist eine zentrale Durchlassöffnung auf, gelegen auf der Achse von der Kammer zu dem Dichtungselement. Durch diese Öffnung gelangt die Schockwelle zu dem Dichtungselement und kann dieses zerstören, wodurch die Kammer geöffnet wird. Das Aufblasgas kann durch die Auslassöffnung entweichen.The filter has a central passage opening located on the axis from the chamber to the sealing element. Through this opening the shock wave reaches the sealing element and can destroy it, whereby the chamber is opened. The inflation gas can escape through the outlet opening.

Der äußere Abschnitt der Wand des Filters kann verschiedene Ausführungsformen aufweisen. So sind zum Beispiel eine Ausführungsform, bei dem der äußere Abschnitt der Wand des Filters parallel zur Seitenwand der Kammer ist, möglich als auch eine Ausführungsform, bei der sich der äußere Abschnitt der Wand des Filters konisch verjüngt.The outer portion of the wall of the filter may have various embodiments. For example, an embodiment in which the outer portion of the wall of the filter is parallel to the side wall of the chamber is possible as well as an embodiment in which the outer portion of the wall of the filter tapers conically.

Sowohl Ausführungsformen des Filters, die eine Rotationssymmetrie bezüglich einer zentralen Achse aufweisen, sind möglich als auch eine spiegelsymmetrische Ausführung bezüglich mindestens einer Ebene.Both embodiments of the filter having a rotational symmetry with respect to a central Have axis are possible as well as a mirror-symmetrical design with respect to at least one plane.

Der Filter wird stoffschlüssig oder formschlüssig in der Kammer festgelegt, z. B. durch Verschweißen oder Vercrimpen des Filters mit der Kammer. Falls erwünscht, kann die Oberfläche des Filters mit einer Beschichtung versehen werden für eine bessere Oberflächenqualität oder Isolierung gegen Nebenschlussgefahr.The filter is cohesively or positively fixed in the chamber, z. B. by welding or crimping the filter with the chamber. If desired, the surface of the filter may be provided with a coating for better surface quality or insulation against risk of shunting.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden bei der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren deutlich werden.Further details and advantages of the invention will become apparent in the following description of exemplary embodiments with reference to the figures.

Es zeigen:Show it:

1 eine schematische Darstellung des prinzipiellen Aufbaus einer ersten Ausführungsform einer Gasgeneratorbaugruppe mit einem Filter mit Fokussiereigenschaft; 1 a schematic representation of the basic structure of a first embodiment of a gas generator assembly with a filter with Fokussiereigenschaft;

2 eine Schnittdarstellung einer möglichen Bauform eines rotationssymmetrischen Filters mit Fokussiereigenschaft; 2 a sectional view of a possible design of a rotationally symmetric filter with Fokussiereigenschaft;

3 eine 3D Darstellung einer möglichen Bauform eines rotationssymmetrischen Filters mit Fokussiereigenschaft. 3 a 3D representation of a possible design of a rotationally symmetric filter with Fokusseingschaft.

1 zeigt schematisch eine Gasgeneratorbaugruppe für ein Airbagmodul eines Kraftfahrzeugs mit einer zylindrisch geformten Kammer 1. Das erste und zweite Enden der Kammer 1 liegen sich entlang einer gemeinsamen Achse gegenüber. Benachbart zum ersten Ende der Kammer 1 befindet sich ein Schockwellengenerator S. Am zweiten Ende der Kammer 1 ist eine Auslassöffnung 2 angebracht, welche die Kammer 1 mit einem Diffusor D verbindet. Die Auslassöffnung 2 wird verschlossen durch ein Dichtungsmittel 3, wodurch ein Aufblasgas zum Aufblasen eines Gassacks in der Kammer 1 gespeichert werden kann. Vor der Auslassöffnung 2 befindet sich ein Filter 4 im Inneren der Kammer 1. 1 schematically shows a gas generator assembly for an airbag module of a motor vehicle with a cylindrically shaped chamber 1 , The first and second ends of the chamber 1 lie opposite each other along a common axis. Adjacent to the first end of the chamber 1 there is a shockwave generator S. At the second end of the chamber 1 is an outlet opening 2 attached to the chamber 1 with a diffuser D connects. The outlet opening 2 is closed by a sealant 3 , whereby an inflation gas for inflating a gas bag in the chamber 1 can be stored. In front of the outlet opening 2 there is a filter 4 inside the chamber 1 ,

Der Filter 4 ist aus einem dünnwandigen Material geformt und die Wand 5 des Filters 4 ist abschnittsweise in einer Art und Wiese geformt, dass eine Führungsfläche 7 entsteht. Diese Führungsfläche 7 mündet in einer Durchlassöffnung 8. Die Durchlassöffnung 8 liegt hinter der Führungsfläche 7 (gesehen aus der Richtung vom ersten Ende der Kammer 1 hin zum zweiten Ende). Die Wand 5 des Filters 4 ist durchsetzt von Öffnungen 6. Der Filter 4 ist z. B. fest verschweißt mit der Kammer 1.The filter 4 is made of a thin-walled material and the wall 5 of the filter 4 is partially formed in a manner that a guide surface 7 arises. This guide surface 7 opens into a passage opening 8th , The passage opening 8th lies behind the guide surface 7 (seen from the direction of the first end of the chamber 1 towards the second end). The wall 5 of the filter 4 is interspersed by openings 6 , The filter 4 is z. B. firmly welded to the chamber 1 ,

Die Kammer 1 speichert ein unter Druck gesetztes Aufblasgas zum Aufblasen eines Gassacks. Durch das Auslösen des Schockwellengenerators S wird eine Schockwelle in der Kammer 1 erzeugt. Diese beginnt am ersten Ende der Kammer und bewegt sich in Richtung zweitem Ende fort. Der Schockwellengenerator kann z. B. in einem Hybridgasgenerator eingesetzt werden.The chamber 1 stores a pressurized inflation gas to inflate a gas bag. By triggering the shockwave generator S, a shock wave in the chamber 1 generated. This begins at the first end of the chamber and continues in the direction of the second end. The shockwave generator can, for. B. be used in a hybrid gas generator.

Wenn die Schockwelle auf den Filter 4 trifft, wird diese auf das Dichtungselement 3 gerichtet. Dies wird auf Grund der besonderen Form des Filters 4 erreicht. Die Führungsfläche 7 ist so ausgeformt, dass der von der Führungsfläche 7 umschlossene Raum sich im Querschnitt in Richtung der ausbreitenden Schockwelle verjüngt. Dadurch entsteht eine Fokussiereigenschaft des Filters 4. Die Schockwelle wird also auf Grund der Führungsfläche 7 durch die Durchlassöffnung 8 hindurch auf das Dichtungselement 3 gerichtet. Wenn die Schockwelle auf das Dichtungselement 3 trifft, zerstört sie dieses und öffnet die Kammer 1 an der Auslassöffnung 2.When the shock wave on the filter 4 meets, this is on the sealing element 3 directed. This is due to the special shape of the filter 4 reached. The guide surface 7 is shaped so that the of the guide surface 7 enclosed space tapers in cross-section towards the propagating shockwave. This creates a focussing property of the filter 4 , The shock wave is thus due to the guide surface 7 through the passage opening 8th through the sealing element 3 directed. When the shock wave on the sealing element 3 meets, destroys this and opens the chamber 1 at the outlet 2 ,

Durch die Fokussiereigenschaft des Filters 4 wird die Zerstörung des Dichtungsmittels 3 auch in solchen Fällen ermöglicht, in denen es ohne Fokussiereigenschaft nicht zur Zerstörung gekommen wäre.By the focusing feature of the filter 4 will destroy the sealant 3 even in cases where it would not have been destroyed without focus.

Durch die Zerstörung des Dichtmittels 3 ist nun die Kammer 1 an der Auslassöffnung 2 geöffnet. Das unter Druck stehende Aufblasgas im Inneren der Kammer 1 kann nun durch die Auslassöffnung 2 und den Diffusor D in den zugeordneten Gassack entweichen. Dieser wird dadurch aufgeblasen.By destroying the sealant 3 is now the chamber 1 at the outlet 2 open. The pressurized inflation gas inside the chamber 1 can now through the outlet opening 2 and escape the diffuser D in the associated gas bag. This is inflated by it.

Das entweichende Aufblasgas muss, bevor es die Kammer 1 durch die Auslassöffnung 2 verlässt, den Filter 4 passieren. Dieser filtert das Gas und beeinträchtigt dank der angebrachten Öffnungen 6 nicht die Gasstromführung.The escaping inflation gas must be present before it enters the chamber 1 through the outlet opening 2 leaves the filter 4 happen. This filters the gas and affects thanks to the attached openings 6 not the gas flow guide.

2 zeigt eine Schnittdarstellung einer möglichen Bauform eines rotationssymmetrischen Filters 4 mit Fokussiereigenschaft. Die Wand 5 des Filters 4 ist aus einem Stück geformt. In der Schnittdarstellung ist die Wand 5 M-förmig ausgeformt. Der äußere Abschnitt der Wand 5 des Filters 4 ist parallel zur Innenwand der Kammer 1 und der innere Teil des Filters 4, die Führungsfläche 7, läuft konisch zu. Die Führungsfläche 7 endet in einer zum zweiten Ende der Kammer 1 parallelen Fläche, in deren Zentrum eine Durchlassöffnung 8 angebracht ist. Der äußere Abschnitt der Wand 5 des Filters 4 ist von zwei Reihen von Öffnungen 6 durchsetzt. Auch der innere Teil der Wand 5 weist eine Reihe von Öffnungen 6 auf. 2 shows a sectional view of a possible design of a rotationally symmetric filter 4 with focusing feature. The wall 5 of the filter 4 is molded in one piece. In the sectional view is the wall 5 M-shaped. The outer section of the wall 5 of the filter 4 is parallel to the inner wall of the chamber 1 and the inner part of the filter 4 , the guiding surface 7 , runs conically. The guide surface 7 ends in a to the second end of the chamber 1 parallel surface, in the center of which a passage opening 8th is appropriate. The outer section of the wall 5 of the filter 4 is from two rows of openings 6 interspersed. Also the inner part of the wall 5 has a number of openings 6 on.

3 zeigt eine dreidimensionale Darstellung einer möglichen Bauform eines rotationssymmetrischen Filters mit Fokussiereigenschaft. Die Bauform ist nahezu identisch mit der in 2. Sie unterscheidet sich lediglich darin, dass die Oberseite des Filters flach ist und nicht abgerundet. 3 shows a three-dimensional representation of a possible design of a rotationally symmetric filter with Fokussiereschaftschaft. The design is almost identical to the in 2 , she differs only in that the top of the filter is flat and not rounded.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 2349794 B1 [0004]
DE 102005051982 [0005]

Claims

Gas generator assembly for an airbag module of a motor vehicle, comprising - a chamber ( 1 ) extending between a first and a second end and in which a gas is provided for inflating a gas bag, - a shock wave generator (S) which adjacent to the first end of the chamber ( 1 ) is arranged and which generates in the actuated state, a shock wave passing through the chamber ( 1 ) propagates towards the second end, - at least one outlet opening ( 2 ) at the second end of the chamber ( 1 ) through which the gas from the chamber ( 1 ), - a sealing element ( 3 ), the outlet opening ( 2 ) and - a filter ( 4 ) mounted inside the chamber ( 1 ), to filter the gas before it passes through the outlet ( 2 ) from the chamber ( 1 ) escapes, characterized in that the filter ( 4 ) has a focusing device, a shock wave extending in the axial direction from the first end to the second end of the chamber ( 1 ) spreads on the sealing element ( 3 ).

Gas generator assembly according to claim 1, characterized in that the sealing element ( 3 ) is destroyed by the shock wave directed thereto, so that the inflation gas from the chamber ( 1 ) can escape.

Gas generator assembly according to claim 1 or 2, characterized in that the filter ( 4 ) at least one wall ( 5 ) or from at least one wall ( 5 ) and compared to the dimensions of the filter ( 4 ) is thin.

Gas generator assembly according to one of the preceding claims, characterized in that at least one wall ( 5 ) of the filter ( 4 ) of openings ( 6 ), through which the gas flows, before it leaves the chamber ( 1 ) escapes.

Gas generator assembly according to one of the preceding claims, characterized in that the filter ( 4 ) a number of openings ( 6 ), so that the gas flow guide of the escaping gas is not affected.

Gas generator assembly according to one of the preceding claims, characterized in that a wall ( 5 ) of the filter ( 4 ) is formed in sections so that at least one guide surface ( 7 ) is formed by means of a towards the second end of the chamber ( 1 ) moving shock wave on the sealing element ( 3 ).

Gas generator assembly according to claim 6, characterized in that the of the guide surface ( 7 ) surrounded space in the cross-sectional area is tapered axially in the direction of the sealing element.

Gas generator assembly according to claim 6 or 7, characterized in that at least one passage opening ( 8th ) in the filter ( 4 ) on an axis between the chamber ( 1 ) and the sealing element ( 3 ) and in the direction of propagation of the shock wave behind the guide surface ( 7 ) is attached.

Gas generator assembly according to one of the preceding claims, characterized in that the outer portion of the wall ( 5 ) of the filter ( 4 ) parallel to the side wall of the chamber ( 1 ) is formed.

Gas generator assembly according to any one of the preceding claims, characterized in that the outer portion of the wall ( 5 ) of the filter ( 4 ) conically towards the sealing element ( 3 ) rejuvenated.

Gas generator assembly according to one of the preceding claims, characterized in that the filter ( 4 ) is rotationally symmetric with respect to an axis extending from the first end to the second end of the chamber.

Gas generator assembly according to one of the preceding claims, characterized in that the filter ( 4 ) is mirror-symmetrical with respect to at least one plane, two sides of which are parallel to an axis extending from the first end to the second end of the chamber.

Gas generator assembly according to one of the preceding claims, characterized in that the filter ( 4 ) cohesively or positively in the chamber ( 1 ).

Gas generator assembly according to one of the preceding claims, characterized in that at least one surface of the filter ( 4 ) is provided with a coating.