DE19912540B4

DE19912540B4 - Gasgenerator für einen ausschäumbaren Luftsack

Info

Publication number: DE19912540B4
Application number: DE1999112540
Authority: DE
Inventors: Peter Tiefenthaler
Original assignee: Autoliv Development AB
Current assignee: Autoliv Development AB
Priority date: 1999-03-19
Filing date: 1999-03-19
Publication date: 2006-04-20
Anticipated expiration: 2019-03-20
Also published as: DE19912540A1

Abstract

Insassen-Aufprallschutzsystem, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem im Auslösefall aus einem eingefalteten Einbauzustand aufzublasenden Luftsack und mit wenigstens einem mittels einer Zündvorrichtung zu aktivierenden und ein in einer Kammer bevorratetes gaserzeugendes Material beinhaltenden Gasgenerator zur Erzeugung der zum Aufblasen des Luftsackes erforderlichen Gasmenge, wobei das Aufprallschutzsystem einen Vorrat von Kunststoffpartikeln aufweist, der bei Zündung des Gasgenerators von dem erzeugten Gasstrom aufgenommen und in den aufzublasenden Luftsack eingetragen wird und durch Aufschäumen in dem Luftsack zusätzlich zu dem Gaspolster eine dauerhafte feste Struktur ausbildet, dadurch gekennzeichnet, dass die als Granulat vorliegenden Kunststoffpartikel (16) gemeinsam mit dem gaserzeugenden Material im Inneren der Kammer (11) des Gasgenerators (10) bevorratet sind und von dem erzeugten Gasstrom durch die Ausströmöffnungen (19) des Gasgenerators (10) in den sich aufblasenden Luftsack ausgetragen werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Insassen-Aufprallschutzsystem, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem im Auslösefall aus einem eingefalteten Einbauzustand aufzublasenden Luftsack und mit wenigstens einem mittels einer Zündvorrichtung zu aktivierenden und ein in einer Kammer bevorratetes gaserzeugendes Material beinhaltenden Gasgenerator zur Erzeugung der zum Aufblasen des Luftsackes erforderlichen Gasmenge, wobei das Aufprallschutzsystem einen Vorrat von Kunststoffpartikeln aufweist, der bei Zündung des Gasgenerators von dem erzeugten Gasstrom aufgenommen und in den aufzublasenden Luftsack eingetragen wird und durch Aufschäumen in dem Luftsack zusätzlich zu dem Gaspolster eine dauerhafte feste Struktur ausbildet.

Ein Insassen-Aufprallschutzsystem mit den vorstehenden Merkmalen ist in der älteren, nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung DE 199 01 811 A1 beschrieben. Bei der bekannten Schutzvorrichtung ist ein Vorratsbehälter für die Kunststoffpartikel zwischen dem Gasgenerator und dem aufzublasenden Gassack derart angeschlossen, dass das aus dem Gasgenerator ausströmende Gas die Kunststoffpartikel aus dem seitlich angesetzten Vorratsbehälter heraussaugt und mit in den aufzublasenden Luftsack hineinträgt. Mit diesem älteren Vorschlag ist der Nachteil verbunden, dass ein geregelter Eintrag der Kunststoffpartikel in den Luftsack schwierig einzustellen ist.

Weiterhin ist aus der DE 297 03 360 U1 ein Insassen-Aufprallschutzsystem bekannt, bei dem der Gasgenerator und ein Speicherbehälter für die Bevorratung eines in flüssiger oder fester Form vorliegenden Dichtmittels in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind. Um einen Kontakt des Dichtmittels mit der Treibladung des Gasgenerators zur vermeiden, ist der Speicherbehälter für das Dichtmittel zum Gasgenerator hin mit einer Berstmembran und zu einer angeschlossenen Verteilerdüse hin mit einer weiteren Berstmembran verschlossen. Hiermit ist ein komplizierter Aufbau des entsprechenden Gasgenerators verbunden.

Bei dem in der US 3 853 334 beschriebenen Insassen-Aufprallschutzsystem ist zwischen dem Gasgenerator und dem aufzublasenden Luftsack ein gesondertes, mit entsprechenden Kunststoffpartikeln gefülltes Gehäuse angeordnet, welches bei Auslösung des Insassen-Aufprallschutzsystems von den freigesetzten Aufblasgasen durchströmt wird, so dass die Aufblasgase die Kunststoffpartikel mitreißen und in den Luftsack einbringen.

Schließlich ist es aus der US 5 104 466 bekannt, bei einem Gasgenerator in dem gaserzeugenden Material Partikel aus einem glas- oder silikonähnlichen Material anzuordnen, die bei Zündung des Gasgenerators und Verbrennung des gaserzeugenden Materials für eine Kühlung der Verbrennungsgase und deren Kondensation sorgen, so dass entsprechende Verbrennungsreste in der Brennkammer des Gasgenerators verbleiben. Mit dieser Maßnahme ist aber ein Einfluss auf die Schutzwirkung des aufgeblasenen Luftsackes etwa in der Form von dessen Abdichtung nicht verbunden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Insassen-Schutzsystem mit den gattungsgemäßen Merkmalen einen einfacheren Aufbau des Gasgenerators mit Kunststoffpartikelbevorratung zur Verfügung zu stellen und den Eintrag der Kunststoffpartikel in den Luftsack zu verbessern.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den nebengeordneten Ansprüchen 1 und 2; vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung sieht in einer ersten Ausführungsform vor, dass die als Granulat vorliegenden Kunststoffpartikel gemeinsam mit dem gaserzeugenden Material im Inneren der Kammer des Gasgenerators bevorratet sind und von dem erzeugten Gasstrom durch die Ausströmöffnungen des Gasgenerators in den sich aufblasenden Luftsack ausgetragen werden. Mit dieser Lösung ist der Vorteil einer platzsparenden und konstruktiv einfachen Ausbildung des Schutzsystems verbunden, weil nur noch ein Gehäuse vorzusehen ist und die Befüllung des Gehäuses sowohl mit dem gaserzeugenden Material als auch mit den Kunststoffpartikeln vereinfacht ist.

In einer zweiten Ausführungsform sieht die Erfindung vor, dass die als Granulat vorliegenden und in der zugeordneten Kammer des Gasgenerators bevorrateten Kunststoffpartikel in einer unter Druck stehenden Inertgasatmosphäre aufbewahrt sind und von dem erzeugten Gasstrom durch die Ausströmöffnungen des Gasgenerators in den sich aufblasenden Luftsack ausgetragen werden. Hieraus ergibt sich der Vorteil, dass eine vorzeitige Reaktion der Kunststoffpartikel mit dem gaserzeugenden Material vermieden ist, wie sie unter ungünstigen Umgebungsumständen oder auch bei einer langen Lebensdauer des Gasgenerators eintreten könnte.

Ferner bleibt in der Inertgasatmosphäre die Reaktionsfähigkeit der Kunststoffpartikel erhalten.

Beiden Ausführungsformen gemeinsam ist der Vorteil zu eigen, dass die jeweils in dem Gasgenerator mit angeordneten Kunststoffpartikel auf direktem Wege von dem erzeugten Gasstrom aufgenommen und ausgetragen werden, so dass der Luftsack unmittelbar und räumlich eng an den Gasgenerator angeschlossen sein kann.

Die Auswahl und Auslegung der Kunststoffpartikel ist dabei so zu treffen, dass die in dem Gasgenerator bevorrateten Kunststoffpartikel klein und leicht sind, so dass bei Bewegungen des Fahrzeuges in dem noch nicht ausgelösten Zustand des Insassen-Aufprallschutzsystems keine Klappergeräusche auftreten. Ferner müssen die Kunststoffpartikel so bemessen sein, dass sie durch die gegebenenfalls mit Filterelementen versehenen Ausströmöffnungen hindurchströmen können. Weiterhin dürfen die Partikel beim Ausströmvorgang nicht derart beschleunigt werden, dass sie beim Auftreffen auf das Luftsackgewebe dieses beschädigen und so den Luftsack platzen lassen. Ferner darf bei der Aktivierung der Kunststoffpartikel kein Rauch entstehen, der über die gegebenenfalls vorgesehenen Ventilierungseinrichtungen in den Innenraum des Fahrzeuges strömen könnte, und schließlich müssen die Kunststoffpartikel so beschaffen sein, dass sie sowohl bei sehr niedrigen als auch bei sehr hohen Temperaturen einen sicheren Ausschäumvorgang für den Luftsack gewährleisten.

Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das gaserzeugende Material in einer Kammer des Gasgenerators angeordnet und zur Bevorratung der Kunststoffpartikel eine gesonderte Druckkammer vorgesehen ist.

Weiterhin kann nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen sein, dass der Gasgenerator neben der das gaserzeugende Material beinhaltenden Kammer und der Druckkammer zur Aufnahme der Kunststoffpartikel eine Mischkammer aufweist, wobei die zum Luftsack zu führenden Ausströmöffnungen der Mischkammer zugeordnet sind.

In einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Druckkammer für die Aufnahme wenigstens zweiter Komponenten eines duroplastischen Kunststoffes in einer unter Druck stehenden Inertgasatmosphäre eingerichtet ist, wobei als ein derartiger duroplastischer Kunststoff ein Polyurethan zum Einsatz kommen kann, so dass in diesem Fall von dem in der Kunststofftechnik bekannten Prinzip eines Duromer-Gießverfahrens Gebrauch gemacht wird.

Soweit die Kunststoffpartikel in einer unter Druck stehenden Inertgasatmosphäre bevorratet sind, kann als Inertgas beispielsweise Argon zum Einsatz kommen.

Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, daß die Ausströmöffnungen mit das Durchströmen der Kunststoffpartikel zulassenden Filterelementen versehen sind.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wiedergegeben, welches nachstehend beschrieben ist. Es zeigen:
1 einen Gasgenerator mit drei Kammern in einer Seitenansicht,
2 den Gegenstand der 1 in einer anderen Ausführungsform.
Der in 1 dargestellte Gasgenerator 10 weist eine erste Kammer 11 auf, in welcher eine Zündeinrichtung 12 sowie das gaserzeugende Material untergebracht wird. Über eine erste Trennwand 17 ist die erste Kammer 11 von einer benachbarten Mischkammer 13 getrennt, wobei in der Trennwand 17 eine Sollbruchstelle 18 angeordnet ist. Von der Mischkammer 13 nehmen Ausströmöffnungen 19 ihren Ausgang, über die das in dem Gasgenerator 10 erzeugte Gas in den an den Gasgenerator 10 angeschlossenen Luftsack gelangt. Wie nicht weiter dargestellt, können die Ausströmöffnungen 19 mit zugeordneten Filterelementen versehen sein.
An die Mischkammer 13 schließt unter Zwischenschaltung einer weiteren Trennwand 17 eine Druckkammer 15 an, in welcher Kunststoffpartikel 16 bevorratet sind, und zwar in einer unter Druck stehenden durch Zugabe von beispielsweise Argon erzeugten Inertgasatmosphäre.
Wird auf ein entsprechendes Signal hin die Zündeinrichtung 12 in der ersten Kammer 11 gezündet, kommt es dort zum Abbrennen des gaserzeugenden Materials, wobei das erzeugte Gas explosionsartig in die Mischkammer eintritt und dabei auch die Trennwand 17 zur Druckkammer 15 öffnet, so daß die dort unter Druck bevorrateten Kunststoffpartikel 16 in die Mischkammer 13 gerissen und von hier von dem über die Ausströmöffnungen 19 abströmenden Gas aufgenommen und in den sich aufblasenden Luftsack transportiert werden. Die in fester oder auch flüssiger Form vorliegenden Kunststoffpartikel werden aktiviert, indem sie einerseits durch die Hitze der erzeugten Gase und andererseits durch den Druck des aus der Druckkammer 15 ausströmenden Gases Energie aufnehmen, und in Folge der dadurch herbeigeführten Aktivierung der Kunststoffpartikel 16 bildet sich im Luftsack ein Schaum aus, der nach kurzer Zeit aushärtet und in dem Luftsack eine feste Struktur ausbildet. Nach Entweichen des Gases aus dem Luftsack, insbesondere im Rahmen einer eingestellten Ventilierung zur Dämpfung des Insassenaufpralls, verbleibt der mindestens in einem Teilvolumen mit dem ausgehärteten Schaum gefüllte Luftsack als Schutzelement und bietet insbesondere bei Mehrfachaufprall dem Insassen weiterhin Schutz.
Bei dem in 2 vorgesehenen Ausführungsbeispiel ist die Druckkammer 15 durch eine Zwischenwand 20 unterteilt, so daß in der Druckkammer 15 getrennt voneinander beispielsweise zwei Komponenten eines duroplastischen Kunststoffes bevorratet werden können, die bei Aktivierung des Gasgenerators über die Mischkammer 13 und den Ausströmvorgang in den Luftsack zusammengeführt werden und somit im Luftsack ausschäumen.

Claims

Insassen-Aufprallschutzsystem, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem im Auslösefall aus einem eingefalteten Einbauzustand aufzublasenden Luftsack und mit wenigstens einem mittels einer Zündvorrichtung zu aktivierenden und ein in einer Kammer bevorratetes gaserzeugendes Material beinhaltenden Gasgenerator zur Erzeugung der zum Aufblasen des Luftsackes erforderlichen Gasmenge, wobei das Aufprallschutzsystem einen Vorrat von Kunststoffpartikeln aufweist, der bei Zündung des Gasgenerators von dem erzeugten Gasstrom aufgenommen und in den aufzublasenden Luftsack eingetragen wird und durch Aufschäumen in dem Luftsack zusätzlich zu dem Gaspolster eine dauerhafte feste Struktur ausbildet, dadurch gekennzeichnet, dass die als Granulat vorliegenden Kunststoffpartikel (16) gemeinsam mit dem gaserzeugenden Material im Inneren der Kammer (11) des Gasgenerators (10) bevorratet sind und von dem erzeugten Gasstrom durch die Ausströmöffnungen (19) des Gasgenerators (10) in den sich aufblasenden Luftsack ausgetragen werden.
Insassen-Aufprallschutzsystem, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem im Auslösefall aus einem eingefalteten Einbauzustand aufzublasenden Luftsack und mit wenigstens einem mittels einer Zündvorrichtung zu aktivierenden und ein in einer Kammer bevorratetes gaserzeugendes Material beinhaltenden Gasgenerator zur Erzeugung der zum Aufblasen des Luftsackes erforderlichen Gasmenge, wobei das Aufprallschutzsystem einen Vorrat von Kunststoffpartikeln aufweist, der bei Zündung des Gasgenerators von dem erzeugten Gasstrom aufgenommen und in den aufzublasenden Luftsack eingetragen wird und durch Aufschäumen in dem Luftsack zusätzlich zu dem Gaspolster eine dauerhafte feste Struktur ausbildet, dadurch gekennzeichnet, dass die als Granulat vorliegenden und in der zugeordneten Kammer (11, 15) des Gasgenerators (10) bevorrateten Kunststoffpartikel (16) in einer unter Druck stehenden Inertgasatmosphäre aufbewahrt sind und von dem erzeugten Gasstrom durch die Ausströmöffnungen (19) des Gasgenerators (10) in den sich aufblasenden Luftsack ausgetragen werden.
Insassen-Aufprallschutzsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das gaserzeugende Material in einer Kammer (11) des Gasgenerators (10) angeordnet und zur Bevorratung der Kunststoffpartikel (16) eine gesonderte Druckkammer (15) vorgesehen ist.
Insassen-Aufprallschutzsystem nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasgenerator (10) neben der das gaserzeugende Material beinhaltenden Kammer (11) und der Druckkammer (15) zur Aufnahme der Kunststoffpartikel (16) eine Mischkammer (13) aufweist, wobei die zum Luftsack führenden Ausströmöffnungen (19) der Mischkammer (13) zugeordnet sind.
Insassen-Aufprallschutzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffpartikel (16) aus einem thermoplastischen Kunststoff bestehen.
Insassen-Aufprallschutzsystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffpartikel (16) aus Polypropylen bestehen.
Insassen-Aufprallschutzsystem nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckkammer (15) für die Aufnahme wenigstens zweiter Komponenten eines duroplastischen Kunststoffes in einer unter Druck stehenden Inertgasatmosphäre eingerichtet ist.
Insassen-Aufprallschutzsystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der duroplastische Kunststoff ein Polyurethan ist.
Insassen-Aufprallschutzsystem nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Inertgas Argon in die Druckkammer (15) des Gasgenerators (10) eingebracht ist.
Insassen-Aufprallschutzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausströmöffnungen (19) mit das Durchströmen der Kunststoffpartikel (16) zulassenden Filterelementen versehen sind.