DE4208844C2 - Gasgenerator-System - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Gasgenerator-System nach dem Oberbe­ griff des Patentanspruchs 1.

Aus der US-PS 4 131 299 ist bereits ein Gasgenerator-System in Leichtbauweise bekannt, das zum Aufblasen von Gassäcken in Fahrzeugen als Insassenschutz bestimmt ist. Es hat einen zentralen Bereich für einen Anzünder und eine diesen umschließende Brennkammer für einen festen Treibstoff. Die Brennkammer ist von einer Filterkammer mit Austrittsöffnungen für das Aufblasen des nachgeschalteten Gassacks versehen. Das Gasgenerator-System ist aus zwei Gehäuseteilen aufge­ baut, einem allgemein pilzförmigen Gehäuseteil und einem wannenför­ migen Gehäuseteil, die zwischen sich den Treibstoff und den Filter aufnehmen und festhalten. Das pilzförmige Gehäuseteil weist einen hohlen Stamm oder Kernbereich auf. Die Gehäuseteile sind durch ein am Außenumfang angebrachtes Gewinde sowie durch ein am hohlen Stamm oder Kernbereich angebrachtes Gewinde miteinander verschraubt.

Ferner ist aus der US-PS 3 944 251 ein Gasgenerator für aufblas­ bare Schutzkissen in Fahrzeugen bekannt, der gleichfalls aus zwei miteinander verschraubten Gehäuseteilen aufgebaut ist. Die Verschraub­ ung zwischen den Gehäuseteilen erfolgt einerseits am Außenumfang und andererseits axial, mittels eines axialen, an das eine Gehäuseteil angeformten Zapfens, auf dessen Ende eine Schraubmutter aufgeschraubt ist. Der Anzünder ist bei diesem Gasgenerator am Außenumfang ange­ ordnet.

Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, von der Basis der Blech­ bauweise, auf der bekannte Gasgeneratoren beruhen, abzugehen und trotzdem die zum Teil gegensätzlichen Forderungen zu erfüllen, nämlich

• a) absolute Dichtheit über einen längeren Zeitraum,
• b) druckfest für einen hohen Arbeitsdruck und
• c) Ausblasen eines im Vergleich zur Brennkammertemperatur abge­ kühlten, sauberen Gases aus den Ausblasöffnungen am Umfang,
• d) geringes Gewicht,
• e) niedrige Herstellkosten.

Die bevorzugte Anwendung der Erfindung erfolgt bei Gasgenerato­ ren, die zusammen mit einem Airbag in ein Lenkrad eines Kraftfahrzeu­ ges eingebaut werden, um z. B. einen Fahrer im Falle eines Aufpralls, nach Zündinitiierung von einem verzögerungsempfindlichen Schalter, zu schützen.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die in den Ansprüchen gekenn­ zeichneten Merkmale.

Die beigefügte Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung für den oben angegebenen Zweck, ohne hierauf beschränkt zu sein.

Das Gehäuse des Gasgenerators besteht aus einem strukturierten Material, z. B. Leichtmetall Titan oder anderen metallischen oder nichtmetallischen Stoffen, wie Kunststoffen, gegossen, geschwämmt mit Wabenstruktur oder anderer Struktur, mit Hohlräumen nach außen hin abgeschlossen, mit und ohne Faserverstärkung etc. und ist insbesondere im Spritzguß-, Druckguß- oder Fließpreßverfahren hergestellt im wesentlichen durch zwei miteinander durch Verschraubung verbundener Teile 4 und 5, wobei das eine ein Unterteil und das andere ein Ober­ teil bildet. Das Oberteil 5 ist angenähert pilzförmig, während das Unterteil als schalen- oder wannenförmig ausgebildet bezeichnet werden kann.

Das Oberteil 5 hat einen zentralen Stamm, der hohl ist zur Auf­ nahme einer Anzündeeinheit 1. Diese Anzündeeinheit wird über Stecker 21 verbunden mit einer elektrischen Auslöseschaltung, die nach Erken­ nen eines Aufpralls über einen auf bestimmte Verzögerungen ansprechen­ den Schalter ein Signal zum Zünden eines elektrischen Anzünders 1 gibt, wobei der elektrische Anzünder z. B. ein Glühdraht sein kann, der ein Anzündmittel 22 entzündet, das sich in dem Hohlraum des Stammes des Oberteils 5 befindet und seinerseits abgedichtet oder abgepackt sein kann, wie dargestellt, und dessen Verpackung aufreißt bei einem bestimmten Druck, um dann eine Flamme in die Treibstoffkammer für die Tabletten 18, hier ringförmig, übertreten zu lassen an Bohrungen 23. Diese Zündkette ist nicht auf zwei Treibstoffe beschränkt, sondern es können auch mehrere Stoffe eine solche Zündkette bilden. Das Unterteil hat eine innerste Wanne, gebildet durch Wandteile 8, die den Zentral­ bereich oder Stamm des Oberteils 5 umfassen und auf diesen mittels Gewinde aufschraubbar ist.

Das Unterteil oder die Schale 4 weist ferner einen weiter außen liegenden Ring mit dem Wandbereich 11 auf, der seinerseits mit einem Wandbereich 19 des Oberteils 5 über Gewinde verschraubbar ist. Das Unterteil oder die Wanne 4 ist ihrerseits peripher außen mittels Schrauben an einer Halterung des Lenkrades befestigbar, ebenfalls gleichzeitig unter Zwischenlage des Airbags als aufblasbaren Sack mit seinem untersten Randbereich.

Die genannten Wandbereiche in Unterteil 4 und Oberteil 5, welche miteinander verschraubt werden, haben nicht nur gemeinsame Gewinde innen und außen, sondern auch auslaufende Spitzen, die sich jeweils in den anderen Teil hineinpressen bzw. an diesen anpressen, ggf. unter Zwischenlage eines deformierbaren Ringes 20, der nach Form, Größe und Material für eine geeignete Abdichtung sorgt. Außerdem sind die Gewindegänge ihrer Steigung, ihrer Ausführungsart so wählbar, daß diese sich fest ineinander verhaken (Einmalverschraubung). Die Gewinde können auch wenigstens teilweise selbstschneidend ausgeführt sein. Die miteinander zu verschraubenden Wandbereiche können teilweise federnd oder nachgiebig oder geschlitzt ausgeführt werden, wie z. B. andere Hülsen oder Futter auch. In der Treibstoffkammer ist der Festtreib­ stoff z. B. in Tablettenform 18 eingefüllt auf Kissen 15, insbesondere einem Keramikfaservlies. Hier könnte auch ein anderes geeignetes temperaturfestes und nachgiebiges Material als Dämpfungskissen 14 oder 15 unten und/oder oben angewandt werden. Falls die Füllung mit Tabletten nicht vollständig erfolgt oder erfolgen soll, können Metallwolleeinlagen 13 für einen Volumenausgleich sorgen. Mit 16 sind die Auslaß- oder Überströmöffnungen der Treibstoffkammer bezeichnet, welche radial von innen nach außen zum Umfang hin verlaufen, im Querschnitt gesehen jedoch schräg zur Mittelachse angeordnet sind. Die Öffnungen 16 sind so ausgerichtet, daß der Gasstrom aus der Treibstoffkammer direkt auf eine Metallwolle 12 in der Trennkammer auftrifft, in der flüssige und feste Teilchen aus dem Gas abgeschieden werden. Ein Kondensationsbeginn für flüssige Teilchen erfolgt bereits an dem Grobfilter 10 in der Treibstoffkammer vor den Durchtritts­ öffnungen 16 gelegen. Die Grobfilter 10 können relativ weitmaschige Siebe, Gitter oder ähnliches sein, bevorzugt nach innen zum Treibstoff hin nochmals abgedeckt mit einem etwas weicheren, feineren Gewebe oder dgl. Sowohl die Öffnungen 16 für das Überströmen des Gases aus der Treibstoffkammer in die Filter- und Abscheidekammer als auch die Ausblasöffnungen 24 können auf ihrer Innenseite von dünnen Berstfolien in an sich bekannter Weise abgedichtet sein, damit von außen keine Feuchtigkeit eindringen kann.

Das Verschrauben der beiden Hauptteile 4 und 5 miteinander ge­ schieht mit Hilfe von Werkzeugaufnahmen 26 am Oberteil 5, um die nötige Kraft für die Verschraubung einzuleiten. Vorher müssen alle Treibstoffe und Filter etc. eingelegt sein, damit alle Teile zwischen den Hauptteilen 4 und 5 mittels der Verschraubung in einem einzigen Arbeitsgang dicht und druckfest eingespannt werden. Die Dichtheit unter Atmosphärendruck beträgt mehrere Jahre, und der Berstdruck ist < 300 atm oder 3 × 10⁴ M Pascale.

Mit 7 ist ein Leit- und Führungsblech für die Strömung bezeich­ net, welches in der Filterkammer stromabwärts liegt hinter der Öffnung 16 und hinter dem durchströmten Glaswollefilter 12 zum Abscheiden der Partikel und Kondensation von Flüssigkeit an der Oberfläche. Dieses Leitblech 7 ist einerseits zur Umlenkung auch mehrfach und Zwangs­ führung der Strömung in der Filterkammer geformt und andererseits abströmseitig um einen Kanal zu bilden, der das Gas über die Filter­ fläche des Feinfilters 2 verteilt. Dieses Feinfilter 2 ist einerseits am Leitblech 7 anliegend und andererseits in einer Nut 25 am Außenum­ fang des Oberteils 5 eingeklemmt oder eingebördelt oder andersartig durch Verformung festgehalten nach Einstecken des Filters 2 bei 25. Das Feinfilter 2 liegt andererseits an einem Blech 6 an, mit dessen Ende es in die Nut 25 einsteckbar ist und am anderen Ende in die Wanne 4 einsetzbar ist. Blech 6 und sandwichartiges Metall-/Keramik-Metall- Filter bilden zusammen eine Einheit/Modul 2.

Wie die Zeichnung zeigt, ist der Stamm des Oberteils 5 an seinem unteren Ende verformbar, z. B. mit einem Niet- oder ähnlichen Formwerk­ zeug derart, daß der Anzünder 1 absolut dicht darin gehalten wird. Zugleich ist eine weitere derartige Befestigung am inneren Durchmesser der Wanne 4 erfolgt.

Die Gewinde können auf verschiedene Weise gesichert und abgedich­ tet werden, z. B. mittels Klebstoff oder anderer Sicherungsmittel an sich bekannter Art, wie Einlagen, Krallen. Stifte etc. und Kontermut­ ter, z. B. am unteren Ende des Stamms vom Oberteil 5.

Weitere Abwandlungen des Ausführungsbeispiels sind für den Fach­ mann im Rahmen der Ansprüche ohne weiteres möglich.

Claims (6)

1. Gasgenerator-System in Leichtbauweise, insbesondere eines Auf­ prallschutzsystems für Fahrzeuginsassen, mit einem zentralen Bereich für einen Anzünder, einer diesen umschließenden Brennkammer für festen Treibstoff, welche ihrerseits umgeben ist von einer Filterkammer mit Austrittsöffnungen für das Aufblasen eines nachgeschalteten Verbrau­ chers, bestehend aus einem pilzförmigen Gehäuseteil und einem wannen­ förmigen Gehäuseteil, die zwischen sich den Treibstoff und den Filter aufnehmen und festhalten, wobei das pilzförmige Gehäuseteil einen hoh­ len Stamm oder Kernbereich aufweist und wobei die Gehäuseteile durch ein am Außenumfang angebrachtes Gewinde sowie durch ein am hohlen Stamm oder Kernbereich angebrachtes Gewinde miteinander verschraubt sind, dadurch gekennzeichnet, daß das pilzförmige Gehäuseteil (5) am offenen Ende des hohlen Stammes oder Kernbereichs ein verformbares Ende (17) aufweist, das zur Bildung eines Formschlusses verformt ist und den Anzünder (1) festlegt sowie nach dem Verschrauben der beiden Gehäuseteile (4, 5) zur Bildung eines weiteren Formschlusses verformt ist, wodurch die Verschraubung gesichert ist.

2. Gasgenerator-System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewinde mit selbstschneidenden Teilbereichen versehen sind.

3. Gasgenerator-System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschraubung der beiden Gehäuseteile gegeneinander gesichert ist, insbesondere durch Kontermutter, Splint, Einlagefeder, Sprengring oder wenigstens teilweise selbstschneidenden gezahnten Einlegemitteln.

4. Gasgenerator-System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherung durch bleibende Verformung von Einlagen oder Teilbereichen der einander zugekehrten Enden der beiden Gehäuseteile erfolgt.

5. Gasgenerator-System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zu verschraubenden Gehäuseteile in ihren Gewindeteilen mit Keilflächen versehen sind, die eine bleibende Verformung beim Zusammenschrauben hervorrufen.

6. Gasgenerator-System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Gewindebereich der zu verschraubenden Gehäuseteile mit einem kaltaushärtenden, abdichtenden Kleber gestrichen oder durch Einlauchen beschichtet ist.