DE4227547A1 - Gasgenerator für ein Sicherheitssystem zum Schutz von Kfz-Insassen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Gasgenerator nach dem Oberbegriff des Pa­ tentanspruchs 1.

Das Prinzip eines derartigen Gasgenerators ist aus der Automobiltechni­ schen Zeitschrift, Jahrgang 84 (1982), Seiten 77 und 78 bekannt.

Nachteile bisheriger Lösungen:

Bekannte Gasgeneratorsysteme für große Füllvoluminas bestehen entweder aus parallelgeschalteten Einzelgeneratoren oder aus einem einzelnen Gas­ generator mit rohrförmiger Gestalt.

Die Nachteile bei den parallelgeschalteten Einzelgeneratoren bestehen darin, daß sie zwei getrennte Anzündeinheiten benötigen und deshalb mit den dadurch bedingten Integrations- und Zuverlässigkeitsproblemen (Ver­ kabelung, Steckverbindungen, Signalsteuerung etc.) behaftet sind.

Neben den rohrförmigen Generatoren mit radialer Anordnung von Anzünder, Treibstoff, Filter und Struktur sind auch Generatoren mit axialer Anord­ nung von Brennkammer und Filter bekannt, wie sie in der DE-OS 23 30 194 und DE 38 12 120 C2 beschrieben sind.

Beide Varianten stellen hinsichtlich der immer mehr geforderten Reduzie­ rung von Strukturmasse (Schwingungsverhalten etc.) und Schall-Emission (bei Auslösung des Gasgenerators) eine ungünstige Lösung hinsichtlich der neuen Aufgabenstellung dar.

Die Anordnung und geometrische Gestaltung der Einzelkomponenten führt bei den bekannten Generatoren vor allem entweder zu einer hohen Schall-Emission und/oder bei der DE 38 12 120 C2 zu hohen Strukturmassen infolge mangelnder Möglichkeiten der Werkstoffpaarung, z. B. Brennkammer­ rohr zu Düsenboden, Anbindung der Filter in hochbelasteten Strukturbe­ reichen und ungünstige Gestaltung der Gasführung sowie der Filterkonfi­ guration mit der Folge hoher Schall-Emission und unerwünschtem Ausstoß von Feststoffen.

Als ein weiterer wesentlicher Nachteil der bekannten Generatoren ist die eingeschränkte Variationsmöglichkeit bei unterschiedlich geforderten Treibstoffmengen, die hier nur durch eine individuelle Anpassung der Brennkammerlängen vorgenommen werden kann und somit zu einer unnötigen Kostensteigerung führt.

Vorteile der Erfindung sind anhand eines Ausführungsbeispiels gemäß bei­ liegender Figur näher beschrieben.

Die Trennung der hochbeanspruchten Brennkammerstruktur in einen zylin­ drischen Teil 1 mit einer nach außen geprägten Kugelkalotte 2 zur span­ nungsreduzierten radialen Aufnahme und Verbindung des Anzünderrohrs so­ wie in die Brennkammerböden mit integrierter Aufnahmestruktur für die Filter außerhalb der innendruckbelasteten Bereiche 3 läßt eine optimale beanspruchungsbezogene Materialpaarung zwischen Zylinderrohr und Düsen­ böden zu.

Hinzu kommt, daß wie bereits erwähnt, die Verbindung zwischen Brennkam­ mer und Filterstruktur an einer integral mit den Böden verbundenen Schürze 3 erfolgt und somit außerhalb des hochbeanspruchten Brennkammer­ bereichs liegt, was wiederum ermöglicht, daß die Düsenbodengestaltung incl. Anbindung und Fügeverfahren gemäß den herrschenden Spannungsver­ läufen unter dem Aspekt des Leichtbaus strukturoptimiert konfiguriert wird.

Die Variation bei verschiedenen Treibstoffmassen wird mittels eines oder mehrerer eingelegter Füllkörper 4 vorgenommen, die zu einem den Aus­ gleich des jeweiligen Leervolumens in der Brennkammer dienen und zum an­ deren eine gewünschte Vorkühlung des Gases und somit günstigere Konden­ sationsbedingungen für die im Gasstrom mitgeführte Schlacke bewirkt, so daß zusätzlich eine oder mehrere normierte Brennkammerlängen bei unter­ schiedlicher Leistungsanforderung an den Gasgenerator mit den dadurch bedingten logistischen und kostenbezogenen Vorteilen beibehalten werden kann.

Kombiniert mit den oben beschriebenen Füllkörpern kommt eine Brennkam­ merauskleidung 5 zum Einsatz, deren Zweck eine definierte Distanzierung des Treibstoffes von der Brennkammerwand ist. Die Brennkammerauskleidung ist so bemessen, daß ein definierter Freiraum (freier Strömungsquer­ schnitt) gewährleistet ist, um einen durch die Treibstoffschüttung be­ dingten statistisch verteilten Abströmquerschnitt zu egalisieren und da­ durch die vorhandene Streuung im Druck-Zeit-Verlauf zu reduzieren. Zu­ sätzlich ergeben sich folgende gewünschte Nebeneffekte:

• - Hitzeschutz der Brennkammerwandung
• - Kühlung des Gases
• - Schweißschutz
• - Verhindert Klappern der Treibstofftabletten.

Entgegen den bekannten Filterstrukturen ist die der Erfindung zugrunde­ liegende Konfiguration 6 so ausgebildet, daß mittels der definierten Gasführung einerseits und der Ausströmgeometrie (Lochbild und Lage) der Filter andererseits eine größtmögliche Schlackenabscheidung (großes und dichtes Schlackendepot 7) bei Beibehaltung eines gleichzeitig niedrigen Schall-Emissions-Pegels erreicht wird.

Claims (3)

1. Gasgenerator für ein Sicherheitssystem zum Schutz von Kfz-Insas­ sen mit einem rohrförmigen oder zylindrischen Gehäuse, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der gaserzeugende Festtreibstoff in einer solchen Brenn­ kammer enthalten ist, die innerhalb derselben Volumenausgleichsmittel sowohl in Strömungsrichtung - längs der Hauptachse - als auch peripher am gesamten Umfang - den Treibstoff umgebend, angeordnet sind.

2. Gasgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese Mittel Bohrungen/Öffnungen/Gasdurchlässe solcher Größe, Anzahl und Ver­ teilung aufweisen, daß die gewünschte Strömungsführung und ein gewünsch­ ter Durchsatz wählbar ist und daß diese Mittel einen vorbestimmbaren Ab­ stand zu einer im wesentlichen gasundurchlässigen Wandung aufweisen.

3. Gasgenerator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel von einem Sieblochblech, Metallnetz oder Gitter, Drahtge­ webe, Gewirke, Gelege oder Metallwolle, Metallfilz, eine Anordnung von Metalldrähten oder einer Kombination dieser vorgenannten Anordnungen ausgewählt sind.