DE2364268C3 - Feststoffgasgenerator, inbesondere zum Aufblasen eines dem Schütze von Fahrzeuginsassen dienenden Gassacks - Google Patents

Feststoffgasgenerator, inbesondere zum Aufblasen eines dem Schütze von Fahrzeuginsassen dienenden Gassacks

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DE2364268C3 DE19732364268 DE2364268A DE2364268C3 DE 2364268 C3 DE2364268 C3 DE 2364268C3 DE 19732364268 DE19732364268 DE 19732364268 DE 2364268 A DE2364268 A DE 2364268A DE 2364268 C3 DE2364268 C3 DE 2364268C3
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Description

Die Erfindung betrifft einen Fesisloffgasgenerator. insbesondere zum Aufblasen eines dem Schutz Von Fahrzeuginsassen dienenden Gassacks, mit einer den Festtreibstoff enthaltenden zylindrischen Blennkammer, aus der das erzeugte Gas über einen konzentrischen Durchgangsraum zu dem mit dem Gassaek verbundenen Auslaß gelangt.
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 Feststoffgasgeneratoren ein heißes, explosives Gas entwickeln, welches /ahlreiche Abbrandrückstände mit sich führt.
Ein Vorschlag zur Behebung dieser Schwierigkeiten ist aus der DE-OS 22 37 859 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 isi, von denen in der ersten Kammer ein pyrochemisches Gemisch und Mittel zur Entzündung des Gemisches und in der /weiten 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 weiden 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 raiimaufwendig wird. Durch das Kühlmittel, an das hohe Anforderungen bezüglich seiner Eigenschaften gestellt werden, verteilen sich die gesamte Anordnung mn Ί W1IKt
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen platzsparenden Fcsis'offg.is.iVncrator zu schaffen, der ohne zusätzliche llilfsmillei ein sowohl auf Betriebstemperatur abgekühltes, ,ils auch von Abbrand ruckständen freies das liefen, welches schallgedämpft die Austrillsöffnungcn verlalii.
Ausgencnd von einem I cslsloffgasgenerator der eingangs genann· η Λπ wird diese Aufgabe erfindungs gemäß dadurch gelost, daß der Durchgangsraum als Fliehkraft-Staubabscheider ausgebildet ist.
In Wellerbildung der Frfin.lung sind im oberen feil der Brennkammer die Wandung durchbrechende, tangential in den Durchgangsraiim hinenrag.-ndi· E.inslrnmrohrc .ingeordnet.
Vorteilhaft isi der Durchgangsraiim erfinduiigsgcmalt So ausgebildet, daß er unterhalb der Finslromn.hn· durch eine an der Außenwand des Gehäuses ansetzende konische /wischenwand mit I Iberlaiifkante in einen iii·· Brennkammer umschließenden Gasfuhriingsraum und einen von der Außenwand des Gehäuses und dci Zwischenwand gebildclen korzcnlrischcn Slaubsam melraum aufgeteilt ist und daß im Gjsfuhrungsraiitn eine den oberen Teil in zwei konzentrische Ringraiimc aufteilende Rippe angeordnet isU und die Einströmrohrc in den äußeren, tiur nach unten offenen Ringraum der Brennkammer hineinragen, während der innere Ringraum den Durchgangsraum mit dem Gasauslaß verbindet.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist zwischen dem inneren Ritigraum und dem Gasauslaß
ein Filter und eine dem Filter nachgeordnete Verdammung eingebaut.
Bei einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, den Durchgangsraum und die Brennkammer mit einem unter Druck stehenden, inerten Gas zu füllen.
Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß das aus der Brennkammer ausströmende Gas rein mechanisch gekühlt, gesäubert und schallgedämpft ist. 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 bereitzustel- π lendes Gas gestellt werden Diese sind: gleichförmiges Abbrennen der Feststoffkörper, gleichmäßiges Abströmen des konzentrisch um die Brennkammer geführten Gases bei konstantem Druck wahrend der Abbrandzeit. ein gleichmäßiges Dämpfen der Strömungsgeschwin- _>o digkeit des Gases durch Reibung an der Außenwand des Gasfühiungsraumes. sowie ein auf Betriebstemperuur abgekühltes, staubfreies Gas.
Der hinter dem inneren Ringraum und vor den Gasaustrittsöffnungen angeordnete Filter scheidet noch .?·; die let/ten feinen Schwebeteilchen ab. Die hinter dem Filter angeordnete Verdammung ermöglicht im Ruhezustand die Füllung des Druckraumes und der Brennkammer mit inertem Gas. /. B. mit Slickstolf. wodurch der Gasgenerator vor dem Eindringen von jo Außenlufl geschützt und isoliert wird. Diese Füllung dient im Betriebszustand einem bcscren Druckaufbau des ausströmenden Gases.
Nach einem weiteren Erfindungsmerkma! sind in an sich bekannter Weise in der Brennkammer gebundene r> Treibstoff körper geschichtet
Fine vorteilhafte Weiterbildung der I rfmdi:ng sieht vor. daß das Gehäuse 111 an sich bekannter Weise aus einem Oberteil und einem I Inicrieil besteht, und in der Mute die Brennkammer aufnimmt, daß seine Wandun gen den Durchgangsraum begrenzen und an seine Oberseite der Gassack sowie die Aiislaßöffnung angeordnet sind
Durch das System der mechanischen Slaubabschei d'ing und Kühlung erfüllt die Erfindung hervorragend .r, die besonderen Anforderungen, die an die Betnebssi cherhcil von passiven Sicherheitssystemen mit aufblas baren Gassacken gestellt werden. Ks sichert stets reproduzierbare Ergebnisse bei hohen Suickzahlcn Diese Arbeitscharaktcristik wird noch — infolge der v> !1 >hen Staubaufnahmefähigkeit des Systems — durch die Verwendung von robusten, gebundenen Treibstoff korpern (z. B. Pellets. Scheiben. Segmente) gefordert.
Die Kühkvirkung des Generators kann entsprechend einer weiteren Ausbildung der Erfindung dadurch γ, iinterstiitzt werden, daß die Gehäusewandung außen nut Kühlrippen verschen ist
Weitere Anwendungen des erfir.dungsgemäßen Gas generators, bei denen insbesondere auch die Saubckcii und das gleichmaßige Abströmen des g.-kiihlten Gases mi vorteilhaft sind, crgeb η sich /.. B. /.um Antrieb von Turbinen zur Stromerzeugung ferngesteuerter Flugkörper und zur Bildung von unter der Wasseroberfläche erzeugter Blasenschleicr.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der t>-> Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 einen Längsschlvilt durch einen Frststoff-Gasgenerator zum Aufblasen eines Gassacks und
F i g. 2 einen Querschnitt durch den Generator nach F i g. I in der Höhe der Ginströmrohre.
Alle Teile des Gasgenerators1 werden von einem zweiteiligen, aus einem Oberteil i und einem Unterteil 2 bestehenden Gehäuse aufgenommen. Die Gehäuseteile sind durch Schrauben 3 und Muttern 4 miteinander verbunden. In einen Zentrierbund 5 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 ein. An den Bund 13 ist eine konisch verlaufende Zwischenwand 14 mit Überlaufkante 14a angeformt, die einen zwischen den Gehäuseteilen 1 uiid 2 und der Brennkammer 6 bestehenden ringförmigen Durchgangsraum 15 : einen radial innen hegenden Gasfuhrungsraum 16 und ein :n radial hinter der Zwischenwand liegenden Staubsammelraum 17 unterteilt. Am Gehäuseoberteil 1 ist weiterhin eine in den Durrhgangsraum 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 Treibstoffkörper 9 drei Einströmrohre 21 zur Führung des erzeugten Gases tangential heraus. Die Einströmrohre 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 Diirchbruche 23 eingearbeitet sii.d. 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 (iasauslaßöffnung 22, deren Rand auf die Brei, η kam mer 6 druckt, ragt ein rohrförmiges Verlängerungsstück 27 der Brennkammer. Auf das Oberteil 1 ist mit einer Rnigschclle 28 ein Ciassack 29 befestigt. Schließlich sind außen an der Wandung des Gehäuseoberleils 1 Kühlrippen 30 angebracht.
Nachfolgend soll die Wirkungsweise des Feststoffgasgenerators beschrieben werden. Durch Zünden der An/undladung 11 mittels der Zündpillc 12 werden auch die Treibsatzkörper 9 angezündet wobei sie heilics Rohgas entwickeln, welches durch die F.inströmrohie 21 in den äußeren Ringrauir 20 geblasen wird. Durch die l.ingentiale Anordnung der Einströmrohre 21 einsteht in dem konischen Gas/uführungsraum 16 eine schnelle radiale Wandströmung, die sich schraubenförmig in Pichtirg des Pfeiles 31 fortsetzt und sowohl durch d.is nachdrängende Gas als auch die konische Verengung des Raumes 16 surk beschleunigt wird. De daduieh entwickelte große Fliehkraft drängt die Staubteilchen des Ciases nach außen, wodurch diese an der /wischenwand 14 nach unten sinken und über die Überlaufkante 14;/ in den Staubsammelraum 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 23 und der Verdammung 26, bis ein ausreichend hoher Dtuck die 7. B. aus Aluminiumfolie bestehende Verdammung zerreibt. Beim Durchtritt durch den Filter 25 werden noch die letzten feinen Abbrandrückslände abgeschieden. Das gereinigle Gas strömt danach durch den
Durchtrittsschlitz 24 und die Durchbrüche 23 irr die GasauslaQöffnung 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 schädigt.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:
1. Feststoffgasgenerator, insbesondere zum Aufblasen eines dem Schutz von Fahrzeuginsassen dienenden Gassacks, mit einem Gehäuse und mit ■> einer darin befindlichen, den Festtreibstoff enthaltenden zylindrischen Brennkammer, aus der das erzeugte Gas über einen konzentrischen Durchgangsraum zu dem mit dem Gassack verbundenen Auslaß gelangt, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchgangsraiim (15) als Fliehkraft-Staubabscheider ausgebildet ist.
2. Feststoffgasgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im oberen Teil der Brennkammer (6) die Wandung durchbrechende, r> tangential in den Durchgangsraum (15) hineinragende Einströmror.re(21)angeordnet sind.
3. Feststoffgasgeneralor nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchgangsraum (15) unterhalb der Einströmrohre (21) durch eine an der Außenwand des Gehäuses (1, 2) ansetzende konische Zwischenwand (14) mil überlaufkante [\4a)\n einen die Brennkammer umschließenden Gasführungsraum (t6) und einen von der Außenwand des Gehäuses und der Zv/ischenv/and (14) gebildeten konzentrischen Staubsammelraum (17) aufgeteilt ist.
4. Feststoffgasgenerator nach den Ansprücher I bis 3. dadurch gi kennzeichnet, daß im Gasführungsranni (16) eine dessen oberen Teil in zwei konzentrische Ringräumc aufteilende Rippe (18) angeordnet si. und die Hinslrömrohrc (21) in den iußeren. nur nach unten offenen Ringraum (20) der Brennkammer (6) hineinragen, während der innere Ringraum (19) den Durchgang'.raum (15) r.iit dem r> < jasauslaß (22) verbindet.
) Feststoffgasgenerator nach den Ansprüchen I bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem inneren Ringraiim (19) und dem Gasauslaß (22) ein Filier (25) und eine dem Filier nachgeordnete Verdammung (2b) eingebaul ist.
b I eststdffgasgcnerator nach den Ansprüchen 1 bis 5. dadurch gekennzeichnet, daß der Durchgang' · Miim (15) und die Brennkammer (6) mit einem unier Druck siehenden, inerten Gas gefüllt sind. Vt
7 Fesisioffgasgeneralor nach den Ansprüchen I und 2. dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise in der Brennkammer (β) gebundene Treibsloffkorpcr (9) geschichtet sind.
8 Fesistoffgasgeneralcir nach den Ansprüchen I in bis 7. dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse in an sich bekannter Weise aus einem Oberteil (1) und einem Unterteil (2) beslehl und in der Mute Jic Brennkammer (6) aufnimmt, daß seine Wandungen den Durchgangsraum (15) begrenzen und an seiner ss Oberseite der Gassack (29) sowie die Auslaßöffnung (22) angeordnet sind
9. Feststoffgasgenerator nach Anspruch 8. da durch gekennzeichnet, daß die Gchäjscwandung außen mit Kühlrippen (JO) versehen isi w)
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