-
Die Erfindung betrifft einen Gasgenerator, insbesondere einen Rohrgasgenerator, umfassend eine Anzündeinheit mit einem Anzünderträger, und eine der Anzündeinheit axial nachgelagerte Brennkammer mit einer Brennkammerhülse, wobei in der Brennkammer ein Treibstoffbett ausgebildet ist, auf das eine Füllkörperfeder drückt, wobei die Füllkörperfeder ein anzünderseitiges Ende und ein treibstoffseitiges Ende aufweist, gemäß Anspruch 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Gassackmodul und ein Fahrzeugsicherheitssystem. Daneben betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zum Herstellen eines erfindungsgemäßen Gasgenerators.
-
Füllkörper für einen Treibstoff bzw. für ein Treibstoffbett eines Gasgenerators sind hinlänglich bekannt. Derartige Füllkörper werden bekanntermaßen als Volumenausgleichselement und/oder Vorspannelement für den Treibstoff bzw. das Treibstoffbett, welches aus einzelnen Treibstoffkörpern gebildet werden kann, verwendet. Dies betrifft sowohl die Herstellung des Gasgenerators als auch die Lebenszeit des Gasgenerators. Während der Herstellung des Gasgenerators kann es zu Befüll-Toleranzen bzgl. der Treibstoffmenge kommen, so dass der Füllkörper ein entsprechendes variierendes Volumen in einer Brennkammer, in welcher der Treibstoff gelagert ist, ausgleicht. Während der Lebenszeit des Gasgenerators kann es zu einem Setzverhalten des Treibstoffes kommen, das durch den Füllkörper ebenfalls entsprechend ausgeglichen werden kann.
-
Des Weiteren sind Füllkörper in Form von Schraubenfedern aus Draht bekannt. Deren zum Treibstoff hinweisendes Ende ist für einzelne Treibstoffkörper geschlossen bzw. nicht durchdringbar, indem die Windungen der Schraubenfeder zu diesem Ende hin mit sich verringernden Durchmessern ausgebildet sind.
-
Eine Herausforderung bei der Verwendung von Füllkörperfedern ist insbesondere das Herstellen eines Gasgenerators mit einer derartigen Füllkörperfeder. Es sind verschiedene Herstellungsverfahren bekannt. Ein erstes Herstellungsverfahren beruht darauf, die Füllkörperfeder, die einteilig oder zweiteilig ausgebildet sein kann, zunächst entspannt auf das Treibstoffbett aufzulegen. Erst bei der Montage einer Anzündeinheit, insbesondere eines Anzünderträgers, wird die Füllkörperfeder bezüglich ihrer Längsachse zusammengedruckt, dass sie in ihrem in den Gasgenerator eingebauten Zustand eine erforderliche Vorspannung auf das Treibstoffbett ausüben kann. Hierbei liegt vor einem Einpressen der Anzündeinheit bzw. des Anzünderträgers in ein die Brennkammer umgebendes Brennkammerrohr die Anzündeinheit bzw. der Anzünderträger auf der Füllkörperfeder auf. Die Brennkammer ist in dieser Herstellungsphase des Gasgenerators gegenüber ihrer Umgebung offen, so dass gegebenenfalls aufwändige Abdeckmaßnahmen gegen Schmutzeinbringung vorgenommen werden müssten.
-
Hierbei muss zum Einpressen der Anzündeinheit bzw. des Anzünderträgers durch ein aufwändiges Werkzeug sichergestellt werden, dass die Anzündeinheit bzw. der Anzünderträger richtig in dem Brennkammerrohr positioniert wird. Es ist möglich, dass die Feder während dieses Einpressvorganges zwischen der Anzündeinheit bzw. dem Anzünderträger und dem Brennkammerrohr eingeklemmt wird und/oder vorbestimmte Schweißkonturen beschädigt werden. Bei einem derartigen Herstellungsverfahren könnte bei einem Kondensatorentladungsschweißen oder Einpressschweißen die Qualität der Schweißung dementsprechend ungünstig beeinflusst werden. Bei einem Reibschweißen könnten die Füllkörperfeder und die Anzündeinheit bzw. der Anzünderträger aneinander reiben, so dass auch in diesem Zusammenhang die Qualität der Schweißung ungünstig beeinflusst werden könnte.
-
Ein zweites bekanntes Herstellungsverfahren beruht darauf, die Füllkörperfeder vorgespannt bezüglich ihrer Längsachse in die Brennkammer einzubringen. Nach einem solchen Positionieren der Füllkörperfeder wird auf die Füllkörperfeder der Treibstoff in die Brennkammer eingefüllt. Anschließend kann die Brennkammer verschlossen werden, beispielsweise mit einer Anzündeinheit. Nach dem Verschließen der Brennkammer wird die bezüglich ihrer Längsachse vorgespannte Füllkörperfeder entriegelt, vorzugsweise von einem von außen in die Brennkammer einführbaren Werkzeug, so dass diese sowohl auf das Treibstoffbett als auch gegen die Anzündeinheit drückt. Ein derartiges Herstellungsverfahren erfordert eine aufwändige Vorrichtung bzw. Werkzeug und entsprechend komplexe Herstellschritte, um die bezüglich ihrer Längsachse vorgespannte Füllkörperfeder nach der Montage des Anzünderträgers zu entriegeln. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass das Treibstoffbett durch die Füllkörperfeder in Richtung Anzünderträger verschoben werden muss, um eine Fixierung zu ermöglichen.
-
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen weiterentwickelten Gasgenerator mit einer Füllkörperfeder anzugeben, der zumindest einen der vorher genannten Nachteile überwindet. Insbesondere ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, aufgrund eines weiterentwickelten Gasgenerators das Verfahren zum Herstellen eines Gasgenerators vereinfachen zu können.
-
Außerdem soll ein weiterentwickeltes Gassackmodul und ein weiterentwickeltes Fahrzeugsicherheitssystem angegeben werden. Ferner besteht die Aufgabe darin, ein weiterentwickeltes Verfahren zum Herstellen eines Gasgenerators zur Verfügung zu stellen.
-
Diese Aufgabe wird im Hinblick auf den Gasgenerator, insbesondere auf einen Rohrgasgenerator, durch den Gegenstand des Patentanspruches 1, im Hinblick auf das Gassackmodul durch den Gegenstand des Patentanspruches 7, im Hinblick auf das Fahrzeugsicherheitssystem durch den Gegenstand des Patentanspruches 8 und im Hinblick auf das Verfahren zum Herstellen eines Gasgenerators durch den Gegenstand des Patentanspruches 9 gelöst.
-
Vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Gasgenerators sind in den Unteransprüchen angegeben.
-
Der erfindungsgemäße Gasgenerator betrifft insbesondere einen Gasgenerator für ein Fahrzeugsicherheitssystem, insbesondere für ein Airbag-System. Insbesondere betrifft der erfindungsgemäße Gasgenerator einen Rohrgasgenerator. Mit dem Begriff Rohrgasgenerator ist hier insbesondere gemeint, dass das Außengehäuse des Gasgenerators in der Form eines Rohrs ausgebildet ist, wobei die Länge des Rohrs größer als der Durchmesser des Rohrs ist.
-
Bei dem erfindungsgemäßen Gasgenerator kann es sich sowohl um einen pyrotechnischen Gasgenerator als auch um einen Hybridgasgenerator handeln, wobei sich der Hybridgasgenerator insbesondere dadurch auszeichnet, dass er eine Kammer mit einem vorgespannten Druckgas, also einem Gas bzw. Gasgemisch aus Anteilen von beispielsweise Sauerstoff, Argon, Helium oder Stickstoff, welches unter hohem Druck, beispielsweise bis 580 bar in der Kammer bevorratet ist.
-
Der Gasgenerator umfasst eine Anzündeinheit mit einem Anzünder und eine der Anzündeinheit axial nachgelagerte Brennkammer mit einer Brennkammerhülse, wobei in der Brennkammer ein Treibstoffbett ausgebildet ist, auf das eine innerhalb der Brennkammerhülse positionierte Füllkörperfeder drückt, wobei die Füllkörperfeder ein anzünderseitiges Ende und ein treibstoffseitiges Ende aufweist. Hierbei kann der Anzünder für sich alleine bereits die Anzündeinheit darstellen. Es ist jedoch auch möglich, dass der Anzünder in einen Anzünderträger verbaut ist und dass die sich daraus ergebende Baugruppe ein Bestandteil der Anzündeinheit ist.
-
Zudem umfasst der Gasgenerator eine mittige Längsachse und eine dazu parallele axiale Längsrichtung, die ausgehend von der Anzündeinheit in Richtung eines der Anzündeinheit gegenüberliegenden Endes des Gasgenerators gerichtet ist. Die Anzündeinheit und die Brennkammer mit der zugehörigen Brennkammerhülse können somit in dieser genannten Reihenfolge, in Richtung der axialen Längsrichtung des Gasgenerators, vorteilhaft koaxial zueinander ausgerichtet, angeordnet sein. Hierbei kann die Brennkammerhülse die Brennkammer teilweise oder im Wesentlichen ganz umgeben bzw. bildet die Brennkammerhülse die Brennkammer entsprechend aus.
-
Erfindungsgemäß ist ein Außendurchmesser des anzünderseitigen Endes der Füllkörperfeder, insbesondere ein Außendurchmesser einer der letzten Federwindungen des anzünderseitigen Endes der Füllkörperfeder, derart ausgebildet, dass die Füllkörperfeder, zumindest während eines Zeitpunkts bei der Herstellung des Gasgenerators, mittels Klemmkraft an der Brennkammerhülse befestigt ist. Mit anderen Worten ist das anzünderseitige Ende der Füllkörperfeder an der Innenseite der Brennkammerhülse befestigt, wobei insbesondere zumindest eine der letzten Federwindungen des anzünderseitigen Endes der Füllkörperfeder mit einem entsprechend großen Außendurchmesser ausgebildet ist. Hierbei kann nicht nur eine einzige, sondern auch mehrere letzte Federwindungen des anzünderseitigen Endes der Füllkörperfeder einen derartigen Außendurchmesser aufweisen, wodurch die daraus resultierende bzw. insgesamt wirkende Klemmkraft entsprechend verstärkt bzw. erhöht wird. Auch ist es möglich, dass lediglich die allerletzte, also eine abschließende Federwindung für sich alleine einen entsprechenden Außendurchmesser aufweist, sodass die erforderliche Klemmkraft zur Befestigung der Füllkörperfeder an der Brennkammerhülse durch diese abschließende Federwindung alleine ausgebildet ist. Mit abschließender Federwindung ist hier gemeint, dass es sich um diejenige Federwindung handelt, welche ultimativ das anzünderseitige Ende der Füllkörperfeder mit einem Drahtende in Richtung Anzündeinheit abschließt. Die Befestigung erfolgt mindestens durch die beschriebene Klemmkraft. Mit wieder anderen Worten erfolgt die Befestigung der Füllkörperfeder in der Brennkammerhülse mittels Presssitz der Füllkörperfeder, insbesondere des anzünderseitigen Endes bzw. einer oder mehreren der letzten Federwindungen des anzünderseitigen Endes der Füllkörperfeder der Füllkörperfeder, bevorzugt der abschließenden Federwindung, an der Innenseite der Brennkammerhülse. Hierbei ist die Füllkörperfeder insbesondere an ihren entsprechenden Bereichen derart an der Innenseite der Brennkammerhülse befestigt bzw. eingeklemmt, dass die Klemmkraft als eine von den entsprechenden Bereichen der Füllkörperfeder ausgehende hauptsächlich in radialer Richtung nach außen wirkende Kraft ausgebildet ist.
-
Bevorzugt ist ein Außendurchmesser des anzünderseitigen Endes der Füllkörperfeder, insbesondere der Außendurchmesser der abschließenden anzünderseitigen Federwindung der Füllkörperfeder, in einem nicht in der Brennkammerhülse eingebauten Zustand größer als ein Innendurchmesser der Brennkammerhülse. Der Außendurchmesser des anzünderseitigen Endes der Füllkörperfeder, insbesondere der abschließenden anzünderseitigen Federwindung, weist demnach ein Übermaß hinsichtlich des Innendurchmessers der Brennkammerhülse auf. Aufgrund dessen kann die Füllkörperfeder mittels einer Klemmkraft bzw. einer dadurch hervorgerufenen Haltekraft in der Brennkammerhülse befestigt sein.
-
Vorzugsweise ist die durch die insbesondere radial nach außen wirkende Klemmkraft der Füllkörperfeder hervorgerufene Haltekraft größer als eine insbesondere in axialer Richtung wirkende Vorspannkraft der Füllkörperfeder. Die Füllkörperfeder wird somit, insbesondere bezüglich ihrer axialen Lage, in der Brennkammerhülse fest fixiert bzw. positioniert. Die Vorspannkraft der Füllkörperfeder wirkt ausgehend vom anzünderseitigen Ende der Füllkörperfeder in axialer Richtung der Füllkörperfeder, die auch im Wesentlichen parallel zu der mittigen Längsachse bzw. axialen Längsrichtung des Gasgenerators liegt, hin zu dem treibstoffseitigen Ende der Füllkörperfeder.
Mit der vorgenannten Klemmkraft ist insbesondere eine im Wesentlichen rein radial nach außen wirkende Kraft gemeint, welche sich durch das vorgenannte Übermaß des Außendurchmessers des anzünderseitigen Endes der Füllkörper, insbesondere der abschließenden anzünderseitigen Federwindung, hinsichtlich des Innendurchmessers der Brennkammerhülse ergibt. Anders ausgedrückt bewirkt im eingebauten Zustand der Füllkörperfeder eine Expansion des Außendurchmessers des anzünderseitigen Endes der Füllkörperfeder hin zu der Brennkammerhülse die insbesondere radial nach außen wirkende Klemmkraft.
Für eine Fixierung bzw. Positionierung der Füllkörperfeder, insbesondere bezüglich ihrer axialer Erstreckung bzw. bezüglich der mittigen Längsachse des Gasgenerators, können jedoch neben der vorbeschriebenen Klemmkraft noch weitere Parameter relevant sein, nämlich solche, welche die Oberflächenbeschaffenheit bzw. Oberflächengüte der Brennkammerhülse in dem Bereich betreffen, in dem die Füllkörperfeder an der Brennkammerhülse befestigt ist. Beispielsweise können hierbei die Rauheit bzw. Glätte und/oder auch die chemische Beschaffenheit der entsprechenden Oberfläche der Brennkammerhülse, wie z.B. das Vorhandensein eines gewissen Ölfilms oder einer Oberflächenbeschichtung, entscheidend für den sich letztendlich ergebenden Halt der Füllkörperfeder an der Innenseite der sein. In anderen Worten, die Art und Weise einer möglichen Reibung zwischen den beiden Bauteilen Brennkammerhülse und Füllkörperfeder an den relevanten Kontaktierungsbereichen kann neben der vorbeschriebenen insbesondere radial nach außen wirkenden Klemmkraft eine entscheidende Rolle spielen. Folglich wurde weiter oben auch der Begriff einer Haltekraft eingeführt, welche neben dieser Klemmkraft auch die vorbeschriebenen weiteren Parameter berücksichtigt.
Anders ausgedrückt kann die Haltekraft auch als eine sich insgesamt aus der Klemmkraft und diesen Parametern ergebende Kraft verstanden werden, welche letztendlich für den Halt, bzw. die Positionierung oder Befestigung, der Füllkörperfeder in axialer Richtung in der Brennkammerhülse verantwortlich ist.
-
Insbesondere ist der Außendurchmesser der Füllkörperfeder an ihrem treibstoffseitigen Ende kleiner als an ihrem anzünderseitigen Ende. Mit anderen Worten weist die Füllkörperfeder an ihren beiden Federenden unterschiedliche Außendurchmesser auf. Der kleinere, treibstoffseitige Außendurchmesser ist derart auszulegen, dass dieses treibstoffseitige Ende einfach, also ohne relevanten Kraftaufwand bzw. auch mit einem gewissen Spiel bzw. Abstand zu der Innenseite des angrenzenden Bauteils, in das angrenzende Bauteil des Gasgenerators, insbesondere innerhalb der Brennkammerhülse, eingeführt werden kann. Ausschlaggebend ist, dass der größere, anzünderseitige Außendurchmesser der Füllkörperfeder ein Übermaß hinsichtlich des Innendurchmessers der Brennkammerhülse aufweist. Es ist möglich, dass sich der Außendurchmesser der Füllkörperfeder ausgehend vom anzünderseitigen Ende der Füllkörperfeder in Richtung des treibstoffseitigen Endes stetig oder zumindest abschnittsweise verjüngt. Des Weiteren ist es möglich, dass lediglich das anzünderseitige Ende der Füllkörperfeder einen vergrößerten Außendurchmesser aufweist und der Außendurchmesser des restlichen Bereichs der Füllkörperfeder gleich ist.
-
Die insbesondere nach radial außen gerichtete Klemmkraft der Füllkörperfeder bezüglich der Brennkammerhülse ist derart größer bzw. mit einem gewissen Sicherheitsfaktor größer als die in axiale Richtung wirkende Vorspannkraft der Feder auszubilden, so dass die Füllkörperfeder sicher positioniert gehalten wird und axial nicht vom Treibstoffbett in Richtung der Anzündeinheit verschoben wird.
-
Das treibstoffseitige Ende der Füllkörperfeder kann einen Kegelfederabschnitt oder einen Flachspiralfederabschnitt aufweisen. Als Flachspiralfederabschnitt ist ein derartiger Abschnitt zu verstehen, der einen in einer Ebene ausgebildeten Spiralfederabschnitt aufweist.
-
Die Brennkammerhülse kann ein Abschnitt des Außengehäuses des Gasgenerators sein. Des Weiteren ist es möglich, dass die Brennkammerhülse eine im Außengehäuse angeordnete Innenhülse ist. Eine derartige Innenhülse ist vorzugsweise koaxial zum insbesondere rohrförmigen Außengehäuse des Gasgenerators ausgebildet. Zwischen einer derartigen Innenhülse und dem Außengehäuse ist vorzugsweise eine ringförmige Kammer gebildet in welcher kein Treibstoff, sondern lediglich ein unter Druck stehendes Gas befindlich ist. Selbiges unter Druck stehendes Gas kann sich auch zusätzlich innerhalb der Innenhülse befinden und somit das dort gelagerte Treibstoffbett bzw. die entsprechenden Treibstoffkörper umgeben bzw. einhüllen. Dies kann durch eine gasdurchlässige Innenhülse ermöglicht werden.
-
Sofern die Brennkammerhülse ein Abschnitt des Außengehäuses des Gasgenerators ist, ist es möglich, dass die Brennkammerhülse als Abschnitt einer Kaltgasbehälterwandung bzw. einer Druckgasbehälterwandung ausgebildet ist. Bei einer derartigen Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei dem Gasgenerator um einen Hybridgasgenerator, der einen Druckgasbehälter umfasst, in dem das Treibstoffbett positioniert ist.
-
Eine weitere Ausführungsform eines Hybridgasgenerators beruht auf der beschriebenen Ausbildung einer Innenhülse, die vorzugsweise koaxial zum Außengehäuse ausgebildet ist, wobei das Außengehäuse die Wandung des Druckgasbehälters bzw. Kaltgasbehälters ist. Des Weiteren ist es möglich, dass die Füllkörperfeder in der Brennkammerhülse eines rein pyrotechnischen Gasgenerators, welcher also keinen Bereich mit einem unter Druck stehenden Gases vor Aktivierung des Gasgenerators umfasst, positioniert ist und an der Innenseite der Brennkammerhülse befestigt ist.
-
Die Brennkammerhülse kann eine, vorzugsweise vollständig umlaufende, vorzugsweise nach radial außen ausgeformte, Sicke oder Nut aufweisen, in die das anzünderseitige Ende der Füllkörperfeder eingreift, wobei insbesondere ein maximaler Innendurchmesser der Brennkammerhülse den Durchmesser für die Sicke oder Nut definiert. Die Sicke oder Nut kann auch als Ausformung bezeichnet werden, die insbesondere als eine nach radial außen gerichtete Ausformung ausgebildet ist. Vorzugsweise ist eine derartige Sicke oder Nut direkt auf der Innenseite der Brennkammerhülse ausgebildet. Mit anderen Worten kann die Sicke oder Nut vollinnenumfänglich an der Brennkammerhülse ausgebildet sein. Hierbei können die Begriff Sicke und Nut noch dahingehend voneinander differenziert werden, dass die Sicke als eine gebogene, insbesondere kontinuierlich nach außen verlaufende Ausformung verstanden werden kann. In anderen Worten stellt die Sicke auch eine, vom Innenbereich der Brennkammerhülse betrachtet, nach außen konvex verlaufende, wulstförmige Ausbuchtung dar. Im Gegensatz dazu kann der Begriff Nut als eine unstetig nach außen verlaufende Ausformung verstanden werden, welche insbesondere von einer im Wesentlichen rechtwinkelig ausgeprägter Kontur gezeichnet wird. Anders ausgedrückt, ist die Kontur der Nut von im Wesentlichen rechtwinkelig zueinander positionierten aneinandergrenzenden Flächen bzw. Linien ausgebildet. Bei einer derartigen Ausführungsform der Erfindung kann die Füllkörperfeder, insbesondere das anzünderseitige Ende der Füllkörperfeder, formschlüssig in die Sicke bzw. Nut eingreifen, so dass neben der beschriebenen Klemmkraft auch ein Formschluss zwischen der Füllkörperfeder und der Brennkammerhülse erzielt wird.
-
Die Befestigung der Füllkörperfeder an der Brennkammerhülse erfolgt somit mittels Klemmkraft und mittels Formschluss. Es liegt mit anderen Worten ein kombinierter Kraftformschluss vor. Es ist auch denkbar, dass hier lediglich ein Formschluss vorliegt, nämlich dann, wenn das anzünderseitige Ende der Füllkörperfeder nach seinem Einsetzen in die Sicke bzw. Nut nach radial außen derart entspannt, dass kaum mehr bzw. keine nennenswerte radial nach außen wirkende Klemmkraft der Füllkörperfeder auf die Brennkammerhülse mehr vorhanden ist. In diesem Fall würde dann die Füllkörperfeder im Wesentlichen nur durch einen Formschluss mit der Sicke bzw. Nut gegen eine axiale Verschiebung positioniert bzw. fixiert sein.
-
Die Füllkörperfeder kann im Bereich des anzünderseitigen Endes mindestens einen von ihren Federwindungen bzw. ihrer Federbiegung unabhängig gebogenen Abschnitt aufweisen, der einen Greifabschnitt zum Greifen von einem Montagewerkzeug bildet, wobei insbesondere der Greifabschnitt zu einer Innenseite der Brennkammerhülse hin beabstandet ist, sodass das Montagewerkzeug nach einer Montage der Füllkörperfeder derart entfernbar ist, dass eine axiale Verschiebung der Füllkörperfeder in Richtung Anzündeinheit verhinderbar ist, wobei weiterhin insbesondere im Bereich des anzünderseitigen Endes ein Richtungswechsel einer Biegerichtung der Federwindungen, insbesondere zwischen vorletzter Federwindung und abschließender Federwindung besteht. Als ein von der Federbiegung unabhängig gebogener Abschnitt ist ein derartiger Abschnitt zu verstehen, der eine Art Unterbrechung des Verlaufs der Federbiegung darstellt. Als Federbiegung ist hier insbesondere die Biegung bzw. die Biegungen zu verstehen, welche den Verlauf bzw. die Art und Weise der Ausbildung der einzelnen Federwindungen, die die Füllkörperfeder aufweist, bestimmen. Der unabhängig gebogene Abschnitt kann eine abschnittsweise Vergrößerung des Außendurchmessers der Füllkörperfeder bewirken. Insbesondere bildet der unabhängig gebogene Abschnitt einen Verhakungsabschnitt. Mit anderen Worten ist ein Greifabschnitt ausgebildet, der von einem Montagewerkzeug gegriffen werden kann. Bei einer Montage der Füllkörperfeder ist es insbesondere vorgesehen, dass das Montagewerkzeug an dem Greifabschnitt der Füllkörperfeder angreift und diese in die Brennkammerhülse einführt, um die Füllkörperfeder an einer vorbestimmten Position innerhalb der Brennkammerhülse zu positionieren. Nach dieser Positionierung muss das Montagewerkzeug von der Füllkörperfeder, insbesondere von dessen Greifabschnitt, wieder abgezogen bzw. entfernt werden, wobei die vorher erreichte Position der Füllkörperfeder nicht mehr verändert bzw. verschoben werden sollte. Um eine derartige ungewollte Verschiebung, insbesondere in Richtung der Anzündeinheit, zu vermeiden, ist es vorteilhaft, wenn der Greifabschnitt derart ausgebildet ist, dass er zu der Innenseite der Brennkammerhülse hin einen gewissen Abstand aufweist, sodass das Montagewerkzeug nach einer Montage der Füllkörperfeder derart entfernbar ist, dass die Füllkörperfeder an ihrer vorbestimmten Position verbleibt und nicht etwa durch das Montagewerkzeug in axialer Richtung mit verschoben bzw. quasi mitgezogen wird.
-
Bezüglich des weiteroben genannten Richtungswechsels einer Biegerichtung der Federwindungen, insbesondere zwischen einer vorletzten Federwindung und einer abschließenden Federwindung, sei noch folgendes angemerkt. Eine Federwindung weist generell eine bestimmte Biegerichtung auf bzw. eine Richtung in welcher die Federwindung verläuft. Die vorliegende Füllkörperfeder kann auch als eine längsaxiale Aneinanderreihung mehrerer Federwindungen betrachtet werden, wobei in der Draufsicht betrachtet die Federwindungen um eine mittlere Längsachse der Füllkörperfeder herum in einer bestimmten Richtung verlaufen, nämlich links herum oder rechts herum, was hier unter einer Biegerichtung verstanden wird. Unter einem Richtungswechsel der Biegerichtung wird hier verstanden, dass sich die Biegerichtung der Federwindungen zueinander, insbesondere gegenläufig zueinander, ändert, sodass es eine oder mehrere Federwindungen gibt, welche beispielsweise links herum um die mittlere Längsachse der Füllkörperfeder in axialer Richtung verlaufen und dass daran mittelbar oder unmittelbar anschließend eine oder mehrere andere Federwindungen gegenläufig dazu, also in diesem Beispiel rechts herum, um die mittlere Längsachse der Füllkörperfeder in axialer Richtung verlaufen.
Dabei kann der Greifabschnitt auch als ein Bereich verstanden werden, in dem bzw. an dem sich dieser Richtungswechsel der Biegerichtung vollzieht. In anderen Worten ausgedrückt weisen die jeweils an den Greifabschnitt direkt angrenzenden Federwindung zueinander verschiedene, insbesondere gegenläufig zueinander, gerichtete Biegerichtungen auf.
-
In einer ersten Ausführungsform des Greifabschnitts kann dieser als die letzte, also abschließende anzünderseitige Federwindung ausgebildet sein, wobei diese Federwindung an der ihr voran ausgebildeten Federwindung anliegt und/oder mit dieser verbunden ist. Demnach bildet die abschließende anzünderseitige Federwindung zusammen mit einer ihr voran ausgebildeten bzw. einer dementsprechend vorletzten Federwindung einen kompakten Abschnitt der Füllkörperfeder, so dass dieser einfach bzw. gut zugänglich mit einem Montagewerkzeug zu greifen ist. Aufgrund des Anliegens bzw. des Verbindens dieser beiden letzten Federwindungen des anzünderseitigen Endes der Füllkörperfeder wird eine vergrößerte Angriffsfläche für das Montagewerkzeug gebildet. Es wird somit ein unkomplizierter und schneller Zugriff eines Montagewerkzeugs in bzw. auf diesen Bereich der Füllkörperfeder ermöglicht, was bezüglich Taktzeiten bei der Herstellung des Gasgenerators vorteilhaft ist.
-
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann der Greifabschnitt als eine Art Verbinder ausgeführt sein. Dieser Verbinder kann abschnittsweise als ein gerader, d.h. als ein ungebogener Abschnitt ausgebildet sein, der durch am jeweiligen Ende des geraden Abschnitts befindliche gebogen Abschnitte eine Verbindung zwischen zwei Federwindungen herstellt. Der Verbinder kann derart ausgebildet sein, dass die abschließende Federwindung des anzünderseitigen Endes der Füllkörperfeder mit einer vorletzten Federwindung der Füllkörperfeder verbunden ist, wobei in Relation zur abschließenden Federwindung der Verbinder eine erhöhte Position der vorletzten Federwindung hervorruft. Mit anderen Worten bewirkt ein derartiger Verbinder, dass die vorletzte Federwindung in Richtung des treibstoffseitigen Endes der Füllkörperfeder verschoben ist.
-
Der Verbinder kann dabei im Wesentlichen eine S-Form bzw. eine Z-Form aufweisen. Eine derartige S-Form bzw. Z-Form bewirkt eine Verschiebung der vorletzten Federwindung in Richtung des treibstoffseitigen Endes der Füllkörperfeder. Mit anderen Worten erfolgt eine Anordnung der vorletzten Federwindung in Relation zur restlichen Federbiegung der Füllkörperfeder in Richtung des treibstoffseitigen Endes und somit weg von dem anzünderseitigen Ende der Füllkörperfeder.
-
Zusätzlich ist es möglich, dass der letzte Füllkörperfederabschnitt an seinem Endbereich, d.h. der tatsächlich letzte Materialabschnitt des anzünderseitigen Endes der Füllkörperfeder, gebogen ist. Mit anderen Worten kann das Drahtende bzw. das Materialende der Füllkörperfeder am anzünderseitigen Ende gebogen sein. Es ist möglich, dass das umgebogene Ende eine U-Form aufweist. Die Biegung kann in Richtung des treibstoffseitigen Endes der Füllkörperfeder ausgebildet sein. Des Weiteren ist es möglich, dass das umgebogene Draht- bzw. Materialende in zum treibstoffseitigen Ende entgegengesetzte Richtung gebogen ist. Auch ein derartig gebogenes Ende kann zu einem Einhaken mit einem Montagewerkzeug bzw. zum Greifen durch ein Montagewerkzeug dienen. Vorzugsweise ist die Biegung in paralleler Erstreckung zur Längsfederachse der Füllkörperfeder ausgebildet.
-
Des Weiteren ist es möglich, dass das letztbeschriebene umgebogene Drahtende, also der von der Federbiegung unabhängig gebogene Abschnitt der Füllkörperfeder als Einbuchtung und/oder Ausbuchtung ausgebildet ist. Die Ein- bzw. Ausbuchtung ist in Relation zur Längsfederachse zu verstehen. Eine Einbuchtung kann demnach in Richtung der Längsfederachse gebogen sein. Eine Ausbuchtung beschreibt eine derartige Biegung, die von der Längsfederachse weggerichtet gebogen ist. Mit anderen Worten ist eine solche Biegung in einer Ebene ausgebildet, die im Wesentlichen senkrecht zur Längsfederachse ausgebildet ist.
-
Es ist möglich, dass der von der Federbiegung unabhängig gebogene Abschnitt sowohl eine Einbuchtung als auch eine Ausbuchtung umfasst. Diese können sowohl direkt aneinandergereiht ausgebildet sein. Des Weiteren ist es möglich, dass zwischen der Einbuchtung und der Ausbuchtung ein Windungsabschnitt ausgebildet ist. Des Weiteren ist es möglich, dass die Füllkörperfeder im Bereich des anzünderseitigen Endes eine Ausbuchtung oder eine Einbuchtung aufweist, sowie einen Verbinder. Auch hier ist es möglich, dass zwischen der Ein- oder Ausbuchtung sowie dem Verbinder ein weiterer Abschnitt ausgebildet ist.
-
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es möglich, dass der tatsächlich letzte Füllkörperfederabschnitt, d.h. das Draht- bzw. Materialende der Füllkörperfeder am anzünderseitigen Ende, ebenfalls eine Einbuchtung und/oder eine Ausbuchtung aufweist.
-
Der unabhängig gebogene Abschnitt kann in einer weiteren Ausführungsform eine U-Form oder ein V-Form aufweisen, wobei aufgrund der U-Form oder der V-Form die Spiralrichtung der abschließenden anzünderseitigen Federwindung entgegengesetzt zur restlichen Füllkörperfeder, insbesondere entgegengesetzt zu der Richtung der restlichen Federwindungen, ausgebildet ist.
-
Auch in diesem Zusammenhang ist es möglich, dass das Materialende bzw. Drahtende ebenfalls U-förmig oder V-förmig ausgebildet ist. Das Drahtende kann dabei in Richtung des treibstoffseitigen Endes hin gebogen sein. Auch eine Biegung, die vom treibstoffseitigen Ende weggerichtet ist, ist möglich. Die Ausbildung eines unabhängig gebogenen Abschnittes, der eine U-Form oder eine V-Form aufweist, sowie einer treibstoffseitigen Ausbildung des Draht- bzw. Materialendes mit einer U-förmigen oder V-förmigen Biegung bewirkt eine zweifache Angriffsfläche für ein Montagewerkzeug. Insbesondere ist es möglich, dass durch Eingreifen und Betätigen des Montagewerkzeuges in beide U-förmigen und/oder V-förmigen Abschnitte eine gewollte vorteilhafte Verringerung des Außendurchmessers des anzünderseitigen Endes bei einem Montagevorgang bewirkt wird.
-
Das treibstoffseitige Ende der Füllkörperfeder kann im nichtaktivierten Zustand des Gasgenerators durch Federwindungen und/oder durch eine gasdurchlässige Scheibe abgeschlossen sein. Das Verschließen bezieht sich in diesem Zusammenhang auf die Durchlässigkeit bezüglich Bestandteile des Treibstoffbettes. Derartige Bestandteile wie sie z.B. Treibstoffformkörper darstellen können somit nicht ausgehend vom Treibstoffbett durch das treibstoffseitige Ende der Füllkörperfeder hindurch in Richtung der Anzündeinheit bzw. des Anzünders gelangen. Die gasdurchlässige Scheibe kann aus Streckmetall oder Drahtgewebe oder einem Lochblech gebildet sein.
-
Des Weiteren ist es möglich, dass sich die Füllkörperfeder über die gasdurchlässige Scheibe auf dem Treibstoff abstützt bzw. auf dem Treibstoffbett aufliegt.
-
Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Gasgenerators liegt u.a. darin, dass das anzünderseitige Ende der Füllkörperfeder derart ausgebildet ist, dass die Füllkörperfeder nach der Montage in der Brennkammerhülse klemmend an der Brennkammerhülse befestigt ist. Die Füllkörperfeder kann demnach ohne ein weiteres Bauteil in axialer Position gehalten werden. Des Weiteren ist kein extra Montagewerkzeug zum Vorspannen der Feder in axialer Richtung notwendig.
-
Im Rahmen eines nebengeordneten Aspekts beruht die Erfindung auf dem Gedanken, ein Gassackmodul mit einem vorbeschriebenen erfindungsgemäßen Gasgenerator, einem von dem Gasgenerator aufblasbaren Gassack und eine Befestigungseinrichtung zur Anbringung des Gassackmoduls an einem Fahrzeug anzugeben. Es ergeben sich ähnliche Vorteile, wie diese bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Gasgenerator angegeben sind.
-
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird außerdem ein Fahrzeugsicherheitssystem, insbesondere zum Schutz einer Person, beispielsweise eines Fahrzeuginsassen oder Passanten, mit einem vorbeschriebenen erfindungsgemäßen Gasgenerator, einem von diesem aufblasbaren Gassack, als Teil eines Gassackmoduls, und einer elektronischen Steuereinheit, mittels der der Gasgenerator bei Vorliegen einer Auslösesituation aktivierbar ist, angegeben. Bei dem Fahrzeugsicherheitssystem kann es sich dabei um einen Fahrer-, Beifahrer-, Seiten-, Knie- oder Fensterairbag, oder um ein Passanten-Schutzsystem, wie z.B. einen Motorhaubenaufsteller für ein Fahrzeug, handeln.
-
Im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Fahrzeugsicherheitssystem ergeben sich ähnliche Vorteile, wie diese bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Gasgenerator angegeben sind.
-
In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen eines Gasgenerators, insbesondere eines erfindungsgemäßen Gasgenerators, angegeben. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst dabei folgende Schritte:
- - Befüllen einer zumindest einen Bereich einer Brennkammer ausbildenden Brennkammerhülse mit einem oder mehreren Treibstoffkörpern und Ausbilden eines Treibstoffbetts;
- - Zusammendrücken eines anzünderseitigen Endes einer Füllkörperfeder vorzugsweise in radialer Richtung insbesondere mittels eines Montagewerkzeugs zur temporären Reduzierung eines Außendurchmessers des anzünderseitigen Endes der Füllkörperfeder;
- - Einführen der zusammengedrückten Füllkörperfeder in die Brennkammer derart, dass ein treibstoffseitiges Ende der Füllkörperfeder am Treibstoffbett anliegend positioniert ist;
- - Entfernen des Montagewerkzeugs zur Expansion des Außendurchmessers des anzünderseitigen Endes der Füllkörperfeder und zum Schaffen einer klemmenden Befestigung der Füllkörperfeder an der Brennkammerhülse;
- - Anordnen einer Anzündeinheit am Gasgenerator .
-
Das erfindungsgemäße Verfahren sieht demnach zunächst vor, eine Brennkammerhülse bzw. einen Bereich einer eine Brennkammer ausbildenden Brennkammerhülse mit Treibstoff zu befüllen, wobei hier unter Treibstoff insbesondere ein oder mehrere Treibstoffformkörper gemeint sind. Hierdurch wird ein Treibstoffbett ausgebildet, das bei Vorliegen von mehreren Treibstoffformkörpern auch insbesondere als eine Schüttung von Treibstoffkörpern verstanden werden kann. Unter Treibstoff wird hier ein bzw. mehrere Treibstoffkörper verstanden, welche auf unterschiedlichste Art und Weise hergestellt sein können, beispielsweise durch trockenes Verpressen oder durch Extrudieren. Dabei kann es sich beispielsweise um Treibstofftabletten oder Treibstoffpellets oder Treibstoffringe handeln. Aufgrund des in die Brennkammer eingeführten Treibstoffs wird also das Treibstoffbett gebildet. Zeitgleich hierzu oder zeitlich nachgelagert wird das anzünderseitige Ende der hergestellten Füllkörperfeder mittels eines Montagewerkzeugs insbesondere nach radial innen zusammengedrückt, sodass sich zumindest für die Zeit des Zusammendrückens ein reduzierter Außendurchmesser des anzünderseitigen Endes der Füllkörperfeder für diesen entsprechenden Bereich an der Füllkörperfeder ergibt.
-
Die Füllkörperfeder weist im nichtmontierten Zustand, d.h. in einem Zustand, in dem diese nicht bzw. noch nicht in der Brennkammer befindlich ist, im Bereich des anzünderseitigen Endes einen Außendurchmesser auf, der größer als der Innendurchmesser der Brennkammerhülse ist. Um die Füllkörperfeder in die Brennkammer, insbesondere in die Brennkammerhülse, einführen zu können, wird diese somit am anzünderseitigen Ende zusammengedrückt. Dadurch ergibt sich zumindest eine temporäre Reduzierung des Außendurchmessers des anzünderseitigen Endes der Füllkörperfeder. Das Montagewerkzeug kann auch als Montagegreifwerkzeug bezeichnet werden. Das Montagewerkzeug bzw. Montagegreifwerkzeug weist eine zu dem anzünderseitigen Ende der Füllkörperfeder angepasste bzw. komplementäre Form auf. Insbesondere weist das Montagewerkzeug eine derartige Form auf, die komplementär zu dem von der Federbiegung unabhängig gebogenen Abschnitt, d.h. zu dem Greifabschnitt der Füllkörperfeder, ausgebildet ist.
-
Die derartig zusammengedrückte Füllkörperfeder wird in die Brennkammer eingeführt. Dabei wird die Füllkörperfeder derart eingeführt, dass ihr treibstoffseitiges Ende, d.h. das Ende mit geringerem Außendurchmesser, am Treibstoffbett anliegend positioniert wird. Nachdem die Füllkörperfeder eine entsprechende Position erreicht hat, kann das Montagewerkzeug entfernt werden. Da heißt, das Zusammendrücken der Füllkörperfeder an ihrem anzünderseitigen Ende wird aufgehoben. Dadurch wird der Außendurchmesser des anzünderseitigen Endes der Füllkörperfeder in ihrem positionierten Zustand expandiert. Aufgrund des Übermaßes im Vergleich zur Brennkammerhülse, insbesondere im Vergleich zum Innendurchmesser der Brennkammerhülse, wird die Füllkörperfeder an der Brennkammerhülse klemmend befestigt, insbesondere mit einer radial nach außen wirkender Klemmkraft.
Demnach handelt es sich bei diesem Zusammendrücken der Füllkörperfeder um eine reversible bzw. elastische Verformung der Füllkörperfeder. Die Füllkörperfeder kann sich also, insbesondere an ihrem anzünderseitigen Ende, nach Beenden des Zusammendrückens wieder bezüglich ihres Außendurchmessers in diesem Bereich vergrößern bzw. aufweiten. Im nicht eingebauten Zustand der Füllkörperfeder kann eine derartige Aufweitung dann insbesondere derart ausgeprägt sein, dass die Füllkörperfeder wieder denselben Außendurchmesser an ihrem anzünderseitigen Ende annimmt, wie er vor dem Zusammendrücken vorhanden war.
-
Das anzünderseitige Ende der Füllkörperfeder ist demnach derart ausgeführt, dass diese nach ihrer Montage in der Brennkammerhülse eine klemmende Verbindung mit der Brennkammerhülse eingeht bzw. ausbildet. Die Füllkörperfeder kann demnach ohne weiteres Bauteil oder ohne spezielle Verformung der Brennkammerhülse in Position, insbesondere in axialer Position, gehalten werden. Zumindest ist eine derartige klemmende Verbindung solange möglich, bis eine Anzündeinheit mit einem Anzünderträger am Außengehäuse montiert ist.
-
Die Montage bzw. das Einführen der Füllkörperfeder in die Brennkammer bzw. in die Brennkammerhülse kann aufgrund des zusammengedrückten anzünderseitigen Endes und der Verwendung eines speziellen Montagewerkzeuges derart erfolgen, dass die Füllkörperfeder ohne nachteilige bzw. nennenswerte Berührung benachbarter Bauteile, insbesondere ohne Berührung der Brennkammerhülse, eingesetzt werden kann. Aufgrund dessen wird sichergestellt, dass die Innenseite der Brennkammerhülse nicht nachteilig beeinträchtigt wird, beispielsweise durch Verformung oder Veränderung ihrer Oberflächenstruktur. Auch eine nachteilige Beeinträchtigung möglicher Schweißstellen oder Schweißnähte wird somit vermieden.
Nach bzw. mit dem Einführen der zusammengedrückten Füllkörperfeder in die Brennkammerhülse, bei dem das treibstoffseitige Ende der Füllkörperfeder am Treibstoffbett anliegend positioniert wird, kann die Füllkörperfeder auch mehr oder weniger stark in axialer Längsrichtung komprimiert werden, sodass eine entsprechende axiale Vorspannung der Füllkörperfeder bereits bei bzw. nach diesem Montageschritt vorliegt. Jedoch ist hier kein von dem Einführschritt separater Vorspann- bzw. Kompressionsvorgang in axialer Richtung für die Füllkörperfeder notwendig.
-
Nachdem die Füllkörperfeder an der Brennkammerhülse klemmend befestigt wurde, kann die Anzündeinheit, insbesondere ein Anzünderträger der Anzündeinheit, in der Brennkammer positioniert werden. Die Anzündeinheit wird demnach zunächst in die Brennkammerhülse zumindest abschnittsweise eingeführt.
-
Die Füllkörperfeder berührt während der Montage bzw. Positionierung der Anzündeinheit bzw. des Anzünderträgers diesen bzw. diesen nicht notwendigerweise.
-
Die Anzündeinheit, insbesondere der Anzünderträger, kann durch Verschweißen, insbesondere durch Einpressschweißen oder Reibschweißen oder Kondensatorentladungsschweißen oder Laserschweißen, an einem Außengehäuse des Gasgenerators befestigt werden, wobei vorzugsweise die Brennkammerhülse durch einen Abschnitt des Außengehäuses gebildet wird. Die verschiedenen Möglichkeiten des Verschweißens bzw. des Anschweißens der Anzündeinheit/des Anzünderträgers am Außengehäuse des Gasgenerators wird insbesondere dadurch ermöglicht bzw. begünstigt, dass die Füllkörperfeder die Anzündeinheit/den Anzünderträger bei der Befestigung der Anzündeinheit/des Anzünderträgers am Außengehäuse des Gasgenerators nicht berührt. Beim Reibschweißen können daher die Füllkörperfeder und der Anzünderträger nicht aneinander reiben. Da die Füllkörperfeder durch den Presssitz vom Anzünderträger beabstandet positioniert ist, werden Nebenschlüsse beim Schweißen, insbesondere beim Einpressschweißen oder Kondensatorentladungsschweißen, verhindert.
-
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten, schematischen Zeichnungen, näher erläutert.
-
Darin zeigen:
- 1 eine Längsschnittansicht durch einen erfindungsgemäßen Gasgenerator gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
- 2 eine Teildarstellung einer Längsschnittansicht durch einen erfindungsgemäßen Gasgenerator gemäß einer zweiten Ausführungsform; und
- 3 bis 8 verschiedene Ausführungsformen hinsichtlich einer Füllkörperfeder.
-
Im Folgenden werden für gleiche und gleichwirkende Bauteile und Elemente die gleichen Bezugsziffern verwendet.
-
In 1 ist ein Gasgenerator 10 in Form eines langgestreckten Rohrgasgenerators gezeigt. Das Außengehäuse 11 hat eine Gesamtlänge, die mehr als das 2-fache, insbesondere mehr als das 4-fache, weiterhin insbesondere mehr als das 8-fache, des Außendurchmessers des Außengehäuses 11 beträgt. An dem dargestellten linken Ende des Gasgenerators 10 ist eine Anzündeinheit 20 mit einem Anzünder 21 und einem Anzünderträger 22 ausgebildet. Ebenfalls zu erkennen ist eine Verstärkerladungskammer 23, in welcher zusätzlich zu einem Treibstoff bzw. Treibstoffbett 26 eine weitere nicht dargestellte Pyrotechnik, beispielsweise in Form von Granulat oder gepressten Tabletten, aufgenommen sein kann, welche ein Anzünden des Treibstoffs mittels dem Anzünder beschleunigen, unterstützen bzw. verbessern kann. Die Anzündeinheit 20 kann eine vorgefertigte, in sich geschlossene Einheit sein. Der Gasgenerator 10 hat eine mittige Längsachse A. Entlang dieser Längsachse A sind axial nachgelagert die Anzündeinheit 20, eine Brennkammer 25 und ein Diffusor 70 angeordnet. Die Anzündeinheit 20 ragt dabei teilweise in die Brennkammer 25. In der Brennkammer 25 ist ein Treibstoffbett 26 befindlich. Das Treibstoffbett 26 kann auch als Festtreibstoffbett bezeichnet werden. Das Treibstoffbett 26 besteht aus einer Schüttung einzelner Treibstoffformkörpern 27, die hier als in einem Trockenpressverfahren hergestellte Treibstofftabletten ausgeführt sind. Das Treibstoffbett 26 kann aber auch in Form von aneinandergereihten Scheiben bzw. Ringen aus einer gepressten oder extrudierten Pyrotechnik bestehen. Die dargestellten Lücken zwischen den einzelnen Treibstoffformkörpern 27 sind im verwirklichten Gasgenerator 10 nicht derart groß wie dargestellt. Die Treibstoffformkörper 27 berühren sich in der Regel gegenseitig an einer oder auch mehreren Stellen.
-
Bei dem dargestellten Gasgenerator 10 handelt es sich um einen Hybridgasgenerator. Dieser umfasst einen Druckgasbehälter 12. Der Druckgasbehälter 12 kann auch als Kaltgasbehälter bezeichnet werden. Innerhalb des Druckgasbehälters 12 sind die Brennkammer 25 und das Treibstoffbett 26 ausgebildet, sodass auch die einzelnen Treibstoffformkörper 27 von dem Druckgas umgeben sind. Der Druckgasbehälter 12 bildet im dargestellten Beispiel die Brennkammerhülse 28.
-
Auf das Treibstoffbett 26 drückt eine Füllkörperfeder 30, vornehmlich in axialer Richtung des Gasgenerators 10, wobei die axiale Richtung ausgehend von der Anzündeinheit 20 hin zu dem Diffusor 70 betrachtet, also auch im Wesentlichen parallel zu der mittigen Längsachse A des Gasgenerators 10 festgelegt ist. In 1 wird der erfindungsgemäße Gasgenerator 10 in einem Ruhezustand, d.h. in einem nichtaktivierten Zustand, dargestellt. Der Anzünder 21 ist demnach noch nicht gezündet. Die Füllkörperfeder 30 ist im Ruhezustand des Gasgenerators 10 derart in der Brennkammer 25 angeordnet, dass die Füllkörperfeder 30 das Treibstoffbett 26 in seiner Lage, insbesondere in axialer Richtung betrachtet, fixiert. Die Füllkörperfeder 30 gleicht Befüll-Toleranzen bei der Herstellung des Gasgenerators 10 aus, wenn die Treibstoffformkörper 27 in die Brennkammerhülse 28 bzw. in die Brennkammer 25 in Form einer losen Schüttung eingefüllt werden. Die Füllkörperfeder 30 ist federnd ausgebildet, wobei zwischen einzelnen Federwindungen 31 gasdurchlässige Öffnungen ausgebildet sind, so dass die Füllkörperfeder 30 im Funktionsfall des Gasgenerators 10 von Gas durchströmbar ist. Derartige Öffnungen ergeben sich durch einen gewissen Abstand den einzelnen Federwindungen 31 zueinander und können demnach auch als entsprechende spaltförmige Durchlässe für Gas bzw. Heißgas und/oder auch heiße Partikel, welche bei einem funktionsgemäßen Abbrennen des Treibstoffbetts gebildet werden, verstanden werden.
-
Die Füllkörperfeder 30 weist ein anzünderseitiges Ende 32 und ein treibstoffseitiges Ende 33 auf. Es ist zu erkennen, dass der Außendurchmesser DA des anzünderseitigen Endes 32 größer ist als der Außendurchmesser DT des treibstoffseitigen Endes 33. Der Außendurchmesser DA des anzünderseitigen Endes 32 ist derart ausgebildet, dass die Füllkörperfeder 30 mindestens mittels Klemmkraft mit der Brennkammerhülse 28, insbesondere mit der Innenseite 29 der Brennkammerhülse 28, verbunden ist.
-
Der Außendurchmesser DA des anzünderseitigen Endes 32 ist in einem nicht in der Brennkammerhülse 28 eingebauten Zustand größer als ein Innendurchmesser DI der Brennkammerhülse 28. Mit einem nicht in der Brennkammerhülse 28 eingebauten Zustand ist hier gemeint, dass die Füllkörperfeder 30, insbesondere deren anzünderseitiges Endes 32 ungehindert bzw. unbeschränkt durch etwaige weitere Bauteile von radial außen her vorliegt und somit auch der Außendurchmesser des anzünderseitigen Endes 32 ungehindert nach radial außen frei expandieren kann. Der Innendurchmesser DI der Brennkammerhülse 28 wird aufgrund der Innenseite 29 der Brennkammerhülse 28 gebildet. Der Innendurchmesser DI der Brennkammerhülse 28 kann in 1 auch als ein Nenndurchmesser DN der Brennkammerhülse 28 aufgefasst werden. Der Wert dieser beiden Durchmesser ist also in 1 derselbe. Dass der Außendurchmesser DA des anzünderseitigen Endes 32 in einem nicht in der Brennkammerhülse 28 eingebauten Zustand größer als der Innendurchmesser DI der Brennkammerhülse 28 ist, wird in 1 durch eine Überdeckung einer abschließenden Federwindung 35 mit der Brennkammerhülse 28 angedeutet.
-
Die nach radial außen wirkende Klemmkraft der Füllkörperfeder 30 ist somit größer als die axial auf die Treibstoffformkörper 27 wirkende Vorspannkraft der Füllkörperfeder 30. Die Vorspannkraft wirkt ausgehend von dem anzünderseitigen Ende 32 in Richtung des treibstoffseitigen Endes 33. Das treibstoffseitige Ende 33 der dargestellten Füllkörperfeder 30 ist als Kegelfederabschnitt ausgebildet. Es wäre auch möglich, dass die Füllkörperfeder 30 am treibstoffseitigen Ende 33 einen Flachspiralfederabschnitt aufweist. Bei einem derartigen Flachspiralfederabschnitt würden die kleiner werdenden Federwindungen in einer gemeinsamen Ebene liegen.
-
Zwischen dem anzünderseitigen Ende 32 und dem treibstoffseitigen Ende 33 der Füllkörperfeder 30 ist ein mittlerer Federabschnitt 34 ausgebildet. Dieser ist als Schraubenfeder ausgebildet. Die Federwindungen 31 weisen in diesem mittleren Abschnitt 34 jeweils einen gleichen Außendurchmesser auf. Im dargestellten Beispiel wird das anzünderseitige Ende 32 durch einige Federwindungen 37 des anzünderseitigen Endes 32 gebildet, wobei eine einzige abschließende anzünderseitige Federwindung 35 das anzünderseitige Ende 32 der Füllkörperfeder 30 ultimativ in axialer Richtung mit einem Drahtende abschließt. Ein derartiges Drahtende ist beispielsweise in der 7 mit dem Bezugszeichen 80 detailliert gezeigt. Die abschließende anzünderseitige Federwindung 35 ist derart ausgebildet, dass die Füllkörperfeder 30 mittels einer, insbesondere nach radial außen wirkenden, Klemmkraft mit der Innenseite 29 der Brennkammerhülse 28 verbunden bzw. fixiert ist. In 1 ist dementsprechend die abschließende anzünderseitige Federwindung 35 derart eingezeichnet, dass sie in radialer Richtung mit ihrem Außendurchmesser in das Material der Brennkammerhülse 28 quasi hineinzuragen scheint. Dies soll ein Übermaß der anzünderseitigen Federwindung 35, insbesondere ihres Außendurchmessers, bezüglich der Innenseite 29 der Brennkammerhülse 28 darstellen. Es ist im Rahmen der Erfindung auch möglich, dass nicht nur die abschließende anzünderseitige Federwindung 35 derart ausgebildet ist, sondern, dass auch zusätzlich oder alternativ dazu eine oder mehrere der letzten Federwindungen 37 des anzünderseitigen Endes 32 derart ausgebildet sind. Dies ist in 1 nicht explizit dargestellt. Dementsprechend würden eine oder mehrere der letzten Federwindungen 37 des anzünderseitigen Endes 32 der Füllkörperfeder 30 analog zu der abschließenden anzünderseitigen Federwindung 35 auch ein derartiges Übermaß aufweisen. Es ergibt sich daraus insgesamt, dass das anzünderseitige Ende 32 der Füllkörperfeder 30 somit lediglich durch einen Kraftschluss an der Brennkammerhülse 28 klemmend befestigt ist. Die Klemmkraft der Füllkörperfeder 30 ist dabei ausreichend größer als die Vorspannkraft der Füllkörperfeder 30 ausgebildet, so dass die Füllkörperfeder 30 ausreichend sicher positioniert gehalten wird und nicht axial, d.h. nicht entlang der mittigen Längsachse A des Gasgenerators 10, von dem Treibstoffbett 26 in Richtung der Anzündeinheit 20 unbeabsichtigter Weise weggeschoben werden kann. Dies betrifft insbesondere die Phase während der Herstellung des Gasgenerators 10.
-
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Herstellen des Gasgenerators 10 (dieses betrifft auch die Herstellung eines Gasgenerators 10 gemäß 2) sieht zunächst das Befüllen der Brennkammer 25 mit Treibstoff bzw. Treibstoffformkörpern 27 vor, so dass ein Treibstoffbett 26 ausgebildet wird.
-
Die Füllkörperfeder 30, die sich noch nicht in der Brennkammer 25 befindet, wird mit einem nicht dargestellten Montagegreifwerkzeug am anzünderseitigen Ende 32 derart zusammengedrückt, dass der Außendurchmesser DA des anzünderseitigen Endes 32, der zu diesem Zeitpunkt größer ist als der Innendurchmesser DI der Brennkammerhülse 28, temporär reduziert wird. Die Füllkörperfeder 30 kann in dieser zusammengedrückten bzw. zusammengepressten Form in die Brennkammer 25 eingesetzt werden. Vorzugsweise berührt die Füllkörperfeder 30 während der Montage kein angrenzendes Bauteil. Insbesondere die Innenseite 29 der Brennkammerhülse 28 wird bei der Montage nicht berührt, so dass hier nachteilige Auswirkungen, wie z.B. Verformung oder Veränderung der Oberflächenstruktur der Brennkammerhülse werden.
-
Die Füllkörperfeder 30 wird derart in der Brennkammer 25 positioniert, dass das treibstoffseitige Ende 33 am Treibstoffbett 26 anliegend positioniert ist. Anschließend erfolgt ein Entfernen des Montagewerkzeugs. Die temporäre Reduzierung des Außendurchmessers DA des anzünderseitigen Endes 32 wird mit dem Entfernen des Montagewerkzeugs aufgehoben. Es erfolgt somit eine Expansion des Außendurchmessers DA des anzünderseitigen Endes 32 der Füllkörperfeder 30. Aufgrund der Ausbildung des Außendurchmessers DA des anzünderseitigen Endes 32 wird die Füllkörperfeder 30 zumindest während dieser Herstellungsphase an der Brennkammerhülse 28 klemmend befestigt. Diese klemmende Befestigung wirkt mindestens solange, bis die Anzündeinheit 20, insbesondere der Anzünderträger 22, am Außengehäuse 11 des Gasgenerators 10 befestigt ist. Optional kann nach bzw. mit dem Einsetzen der zusammengedrückten Füllkörperfeder 30 in die Brennkammerhülse 28 die Füllkörperfeder 30 auch mehr oder weniger stark in axialer Längsrichtung komprimiert werden, sodass bereits zu diesem Zeitpunkt der Montage eine entsprechende axiale Vorspannung der Füllkörperfeder 30 bei bzw. nach diesem Montageschritt vorliegt. Jedoch ist hier kein von diesem Einsetzschritt separater Vorspann- bzw. Kompressionsvorgang in axialer Richtung für die Füllkörperfeder 30 notwendig. Nach dem Verschließen der Brennkammer 25 könnte sich die Füllkörperfeder 30 zumindest zusätzlich am Anzünderträger 22 abstützen.
-
Die weitere Montage bzw. das weitere Herstellen des Gasgenerators 10 wird anschließend dadurch erleichtert, dass die Anzündeinheit 20, insbesondere der Anzünderträger 22, am Außengehäuse 11 des Gasgenerators 10 aufliegt, währenddessen das Treibstoffbett 26 aufgrund der Federkraft der Füllkörperfeder 30 in der Position gehalten wird.
-
Die Füllkörperfeder 30 berührt während der Montage den Anzünderträger 22 nicht. Daher ist es möglich, den Anzünderträger 22 durch Verschweißen, insbesondere durch Einpressschweißen oder Reibschweißen oder Kondensatorentladungsschweißen oder Laserschweißen, am Außengehäuse 11 des Gasgenerators 10 zu befestigen. Es werden also damit beispielsweise ungewollte Nebenschlüsse bezüglich eines Schweißstromes oder sonstige ungewollte Verschweißungen an bzw. von Bauteilen verhindert.
-
Das treibstoffseitige Ende 33 der Füllkörperfeder 30 ist im dargestellten nichtaktivierten Zustand des Gasgenerators 10 durch Federwindungen 36 des treibstoffseitigen Endes 33 gebildet. Mit anderen Worten wird die Füllkörperfeder 30 am treibstoffseitigen Ende 33 aufgrund der Federwindungen 36 des treibstoffseitigen Endes 33 quasi verschlossen bzw. abgegrenzt. Ein solches Verschließen ist nicht als gasdichtes Verschließen zu verstehen. Vielmehr erfolgt ein derartiges Verschließen dadurch, dass die Treibstoffformkörper 27 des Treibstoffbettes 26 nicht in Richtung der Anzündeinheit 20 gelangen können, die Federwindungen 36 des treibstoffseitigen Endes 33 also nicht von den Treibstoffformkörpern 27 in axialer Richtung hin zu der Anzündeinheit 20 passiert werden können. Das treibstoffseitige Ende der Füllkörperfeder 30 könnte auch durch eine gasdurchlässige Scheibe gebildet werden. Eine derartige gasdurchlässige Scheibe könnte aus Streckmetall oder Drahtgewebe oder einem Lochblech gebildet sein Treibstoffformkörpern 27 in axialer Richtung hin zu der Anzündeinheit 20 passiert.
-
Versuche zu der Ausführungsform der 1 haben ergeben, dass eine axiale Kraft zu einer axialen Verschiebung der Füllkörperfeder 30 entlang der Brennkammerhülse 28 mit verringerten Innendurchmessern DI der Brennkammerhülse 28 ansteigt. Eine solche axiale Kraft, die aufgewendet werden muss, um die Füllkörperfeder 30 derart zu verschieben, kann auch als die weiter oben beschriebene Haltekraft verstanden werden, welche sich in der Praxis als eine insgesamte Klemmkraft ergibt, welche letztendlich für den Halt, bzw. die Positionierung oder Befestigung, der Füllkörperfeder 30 in axialer Richtung in der Brennkammerhülse 28 verantwortlich ist.
-
Konkret wurden Versuche mit einer Messung der axialen Kraft für eine axiale Verschiebung der Füllkörperfeder 30 mit jeweils drei unterschiedlichen Wertepaaren für den Außendurchmesser DA der Füllkörperfeder 30 und Innendurchmessern DI der Brennkammerhülse 28 durchgeführt. Dabei wurde die Füllkörperfeder 30 nach Art und Weise der Erfindung mittels eines Montagewerkzeugs zur temporären Reduzierung ihres Außendurchmessers DA zusammengedrückt und in eine Brennkammerhülse 28 mit ihrem Innendurchmesser DI eingeführt, wobei danach mit Entfernung des Montagewerkzeugs die Füllkörperfeder 30 an der Brennkammerhülse 28 mit Schaffung einer klemmenden Befestigung positioniert wurde. Schließlich wurde mit einem axial bewegbaren Stempel, welcher durch die Öffnung der Brennkammerhülse 28 hindurch auf das anzünderseitige Ende 32 der Füllkörperfeder 30 gedrückt wurde, die jeweilig nötige axiale Kraft, die zu einer axialen Verschiebung der Füllkörperfeder 30 aufgewendet werden muss, gemessen. Anders ausgedrückt, wurde somit die axiale Kraft gemessen, welche nötig ist, um die Füllkörperfeder 30 in eine axiale Verschiebung zu versetzen.
Hierbei wurden folgende drei Versuchsvarianten mit entsprechenden gemessenen Werten für die axiale Kraft zur Verschiebung der Füllkörperfeder 30 getestet.
-
Variante 1:
-
- Füllkörperfeder-Außendurchmesser DA = 39,0 mm;
- Brennkammerhülsen-Innendurchmesser DI = 34,2 mm
- Axiale Kraft zur Verschiebung: 92 N.
-
Variante 2:
-
- Füllkörperfeder-Außendurchmesser DA = 21,5 mm;
- Brennkammerhülsen-Innendurchmesser DI = 20,0 mm
- Axiale Kraft zur Verschiebung: 153 N.
-
Variante 3:
-
- Füllkörperfeder-Außendurchmesser DA = 78,7 mm;
- Brennkammerhülsen-Innendurchmesser DI = 60 mm
- Axiale Kraft zur Verschiebung: 52 N.
-
Um vergleichbare Ausgangsbedingungen für die Messungen zu haben, wurde zum einen jeweils ein identischer Drahtdurchmesser von 1,8mm für die jeweiligen verschiedenen Füllkörperfedern 30 verwendet. Zum anderen wurde der jeweilige Füllkörperfeder-Außendurchmesser DA zu dem jeweiligen Brennkammerhülsen-Innendurchmesser DI derart ausgelegt, dass bei dem Zusammendrücken der Füllkörperfeder 30 bei der Einführung in die Brennkammerhülse 28 im Wesentlichen nur im elastischen Verformungsbereich und nicht im plastischen Verformungsbereich der Füllkörperfeder 30 gearbeitet wurde. Dies wurde sichergestellt durch eine Bestimmung der sogenannten „von Mises Spannungen“, mit der Dimension [N/mm2], welche nach dem Einführen der Füllkörperfeder 30 in die Brennkammerhülse 28 am Umfang der Füllkörperfeder 30 ausgewertet wurden und für alle vorgenannten drei getesteten Varianten bei 1210 N/mm2 lagen.
-
Zusammenfassend kann man aus vorgenannten Versuchen folgern, dass sich bei reduziertem Brennkammerhülsen-Innendurchmesser DI eine größere effektive Haltekraft ergibt, welche in der Praxis den Halt, bzw. die Positionierung der Füllkörperfeder 30 in axialer Richtung in der Brennkammerhülse 28 sicherstellt. Ein Gasgenerator der Erfindung ist demnach entsprechend den vorgenannten Parametern, insbesondere bezüglich des Verhältnisses des Füllkörperfeder-Außendurchmessers DA = 21,5 mm zu dem Brennkammerhülsen-Innendurchmesser DI, auszulegen.
-
In 2 ist eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gasgenerators 10 dargestellt. Auch dieser ist als Rohrgasgenerator ausgebildet. Es handelt sich hierbei um einen Hybridgasgenerator. Die Brennkammer 25 wird durch die Brennkammerhülse 28 gebildet. Dabei handelt es sich um eine im Außengehäuse 11 angeordnete Innenhülse 13. Bei dem Außengehäuse 11 handelt es sich um einen Teilabschnitt eines Druckgasbehälters 12.
-
In der Brennkammer 25 ist wiederum ein Treibstoffbett 26 ausgebildet. Dieses ist in 2 nur schemenhaft in Form von einigen einzelnen Treibstoffformkörpern dargestellt. Ebenfalls ist die Anzündeinheit 20 zu erkennen. Die Brennkammerhülse 28 weist eine nach radial außen verlaufende Sicke 40 auf. In dieser Sicke 40, die vollinnenumfänglich - mit anderen Worten vollständig auf einer Innenseite 29 der Brennkammerhülse 28 umlaufend - ausgebildet ist, ist das anzünderseitige Ende 32 der Füllkörperfeder 30 ausgebildet bzw. befindlich. Neben der im Zusammenhang mit 1 beschriebenen Klemmkraft bzw. dem Kraftschluss zwischen dem anzünderseitigen Ende 32 und der Innenseite 29 der Brennkammerhülse 28, ist ein Formschluss aufgrund der Sicke 40 hergestellt. Die Füllkörperfeder 30 wird demnach durch einen kombinierten Kraftformschluss in ihrer Position gehalten. Selbstverständlich ist es auch möglich, eine derartige Sicke 40 in einem Gasgenerator 10 gemäß 1 auszubilden. Wie weiter oben bereits beschrieben kann die Sicke 40 als eine gebogene, insbesondere kontinuierlich nach außen verlaufende Ausformung verstanden werden, die eine, vom Innenbereich der Brennkammerhülse 28 betrachtet, eine nach außen konvex verlaufende, wulstförmige Ausbuchtung darstellt. Ebenso ist es auch möglich, anstatt einer derartigen Sicke 40 eine in den Figuren nicht dargestellte Nut an derselben Stelle in der Brennkammerhülse 28 anzubringen. Eine solche Nut unterscheidet sich von der Sicke 40 insbesondere dadurch, dass sie als eine unstetig nach außen verlaufende Ausformung ausgeprägt ist, welche insbesondere von einer im Wesentlichen rechtwinkelig ausgeprägter Kontur gezeichnet wird. Anders ausgedrückt, ist die Kontur der Nut von im Wesentlichen rechtwinkelig zueinander positionierten aneinandergrenzenden Flächen bzw. Linien ausgebildet.
Auch die Brennkammerhülse 28 in der 2 hat einen Innendurchmesser DI', der sich in der 2 an bzw. in dem Bereich der Brennkammerhülse 28 befindet, in dem das anzünderseitige Ende 32 der Füllkörperfeder 30 mittels der Klemmkraft und/oder des Formschlusses in Position gehalten bzw. an der Brennkammerhülse 28 im eingebauten Zustand befestigt ist. Anders ausgedrückt wird bei der Ausführungsform des Gasgenerators nach 2 der Innendurchmesser DI' der Brennkammerhülse 28 an der radial äußersten Stelle der Sicke 40 bzw. im Falle einer entsprechenden Nut ebenfalls an deren radial äußersten Stelle bestimmt. Diese radial äußerste Stelle ist auch vorzugsweise zugleich der Bereich der Brennkammerhülse 28 an dem diese ihre größte radiale Ausdehnung bzw. Erstreckung insbesondere im Bereich der Anzündeinheit 20 und der eingebauten Füllkörperfeder 30 hat. Die Brennkammerhülse 28 in der 2 hat jedoch neben diesem bereichsweise maximalen Innendurchmesser DI' noch mindestens einen davon abweichend kleineren Innendurchmesser, nämlich einen inneren Nenndurchmesser DN, welcher sich von der Sicke 40 bzw. im Falle einer sich dort befindlichen Nut von dieser in axialer Richtung zu dem Treibstoffbett 26 hin im Wesentlichen über die dort gesamte restliche Länge der Brennkammerhülse 28 erstreckt. Anders als in 1 sind also bei dem Ausführungsbeispiel in der 2 die Werte von Innendurchmesser DI' und Nenndurchmesser DN der Brennkammerhülse 28 verschieden. Für das Ausführungsbeispiel der 2 gilt, dass hier der Innendurchmesser DI' der Brennkammerhülse 28 größer als der Nenndurchmesser DN der Brennkammerhülse 28 ist, wobei der Wert des Innendurchmessers DI' vorzugsweise das 1,3-fache, insbesondere das 1,2-fache und bevorzugt das 1,1-fache des Nenndurchmessers DN beträgt.
-
In den 3 - 8 sind verschiedene Ausführungsformen von Füllkörperfedern 30 ausgebildet. Diese weisen jeweils einen von der Federbiegung unabhängig gebogenen Abschnitt auf, der einen Greifabschnitt 60 zum Greifen durch ein Montagewerkzeug bildet. Wie bereits weiter oben ausgeführt ist hier unter Federbiegung insbesondere die Biegung bzw. die Biegungen zu verstehen, welche den Verlauf bzw. die Art und Weise der Ausbildung der einzelnen Federwindungen, die die Füllkörperfeder aufweist, bestimmen.
-
In allen Ausführungsformen ist zunächst dargestellt, dass die treibstoffseitigen Enden 33 der Füllkörperfeder 30 als relativ flache Kegelfederabschnitte 50 ausgebildet sind. Die Federwindungen 36 der Kegelfederabschnitte 50 liegen somit nicht in einer Ebene. Alle mittleren Federabschnitte 34 der Füllkörperfedern 30 sind schraubenfederartig ausgebildet. Mit anderen Worten sind die Federwindungen 31 der mittleren Federabschnitte 34 mit einem im Wesentlichen gleichen Außendurchmesser ausgebildet. Die Windungssteigungen sind gleichmäßig ausgebildet. Die Unterschiede sind lediglich im Bereich des anzünderseitigen Endes 32 und im Zusammenhang mit einem Greifabschnitt 60 zu erkennen.
-
In 3 wird der Greifabschnitt 60 durch ein Anliegen bzw. eine Verbindung zwischen einer abschließenden Federwindung 35 und einer vorletzten Federwindung 61 gebildet. Die beiden Federwindungen 35 und 61 weisen den gleichen Außendurchmesser auf. Aufgrund des Aneinanderliegens bzw. Verbindens der beiden Federwindungen 35 und 61 ergibt sich ein kompakter Abschnitt, der mit einem Montagewerkzeug leichter gegriffen werden kann. Die vorletzte Federwindung 61 ist unabhängig von der Federbiegung, insbesondere unabhängig von der Federbiegung des mittleren Federabschnittes 34, ausgebildet. Bei einem stetigen Verlauf der Federbiegung würde die vorletzte Federwindung 61 steiler verlaufen. Im vorliegenden Fall jedoch ist diese Federwindung 61 derart flach wie die abschließende Federwindung 35 ausgebildet. Auch in 3 sind, analog wie in 1, entsprechende mehrere Federwindungen 37 des anzünderseitigen Endes 32 der Füllkörperfeder 30 gezeigt bzw. markiert, wobei die abschließende Federwindung 35 als eine, insbesondere als die ultimativ letzte, Federwindung der Federwindungen 37 des anzünderseitigen Endes 32 und die vorletzte Federwindung 61 ebenfalls als eine, nämlich die vorletzte, Federwindung der Federwindungen 37 des anzünderseitigen Endes 32 verstanden werden können.
-
In 4 ist eine weitere Ausführungsform einer Füllkörperfeder 30 abgebildet. Im Folgenden wird lediglich auf die Unterschiede im Vergleich zu der Ausführungsform der 3 eingegangen. Der Greifabschnitt 60 ist in 4 wiederum als ein eigenständiger, unabhängig von einer die Federwindungen bestimmenden Federbiegung, gebogener Abschnitt ausgebildet, wobei der Greifabschnitt 60 als eine Art Verbinder 62 ausgebildet ist. Der Verbinder 62 bewirkt, dass die Federbiegung des mittleren Federabschnittes 34 im Übergang zum anzünderseitigen Ende 32, insbesondere im Übergang zur abschließenden Federwindung 35 unterbrochen wird. Der Verbinder 62 ist als ein abschnittsweise geradliniger Teilbereich ausgebildet, wobei die jeweiligen Endbereiche 63 des Verbinders 62 gebogen sind.
-
In 5 wird eine weitere Ausführungsform einer Füllkörperfeder 30 mit einer weiteren Ausführungsform eines Verbinders 62 dargestellt. Dieser Verbinder 62 weist im Wesentlichen eine Z-Form auf, wobei ein geradliniger Übergangsabschnitt 64 zwischen zwei gebogenen Endbereichen 63 ausgebildet ist. Der Greifabschnitt 60 ist somit unabhängig von der Federbiegung des mittleren Federabschnittes 34 ausgebildet. Ein Montagewerkzeug kann beispielsweise in einem Biegungsabschnitt 65, der zwischen einem Endbereich 63 und der abschließenden Federwindung 35 gebildet wird, angreifen bzw. dort einhaken.
-
In 5 ist außerdem eine alternative Ausführungsform eines Drahtendes 80 der Füllkörperfeder 30, das sich an dem anzünderseitigen Ende 32 der Füllkörperfeder 30 befindet, dargestellt. Das Drahtende 80 ist dabei U-förmig gebogen. Das Drahtende 80 ist dabei in Richtung des treibstoffseitigen Endes 33 bzw. in paralleler Erstreckung zur Längsfederachse L gebogen. Alternativ ist es möglich, dass die U-förmige Biegung in zum treibstoffseitigen Ende 33 entgegengesetzte Richtung gebogen ist. Beispielsweise wird in diesem Zusammenhang auf die Ausführungsform der 7 verwiesen.
-
Ein Montagewerkzeug kann bei einer Füllkörperfeder 30, wie diese in 5 dargestellt ist, an zwei Abschnitten, nämlich an dem Greifabschnitt 60, der zwischen dem mittleren Federabschnitt 34 und der abschließenden Federwindung 35 ausgebildet ist, sowie am Greifabschnitt 60, der durch das Drahtende 80 gebildet wird, angreifen. Das Montagewerkzeug kann durch Druck bzw. Druckkraftausübung auf beide Greifabschnitte 60, wobei insbesondere die Richtungen der entsprechenden Druckkräfte im Wesentlichen aufeinander zulaufend gerichtet sind, eine temporäre Verringerung des Außendurchmessers DA des anzünderseitigen Endes 32 der Füllkörperfeder 30 bewirken.
-
In 6 ist eine weitere Ausführungsform einer Füllkörperfeder 30 mit unterschiedlichen Greifabschnitten 60 dargestellt. Zunächst ist ein Verbinder 62 zu erkennen. Außerdem sind zwei Einbuchtungen 66 und 66' zu erkennen. Eine erste Einbuchtung 66 ist dabei im Bereich des Verbinders 62 ausgebildet. Die Einbuchtung 66 ist als U-förmige Biegung ausgebildet, wobei die Biegung in Richtung der Längsfederachse L erfolgt. Mit anderen Worten ist die Einbuchtung 66 in einer Ebene ausgebildet, die im Wesentlichen senkrecht zur Längsfederachse L ausgebildet ist.
-
Alternativ wäre es möglich, dass eine U-förmige Ausbuchtung, wobei die Biegung von der Längsfederachse L weggerichtet erfolgt, ausgebildet ist. Eine weitere Einbuchtung 66', die wiederum U-förmig ausgebildet ist, wobei die Biegung in Richtung der Längsfederachse L erfolgt, ist im Bereich des Drahtendes 80 ausgebildet. Auch diese Einbuchtung 66' ist mit anderen Worten in einer Ebene ausgebildet, die im Wesentlichen senkrecht zur Längsfederachse L ausgebildet ist.
-
In den 7 und 8 ist eine weitere Ausführungsform eines von der Federbiegung unabhängig gebogenen Abschnittes dargestellt. Bei den Greifabschnitten 60 handelt es sich um U-förmige Biegungen, wobei diese in Richtung bzw. im Wesentlichen parallel zur Längsfederachse L ausgerichtet ist. Aufgrund der U-förmigen Biegungen 67 weist die abschließende Federwindung 35 der Füllkörperfeder 30 jeweils eine vom mittleren Federabschnitt 34 beabstandete Position auf. Die Richtung der Federwindung wird aufgrund der U-förmigen Biegung 67 umgekehrt. Anders ausgedrückt bildet sich im Bereich des anzünderseitigen Endes 32 ein Richtungswechsel einer Biegerichtung der Federwindungen zwischen der vorletzten Federwindung 61 und der abschließenden Federwindung 35 aus. In der Draufsicht betrachtet verläuft nämlich die vorletzte Federwindung 61 rechts herum bzw. im Uhrzeigersinn und die sich direkt nach dem Greifabschnitt 60 anschließende abschließende Federwindung 35 verläuft in entgegengesetzter Richtung dazu, also links herum bzw. entgegen dem Uhrzeigersinn.
-
Vorzugsweise weisen derartige Füllkörperfedern 30 jeweils ein gebogenes Drahtende 80 auf. Auch diesbezüglich wird das Drahtende 80 U-förmig gebogen. In 7 ist das Drahtende 80 vom treibstoffseitigen Ende 33 weggerichtet gebogen. In 8 ist das Drahtende 80 hingegen in Richtung des treibstoffseitigen Endes 33 gebogen.
-
Natürlich sind Kombinationen der verschiedenen Greifabschnitte 60 der Ausführungsformen gemäß 3 - 8 möglich.
-
Bezugszeichenliste
-
- 10
- Gasgenerator
- 11
- Außengehäuse
- 12
- Druckgasbehälter
- 13
- Innenhülse
- 20
- Anzündeinheit
- 21
- Anzünder
- 22
- Anzünderträger
- 23
- Verstärkerladungskammer
- 25
- Brennkammer
- 26
- Treibstoffbett
- 27
- Treibstoffformkörper
- 28
- Brennkammerhülse
- 29
- Innenseite Brennkammerhülse
- 30
- Füllkörperfeder
- 31
- Federwindung
- 32
- Anzünderseitiges Ende
- 33
- Treibstoffseitiges Ende
- 34
- Mittlerer Federabschnitt
- 35
- Abschließende Federwindung
- 36
- Federwindung des treibstoffseitigen Endes
- 37
- Federwindung des anzünderseitigen Endes
- 40
- Sicke, Nut
- 50
- Kegelfederabschnitt
- 60
- Greifabschnitt
- 61
- Vorletzte Federwindung
- 62
- Verbinder
- 63
- Endbereich Verbinder
- 64
- Übergangsabschnitt
- 65
- Biegungsabschnitt
- 66
- Einbuchtung
- 67
- U-förmige Biegung
- 70
- Diffusor
- 80
- Drahtende
- A
- Mittige Längsachse Gasgenerator
- DA
- Aussendurchmesser anzünderseitiges Ende
- DI, DI'
- Innendurchmesser Brennkammerhülse
- DN
- Innerer Nenndurchmesser Brennkammerhülse
- DT
- Aussendurchmesser treibstoffseitiges Ende
- L
- Längsfederachse
