DE112009001307T5

DE112009001307T5 - Pyrotechnischer Gasgenerator mit Brennkammer und Diffusionskammer unterschiedlichen Querschnitts

Info

Publication number: DE112009001307T5
Application number: DE112009001307T
Authority: DE
Inventors: Yvonnig Patton; Francois Peremarty
Original assignee: Autoliv Development AB
Current assignee: Autoliv Development AB
Priority date: 2008-06-06
Filing date: 2009-06-05
Publication date: 2011-04-14
Also published as: WO2009147233A1; FR2932136B1; CN102046433B; US8794666B2; JP2011521846A; FR2932136A1; KR20110015426A; BRPI0913602A2; CN102046433A; US20110083576A1; JP5656027B2

Abstract

Pyrotechnischer Gasgenerator, welcher für die Kraftfahrzeugsicherheit bestimmt ist und aufweist:
eine Brennkammer (C) von zylindrischer oder näherungsweise zylindrischer Form, in welcher ein Initiator (5) enthalten ist, der mindestens einer festen pyrotechnischen Ladung (6, 6') zugeordnet ist, sowie eine Diffusionskammer (D), welche mit der Brennkammer (C) kommuniziert und welche die Gase aufnimmt, die durch die Ladung (6, 6') erzeugt werden, und sie über mindestens eine Entleerungsöffnung (700) nach außen abgibt, dadurch gekennzeichnet, dass die Diffusionskammer (D)
– sich parallel zur Längsachse (X, X') der Brennkammer (C) erstreckt, in der Verlängerung eines von deren Enden;
– ebenfalls von im Allgemeinen zylindrischer oder näherungsweise zylindrischer Form ist, jedoch mit einem Querschnitt, welcher kleiner ist als derjenige der Brennkammer (C);
– und keine Mittel zum Filtern der Gase aufweist, welche sie durchströmen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen pyrotechnischen Gasgenerator, der für die Kraftfahrzeugsicherheit bestimmt ist.
Dieser Generator ist vorzugsweise dazu bestimmt, das Aufblasen eines Sicherheitskissens zu ermöglichen, das im Allgemeinen ”Airbag” genannt wird.
Es sind Generatoren bekannt, welche eine Brennkammer von zylindrischer oder näherungsweise zylindrischer Form umfassen, in welcher ein Initiator enthalten ist, der mindestens einer festen pyrotechnischen Ladung zugeordnet ist. Der Generator umfasst außerdem eine Diffusionskammer, welche mit der Brennkammer kommuniziert; sie nimmt Gase auf, die durch die Ladung erzeugt werden, und gibt diese Gase über mindestens eine Entleerungsöffnung nach außen ab (hier zu einem Airbag).
Diese Generatoren sind im Allgemeinen zufrieden stellend.
Die meisten von ihnen bestehen jedoch aus relativ zahlreichen Bauteilen und Ausrüstungselementen.
Außerdem erfordert die Befestigung des Generators an einem Fahrzeug einen Behälter mit zerbrechlicher oder beweglicher Wand von erheblicher Größe, um sowohl diesen Generator als auch den Airbag, welcher zusammengefaltet ist und aufgeblasen werden soll, aufzunehmen.
Dies ist nicht hinnehmbar, wenn der Generator dazu bestimmt ist, in ein Fahrzeug eingebaut zu werden, dessen empfohlener Einzelhandelspreis relativ niedrig ist und für das angestrebt wird, den Selbstkostenpreis dieses Ausrüstungssatzes zu senken.
Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, diese Schwierigkeiten zu überwinden, indem ein Generator vorgeschlagen wird, welcher auf eine vollständig herkömmliche Weise funktioniert, dessen Konstruktion jedoch vereinfacht ist und dessen Anbringung im Inneren eines Fahrzeugarmaturenbretts unter Verwendung eines Behälters mit geringerem Volumen ermöglicht wird.
Daher betrifft die vorliegende Erfindung einen pyrotechnischen Gasgenerator, welcher für die Kraftfahrzeugsicherheit bestimmt ist und umfasst: eine Brennkammer von zylindrischer oder näherungsweise zylindrischer Form, in welcher ein Initiator enthalten ist, der mindestens einer festen pyrotechnischen Ladung zugeordnet ist, und eine Diffusionskammer, welche mit der Brennkammer kommuniziert und welche die Gase aufnimmt, die durch die Ladung erzeugt werden, und diese Gase über mindestens eine Entleerungsöffnung nach außen abgibt.
Dieser Generator zeichnet sich dadurch aus, dass die Diffusionskammer:

– sich parallel zur Längsachse der Brennkammer erstreckt, in der Verlängerung eines von deren Enden;
– ebenfalls von im Allgemeinen zylindrischer oder näherungsweise zylindrischer Form ist, wobei ihr Querschnitt jedoch kleiner ist als derjenige der Brennkammer ;
– keine Gasfiltermittel für die Gase aufweist, die sie durchströmen.

Gemäß anderen vorteilhaften, nicht einschränkenden Merkmalen:

– erstrecken sich die Brennkammer und die Diffusionskammer entlang derselben Achse;
– ist der Querschnitt der Diffusionskammer ungefähr um die Hälfte kürzer als derjenige der Brennkammer;
– ist die Brennkammer im Wesentlichen durch ein kastenförmiges Teil mit offener Oberseite und durch einen diese Oberseite verschließenden Deckel, welcher mit der Diffusionskammer einstückig ausgebildet ist, begrenzt;
– ist der Generator mit mindestens einer Schutzkappe versehen, welche erst nachgibt, wenn der vorbestimmte Gasdruck in der Brennkammer erreicht ist;
– ist die Schutzkappe in dem Übergangsbereich zwischen den zwei Kammern angeordnet;
– erstreckt sich die Schutzkappe im Inneren der Diffusionskammer und dichtet die Entleerungsöffnung ab.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden beim Studium der folgenden Beschreibung einiger bevorzugter Ausführungsformen ersichtlich.
Diese Beschreibung erfolgt unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, wobei:
1 eine Schnittansicht einer ersten Ausführungsform des Generators entlang einer Mittellängsebene ist;
2 eine zu 1 ähnliche Ansicht einer zweiten Ausführungsform des Generators ist.
Der Generator in 1 hat eine Längssymmetrieachse XX'.
Dieser Generator 1 besteht im Wesentlichen aus einem Gehäuse 2 und einem Deckel 7, welche aus Metall hergestellt sind.
Das Gehäuse 2 ist von einer im Wesentlichen zylindrischen Form mit einer Achse XX' und besteht aus einem Unterteil 22, welches sich im Wesentlichen quer zu der oben erwähnten Achse erstreckt.
Dieses Unterteil steht mit einer auf der Achse XX' zentrierten Seitenwand 20 in Verbindung und ist mit dieser einstückig verbunden.
Das mit 21 bezeichnete Oberteil dieser Wand ist um 90° nach außen abgewinkelt, so dass es einen Umfangsflansch bildet.
Die Oberseite dieses Gehäuses ist offen, wobei die entsprechende Öffnung mit 23 bezeichnet ist.
Das Unterteil 22 weist einen Ansatz 24 auf, der sich gegenüber der Öffnung 23 erstreckt, und dieser Ansatz umfasst eine axiale Öffnung 240 mit einem kreisförmigen Umriss, in welche der Halter 3, 4 eines elektropyrotechnischen Initiators 5 teilweise eingreift. Diese Elemente, deren Konstruktion an sich bekannt ist, werden nicht näher beschrieben.
Mittels dieser Anordnung erstreckt sich der Initiator 5 innerhalb des Gehäuses 2 und ist auf der Achse XX' zentriert.
Das Gehäuse 2 repräsentiert die Brennkammer C des Generators 1. Eine pyrotechnische Ladung 6 ist in dieser Kammer angeordnet, wobei die hier dargestellte Ladung monolithisch ist.
Sie ist ein massiver Block aus Treibmittel von zylindrischer Form, der einen axialen zylindrischen Kanal 60 umfasst.
Diese Ausführungsform ist wohlbekannt und wird verwendet, um den Initiator 5 der Ladung 6 in dem oben erwähnten Kanal aufzunehmen.
Das oben beschriebene Gehäuse 2 wird durch einen Deckel 7 vervollständigt, welcher bei dieser Ausführungsform mit der Diffusionskammer D des Generators einstückig ausgebildet ist.
Im vorliegenden Fall weist der Deckel ein im Wesentlichen ebenes, zur Achse XX' senkrechtes Unterteil 72 auf, welches mit einer Seitenwand mit einer Rotationsfläche 70 verbunden ist, welche ihrerseits durch einen breiten Umfangsflansch 71 verlängert ist, der um 90° nach außen abgewinkelt ist. Es ist anzumerken, dass der Durchmesser des Deckels 7 größer als der Durchmesser des Gehäuses 2 am Flansch 21 ist.
Es ist dieser Umfangsflansch 71, welcher die Abdichtung der Brennkammer C sicherstellt.
Es können beliebige Mittel, die Fachleuten bekannt sind, verwendet werden, um den Deckel 7 an dem Gehäuse 2 zu befestigen. Zum Beispiel kann Reibschweißen in Betracht gezogen werden.
Die Seitenwand mit der Rotationsfläche 70 ist von Öffnungen 700 durchbohrt, welche mit der Außenseite kommunizieren und deren Aufgabe es ist, das Entweichen der Gase zu ermöglichen, die von der Diffusionskammer aufgenommen werden und die in der Brennkammer erzeugt werden. Diese Öffnungen oder Düsen stellen auch die Regelung der Verbrennung der pyrotechnischen Ladung sicher. Die Fläche dieser Öffnungen ist auf eine an sich bekannte Weise entsprechend der gewünschten Leistung des Generators bemessen.
Bei der hier dargestellten Ausführungsform sind diese Öffnungen 700 durch eine metallische Berstscheibe 8 abgedichtet, die auf der Innenseite der Wand 70 angeordnet ist.
Bei dieser speziellen Ausführungsform steht daher die Diffusionskammer D bezüglich der Brennkammer C an einem ihrer Enden vor und weist einen Querschnitt auf, welcher im Wesentlichen um die Hälfte kleiner ist als der Querschnitt der Brennkammer.
Außerdem weist gemäß der Erfindung die Diffusionskammer keine Filtermittel für die von der Brennkammer stammenden Gase auf.
Um den prozentualen Anteil fester Teilchen, welche aus der Diffusionskammer entweichen können, zu begrenzen, wird vorzugsweise eine pyrotechnische Ladung 6 verwendet, welche sehr wenige derartige Teilchen erzeugt.
Wie man feststellen kann, enthält der Generator relativ wenige Bestandteile. Da seine Diffusionskammer D ein wesentlich kleineres Volumen als die Brennkammer hat, ist es außerdem möglich, nur die Diffusionskammer und den Airbag in einem Gehäuse anzuordnen, das im Armaturenbrett des Fahrzeugs enthalten ist, wobei es möglich ist, die Brennkammer außerhalb dieses Gehäuses anzuordnen. Daher kann die Größe dieses Gehäuses reduziert werden.
Bei der in 2 dargestellten Ausführungsform ist die Konstruktion im Wesentlichen zu der in 1 dargestellten Konstruktion äquivalent. Daher werden Elemente, die diesen beiden Ausführungsformen gemeinsam sind, nicht näher beschrieben. Das Gehäuse 2 hat jedoch einen größeren Durchmesser, welcher sogar größer als seine Längsabmessung sein kann.
Außerdem enthält dieses Gehäuse eine pyrotechnische Ladung 6' in der Form von Pellets und ein Packmaterial 9, dessen Aufgabe es ist, die Pellets weitestgehend zu immobilisieren.
Das freie obere Ende 200 der Seitenwand mit der Rotationsfläche 20 des Gehäuses 2 bildet eine Stirnseite, an der anliegend ein Gitter G angeordnet ist, d. h. eine durchbrochene Platte, deren Aufgabe es ist, die Gase durchströmen zu lassen und gleichzeitig Pelletstücke zurückzuhalten, welche dazu neigen könnten, aus der Brennkammer C zu entweichen.
Der Deckel 7 weist eine relativ ähnliche Konstruktion auf wie der in 1 dargestellte Deckel, mit der Ausnahme, dass der Flansch 71 zweimal nacheinander abgewinkelt ist, so dass Ränder 73 und 74 gebildet werden, welche die Stirnseite 200 des Gehäuses 2 dicht umgeben.
Auch hier ist eine metallische Berstscheibe 8 (Schutzkappe) gegenüber den Öffnungen 700 der Diffusionskammer und innerhalb der Letzteren befestigt.
Diese Berstscheibe ist dazu bestimmt nachzugeben, sobald ein erforderlicher Druck in der Brennkammer C erreicht ist.
Um das Entweichen von Bruchstücken aus der Berstscheibe in den Airbag zu verhindern, kann in Betracht gezogen werden, diese Scheibe nicht gegenüber den Öffnungen 700 zu positionieren, sondern in dem Übergangsbereich zwischen Kammer C und Kammer D, d. h. unmittelbar am Einlass in die Kammer D.
Die Vorteile dieses Generators bestehen in seiner verringerten Grüße und seinem reduzierten Gewicht, in seiner vereinfachten Konstruktion in seinem einfachen Einbau, welcher sowohl an der Fahrerposition eines Fahrzeugs als auch gegenüber einem Beifahrersitz ermöglicht wird.
ZUSAMMENFASSUNG
PYROTECHNISCHER GASGENERATOR MIT BRENNKAMMER UND DIFFUSIONSKAMMER UNTERSCHIEDLICHEN QUERSCHNITTS
Diese vorliegende Erfindung betrifft einen pyrotechnischen Gasgenerator, welcher für die Kraftfahrzeugsicherheit bestimmt ist und aufweist: eine Brennkammer (C) von zylindrischer oder näherungsweise zylindrischer Form, in welcher ein Initiator (5) vorhanden ist, der mindestens einer festen pyrotechnischen Ladung (6) zugeordnet ist, sowie eine Diffusionskammer, welche mit der Brennkammer (C) kommuniziert und welche die Gase aufnimmt, die durch die Ladung (6) erzeugt werden, und sie über mindestens eine Entleerungsöffnung (700) nach außen abgibt.
Gemäß der Erfindung:

– erstreckt sich die Diffusionskammer (D) parallel zur Längsachse (X, X') der Brennkammer (C), in der Verlängerung einer von deren Stirnseiten;
– ist sie ebenfalls von im Allgemeinen zylindrischer oder näherungsweise zylindrischer Form, jedoch mit einem Querschnitt, welcher kleiner ist als derjenige der Brennkammer;
– und weist sie keine Mittel zum Filtern der Gase auf, welche sie durchströmen.

Claims

Pyrotechnischer Gasgenerator, welcher für die Kraftfahrzeugsicherheit bestimmt ist und aufweist: eine Brennkammer (C) von zylindrischer oder näherungsweise zylindrischer Form, in welcher ein Initiator (5) enthalten ist, der mindestens einer festen pyrotechnischen Ladung (6, 6') zugeordnet ist, sowie eine Diffusionskammer (D), welche mit der Brennkammer (C) kommuniziert und welche die Gase aufnimmt, die durch die Ladung (6, 6') erzeugt werden, und sie über mindestens eine Entleerungsöffnung (700) nach außen abgibt, dadurch gekennzeichnet, dass die Diffusionskammer (D) – sich parallel zur Längsachse (X, X') der Brennkammer (C) erstreckt, in der Verlängerung eines von deren Enden; – ebenfalls von im Allgemeinen zylindrischer oder näherungsweise zylindrischer Form ist, jedoch mit einem Querschnitt, welcher kleiner ist als derjenige der Brennkammer (C); – und keine Mittel zum Filtern der Gase aufweist, welche sie durchströmen.
Generator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkammer (C) und die Diffusionskammer (D) sich entlang derselben Achse (X, X') erstrecken.
Generator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt der Diffusionskammer (D) kleiner ist als ungefähr die Hälfte desjenigen der Brennkammer (C).
Generator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkammer (C) im Wesentlichen durch ein kastenförmiges Teil (2), das oben offen ist, und durch einen Deckel (7) zum Verschließen dieser Oberseite, welcher mit der Diffusionskammer einstückig ausgebildet ist, gebildet wird.
Generator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er mit mindestens einer Schutzkappe (8) versehen ist, welche erst nachgibt, wenn der vorbestimmte Gasdruck in der Brennkammer (C) erreicht ist.
Generator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzkappe (8) in dem Übergangsbereich zwischen den zwei Kammern (C, D) angeordnet ist.
Generator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Schutzkappe (8) im Inneren der Diffusionskammer (D) erstreckt und die Entleerungsöffnung (700) verschließt.