DE19701663A1 - Gasgenerator - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Gasgenerator für Airbags.

Bekannte Gasgeneratoren weisen eine gaserzeugende Fest­ stoffladung und ein in einer Kammer enthaltenes Druck­ gas auf. Mittels eines Anzündelements, das elektrisch auslösbar ist, wird die Feststoff Ladung gezündet. Das entstehende Brenngas wird mit dem Druckgas gemischt, indem die Kammer, in welcher sich das Druckgas befin­ det, geöffnet wird. Das Gemisch aus Brenngas und Druck­ gas wird über einen Diffusor an den Airbag abgegeben. In dem Brenngas sind feste Verbrennungsrückstände ent­ halten.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Gasgenerator für Airbags zu verbessern.

Erfindungsgemäß ist die Aufgabe durch die Merkmale im Patentanspruch 1 gelöst.

Der erfindungsgemäße Gasgenerator für Airbags weist zwei Kammern auf, die jeweils eine Gaskomponente ent­ halten. Beim Auslösen des Gasgenerators werden die bei­ den Gaskomponenten vermischt und ein reaktives Gas wird gebildet. Das reaktive Gas wird von einem Anzündelement gezündet. Mit dem bei der Verbrennung entstehenden Gas wird der Airbag aufgeblasen.

Da erfindungsgemäß keine Feststoffladung zur Gaserzeu­ gung verbrannt wird, entstehen keine festen Verbren­ nungsrückstände.

Das reaktive Gas setzt sich aus einer brennbaren und einer als Oxidator dienenden Gaskomponente zusammen. Nach dem Mischen beider Gaskomponenten findet unter dem Temperatureinfluß des Anzündelements die Reaktion statt, die das Aufblasen des Airbags bewirkt. Als Gas­ komponenten werden beispielsweise unter Druck verflüs­ sigtes N₂O und ebenfalls unter Druck verflüssigtes C₂H₆O eingesetzt.

Da erfindungsgemäß erst beim Vermischen der beiden Gas­ komponenten ein reaktives Gas aus zwei nicht-reaktiven Gaskomponenten entsteht, können die beiden Kammern, die jeweils eine der beiden Gaskomponenten enthalten, durch Schweißen verschlossen werden. Hierzu wird beispiels­ weise eine Befüllöffnung der Kammern mechanisch, z. B. durch Eindrücken einer Kugel, verschlossen. Die Kugel wird anschließend unter Schutzgas verschweißt.

Vorzugsweise wird zum Mischen der beiden Gaskomponenten eine Trennwand zwischen den beiden Kammern durch das Anzündelement zerstört. Hierzu wird eine pyrotechnische Mischung des Anzündelements elektrisch gezündet. Mit Hilfe des entstehenden Brenngases kann beispielsweise ein hohler Kolben angetrieben werden, der die Trennwand durchstößt, wodurch sich die beiden Gaskomponenten ver­ mischen. Anstelle des hohlen Kolbens kann von dem An­ zündelement auch ein Masseteil, beispielsweise eine Kugel, beschleunigt werden. Anschließend wird das reak­ tive Gas von der Flamme des Anzündelements gezündet. Das Anzündelement dient somit gleichzeitig zum Zerstö­ ren der Trennwand zwischen den beiden Kammern, so daß sich die beiden Gaskomponenten mischen, und ferner zum Anzünden des durch das Mischen entstehenden reaktiven Gases.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist das Anzündelement außerhalb der beiden Kammern angeord­ net. Somit wird durch das von dem Anzündelement freige­ setzte Brenngas mittels eines hohlen Kolbens o. ä. eine Außenwand einer Kammer und die Trennwand zwischen den beiden Kammern zerstört, so daß sich die beiden Gaskom­ ponenten wiederum zu einem reaktiven Gas vermischen. Da das Anzündelement außerhalb beider Kammern angeordnet ist, ist das Anschließen des Anzündelements an eine Stromzufuhr erleichtert.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des er­ findungsgemäßen Gasgenerators ist eine erste Kammer im Innern des Behälters vorgesehen. In diesen Behälter ist ein kleiner Behälter eingesetzt, der die zweite Kammer bildet. Hierbei sind die Außenabmessungen des kleineren Behälters so gewählt, daß sie den Innenabmessungen des größeren Behälters entsprechen, so daß der größere Be­ hälter von dem kleineren Behälter verschlossen werden kann, indem der kleinere Behälter in den größeren ge­ steckt und mit diesem fest verbunden wird. Dies ist insbesondere zum Vermischen der beiden Gaskomponenten vorteilhaft, da die in dem größeren Behälter vorgesehe­ ne erste Kammer von einer Außenwand des kleineren Be­ hälters abgeschlossen ist. Somit dient diese Außenwand gleichzeitig als Trennwand zwischen beiden Kammern. Es ist daher nicht erforderlich, zum Mischen der beiden Gaskomponenten zusätzlich eine Außenwand des größeren Behälters zu zerstören.

Zum Mischen beider Gaskomponenten muß der hohle Kolben des Anzündelements nach dem Zerstören der Außenwand des kleineren Behälters gegen den hohen Druck des durch die entstandene Öffnung aus strömenden Gases ausreichend Energie aufweisen, um durch den kleineren Behälter hin­ durch bewegt zu werden und die Trennwand zu zerstören.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist der kleinere Behälter daher eine Einbuchtung auf, in welche das Anzündelement hineinragt. Aufgrund der Ein­ buchtung einer Außenwand des kleineren Behälters ist der Abstand zu der gegenüberliegenden Außenwand, welche die Trennwand zwischen den Behältern bildet, verrin­ gert. Der zum Zerstören der Wände vorgesehene hohle Gaskolben muß somit für eine kürzere Strecke gegen den Gasdruck durch den kleineren Behälter hindurchbewegt werden. Somit ist das Zerstören beider Wände bei gerin­ gerem Energieaufwand sichergestellt.

Da die beiden Kammern vorzugsweise hintereinander an­ geordnet sind, kann das Anzündelement ebenfalls in Rei­ he zu den beiden Kammern angeordnet werden. Somit ist ein Gasgenerator in schlanker Bauweise realisiert.

Vorzugsweise ist eine der beiden Gaskomponenten brenn­ bar und die andere nicht brennbar. Bei der Ausführungs­ form, in welcher der kleinere Behälter als Verschluß des größeren Behälters dient, befindet sich das nicht brennbare Gas vorzugsweise in dem kleineren, dem An­ zündelement zugewandten Behälter.

Ferner kann die brennbare Gaskomponente mit einem wei­ teren Gas verdünnt werden, um die Reaktionsgeschwindig­ keit des reaktiven Gases zu steuern. Bei diesen handelt es sich beispielsweise um CO₂.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die einzige Figur der Zeichnung näher erläutert.

In der schematischen Zeichnung ist eine bevorzugte Aus­ führungsform des Gasgenerators für Airbags als Schnitt­ ansicht dargestellt. Der Gasgenerator weist zwei mit Gas gefüllte Kammern 10, 11 und ein Anzündelement 12 auf. Die Kammer 10 befindet sich in einem zylindrischen Behälter 13. In den Behälter 13 ist ein kleinerer Be­ hälter 14 eingesetzt, der ebenfalls rotationssymme­ trisch ist und die Kammer 11 für die zweite Gaskompo­ nente bildet.

Der kleinere Behälter 14 ist in der Zeichnung von links in den größeren Behälter 13 eingeführt, bis die Unter­ seite des kleineren Behälters 14 an einem Absatz 15 des Behälters 13 anliegt. Der Außendurchmesser des kleine­ ren Behälters 14 entspricht in diesem Aufnahmebereich dem Innendurchmesser des größeren Behälters 13. Der kleinere Behälter 14, ist durch eine umlaufende Schweißnaht 16 an einer nach außen weisenden Stirnseite 23 des kleineren Behälters 14 mit dem größeren Behälter 13 fest verbunden. Somit ist der Behälter 13 dicht ver­ schlossen.

Das Anzündelement 12 ist in einer Halterung 21 aufge­ nommen. Die ebenfalls rotationssymmetrische Halterung 21 weist einen kreisringförmigen Ansatz 22 auf, dessen Innendurchmesser dem Außendurchmesser des größeren Be­ hälters 13 entspricht. Der Ansatz 22 der Halterung 21 ist auf den größeren Behälter 13 in axialer Richtung aufgesteckt und mit diesem fest verbunden. Die Halte­ rung 21 ist so auf den größeren Behälter 13 aufge­ steckt, daß das Anzündelement 12 auf derselben Seite des größeren Behälters 13 wie der kleinere Behälter 14 angeordnet ist.

Der kleinere Behälter 14 weist ferner an der zu dem Anzündelement 12 weisenden Stirnseite 23 eine zylin­ drische Einbuchtung 24 auf, die sich in axialer Rich­ tung erstreckt. Eine Innenwand 25 ist parallel zu der Stirnseite 23 des kleineren Behälters 14 angeordnet. Der Innenwand 25 liegt die zweite Stirnfläche des klei­ neren Behälters 14 gegenüber, die gleichzeitig eine Trennwand 26 zwischen den beiden Kammern 10, 11 bildet. Somit ist der Abstand zwischen der Innenwand 25 der Einbuchtung 24 und der Trennwand 26 relativ klein.

In die Einbuchtung 24 ragt ein Kolben 31 des Anzündele­ ments 12. Wird das Anzündelement 12 durch eine Stromzu­ fuhr über nicht dargestellte Kontakte aktiviert, so wird in dem Anzündelement 12 eine pyrotechnische Mi­ schung verbrannt. Aufgrund des Drucks der dabei entste­ henden Brenngase wird der Kolben 31 in Richtung der Innenwand 25 beschleunigt und zerstört sowohl die In­ nenwand 25 als auch die Trennwand 26. Somit mischen sich die beiden in den Kammern 10, 11 befindlichen Gas­ komponenten, so daß ein reaktives Gas entsteht. Das reaktive Gas wird von dem Anzündelement 12 gezündet. Hierbei erhöht sich der Druck in dem größeren Behälter 13, so daß ein zerstörbares Verschlußteil 32 zerstört und eine Öffnung 33 des größeren Behälters 13 geöffnet wird.

Durch die Öffnung 33 strömt das Gasgemisch in einen Diffusor 34, der in axialer Richtung mit dem größeren Behälter 13 über Ansätze 35 fest verbunden ist. Der Diffusor 34 weist zwei Öffnungen 36 auf, durch welche das Gasgemisch in den Airbag gelangt und diesen auf­ bläst.

Claims (9)

1. Gasgenerator für Airbags, mit zwei Kammern (10, 11), die jeweils eine Gaskomponente enthalten, wobei die Gaskomponenten bei Vermischung ein reak­ tives Gas bilden, und mit einem Anzündelement (12) zum Anzünden des Gases.

2. Gasgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das Anzündelement (12) derart angeordnet ist, daß mittels eines vom ihm freigesetzten Brenngases eine die beiden Kammern (10, 11) tren­ nende Trennwand (26) zerstörbar ist.

3. Gasgenerator nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Anzündelement (12) derart ange­ ordnet ist, daß mittels des von ihm freigesetzten Brenngases eine Außenwand (25) einer Kammer (11) und die Trennwand (26) zwischen den beiden Kammern (10, 11) zerstörbar ist.

4. Gasgenerator nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammern (10, 11) hinterein­ ander angeordnet sind und die dem Anzündelement (12) abgewandte Kammer (10) mit einem zerstörbaren Verschlußteil (32) verschlossen ist.

5. Gasgenerator nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Kammer (10) im In­ neren eines Behälters (13) vorgesehen ist, in den ein die zweite Kammer (11) bildender kleiner Be­ hälter (14) eingesetzt ist.

6. Gasgenerator nach Anspruch 4 oder 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der kleinere Behälter (14) eine Einbuchtung (24) aufweist, in welche das An­ zündelement (12) hineinragt.

7. Gasgenerator nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß beide Gaskomponenten verflüs­ sigt sind.

8. Gasgenerator nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß die eine der beiden Gaskompo­ nenten brennbar und die andere nicht brennbar ist.

9. Gasgenerator nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die brennbare Gaskomponente mit ei­ nem Gas verdünnt ist.