DE19757478A1 - Pyrotechnischer Gasgenerator - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen pyrotechnischen Gasgenerator nach dem Oberbegriff des
Anspruchs 1.
Aus der gattungsgemäßen EP 0 773 145 A2 ist eine Anordnung zum mehrstufigen
Zünden eines pyrotechnischen Gasgenerators für passive Rückhaltesysteme in
Kraftfahrzeugen bekannt. Der Gasgenerator besteht aus zwei voneinander unabhän
gigen Laderäumen in denen jeweils Treibstoff enthalten ist und denen jeweils eine
Anzündeinheit zugeordnet ist. Diese Anzündeinheiten sind unabhängig voneinander
anzuzünden. Beide Laderäume sind mit einem gemeinsamen Expansionsraum ver
bunden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen pyrotechnischen Gasgenerator nach
dem Oberbegriff des Anspruchs 1 so zu gestalten, daß bei kleiner Baugröße und ge
ringem Gewicht insgesamt niedrige Herstellkosten erzielt sind. Dabei soll ein Über
zünden vom Expansionsraum in die einzelnen Laderäume verhindert werden.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß zwischen den Laderäumen
und dem Expansionsraum ein gemeinsamer, als Membran ausgebildeter Deckel an
geordnet ist, daß in jedem Laderaum eine erste Lochblechscheibe angeordnet ist, auf
der der Deckel aufliegt daß außerhalb der Laderäume unmittelbar über dem Deckel
eine zweite Lochblechscheibe angeordnet ist, wobei der Deckel zwischen der ersten
und zweiten Lochblechscheibe eingeklemmt ist und daß in der ersten Lochblech
scheibe kleinere Bohrungen als in der zweiten Lochblechscheibe angeordnet sind.
Der beanspruchte Sandwichbau von erster Lochblechscheibe - Membran - zweiter
Lochblechscheibe mit den größeren Bohrungen in der zweiten Lochblechscheibe hat
den Vorteil, daß die Membran bei einem bestimmten Funktionsdruck in den Laderäu
men durchbrochen wird und die Gasschwaden des Treibstoffs in den Expansionsraum
gelangen können. Ein ungewolltes Überzünden vom Expansionsraum in den Lade
raum ist jedoch nicht möglich, wenn die Membran in ihrer Dicke so dimensioniert ist,
daß sie an den relativ kleinen Bohrungen der ersten Lochblechscheibe nicht geöffnet
wird.
In bevorzugter Ausführungsform haben die Bohrungen in der ersten Lochblechschei
be einen Durchmesser zwischen 1 mm und 5 mm, die Bohrungen in der zweiten
Lochblechscheibe einen Durchmesser zwischen 6 mm und 10 mm und der Deckel
bzw. die Membran hat eine Dicke zwischen 0,1 und 0,5 mm. Es können hier jedoch
auch andere Werte sinnvoll sein. Ist z. B. der Deckel bzw. die Membran dicker als 0,1
bis 0,5 mm, dann muß der Durchmesser der Bohrungen in den beiden Lochblech
scheiben ebenfalls vergrößert werden.
Wichtig ist jedoch, daß ein Öffnen des Deckels von "innen", d. h. vom Laderaum mög
lich ist, jedoch vom Expansionsraum in den Laderaum nicht.
Vorteilhafterweise sind die Laderäume in einem einteiligen Ladebehälter angeordnet,
wobei der Boden des Ladebehälters als Generatorstruktur ausgebildet ist. Dies be
deutet, daß der Boden stabiler als die Seitenwände ist.
Zur Vermeidung eines Überzündens von einem Laderaum in den anderen, ist bevor
zugt eine Nut in den Wänden der Laderäume bzw. im Ladebehälter angeordnet, in der
der Deckel formschlüssig gehalten ist. Zum besseren Halt ist zweckmäßigerweise in
die Nut ein zusätzliches Klemmelement, z. B. ein Ring, eingesetzt. Dieses Klemmele
ment kann auch z. B. eingeschweißt oder eingeklebt werden. Zur weiteren Verbesse
rung der Dichtheit ist bevorzugt der Deckel mit der Wand der Laderäume bzw. dem
Ladebehälter als Bördel ausgebildet, d. h. verbördelt. Durch diese Maßnahmen ist ein
Dichtungslabyrinth geschaffen. Je nach den Erfordernissen kann die Nut auch nur um
einen Laderaum gelegt werden.
Im Boden des Ladebehälters sind bevorzugt in die Laderäume hineinragende An
zündeinheiten eingesetzt. Der Boden kann hierzu entsprechend eingewölbt sein oder
die Anzündeinheiten sind über ein Dichtungselement eingesetzt.
Erfindungsgemäß ist der Ladebehälter von einem Gehäuse umgeben, welches durch
Clinchen und/oder Bördeln mit dem Ladebehälter verbunden ist.
Bevorzugt besteht der Ladebehälter aus Aluminium und ist im Fließpreßverfahren
hergestellt.
Der Expansionsraum ist sinnvollerweise mit einem den Ladebehälter konzentrisch
umgreifenden Filterraum verbunden und der Filterraum steht über Öffnungen mit ei
nem Luftsack in Verbindung und bildet so einen Airbag.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Figuren, die nachfolgend be
schrieben sind. Es zeigt:
Fig. 1 im Schnitt einen erfindungsgemäßen Gasgenerator,
Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie A-A in Fig. 1,
Fig. 3 den Ausschnitt B aus Fig. 1 vergrößert dargestellt,
Fig. 4 den Ausschnitt C aus Fig. 1 vergrößert dargestellt,
Fig. 5 den Ausschnitt D aus Fig. 1 vergrößert dargestellt und
Fig. 6 den Ausschnitt E aus Fig. 1 vergrößert dargestellt.
Fig. 1 zeigt im Schnitt einen erfindungsgemäßen pyrotechnischen Gasgenerator und
Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie A-A in Fig. 1.
Der Gasgenerator besteht aus einem einteiligen Ladebehälter 9, dessen Boden 10 als
Generatorstruktur ausgebildet ist. Im Ladebehälter 9 sind zwei Laderäume 1a, 1b an
geordnet, die durch eine Trennwand 17 voneinander getrennt sind. In den Boden 10
des Ladebehälters 9 sind zwei in die Laderäume 1a, 1b hineinragende Anzündeinhei
ten 3a, 3b eingesetzt. Der Boden 10 des Ladebehälters 9 ist zur Aufnahme der An
zündeinheiten 3a, 3b in die Laderäume 1a, 1b eingewölbt und bildet so einen Einsetz
raum. Die Anzündeinheiten 3a, 3b füllen diesen Einsetzraum vollständig aus und be
stehen im wesentlichen aus einem Anschlußstecker, einem Anschlußelement, einem
Zündmittel und einer Verstärkungsladung. Eine derartige Anzündeinheit ist beispiel
haft beschrieben in der EP 0 618 424 B1. Es kann jedoch auch jede andere An
zündeinheit verwendet werden.
Durch Einkerben und Umbiegen des Bodens 10 sind die Anzündeinheiten 3a, 3b im
Ladebehälter 9 festgesetzt. Fig. 3 zeigt den Ausschnitt B aus Fig. 1 vergrößert dar
gestellt. Der Ladebehälter 9 bzw. die Wand des Einsetzraumes ist in einem Bereich
als Sollbruchstelle 19 ausgebildet. Bei Anzündung der Anzündeinheiten 3a, 3b reißt
an dieser Sollbruchstelle 19 die Behälterwand auf und der Anzündstrahl trifft auf den
in dem Laderäumen angeordneten Treibstoff 2.
Der Laderaum 1a ist sichelförmig ausgebildet und umschließt halbseitig den zylinder
förmigen kleineren Laderaum 1b. Die Laderäume 1a, 1b sind vollständig mit Treibstoff
2 in Form von Pellets gefüllt, wobei ein Drahtgewirk 18 am Boden der Laderäume als
Volumenausgleich eingelegt ist. Den Deckel 5 bildet erfindungsgemäß eine Membran
die zwischen einer ersten 6 und einer zweiten Lochblechscheibe 7 eingeklemmt ist.
Der Aufbau dieser Sandwichbauweise Lochblechscheibe - Deckel - Lochblechscheibe
wird später eingehend an den Fig. 4-6 gezeigt.
Beide deckelseitigen Enden der Laderäume 1a, 1b grenzen an einen gemeinsamen
Expansionsraum 4, der wiederum über Durchbrüche 20 in der zweiten Lochblech
scheibe 7, die tellerförmig ausgebildet ist, mit einem den Ladebehälter 9 konzentrisch
umgreifenden Filterraum 15 verbunden ist. Dieser Filterraum 15 steht über Öffnungen
16 in der Wand des Gehäuses 14 mit einem nicht gezeigten Luftsack in Verbindung.
Das Gehäuse 14 umgibt den Ladebehälter 9 bis auf seinen Boden 10 vollständig und
ist mit diesem durch Clinchen 21 und Bördeln 22 verbunden. Das Gehäuse 14 ragt in
den Expansionsraum 4 und bildet so eine Auflage für die zweite Lochblechscheibe 7.
Ebenso bildet der tellerförmige Rand der zweiten Lochblechscheibe 7 eine Auflage für
das Gehäuse 14.
Wie schon ausgeführt, ist der als Membran ausgebildete Deckel 5 zwischen der er
sten 6 und zweiten Lochblechscheibe 7 eingeklemmt. Dies ist gut an den Fig. 4-6
zu sehen, wobei Fig. 4 den Ausschnitt C, Fig. 5 den Ausschnitt D und Fig. 6 den Aus
schnitt E aus Fig. 1 vergrößert darstellt.
Die erste Lochblechscheibe 6 ist formschlüssig im jeweiligen Laderaum 1a, 1b ange
ordnet und bildet eine Auflage für den Deckel 5. Außerhalb der Laderäume 1a, 1b
unmittelbar über dem Deckel 5 befindet sich die zweite Lochblechscheibe 7, die ein
teilig den gesamten Deckel 5 abdeckt.
Wie der Name Lochblechscheibe 6, 7 schon sagt, bestehen diese aus einem Blech
mit einer Vielzahl an Löchern bzw. Bohrungen 8a, 8b. Der Ladebehälter 9 ist aus
Aluminium im Fließpreßverfahren hergestellt.
Ein wesentliches Merkmal der Erfindung ist, daß die Bohrungen 8a in der ersten
Lochblechscheibe 6 kleiner sind als die Bohrungen 8b in der zweiten Lochblechschei
be 7. Dies zeigt am deutlichsten Fig. 5. Die Bohrungen 8a in der ersten Lochblech
scheibe haben bevorzugt einen Durchmesser zwischen 1 mm und 5 mm und die Boh
rungen 8b in der zweiten Lochblechscheibe 7 einen Durchmesser zwischen 6 mm und
10 mm. Der als Membran ausgebildete Deckel 5 hat bevorzugt eine Dicke zwischen
0,1 mm und 0,5 mm. Der Deckel 5 ist z. B. eine gasdichte Folie, z. B. eine Aluminium
folie.
Zur Abdichtung der Laderäume ist eine Nut 11 in der Wand des Laderaums 1b aus
gebildet, in der der Deckel 5 formschlüssig gehalten ist. Die Figuren zeigen eine
Ausführungsform bei der die Nut 11 nur in der Wand des Laderaums 1b eingelassen
ist. Die Nut 11 kann jedoch auch zusätzlich in der Wand des Laderaums 1a eingelas
sen sein oder nur dort und nicht in der Wand des Laderaums 1b.
In diese Nut 11 ist der Deckel 5 formschlüssig über ein zusätzliches Klemmelement 12
eingesetzt, wobei das Klemmelement 12 hier ein Ring ist, da der Laderaum 1b zylin
derförmig ausgebildet ist und damit das deckelseitige Ende einen Kreis bildet.
Zusätzlich ist der Deckel 5 mit der Wand des Laderaums 1b bzw. dem Ladebehälter 9
als Bördel 13 ausgebildet, der auch die Dichtfunktion gegen Umwelteinflüsse, wie
Feuchtigkeit, übernimmt. Dies zeigt am deutlichsten Fig. 4. Durch die Nut 11 in Ver
bindung mit dem Klemmelement 12 und gegebenenfalls dem Bördel 13 ist eine Laby
rinthdichtung geschaffen.
Aufgrund der großen Anzahl der kleinen Bohrungen 8a in der ersten Lochblechschei
be 6 kann diese ohne verdämmende Wirkung von den beim Abbrand des Treibstoffs 2
freigesetzten Gasschwaden durchströmt werden. Unmittelbar über dem als Membran
ausgebildeten Deckel 5 befindet sich die zweite Lochblechscheibe 7 mit größeren
Bohrungen 8b. An diesen Bohrungen 8b wird der Deckel 5 bei einem bestimmten
Funktionsdruck durchbrochen, und die Gasschwaden gelangen in den Expansions
raum 4. Ein ungewolltes Überzünden vom Expansionsraum 4 in den anderen Lade
raum ist nicht möglich, da der Deckel 5 in seiner Dicke so dimensioniert ist, daß er an
den relativ kleinen Bohrung 8a der ersten Lochblechscheibe 6 nicht geöffnet wird.
Durch die vorher schon beschriebene Labyrinthdichtung (Nut 11) wird ein Gasschlupf
von einem Laderaum zum anderen verhindert.
Aus dem Expansionsraum 4 strömen die Gasschwaden über Durchbrüche 20 in der
zweiten Lochblechscheibe 7 in den Filterraum 15, in dem sie gekühlt und gereinigt
werden. Danach verlassen sie über die Öffnungen 16 im Gehäuse 14 den Gasgenera
tor.
Claims (13)
1. Pyrotechnischer Gasgenerator, insbesondere für passive Rückhaltesysteme in
Kraftfahrzeugen, mit mindestens zwei voneinander unabhängigen Laderäumen
(1a, 1b) in denen Treibstoff (2) angeordnet ist, und denen jeweils eine unabhän
gig von der anderen ansteuerbare Anzündeinheit (3a, 3b) zugeordnet ist, und
alle Laderäume (1a, 1b) mit einem gemeinsamen Expansionsraum (4) verbunden
sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Laderäumen (1a, 1b) und
dem Expansionsraum (4) ein gemeinsamer als Membran ausgebildeter Deckel
(5) angeordnet ist, daß in jedem Laderaum (1a, 1b) eine erste Lochblechscheibe
(6) angeordnet ist, auf der der Deckel (5) aufliegt daß außerhalb der Laderäume
(1a, 1b) unmittelbar über dem Deckel (5) eine zweite Lochblechscheibe (7) an
geordnet ist, wobei der Deckel (5) zwischen der ersten (6) und zweiten Loch
blechscheibe (7) eingeklemmt ist und daß in der ersten Lochblechscheibe (6)
kleinere Bohrungen (8a) als in der zweiten Lochblechscheibe (7) angeordnet
sind.
2. Gasgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen
(8a) in der ersten Lochblechscheibe (6) einen Durchmesser zwischen 1 mm und
5 mm haben.
3. Gasgenerator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Boh
rungen (8b) in der zweiten Lochblechscheibe (7) einen Durchmesser zwischen 6
mm und 10 mm haben.
4. Gasgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet
daß der Deckel (5) eine Dicke zwischen 0,1 mm und 0,5 mm hat.
5. Gasgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet
daß die Laderäume (1a, 1b) in einem einteiligen Ladebehälter (9) angeordnet
sind und der Boden (10) des Ladebehälters (9) als Generatorstruktur ausgebildet
ist.
6. Gasgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet
daß eine Nut (11) in den Wänden der Laderäume (1a, 1b) bzw. im Ladebehälter
(9) angeordnet ist, in der der Deckel (5) formschlüssig gehalten ist.
7. Gasgenerator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in die Nut (11)
ein zusätzliches Klemmelement (12) eingesetzt ist.
8. Gasgenerator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Klemmele
ment (12) ein Ring ist.
9. Gasgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet
daß der Deckel (5) mit der Wand der Laderäume (1a, 1b) bzw. dem Ladebehäl
ter (9) als Bördel (13) ausgebildet ist.
10. Gasgenerator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß in dem Boden (10) des Ladebehälters (9) in die Laderäume (1a,
1b) hineinragende Anzündeinheiten (3a, 3b) eingesetzt sind.
11. Gasgenerator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Ladebehälter (9) von einem Gehäuse (14) umgeben ist, wel
ches durch Clinchen und/oder Bördeln mit dem Ladebehälter (9) verbunden ist.
12. Gasgenerator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Ladebehälter (9) aus Aluminium besteht und im Fließpreßver
fahren hergestellt ist.
13. Gasgenerator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Expansionsraum (4) mit einem den Ladebehälter (9) konzen
trisch umgreifenden Filterraum (15) verbunden ist und der Filterraum (15) über
Öffnungen (16) mit einem Luftsack in Verbindung steht.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: PETRI-DN GMBH INFLATOR SYSTEMS, 90765 FUERTH, DE |
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |