DE2364268A1 - Gasgenerator, insbesondere zum aufblasen eines dem schutz von fahrzeuginsassen dienenden gassacks - Google Patents
Gasgenerator, insbesondere zum aufblasen eines dem schutz von fahrzeuginsassen dienenden gassacksInfo
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Description
BAYERN-CHEMIE Gesellschaft für
flugchemische Antriebe mit beschränkter Haftung A s c- h a u
Ottobrunn, 20. Dez. 1973 BS63 Hi/ml
7635
Gasgenerator, insbesondere zum Aufblasen eines dem Schutz
von Fahrzeuginsässen dienenden Gassacks
Die Erfindung betrifft einen Gasgenerator, insbesondere zum Aufblasen eines dem Schutz von Fahrzeuginsassen dienenden
Gassacks, mit einer einen Festtreibstoff enthaltenden zylindrischen Brennkammer, aus der das erzeugte Gas über
einen Durchgangsraum in eine Auslaßöffnung gelangt.
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Die Entwicklung von Feststoffgeneratoren zur schnellen Bereitstellung
größerer Gasmengen erfolgte für verschiedene Anwendungszwecke, z.B. für das automatische Füllen von dem
passiven Schutz der Insassen von Personentransportmitteln dienenden Gassäcken. Bei den dafür vorgesehenen Konstruktionen
mußten immer wieder die gleichen Schwierigkeiten überwunden werden, die sich daraus ergeben, daß Feststoffgeneratoren
ein heißes, explosives Gas entwickeln, welches zahlreiche Abbrandrückstände mit sich führt.
Ein Vorschlag zur Behebung dieser Schwierigkeiten ist aus der DOS 2 237 859 bekannt. Hierin wird ein Generator beschrieben,
der aus einem hohlen Behälter besteht, der durch eine Zwischenwand in einen ersten Raum und einen mit diesem
in Verbindung stehenden zweiten Raum unterteilt ist, wobei der zweite Raum durch ein perforiertes Teil in zwei Kammern
unterteilt ist, von denen in der ersten Kammer ein pyro— chemisches Gemisch und Mittel zur Entzündung des Gemisches
und in der zweiten Kammer ein Kühlmittel vorgesehen sind. Eine Schalldämpfung soll durch Umleitung des explosiven
Gases von dem zweiten Raum in den ersten Raum und evtl. durch einen vor der Austrittsöffnung vorgesehenen Gaszerstäuber
erfolgen. Die Kühlung soll beim Durchströmen des heißen Gases durch das Kühlmittel bewirkt werden und Abbrandrückstände
werden durch ein Drahtgitter zurückgehalten.
Bei diesem Generator beansprucht der erste Raum einschl. der Kammer mit dem Kühlmittel ein wesentlich größeres Volumen
als die eigentliche Brennkammer, wodurch der Generator platzmäßig ziemlich aufwendig wird. Durch das Kühlmittel,
an das hohe Anforderungen bezüglich seiner Eigenschaften gestellt wird, verteuert sich die gesamte Anordnung noch
weiter.
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5 09826/0182
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen platzsparenden Gasgenerator zu schaffen, der ohne zusätzliche
Hilfsmittel ein sowohl auf Betriebstemperatur abgekühltes, als auch von Abbrandrückstanden freies Gas liefert, welches
schallgedämpft die Austrittsöffnungen verläßt.
Ausgehend von einem Generator.der eingangs genannten Art
wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Durchgangsraum ringförmig um die Brennkammer angeordnet
und als Fliehkraft-Staubabscheidungsraum ausgebildet ist.
In Weiterbildung der Erfindung sind am Oberteil der Brennkammer
tangential aus ihrer Wandung austretende, in den Durchgangsraum hineinreichende Austrittsrohre angeordnet.
Vorteilhaft ist der Durchgangsraum erfindungsgemäß so ausgebildet,
daß er unterhalb der Austrittsrohre bis nahe zum Boden durch eine an der Außenwand des Gehäuses ansetzende
konische Zwischenwand mit Überlaufkante in einen radial innenliegenden Gasführungsraum und einen radial hinter der
Zwischenwand befindlichen Staubabscheidungsraum aufgeteilt ist und daß in ihm eine seinen oberen Teil in zwei konzentrische
Ringräume aufteilende Rippe angeordnet ist, wobei in dem äußeren, nur nach unten offenen Ringraum die
Austrittsrohre der Brennkammer hineinführen und der innere Ringraum den Durchgangsraum mit dem Gasauslaß verbindet.
Nach einem weiteren Erfindungsmerkmal ist zwischen dem inneren Ringraum und dem Gasauslaß ein Filter und eine
dem Filter nachgeordnete Verdammung eingebaut.
Eine vorteilhafte Ausführung der Erfindung sieht vor, daß der Durchgangsraum und die Brennkammer mit einem unter Druck
stehenden, inerten Gas gefüllt sind.
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Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß das aus der Brennkammer ausströmende
Gas rein mechanisch gekühlt, gesäubert und schallgedämpft wird· Diese überraschende Wirkung wird durch die vorteilhafte
Anwendung der an sich bekannten Fliehkraft-Staubabscheidung in Feststoff-Gasgeneratoren ermöglicht. Der erfindungsgemäße
Generator erfüllt alle nachfolgend aufgeführten Anforderungen, die an ein für technische Zwecke
bereitzustellendes Gas gestellt werden. Diese sind: Gleichförmiges Abbrennen der Feststoffkörper, gleichmäßiges
Abströmen der Gase bei konstantem Druck während der Abbrandzelt sowie ein auf Betriebstemperatur abgekühltes, staubfreies
Gas.
Der hinter dem inneren Ringraum und vor den Gasaustrittsöffnungen angeordnete Filter scheidet noch die letzten
feinen Schwebeteilchen ab. Die hinter dem Filter angeordnete Verdammung ermöglicht im Ruhezustand die Füllung des
Druckraumes und der Brennkammer mit inertem Gas, z.B. Stickstoff, wodurch der Gasgenerator vor dem Eindringen
von Außenluft geschützt und isoliert wird, und dient im Betriebszustand einem besseren Druckaufbau des ausströmenden
Gases.
Nach einem weiteren Erfindungsmerkmal sind in der Brennkammer gebundene Treibstoffkörper geschichtet.
In vorteilhafter Weiterbildung ist die Erfindung gekennzeichnet durch ein aus einem Oberteil und einem Unterteil
bestehenden Gehäuse, das in der Mitte die Brennkammer aufnimmt, dessen Wandungen den Durchgangsraum begrenzen und
an dessen Oberseite der Gassack sowie die ihn füllende Auslaßöffnung angeordnet sind.
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Durch das System der mechanischen Staubabscheidung und Kühlung erfüllt die Erfindung hervorragend die besonderen
Anforderungen, die an die Betriebssicherheit von passiven Sicherheitssystemen mit aufblasbaren Gassäcken gestellt
werden. Es sichert stets reproduzierbare Ergebnisse bei hohen Stückzahlen. Diese Arbeitscharakteristik wird noch
— infolge der hohen Staubaufnahmefähigkeit des Systems durch die Verwendung von robusten, gebundenen Treibstoffkörpern
(z.B. Pellets, Scheiben, Segmente) gefördert.
Die Kühlwirkung des Generators kann entsprechend einer weiteren Ausbildung der Erfindung dadurch unterstützt
werden, daß die Gehäusewandungen außen mit Kühlrippen versehen sind.
Weitere Anwendungen des erfindungsgemäßen Gasgenerators, bei denen insbesondere auch die Sauberkeit und das gleichmäßige
Abströmen des gekühlten Gases vorteilhaft sind, ergeben sich z.B. zum Antrieb von Turbinen zur Stromerzeugung
ferngesteuerter Pflugkörper und zur Bildung von unter der Wasseroberfläche erzeugter Blasenschleier.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben:
Es zeigen:
Figur 1 einen Querschnitt durch einen Feststoff-Gasgenerator
zum Aufblasen eines Gassacks und
Figur 2 einen Schnitt durch den Generator nach Fig. 1
entsprechend den Linien II—II.
Alle Teile des Gasgenerators werden von einem zweiteiligen, aus einem Oberteil 1 und einem Unterteil 2 bestehenden Gehäuse
aufgenommen. Die Gehäuseteile sind durch Schrauben
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Ό —
und Muttern 4 miteinander verbunden. In einen Zentrierbund des Gehäuseunterteils 2 ist eine Brennkammer 6 eingesetzt
und mittels eines O-Ringes 7 abgedichtet. In der Brennkammer
sind durch Distanzringe 8 in ihrer Lage fixierte ringscheibenförmige Treibsatzkörper 9 geschichtet. In die
Brennkammermitte ist mittels einer Zündschraube 10 eine Anzündladung 11 eingesetzt, die von einer elektrischen
Zündpille 12 anzündbar ist. Das Gehäuseoberteil 1 greift mit einem durch einen Dichtungsring gedichteten Bund 13
in das Gehäuseunterteil 2. An dem Bund 13 ist eine konisch verlaufende Zwischenwand 14 mit Überlaufkante 14a angesetzt,
die einen zwischen den Gehäuseteilen 1 und 2 und der Brennkammer 6 bestehenden ringförmigen Durchgangsraum 15 in einen
radial innen liegenden Gasführungsraum 16 und einen radial hinter der Zwischenwand liegenden Staubabscheidungsraum 17
unterteilt. Am Gehäuseoberteil 1 ist weiterhin eine in den Durchgangsraum 15 hineinragende Rippe 18 angeordnet, die
den oberen Teil des Durchgangsraumes in einen inneren Ringraum 19 und einen äußeren Ringraum 20 unterteilt«
Aus der Wandung der Brennkammer 6 treten oberhalb der Treibsatzkörper
9 drei Austrittsrohre 21 für das erzeugte Gas tangential heraus· Die Austrittsrohre 21 durchstoßen die
Rippe 18 und enden mit ihren Öffnungen im äußeren Ringraum
20. Das Oberteil 1 endet in eine nach außen führende rohrförmige Gasauslaßöffnung 22, in die Durchbrüche 23 eingearbeitet
sind, die mit dem inneren Ringraum 19 über einen Durchtrittsschlitz 24 in Verbindung stehen· In den Durchtrittsschlitz
24 ist ein Ringfilter 25 mit einer Verdammung 26 eingesetzt. In die Gasauslaßöffnung 22, die auf die
Brennkammer 6 drückt, ragt ein rohrförmiges Verlängerungsstück 27 der Brennkammer. Auf das Oberteil 1 ist mit einer
Ringschelle 28 ein Gassack 29 befestigt. Schließlich sind außen auf die Wandung des Gehäuseoberteils 1 Kühlrippen 30
angebracht.
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Nachfolgend soll die Wirkungsweise der Erfindung beschrieben werden· Durch Anzünden der Anzündladung 11 mittels der Zündpille
12 werden auch die Treibsatzkörper 9 angezündet, wobei sie heißes Rohgas entwickeln, welches durch die Austrittsrohre 21 in den äußeren Ringraum 20 geschleudert wird.
Durch die tangentiale Anordnung der Austrittsrohre 21 entsteht in dem konischen Gasführungsraum 16 eine schnelle
radiale Wandströmung, - die sich schraubenförmig in Richtung des Pfeiles 31 fortsetzt und sowohl durch das nachdrängende
Gas als auch die konische Verengung des Raumes 16 stark beschleunigt wird. Die dadurch entwickelte große Fliehkraft
drängt die Staubteilchen des Gases nach außen, wodurch diese an der Zwischenwand 14 nach unten sinken und über die Überlaufkante
14a in den Staubabscheidungsraum 17 gedrängt werden. Das gereinigte Gas steigt an der Wand der Brennkammer
6 hoch, gelangt in den inneren Ringraum 19 und staut sich vor dem Filter 25 und der Verdammung 26, bis ein ausreichend
hoher Druck die z.B. aus Aluminiumfolie bestehende Verdammung,
durchstößt. Beim Durchtritt durch den Filter 25 werden noch die letzten feinen Abbrandrückstande abgeschieden.
Das gereinigte Gas strömt danach durch, den Durchtrittsschlitz 24, und die Durchbrüche 23 in die Gasauslaßöffnung 22,
wobei das rohrförmige Verlängerungsstück 27 der Brennkammer 6 die Führung des Gases unterstützt. Durch die Umlaufströmung
des Gases in dem durch die Kühlrippen 30 gekühlten Gehäuseoberteil 1 wird das Gas auf eine Temperatur abgekühlt,
welche die empfindliche Haut des aufzublasenden Gassacks 29
nicht angreift..
Patentansprüche:
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Claims (9)
- PatentansprücheV 1. Gasgenerator, insbesondere zum Aufblasen eines demV /Schutz von Fahrzeuginsassen dienenden Gassacks, miteiner einen Festtreibstoff enthaltenden zylindrischen Brennkammer, aus der das erzeugte Gas über einen Durchgangsraum zum Auslaß gelangt, dadurch g e k e η η zeichnet , daß der Durchgangsraum (15) als Fliehkraft-Staubabscheidungsraum ausgebildet ist.
- 2. Gasgenerator nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet , daß am Oberteil der Brennkammer (6) *»*% tangential aus ihrer Wandung austretende, in den Durchgangsraum (15) hineinreichende Austrittsrohre (21) angeordnet sind.
- 3. Gasgenerator nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Durchgangsraum (15) unterhalb der Austrittsrohre (21) durch eine an der Außenwand des Gehäuses (1) ansetzende konische Zwischenwand (14) mit Überlaufkante (14a) in einen radial innenliegenden Gasführungsraum (16) und einen radial hinter der Zwischenwand befindlichen Staubabscheidungsraum (17) aufgeteilt ist.-9-5098 26/0 18 223S4268
- 4. Gasgenerator nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß im Durchgangsraum (15) eine seinen oberen Teil in zwei konzentrische Ringräume aufteilende Rippe (18) angeordnet ist, wobei in dem äußeren, nur nach unten offenen Ringraum (20) die Austrittsrohre (21) der Brennkammer (6) hineinführen und der innere Ringraum (19) den Durchgangsraum (15) mit dem G as au s laß (22) verbindet,.
- 5. Gasgenerator nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß zwischen dem inneren Ringraum (19) und dem Gasauslaß (22) ein Filter (25) und eine dem Filter nachgeordnete Verdammung (26) eingebaut ist.
- 6. Gasgenerator nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß der Durchgangsraum (15) und die Brennkammer (6) mit einem unter Druck stehenden, inerten Gas gefüllt sind. ·
- 7. Gasgenerator nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet , daß in der Brennkammer (6) gebundene Treibstoffkörper (9) geschichtet sind.
- 8. Gasgenerator nach den Ansprüchen 1 bis 7, gekennzeichnet durch ein aus einem Oberteil (1) und einem Unterteil (2) bestehenden Gehäuse, das in der Mitte die Brennkammer (6) aufnimmt, dessen Wandungen den Durchgangsraum (15) begrenzen und an dessen Oberseite der Gassack (29) sowie die ihn füllende'Auslaßöffnung (22) angeordnet sind.
- 9. Gasgenerator nach Anspruch 8, dadurch g e k e η η zeichnet , daß die Gehäusewandungen außen mit Kühlrippen (30) versehen sind. . -809826/0182JO .Leerseite
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|---|---|
| DE2364268C3 (de) | 1980-07-03 |
| DE2364268B2 (de) | 1979-10-18 |
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Legal Events
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| OGA | New person/name/address of the applicant | ||
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| 8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
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