DE4121039C2

DE4121039C2 - Gasgenerator als Teil einer Aufprallschutzeinrichtung

Info

Publication number: DE4121039C2
Application number: DE19914121039
Authority: DE
Inventors: Rudolf Reiter
Original assignee: Individual
Current assignee: REITER, RUDOLF, 82008 UNTERHACHING, DE
Priority date: 1991-06-26
Filing date: 1991-06-26
Publication date: 1995-08-17
Anticipated expiration: 2011-06-27
Also published as: DE4121039A1; DE4223416A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Gasgenerator als Teil einer Aufprallschutzeinrichtung für Insassen eines Fahrzeuges gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein solcher Gasgenerator ist durch die DE 23 64 268 A1 bekannt. Dort gelangt das in der Brennkammer erzeugte Gas über einen Durchgangsraum zum Auslaß, wobei der Durchgangsraum bzw. die Explosionskammer als Fliehkraft-Staubabscheidungsraum ausgebildet ist. Bei diesem bekannten Gasgenerator ist allerdings eine saubere Trennung des als Primärstrom bezeichneten Gaseintritts in die Expansionskammer von dem beim Gasaustritt bestehenden Sekundärstrom nicht möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gasgenerator der eingangs genannten Art so auszubilden, daß bei der Gasführung durch die Expansionskammer in reproduzierbarer Weise eine saubere Trennung des Primärstroms vom Sekundärstrom ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die wesentlichen Vorteile der Erfindung sind: Um die Brennkammer herum ist ein Ringraum angeordnet, der aus drei Strukturteilen so geformt ist, daß damit das aus der Brennkammer durch Öffnungen radial austretende Gas in einen Drallströmungskanal umgelenkt wird und sich in einen Primär-/Sekundärstrom teilt, wobei der Primärstrom das Gas in einen Staubsammelraum drückt, während die Sekundärströmung durch einen abkühlenden Abströmkanal abgeführt wird. Die wenigen und einfach geformten Blechteile der Expansionskammer lassen sich vollautomatisch herstellen. Ein gleichbleibender Durchgangsraum für das entweichende Gas macht ein reproduzierbares Druck/Zeitverhalten zum Füllen des Gassackes möglich.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Gasgenerator mit Gassack im Querschnitt, wie er z. B. als Schutzvorrichtung für Insassen eines Fahrzeuges 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 durch ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel ähnlich Fig. 1;

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

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

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

Anstelle der Blechwinkel 6 können federnde Verschlüsse oder Federventile 7 tangential um die Zylinderwand des Z-Profils 2 herum angeordnet sein, wie Fig. 2 (rechts) zeigt. Die Federventile 7 verschließen die Öffnungen 9 normalerweise und öffnen sich nur bei vorbestimmtem Gasdruck, wie er beim Abbrennen des Treibstoffes entsteht. Die Öffnungen 9 in den Zylinderwandungen und die Öffnungen in den Wandungen der Anzündkammer 4 können durch nicht dargestellte Berstfolien abgedeckt sein. Wie Fig. 2 (rechts) weiter zeigt, federn die Federverschlüsse 7 um ihre Halterungs- oder Befestigungspunkte an den Wandungen.

Ein unterhalb bzw. oberhalb der Blechwinkel 6 an der Brennkammer 1 angeschweißter ringförmiger Blechwinkel 13, der ebenfalls im Querschnitt etwa U-förmig, jedoch ungleichschenklig ist, und einen an den konisch geneigten Teil 8 angeschweißten Flansch aufweist, bildet den Abströmkanal 14, von dem das Gas in den Gassack 21 entweicht. Die Teile 5, 12 und 13 sind diejenigen drei Teile, die zusammen den Expansionsraum, zweigeteilt in Staubsammelraum 15 mit Staubrückhaltemittel 16 und Abströmkanal 14, bilden und rationell in hohen Stückzahlen und annehmbaren Preisen automatisch zu fertigen sind.

Am Konusteil 8 werden unterschiedliche Geschwindigkeiten und Beschleunigungen der Gasströme erzeugt. Das Gas aus den Öffnungen 9 von der Brennkammer 1 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/Mittelachse abhebt, wobei es über dem im Querschnitt U-förmigen Umlenkelement 12 in den Abströmkanal 14 zum radial gerichtetem Auslaß 17 in den Gassack 21 geführt wird. Dabei befinden sich in dem Abströmkanal 14 Reinigungs- bzw. Filtermittel 18 in an sich bekannter Art. Durch die extrem hohe Gasgeschwindigkeit, die in den Kanälen 14 und 17 auftritt, ist ein entsprechend hohes Maß an Abscheideleistung erzielbar. Dieses wird durch die eigene Abströmenergie des Gases erzielt.

In den weiteren Ausführungsformen nach Fig. 3 und 4 sowie Fig. 5 und 6, jeweils rechte Seite werden die Blechteile 7 bereits an der Außenwand der Brennkammer 2 so eingestanzt, daß sie sich beim Erreichen des Abbranddruckes selbsttätig öffnen, so daß das aus der Brennkammer 1 ausströmende Gas direkt in einer tangentialen Strömungsrichtung in den Staubsammelraum 15 gelangt. In beiden Variationen zu Fig. 1, nämlich Fig. 3 und 4 sowie Fig. 5 und 6 erfolgt das Abkühlen und Filtern stromabwärts hinter dem Staubsammeln und Auffangen. Der Unterschied zu Fig. 1 liegt jedoch in der Abwandlung nach Fig. 3 und 4 darin, daß der Gasaustritt aus dem Abströmkanal 14 nach unten erfolgt, während es bei Fig. 1 nach oben der Fall ist. Bei den Fig. 5 und 6 ist in der linken Hälfte die gleiche Ausführung wie in den Fig. 1, 2 und 3 zu ersehen, in der rechten Hälfte jedoch die Abwandlung wie vorher ausgeführt, daß aus der Wand 2 die Federverschlüsse 7 direkt ausgestanzt werden. Bei dieser Abwandlung muß jedoch eine berstfähige an sich bekannte Abdeckfolie von innen die Außenwand von 2 bedecken. Die Fig. 5 und 6 zeigen weiterhin einen nach außen radial großen Staubsammelraum 15 mit Sicken 21 für die Befestigungsbohrungen im Flanschteil des Ringprofils 5.

Weitere Abwandlungen der dargestellten Ausführungsbeispiele sind dem Fachmann im Rahmen der Erfindung ohne weiteres möglich.

Claims

1. Gasgenerator als Teil einer Aufprallschutzeinrichtung für Insassen eines Fahrzeuges, enthaltend eine Brennkammer mit Zünder und einen Treibsatz für die Gaserzeugung bei Entzündung, insbesondere zum Aufblasen eines Gassackes, wobei der Gassack den aus einer sich an die Brennkammer anschließenden Expansionskammer austretenden Gasstrom aufnimmt, und wobei das aus der Brennkammer radial austretende Gas durch Leitelemente in eine Tangentialströmung übergeführt wird, welche durch einen Konus beschleunigt wird, wodurch eine Primärströmung, die in einen Staubsammelraum drückt, und eine Sekundärströmung, die in einen Austrittsraum zum Gassack hingelenkt wird, entsteht, dadurch gekennzeichnet, daß im Expansionsraum (14, 15) zwischen den Gasaustrittsöffnungen (9) der Brennkammer (1) und dem zum Gassack führenden Abströmkanal (14) ein Umlenkelement (12) vorhanden ist, welches als U-förmiger Ring ausgebildet ist, daß die Leitelemente (6; 7) zur Erzeugung einer tangentialen Strömung als einstückige Bestandteile entweder der Brennkammerwand (2) oder eines Schenkels eines U-förmigen Ringprofils (5), dessen gegenüberliegender Schenkel besagten Konus (8) darstellt, ausgebildet sind, und daß sich der Gasgenerator aus einer Vielzahl von Blechteilen zusammensetzt.

2. Gasgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ringprofil (5) ausgebogene Blechwinkel (6) aufweist, die gegenüber den radial aus der Brennkammer (1) austretenden Öffnungen (9) angeordnet sind.

3. Gasgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Öffnungen (9) für den Gasübertritt von der Brennkammer (1) in den Expansionsraum (14, 15) Federverschlüsse (7) angeordnet sind, die bei Erreichen eines vorbestimmten Gasdruckes selbsttätig öffnen.

4. Gasgenerator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Federverschlüsse (7) zu der die Öffnungen (9) für den Gasdurchtritt enthaltenden Zylinderwand (2) tangential angeordnet sind.