-
Die Erfindung betrifft einen Gasgenerator, insbesondere für ein Fahrzeugsicherheitssystem, mit einer ein pyrotechnisches Festtreibstoffbett enthaltenden Brennkammer. Daneben betrifft die Erfindung ein Gassackmodul. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Fahrzeugsicherheitssystem. Zusätzlich betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Gasgenerators.
-
In vielen, insbesondere rohrförmigen, Gasgeneratoren sind mehrere Kammern, nämlich eine Anzünderkammer und eine Brennkammer ausgebildet. In einer Anzünderkammer befindet sich üblicherweise eine Anzündmischung, die auch Boosterladung genannt wird. In einer Brennstoffkammer befindet sich hingegen ein pyrotechnisches Festtreibstoffbett.
-
Aus der
US 2014/0230685 A1 ist ein rohrförmiger Gasgenerator bekannt, der eine Anzünderkammer sowie eine Brennkammer aufweist. Diese beiden Kammern sind durch zwei plattenartige Elemente voneinander getrennt. Die plattenartigen Elemente sind mit dem rohrförmigen Gehäuse des Gasgenerators verbunden. Ein erstes plattenartiges Element ist auf das in der Brennkammer befindliche Treibstoffbett gepresst. Bei diesem Herstellungsvorgang kann Treibstoff brechen. Außerdem ist es möglich, dass Hohlräume im Treibstoffbett zurückbleiben. Das zweite plattenartige Element wird im rohrförmigen Gehäuse vorpositioniert und bei der Montage des Anzünderhalters zusammen mit der Anzündmischung in Richtung des Festtreibstoffbetts geschoben. Nach der Montage der beiden plattenförmigen Elemente können Setzungen im Treibstoff und/oder in der Anzündmischung nicht mehr ausgeglichen werden.
-
Die Aufgabe bei der vorliegenden Erfindung ist es, einen weiterentwickelten Gasgenerator anzugeben, wobei Setzungen in der Anzündmischung und im Festtreibstoffbett ausgeglichen werden können. Zum anderen soll der weiterentwickelte Gasgenerator aus möglichst wenig Einzelteilen bestehen und hinsichtlich des Gewichtes reduziert werden. Des Weiteren soll ein weiterentwickeltes Gassackmodul angegeben werden. Ferner besteht die Aufgabe darin, ein weiterentwickeltes Fahrzeugsicherheitssystem zur Verfügung zu stellen.
-
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe im Hinblick auf den Gasgenerator, der insbesondere für ein Fahrzeugsicherheitssystem ausgebildet ist, durch den Gegenstand des Anspruches 1, im Hinblick auf das Gassackmodul durch den Gegenstand des Anspruches 9, im Hinblick auf das Fahrzeugsicherheitssystem durch den Gegenstand des Anspruches 10 und im Hinblick auf das Verfahren zur Herstellung eines Gasgenerators durch den Gegenstand des Anspruchs 11 gelöst.
-
Vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Gasgenerators sind in den Unteransprüchen angegeben.
-
Der erfindungsgemäße Gasgenerator betrifft insbesondere einen Gasgenerator für ein Fahrzeugsicherheitssystem. Der Gasgenerator umfasst wenigstens eine Brennkammer, die ein pyrotechnisches Festtreibstoffbett enthält.
-
Erfindungsgemäß ist in der Brennkammer neben dem Festtreibstoffbett eine Anzündmischung befindlich, wobei ein Füllkörperelement im Ruhezustand des Gasgenerators zwischen der Anzündmischung und dem Festtreibstoffbett bewegbar angeordnet ist.
-
In der Brennkammer des Gasgenerators sind zwei Pyrotechnik-Befüllungen befindlich, nämlich die Anzündmischung und das Festtreibstoffbett. Da das Füllkörperelement zwischen der Anzündmischung und dem Festtreibstoffbett angeordnet ist, beabstandet das Füllkörperelement die Anzündmischung und das Festtreibstoffbett voneinander. Mit anderen Worten dient das Füllkörperelement als trennendes Bauteil zwischen der Anzündmischung und dem Festtreibstoffbett.
-
Die Anzündmischung und/oder das Festtreibstoffbett umfasst eine Vielzahl von Formkörpern. Beispielsweise ist die Anzündmischung und/oder das Festtreibstoffbett aus gepressten Tabletten und/oder aus extrudierten Körpern mit oder ohne axialen Kanälen und/oder aus Granulaten gebildet. Die Anzündmischung und das Festtreibstoffbett können eine identische oder eine sich voneinander unterscheidende chemische Zusammensetzung aufweisen. Die Größe und/oder die Geometrie der Formkörper der Anzündmischung und der Formkörper des Festtreibstoffbetts können gleich oder unterschiedlich ausgebildet sein.
-
Das Füllkörperelement ist zwischen der Anzündmischung und dem Festtreibstoffbett bewegbar angeordnet, da das Füllkörperelement nicht mit dem Gehäuse, insbesondere dem rohrförmigen Gehäuse, des Gasgenerators verbunden ist. Das Füllkörperelement kann zwar an der Innenseite, des insbesondere rohrförmigen, Gasgeneratorgehäuses anliegen, allerdings ist im Ruhezustand des Gasgenerators keine, insbesondere dauerhafte, stoffschlüssige und/oder formschlüssige und/oder kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Gasgeneratorgehäuse und dem Füllkörperelement gegeben.
-
Vorzugsweise weist der Innendurchmesser des rohrförmigen Außengehäuses des Gasgenerators einen größeren Wert auf, als der Außendurchmesser des Füllkörperelements, welches innerhalb des Außengehäuses nach Art und Weise einer Spielpassung gelagert ist, derart, dass das Füllkörperelement gleitbewegbar, insbesondere entlang der Längsachse des Gasgenerators, angeordnet ist. Das Füllkörperelement weist eine im Wesentlichen zylindrische Form auf und ist innerhalb dem rohrförmigen Außengehäuse des Gasgenerators gleitbewegbar gelagert, vergleichbar mit einem Kolben-Zylinder System. Durch vorgenannte Abstimmung der Durchmesser von Außengehäuse und Füllkörperelement ist immer sicher gestellt, dass das Füllkörperelement mit einem gewissen Spiel innerhalb des Außengehäuses bewegbar gelagert ist, ohne sich zu verklemmen bzw. zu verkannten.
-
Das Füllkörperelement ist vorzugsweise derart zwischen der Anzündmischung und dem Festtreibstoffbett angeordnet, dass das Füllkörperelement im Ruhezustand des Gasgenerators die Anzündmischung und das Festtreibstoffbett in ihren Lagen fixiert.
-
Unter dem Begriff Anzündmischung ist im Folgenden die Vielzahl von Formkörpern einer Boosterladung zu verstehen. Unter dem Begriff Festtreibstoffbett ist im Folgenden die Vielzahl von Formkörpern einer Festtreibstoffladung zu verstehen.
-
Trotzdem sind hierbei sowohl die Anzündmischung als auch das Festtreibstoffbett als Pyrotechnik-Befüllungen zu verstehen, wobei jede für sich im Funktionsfall des Gasgenerators durch ihren Abbrand einen Beitrag zur Generation eines Gases, insbesondere Aufblasgas für einen Luftsack für ein Fahrzeugsicherheitssystem, liefert. Aufgrund der Anordnung des Füllkörperelements zwischen der Anzündmischung und dem Festtreibstoffbett wird somit mit anderen Worten die Vielzahl von Formkörpern der Boosterladung sowie die Vielzahl der Formkörper des Festtreibstoffs in ihrer jeweiligen Lage fixiert.
-
Das Füllkörperelement fixiert mit anderen Worten beide Pyrotechnik-Befüllungen des Gasgenerators im Ruhezustand des Gasgenerators. Eine Relativbewegung der einzelnen Formkörper in einer der Pyrotechnik-Befüllungen soll dabei vermieden werden bzw. zumindest erheblich eingeschränkt werden. Dies vermeidet unter anderem ungewollte Schüttelgeräusche bzw. Rasselgeräusche.
-
Zusätzlich gleicht das Füllkörperelement Fülltoleranzen von beiden Pyrotechnik-Befüllungen aus.
-
Vorzugsweise ist das Füllkörperelement federnd und/oder komprimier- und expandierbar ausgebildet. Eine derartige Ausbildung des Füllkörperelements ermöglicht es, dass das Füllkörperelement sowohl auf die Anzündmischung als auch auf das Festtreibstoffbett drücken kann. Dies bewirkt, dass die Anzündmischung und das Festtreibstoffbett in ihren Lagen fixiert sind bzw. werden.
-
Bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Gasgenerators wird vorzugsweise das Füllkörperelement in einem, zumindest leicht, komprimierten Zustand in den erfindungsgemäßen Gasgenerator eingesetzt. Sofern in den Pyrotechnik-Befüllungen Hohlräume entstehen kann sich das Füllkörperelement expandieren. Die Schüttungen der Pyrotechnik-Befüllungen werden somit leicht zusammengedrückt. Insbesondere werden die Anzündmischung und das Festtreibstoffbett aufgrund eines Expandierens des Füllkörperelements von einander weggedrückt. Mit anderen Worten kann eine federnde und/oder komprimier- und expandierbare Ausbildung des Füllkörperelements sogenannte Setzungen im Festtreibstoffbett und/oder in der Anzündmischung ausgleichen. Setzungen können beispielsweise durch Vibrationen bei einer bestimmungsgemäßen Verwendung des Gasgenerators entstehen, beispielsweise durch kleinste Bewegungen einzelner Formkörper der Pyrotechnik-Befüllungen, so dass kleine Hohlräume in den Pyrotechnik-Befüllungen entstehen. Die Hohlräume werden aufgrund der federnden und/oder komprimier- und expandierbaren Ausbildung des Füllkörperelements ausgeglichen.
-
Eine komprimier- und expandierbare Ausbildung des Füllkörperelements bewirkt zusätzlich, dass die Anzündmischung und/oder das Festtreibstoffbett auch auf das Füllkörperelement drücken kann, sofern in der Anzündmischung und/oder dem Festtreibstoffbett Drücke aufgebaut werden.
-
Das Füllkörperelement kann mehrteilig ausgebildet sein. Es ist möglich, dass das Füllkörperelement eine Feder, insbesondere eine Schraubenfeder umfasst. Mindestens ein stirnseitiger Endabschnitt der Feder kann verjüngende Windungen aufweisen. Vorzugsweise weisen beide stirnseitigen Endabschnitte verjüngende Windungen auf. Als stirnseitige Endabschnitte der Feder sind die Abschnitte zu verstehen, die zur Anzündmischung und/oder zum Festtreibstoffbett weisen. Die stirnseitigen Endabschnitte der Feder können mit der Anzündmischung oder dem Festtreibstoffbett in Kontakt kommen. Die verjüngenden Windungen an mindestens einem stirnseitigen Endabschnitt der Feder bewirken eine derartige Formung der Feder, dass keine einzelnen Formkörper der Anzündmischung und/oder des Festtreibstoffbetts zur jeweils anderen pyrotechnischen Befüllung gelangen können. Die verjüngenden Windungen erfüllen demnach eine Rückhaltefunktion für die Formkörper an mindestens einem stirnseitigen Endabschnitt.
-
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist das Füllkörperelement an mindestens einem stirnseitigen Endabschnitt der Feder ein, insbesondere lochplattenartiges und/oder gitterartiges und/oder streckgitterartiges, Abschlusselement auf, wobei vorzugsweise das Füllkörperelement an beiden stirnseitigen Endabschnitten ein Abschlusselement aufweist, welches jeweils mit der Feder fest verbunden ist. Indem beide stirnseitigen Endabschnitte ein Abschlusselement, welches jeweils fest mit der Feder verbunden ist, aufweisen, wirkt diese mehrteilige Baugruppe insgesamt wie ein einstückiger Kolben, in einem Kolben-Zylinder System, welcher bewegbar bzw. verschiebbar in dem Zylinder (Außengehäuse des Gasgenerators) gelagert ist. Das Abschlusselement kann als scheiben- und/oder plattenartiges Element ausgebildet sein. Außerdem ist es denkbar, dass das Abschlusselement konkav oder konvex gewölbt ausgebildet ist. Ein lochplattenartiges und/oder gitterartiges und/oder streckgitterartiges Abschlusselement bewirkt, dass im Funktionsfall des Gasgenerators Gas durch die Abschlusselemente und somit durch die Feder strömen kann. Das Füllkörperelement muss von Anzündschwaden des Anzünders und der Anzündmischung durchströmbar sein, um das Festtreibstoffbett anzünden zu können.
-
Als Brennraum oder Brennkammer kann im vorliegenden Fall des erfindungsgemäßen Gasgenerators der gesamte Raum, in dem sich die Anzündmischung und das Festtreibstoffbett befinden, aufgefasst werden. Die Anzündmischung ist in einem ersten Abschnitt der Brennkammer befindlich, der zwischen dem Anzünder und dem Füllkörperelement ausgebildet ist. Das Festtreibstoffbett ist in einem zweiten Abschnitt der Brennkammer befindlich, wobei der zweite Abschnitt der Brennkammer zwischen dem Füllkörperelement und beispielsweise einem Brennkammerfilter ausgebildet ist. Im Funktionsfall des Gasgenerators werden im ersten Abschnitt der Brennkammer Anzündschwaden des Anzünders und der Anzündmischung generiert, wobei diese durch das Füllkörperelement in Richtung des zweiten Abschnitts der Brennkammer strömen. Die Gasflussrichtung verläuft demnach ausgehend vom Anzünder über den ersten Abschnitt durch das Füllkörperelement in Richtung des zweiten Abschnitts der Brennkammer.
-
Das Füllkörperelement kann als einteiliges, von Gas durchströmbares Bauteil ausgebildet sein. Es ist möglich, dass das Füllkörperelement aus Schaummaterial, insbesondere Silikonschaummaterial, und/oder als Spritzgussteil gebildet ist. Ein einteiliges Füllkörperelement ist mit anderen Worten porös und/oder mit Kanälen auszubilden, so dass Gas durch das Füllkörperelement, vorzugsweise von einem ersten Abschnitt der Brennkammer in einen zweiten Abschnitt der Brennkammer strömen bzw. fließen kann. Die Porengröße und/oder der Durchmesser der Kanäle ist derart zu wählen, dass einerseits ein gasdurchlässiges bzw. ein von Gas durchströmbares Bauteil gebildet ist und zum anderen die Formkörper der Anzündmischung nicht durch das Füllkörperelement in den zweiten Abschnitt der Brennkammer gelangen können. Außerdem können die Formkörper des Festtreibstoffbetts nicht durch das Füllkörperelement in den ersten Abschnitt der Brennkammer gelangen.
-
Das Füllkörperelement kann im Ruhezustand des Gasgenerators entlang der Längsachse der Brennkammer verschiebbar angeordnet sein. Als Längsachse der Brennkammer ist die Längserstreckung des im Wesentlichen rohrförmigen Gasgeneratorgehäuses zu verstehen. Die Längsachse der Brennkammer entspricht der Strömungsrichtung eines Gases im Funktionsfall des Gasgenerators. Aufgrund der verschiebbaren Anordnung des Füllkörperelements zwischen der Anzündmischung und dem Festtreibstoffbett können Befüllschwankungen in der Anzündmischung und/oder dem Festtreibstoffbett ausgeglichen werden. Außerdem werden die Anzündmischung und das Festtreibstoffbett variabel in ihren Lagen fixiert. Befülltoleranzen bzw. unterschiedliche Befüllmengen der beiden Pyrotechnik-Befüllungen werden aufgrund der verschiebbaren Anordnung des Füllkörperelements entlang der Längsachse ausgeglichen.
-
Aufgrund der erfindungsgemäßen Konstruktion des Gasgenerators mit einem bewegbar angeordneten Füllkörperelement kann die Wirkung der Anzündmischung bzw. die sogenannte Boosterwirkung länger aufrechterhalten werden, so dass die Größe der Formkörper des Festtreibstoffbettes vergrößert werden kann.
-
Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, dass die Füllmengen der Anzündmischung und/oder des Festtreibstoffbettes variierbar sind. Je nach Anwendungsgebiet bzw. je nach zu konstruierendem Gasgenerator können im Herstellungsverfahren des Gasgenerators unterschiedliche Befüllmengen für eine oder auch beide der Pyrotechnik-Befüllungen gewählt werden, was eine erhöhte Flexibilität für die Herstellung bedeutet.
-
Die Herstellung bzw. Befüllung wird aufgrund eines bewegbar angeordneten Füllkörperelements wesentlich erleichtert. Es müssen keine vergrößerten und/oder vorgefertigten Brennkammern und/oder Anzünderkammern gebildet werden. Bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Gasgenerators wird in einem ersten Schritt die Brennkammer, insbesondere ein zweiter Abschnitt der Brennkammer, der an einem Brennkammersieb endet, mit einem Festtreibstoffbett befüllt. Anschließend wird das Füllkörperelement in die Brennkammer eingeführt und auf das Festtreibstoffbett lose aufgelegt. Anschließend wird die Anzündmischung in die Brennkammer gefüllt, wobei die Anzündmischung, als auf dem Füllkörperelement aufliegend, in die Brennkammer gefüllt wird. Abschließend wird die Anzündeinheit in das Außengehäuse des Gasgenerators eingesetzt bzw. eingeschoben, wobei auch eine vorbestimmte Einschiebe- bzw. Einpresskraft vorgesehen sein kann, und anschließend mit dem Gasgeneratorgehäuse verbunden. Die Zugangsöffnung der Brennkammer, durch welche die Brennkammer mit dem Festreibstoffbett, dem Füllkörperelement und der Anzündmischung befüllt wurde, wird in diesem Schritt geschlossen.
-
Des Weiteren sind das Gewicht sowie die Größe des erfindungsgemäßen Gasgenerators im Vergleich zu bekannten Gasgeneratoren verringert.
-
Im Rahmen eines nebengeordneten Aspekts beruht die Erfindung auf dem Gedanken, ein Gassackmodul mit einem vorbeschriebenen Gasgenerator anzugeben. Das erfindungsgemäße Gassackmodul umfasst des Weiteren einen aufblasbaren Gassack.
-
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird außerdem ein Fahrzeugsicherheitssystem, insbesondere ein Fahrer-, Beifahrer-, Seiten-, Knie- oder Fensterairbag, mit einem zuvor beschriebenen Gasgenerator und/oder mit einem zuvor beschriebenen Gassackmodul offenbart.
-
Ein weiterer Punkt der Erfindung ist die Bereitstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Gasgenerators für ein Fahrzeugsicherheitssystem, welches folgende Schritte umfasst:
Bereitstellen eines Außengehäuses des Gasgenerators, welches die Form eines langgestreckten Rohres aufweist und im Bereich eines Endes verschossen und am anderen Ende offen ist.
-
Dann Einfüllen einer ersten Pyrotechnik-Befüllung, insbesondere eines Festtreibstoffbetts, vorzugsweise in Form von Treibstofftabletten, in das offene Ende des Außengehäuses.
-
Weiters Einsetzen eines Füllkörperelements in das offene Ende des Außengehäuses, wobei das Füllkörperelement die erste Pyrotechnik-Befüllung, von einer weiteren einzufüllenden zweiten Pyrotechnik-Befüllung abgrenzt.
-
Danach Einfüllen der zweiten Pyrotechnik-Befüllung, insbesondere einer Anzündmischung, in das offene Ende des Außengehäuses.
-
Schließlich Einsetzen eines einen Anzünder aufweisenden Abschlussdeckels, in das offene Ende des Außengehäuses, derart, dass das Füllkörperelement komprimiert wird.
-
Durch ein solches Herstellungsverfahren wird ein Gasgenerator geschaffen, in dessen Außengehäuse sich ein Füllkörperelement im Ruhezustand des Gasgenerators zwischen einer ersten Pyrotechnik und einer zweiten Pyrotechnik bewegen kann bzw. gleitbeweglich gelagert ist, wobei das Füllkörperelement ähnlich einem Kolben in einem Kolben-Zylinder System bewegbar ist. Hierbei kann das Füllkörperelement Befülltoleranzen und/oder Setzungsverhalten beider, an das Füllkörperelement angrenzenden Pyrotechnik-Befüllungen, ausgleichen bzw. quasi automatisch nachjustieren.
-
In anderen Worten, wird hierdurch ein sich selbst nachjustierendes System für zwei unabhängig voneinander befüllte Pyrotechnik-Befüllungen geschaffen.
-
Insbesondere ist dies für vorgenanntes Setzungsverhalten von großem Vorteil. Gemeint ist hiermit, dass sich beispielsweise bei einem Einbau eines Gasgenerators in ein Fahrzeug bei jahrelangem Fahrbetrieb durch Vibrationen am oder im Fahrzeug die Pyrotechnik-Befüllungen in dem Gasgenerator setzen können und dadurch einen geringfügig anderen Raum innerhalb des Gasgenerators beanspruchen. Ein solches Setzungsverhalten wird dann durch ein einziges Füllkörperelement an beiden Pyrotechnik-Befüllungen ausgeglichen.
-
Vorzugsweise kann oben beschriebenes Herstellungsverfahren durch einen zusätzlichen Herstellungsschritt erweitert werden, nämlich durch den zusätzlichen Schritt, dass bei dem Einsetzen des Abschlussdeckels die erste Pyrotechnik-Befüllung und/oder die zweite Pyrotechnik-Befüllung komprimiert wird bzw. werden. Hierdurch lässt sich beispielsweise oben genanntes Setzungsverhalten der Pyrotechnik-Befüllungen reduzieren.
-
Zudem kann noch ein weiterer Verfahrensschritt bei der Herstellung des Gasgenerators durchgeführt werden, nämlich der Verfahrensschritt, dass bei dem Einsetzen des Abschlussdeckels ein näher zu dem Abschlussdeckel positionierter stirnseitiger Endabschnitt des Füllkörperelements eine größere Verschiebung in seiner Lage erfährt, als ein weiter weg von dem Abschlussdeckel positionierter stirnseitiger Endabschnitt des Füllkörperelements. Dadurch kann eine gewisse mechanische Vorspannung auf die beiden Pyrotechnik-Befüllungen aufgebracht werden, wodurch deren Lage optimal fixiert wird.
-
Im Zusammenhang mit dem Gassackmodul und/oder dem Fahrzeugsicherheitssystem ergeben sich ähnliche Vorteile, wie diese bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Gasgenerator angegeben sind.
-
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten, schematischen Zeichnungen, näher erläutert.
-
Darin zeigen:
-
1: eine Längsschnittansicht durch einen Gasgenerator eines Seitenairbags; und
-
2: eine Längsschnittansicht durch einen Gasgenerator eines Knieairbags.
-
In 1 ist ein Gasgenerator 10 in Form eines langestreckten Rohrgasgenerators gezeigt. Das Außengehäuse 11 hat eine Gesamtlänge, die mehr als das Vierfache, insbesondere mehr als das Achtfache, des Durchmessers besitzt. An dem dargestellten linken Ende des Gasgenerators 10 ist ein Abschlussdeckel 18, der einen Anzünder 12 umfasst, angeordnet. Der Abschlussdeckel 18 kann aus unterschiedlichen Materialien sein, beispielsweise aus Metall, wie Aluminium oder Stahl, oder auch aus einem einspritzbaren Kunststoff, der den Anzünder 12 an dem Außengehäuse 11 durch Kunststoffeinspritzen befestigt. Im vorliegenden Fall ist der Abschlussdeckel 18 aus Stahl gebildet und entlang seines radialen Umfangs an das Außengehäuse 11 fest geschweißt, durch eine von außen durch das Außengehäuse 11 hindurch aufgebrachte Laserschweißnaht. Der Abschlussdeckel 18 kann zusammen mit dem umfassenden Anzünder 12 eine vorgefertigte Baugruppe sein. Auch der Anzünder 12 selbst kann eine vorgefertigte, in sich geschlossene Einheit, sein, wobei der Anzünder 12 selbst mehrere Schichten bzw. Ladungen von unterschiedlichen Pyrotechniken, insbesondere bezüglich chemischer Zusammensetzung und/oder Geometrie bzw. Korngröße, umfassen kann. An den Anzünder 12 grenzt eine langgestreckte Brennkammer 20 an. In der Brennkammer 20 ist ein pyrotechnisches Festtreibstoffbett 21 sowie eine Anzündmischung 25 befindlich. Sowohl das Festtreibstoffbett 21 als auch die Anzündmischung 25 sind lediglich schemenhaft dargestellt und umfassen jeweils eine Pyrotechnik-Befüllung. Das Festtreibstoffbett 21 besteht aus einer Schüttung einzelner Treibstofftabletten 22. Die Anzündmischung 25 besteht ebenfalls aus einer Schüttung einzelner pyrotechnischer Formkörper 26. Die geometrische Form der Treibstofftabletten 22 oder der pyrotechnischen Formkörper 26 kann auch zylinderförmig, granulatförmig oder ringförmig ausgestaltet sein. Die dargestellten Lücken zwischen den einzelnen Treibstofftabletten 22 bzw. zwischen den pyrotechnischen Formkörpern 26 sind ebenfalls lediglich schemenhaft dargestellt und in einem verwirklichten Gasgenerator 10 nicht derart groß sondern in der Regel kleiner wie die Abmessungen der einzelnen Elemente der Pyrotechnik-Befüllungen.
-
Die Anzündmischung 25 ist in einem ersten Abschnitt 13 der Brennkammer 20 angeordnet. Das Festtreibstoffbett 21 ist hingegen in einem zweiten Abschnitt 14 der Brennkammer 20 befindlich. Der erste Abschnitt 13 der Brennkammer 20 reicht vom Anzünder 12 bis zu einem Füllköperelement 30. Der zweite Abschnitt 14 der Brennkammer 20 ist als darauf folgender Abschnitt der Brennkammer 20 zu verstehen, der zwischen dem Füllkörperelement 30 und einem Brennkammerfilter 16 ausgebildet ist.
-
Zwischen der Anzündmischung 25 und dem Festtreibstoffbett 21 ist das Füllköperelement 30 bewegbar angeordnet. Das Füllkörperelement 30 ist nicht fest mit der Innenseite 15 des Außengehäuses 11 verbunden. Es ist möglich, dass das Füllkörperelement 30 zumindest abschnittsweise an der Innenseite 15 des Außengehäuses 11 anliegt. Allerdings ist das Füllkörperelement nicht an die Innenseite 15 des Außengehäuses 11 fixiert.
-
In 1 wird der erfindungsgemäße Gasgenerator 10 in einem Ruhezustand, d. h. in einem nicht aktivierten Zustand dargestellt. Der Anzünder 12 ist demnach nicht aktiviert bzw. gezündet. Das Füllkörperelement 30 ist im Ruhezustand des Gasgenerators 10 derart zwischen der Anzündmischung 25 und dem Festtreibstoffbett 21 angeordnet, dass das Füllkörperelement 30 die Anzündmischung 25 und das Festtreibstoffbett 21 in ihren Lagen fixiert. Eine Relativbewegung der einzelnen Treibstofftabletten 22 und/oder einzelner pyrotechnischer Formkörper 26 werden mit Hilfe des Füllkörperelements 30 vermieden bzw. auf ein Minimum reduziert. Das Füllkörperelement gleicht Befülltoleranzen von beiden Pyrotechnik-Befüllungen, d. h. sowohl von der Anzündmischung 25 als auch vom Festtreibstoffbett 21, aus.
-
Im aktivierten Zustand (nicht dargestellt) des Gasgenerators 10 wird bzw. wurde der Anzünder 12 aktiviert und somit die Anzündmischung 25 angezündet, wodurch Anzündschwaden vom ersten Abschnitt 13 der Brennkammer 20 durch das Füllkörperelement 30 hindurch in Richtung des zweiten Abschnitts 14 der Brennkammer, wodurch die Treibstofftabletten 22 des Festtreibstoffbetts 21 angezündet werden. Anschließend strömt das in der Brennkammer erzeugte Gas in Richtung des Brennkammerfilters 16. Unter dem Begriff Anzündschwaden bzw. Gas ist hier neben Heißgas auch ein gewisser Anteil an heißen Partikeln zu verstehen. Das Füllkörperelement ist im dargestellten Ruhezustand des Gasgenerators 10 entlang der Längsachse L des Gasgenerators 10 verschiebbar angeordnet. Die Strömungsrichtung des Gases entspricht im Wesentlichen der Erstreckung der Längsachse L des Gasgenerators 10.
-
Das Füllkörperelement 30 in 1 ist federnd ausgebildet und weist mehrere Bauteile auf. Im dargestellten Beispiel umfasst das Füllkörperelement eine Feder 31. Die Feder 31 ist als Schraubenfeder ausgebildet und weist zwei stirnseitige Endabschnitt 32 und 32' auf. Der erste stirnseitige Endabschnitt 32 weist in Richtung des ersten Abschnitts 13 der Brennkammer 20 bzw. in Richtung des Anzünders bzw. in Richtung der Anzündmischung 25. Der gegenüberliegende zweite stirnseitige Endabschnitt 32' weist zum zweiten Abschnitt 14 der Brennkammer 20 bzw. in Richtung des Festtreibstoffbettes 21 bzw. in Richtung des Brennkammerfilters 16.
-
Das Füllkörperelement 30 weist an beiden stirnseitigen Endabschnitten 32, 32' der Feder 31 ein, insbesondere lochplattenartiges und/oder gitterartiges und/oder streckgitterartiges, Abschlusselement 33 auf. Die dargestellten Abschlusselemente 33 sind scheibenartig ausgebildet und weisen Öffnungen auf, so dass das Füllkörperelement 30 im Funktionsfall des Gasgenerators 10 von Gas durchströmbar ist. Es ist auch möglich, dass die Abschlusselemente 33 gebogen ausgebildet sind. Die Abschlusselemente 33 haben außerdem eine Siebfunktion. Die pyrotechnischen Formkörper 26 der Anzündmischung 25 können nicht durch das Füllkörperelement 30 in den zweiten Abschnitt 14 der Brennkammer 20 gelangen. Die Treibstofftabletten 22 des Festtreibstoffbetts 21 können nicht durch das Füllkörperelement 30 in den ersten Abschnitt 13 der Brennkammer 20 gelangen.
-
Das Füllkörperelement 30 ist federnd ausgebildet, wobei eine Federkraft in zwei Richtungen, nämlich in Richtung F1 und F2 wirkt. Dadurch sind die Anzündmischung 25 und das Festtreibstoffbett 21 in ihren Lagen fixiert. Im Funktionsfall ist das Füllkörperelement 30 von Anzündschwaden des Anzünders 12 und der Anzündmischung 25 durchströmbar. Die erzeugten Anzündschwaden strömen somit in Richtung F1 in den zweiten Abschnitt 14 der Brennkammer 20 und somit in Richtung des Festtreibstoffbettes 21.
-
In 2 ist im Längsschnitt ein Gasgenerator 10 für einen Knieairbag dargestellt. In 2 werden für im Vergleich zu Bauteilen der 1 gleiche und gleichwirkende Teile gleiche Bezugsziffern verwendet.
-
Im Unterschied zu 1 wird in 2 ein einteiliges Füllkörperelement 30' dargestellt. Auch dieses Füllkörperelement 30' ist zwischen der Anzündmischung 25 und dem Festtreibstoffbett 21 bewegbar angeordnet. Das einteilige Füllkörperelement 30' ist als ein von Gas durchströmbares Bauteil ausgebildet. Das einteilige Füllkörperelement 30' ist aus Schaummaterial, insbesondere Silikonschaummaterial, und/oder als Spritzgussteil gebildet. Vorzugsweise ist das einteilige Füllkörperelement 30' aus einem derartigen Material gebildet, das federnd wirkt bzw. komprimier- und expandierbar ausgebildet ist.
-
Ähnlich wie die Feder 31 aus 1 bewirkt das einteilige Füllkörperelement 30', dass zwei Kräfte in Richtung F1 und F2 wirken, so dass die Anzündmischung 25 und das Festtreibstoffbett 21 im Ruhezustand des Gasgenerators 10 in ihren Lagen fixiert sind. Auch das einteilige Füllkörperelement 30' ist nicht mit dem Außengehäuse 11 des Gasgenerators 10 verbunden. Der dargestellte Spalt zwischen der Innenseite 15 des Außengehäuses 11 und dem Füllkörperelement 30' ist allerdings nur als schematische Darstellung zu verstehen. Tatsächlich kann das Füllkörperelement 30' zumindest abschnittsweise an der Innenseite 15 des Außengehäuses 11 anliegen, wobei immer zu gewährleisten ist, dass das Füllkörperelement 30' im Ruhezustand des Gasgenerators 10 entlang der Längsachse L des Gasgenerators 10 verschiebbar ist.
-
Das Füllkörperelements 30' kann in einfacher Art und Weise komprimieren und expandieren, wenn dieses nicht mit dem Gasgenerator 10 verbunden ist bzw. nicht an der Innenseite 15 des Außengehäuses 11 fixiert ist. Zum einen ist der Abstand zwischen dem Füllkörperelement 30' und der Innenseite 15 des Außengehäuses 11 ist derart gering zu halten, dass keine Treibstofftabletten 22 in den ersten Abschnitt 13 der Brennkammer 20 gelangen und keine pyrotechnischen Formkörper 26 in den zweiten Abschnitt 14 der Brennkammer 20 gelangen.
-
Zum anderen soll das Füllkörperelement 30' ähnlich wie bei einer Spielpassung leicht gängig bzw. gleitbewegbar in dem rohrförmigen Außengehäuse 11 gelagert werden, so dass sich das Füllkörperelement 30' bei seiner Verschiebung entlang der Längsachse L des Gasgenerators nicht verklemmt bzw. verkantet. Deshalb weist der Innendurchmesser Di des Außengehäuses 11 des Gasgenerators 10 einen größeren Wert auf, als der Außendurchmesser Da des Füllkörperelements 30'. In der 2 ist der Innendurchmesser Di des Außengehäuses 11 skizzenhaft durch einen Maßpfeil mit zwei Spitzen dargestellt. In gleicher Art und Weise markiert ist der Außendurchmesser Da des Füllkörperelements 30', wobei hier noch jeweils eine axial verlaufende, verlängernde Hilfslinie entlang der äußeren Umfangsfläche des Füllkörperelements 30' eingezeichnet ist, um die beiden Endpunkte des Maßpfeils für den Außendurchmesser Da eindeutig zu markieren.
-
Das einteilig ausgebildete Füllkörperelement 30' ist außerdem derart porös und/oder mit Durchgangskanälen ausgebildet, so dass Anzündschwaden des Anzünders 12 und der Anzündmischung 25 vom ersten Abschnitt 13 der Brennkammer 20 durch das Füllkörperelement 30' in den zweiten Abschnitt 14 und somit in den Bereich des Festtreibstoffbetts 21 gelangen. Aufgrund der porösen und/oder mit Kanälen durchsetzten Ausbildung des Füllkörperelements 30' treten die Anzündschwaden am ersten stirnseitigen Endabschnitt 32 in das Füllkörperelement 30' ein und gelangen zum zweiten stirnseitigen Endabschnitt 32'. Der zweite Abschnitt 14 der Brennkammer 20 fängt am zweiten stirnseitigen Endabschnitt 32' des Füllkörperelements 30' an, so dass die Anzündschwaden ausgehend von dem zweiten stirnseitigen Endabschnitt 32' in den zweiten Abschnitt 14 der Brennkammer 20 eintreten, um das Festtreibstoffbett 21 anzünden zu können.
-
Das gebildete Gas verlässt durch das Brennkammersieb 16 die Brennkammer 20. Es ist möglich, dass das erzeugte Gas nach dem Austritt aus dem Brennkammersieb 16 ein Filterpaket 17 durchströmt. Lediglich beispielhaft sind in 2 drei Filterpakete 17 dargestellt.
-
Bezugszeichenliste
-
- 10
- Gasgenerator
- 11
- Außengehäuse
- 12
- Anzünder
- 13
- erster Abschnitt Brennkammer
- 14
- zweiter Abschnitt Brennkammer
- 15
- Innenseite Außengehäuse
- 16
- Brennkammerfilter
- 17
- Filterpaket
- 18
- Abschlussdeckel
- 20
- Brennkammer
- 21
- Festtreibstoffbett, erste Pyrotechnik-Befüllung
- 22
- Treibstofftablette
- 25
- Anzündmischung, zweite Pyrotechnik-Befüllung
- 26
- pyrotechnischer Formkörper
- 30, 30'
- Füllkörperelement
- 31
- Feder
- 32, 32'
- stirnseitiger Endabschnitt
- 33
- Abschlusselement
- L
- Längsachse
- F1, F2
- Kraftrichtungen
- Di
- Innendurchmesser Außengehäuse
- Da
- Außendurchmesser Füllkörperelement
-
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
-
- US 2014/0230685 A1 [0003]