DE19543795A1 - Pyrotechnischer Gasgenerator - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen pyrotechnischen Gasgenerator nach dem Ober­ begriff des Patentanspruchs 1.

Ein solcher Gasgenerator ist aus der deutschen Auslegeschrift DT 22 36 175 bekannt und beinhaltet als Treibstoff ein gaserzeugendes Gemisch, das ei­ nen azidhaltigen Bestandteil enthält, beispielsweise ein Metallazid, insbeson­ dere Natriumazid (NaN₃). Unverbrannte, azidhaltige Treibstoffe bringen al­ lerdings wegen ihrer Giftigkeit ein großes Risiko und bedingen deshalb teu­ re Anlagen zu ihrer Herstellung. Azidfreie Treibstoffe weisen hingegen im Vergleich zu azidhaltigen Treibstoffen eine wesentlich höhere, beinahe dop­ pelt so hohe Verbrennungstemperatur auf, so daß sich Abbrandprodukte oftmals verflüssigen, nur sehr schwierig auszufiltern sind und Schäden, z. B. Durchbrandlöcher an Gehäusen von Gasgeneratoren verursachen.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, einen Gasgenerator der eingangs ge­ nannten Art anzugeben, bei dem keine Durchbrandlöcher am Gehäuse zu befürchten sind.

Gelöst wird diese Aufgabe bei einem Gasgenerators eines Aufprallschutzsy­ stems für Fahrzeuginsassen mit mindestens einer zylinderförmigen Brenn­ kammer, in der pyrotechnisch ein unter Druck stehendes Treibgas zum Auf­ blasen eines Prallkissens erzeugt wird, welch es durch Durchströmöffnungen in eine die Brennkammer ringförmig umschließende Filterkammer und durch Filter und Ausblasöffnungen in das Prallkissen einströmt und die Durchströmöffnungen und die Ausblasöffnungen zueinander versetzt ange­ ordnet sind, dadurch daß zwischen dem zweiten Filter und der Filterkam­ merwand in radialer Richtung der Durchströmöffnungen ein Abbrandschutz zum Schutz der Filterkammerwand vor heißen Treibgasstrahlen angeordnet ist.

Die Vorteile der Erfindung liegen darin, daß es sich um eine einfache, wir­ kungsvolle und kostengünstig durchzuführende Lösung handelt. Vorteilhaf­ te Ausführungsbeispiels sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend ausführlich erläu­ tert und anhand zweier Figuren dargestellt.

Es zeigen

Fig. 1 eine Seitenansicht eines halb aufgeschnittenen Gasgenerators und

Fig. 2 ein Schnittbild durch den Gasgenerator nach Fig. 1.

Gemäß Fig. 1 besteht ein Rohr-Gasgenerator 1 aus einem Filtergehäuse 2, ei­ ner Filterkammer 20 und einer Brennkammer 10, in der ein Festtreibstoff, beispielsweise in Form von Treibstofftabletten 15 angeordnet ist. Eine An­ zündeinheit 11 enthält in einer Anzünderhülse 13 einen elektrischen Anzün­ der 4, eine Primärladung 19 und eine Verstärkerladung 12. Die Brennkam­ mer 10 weist einen Vorfilter 16 und Durchströmöffnungen 18 auf; ein Fein­ filter 17 ist in der Filterkammer 20 angeordnet. Das Filtergehäuse 2 weist Ausblasöffnungen 3 und einen Befestigungsbolzen 5 auf. Bei feuchtig­ keitsempfindlichen Treibstofftabletten 15 müssen die Durchströmöffnun­ gen 18 mittels einer Dichtfolie 14, beispielsweise mit einer Aluminiumfolie, verschlossen werden, um den Treibstoff daran zu hindern, Feuchtigkeit aufzunehmen. Als Alternative hierzu können auch die Ausblasöffnungen 3 mit einer derartigen Dichtfolie verschlossen werden. Zum Volumenausgleich sind zwischen den Treibstofftabletten 15 und dem Gehäuse 2 Füllkörper 6, beispielsweise ein Maschengestrick, eingelegt.

Um bei einem Brand während der Lagerung des Gasgenerators 1 oder bei ei­ nem Fahrzeugbrand mit eingebautem Gasgenerator 1 ein Fragmentieren des vorzugsweise aus Aluminium bestehenden Filtergehäuses 2 zu verhin­ dern, müssen die Treibstofftabletten 15 abbrennen, bevor das Filtergehäu­ se 2 aufgrund einer zu hohen Temperatur seine mechanische Festigkeit ver­ liert. Hierzu sind in der Brennkammer 10 ein ringförmiger Frühzündbehäl­ ter 9 und ein topfförmiger Frühzündbehälter 21 angeordnet, die Frühzünd­ pellets enthalten. Damit die Frühzündpellets, deren Zündtemperatur we­ sentlich unter der des Festtreibstoffs 15 liegt, im Fall eines Fahrzeug- oder Lagerungsbrandes möglichst schnell ihre Zündtemperatur erreichen und die Treibstofftabletten 15 entzünden, sind sie in unmittelbarer Nähe zum metallenen Filtergehäuse 2 angeordnet, wo ein guter Wärmetransport statt­ findet.

Mit dem auf die Brennkammer 10 abgestimmten Feinfilter 17 wird die Zeit bestimmt, in welcher das erzeugte Gasvolumen in einen an einem Befesti­ gungsflansch 8′ angeschlossenen Prallsack eingeblasen werden soll.

In der Filterkammer 20 zwischen dem Feinfilter 17 und dem Filtergehäuse 2 ist erfindungsgemäß ein Abbrandschutz in Form eines Schutzschildes 7 an­ geordnet. Hierzu eignet sich vorzugsweise ein hochhitzebeständiges und as­ bestfreies Ablationsmaterial, dessen wesentliche Materialkomponenten aus aramidfaserhaltigem Vlies und modifizierten Phenolharzen bestehen. Durch ein derartiges Schutzschild 7 wird verhindert, daß beim Abbrand der Treib­ stofftabletten 15 Durchbrandlöcher an denjenigen Stellen des Filterge­ häuses 2 entstehen, worauf die heißen und hochbeschleunigten Gasstrahlen mittels der Durchströmöffnungen 18 gelenkt werden. Der Abbrandschutz in Form des Schutzschildes 7 befindet sich daher lediglich im Bereich dieser Auftreffstellen der heißen Gasstrahlen.

In Fig. 2 ist dargestellt, wie aus den Treibstofftabletten 15 in der Brennkam­ mer 10 erzeugtes Treibgas den Gasgenerator 1 durchströmt. Eine Linie 22 zeigt, welcher Verlauf des Gasstromes im weiteren ideal wäre. Das Treibgas passiert zunächst den Feinfilter 16, so daß grobe Abbrandprodukte wie Schlackenteile ausgefiltert werden. Der dadurch vorgereinigte Gasstrom ver­ läßt darauf die Brennkammer 10 durch die Durchströmöffnungen 18 und tritt in die Filterkammer 20 ein. Da die Ausblasöffnungen 3 um ca. 90° ver­ setzt zu den Durchströmöffnungen 18 angeordnet sind, muß sich der Gas­ strom innerhalb des Feinfilters 17 entlang der Innenwand des Filtergehäu­ ses 2 in Richtung auf die Ausblasöffnungen 3 zu bewegen, wodurch er auch von feinen Abbrandprodukten, die das Prallkissen beschädigen oder zerstö­ ren können, gereinigt und abgekühlt. Da der Abgasstrom hochbeschleunigt die Brennkammer 10 verläßt, prallt er an einer in Richtung der Durchström­ öffnung 18 liegenden Stelle 23 gegen die Innenwand des Filtergehäuses 2. Das erfindungsgemäß angebrachte Schutzschild 7 verhindert, daß der ca. 1800°C heiße Gasstrom an der Stelle 23 das aus Aluminium bestehende Fil­ tergehäuse 2 aufschmilzt und ein Durchbrandloch erzeugt.

Eine kostengünstige Herstellungsweise des erfindungsgemäßen Rohr-Gasge­ nerators 1 wird erreicht, indem alle Einbauten vormontiert und bei der End­ montage in das Filtergehäuse 2 eingeschoben werden.

Zum Schluß wird das offene Ende des rohrförmigen Filtergehäuses 2 umge­ rollt, so daß eine Bördelung 8 entsteht und die Einbauten des Gasgenerators 1 zusammengehalten werden.

Claims (4)

1. Gasgenerator (1) eines Aufprallschutzsystems für Fahrzeuginsassen mit mindestens einer zylinderförmigen Brennkammer (10), in der pyrotechnisch ein unter Druck stehen des Treibgas zum Aufblasen eines Prallkissens erzeugt wird, welches durch Durchströmöffnungen (18) in eine die Brennkammer (10) ringförmig umschließende Filterkammer (20) und durch Filter (17) und Ausblasöffnungen (3) in das Prallkissen einströmt und die Durchström­ öffnungen (18) und die Ausblasöffnungen (3) zueinander versetzt ange­ ordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem zweiten Filter (17) und der Filterkammerwand (2) in radialer Richtung der Durchströmöff­ nungen (18) ein Abbrandschutz (7) zum Schutz der Filterkammerwand (2) vor heißen Treibgasstrahlen angeordnet ist.

2. Gasgenerator (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Ausblasöffnungen (3) als auch die Durchströmöffnungen (18) in axialer Richtung angeordnet sind.

3. Gasgenerator (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausblasöffnungen (3) gegenüber den Durchströmöffnungen (18) eine Ver­ setzung von ca. 90° aufweisen.

4. Gasgenerator (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich beim Abbrandschutz (7) um Vliese aus hochhitzebeständigem Ablationsma­ terial handelt.