DE4121039A1 - Gasgenerator in blechbauweise als teil einer aufprallschutzeinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Gasgenerator in Blechbauweise als Teil ei­ ner Aufprallschutzeinrichtung für Insassen eines Fahrzeuges, enthaltend eine Brennkammer mit Zünder und Treibsatz/Treibstoff für Gaserzeugung bei Entzündung, insbesondere zum Aufblasen eines Gassackes/Airbags, wo­ bei der Gassack den aus einer sich an die Brennkammer anschließenden Filterkammer austretenden Gasstrom oder Teilgasstrom aufnimmt.

Die Erfindung geht aus von Vorrichtungen, wie sie in den DE-PS 39 21 472 und 39 21 473 der Anmelderin beschrieben sind. In den genann­ ten Patentschriften sind Lösungen für das Problem aufgezeigt, die Gaser­ zeugung und die Gasführung so zu steuern, daß ein bestimmtes Druck/Zeit­ verhalten beim Aufblasen des Gassackes erzielbar ist.

Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, ein vorgegebenes Druck/Zeitver­ halten der o. a. Art zum Füllen eines Gassackes/Airbags auf reproduzier­ barer Weise mit noch einfacheren Mitteln zu bewerkstelligen.

Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Aus- und Weiterbildungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen niedergelegt. Ausführungsbeispiele sind anhand der Zeichnungen erläutert.

Die wesentlichen Vorteile der Erfindung sind: Um die Brennkammer herum ist ein Ringraum angeordnet, der aus drei Strukturteilen so geformt bzw. angeordnet wurde, daß damit das aus der Brennkammer durch Öffnungen ra­ dial austretende Gas in eine Drallströmung umgelenkt wird und sich in einen Primär-Sekundärstrom teilt, wobei der Primärstrom das Gas in ei­ nen Staubsammelraum drückt, während die Primärströmung durch einen ab­ kühlenden Filterraum abgeführt wird. Die wenigen und einfach geformten Blechteile der Expansionskammer bei der Erfindung lassen sich vollauto­ matisch herstellen. Ein gleichbleibender Durchgangsraum für das entwei­ chende Gas macht ein reproduzierbares Druck/Zeitverhalten zum Füllen des Gassackes möglich.

In den Ausführungsbeispielen zeigen:

Fig. 1 den Gasgenerator mit Gassack im Querschnitt, wie er z. B. als Schutzvorrichtung für Insassen/Fahrer in das Lenkrad eines Kraftfahrzeuges einbaubar ist;

Fig. 2 einen Längsschnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1;

Fig. 3 einen Teilschnitt entlang der Linie III-III in Fig. 4;

Fig. 4 einen Teilschnitt auf ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel ähn­ lich Fig. 1;

Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie V-V in Fig. 6 und

Fig. 6 einen Teilschnitt mit verengt dargestelltem Radius (ohne Brenn­ kammer) in abgewandelter Ausführung ähnlich wie Fig. 1.

Wie Fig. 1 zeigt ist der Gasgenerator aus Blechprofilen zusammengesetzt, insbesondere aus einem ringförmigen Z-Profil 2, das eine Brennkammer 1 umgibt, die ihrerseits mit einer Anzündkammer 4 durch Öffnungen in der Zylinderwand derselben verbunden ist, welche den Zünder mit dem Treib­ stoff bzw. Treibsatz in Verbindung bringen. An der äußeren Wand der Brennkammer ist am Z-Profil 2 ein Ringprofil 5 befestigt, während der offene Raum des Z-Profiles zur Anzündkammer 4 mit einem ringförmigen Deckel 3 abgedichtet wird. Beide Teile sind durch Schweißnähte 19, 20 aneinander befestigt. Die Bleche können aus Stahlblech oder Aluminium­ blech bestehen. Das Ringprofil 5 ist im Querschnitt U-förmig jedoch mit ungleich langen Schenkeln ausgeführt. Der kürzere Schenkel weist ausge­ bogene federnde Blechwinkel 6 auf, während der lange Schenkel 8 eine ko­ nische einwärts gerichtete Neigung aufweist, so daß sich die Blechwinkel gegenüber den radial aus der Brennkammer austretenden Bohrungen 9 befin­ den (vgl. Fig. 2).

Die Blechwinkel 6 bilden federnde Verschlüsse oder Federventile, die tangential um die Zylinderwand des Teiles 2 herum angeordnet sind, wie Fig. 2 zeigt. Diese Ventile verschließen die Öffnungen 9 normalerweise und öffnen sich nur bei einem vorbestimmten Gasdruck wie er beim Abbren­ nen des Treibstoffes entsteht. Die Öffnungen 9 in den Zylinderwandungen und die Öffnungen in den Zylinderwandungen der Anzündkammer 4 können durch Berstfolien abgedeckt sein (nicht dargestellt). Die Blechwinkel 7 federn um ihrer Halterungs- oder Befestigungspunkte an den Wandungen, wie Fig. 2 zeigt.

Ein unterhalb bzw. oberhalb der Blechwinkel 6 an der Brennkammer 2 ange­ schweißter ringförmiger Blechwinkel 11 - ebenfalls im Querschnitt - etwa U-förmig jedoch ungleichschenklig und ein an den konisch geneigten Teil 8 angeschweißter U-förmiger Flansch 13 bilden den Gasdurchflußraum 14 zum Abkühlen und Filtern des Gases bevor es in den Gassack 19 entweicht. Die Teile 5, 12 und 13 sind diejenigen drei Teile, die zusammen den Ex­ pansionsraum zweigeteilt in Staubfangraum 15 mit Staubrückhaltemittel 16 und Filterraum 14 und rationell automatisch zu fertigen; in hohen Stück­ zahlen und zu annehmbaren Preisen.

In dem Konusteil 8 werden unterschiedliche Geschwindigkeiten und Be­ schleunigungen der Gasströme erzeugt. Das Gas aus den Öffnungen 9 von der Brennkammer kommend wird in einen Primär- und einen Sekundärstrom geteilt. Die Primärströmung drückt in den Staubsammelraum 15, während das gereinigte Gas in eine Sekundärströmung in Richtung Zentrum/Mittel­ achse abhebt, wobei es über den in Querschnitt U-förmigen Ring 12 in ei­ nen Abkühl- und Filterraum 14 zum radial gerichteten Auslaß 17 in den Gassack 19 geführt wird. Dabei befinden sich in dem Abkühl- und Filter­ kanal Reinigungs- bzw. Filtermittel in an sich bekannter Art 18.

Durch die extrem hohe Gasgeschwindigkeit, die in dem Kanal von 14 und 17 auftritt, ist ein entsprechend hohes Maß an Abscheideleistung erzielbar. Dies wird durch die eigene Abströmeneregie des Gases erzielt.

In den weiteren Ausführungsformen nach Fig. 3 und 4 sowie Fig. 5 und 6 werden die abgewinkelten Blechteile bereits an der Außenwand der Brenn­ kammer 2 so eingestanzt, daß die sich beim Erreichen des Abbranddruckes selbsttätig öffnen, so daß das aus der Brennkammer ausströmende Gas di­ rekt in einer Radialströmung in den Staubabscheideraum 16 gelangt. In beiden Varianten zu Fig. 1 nämlich Fig. 3 und 4 sowie Fig. 5 und 6 er­ folgt das Abkühlen und Filtern stromabwärts hinter dem Staubsammeln und Auffangen. Der Unterschied zu Fig. 1 liegt jedoch in einer Abwandlung bei Fig. 3 und 4 dergestalt, daß der Gasaustritt aus der Filterkammer nach unten erfolgt, während es bei Fig. 1 nach oben war. Bei den Fig. 5 und 6 ist in der linken Hälfte die gleiche Ausführung wie in Fig. 1, 2 und 3 zu ersehen, in der rechten Hälfte jedoch die Abwandlung wie vorher ausgeführt, daß aus der Wand von 2 die federnden Blechwinkel 7 direkt ausgestanzt wurden. Bei dieser Abwandlung muß jedoch eine berstfähige an sich bekannte Abdeckfolie von innen die Außenwand von 2 bedecken.

Weitere Abwandlungen der gegebenen Ausführungsbeispiele sind dem Fach­ mann im Rahmen der Erfindung ohne weiteres möglich.

Die Fig. 5 und 6 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel mit nach außen radial größerem Staubsammelraum mit Sicken 21 für die Befesti­ gungsbohrungen im Flanschteil vom Ringprofil 5.

Claims (9)

1. Gasgenerator in Blechbauweise als Teil einer Aufprallschutzein­ richtung für Insassen eines Fahrzeuges, enthaltend eine Brennkammer mit Zünder und Treibsatz/Treibstoff für Gaserzeugung bei Entzündung, insbe­ sondere zum Aufblasen eines Gassackes/Airbags, wobei der Gassack den aus einer sich an die Brennkammer anschließenden Filterkammer austretenden Gasstrom oder Teilgasstrom aufnimmt, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasstrom derart von einem Umlenkelement in einen Primär- und einen Se­ kundärstrom geteilt ist, daß der Primärstrom sich in einem Staubsammel­ raum fängt, während der Sekundärstrom über einen Abkühl/Expansionsraum entweicht.

2. Gasgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abkühlraum zugleich als Filterraum ausgebildet ist.

3. Gasgenerator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Expansionsraum ein Filterraum und ein Staubraum gebildet ist.

4. Gasgenerator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Filterraum stromabwärts hinter dem Staubfangraum angeordnet ist.

5. Gasgenerator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Staubfangraum auf größerem Radius als der Filterraum angeordnet ist.

6. Gasgenerator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Staubfangraum mit Staubrückhaltemitteln (Gitter, Gewebe) in abströmseitiger Anordnung ausgebildet ist.

7. Gasgenerator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Konus-Blechteil zugleich ausgebogene Blechwin­ kel aufweist, die gegenüber den radial aus der Brennkammer austretenden Bohrungen angeordnet sind.

8. Gasgenerator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß den Öffnungen für den Gasübertritt von der Brenn­ kammer in den Expansionsraum Federverschlüsse oder federbelastete Venti­ le zugeordnet sind, die bei Erreichen eines vorbestimmten Gasdruckes selbsttätig öffnen.

9. Gasgenerator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Federverschlüsse oder federbelasteten Ventile zu der die Öffnungen für den Gasdurchtritt enthaltende Zylinderwand tan­ gential angeordnet bzw. gehaltert sind.