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Die
Erfindung betrifft einen Gasgenerator für ein Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem, mit einem Außengehäuse, das
wenigstens eine Ausströmöffnung aufweist,
die bis zu einem bestimmten Innendruck im Gasgenerator verschlossen
ist, und einer Brennkammer, die mit einem pyrotechnischen Treibsatz
gefüllt
ist.
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Derartige
Gasgeneratoren sind in zahlreichen Variationen aus dem Stand der
Technik bekannt. Dabei weisen einige Gasgeneratoren eine Strömungsregulierung
auf, durch die eine druckabhängige
variable Abströmung
des Gasgenerators erreicht wird. Auf diese Weise ist es möglich, die
Abströmung
an besonders niedrige bzw. besonders hohe Umgebungstemperaturen
anzupassen und die Verbrennung des Treibsatzes in der Brennkammer des
Gasgenerators zu beeinflussen.
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Die
Erfindung schafft einen Gasgenerator, der über eine druckabhängige variable
Abströmung verfügt und sich
durch eine besonders einfache und kostengünstige Herstellung auszeichnet.
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Erfindungsgemäß ist dazu
bei einem Gasgenerator der eingangs genannten Art vorgesehen, daß das Außengehäuse auch
die Brennkammerwand bildet und zumindest abschnittsweise durch eine
Folie gebildet ist, die sich bei Druck beaufschlagung verformt und
dadurch die Ausströmöffnung freigibt.
Der erfindungsgemäße Gasgenerator
verzichtet also im Vergleich zum Stand der Technik auf eine komplizierte
Konstruktion mit einer Vielzahl von Bauteilen. Statt dessen ist
das Außengehäuse im wesentlichen
durch eine hochfeste Folie gebildet, was sich günstig sowohl auf die Fertigung
und die damit verbundenen Kosten sowie den benötigten Bauraum im Gassackmodul
auswirkt.
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Ein
besonders leichter Gasgenerator wird dadurch erzielt, daß die Folie
vorzugsweise mindestens 50 % der Gesamtfläche des Außengehäuses bildet.
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Um
die Stabilität
des Gasgenerators zu gewährleisten,
sollte die Folie eine Metallfolie, insbesondere eine Stahlfolie,
sein.
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Es
können
mehrere Ausströmöffnungen
vorgesehen sein, deren effektiver Gesamtausströmquerschnitt vom Innendruck
abhängig
ist.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Außengehäuse ein
starres Basisteil, mit dem die Folie unter Bildung der Brennkammer
verbunden ist. Dieses starre Basisteil kann dann insbesondere einen
Zünder
des Gasgenerators aufnehmen.
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Die
Folie weist vorzugsweise einen Anlagebereich auf, mit dem sie im
nicht verformten Zustand am Basisteil flächig anliegt. Vorteilhaft sind
die Ausströmöffnungen
im Anlagebereich der Folie vorgesehen, werden also erst freigegeben,
nachdem sich die Folie verformt und zumindest teilweise vom Anlagebereich
abgehoben hat.
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Insbesondere
ist der Anlagebereich ein Befestigungsflansch, der an voneinander
umfangsmäßig beabstandeten
Befestigungsabschnitten am Basisteil befestigt ist, wobei zwischen
den Befestigungsabschnitten beim Verformen der Folie wenigstens
eine Ausströmöffnung entsteht.
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Die
Folie kann angeformte Laschen aufweisen, die durch Schlitze im Basisteil
geführt
und umgebogen sind. Dadurch ergibt sich eine besonders einfache
Ausgestaltung.
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Das
Basisteil ist vorteilhaft Teil eines Gassackmoduls, insbesondere
eines Modulgehäuses, wodurch
Bauteile eingespart werden können.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform hat
die Folie eine topf- oder glockenähnliche Form. Sie bildet zusammen
mit einem starren Basisteil in Form einer Platte ein abgeschlossenes
Außengehäuse.
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Im
Gehäuseinneren
sollte keine gasundurchlässige
Trennwand vorgesehen sein. Auf diese Weise ergibt sich ein besonders
einfacher Aufbau, der mit einem Minimum an Bauteilen auskommt.
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Die
Folie hat vorzugsweise eine Dicke von max. 2 mm.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung mehrerer bevorzugter Ausführungsformen anhand der beigefügten Zeichnung.
In dieser zeigt:
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1 eine
perspektivische Schnittansicht eines Gasgenerators gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung;
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2 eine
Unteransicht des aufgeschnittenen Gasgenerators aus 1,
ebenfalls in Perspektivdarstellung;
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3 eine
perspektivische Schnittansicht eines Gasgenerators gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der Erfindung;
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4 eine
perspektivische Schnittansicht eines Gasgenerators gemäß einer
dritten Ausführungsform
der Erfindung;
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5 eine
perspektivische Schnittansicht eines Gasgenerators gemäß einer
vierten Ausführungsform
der Erfindung;
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6 eine
Perspektivansicht eines teilweise geschnittenen Foliengehäuses des
Gasgenerators aus 4 in einem verformten Zustand
mit freigegebenen Ausströmöffnungen;
und
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7 eine
weitere Ausführungsform
eines Gasgenerators.
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1 zeigt
einen Gasgenerator 10, wie er in einem fahrerseitigen Gassackmodul
eines Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystems
zum Einsatz kommt. Der Gasgenerator 10 weist ein Außengehäuse 12 auf,
das durch ein Basisteil in Form einer starren Grundplatte 14 sowie
eine kuppel- bzw. glockenförmige,
hochfeste Stahlfolie 16 gebildet ist. Die Grundplatte 14 kann
dabei Teil eines (nicht dargestellten) Gassackmodulgehäuses sein.
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Die
Folie 16 weist einen Anlagebereich in Form eines ebenen
Befestigungsflansches 18 auf, der ringförmig flächig an der Grundplatte 14 anliegt. An
den Befestigungsflansch 18 sind mehrere umfangsmäßig voneinander
beabstandete Laschen 20 angeformt, die durch Schlitze 22 in
der Grundplatte 14 geführt
und auf der Unterseite der Grundplatte umgebogen sind (siehe 2).
Die Laschen 20 sind an der Unterseite der Grundplatte 14 festgelegt,
beispielsweise mittels Punktschweißungen oder Klebverbindungen.
Diese Verbindung muß eine
Feuchtebarriere schaffen und auch im Betriebsfall der entstehenden
Belastung standhalten. Im Bereich des Befestigungsflansches 18 sind
an den mit 24 bezeichneten Stellen ebenfalls punktuelle
Schweißverbindungen
zwischen der Folie 16 und der Grundplatte 14 vorgesehen.
Zwischen je zwei Laschen 20 weist die Folie 16,
genauer der Befestigungsflansch 18, eine Ausnehmung 26 auf.
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In
etwa mittig ist in die Grundplatte 14 ein Zünder 28 eingesetzt,
beispielsweise eingespritzt. Der Zünder 28 ragt zum Teil
ins Innere einer kuppelförmigen
Brennkammer 30, deren Wand direkt durch das Außengehäuse 12,
namentlich den kuppelförmigen
Bereich der Folie 16 sowie den mittleren Bereich der Grundplatte 14,
gebildet ist. Die Brennkammer 30 ist mit einem in den Figuren
nicht dargestellten Treibsatz gefüllt. Im Inneren der Brennkammer 30 ist
entlang eines Abschnitts des Außengehäuses 12 ein
Filtermaterial 32 vorgesehen, das im wesentlichen ringförmig ausgebildet
und mit der Grundplatte 14 in Kontakt ist. Dieses Filtermaterial 32 erstreckt
sich im Einbauzustand der 1 und 2 bis etwa
auf halbe Höhe
der Brennkammer 30. Es ist zu beachten, daß im Gehäuseinneren
keinerlei gasundurchlässige Trennwände vorgesehen
sind.
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Die 3 und 4 zeigen
alternative Ausgestaltungen des Gasgenerators 10. Dabei
tragen gleiche oder funktionsgleiche Bauteile gleiche Bezugszeichen,
und es wird nur auf die Unterschiede zur bereits beschriebenen Ausführungsform
eingegangen. Gemäß 3 sind
im Befestigungsflansch 18 mehrere Öffnungen 34 vorgesehen,
während
der Gasgenerator 10 gemäß 4 sich
von dem der 1 und 2 dadurch
unterscheidet, daß die Ausnehmungen 26 im
Befestigungsflansch 18 eine größere Breite aufweisen.
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5 zeigt
eine weitere Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Gasgenerators,
die in einem Beifahrergassackmodul eingesetzt wird und daher eine
längliche,
annähernd
zylindrische Form aufweist. Der Gasgenerator 10 der 5 weist
außerdem
in dem die Brennkammer 30 begrenzenden Abschnitt der Folie 16 zwei
Reihen von Ausströmöffnungen 36 auf,
vor denen Filtermaterial 32 angeordnet ist.
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Während in
den 1-5 die jeweiligen Gasgeneratoren 10 im
Einbauzustand gezeigt waren, zeigt 6 anhand
der Ausführungsform
aus 4 den verformten Zustand des Außengehäuses 12,
wenn es nach der Zündung
von innen mit einem entsprechenden Gasdruck beaufschlagt wird. Der besseren Übersicht
halber ist nur die Folie 16 dargestellt.
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Durch
die Verformung hebt sich der Befestigungsflansch 18 von
der Grundplatte 14 ab, wobei die Punktschweißungen an
den Stellen 24 brechen, und stellt sich gleichsam auf.
Dadurch werden die Ausnehmungen 26 zu Ausströmöffnungen,
die zwischen den nach wie vor fest mit der Unterseite der Grundplatte 14 verbundenen
Laschen 20 angeordnet sind. Auch die Öffnungen 34 beim Gasgenerator 10 gemäß 3 werden
hierbei freigegeben. Wie aus 6 ersichtlich
ist, vergrößert sich
das Volumen des Gasgenerators 10 bei Druckbeaufschlagung, was
unter Umständen
einen Einfluß auf
den Abbrand des Treibsatzes in der Brennkammer 30 haben
kann, da ein zusätzlicher
Expansionsraum geschaffen wird. Auch kann die Formveränderung
des Außengehäuses 12 beim Öffnen einer
Gassackmodul-Abdeckung behilflich sein.
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Je
nach Größe und Anzahl
der Öffnungen 34 (3)
bzw. Breite der Ausnehmungen 26 können unterschiedliche maximale
Abströmquerschnitte
erzielt werden. Natürlich
hängt der
in einem Auslösefall eingestellte
effektive Gesamtausströmquerschnitt vom
jeweiligen Innendruck und der daraus resultierenden individuellen
Verformung ab.
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Alternativ
zu den gezeigten Ausführungsformen
wäre es
denkbar, die Folie 16 mit einer Vielzahl von im Einbauzustand
kleinen Löchern
zu versehen, die als Gasausströmöffnungen
und gleichzeitig als Filter genutzt werden (auf ein zusätzliches
Filtermaterial könnte
dann verzichtet werden). Diese gelochte Folie dient als eine Art
Streckmetall, das durch den Gasstrom erst aufgeweitet wird und so
einen variablen Abströmquerschnitt
sowie eine Filter- und Kühlwirkung
erzielt. Außerdem
könnte
die Folie 16 bei der Fertigung von außen mit einem höheren Druck
beaufschlagt oder „gebürstet" werden, so daß sie sich verformt
und eng an den Treibsatz in der Brennkammer anlegt, wodurch Rasselgeräusche im
nicht aktivierten Zustand vermieden werden.
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7 schließlich zeigt
eine weitere Ausführungsform
eines Gasgenerators 10. Dabei handelt es sich um einen
zweistufigen Rohrgasgenerator, von dem nur ein endseitiger Diffusorabschnitt
gezeigt ist. Gas strömt
aus dem Inneren des Gasgenerators 10 durch eine Öffnung 38 in
eine Diffusor-Glocke 40 aus Folie, die mit dem Außengehäuse 12 verbunden,
insbesondere verschweißt
ist (Bezugszeichen 42). Die Diffusor-Glocke weist eine
erste Ausströmöffnung 43 auf,
durch die Gas im normalen Betriebszustand abströmen kann. Steigt der Druck
im Inneren des Gasgenerators 10 sehr stark an, beispielsweise
wenn (versehentlich oder absichtlich bei der Entsorgungszündung) beide
Stufen gleichzeitig gezündet
werden, wird die Diffusor-Glocke 40 angehoben und verformt sich
plastisch (gestrichelte Position B in 7). Dadurch
werden zwei weitere Ausströmöffnungen 44 freigegeben,
die im Einbau- bzw. normalen Betriebszustand am Außengehäuse 12 flächig anliegen
(siehe Position A). Die Diffusor-Glocke 40 kann optional im
nichtverformten Zustand durch Schweißverbindungen 46 am
Außengehäuse 12 festgelegt
sein, die bei entsprechendem Druck brechen.