DE19635187C1 - Gasgenerator - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Gasgenerator zum Erzeugen von Gas, das einen Luftsack in einem Airbag-System füllt, mit einem mindestens zweiteiligen, zylinderförmigen Ge­ häuse, dessen eines Teil (Oberteil) mit einem anderen Teil (Unterteil) über eine Klin­ kenverbindung verbunden ist, und mit einer Brennkammer.

Ein derartiger Gasgenerator ist beispielsweise durch die DE 44 33 935 A1 bekanntge­ worden.

Darüber hinaus ist aus der nachveröffentlichten DE 195 01 837 A1 ein Gasgenerator bekannt, der am Oberteil U-förmig gestanzte Zylinderwandungsbereiche aufweist, die radial nach innen gedrückt sind und beim Aufsetzen auf das Unterteil in Einbuchtungen in deren Außenwandung schnappen.

Gasgeneratoren dienen dazu, im Falle eines harten Aufpralls eines Kraftfahrzeuges eine Gasmischung zum Füllen eines Luftsackes zu erzeugen. Dieser Luftsack schützt einen Fahrzeuginsassen vor dem Aufprall auf harte Fahrzeuginnenteile wie z. B. das Lenkrad oder die Seitenverkleidungen. Innerhalb dieser Gasgeneratoren ist im allge­ meinen eine auf pyrotechnische Art zu entzündende Treibstoffladung vorgesehen. Wenn durch einen Stromimpuls von der einen Fahrzeug-Crash erkennenden Sensorik eine Anzündeinheit aktiviert wird, wird der meist in Tablettenform vorliegende Treibstoff entzündet und brennt in der sogenannten Brennkammer unter einem hohen Druck ab. Dadurch wird ein Treib- oder Abbrandgas erzeugt das aus der Brennkammer austritt. Das Treibgas wird gefiltert und strömt aus dem Gasgenerator in Richtung auf den Luft­ sack aus, den es bestimmungsgemäß in kurzer Zeit mit einer gasförmigen Füllmenge füllt.

Bei dem aus der DE 44 33 935 A1 bekannten Gasgenerator sind ein schalenförmiges Ober- und Unterteil über einen Klinkenverschluß miteinander verbunden, wobei das Ober- und Unterteil jeweils eine zylinderförmige Innen- und Außenwand aufweisen. Der Klinkenverschluß besteht beim Unterteil aus an den äußeren Rändern der Innenwand nach innen und der Außenwand nach außen gerichteten Rastklinken. Die äußeren Ränder dieser Wände sind axial geschlitzt, so daß eine Federwirkung entsteht. Diese Federwirkung ist erforderlich, damit beim Zusammenschieben des Unterteils und des Oberteils die nach innen gerichteten Rastklinken nach innen und die nach außen ge­ richteten Rastklinken nach außen vorgespannt werden, so daß im zusammengescho­ benen Zustand die beiden Rastklinken in im Oberteil vorgesehene Hinterschneidungen einrasten.

Da die Hinterschneidungen im Oberteil nahe des Oberteilbodens vorgesehen sind, ist deren Herstellung, insbesondere wenn die Innen- und Außenwände des Oberteils eine entsprechende axiale Höhe überschreiten, sehr schwierig. Außerdem sind zwischen dem Ober- und Unterteil zwei Klinkenverbindungen, eine an den Außenwänden und eine an den Innenwänden der Teile, auszubilden. Da die Innenwände beider Teile ge­ meinsam die Brennkammer bilden, läßt sich der bekannte Gasgenerator bei anderen Durchmesser oder axialen Höhen nicht modulartig zusammensetzen.

Der vorliegenden Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, einen Gasge­ nerator der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß die die Klinkenverbin­ dung bildenden Teile leicht hergestellt werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Unterteil an seiner zy­ linderförmigen Außenwand nach innen und in Verbindungsrichtung des Oberteils ge­ richtete Klinkenvorsprünge aufweist, die im verbundenen Zustand beider Teile in ent­ sprechende, als Öffnungen ausgeführte Aussparungen in der zylindrischen Außen­ wand des Oberteils eingreifen.

Der erfindungsgemäße Gasgenerator hat damit den wesentlichen Vorteil, daß über nur eine Klinkenverbindung zwischen den Außenwänden des Oberteils mit dem Unterteil beide Teile miteinander verbunden sind. Innenwände sind daher zum Verbinden beider Teile nicht erforderlich und können als separate Teile eingesetzt werden, was einen modularen Innenaufbau des Gasgenerators ermöglicht. Bei gleichem Unterteil kann die axiale Höhe des Gasgenerators durch entsprechende Wahl der axialen Höhe des Oberteils individuell eingestellt werden. Außerdem lassen sich die Aussparungen im Oberteil unabhängig von der axialen Höhe des Oberteils leicht herstellen.

Bevorzugt weisen die Klinkenvorsprünge jeweils eine in Verbindungsrich­ tung zulaufende Auflaufschräge für das Oberteil auf. Die einzelnen Auflauf­ schrägen bilden gemeinsam eine in Verbindungsrichtung konisch zulaufen­ de Einführhilfe, die beim Zusammenschieben beider Teile zugleich das Ober­ teil im Bereich der fensterförmigen Aussparungen in Richtung auf die Klin­ kenvorsprünge radial nach innen vorspannt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gasgene­ rators sind die Klinkenvorsprünge an ihrem radial inneren Ende durch einen axialen Absatz in Verbindungsrichtung verlängert. Diese Absätze verhindern, daß bei einer auf das Oberteil radial nach innen wirkenden Kraft eine fen­ sterförmige Aussparung außer Eingriff mit dem zugehörigen Klinkenvor­ sprung gerät.

Eine ganz besonders vorteilhafte Ausführungsform ist dadurch gekenn­ zeichnet, daß die zylinderförmige Außenwand des Oberteils mehrere in Ver­ bindungsrichtung offene, axiale Schlitze aufweist. Durch diese axialen Schlit­ ze ist der Rand des Oberteils im Bereich der fensterförmigen Aussparungen in mehrere Umfangssegmente untergeteilt, die dadurch radial nach innen federn können. Diese Federwirkung ist erforderlich, damit beim Zusam­ menschieben des Oberteils in das Unterteil die Umfangssegmente nach in­ nen vorgespannt werden, so daß sie im zusammengeschobenen Zustand die Klinkenvorsprünge hintergreifen.

Bei einer besonders bevorzugten Weiterbildung dieser Ausführungsform verbreitern sich die Schlitze entgegen der Verbindungsrichtung zu Öffnun­ gen, die auch im verbundenen Zustand beider Teile nach außen offen sind. Diese Öffnungen verstärken zum einen die Federwirkung der einzelnen Um­ fangssegmente und können gleichzeitig als Ausströmöffnungen für das im Gasgenerator erzeugte Gas genutzt werden.

Eine bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß das Un­ terteil in Verbindungsrichtung unterhalb der Klinkenvorsprünge eine radial nach innen offene Ringnut zur Aufnahme eines Dichtrings aufweist. Der Dichtring dichtet das Ober- und Unterteil bei Ausbildung der Klinkenverbin­ dung gleichzeitig in diesem Bereich ab, so daß das im Gasgenerator erzeug­ te Gas nicht über die Klinkenverbindung entweichen kann.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind das Ober- und Un­ terteil im verbunden Zustand durch ein axiales Brennkammerrohr beab­ standet. Das Brennkammerrohr wird beim Zusammenschieben beider Teile zwischen diese eingesetzt und definiert den Abstand zwischen Ober- und Unterteil, wobei gegebenenfalls das Brennkammerrohr etwas federnd gela­ gert ist, damit beim Zusammenschieben z. B. die axialen Absätze der Klin­ kenvorsprünge überwunden werden können. Das Brennkammerrohr dient gleichzeitig als Stützrohr und erlaubt eine einfache modulare Bauweise des Gasgenerators.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das Oberteil durch ein Filterkammerrohr und einen Verschlußdeckel gebildet. Diese Ausfüh­ rungsform hat den Vorteil, daß bei einer Änderung der axialen Höhe des Oberteils der Verschlußdeckel beibehalten werden kann und nur ein ent­ sprechend langes Filterkammerrohr gewählt zu werden braucht. Das Filter­ kammerrohr dient gleichzeitig als Klinkenrohr und verbessert den modula­ ren Aufbau des Gasgenerators erheblich.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung dieser Weiterbildung ist dadurch gekenn­ zeichnet, das Filterkammerrohr an seinem einen Ende um den Verschluß­ deckel umgebogen ist. Durch den umgebogenen Rand ist der Verschluß­ deckel in einer Axialrichtung bzgl. dem Filterkammerrohr festgelegt und kann z. B. durch das Brennkammerrohr auch in der anderen Richtung fest­ gelegt werden, so daß keine zusätzlichen Befestigungen erforderlich sind.

Bei einer anderen vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, daß eine in die Brennkammer weisende Anzündeinheit in eine zentrale Bohrung des Verschlußdeckels eingesetzt ist. Beispielsweise kann die Anzündeinheit in eine Gewindebohrung des Verschlußdeckels eingeschraubt sein.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung dieser Weiterbildung ist dadurch kenn­ zeichnet, daß zwischen der Anzündeinheit und dem Unterteil ein axiales Zentralrohr innerhalb der Brennkammer festgelegt ist. Zweckmäßigerweise ist im Boden des Unterteils eine entsprechende Ringnut zur Aufnahme eines Rohrendes des Zentralrohrs und an der Anzündeinheit eine Anlageschulter für das andere Rohrende ausgebildet. Weitere Befestigungsmittel zur Fest­ legung des Zentralrohrs innerhalb der Brennkammer sind nicht erforderlich, wodurch sich die Montage des Gasgenerators weiter vereinfacht.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gasgene­ rators ist die Brennkammer im verbundenen Zustand beider Teile nach au­ ßen über Dichtungen abgedichtet. Dadurch ist ein Entweichen des im Gas­ generator erzeugten Gases an nicht vorgesehenen Stellen ausgeschlossen.

Über die Länge des Filterkammerrohres, des Brennkammerrohres und des Zentralrohres kann jede gewünschte axiale Höhe des Gasgenerators herge­ stellt werden. Weiterhin läßt sich das System auch mit allen gewünschten Durchmessern modulartig leicht herstellen.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeichnung. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter aufgeführten Merkmale erfindungsgemäß jeweils einzeln für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen Verwendung finden. Die gezeigte und beschriebene Ausführungsform ist nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern hat vielmehr beispielhaften Charakter für die Schil­ derung der Erfindung.

Die Erfindung ist im Ausführungsbeispiel und in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die Figuren zeigen stark schematisiert ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemä­ ßen Gasgenerators und sind nicht notwendigerweise maßstäblich zu verste­ hen. Es zeigen:

Fig. 1 einen axialen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Gasge­ nerator im zusammengebauten Zustand;

Fig. 2 einen Querschnitt durch den Gasgenerator gemäß II-II in Fig. 1;

Fig. 3 in vergrößerter Schnittdarstellung das Detail gemäß III-III in Fig. 2; und

Fig. 4 den Gasgenerator der Fig. 1 in einer Außenansicht von vorn.

In Fig. 1 ist ein Gasgenerator 1 dargestellt, dessen Gehäuse im wesentlichen aus ei­ nem Unterteil 2, und einem aus einem Filterkammerrohr 3 und einem Verschlußdeckel 5 gebildeten Oberteil besteht. Zum Zusammenbau des Gasgenerators wird das Ober­ teil in Verbindungsrichtung 29 in das Unterteil 2 eingeschoben. Im folgenden werden zunächst die weiteren Teile des Gasgenerators 1 geschildert, bevor auf seine Funkti­ onsweise eingegangen wird.

Das Filterkammerrohr 3 ist an seinem in Fig. 1 oberen Ende 4 um den Verschlußdeckel 5 umgebogen, während es an seinem anderen zylinderförmigen Ende durch nach un­ ten offene, axiale Schlitze 12 in mehrere, im Ausführungsbeispiel in acht Umfangsseg­ mente 13 unterteilt ist. Die Schlitze 12 verbreitern sich nach oben zu Ausströmöffnun­ gen 15, deren Funktion unten erläutert ist. Am unteren Ende der Umfangsabschnitte 13 ist jeweils eine rechteckige, als Öffnung ausgebildete Aussparung 14 (Fig. 3) vorge­ sehen. Aufgrund der axialen Schlitze 12 und der Ausströmöffnungen 15 können die Umfangssegmente 13 an ihrem jeweiligen freien Ende radial nach innen federn.

An der zylinderförmigen Außenwand des Unterteils 2 erstrecken sich radial nach innen und in Verbindungsrichtung 29 gerichtete Klinkenvorsprünge 10. Wie genauer in Fig. 3 gezeigt ist, weist ein derartiger Klinkenvorsprung 10 eine in Verbindungsrichtung 29 radial nach innen gerichtete Auflaufschräge 10a auf und ist an seinem radial inneren Ende in Verbindungsrichtung 29 durch einen Absatz 11 axial verlängert. In Verbin­ dungsrichtung 29 unterhalb des Klinkenvorsprunges 10 läuft eine radial nach innen offene Ringnut 16 in der Außenwand des Unterteils 2 um.

Wenn das Filterkammerrohr 3 in Verbindungsrichtung 29 in das Unterteil 2 hineinge­ schoben wird, laufen die Umfangssegmente 13 bei diesem Zusammenschieben auf die Auflaufschrägen 10a auf und werden radial nach innen vorgespannt. Daher wird der Klinkenvorsprung 10 von dem zugehörigen Umfangssegment 13 hintergriffen, sobald sich die fensterförmige Aussparung 14 auf der Höhe des Klinkenvorsprungs 10 befin­ det (Fig. 3). Bei dieser verrasteten Klinkenverbindung verhindert der Absatz 11 daß das Umfangssegment 13 sich radial nach innen aus dem Bereich des Klinkenvor­ sprungs 10 bewegen kann. Über einen in die Ringnut 16 eingelegten Dichtring 17 sind das Unterteil 2 und die Umfangsabschnitte 13 unterhalb der Klinkenvorsprünge 10 ge­ geneinander abgedichtet.

Zwischen dem Verschlußdeckel 5 und dem Unterteil 2 ist ein Brennkammer­ rohr 6 angeordnet (Fig. 1), das an einem axialen Schulterabschnitt 9 des Ver­ schlußdeckels 5 sowie an einem axialen Schulterabschnitt 8 des Unterteils 2 formschlüssig an liegt. Über dieses Brennkammerrohr 6 sind der Verschluß­ deckel 5 und damit auch das Filterkammerrohr 3 gegenüber dem Unterteil 2 definiert beabstandet. Damit dennoch ein Herumgreifen der Umfangsseg­ mente 13 um den Absatz 11 des Klinkenvorsprunges 10 möglich ist, ist das Brennkammerrohr 6 über einen stirnseitig in einer Ringnut des Verschluß­ deckels 5 angeordneten elastischen Ring 26a derart federnd gelagert, daß der Absatz 11 des Klinkenvorsprunges 10 beim Zusammenschieben des Oberteils in das Unterteil 2 überwunden werden kann.

In eine zentrale Gewindebohrung 19 des Verschlußdeckels 5 ist eine in das Innere des Gasgenerators 1 weisende Anzündeinheit 20 eingeschraubt. Zwi­ schen dieser Anzündeinheit 20 und dem Unterteil 2 ist ein axiales Zentral­ rohr 21 festgelegt, wozu im Boden des Unterteils 2 eine Ringnut zur Auf­ nahme des unteren Endes des Zentralrohrs 21 vorgesehen sein kann. Der ringförmige Raum zwischen Brennkammerrohr 6 und Zentralrohr 21 defi­ niert eine Brennkammer 7, die über Dichtungen 26b, 27, 28 im verbundenen Zustand nach außen abgedichtet ist. Das Zentralrohr 21 ist über Austritts­ öffnungen 22 mit der Brennkammer 7 verbunden, in der sich ein Treibstoff 23 in Tablettenform befindet. Auch in dem in den Fig. 1 und 4 gezeigten verbundenen Zustand des Gasgenerators 1 sind die Ausströmöffnungen 15 nicht von dem Unterteil 2 abgedeckt, sondern sind offen und führen aus ei­ ner durch das Filterkammerrohr 3 und das Brennkammerrohr 6 definierten ringförmigen Filterkammer 25 nach außen (Fig. 3).

Im Falle eines Fahrzeug-Crashs aktiviert eine geeignete Sensorik (nicht ge­ zeigt) die Anzündeinheit 20, die über die Zündöffnungen 22 den in der Brennkammer 7 befindlichen Treibstoff 23 zündet, wodurch heiße Treibgase entstehen. Diese Treibgase strömen dann aus der Brennkammer 7 durch die Austrittsöffnungen 24 in die ringförmige Filterkammer 25, die mit entspre­ chenden Filtereinsätzen (nicht gezeigt) gefüllt ist. In der Filterkammer 25 werden die Treibgase von festen Partikeln, die bei der Verbrennung des Treibstoffs 23 entstanden sind, gereinigt. Außerdem kühlt sich das heiße Treibgas an dem Filterkammerrohr 3 ab, wodurch noch im Gas enthaltene Schlacketeilchen oder sonstige Verunreinigungen kondensieren. Das so ge­ filterte Treibgas strömt aus den Ausströmöffnungen 15 in Richtung auf den Luftsack aus dem Gasgenerator 1 aus.

Claims (12)

1. Gasgenerator zum Erzeugen von Gas, das einen Luftsack in einem Airbag-System füllt, mit einem mindestens zweiteiligen, zylinderförmigen Gehäuse, dessen eines Teil (Oberteil) mit dem anderen Teil (Unterteil) über eine Klinkenverbindung verbunden ist, und mit einer Brennkammer, dadurch gekennzeichnet, daß das Unterteil (2) an seiner zylinderförmigen Außenwand nach innen und in Verbindungsrichtung (29) des Oberteils (3, 5) gerichtete Klinkenvorsprünge (10) aufweist, die im verbundenen Zustand beider Teile (2; 3, 5) in entsprechende, als Öffnungen ausgeführte Aussparungen (14) in der zylindrischen Außenwand des Oberteils (3, 5) eingreifen.

2. Gasgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klinkenvorsprünge (10) jeweils eine in Verbindungsrichtung (29) zulaufende Auflaufschräge (10a) für das Oberteil (3, 5) aufweisen.

3. Gasgenerator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Klinkenvorsprünge (10) an ihrem radial inneren Ende durch einen axialen Absatz (11) in Verbindungsrichtung (29) verlängert sind.

4. Gasgenerator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zylinderförmige Außenwand des Oberteils (3, 5) mehrere in Verbindungsrichtung (29) offene, axiale Schlitze (12) aufweist.

5. Gasgenerator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Schlitze (12) entgegen der Verbindungsrichtung (29) zu Öffnungen (15) verbreitern, die auch im verbundenen Zustand beider Teile (2; 3, 5) nach außen offen sind.

6. Gasgenerator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Unterteil (2) in Verbindungsrichtung (29) unterhalb der Klinkenvorsprünge (10) eine radial nach innen offene Ringnut (16) zur Aufnahme eines Dichtrings (17) aufweist.

7. Gasgenerator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ober- und Unterteil (2; 3, 5) im verbundenen Zustand durch ein axiales Brennkammerrohr (6) beabstandet sind.

8. Gasgenerator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Oberteil (3, 5) durch ein Filterkammerrohr (3) und einen Verschlußdeckel (5) gebildet ist.

9. Gasgenerator nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterkammerrohr (3) an seinem einen Ende um den Verschlußdeckel (5) umgebogen ist.

10. Gasgenerator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine in die Brennkammer (7) weisende Anzündeinheit (20) in eine zentrale Bohrung (19) des Verschlußdeckels (5) eingesetzt ist.

11. Gasgenerator nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Anzündeinheit (20) und dem Unterteil (2) ein axiales Zentralrohr (21) innerhalb der Brennkammer (7) festgelegt ist.

12. Gasgenerator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennkammer (7) im verbundenen Zustand beider Teile (2; 3, 5) nach außen über Dichtungen (26b, 27, 28) abgedichtet ist.