DE4324554B4

DE4324554B4 - Gasgenerator, insbesondere für einen Airbag

Info

Publication number: DE4324554B4
Application number: DE4324554A
Authority: DE
Inventors: Josef Kraft; Gerrit Scheiderer
Original assignee: Delphi Technologies Inc
Current assignee: Delphi Technologies Inc
Priority date: 1993-07-22
Filing date: 1993-07-22
Publication date: 2006-03-02
Anticipated expiration: 2013-07-23
Also published as: JP3504339B2; KR950003088A; US5471932A; DE4324554A1; KR100340819B1; JPH0776255A; GB9414355D0; ES2117505A1; GB2280250B; ES2117505B1; GB2280250A

Abstract

Gasgenerator, insbesondere für einen Airbag, mit einem zylindrischen Außenrohr (12), dessen offene stirnseitige Enden von Deckelementen (28) verschlossen sind, mit einem koaxial im Inneren des Außenrohres (12) angeordneten Innenrohr (16) geringeren Durchmessers, welches Abströmöffnungen (18) aufweist, mit einem zündbaren gasentwickelnden Material (24) im Inneren des Innenrohres (16), mit Filterelementen (22) im Ringraum (20) zwischen dem Innenrohr (16) und dem Außenrohr (12) und mit einer Anzündeinheit (26) zur Zündung des gasentwickelnden Materials (24), wobei zur Verdämmung der Abströmöffnungen (18) im Inneren des Innenrohres (16) ein Verdämmungsband angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verdämmungsband (2) ein eingerolltes Stahlband ist, das sich maximal um den Durchmesser einer Abströmöffnung (18) überlappt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Gasgenerator nach dem Oberbegriff der Ansprüche 1 oder 3. Ein derartiger Gasgenerator ist aus der EP 0 069 441 A2 bekannt.

Weitere Gasgeneratoren sind aus der US 5,253,895 , DE 37 33 436 A1 oder DE 40 09 551 A1 bekannt.

Um bei allen Temperaturen konstante Öffnungsgasdrücke zu erhalten, ist es bekannt, die Abströmöffnungen auf der Innenseite des Innenrohres durch eingeschweißte oder eingeklebte Metallbänder zu verschließen.

Nachteilig an einer solchen Verdämmung ist, dass ein Schweiß- bzw. Klebevorgang bei den genannten Gasgeneratoren mit vertretbarem Aufwand kaum zu automatisieren ist, so dass das genannte Verfahren viel zu aufwendig und damit zu teuer ist.

Ferner ist es bekannt, die Abströmöffnungen auf der Außenseite des Innenrohres durch Abdichtbänder einheitlicher Breite zu verschließen. Hierdurch soll keine Feuchtigkeit in das Innere des Innenrohres an das gasentwickelnde Material gelangen. Die Abdichtbänder sind dabei länger als der Umfang des Innenrohres, so dass eine Überlappung stattfindet.

Die beschriebene Abdichtung gegenüber Feuchtigkeit hat sich als nicht ausreichend erwiesen, da während einer geforderten Lagerzeit von 10 Jahren immer noch Feuchtigkeit eindringen kann und das gasentwickelnde Material unbrauchbar werden lässt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen bekannten Gasgenerator derart zu verbessern, dass mit einfachen und kostengünstigen Maßnahmen die Verdämmung und die Abdichtung der Abströmöffnungen verbessert ist.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst.

In einer ersten Ausführungsform ist zur Verdämmung der Abströmöffnungen im Inneren des Innenrohrs ein zumindest teilweise an der Wand anliegendes, gerolltes, sich überlappendes Verdämmungsband angeordnet. Unter zumindest teilweise an der Wand anliegend ist gemeint, daß das Verdämmungsband zwischen der druckgaserzeugenden Ladung und der Innenwand des Innenrohrs angeordnet ist.

Dieses Verdämmungsband ist ein Stahlband und füllt vorteilhafterweise annähernd die gesamte Länge des Innenrohrs aus. Die Überlappung erfolgt zweckmäßigerweise maximal um den Durchmesser einer Abströmöffnung.

Der besondere Vorteil des eingelegten Verdämmungsbandes liegt darin, daß ein Schweiß- bzw. Klebevorgang zur Verdämmung vermieden wird. Der Einbau des Verdämmungsbandes ist äußerst leicht zu bewerkstelligen und läßt sich auch automatisieren.

Das Verdämmungsband bewirkt konstante Öffnungsgasdrücke bei allen Temperaturen. Durch den klebestoffreien Einbau werden keine Klebestoffbestandteile von der expandierenden, druckgaserzeugenden Ladung mitgerissen.

In einer zweiten Ausführungsform sind zur Abdichtung die Abströmöffnungen auf der Außenseite des Innenrohrs durch ein Abdichtband mit zumindest zwei sich überlappenden Abschnitten unterschiedlicher Breite abgedeckt.

Das Abdichtband besteht dabei vorteilhafterweise aus einem Abschnitt geringerer Breite und einem Abschnitt größerer Breite, wobei die geringere Breite größer als der Durchmesser einer Abströmöffnung ist. Hierbei ist die Länge des Abschnitts mit der geringeren Breite zweckmäßigerweise kürzer als der Umfang des Innenrohrs und die Länge des Abschnitts mit der größeren Breite länger als der Umfang des Innenrohrs. Wesentlich dabei ist, daß der Abschnitt mit der geringeren Breite von dem Abschnitt mit der größeren Breite überdeckt ist.

Durch diese Ausgestaltung des Abdichtbandes ist eine Art Labyrinthdichtung an den überlappenden Enden des Dichtbandes geschaffen. Hierdurch ist die Dichtheit gegenüber Feuchtigkeit wesentlich verbessert. Zudem ist die Montage extrem einfach.

In vorteilhafter Ausgestaltung ist das Abdichtband aus klebstoffbeschichtetem, d.h. selbstklebendem Weichaluminium hergestellt. Als Trägerfolie kann Silikonpapier verwendet werden.

Die genannte erste und zweite Ausführungsform werden zweckmäßigerweise miteinander kombiniert.

Zusätzlich weist vorteilhafterweise das Innenrohr eine im Bereich der Abströmöffnungen angeordnete Einschnürung auf. Diese Einschnürung bildet für das expandierende Gas einen Expansionsraum. Hierdurch ist eine Zerstörung der Filterelemente durch eine punktuelle Ausströmung verhindert. Die Ladekapazität wird dabei nicht ungünstig beeinflußt. Weiterhin wird das in der Einschnürung liegende dünne Abdichtband über den Abströmöffnungen wirksam vor Beschädigungen beim Aufschieben des Filterelementes (Filterwickels) geschützt.

Vorteilhafterweise ist der Gasgenerator ein Rohrgasgenerator.

Ein Ausführungsbeispiel wird nachfolgend beschrieben. Es zeigt:
1 im Schnitt einen erfindungsgemäßen Gasgenerator,
2a, b ein Innenrohr eines Gasgenerators mit eingelegtem Verdämmungsband und aufgeklebtem Abdichtband inklusive Einschnürung und
3 eine Ansicht eines Abdichtbandes.
In 1 ist ein Rohrgasgenerator 6, insbesondere für ein Kraftfahrzeuginsassen-Aufprallschutzkissen (auch "Airbag" genannt) dargestellt. Der Rohrgasgenerator 6 weist ein Außenrohr 12 aus Edelstahl auf, in dessen Mantel mehrere Gasaustrittsöffnungen 14 ausgebildet sind. Die Gasaustrittsöffnungen 14 sind gleichmäßig verteilt über vier Umfangslinien des Außenrohrs 12 angeordnet. Die Gasaustrittsöffnungen 14 befinden sich im wesentlichen im – in axialer Längser streckung des Rohrgasgenerators 6 betrachtet – äußeren Abschnitt des Außenrohrs 12. Innerhalb des Außenrohrs 12 ist ein koaxial zu diesem angeordnetes Innenrohr 16 aus Edelstahl untergebracht. In der Mitte des Mantels des Innenrohrs 16 sind ebenfalls Abströmöffnungen 18 ausgebildet, wobei diese Abströmöffnungen 18 gleichmäßig auf einer Umfangslinie des Innenrohrs 16 verteilt angeordnet sind. Zwischen den Gasaustrittsöffnungen 14 des Außenrohrs 12 und den Abströmöffnungen 18 des Innenrohrs 16 besteht also ein axialer Abstand.
Der Außendurchmesser des Innenrohrs 16 ist kleiner als der Innendurchmesser des Außenrohrs 12, so daß zwischen dem Außen- und dem Innenrohr 12, 16, wie schon beschrieben, ein Ringraum 20 besteht. Dieser Ringraum 20 ist mit Filterelementen 22 (Edelstahl-Drahtgeflechtmatten) ausgefüllt.
Das Innenrohr 16 ist mit gasentwickelndem Material 24 auf z.B. Natriumazid-Basis ausgefüllt, das bei seiner Verbrennung Druckgas erzeugt. Das gasentwickelnde Material 24, auch druckgaserzeugende Ladung genannt, liegt in Form von sogenannten Pellets vor, die ungeordnet in dem Innenrohr 16 untergebracht sind. Eine elektrische Anzündeinheit 26 zum Zünden der druckgaserzeugenden Ladung 24 ist am Außen- und Innenrohr 12, 16 befestigt und ragt durch eine Öffnung im Innenrohr 16 in dieses teilweise hinein. Über einen Stecker 7 ist die Anzündeinheit 26 an eine Elektronik anschließbar.
Der Rohrgasgenerator 6 ist an den stirnseitigen Enden des Außenrohrs 12 durch scheibenähnliche Verschlußdeckel 28 verschlossen. An den Enden des Innenrohrs 16 sind federelastische, kompressible Scheibenelemente 27 aus Keramikfilz oder -gewebe angeordnet, die einerseits gegen die Pellets und andererseits gegen die Innenflächen der Verschlußdeckel 28 abgestützt sind, wobei sie die Pellets mit Federkraft zusammenhalten. Die federnden Scheibenelemente 27 haben die Aufgabe, die Füllmengentoleranzen des Innrohrs 16 auszugleichen und die Pellets auch dann zusammenzuhalten, wenn das Innenrohr 16 nicht vollständig mit gasentwickelndem Material ausgefüllt ist oder sich im Laufe der Zeit durch Vibrationen die Packungsdichte der Pellets erhöht. Die Verschlußdeckel 28 bestehen aus Aluminium und halten bzw. positionieren auch das Innenrohr 16 in hier nicht näher zu beschreibender Weise.
Zwischen dem gasentwickelnden Material 24 bzw. den Pellets und dem Innenrohr 16 ist ein gerolltes, sich überlappendes Verdämmungsband 2 angeordnet. Dieses Verdämmungsband 2 füllt die gesamte axiale Länge des Innenrohrs 16 aus und besteht aus Stahl.
Von außen sind die Abströmöffnungen 18 durch ein Abdichtband 3 abgedeckt, welches sich in einer Einschnürung 5 des Innenrohrs 16 befindet. Das Verdämmungsband 2 und das Abdichtband 3 sind eingehender anhand der 2 und 3 beschrieben.
Nachfolgend soll die Funktionsweise des in 1 dargestellten Rohrgasgenerators 6 beschrieben werden. Die elektrische Anzündeinheit 26, bei der es sich z.B. um einen sogenannten Schichtbrückenzünder mit Initialstoff handelt, wird durch einen definierten elektrischen Impuls gezündet. Bei Verwendung des Rohrgasgenerators 6 gemäß 1 als Druckgaserzeuger in einem Fahrzeug-Airbag wird dieser elektrische Impuls beispielsweise durch Schließen eines Trägheitsschalters im Falle eines Zusammenstoßes des Kraftfahrzeuges mit einem anderen Gegenstand an die Anzündeinheit 26 angelegt. In der Anzündeinheit 26 wird eine sogenannte Verstärkungsladung gezündet; die dabei entstehenden Anzündschwaden (Flamme, Gas, heiße Verbrennungsprodukte) gelangen über im Gehäuse der Anzündeinheit 26 vorgesehene Öffnungen in den Innenraum des Innenrohrs 16, wo sie die (Treibladungs-) Pellets gleichmäßig und gleichzeitig zünden. Im Innenrohr 16 wird je nach Ausführung eine unterschiedliche Menge an gasentwickelndem Material in Gas mit einem Druck von ca. 200 bar umgesetzt. Die heißen Gase, die zu ca. 95% aus Stickstoff bestehen, gelangen über die Abströmöffnungen 18 aus diesem heraus zu den Filterelementen 22. Die Filterelemente 22 haben die Aufgabe, die Gase zu kühlen und von Partikeln (Feststoffen) und Kondensaten zu reinigen. Die derart abgekühlten und gereinigten Gase treten über die Gasaustrittsöffnungen 14 im Außenrohr 12 aus. Der hier beschriebene Gasgenerator erzeugt in einer Zeit von ca. 50 Millisekunden in einem Testvolumen von 60 dm³ einen Gasdruck von ca. 2 bar bei Raumtemperatur.
Bevor die heißen Gase durch die Abströmöffnungen 18 das Innenrohr 16 verlassen können, muß der Gasdruck so hoch sein, daß das Verdämmungsband 2 aufgerissen wird. Das Abdichtband 3 reißt sofort ein, da es nur zur Abdichtung gegen Feuchtigkeit dient.
In der 2 ist das Innenrohr 16 als Außenansicht 2a und im Schnitt 2b mit eingesetztem Verdämmungsband 2 und aufgebrachtem Abdichtband 3 gezeigt. Durch die Einschnürung 5 liegt das Verdämmungband 2 nur im Bereich der Einschnürung 5 am Innenrohr 16 an. Dies ist jedoch für die Erfindung von untergeordneter Bedeutung, da durch den Gasdruck des gasentwickelnden Materials das Verdämmungsband 2 sowieso radial nach außen belastet wird und dann am Inennrohr 16 voll anliegt. In der Mitte der Einschnürung 5 sind auf einer Umfangslinie die Abströmöffnungen 18 angeordnet. Diese sind von außen durch ein Abdichtband 3 abgedeckt.
3 zeigt dieses Abdichtband 3 in Draufsicht. Das Abdichtband 3 besteht aus einem Abschnitt geringerer Breite 4a und einem Abschnitt größerer Breite 4b. Zuerst wird der Ab schnitt mit der geringeren Breite 4a in Umfangsrichtung auf die Abströmöffnungen vorzugsweise geklebt. Hierzu ist das Abdichtband 3 einseitig mit einem Klebstoff versehen. Nach einer Umrundung des Innenrohrs 16 durch das Abdichtband 3, muß der Abschnitt mit der größeren Breite 4b den Abschnitt mit der geringeren Breite 4a überdecken.
Hierdurch bilden die überlappenden Abschnitte eine Art Labyrinthdichtung.

Claims

Gasgenerator, insbesondere für einen Airbag, mit einem zylindrischen Außenrohr (12), dessen offene stirnseitige Enden von Deckelementen (28) verschlossen sind, mit einem koaxial im Inneren des Außenrohres (12) angeordneten Innenrohr (16) geringeren Durchmessers, welches Abströmöffnungen (18) aufweist, mit einem zündbaren gasentwickelnden Material (24) im Inneren des Innenrohres (16), mit Filterelementen (22) im Ringraum (20) zwischen dem Innenrohr (16) und dem Außenrohr (12) und mit einer Anzündeinheit (26) zur Zündung des gasentwickelnden Materials (24), wobei zur Verdämmung der Abströmöffnungen (18) im Inneren des Innenrohres (16) ein Verdämmungsband angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verdämmungsband (2) ein eingerolltes Stahlband ist, das sich maximal um den Durchmesser einer Abströmöffnung (18) überlappt.
Gasgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verdämmungsband (2) annähernd die gesamte Länge des Innenrohres ausfüllt.
Gasgenerator, insbesondere für einen Airbag, mit einem zylindrischen Außenrohr (12), dessen offene stirnseitige Enden von Deck elementen (28) verschlossen sind, mit einem koaxial im inneren des Außenrohres (12) angeordneten Innenrohr (16) geringeren Durchmessers, welches Abströmöffnungen (18) aufweist, mit einem zündbaren gasentwickelnden Material (24) im Inneren des Innenrohres (16), mit Filterelementen (22) im Ringraum (20) zwischen dem Innenrohr (16) und dem Außenrohr (12) und mit einer Anzündeinheit (26), insbesondere nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abströmöffnung (18) auf der Außenseite des Innenrohrs (16) durch ein Abdichtband (3) mit zumindest zwei sich überlappenden Abschnitten (4a, 4b) unterschiedlicher Breite abgedeckt sind.
Gasgenerator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Abdichtband (3) aus einem Abschnitt geringerer Breite (4a) und einem Abschnitt größerer Breite (4b) besteht, wobei die geringere Breite größer als der Durchmesser einer Abströmöffnung (18) ist.
Gasgenerator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des Abschnitts mit der Geringeren Breite (4a) kürzer als der Umfang des Innenrohrs (16) ist.
Gasgenerator nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des Abschnitts mit der größeren Breite (4b) länger als der Umfang des Innenrohrs (16) ist und dass der Abschnitt mit der geringeren Breite (4a) von dem Abschnitt mit der größeren Breite (4b) überdeckt ist.
Gasgenerator nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Abdichtband (3) aus Weichaluminium hergestellt ist.
Gasgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Innenrohr (16) eine im Bereich der Abströmöffnungen (18) angeordnete Einschnürung (5) aufweist.
Gasgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasgenerator ein Rohrgasgenerator (6) ist.