DE10358057A1

DE10358057A1 - Gasgenerator und Gassackmodul

Info

Publication number: DE10358057A1
Application number: DE10358057A
Authority: DE
Inventors: Martin Seitz
Original assignee: TRW Occupant Restraint Systems GmbH
Current assignee: TRW Occupant Restraint Systems GmbH
Priority date: 2003-01-13
Filing date: 2003-12-11
Publication date: 2004-07-22
Also published as: DE20300500U1

Abstract

Ein Gasgenerator hat ein langgestrecktes Gehäuse (14) und einen Gasauslaßstutzen (16). Der Gasauslaßstutzen (16) weist einen Diffusorabschnitt (18) mit einer Vielzahl von Ausströmöffnungen (20) auf, und die axiale Länge des Gasauslaßstutzens (16) ist geringer als die axiale Länge des Gasgenerators (12). Am Diffusorabschnitt (18) sind bezüglich des Gasauslaßstutzens (16) radial gerichtete Ausströmöffnungen und axial gerichtete Ausströmöffnungen und/oder schräg zu einer Längsachse (A) des Gasauslaßstutzen, (12) gerichtete Ausströmöffnungen ausgebildet.

Description

Die Erfindung betrifft einen Gasgenerator mit einem langgestreckten Gehäuse und einem Gasauslaßstutzen, wobei der Gasauslaßstutzen einen Diffusorabschnitt mit einer Vielzahl von Ausströmöffnungen aufweist und die axiale Länge des Gasauslaßstutzens geringer ist als die axiale Länge des Gasgenerators. Die Erfindung betrifft außerdem ein Gassackmodul mit einem derartigen Gasgenerator.

Gasgeneratoren mit Gasauslaßstutzen, durch die das im Generator erzeugte Gas zentral den Gasgenerator verläßt, weisen das Problem auf, daß bei Zündung des Gasgenerators ein Impuls erzeugt wird, der Gasgenerator sich also nicht schubneutral verhält. Ist der Gasgenerator im Modul oder im Fahrzeug verbaut, ist dieses Verhalten unkritisch, zum Transport des Gasgenerators müssen jedoch spezielle Transportsicherungen, die den Gasgenerator zumindest annähernd schubneutral machen, verwendet werden. Es stellt aber einen zusätzlichen Arbeitsaufwand dar, derartige Transportsicherungen zu montieren und vor dem Einbau des Gasgenerators in ein Modul oder ein Fahrzeug wieder zu entfernen.

Die Erfindung schafft hier eine Erleichterung. Bei einem oben genannten Gasgenerator sind hierzu am Diffusorabschnitt bezüglich des Gasauslaßstutzens radial gerichtete Ausströmöffnungen (d.h. Ausströmöffnungen deren Querschnittsfläche im wesentlichen senkrecht zur Radialrichtung des Gasauslaßstutzens stehen) und axial gerichtete Ausströmöffnungen (d.h. Ausström öffnungen, deren Querschnittsflächen im wesentlichen senkrecht zu einer Längsachse des Gasauslaßstutzens stehen), und/oder schräg zur Längsachse des Gasauslaßstutzens gerichtete Ausströmöffnungen ausgebildet. Durch das gleichzeitige Vorsehen von radialen und axial gerichteten Ausströmöffnungen bzw. von schräg ausgerichteten Ausströmöffnungen läßt sich die Impulskomponente des Gases in Längsrichtung des Gasauslaßstutzens soweit reduzieren, daß vom Gasgenerator während des Transports keine Gefährdung mehr ausgeht. Der Diffusorabschnitt dient zwar als Transportsicherung, muß aber nicht mehr entfernt werden, bevor der Gasgenerator in einem Modul oder in einem Fahrzeug verbaut wird.

Selbstverständlich können schräg gerichtete Ausströmöffnungen auch mit radial oder axial gerichteten Ausströmöffnungen kombiniert werden.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Gasgenerators liegt darin, daß durch den Diffusorabschnitt eine gezielte Gasverteilung vorgenommen werden kann, was besonders günstig ist in dem Fall, in dem ein Gassack direkt mit dem Gasauslaßstutzen des Gasgenerators verbunden ist.

Bevorzugt ist der gesamte radial gerichtete Flächenanteil der Ausströmöffnungen größer als der gesamte axial gerichtete Flächenanteil der Ausströmöffnungen, um für eine annähernde Schubneutralität des Gasgenerators zu sorgen. Sollte ein Gasleitungsrohr mit dem Gasauslaßstutzen verbunden sein, muß der axiale Flächenanteil der Ausströmöffnungen jedoch so groß sein, daß ein ausreichender Gasfluß durch das Gasleitungsrohr gewährleistet ist. Unter dem jeweiligen Flächenanteil ist hier der Anteil der Querschnittsfläche der Ausströmöffnung in einer Projektion in Axial- bzw. Radialrichtung zu verstehen.

Die Gesamtfläche der Ausströmöffnungen ist vorzugsweise größer gewählt als die Querschnittsfläche des Gasauslaßstutzens, um einen genügend hohen Gasdurchfluß zu gewährleisten.

Wenigstens einige der Ausströmöffnungen können kiemenartig ausgebildet sein, wodurch sich das Austrittsverhalten des Gases über einen weiteren Parameter beeinflussen läßt.

Der Diffusorabschnitt kann entweder einstöckig mit dem Gasauslaßstutzen oder aber als separates Bauteil ausgebildet sein, das zum Beispiel durch Verstemmen mit dem Ansatz des Gasauslaßstutzens verbunden ist.

Im dem Fall, daß der Diffusorabschnitt ein separates Bauteil ist, ist es vorteilhaft, wenn dieser kappenförmig ausgebildet ist, da sich in einer Kappe die Ausströmöffnungen mit den gewünschten Ausrichtungen leicht ausbilden lassen.

In einer ersten Ausführungsform des Gasgenerators besitzt der Diffusorabschnitt an seinem freien Ende eine Halbkugelform oder eine Kegelform. Hierbei ist es egal, ob der Diffusorabschnitt einstückig mit dem Gasauslaßstutzen ausgebildet ist oder ein separates Bauteil darstellt. Halbkugelform, Kegelform oder eine beliebige dazwischenliegende Form gestatten dank ihres sich in Axialrichtung verjüngenden Querschnitts, genügend schräg gerichtete Ausströmöffnungen anzubringen, um trotz eines großen radial gerichteten Flächenanteils der Gesamtfläche einen genügend großen axial gerichteten Flächenanteil aufzuweisen, um den notwendigen Gasfluß aus dem Diffusorabschnitt zu gewährleisten. Auch andere Formen mit einem sich in Axialrichtung des Gasauslaßstutzens verjüngenden Abschnitt können natürlich eingesetzt werden.

In einer zweiten Ausführungsform ist der Gasgenerator mit einem Diffusorabschnitt ausgebildet, an dessen freiem Ende eine oder mehrere spaltförmige Ausströmöffnungen vorgesehen sind. Die Breite des Spalts oder der Spalte beträgt bevorzugt weniger als 2 mm. Die Spalte können zum Beispiel durch eine Verengung des freien Endes des Diffusorabschnitts gebildet sein, die sich z.B. durch Verstemmen des freien Endes bewirken läßt.

Die erste Ausführungsformen des Gasgenerators läßt sich bevorzugt in einem Gassackmodul einsetzen, bei dem am Gasauslaßstutzen ein Gasleitungsrohr befestigt ist, wobei der Diffusorabschnitt im Inneren des Gasleitungsrohrs liegt.

Die Wandung des Gasleitungsrohrs verschließt dann wenigstens einige der radial gerichteten Ausströmöffnungen, da die Durchmesser des Diffusorabschnitts und des Gasleitungsrohrs im Bereich der Befestigung des Gasleitungsrohrs am Gasauslaßstutzen ähnlich sind. Es ist möglich, daß das Gasleitungsrohr sämtliche radial gerichteten Ausströmöffnungen verschließt. Der Diffusorabschnitt ist so ausgelegt, daß trotz des teilweises oder vollständigen Verschlusses von radial oder schräg gerichteten Ausströmöffnungen eine genügend große Gesamtausströmfläche erhalten bleibt, um die Ausströmcharakteristik des Gasgenerators nicht zu verschlechtern.

Beide beschriebenen Ausführungsformen des Gasgenerators, aber besonders gut die zweite Ausführungsform, können in einem Gassackmodul eingesetzt werden, bei dem ein Gassack vorgesehen ist, der mit einem Einblasmund am Gasauslaßstutzen befestigt ist. Über Anzahl und Position der radial gerichteten Ausströmöffnungen sowie die Breite des Spaltes lassen sich Richtung und Verteilung des in den Gassack einströmenden Gases und damit das Aufblasverhalten des Gassacks auf einfache Weise beeinflussen.

Zur Befestigung des Gassacks am Gasgenerator ist bevorzugt eine Hülse vorgesehen, die den Einblasmund und den Gasauslaßstutzen umgreift, wobei die Hülse und der Gasauslaßstutzen so miteinander verstemmt sind, daß der Einblasmund des Gassacks zwischen der Hülse und der Wandung des Gasauslaßstutzens festgeklemmt ist. Es kann natürlich auch eine Schlauchschelle eingesetzt werden.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsformen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen. In diesen zeigen:
1 eine schematische Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Gassackmoduls mit einem erfindungsgemäßen Gasgenerator gemäß einer ersten Ausführungsform und einem am Gasgenerator befestigten Gasleitungsrohr;
2 einen erfindungsgemäßen Gasgenerator gemäß einer Variante der ersten Ausführungsform;
3 ein erfindungsgemäßes Gassackmodul mit einem erfindungsgemäßen Gasgenerator gemäß einer zweiten Ausführungsform und einem am Gasgenerator befestigten Gassack;
4 ein erfindungsgemäßes Gassackmodul mit einem erfindungsgemäßen Gasgenerator gemäß einer Variante der zweiten Ausführungsform:
5 eine weitere Ansicht des Gasgenerators aus 4; und
6 den Gasgenerator aus 4 in einer Draufsicht.
In 1 ist ein Gassackmodul 10 mit einem Gasgenerator 12 gemäß einer ersten Ausführungsform gezeigt. Der Gasgenerator hat ein langgestrecktes zylinderförmiges Gehäuse 14, an dessen Umfangsfläche ein radial abstehender Gasauslaßstutzen 16 angeordnet ist. Die axiale Länge des Gasauslaßstutzens 16 ist geringer als die axiale Länge des Gasgenerators 12.
Am freien Ende des rohrförmigen Ansatzes des Gasauslaßstutzens 16 ist in Verlängerung in Richtung der Längsachse A des Gasauslaßstutzens ein kappenförmiger Diffusorabschnitt 18 befestigt. Die Befestigung erfolgt hier durch Verstemmen, andere Arten der Befestigung sind jedoch ebenfalls denkbar. In den hier gezeigten Beispielen sind Diffusorabschnitt 18 und Gasauslaßstutzen 16 jeweils separate Bauteile, es ist aber genauso möglich, den Diffusorabschnitt 18 einstückig mit dem Gasauslaßstutzen 16 auszubilden.
In der in 1 gezeigten Ausführungsform hat das kappenförmige freie Ende des Diffusorabschnitts 18 eine Halbkugelform. In der in 2 gezeigten Variante ist der Diffusorabschnitt 18 kegelförmig.
Am Diffusorabschnitt 18 sind eine Vielzahl von Ausströmöffnungen 20 vorgesehen. Ein Teil der Ausströmöffnungen 20a, nämlich die nahe des Gasauslaßstutzens 16 angeordneten, weist mit der Querschnittsfläche in radiale Richtung (radial gerichtet), während die restlichen Ausströmöffnungen 20b schräg zur Längsachse A des Gasauslaßstutzens gerichtet sind. Ein Teil des Gesamtflächenanteils der Ausströmöffnungen 20 ist demnach radial gerichtet, während ein anderer Teil des gesamten Flächenanteils der Ausströmöffnungen 20 axial gerichtet ist.
Der Diffusorabschnitt 18 dient in einer ersten Funktion als eine Transportsicherung für den Gasgenerator 12. Durch den radial gerichteten Flächenanteil der Ausströmöffnungen 20 wird ein Teil des ausströmenden Gases aus der Axialrichtung A in Radialrichtung abgelenkt (Pfeile), so daß der Gesamtimpuls des Gasgenerators 12 gegenüber einem radial geschlossenen und axial offenen Gasauslaßstutzen deutlich reduziert ist.
Der Diffusorabschnitt 18 wird vor der Montage des Gasgenerators 12 in einem Modul oder an einem Fahrzeug nicht entfernt.
Wird wie in dem in 1 gezeigten Beispiel der Gasgenerator mit einem Gasleitungsrohr 22 (z.B. durch Verstemmen) verbunden, durch das das Gas zu einem weiter entfernten Gassack (nicht gezeigt) geführt wird, werden die radial gerichteten Ausströmöffnungen 20a durch die Wandung des Gasleitungsrohrs 22 vorzugsweise ganz (siehe obere Hälfte der 1) oder teilweise (siehe untere Hälfte der 1) verschlossen. Der Diffusorabschnitt 18 ist aber so ausgebildet, daß eine genügend große Gesamtausströmfläche offen bleibt, um ein ungehindertes Abströmen des Gases aus dem Gasgenerator 12 zu ermöglichen.
Der in 2 gezeigte Gasgenerator entspricht dem oben beschriebenen, hier ist lediglich der Diffusorabschnitt 18 in Form eines Kegels und nicht in Form einer Halbkugel ausgebildet. Halbkugel- und Kegelform sind hier beispielhaft genannt. Auch andere Formen, die einen sich in Axialrichtung A verjüngenden Abschnitt aufweisen, sind verwendbar.
Eine weitere Funktion des Diffusorabschnitts wird im folgenden im Zusammenhang mit der Beschreibung einer zweiten Ausführungsform des Gasgenerators erläutert. Für bereits beschriebene Bauteile werden die bereits vergebenen Bezugszeichen weiterverwendet.
Das in den 3 und 4 gezeigte Gassackmodul 100 weist einen Gasgenerator 112 auf, der, analog zur ersten Ausführungsform, mit einem am Ansatz des Gasauslaßstutzens 16 befestigten Diffusorabschnitt 118 versehen ist. Die Wandung des Diffusorabschnitts 118 ist mit radial gerichteten Ausströmöffnungen 120 versehen, während das freie Ende 130 des Diffusorabschnitts 118 durch Verstemmen (oder eine andere geeignete Technik) zu einem Spalt 132 verengt ist. Bei der in den 4 bis 6 gezeigten Ausführungsform bildet die Außenfläche des Diffusorabschnitts 118 am Übergang von der zylindrischen Geometrie zum Spalt 132 zwei schräge Leitflächen 134. Der Spalt 132 stellt eine axial gerichtete Ausströmöffnung dar. Die Verengung kann auch so gestaltet sein, daß mehrere Spalte resultieren. Die Breite des Spalts oder der Spalte 132 beträgt bevorzugt weniger als 2 mm.
Ein Gassack 140 ist direkt mit dem Gasauslaßstutzen 16 des Gasgenerators 112 verbunden. Zu diesem Zweck ist eine Hülse 150 so über den Gasauslaßstutzen 16 und den Diffusorabschnitt 118 geschoben, daß sie einen Einblasmund 160 des Gassacks 140 umfangsmäßig umgreift. Die Hülse 150 ist mit dem Gasauslaßstutzen 16 bzw. dem Diffusorabschnitt 118 so verstemmt, daß der Einblasmund 160 des Gassacks 140 gasdicht und fest eingeklemmt ist.
Der Diffusorabschnitt 118 wird im Gassackmodul 100 gezielt zur Verteilung des ausströmenden Gases im Gassack 140 eingesetzt. Durch die genaue Ausbildung der radial gerichteten Ausströmöffnungen 120 sowie des Spalts 132 läßt sich das Füllverhalten des Gassacks 140 sehr exakt einstellen.
Auch in diesem Fall ist jedoch der Gesamtimpuls des Gasgenerators 12 bei einer Zündung gegenüber einem Gasgenerator mit axial offenem und radial geschlossenem Gasauslaßstutzen deutlich reduziert.
4 zeigt eine Variante des Gassackmoduls aus 3. Auch hier sind wieder radial gerichtete Ausströmöffnungen 120 sowie eine axial gerichtete spaltförmige Ausströmöffnung 132 vorgesehen (siehe auch 5 und 6).
Die in den 3 bis 6 gezeigten Gasgeneratoren sind auch zusammen mit einem Gasverteiler wie etwa dem in 1 gezeigten Gasleitungsrohr 22 verwendbar.
Die in den 1 und 2 vorgestellten Diffusorabschnitte 18 können auch wie der gerade beschriebene Diffusorabschnitt 118 zur gezielten Verteilung des Gases in einem Gassack eingesetzt werden.
Sämtliche der Ausströmöffnungen 20, 120 können auch in Form von auf bekannte Weise gestalteten Kiemen ausgebildet sein, um die Gasausströmung zusätzlich zu beeinflussen. Selbstverständlich können auch nur einige der Ausströmöffnungen als Kiemen gestaltet sein.
Insgesamt ist die Gesamtfläche der Ausströmöffnungen 20 größer als der Querschnitt des Gasauslaßstutzens 16.
In den hier gezeigten Beispielen steht der Gasauslaßstutzen radial von einer Umfangsfläche des Gehäuses ab. Die Erfindung ist aber ohne weiteres auf Gasgeneratoren mit axial am Gasgenerator angeordneten Gasauslaßstutzen übertragbar.

Claims

Gasgenerator mit einem langgestreckten Gehäuse (14) und einem Gasauslaßstutzen (16), wobei der Gasauslaßstutzen (16) einen Diffusorabschnitt (18; 118) mit einer Vielzahl von Ausströmöffnungen (20; 120, 132) aufweist und die axiale Länge des Gasauslaßstutzens (16) geringer ist als die axiale Länge des Gasgenerators (12), dadurch gekennzeichnet, daß am Diffusorabschnitt (18; 118) a) bezüglich des Gasauslaßstutzens (16) radial gerichtete Ausströmöffnungen (120) und axial gerichtete Ausströmöffnungen (132) und/oder b) schräg zu einer Längsachse (A) des Gasauslaßstutzens (12) gerichtete Ausströmöffnungen (20) ausgebildet sind.
Gasgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gesamte radial gerichtete Flächenanteil der Ausströmöffnungen (20; 120, 132) größer ist als der gesamte axial gerichtete Flächenanteil der Ausströmöffnungen (20; 120, 132).
Gasgenerator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einige der Ausströmöffnungen kiemenartig ausgebildet sind.
Gasgenerator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasauslaßstutzen (16) radial von einer Umfangsfläche des Gehäuses (14) absteht.
Gasgenerator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Diffusorabschnitt (18; 118) ein separates Bauteil ist.
Gasgenerator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Diffusorabschnitt (18; 118) mit einem Ansatz des Gasauslaßstutzens (16) verstemmt ist.
Gasgenerator nach einem der Ansprüche 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Diffusorabschnitt (18; 118) kappenförmig ist.
Gasgenerator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Diffusorabschnitt (18) an seinem freien Ende (130) eine Halbkugelform oder Kegelform besitzt.
Gasgenerator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am freien Ende (130) des Diffusorabschnitts (118) eine oder mehrere spaltförmige Ausströmöffnungen (132) vorgesehen sind.
Gasgenerator nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des Spalts (132) oder der Spalte weniger als 2 mm beträgt.
Gasgenerator nach einem der Ansprüche 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Spalte (132) durch eine Verengung des freien Endes (130) des Diffusorabschnitts (118) gebildet sind.
Gassackmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Gasauslaßstutzen (16) ein Gasleitungsrohr (22) befestigt ist, wobei der Diffusorabschnitt (18) im Inneren des Gasleitungsrohrs (22) liegt.
Gassackmodul nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Gasleitungsrohr (22) radial gerichtete Ausströmöffnungen (20) am Gasauslaßstutzen (16) verschließt.
Gassackmodul nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Gasleitungsrohr (22) alle radial gerichteten Ausströmöffnungen (20) verschließt.
Gassackmodul mit einem Gasgenerator (12; 112) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 und einem Gassack (140), dadurch gekennzeichnet, daß der Gassack (140) mit einem Einblasmund (160) am Gasauslaßstutzen (16) befestigt ist.
Gassackmodul nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß eine Hülse (150) vorgesehen ist, die den Einblasmund (160) und den Gasauslaßstutzen (16) umgreift, und daß die Hülse (150) und der Gasauslaßstutzen (16) so miteinander verstemmt sind, daß der Einblasmund (160) des Gassacks (140) zwischen der Hülse (150) und der Wandung des Gasauslaßstutzens (16) festgeklemmt ist.