DE19543795B4 - Pyrotechnischer Gasgenerator - Google Patents

Abstract

Gasgenerator (1) eines Aufprallschutzsystems für Fahrzeuginsassen mit mindestens einer zylinderförmigen, einen Festtreibstoff (15) zur Erzeugung von Heißgas enthaltenden Brennkammer (10), einer die Brennkammer (10) begrenzenden und mit Durchströmöffnungen (18) versehenen Brennkammerwand, einer die Brennkammerwand ringförmig umschließenden, ein Filter (17) enthaltenden Filterkammer (20), die von einem mit Ausblasüffnungen (3) versehenen Filtergehäuse (2) begrenzt ist, wobei die Durchströmöffnungen (18) und die Ausblasöffnungen (3) radial gegeneinander versetzt angeordnet sind, und einem zwischen dem Filter (17) und dem Filtergehäuse (2), den Durchströmöffnungen (18) gegenüberliegend angeordneten Bauteil (7), dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil (7) aus einem hochhitzebeständigen Ablationsmaterial gebildet ist.

Description

• Die Erfindung betrifft einen pyrotechnischen Gasgenerator eines Aufprallschutzsystems für Fahrzeuginsassen mit einer zylinderförmigen, einen Festtreibstoff zur Erzeugung von Heißgas enthaltenden Brennkammer, einer die Brennkammer begrenzenden und mit Durchströmöffnungen versehenen Brennkammerwand, einer die Brennkammerwand ringförmig umschließenden, ein Filter enthaltenden Filterkammer, die von einem mit Ausblasöffnungen versehenen Filtergehäuse begrenzt ist, wobei die Durchströmöffnungen und die Ausblasöffnungen radial gegeneinander versetzt angeordnet sind, und einem zwischen dem Filter und dem Filtergehäuse, den Durchströmöffnungen gegenüberliegend angeordneten Bauteil.
• Aus der deutschen Auslegeschrift DE 22 36 175 ist ein Gasgenerator bekannt, der als Treibstoff ein gaserzeugendes Gemisch beinhaltet, das einen azidhaltigen Bestandteil enthält, beispielsweise ein Metallazid, insbesondere Natriumazid (NaN₃). Unverbrannte, azidhaltige Treibstoffe bergen allerdings wegen ihrer Giftigkeit ein großes Risiko und bedingen deshalb teure Anlagen zu ihrer Herstellung. Azidfreie Treibstoffe weisen hingegen im Vergleich zu azidhaltigen Treibstoffen eine wesentlich höhere, beinahe doppelt 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.
• Die US 4,200,615 offenbart einen gattungsgemäßen Gasgenerator, bei dem das zwischen dem Filter und dem Filtergehäuse angeordnete Bauteil eine Diffusorplatte ist.
• Aus der DE 41 32 415 C1 ist bekannt, die innenseitige Brennkammerwand eines Raketentriebwerks mit einer Ablationsschicht zu versehen, die die Brennkammerwand vor den heißen, sauerstoffreichen Verbrennungsgasen schützen soll.
• Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, einen Gasgenerator der eingangs genannten An anzugeben, bei dem keine Durchbrandlöcher am Gehäuse zu befürchten sind.
• Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Gasgenerator dadurch gelöst, daß das Bauteil aus einem hochhitzebeständigen Ablationsmaterial gebildet ist.
• Die Vorteile der Erfindung liegen darin, daß es sich um eine einfache, wirkungsvolle und kostengünstig durchzuführende Lösung handelt. Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel ist im Unteranspruch beschrieben.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend ausführlich erläutert und anhand zweier Figuren dargestellt.
• Es zeigen
• 1: eine Seitenansicht eines halb aufgeschnittenen Gasgenerators und
• 2: ein Schnittbild durch den Gasgenerator nach 1.
• Gemäß 1 besteht ein Rohr-Gasgenerator 1 aus einem Filtergehäuse 2, einer Filterkammer 20 und einer Brennkammer 10, in der ein Festtreibstoff, beispielsweise in Form von Treibstofftabletten 15 angeordnet ist. Eine Anzündeinheit 11 enthält in einer Anzünderhülse 13 einen elektrischen Anzünder 4, eine Primärladung 19 und eine Verstärkerladung 12. Die Brennkammer 10 weist einen Vorfilter 16 und Durchströmöffnungen 18 auf; ein Feinfilter 17 ist in der Filterkammer 20 angeordnet. Das Filtergehäuse 2 weist Ausblasöffnungen 3 und einen Befestigungsbolzen 5 auf. Bei feuchtigkeitsempfindlichen Treibstofftabletten 15 müssen die Durchströmöffnungen 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 einem Fahrzeugbrand mit eingebautem Gasgenerator 1 ein Fragmentieren des vorzugsweise aus Aluminium bestehenden Filtergehäuses 2 zu verhindern, müssen die Treibstofftabletten 15 abbrennen, bevor das Filtergehäuse 2 aufgrund einer zu hohen Temperatur seine mechanische Festigkeit verliert. Hierzu sind in der Brennkammer 10 ein ringförmiger Frühzündbehälter 9 und ein topfförmiger Frühzündbehälter 21 angeordnet, die Frühzündpellets enthalten. Damit die Frühzündpellets, deren Zündtemperatur wesentlich 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 stattfindet.
• Mit dem auf die Brennkammer 10 abgestimmten Feinfilter 17 wird die Zeit bestimmt, in welcher das erzeugte Gasvolumen in einen an einem Befestigungsflansch 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 angeordnet. Hierzu eignet sich vorzugsweise ein hochhitzebeständiges und asbestfreies Ablationsmaterial, dessen wesentliche Materialkomponenten aus aramidfaserhaltigem Vlies und modifizierten Phenolharzen bestehen. Durch ein derartiges Schutzschild 7 wird verhindert, daß beim Abbrand der Treibstofftabletten 15 Durchbrandlöcher an denjenigen Stellen des Filtergehäuses 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 2 ist dargestellt, wie aus den Treibstofftabletten 15 in der Brennkammer 10 erzeugtes Treibgas den Gasgenerator 1 durchströmt. Eine Linie 22 zeigt, welcher Verlauf des Gasstromes im weiteren ideal wäre. Das Treibgas passiert zunächst den Vorfilter 16, so daß grobe Abbrandprodukte wie Schlackenteile ausgefiltert werden. Der dadurch vorgereinigte Gasstrom verläßt darauf die Brennkammer 10 durch die Durchströmöffnungen 18 und tritt in die Filterkammer 20 ein. Da die Ausblasöffnungen 3 um ca. 90° versetzt zu den Durchströmöffnungen 18 angeordnet sind, muß sich der Gasstrom innerhalb des Feinfilters 17 entlang der Innenwand des Filtergehäuses 2 in Richtung auf die Ausblasöffnungen 3 zubewegen, wodurch er auch von feinen Abbrandprodukten, die das Prallkissen beschädigen oder zerstören können, gereinigt und abgekühlt wird. Da der Abgasstrom hochbeschleunigt die Brennkammer 10 verläßt, prallt er an einer in Richtung der Durchströmöffnung 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 Filtergehäuse 2 aufschmilzt und ein Durchbrandloch erzeugt.
• Eine kostengünstige Herstellungsweise des erfindungsgemäßen Rohr-Gasgenerators 1 wird erreicht, indem alle Einbauten vormontiert und bei der Endmontage in das Filtergehäuse 2 eingeschoben werden. Zum Schluß wird das offene Ende des rohrförmigen Filtergehäuses 2 umgerollt, so daß eine Bördelung 8 entsteht und die Einbauten des Gasgenerators 1 zusammengehalten werden.

Claims (2)

1. Gasgenerator (1) eines Aufprallschutzsystems für Fahrzeuginsassen mit mindestens einer zylinderförmigen, einen Festtreibstoff (15) zur Erzeugung von Heißgas enthaltenden Brennkammer (10), einer die Brennkammer (10) begrenzenden und mit Durchströmöffnungen (18) versehenen Brennkammerwand, einer die Brennkammerwand ringförmig umschließenden, ein Filter (17) enthaltenden Filterkammer (20), die von einem mit Ausblasüffnungen (3) versehenen Filtergehäuse (2) begrenzt ist, wobei die Durchströmöffnungen (18) und die Ausblasöffnungen (3) radial gegeneinander versetzt angeordnet sind, und einem zwischen dem Filter (17) und dem Filtergehäuse (2), den Durchströmöffnungen (18) gegenüberliegend angeordneten Bauteil (7), dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil (7) aus einem hochhitzebeständigen Ablationsmaterial gebildet ist.
2. Gasgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptkomponenten des Ablationsmaterials aus einem aramidfaserhaltigen Vlies und modifizierten Phenolharzen bestehen.