DE60306398T2

DE60306398T2 - Gasgenerator

Info

Publication number: DE60306398T2
Application number: DE60306398T
Authority: DE
Inventors: Maruyama; Kurita; Tanaka; Kishino; Toyotomi-cho Himeji-shi c/o Himeji Factory
Original assignee: Nippon Kayaku Co Ltd
Current assignee: Nippon Kayaku Co Ltd
Priority date: 2002-07-19
Filing date: 2003-07-18
Publication date: 2007-06-14
Anticipated expiration: 2023-07-19
Also published as: DE60306398D1; EP1541429A1; JP4299782B2; JPWO2004012965A1; EP1541429A4; WO2004012965A1; US20060150855A1; CN1668494A; EP1541429B1; AU2003252223A1; US7284488B2; CN1323875C

Description

Technischer Bereich
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Gasgenerator gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, der beispielsweise für einen Vorspanner eines Automobil-Sitzgurts verwendet wird, und einen Halter zum Halten eines Zünderkastens in einem Gasgenerator gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 5. Ein solcher Gasgenerator und ein Halter für einen Zünderkasten sind beispielsweise aus der JP-A-2001 260815 bekannt. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere einen Gasgenerator, der ein Herausfallen der Elektrodenstifte eines Zünders des Gasgenerators in einem Zustand hoher Temperatur sicher verhindern kann.
Stand der Technik
Der Sitzgurtvorspanner ist als eines der Sicherheitssysteme zum Schutz eines Fahrzeuginsassen vor dem Aufprall bei einem Autozusammenstoß bekannt. Der Sitzgurtvorspanner ist derart strukturiert, daß er durch eine große Menge an Hochtemperatur- und Hochdruckgas, welches der Gasgenerator erzeugt, einen Zylinder betätigt. Der zur Betätigung des Zylinders, nicht des Airbags, verwendete Gasgenerator ist derart strukturiert, daß er eine verhältnismäßig kleine Gasmenge erzeugt und das Hochtemperatur- und Hochdruckgas ohne einen dazwischen geschalteten Filter oder Kühlmittel direkt in den Zylinder einbläst. Gewöhnlich umfaßt dieser Gasgenerator einen Zünder mit einer Zündladung darin, die über den Zünder von einem elektrischen Strom gezündet wird, ein erstes becherförmiges Gehäuse mit dem Gaserzeugungsmittel darin und einen Halter zum festen Halten des Zünders und des ersten becherförmigen Gehäuses.
Ein Beispiel für einen üblichen Gasgenerator, der für den Sitzgurtvorspanner verwendet wird, ist in 3 gezeigt. Der Gasgenerator 103 gemäß 3 umfaßt ein Gaserzeugungsmittel 106, welches durch die Zündung eine große Gasmenge erzeugt, einen Zünder 104 mit einer Zündladung darin, die durch den Hindurchlauf eines elektrischen Stroms durch den Zünder gezündet wird, ein erstes becherförmiges Gehäuse 102 mit dem Gaserzeugungsmittel darin, einen Halter 101 zum konzentrischen Halten des Zünders 104 und des ersten becherförmigen Gehäuses 102 und zum Abdichten des Gaserzeugungsmittels 106 und des in 5 gezeigten Zünders 104 in einem Innenraum zwischen dem Halter 101 und dem ersten becherförmigen Gehäuse 102, einen in einem Spalt zwischen dem Zünder 104 und dem Halter 101 angeordneten O-Ring, damit keine Feuchtigkeit aus dem dazwischen befindlichen Spalt mitgeführt wird, und einen Kurzschlußbügel 107, um zwei Elektrodenstifte 11, 23 in kurzgeschlossenem Zustand von dem Zünder in Abstand zu halten. Ebenso wird ein nicht gezeigtes Dichtungsmittel auf den Spalt zwischen dem ersten becherförmigen Gehäuse 102 und dem Halter 101 aufgebracht, damit keine Feuchtigkeit in den dazwischen befindlichen Spalt eintreten kann.
Der Zünder 104 umfaßt ein zweites becherförmiges Gehäuse E mit einer Zündladung D darin, ein zum Abdichten der Zündladung D in einem Innenraum des zweiten becherförmigen Gehäuses E in das zweite becherförmige Gehäuse E eingesetztes und eingepaßtes Kopfteil B und zwei Elektrodenstifte 11, 12 aus Metallstäben, die in der in 5 gezeigten Weise durch den Verschlußstopfen B hindurch verlaufen. Die Elektrodenstifte 11, 12 stehen in den Innenraum des zweiten becherförmigen Gehäuses E vor und sind an ihren vorderen Enden über einen elektrischen Brückenschaltungsdraht F elektrisch miteinander verbunden. Der elektrische Brückenschaltungsdraht F ist mit einem Sicherungskopf C abgedeckt, der mit der Zündladung D in Kontakt steht. Der Verschlußstopfen B besteht aus einem Harz, um für eine elektrische Isolierung zwischen den jeweiligen Elektrodenstiften 11, 12 mit Ausnahme der Abschnitte derselben zu sorgen, die zu dem elektrischen Brückenschaltungsdraht F korrespondieren.
Der Zünder 104 wird von dem Halter 101 gehalten, wobei sein sich verjüngender Abschnitt 109 in der in 3 gezeigten Weise mit einem sich verjüngenden Abschnitt 110 des Halters 101 in Kontakt steht. Ebenso liegt das Bodenteil 111 des Verschlußstopfens B des Zünders 104 nach außen hin frei (siehe 4(a)). Der aus Harz bestehende Verschlußstopfen B kann infolge der durch das Zünden im Zustand hoher Temperatur entstehenden Hitze weich werden. Auf Grund dessen ist es möglich, daß die Elektrodenstifte 11, 12 in dem Verschlußstopfen B zusammen mit dem Verschlußstopfen B herausfallen können, wenn sie weich werden und weniger gut gehalten werden.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gasgenerator mit verbesserter Sicherheit zu schaffen, der das Herausfallen der von dem Zünder des Gasgenerators abstehenden Elektrodenstifte beim Zünden im Zustand hoher Temperatur verhindern kann.
Offenbarung der Erfindung
Um das oben genannte Problem zu lösen, wird mit der vorliegenden Erfindung ein Gasgenerator mit einem ersten becherförmigen Gehäuse zum Befüllen mit einem Gaserzeugungsmittel zur Erzeugung von Gas durch Verbrennen, einem Zünder mit einem zweiten becherförmigen Gehäuse, das in einer Innenseite des ersten becherförmigen Gehäuses angeordnet ist und eine Zündladung enthält, einem Zündergehäuse mit einer Flammenführungsöffnung, welches das zweite becherförmige Gehäuse abdeckt, und einem Halter zum Halten des Zünders und des zweiten becherförmigen Gehäuses durch Anquetschen geschaffen, wobei der Halter Öffnungen, je eine für jeden der Elektrodenstifte, zum Hindurchführenlassen der Elektrodenstifte des Zünders aufweist. Da der Halter die Öffnungen zum Hindurchführenlassen der jeweiligen Elektrodenstifte des Zünders besitzt, je eine für jeden der Elektrodenstifte, kann selbst dann, wenn der aus Harz bestehende und den Zünder bildende Verschlußstopfen beim Zünden im Zustand hoher Temperatur weich wird, beispielsweise wenn der Zünder beim Transport oder dergleichen aus einem Grunde gezündet wird, nicht nur das Herausfallen des Verschlußstopfens, sondern auch das Herausfallen der in dem Zünder vorgesehenen Elektrodenstifte verhindert werden, um die Sicherheit auch im Zustand hoher Temperatur zu gewährleisten.
Ebenso ist eine Fläche der Öffnung als im Bereich der zweifachen bis zehnfachen Größe der Querschnittsfläche des Elektrodenstifts liegend ausgeführt. Durch diese Konstruktion kann verhindert werden, daß die Elektrodenstifte miteinander kurzgeschlossen werden, selbst wenn der Halter aus Metall besteht. Durch dieselbe können auch die Elektrodenstifte selbst dann nicht durch die Öffnungen hindurch aus dem Halter herausfallen, wenn der aus Harz bestehende und den Zünder bildende Verschlußstopfen beim Zünden im Zustand hoher Temperatur weich wird.
Ebenso umfaßt der Zünder ein zweites becherförmiges Gehäuse zum Aufnehmen der Zündladung, einen in das zweite becherförmige Gehäuse eingesetzten und eingepaßten Verschlußstopfen zum Abdichten der Zündladung in dem zweiten becherförmigen Gehäuse und die Elektrodenstifte aus zwei Metallstäben, die durch den Verschlußstopfen hindurch verlaufen und aus diesem vorstehen, wobei Wurzelabschnitte der jeweiligen Elektrodenstifte, welche aus dem Verschlußstopfen vorstehen, mit jeweiligen vorstehenden Abschnitten bedeckt sind, welche einstückig mit dem Verschlußstopfen ausgebildet sind, und die vorstehenden Abschnitte jeweils in die Öffnungen eingesetzt sind. Mit dieser Konstruktion werden die vorstehenden Abschnitte des Verschlußstopfens in den jeweiligen Öffnungen befestigt, wenn die Elektrodenstifte durch die jeweiligen Öffnungen hindurch eingeführt werden, so daß sich der Verschlußstopfen weniger lockert und auch die Isolierung zwischen den Elektrodenstiften und dem Halter sichergestellt ist.
Vorzugsweise besteht der Halter aus Metall wie beispielsweise Aluminium, Eisen und rostfreiem Stahl. Da der aus Metall bestehende Halter eine höhere Wärmebeständigkeit als das Harz und dergleichen besitzt, können das Herausfallen der Elektrodenstifte aus dem Halter sowie das Herausfallen des Verschlußstopfens beim Zünden im Zustand hoher Temperatur mit dem Halter verhindert werden.
Ebenso wird mit der vorliegenden Erfindung ein Halter mit einem sich verjüngenden Abschnitt zum Einsetzenlassen des Kopfteils eines Zünders zum Verbinden des Verschlußstopfens mit dem Halter durch Anquetschen, einem Anquetschansatz zum Halten des Verschlußstopfens des Zünders durch Anquetschen, einem Anquetschansatz zum Halten eines ersten becherförmigen Gehäuses durch Anquetschen und einem Bodenteil des sich verjüngenden Abschnitts geschaffen, wobei das Bodenteil Öffnungen zum jeweiligen Hindurchführenlassen von Elektrodenstiften des Zünders aufweist. Da der Halter im Bodenteil des sich verjüngenden Abschnitts die Öffnungen zum jeweiligen Hindurchführenlassen der jeweiligen Elektrodenstifte aufweist, können mit dem Halter das Herausfallen des Verschlußstopfens sowie das Herausfallen der Elektrodenstifte aus dem Halter beim Zünden im Zustand hoher Temperatur sicher verhindert werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine schematische Schnittansicht eines Beispiels für eine Ausführungsform eines Gasgenerators gemäß der vorliegenden Erfindung. 2(a) ist eine entlang der Linie A-A gemäß 1 geführte Schnittansicht des Gasgenerators. 2(b) ist eine Außenansicht eines Halters gemäß der vorliegenden Erfindung im Gebrauch bei Betrachtung von einer Unterseite desselben gemäß 1. 2(c) ist eine entlang der Linie B-B gemäß 2(b) geführte, den Halter zeigende Schnittansicht. 3 ist eine schematische Schnittansicht eines herkömmlichen Gasgenerators. 4(a) ist eine entlang der Linie A-A gemäß 3 geführte, den Gasgenerator zeigende Schnittansicht. 4(b) ist eine Außenansicht eines herkömmlichen Halters im Gebrauch bei Betrachtung von einer Unterseite desselben gemäß 3. 5 ist eine schematische Schnittansicht, die einen bekannten, in dem Gasgenerator verwendeten Zünder zeigt. 6 ist eine Außenansicht, welche den Zünder gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. 7 ist eine Tabelle, in welcher die Ergebnisse der Wärmetests in den Beispielen zusammengestellt sind.
Beste Ausführungsform der Erfindung
Im folgenden wird ein Beispiel für bestimmte bevorzugte Ausführungsformen eines Gasgenerators gemäß der vorliegenden Erfindung an Hand der anliegenden Zeichnungen beschrieben.
In 1 umfaßt ein Gasgenerator 1 ein erstes becherförmiges Gehäuse 3, das mit einem Gaserzeugungsmittel 2 zur Erzeugung von Gas durch Verbrennen gepackt ist, einen in der Innenseite des ersten becherförmigen Gehäuses 3 angeordneten Zünder 5 mit einem zweiten becherförmigen Gehäuse E, das eine Zündladung enthält, ein Zündergehäuse 7, welches das zweite becherförmige Gehäuse E abdeckt, und eine Öffnung 20 aufweist, und einen Halter 6 mit einem Anquetschansatz 9 zum Halten des Zündergehäuses 7 und des zweiten becherförmigen Gehäuses E durch Anquetschen des Ansatzes 9.
Vorzugsweise besteht der Halter 6 aus einem Metall wie beispielsweise rostfreiem Stahl, Eisen und Aluminium. In 1, 2(b) und 2(c) umfaßt der Halter 6 einen sich verjüngenden Abschnitt 8 in einer schalenartigen Form für das Kopfteil B des einzusetzenden und einzupassenden Zünders 5, einen Anquetschansatz 9 zum Halten des Verschlußstopfens B des Zünders 5 durch Anquetschen, einen Anquetschansatz 10 zum Halten des ersten becherförmigen Gehäuses 3 durch Anquetschen und ein Bodenteil 81 des sich verjüngenden Abschnitts 8. Zu den Materialien, die für den Verschlußstopfen B verwendet werden können, gehören beispielsweise Polybutylenterephthalat, Polyethylenterephthalat, NYLON-6 und NYLON-66. Der Halter 6 besitzt in dem Bodenteil 81 des schalenförmigen, sich verjüngenden Abschnitts 8 ausgebildete Löcher 13, 14 zum Hindurchführenlassen der von dem Zünder 5 abstehenden zwei Elektrodenstifte 11, 12. Die in dem Verschlußstopfen B des Zünders 5 vorgesehenen zwei Elektrodenstifte 11, 12 stehen aus den Löchern 13, 14 nach außen vor. Die Elektrodenstifte 11, 12 bestehen vorzugsweise aus einer Nickel, Eisen und rostfreien Stahl enthaltenden Legierung. Der Verschlußstopfen B weist in einem Bodenteil 16 desselben vorstehende Abschnitte 19, 18 auf, die einstückig ausgebildet sind, um Wurzelabschnitte der Elektrodenstifte 11, 12 zu bedecken. Das Bodenteil 16 des Verschlußstopfens B ist in der in 2(a) gezeigten Weise mit dem Bodenteil 81 des sich verjüngenden Abschnitts 8 des Halters 6 bedeckt. Auf Grund dessen können die Elektrodenstifte 11, 12 selbst dann, wenn der Verschlußstopfen B bei der Zündung im Hochtemperaturzustand weich wird, nicht zusammen mit dem Verschlußstopfen B durch den Abschnitt (das Bodenteil 81) des Halters 6 herausfallen, in dem die Öffnungen 13, 14 ausgebildet sind. Vorzugsweise liegt eine Fläche der Öffnungen 13, 14 im Bereich von mehr als der einfachen bis zehnfachen Größe oder weniger, vorzugsweise der zweifachen bis zehnfachen Größe oder weiter vorzugsweise der zweifachen bis siebenfachen Größe einer Querschnittsfläche des Elektrodenstiftes 11, 12. Zusätzlich zu den Öffnungen 13, 14 können eine oder zwei oder mehrere zusätzliche Öffnungen ausgebildet sein, jedoch ist die Ausbildung von lediglich den zwei Öffnungen 13, 14 hinsichtlich der Senkung der Fertigungskosten vorteilhaft.
Wenn der Verschlußstopfen B des Zünders 5 von dem Halter 6 gehalten wird, ist ein Abdichtelement 15, beispielsweise ein O-Ring, zwischen dem Halter 6 und dem Verschlußstopfen B des Zünders 5 angeordnet, um für Feuchtigkeitsdichtheit zwischen dem Zünder 5 und dem Halter 6 zu sorgen. Zwar ist keine besondere Beschränkung für das Material des Abdichtelement 15 auferlegt, jedoch wird für das Abdichtelement 15 vorzugsweise ein Material verwendet, durch welches Wasser nur schwer hindurchdringt, beispielsweise Nitrilkautschuk, Silikonkautschuk und Ethylenproplyenkautschuk. Das Abdichtelement 15 ist vorzugsweise um den gesamten Umfang der Verbindung zwischen dem Halter 6 und dem Zünder herum angeordnet.
Das Gaserzeugungsmittel 2 ist in direktem Kontakt mit der Innenfläche des ersten becherförmigen Gehäuses ohne Zwischenschaltung eines Filters und/oder Kühlmittels in das erste becherförmige Gehäuse 3 gepackt. Es sei hierbei angemerkt, daß das Gaserzeugungsmittel, das eine Stickstoff enthaltende organische Verbindung als Brennstoffbestandteil, eine anorganische Verbindung als Oxidationsmittelbestandteil und einen Zusatzstoff aus mindestens einem Zusatzstoff umfaßt, als das Gaserzeugungsmittel angeführt werden kann, das vorzugsweise verwendet werden kann. Die Brennstoffbestandteile, die verwendet werden können, umfassen mindestens ein Material, das aus der Gruppe bestehend aus Aminotetrazol, Guanidinnitrat und Nitroguanidin ausgewählt ist. Die Oxidationsmittelbestandteile, die verwendet werden können, umfassen mindestens ein Material, das aus der Gruppe bestehend aus Strontiumnitrat, Ammoniumnitrat, Kaliumnitrat, Ammoniumperchlorat und Kaliumperchlorat ausgewählt ist. Die Zusatzstoffe, die verwendet werden können, umfassen Molybdäntrioxid eines selbstzündenden Katalysators. Als Zusatzstoff, der dem Gaserzeugungsmittel zugesetzt wird, kann auch ein Bindemittel angeführt werden. Die Bindemittel, die verwendet werden können, umfassen mindestens ein Material, das aus der Gruppe bestehend aus Guaran, Methylcellulose, Carboxymethylcellulose, wasserlöslichem Celluloseether und Polyethylenglycol ausgewählt ist. Als bevorzugtes Gaserzeugungsmittel kann ein Gaserzeugungsmittel angeführt werden, das 5-Aminotetrazol und Guanidinnitrat als Brennstoffbestandteile, Strontiumnitrat und Ammoniumperchlorat als Oxidationsmittelbestandteil, Molybdäntrioxid als selbstzündenden Katalysator und Guaran als Bindemittel umfaßt. Des weiteren kann als weiteres bevorzugtes Gaserzeugungsmittel ein Gaserzeugungsmittel angeführt werden, das 10–30 Masse-% 5-Aminotetrazol und 15–35 Masse-% Guanidinnitrat als Brennstoffbestandteil, 10–30 Masse-% Strontiumnitrat und 15–35 Masse-% Ammoniumperchlorat als Oxidationsmittelbestandteil, 1–10 Masse-% Molybdäntrioxid als selbstzündender Katalyator und 1–10 Masse-% Guaran als Bindemittel umfasst. Das bei der vorliegenden Erfindung verwendete Gaserzeugungsmittel kann in jeder gewünschten, in den Sitzgurtvorspanner und dergleichen zu packenden Form ausgebildet werden. Für die Form des Gaserzeugungsmittels sind keine besonderen Beschränkungen auferlegt. Das Gaserzeugungsmittel kann in Säulenform oder Pelletform ausgebildet sein. Insbesondere werden (a) 0,25%–5% kationisches Bindemittel, (b) 0,25%–5% anionisches Bindemittel, (c) Brennstoff, (d) Oxidationsmittel und (e) Wasser oder Lösungsmittel, das gemäß einer Art eines verwendeten Abbrandmoderators zugesetzt wird, gleichmäßig gemischt, und danach wird die entstandene Mischung geknetet, extrudiert und in Säulenform geschnitten oder wird mit Hilfe einer Tablettiermaschine und dergleichen in eine Pelletform geformt.
Das erste becherförmige Gehäuse 3 weist einen zylindrischen Abschnitt 3a mit großem Durchmesser und einen doppelseitigen Abschnitt 3b mit einer im wesentlichen geschlossenendigen Zylinderform auf, der in einstufiger Form von einer Bodenteilseite desselben aus einen erweiterten Durchmesser besitzt. In dem Bodenteil des ersten becherförmigen Gehäuses 3 ist eine Mehrzahl linearer Einschnitte 3c ausgebildet. Die Einschnitte 3c werden durch das Gas zerbrochen, das durch das Verbrennen des in das erste becherförmige Gehäuse 3 gepackten Gaserzeugungsmittels 2 erzeugt wird, so daß das erzeugte Gas direkt an den nicht gezeigten Sitzgurtvorspanner emittiert wird. Das erste becherförmige Gehäuse 3 weist in einem sich öffnenden Ende desselben einen sich radial nach außen erstreckenden, geflanschten Abschnitt 3d auf, der durch Anquetschen von Anquetschansätzen 10, die in dem Halter 6 vorgesehen sind, an dem Halter 6 befestigt ist. Zu den Materialien, die für das erste becherförmige Gehäuse 3 verwendet werden können, zählen rostfreier Stahl, Eisen und Aluminium.
Der Zünder 5 umfaßt in der in 6 gezeigten Weise eine Zündladung D, ein mit der Zündladung D gepacktes zweites becherförmiges Gehäuse E, zwei in aufrecht stehendem Zustand vorgesehene Elektrodenstifte 11, 12 zum Hindurchlaufenlassen eines elektrischen Stroms zum Zünden der Zündladung D und ein Kopfteil B. Das zweite becherförmige Gehäuse E besteht gewöhnlich aus thermoplastischem Harz. Die Elektrodenstifte 11, 12 stehen ins Innere des zweiten becherförmigen Gehäuses E vor und sind an ihren vorderen Enden über eine elektrische Brückenschaltungsdraht F elektrisch miteinander verbunden. Der elektrische Brückenschaltungsdraht F ist mit einem Zündmittel C bedeckt, das mit der Zündladung D in Kontakt steht. Der Verschlußstopfen B besteht mit Ausnahme der Abschnitte desselben, die zu dem elektrischen Brückenschaltungsdraht F korrespondieren, aus Harz, um für eine elektrische Isolierung zwischen den jeweiligen Elektrodenstiften 11, 12 zu sorgen. In dem Zünder 5 gemäß dieser Ausführungsform weist der Verschlußstopfen B vorstehende Abschnitte 19, 18 auf, die einstückig ausgebildet sind, um Wurzelabschnitte der Elektrodenstifte 11, 12 zu bedecken, die in der in 6 gezeigten Weise von dem Verschlußstopfen B vorstehen. Die vorstehende Abschnitte 19, 18 weisen kleinere Durchmesser als diejenigen der Öffnungen 13, 14 auf und bestehen aus dem gleichen Material wie demjenigen des Verschlußstopfens B, um mit dem Verschlußstopfen B einstückig zu sein. Dadurch kann sicher die elektrische Isolierung zwischen den Elektrodenstiften 11, 12 und dem Halter 6 bereitgestellt werden.
In dem Zünder 5 ist in der in 1 gezeigten Weise ein Kurzschlußbügel 17 befestigt, um die zwei Elektrodenstifte 11, 12 in kurzgeschlossenem Zustand zu halten. Der Kurzschlußbügel 17 dient dazu, eine durch statische Elektrizität verursachte ungenaue Funktionsweise zu verhindern.
Das Zündergehäuse 7 ist in becherförmiger Gestalt ausgebildet, um ein vorderes Ende des zweiten becherförmigen Gehäuses E des Zünders 5 und ein vorderes Ende des Verschlußstopfens B des Zünders 5 zu bedecken. Ebenso weist das Zündergehäuse 7 an einem offenen Endabschnitt desselben einen geflanschten Abschnitt 7a auf, der entlang dem vorderen Endabschnitt des Verschlußstopfens B in Radialrichtung schräg nach außen verlaufend ausgebildet ist. Das Zündergehäuse 7 ist zusammen mit dem Verschlußstopfen B des Zünders 5 durch Anquetschen des Anquetschansatzes 9 an dem Halter 6 in einer solchen Weise gesichert, daß er diese auf dem geflanschten Abschnitt 7a umbiegt. Da das zweite becherförmige Gehäuses E des Zünders 5 mit dem Zündergehäuse 7 bedeckt ist, nimmt die Kraft zum Einspannen des zweiten becherförmigen Gehäuses E des Zünders 5 zu, so daß das zweite becherförmige Gehäuse E, wenn das Verstärkungsmittel in dem Zünder 5 gezündet und verbrannt wird, so lange nicht zerbrochen werden kann, bis ein Innendruck des Zünders 5 zunimmt und mithin ermöglicht, daß die Zündladung unter dem Hochdruckzustand verbrennt. Dadurch kann es zu einer erhöhten Brenngeschwindigkeit im Vergleich zu dem herkömmlichen Gasgenerator kommen, wodurch eine Verzögerung beim Zünden des Gasgenerators 1 verhindert wird.
Das Zündergehäuse 7 besteht aus Materialien, zu denen Metalle wie Eisen, Aluminium und rostfreier Stahl und Harze wie PBT (Polybutylenterephthalat), PET (Polyethylenterephthalat), PA6 (NYLON-6) und PA66 (NYLON-66), PPS (Polyphenylensulfid), PPO (Polyphenylenoxid) und Fluorkohlenstoffharz gehören. Die durch das Zündergehäuse 7 hindurch verlaufende Flammenführungsöffnung 20 ist in dem Zündergehäuse 7 in einer Fläche desselben ausgebildet, die mit dem Gaserzeugungsmittel 2 in Kontakt kommt. Von den Gesichtspunkten aus, daß das Hochtemperaturgas und die Teilchen von dem Zünder 5 allein zu dem Gaserzeugungsmittel 2 hin ausgerichtet sind und das zweite becherförmige Gehäuse E nicht allzu schnell bricht, wird die Flammenführungsöffnung 20 vorzugsweise in dem Bodenteil des geschlossenendigen Zylinders des das zweite becherförmige Gehäuse E abdeckenden Zündergehäuses 7 ausgebildet. Zwar ist die Flammenführungsöffnung 20 vorzugsweise in dem Bodenteil des geschlossenendigen Zylinders des Zündergehäuses 7 ausgebildet, jedoch kann die Flammenführungsöffnung 20 auch in einem zylindrischen Abschnitt des Zylinders des Zündergehäuses 7 ausgebildet sein. Zwar besteht das Zündergehäuse 7 nicht unbedingt aus einem einzigen Element, sondern kann durch Kombination mehrerer Elemente ausgebildet sein, es besteht jedoch wegen der kleineren Anzahl an Teilen vorzugsweise aus einem einzigen Element. Das Zündergehäuse 7 kann eine Maschenform aufweisen.
Ebenso kann das Zündergehäuse 7 mit einer inneren Konfiguration ausgebildet sein, welche zu der äußeren Konfiguration des zweiten becherförmigen Gehäuses E des Zündergehäuses 7 korrespondiert, damit das zweite becherförmige Gehäuse E des Zünders 5 und das Zündergehäuse 7 im wesentlichen in engem Kontakt miteinander stehen können. Der Zwischenraum zwischen dem zweiten becherförmigen Gehäuse E und dem Zündergehäuse 7 beträgt vorzugsweise 1 mm oder weniger und insbesondere 0,2 mm oder weniger.
Durch diese Konstruktion kann keine Feuchtigkeit in das Gaserzeugungsmittel 2 eindringen. Da das Zündergehäuse 7 das zweite becherförmige Gehäuse E des Zünders 5 bedecken kann und auch eine derartige Form aufweist, daß die Flammenführungsöffnung 20 zu dem Gaserzeugungsmittel 2 hin ausgerichtet ist, ist die Energie des Zünders 5 des weiteren allein zu dem Gaserzeugungsmittel 2 hin ausgerichtet. Da das zweite becherförmige Gehäuse E des Zünders 5 mit dem Zündergehäuse bedeckt ist, nimmt ebenso die Kraft zum Einspannen des zweiten becherförmigen Gehäuses E zu. Wenn die Zündladung D in dem Zünder 5 gezündet und verbrannt wird, kann daher das zweite becherförmige Gehäuse E so lange nicht brechen, bis der Innendruck des Zünders 5 zunimmt, wodurch mithin das Verbrennen der Zündladung in dem Hochdruckzustand ermöglicht wird. Dadurch kann es zu einer höheren Verbrennungsgeschwindigkeit im Vergleich zu dem herkömmlichen Gasgenerator kommen, wodurch mithin eine Verzögerung beim Zünden des Gasgenerators 1 verhindert wird.
Dagegen wird infolge der Zunahme der Festigkeit des zweiten becherförmigen Gehäuses E eine Kraft, welche das Herausfallen der Elektrodenstifte 11, 12 zusammen mit dem Verschlußstopfen E bewirkt, auf die Elektrodenstifte 11, 12 ausgeübt, wenn der Verschlußstopfen E beim Zünden in dem Hochtemperaturzustand weich wird. Da jedoch das Bodenteil 16 des Verschlußstopfens E mit dem Halter 6 bedeckt ist, um die Bereiche der zu dem Bodenteil 16 des Verschlußstopfens E weisenden Öffnungen zu verkleinern und somit den Scherbereich des Harzes im Vergleich zu der herkömmlichen Zünderkonstruktion zu verkleinern (vgl. 3 und 4(a)), wird verhindert, daß die Elektrodenstifte 11, 12 zusammen mit dem Verschlußstopfen E herausfallen. Obwohl oben in der Ausführungsform die Elektrodenstifte mit gebogenen Abschnitten im Innern des Verschlußstopfens E dargestellt sind, kann es Fälle geben, in denen abhängig von dem Material der Elektrodenstifte, den Durchmessern der Stifte usw. gerade Stifte für die Elektrodenstifte verwendet werden können, die in dem Zünder des Gasgenerators gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Selbst bei dieser Variante wird wahrscheinlich das Herausfallen der Elektrodenstifte 11, 12 verhindert, da die Bereiche der Öffnungen abnehmen, die in dem Bodenteil 16 des Verschlußstopfens E ausgebildet sind und zu dem Bodenteil 16 des Verschlußstopfens E weisen, und in der oben erwähnten Weise mithin der Scherbereich des Harzes abnimmt.
Der mithin konstruierte Gasgenerator 1 kann mit den folgenden Schritten hergestellt werden. Zuerst werden die Elektrodenstifte 11, 12 des Zünders 5 in die Öffnungen 13, 14 des Halters 6 eingeführt. Dann wird der Zünder 5 an dem sich verjüngenden Abschnitt 8 des Halters 6 durch das Abdichtelement 15 hindurch angebracht. Nachdem das Zündergehäuse 7 mit der darin ausgebildeten Flammenführungsöffnung 20 an dem Zünder 7 angebracht ist, um die Oberfläche des Zünders 5 zu bedecken, werden dann der Zünder 5 und das Zündergehäuse 7 durch Anquetschen des Anquetschansatzes 9 einstückig an dem Halter 6 angebracht. Dann wird das mit dem Gaserzeugungsmittel 2 gepackte erste becherförmige Gehäuse 3 in den Halter 6 eingepaßt, wobei der Zünder 5 und das Zündergehäuse 7 fest daran angebracht werden, und wird durch Anquetschen des Anquetschansätze 10 daran befestigt. Nunmehr wird die Funktionsweise des Gasgenerators 1 beschrieben. Wenn ein nicht gezeigter Kollisionssensor eine Automobilkollision detektiert, durchläuft der elektrische Strom die von dem in 6 gezeigten Zünder 5 abstehenden Elektrodenstifte 11, 12. Dann erzeugt die elektrische Brückenschaltung F in dem Zünder 5 eine Hitze, und dadurch wird das Zündmittel C gezündet. Anschließend wird durch das Zünden des Zündmittels C das Zünden und Verbrennen der Zündladung D bewirkt. Wenn die Verbrennung der Zündladung D vor sich geht, erhöhen sich Temperatur und Druck im Innern des Zünders 5. Da jedoch das zweite becherförmige Gehäuse E des Zünders 5 in der in 1 gezeigten Weise mit dem Zündergehäuse 7 bedeckt und verstärkt ist, kann sich der Zünder 5 so lange nicht aufdehnen und brechen, bis die Zündladung D vollständig verbrannt ist. Dabei können auch die Elektrodenstifte 11, 12 in dem Hochtemperaturzustand nicht aus dem Halter 6 herausfallen.
Wenn der Druck zunimmt, nimmt die Verbrennungsgeschwindigkeit des für die Zündladung verwendeten Schießpulvers oder Explosivstoffs zu. Infolgedessen bricht der Zünder im Vergleich zu dem nicht mit dem Zündergehäuse 7 bedeckten Zünder früher. Wenn die Verbrennung der Zündladung vor sich geht, werden das Gas und die Teilchen mit erhöhter Temperatur und erhöhtem Druck zu dem Zündergehäuse 7 hin emittiert. Insbesondere steigen durch die Verbrennung der Zündladung die Temperatur und der Druck im Innern des Zünders 7 an. Dabei wird das Hochtemperatur- und Hochdruckgas in einem Ausbruch durch die Flammenführungsöffnung 20 des Zündergehäuses 7 hindurch zu dem in das erste becherförmige Gehäuse gepackten Gaserzeugungsmittel 2 geblasen. Dann wird das Gaserzeugungsmittel 2 gezündet. Da das Zündergehäuse 7 durch Anquetschen an dem Halter 6 befestigt ist, kann das Zündergehäuse 7 nicht zu dem Gaserzeugungsmittel 2 hin geblasen werden.
Anschließend nimmt der Innendruck des ersten becherförmigen Gehäuses 3 durch eine große Gasmenge, die durch das Verbrennen des Gaserzeugungsmittels 2 in dem Innenraum des ersten becherförmigen Gehäuses 3 erzeugt wurde, schnell zu. Dann brechen die in dem Bodenteil des ersten becherförmigen Gehäuses 3 ausgebildeten Vertiefungen 3C rechtzeitig, so daß das Gas zu dem nicht gezeigten Sitzgurtvorspanner geführt wird und der Sitzgurtvorspanner dadurch betätigt wird.
Im folgenden wird die folgende Erfindung an Hand von Beispielen beschrieben.
(Beispiele)
Der Hitzetest an dem Gasgenerator mit der in 1 gezeigten Konstruktion wurde durch Aufheizen des Gasgenerators mit Hilfe eines Brenners ausgeführt. Bei diesem Hitzetest an dem Gasgenerator wurde der Zünder über einen O-Ring an dem Halter aus Aluminium befestigt, und dann wurde das becherförmige Gehäuse aus Aluminium, in welchem das Gaserzeugungsmittel versiegelt war, in einem ausgesparten Abschnitt des Halters positioniert und mit diesem verbunden und dann durch Anquetschen befestigt. Der Hitzetest wurde mit Hilfe einer zylindrischen Spannvorrichtung ausgeführt, mit welcher der Propanbrenner und der Zünder in einem oberen Abschnitt derselben befestigt wurden, der einen Innenraum von etwa 3,5 cm³ und eine in dem Bodenteil ausgebildete Gasablaßöffnung mit einem Durchmesser von 1 mm aufwies. Bei dem Hitzetest wurde die Spannvorrichtung mit der Gasablaßöffnung nach unten auf die Plattform gesetzt, und dann wurde der Propanbrenner unmittelbar darunter plaziert. Zwischen einem vorderen Ende einer Flammenblasdüse des Propanbrenners und einem Bodenteil der Spannvorrichtung wurde der Abstand auf 400 mm eingestellt, und die Höhe der von dem Propanbrenner ausgeblasenen Flamme wurde durch visuelle Feststellung auf 600 mm eingestellt. Der Hitzetest mit Hilfe des Propanbrenners wurde ausgeführt, bis das Gaserzeugungsmittel durch das Aufheizen des Propanbrenners gezündet war, wonach die Erzeugung des Gases aus dem Gaserzeugungsmittel folgte. Da ein Explosionsknall am häufigsten der Zündung des Gaserzeugungsmittel zugeordnet wird, läßt sich die Zündung durch den Explosionsknall bestätigen. Im folgenden sind die technischen Daten der bei dem Hitzetest verwendeten Zünder und die Testergebnisse gezeigt. Es ist anzumerken, daß der modifizierte Halter jeweils Öffnungen mit Durchmessern von 2,3 mm aufwies, je eine für jeden Elektrodenstift, damit die Elektrodenstifte mit einem Durchmesser von 1 mm hindurch geführt werden konnten. Von den geprüften Proben wurden je drei für jede der Spezifikationen hergestellt.
(Vergleichsbeispiel)
Zu Vergleichszwecken wurde der herkömmliche Gasgenerator mit den direkt von dem Halter vorstehenden Elektrodenstiften verwendet.
Die Ergebnisse der Hitzetests sind in 7 zusammengestellt und gezeigt. Wie in 7 gezeigt ist, platzten bei dem herkömmlichen Gasgenerator in dem Vergleichsbeispiel die Elektrodenstifte, als 950 mg rauchloses Schießpulver verwendet wurde, während dagegen bei den Gasgeneratoren in den Beispielen so lange keine Materialien mit den Elektrodenstiften platzten, bis 1700 mg rauchloses Schießpulver verwendet wurde. Aus diesen Fakten wird festgestellt, daß der Gasgenerator gemäß der vorliegenden Erfindung im Vergleich zu dem herkömmlichen Gasgenerator wirksam das Platzen verhindert, das durch das Erweichen des Harzes in dem Verschlußstopfen des Zünders in dem Hitzetest entsteht.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Bei dem Gasgenerator gemäß der vorliegenden Erfindung weist der Halter die Öffnungen auf, die zum Hindurchführenlassen der in dem Zünder vorgesehenen Elektrodenstifte ausgebildet sind, und bedeckt auch einen Bodenabschnitt des aus Harz bestehenden Verschlußstopfens des Zünders. Auf Grund dessen kann selbst dann, wenn der Zünder im Hochtemperaturzustand gezündet wird, das Herausfallen der Elektrodenstifte zusammen mit dem Verschlußstopfen verhindert werden, um die Sicherheit für den Gasgenerator selbst bei Verwendung im Hochtemperaturzustand zu gewährleisten.

Claims

Gasgenerator mit einem ersten becherförmigen Gehäuse (3) zum Füllen mit einem Gaserzeugungsmittel (2) zur Erzeugung von Gas durch Verbrennen, einem Zünder (5) mit einem zweiten becherförmigen Gehäuse E, das im Inneren des ersten becherförmigen Gehäuses (3) angeordnet ist und eine Zündladung D enthält, einem Zündergehäuse (7), welches eine Öffnung (20) aufweist und das zweite becherförmige Gehäuse E abdeckt, und einem Halter (6) zum Halten des Zünders (5) und des zweiten becherförmigen Gehäuses E durch Anquetschen, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter (6) Öffnungen (13, 14) zum Erlauben des Hindurchtretens von Elektrodenstiften (11, 12) des Zünders (5) aufweist, und zwar eine für jeden der Elektrodenstifte (11, 12).
Gasgenerator nach Anspruch 1, wobei eine Fläche der Öffnung (13, 14) im Bereich des Zweifachen bis Zehnfachen der Größe einer Querschnittsfläche des Elektrodenstiftes (11, 12) liegt.
Gasgenerator nach Anspruch 1, wobei der Zünder (5) ein zweites becherförmiges Gehäuse E zum Aufnehmen der Zündladung D, ein Kopfteil B, das in das zweite becherförmigen Gehäuse E eingesetzt und eingepaßt ist, um die Zündladung D in dem zweiten becherförmigen Gehäuse E abzuschirmen, und die Elektrodenstifte (11, 12) zweier Metallstäbe aufweist, die sich durch den Verschlußstopfen B hindurch erstrecken und von diesem verlaufen und aus diesem vorstehen, wobei Wurzelabschnitte der jeweiligen Elektrodenstifte, welche aus dem Verschlußstopfen vorstehen, mit jeweiligen vorstehenden Abschnitten (19, 18) bedeckt sind, welche einstückig mit dem Verschlußstopfen B ausgebildet sind, und wobei die vorstehenden Abschnitte (19, 18) jeweils in die Öffnungen (13, 14) eingesetzt sind.
Gasgenerator nach Anspruch 1, wobei der Halter aus Metall ausgebildet ist.
Halter mit einem sich verjüngenden Abschnitt (8) zum Erlauben des Einsetzens des Kopfteils B eines Zünders (5) zum Verbinden des Verschlußstopfens B mit dem Halter durch Anquetschen, einem Anquetschansatz (9) zum Halten des Verschlußstopfens B des Zünders (5) durch Anquetschen, einem Anquetschansatz (10) zum Halten eines ersten becherförmigen Gehäuses (3) durch Anquetschen und einem Boden (81) des sich verjüngenden Abschnitts (8), dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (81) Öffnungen (13, 13) zum Erlauben des jeweiligen Hindurchführens von Elektrodenstiften (11, 12) des Zünders (5) aufweist.