WO1997022499A1 - Gehäuse eines gasgenerators für ein airbagsystem - Google Patents

Gehäuse eines gasgenerators für ein airbagsystem Download PDF

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WO1997022499A1
WO1997022499A1 PCT/EP1996/005459 EP9605459W WO9722499A1 WO 1997022499 A1 WO1997022499 A1 WO 1997022499A1 EP 9605459 W EP9605459 W EP 9605459W WO 9722499 A1 WO9722499 A1 WO 9722499A1
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WO
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gas generator
generator according
housing parts
housing
gas
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Application number
PCT/EP1996/005459
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Inventor
Hermann Bauer
Franz Fürst
Harald Seidel
Original Assignee
Trw Airbag Sytems Gmbh & Co. Kg
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R21/00—Arrangements or fittings on vehicles for protecting or preventing injuries to occupants or pedestrians in case of accidents or other traffic risks
    • B60R21/02—Occupant safety arrangements or fittings, e.g. crash pads
    • B60R21/16—Inflatable occupant restraints or confinements designed to inflate upon impact or impending impact, e.g. air bags
    • B60R21/26—Inflatable occupant restraints or confinements designed to inflate upon impact or impending impact, e.g. air bags characterised by the inflation fluid source or means to control inflation fluid flow
    • B60R21/264—Inflatable occupant restraints or confinements designed to inflate upon impact or impending impact, e.g. air bags characterised by the inflation fluid source or means to control inflation fluid flow using instantaneous generation of gas, e.g. pyrotechnic
    • B60R21/2644—Inflatable occupant restraints or confinements designed to inflate upon impact or impending impact, e.g. air bags characterised by the inflation fluid source or means to control inflation fluid flow using instantaneous generation of gas, e.g. pyrotechnic using only solid reacting substances, e.g. pellets, powder
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R21/00—Arrangements or fittings on vehicles for protecting or preventing injuries to occupants or pedestrians in case of accidents or other traffic risks
    • B60R21/02—Occupant safety arrangements or fittings, e.g. crash pads
    • B60R21/16—Inflatable occupant restraints or confinements designed to inflate upon impact or impending impact, e.g. air bags
    • B60R21/26—Inflatable occupant restraints or confinements designed to inflate upon impact or impending impact, e.g. air bags characterised by the inflation fluid source or means to control inflation fluid flow
    • B60R2021/26076—Inflatable occupant restraints or confinements designed to inflate upon impact or impending impact, e.g. air bags characterised by the inflation fluid source or means to control inflation fluid flow characterised by casing
    • B60R2021/26082—Material
    • B60R2021/26088—Plastic

Definitions

  • the present invention relates to a gas generator for an airbag system of a vehicle, which is constructed from one or more individual housing parts, in particular from a combustion chamber for accommodating an activatable fuel which, after activation, generates a propellant gas for inflating an airbag.
  • gas generators of an airbag system produce gas for filling an airbag, which then protects a vehicle occupant from impact on hard vehicle interior parts such as the steering wheel or the side panels.
  • gas generators are generally of a pyrotechnic type, so that one
  • the gas generators described are of a pyrotechnic type, they are subject to approval in Germany by the Federal Institute for Materials Research and Testing (BAM).
  • BAM Federal Institute for Materials Research and Testing
  • a requirement within this test is the so-called fire test. Through the fire test found that the housing of the gas generator which may ignite when the gas generator is heated by a flame (for example a gas flame), but remains intact, ie that the gas generator must not be fragmented
  • the housing of the gas generator must have a high temperature resistance and strength.
  • it must be ensured that the pressure which arises when the fuel burns up does not lead to the destruction of the connection points of the individual housing parts of the gas generator connected to one another.
  • the gas outlet from the combustion chamber may only at the specific points provided for this purpose in the expansion chamber
  • the gas generator known from US Pat. No. 4,561,675 has a housing made of aluminum, which has a complicated structure and whose housing parts are connected to one another in a complex manner. It is also known that objects made of aluminum are not resistant to high temperatures to meet the above-mentioned requirements to suffice, the housing walls of the known gas generator are designed with a certain thickness, so that the housing has a relatively high weight. Furthermore, it is disadvantageous that the known housing is divided into a plurality of individual chambers to fulfill the various tasks of the gas generator must be trained in the manufacture of the housing. Consequently, the production of the known housing is complex and expensive
  • the known gas generator consists of several housing parts, the connection points of which have to be carefully manufactured due to the above-mentioned approval regulations.
  • the connection points always contain a possible source of danger for fragmentation of the housing parts.
  • the complex construction of the housing parts reduces the potential for errors during manufacture of the housing additionally increased
  • the present invention is therefore based on the object of further developing the known gas generator in such a way that the housing of the gas generator is on the one hand as light as possible and on the other hand has sufficient strength and meets the required safety regulations provided on a gas generator
  • This object is achieved according to the characterizing features of patent claims 1 to 3 in that at least partial areas of the housing are made of a composite material with a polymeric matrix material and a proportion of preferably 30% fibrous or particulate reinforcing material or combined fibrous reinforcing material are.
  • the gas generator according to the invention is constructed from individual housing parts which are made from a matrix material with an incorporated fiber material or a particulate reinforcing material.
  • a thermosetting or a thermoplastic material can be used for the matrix material.
  • Fibers for example glass fibers, carbon fibers, fibers known under the brand name aramid or teflon or glass spheres as particles, are incorporated into the material. But it is also possible to use fiber materials made of polyparaphenylene terephthalamide, which, for. B. is known under the brand names Keviar or Twaron. the fibers can preferably be connected to one another within the material, i.
  • unidirectional, bidirectional, tridirectional or multidirectional can be arranged, the multidirectional arrangement resulting from superimposing several bidirectional layers in different orientations. This leads to a further increase in strength.
  • hybrid reinforcement made from two or three fiber materials can be provided, preferably reinforcement made from carbon and glass fibers.
  • These fiber materials consist of an organic basic structure and are particularly heat-resistant. It is also advantageous to use fiber materials made of inorganic, preferably ceramic, fiber materials which have a high resistance to wear, corrosion and oxidation. This is particularly important and useful because airbag systems installed in a vehicle are usually not used over a longer period of time.
  • housing parts of gas generators with any material thickness and material strength can be formed.
  • the individual housing parts are connected to one another via contact surfaces which have a profiled surface structure due to such a design of the vei bindu. so-called areas of the housing parts, an additional increase in the strength of the housing connections can be achieved.
  • the profiled surface structure can be formed by rib-shaped, interlocking contact surfaces or sawtooth-like structures
  • All known manufacturing methods can be used to manufacture the housing parts from fiber or particle-reinforced plastics, for example fiber-spinning processes, autoclaving processes, centrifugal processes, injection molding processes, etc., so that the housing parts of the gas generator according to the invention can be manufactured in the most cost-effective manner. let put
  • the individual housing parts m: P '' are releasably connected to one another by connecting elements.
  • connecting elements such as screws or rivets, allow the individual housing parts to be connected to one another in such a way that the inner parts Ignition charges or fuels located in the housing can be exchanged without damaging the housing parts.
  • a snap or snap lock could also make sense under certain circumstances to connect the individual housing parts
  • the individual housing parts are glued to one another.
  • the adhesive connection advantageously connects the housing parts to one another in a sealed manner from the outside, so that additional sealing elements are not required, which of course also had to be heat-resistant
  • the outer surfaces of the housing parts are provided with a conductive coating.
  • the coating can be a thin metallic material film, for example. For this reason, the thermal conductivity of the housing walls is improved and electrostatic charging is prevented.
  • the coating can be applied to the outer surface in a cost-effective and simple manner if it is glued to the outer surface.
  • the coating can be applied to the outer surface by vapor deposition or sputtering just as easily and with an extraordinarily thin material thickness.
  • the assembly of the gas generator according to the invention has a particularly advantageous effect if a nozzle part made of metal is incorporated into a housing wall of a housing part made of fiber-reinforced plastic during the production of the housing part.
  • the nozzle part made of metal serves as a flow aid for gas arising in the combustion chamber, in order to guide it into an expansion chamber.
  • the pre-ignition charge has an additional safety function, since it is designed in such a way that it has a self-ignition temperature of approx. 150 ° C - 200 ° C. In order that this pre-ignition device also functions reliably, structural attention is paid to the best possible heat conduction between the pre-ignition device and the housing.
  • the construction of the gas generator according to the invention made of fiber-reinforced plastic housings is characterized by a weight reduction and a simplified integral construction, in which the number of individual components and the connecting points is reduced. Due to the simple formability of fiber-reinforced plastics, a complex interior design and flow guidance can be implemented relatively easily, which is maintained even at high temperatures. Further advantages of the invention result from the description and the drawing. According to the invention, the features mentioned above and those listed below can also be used individually or in combination in any combination. The embodiments shown and described are not to be understood as a final list but rather have an exemplary character for the description of the invention
  • the figure shows partly a side view and partly a longitudinal section of a gas generator according to the invention
  • the figure shows a gas generator 10, which is shown partly by a side view and partly by a longitudinal section.
  • the housing of the gas generator 10 is composed of two interconnected housing parts 11 and 12 within the combustion chamber 15 of the gas generator formed by the two housing parts 11 and 12 10, a fuel 16 in tablet form is accommodated.
  • a lighting unit 14 is attached to the housing part 12 with the aid of an adhesive 13.
  • the housing parts 11 and 12 are connected to one another by a welding process and consist of a fiber composite material made of polyamide as a matrix material 30% glass fiber content.
  • the housing parts 11 and 12 of the gas generator 10 therefore have great strength even at high temperatures
  • thermoplastic composite materials can also be made as the matrix material
  • glass fibers In addition to glass fibers, carbon fibers, aramid fibers or Teflon fibers can also be incorporated into one of the matrix materials mentioned above as the fiber material. Finally, the incorporation of glass spheres as a particulate reinforcing material leads to high skills and rigidity with a low specific weight
  • thermosets are used as matrix materials, such as, for example, polyester resins, phenacrylate resins and polydiallylphthalate resins or epoxy resins, phenolic resins and polyimide resins
  • glass and carbon fibers are of the greatest importance as a fibrous reinforcing material.
  • ceramic fibers as well as polyethylene and Kevlar fibers are used.
  • a sensor which is not shown in the figure, sends a signal to the ignition unit 14 in the event of a collision of the vehicle, a so-called ignition charge is ignited within the ignition unit 14.
  • a so-called ignition charge is ignited within the ignition unit 14.
  • hot particles are generated and amplified, which impinge on the fuel 16 and also ignite it.
  • the combustion of the fuel 16 creates a gas which enters the filter chamber 18 from the combustion chamber outflow openings 20, leaves the latter through outlet openings 17 and can inflate an airbag, which is also not shown in the figure.
  • the outflow openings 20 are provided with filters 22, which filter the hot gas stream emerging before leaving the combustion chamber 15 the filter device 19 accommodated in the filter chamber 18.
  • the gas reaching the filter chamber 18 via the combustion chamber outflow opening 20 is cooled with the aid of a cooling plate 21.
  • the fuel is packaged in a dam, which prevents environmental influences from negatively influencing the long-term stability of the fuel 16.
  • the filter 22 arranged in the combustion chamber 15 serves not only to purify the gas, but also to block the fuel 16 in tablet form before the combustion chamber outflow openings 20 to prevent and cool the gas.
  • the individual partitions between the combustion chamber 15, the igniter unit 14 and the filter chamber 18 are also made of fiber-reinforced plastics. These partitions have the necessary strength to, on the one hand, the pressure generated within the combustion chamber 15 and filter chamber 18 and, on the other hand, that within the combustion and filter chamber
  • the parts located on the housing parts 11 and 12, such as, for example, the filter device 19 or the cooling plate 21, are already pressed into the plastic housing parts 11 and 12 during the manufacture of the gas generator
  • An insert 24, into which an early charge 25 is integrated, is fastened to an outer wall 23 of the housing.
  • a filler 26 ensures that rattling noises due to the fuel 16 in tablet form are prevented.
  • the close contact of the insert 24 with the outer wall 23 of the housing ensures that the early charge 25 is ignited when the housing part 11 reaches a certain temperature. Because of its hygroscopicity, the early charge 25 must be hermetically sealed in the housing part 11. If the early charge 25 is ignited, the fuel 16 burns off, in which the dimensional stability of the housings 11 and 12 is given due to the high temperature strength of the material used.

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Abstract

Das Gehäuse eines Gasgenerators (10) für ein Airbagsystem eines Fahrzeugs ist aus einem oder mehreren einzelnen Gehäuseteilen (11, 12) insbesondere aus einem Brennkammergehäuse zur Unterbringung eines aktivierbaren Treibstoffs (16) und aus einem Expansionskammergehäuse für ein nach der Aktivierung des Treibstoffs einströmendes Gas aufgebaut. Zumindest Teilbereiche der Gehäuseteile (11, 12) sind aus Kunststoff mit einem Anteil von vorzugsweise 30 % faser- oder teilchenförmigen Verstärkungsstoff gefertigt. Das Gehäuse des Gasgenerators (10) weist einerseits ein möglichst geringes Gewicht auf und besitzt andererseits eine ausreichende Festigkeit und genügt den an einen Gasgenerator gestellten, erforderlichen Sicherheitsvorschriften.

Description

Gehäuse eines Gasgenerators für ein Airbaαsvstem
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Gasgenerator für ein Airbagsystem eines Fahrzeugs, der aus einem oder mehreren einzelnen Gehäuseteilen, ins¬ besondere aus einer Brennkammer zur Unterbringung eines aktivierbaren Treibstoffs, der nach der Aktivierung ein Treibgas zum Aufblasen eines Air- bags erzeugt, aufgebaut ist.
Ein derartiger Gasgenerator ist durch die us 4,561,675 bekanntgeworden.
im Falle eines harten Aufpralls eines Kraftfahrzeugs erzeugen sogenannte Gasgeneratoren eines Airbagsvstems Gas zum Füllen eines Luftsackes, der dann einen Fahrzeuginsassen vor dem Aufprall auf harte Fahrzeuginnenteile wie das Lenkrad oder die Seitenverkleidungen schützt. Diese Gasgenerato- ren sind im allgemeinen von pyrotechnischer Art, so daß durch einen
Stromimpuls von der einen Fahrzeugcrash erkennenden sensorik eine An¬ zündeeinheit aktiviert wird. Die Anzündung der sogenannten Anzündladung erzeugt heiße Partikel, die dann auf die Oberfläche eines meist in Tabletten¬ form vorliegenden Treibstoffs treffen, der dann selbst zündet und in der so- genannten Brennkammer unter einem hohem Druck abbrennt. Durch den
Abbrand des Treibstoffs entsteht ein Gas zum Füllen des Luftsackes. Da ne¬ ben reinem Gas auch noch flüssige bzw. feste Bestandteile bei der Verbren¬ nung entstehen, sind in dem Gehäuse des Gasgenerators auch entsprechen¬ de Filter vorgesehen, durch die der Gasstrom vor Austritt aus dem Gasge- nerator gereinigt wird.
Da die beschriebenen Gasgeneratoren von pyrotechnischer Art sind, unter¬ liegen sie in Deutschland einer Zulassungspflicht durch die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM). Eine Anforderung innerhalb dieser Prüfung ist die sogenannte Brandprüfung. Durch die Brandprüfung wird festgestellt daß das Gehäuse des Gasgenerators das sich beim Erhitzen des Gasgenerators durch eine Flamme (z B Gasflamme) zwar entzünden darf, da¬ bei aber im Verbund erhalten bleibt, d h daß kein Fragmentieren des Gas¬ generators stattfinden darf
Folglich muß das Gehäuse des Gasgenerators eine hohe Temperaturbestän¬ digkeit und Festigkeit aufweisen zusätzlich muß gewährleistet sein, daß der beim Abbrand des Treibstoffes entstehende Druck nicht zur Zerstörung der Verbindungsstellen der einzelnen miteinander verbundenen Gehauseteile des Gasgenerators fuhrt Beispielsweise darf der Gasaustritt aus der Brenn¬ kammer nur an den bestimmten dafür vorgesehenen stellen in die Expan¬ sionskammer erfolgen
Der aus der US 4 561 675 bekannte Gasgenerator weist ein Gehäuse aus Alu- minium auf, das kompliziert aufgebaut ist und dessen Gehauseteile aufwen¬ dig miteinander verbunden sind Es ist außerdem bekannt daß aus Alu- minum gefertigte Gegenstande nicht hochtemperaturfest sind um den oben genannten Anforderungen zu genügen, sind Gehausewande des be¬ kannten Gasgenerators mit einer bestimmten Dicke ausgebildet, so daß das Gehäuse ein relativ hohes Gewicht aufweist weiterhin ist es von Nachteil daß das bekannte Gehäuse zur Erfüllung der verschiedenen Aufgaben des Gasgenerators in eine Vielzahl einzelner Kammern unterteilt ist die bereits bei der Fertigung des Gehäuses ausgebildet werden müssen Folglich ist die Herstellung des bekannten Gehäuses aufwendig und teuer
Der bekannte Gasgenerator besteht aus mehreren Gehauseteilen, deren Ver¬ bindungsstellen aufgrund der oben erwähnten Zulassungsbestimmungen sorgfaltig hergestellt werden müssen Die Verbindungsstellen beinhalten aber stets eine mögliche Gefahrenquelle für eine Fragmentierung der Ge- hauseteile Durch die komplexe Bauweise der Gehauseteile wird das Fehler- potential bei der Herstellung des Gehäuses zusätzlich erhöht
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den bekann¬ ten Gasgenerator derart weiterzuentwickeln, daß das Gehäuse des Gasgene- rators einerseits ein möglichst geringes Gewicht aufweist und andererseits eine ausreichende Festigkeit besitzt und den an einen Gasgenerator gestell¬ ten, erforderlichen Sicherheitsvorschriften genügt Diese Aufgabe wird gemäß den kennzeichnenden Merkmalen der Patentan¬ sprüche 1 bis 3 dadurch gelost, daß zumindest Teilbereiche des Gehäuses aus einem Verbundwerkstoff mit einem polymeren Matrixmaterial und ei¬ nem Anteil von vorzugsweise 30 % faser- oder teilchenfόrmigem verstar- kungsstoff oder kombiniertem faserförmigen verstarkungsstoff gefertigt sind.
Der erfindungsgemaße Gasgenerator ist aus einzelnen Gehauseteilen aufge¬ baut, die aus einem Matrixmaterial mit einem eingearbeiteten Fasermaterial oder einem teilchenförmigen verstarkungsstoff gefertigt sind. Bevorzugt laßt sich für das Matrixmaterial ein duroplastischer oder ein thermoplasti¬ scher Werkstoff verwenden in das Matπxmateπal werden Fasern, beispiels¬ weise Glasfasern, Kohlenstoffasern, auch unter dem Markennamen Aramid oder Teflon bekannte Fasern oder als Teilchen Glaskugeln eingebaut. Es ist aber ebenso möglich, auch Fasermaterialien aus polyparaphenylentereph- thalamid zu verwenden, das z. B. unter den Markennamen Keviar oder Twa- ron bekannt ist. vorzugsweise können die Fasern innerhalb des Matπxmate- rials miteinander verbunden sein, d. h., untereinander vernetzt oder ver¬ knotet sein; ferner unidirektional, bidirektional, tridirektional oder multidi- rektional angeordnet werden, wobei sich die multidirektionale Anordnung bei Ubereinanderlegen mehrerer bidirektionaler Schichten in unterschiedli¬ cher Orientierung ergibt. Dies fuhrt zu einer weiteren Festigkeitssteigerung schließlich kann auch eine Hybrid-verstarkung aus zwei oder drei Faser¬ materialien vorgesehen werden, vorzugsweise eine aus carbon- und Glas- fasern kombinierte Verstärkung.
Diese Fasermaterialien bestehen aus einem organischen Grundgerust und sind besonders warmeresistent. Ebenso vorteilhaft ist es, Fasermaterialien aus anorganischen, vorzugsweise keramischen Fasermaterialien einzusetzen, die eine hohe verschleiß-, Korrosions- und oxydationsbestandigkeit besit¬ zen. Dies ist vor allem deshalb wichtig und sinnvoll, da in ein Fahrzeug ein¬ gebaute Airbagsysteme meist über einen längeren Zeitraum hinweg nicht zum Einsatz kommen.
Aufgrund der guten verarbeitbarkeit und Verformbarkeit der faser- oder teilchenverstarkten Kunststoffe lassen sich Gehauseteile von Gasgenerato¬ ren mit beliebiger Mateπaldicke und Mateπalfestigkeit ausbilden. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfin¬ dung sind die einzelnen Gehauseteile über Anlageflachen miteinander ver¬ bunden, die eine profilierte Oberflachenstruktur aufweisen Durch eine der¬ artige Ausbildung der Vei bindu. sgsf lachen der Gehauseteile laßt sich eine zusätzliche Festigkeitserhohung der Gehauseverbindungen erreichen Bei¬ spielsweise kann die profilierte Oberflachenstruktur durch rippenförmige, ineinander greifende Anlageflachen oder sägezahnartige Strukturen ausge¬ bildet sein
zur Herstellung der Gehauseteile aus faser- oder teilchenverstarkten Kunst¬ stoffen können sämtliche bekannten Herstellungsverfahren verwendet wer¬ den, beispielsweise Faserspπtzverfahren Autoklavierverfahren, schleuder¬ verfahren, Spritzgußverfahren usw , so daß sich die Gehauseteile des erfin¬ dungsgemaßen Gasgenerators auf die kostengünstigste Art und weise her- stellen lassen
Bei einer weiteren Ausführungsform der voriiegenden Erfindung sind die einzelnen Gehauseteile m : P''fe von verbmdungselementen losbar mitein¬ ander verbunden Durch bekannte Verbindungselemente, wie beispielswei- se schrauben oder Nieten können die einzelnen Gehauseteile derart mit¬ einander verbunden werden, daß die im inneren des Gehäuses befindlichen Anzundladungen bzw Treibstoffe ohne Beschädigung der Gehauseteile ausgetauscht werden können Auch ein Rast- oder Schnappverschluß konnte zur Verbindung der einzelnen Gehauseteile unter umstanden sinnvoll sein
Bei einer anderen Ausführungsform sind die einzelnen Gehauseteile mit¬ einander verklebt Durch die Klebeverbmdung sind die Gehauseteile vorteil- hafterweise nach außen abgedichtet miteinander verbunden, so daß zusätz¬ liche Dichtungselemente nicht benotigt werden, die natürlich ebenfalls war- mebestandig sein mußten
Eine einerseits einfache schnelle und kostengünstige und andererseits dau¬ erhafte Verbindung der einzelnen Gehauseteile laßt sich dadurch erreichen daß die einzelnen Gehauseteile miteinander vorzugsweise durch ein Ultra- schallschweißverfahren verschweißt sind Bei einer anderen, ebenfalls bevorzugten Ausführungsform sind die Außen¬ oberflächen der Gehäuseteile mit einer leitfähigen Beschichtung versehen. Die Beschichtung kann beispielsweise ein dünner metallischer Materialfilm sein. Aus diesem Grund wird die Wärmeleitfähigkeit der Gehäusewände ver- bessert und eine elektrostatische Aufladung verhindert.
Auf eine kostengünstige und einfache Art und weise läßt sich die Beschich¬ tung auf die Außenoberfläche aufbringen, wenn sie auf die Außenoberflä¬ che aufgeklebt ist. Ebenso einfach und mit einer außergewöhnlich dünnen Materialstärke kann die Beschichtung auf die Außenoberfläche durch Auf¬ dampfen oder Aufsputtern aufgebracht werden.
Auf den Zusammenbau des erfindungsgemäßen Gasgenerators wirkt es sich aus fertigungstechnischer Sicht und auch aus Sicht der Fertigungskosten be- sonders vorteilhaft aus, wenn in eine Gehäusewand eines Gehäuseteils aus faserverstärktem Kunststoff ein Düsenteil aus Metall bei der Herstellung des Gehäuseteils eingearbeitet ist. Das Düsenteil aus Metall dient als Strömungs¬ hilfe für in der Brennkammer entstehendes Gas, um dies in eine Expansions¬ kammer zu leiten.
Ebenso bevorzugt ist es, daß an gewissen stellen der Gehäuseteile ein oder mehrere Einlegteile befestigt sind, in die eine Frühzündladung integriert ist. Die Frühzündladung übt eine zusätzliche Sicherungsfunktion aus, da sie derart ausgelegt ist, daß sie eine seibstzündungstemperatur von ca. 150 °c - 200 °C besitzt. Damit diese Frühzündeinrichtung auch sicher funktioniert, wird konstruktiv auf eine möglichst gute Wärmeteitung zwischen der Früh¬ zündeinrichtung und dem Gehäuse geachtet.
Abschließend läßt sich feststellen, daß die Bauweise des erfindungsgemäßen Gasgenerators aus faserverstärkten Kunststoffgehäusen durch eine Ge¬ wichtsreduzierung und eine vereinfachte integrale Bauweise gekennzeich¬ net ist, bei der die Anzahl der Einzelkomponenten und die Verbindungsstel¬ len reduziert ist. Durch die einfache Formbarkeit faserverstärkter Kunststoffe ist eine komplexe Innenraumgestaltung und Strömungsführung relativ einfach realisierbar, die dauerhaft auch bei hohen Temperaturen er¬ halten bleibt. weitere vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeichnung Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter aufgeführten Merkmale erfindungsgemaß jeweils einzeln für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen Verwendung finden Die gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen sind nicht als abschließende Aufzah¬ lung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter für die Schilderung der Erfindung
Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird anhand zweier Aus- fuhrungsbeispiele naher erläutert
Die Figur zeigt teilweise eine Seitenansicht und teilweise einen Längsschnitt eines erfindungsgemaßen Gasgenerators
Die Figur der Zeichnung zeigt den erfindungsgemaßen Gegenstand teilwei¬ se stark schematisiert und ist nicht maßstäblich zu verstehen
Die Figur zeigt einen Gasgenerator 10, der teilweise durch eine Seitenan¬ sicht und teilweise durch einen Längsschnitt dargestellt ist Das Gehäuse des Gasgenerators 10 ist aus zwei miteinander verbundenen Gehauseteilen 11 und 12 zusammengesetzt innerhalb emer von den beiden Gehauseteilen 11 und 12 gebildeten Brennkammer 15 des Gasgenerators 10 ist ein in Tablet¬ tenform vorliegender Treibstoff 16 untergebracht An dem Gehäuseteil 12 ist mit Hilfe eines Klebstoffs 13 eine Anzundeeinheit 14 befestigt Die Gehau- seteile 11 und 12 sind durch ein Schweißverfahren miteinander verbunden und bestehen aus einem Faserverbundwerkstoff, hergestellt aus Polyamid als Matrixwerkstoff mit 30 %-ιgem Glasfaseranteil Daher weisen die Gehau¬ seteile 11 und 12 des Gasgenerators 10 auch bei hohen Temperaturen eine große Festigkeit auf
Ferner kann als Matrixwerkstoff auch eine Auswahl aus folgender Gruppe thermoplastischer Verbundwerkstoffe getroffen werden
• Polybutylenterephtalat • Polyacryl(amιd)
• Polycarbonat
• Polymethylmetacrylat Polyacrylsulphon
Polyetheπmid
Polyphenyien-Ether
Polyethylenterephtalat
Polyoxymethylen
Polyphenylensulfid
Polyphenylenox /Polyamid-Blend
Polyamid
Polyethersulfon
Als Faserwerkstoff können neben Glasfasern auch Kohlenstoffasern Aramid- fasern oder Teflonfasern in einen der oben genannten Matrixwerkstoffe eingelagert werden Schließlich fuhrt auch die Einlagerung von Glaskugeln als teilchenformiger verstarkungsstoff zu hohen Fertigkeiten und steifigkei- ten bei geringem spezifischen Gewicht
Bei Verwendung von duroplastischen Verbundsystemen kommen als Matrix¬ werkstoffe Duroplaste zum Einsatz, wie beispielsweise Polyesterharze, Phen- acrylatharze und Polydiallylphtalatharze oder Epoxidharze Phenolharze und Polyimidharze
Auch bei diesen Verbundsystemen besitzen Glas- und Kohlenstoffasern als faserformiges verstarkungsmateπal die größte Bedeutung Daneben wer¬ den auch keramische Fasern sowie Polyethylen- und Kevlar-Fasern einge- setzt.
Wenn im Falle eines Aufprallunfalls des Fahrzeugs ein Sensor, der in der Fi¬ gur nicht dargestellt ist, ein Signal an die Anzundeeinheit 14 leitet, so wird innerhalb der Anzundeeinheit 14 eine sogenannte Anzundladung entzun- det. Bei diesem Vorgang werden heiße Partikel erzeugt und verstärkt, die auf den Treibstoff 16 auftreffen und diesen ebenfalls entzünden Durch den Abbrand des Treibstoffs 16 entsteht ein Gas, das aus der Brennkammer 15 über Brennkarnmerabstromoffnungen 20 in eine Filterkammer 18 eintritt, diese durch Auslaßoffnungen 17 verlaßt und einen Luftsack, der in der Figur ebenfalls nicht gezeigt ist, aufblasen kann Die Abstromoffnungen 20 sind mit Filtern 22 versehen, die den austretenden heißen Gasstrom vor verlas¬ sen der Brennkammer 15 filtern Zum Filtern des casstroms dient ebenfalls die in der Filterkammer 18 untergebrachte Filtereinrichtung 19. Ferner wird das über die Brennkammerabstromoffnung 20 in die Filterkammer 18 ge¬ langende Gas mit Hilfe eines Kuhlbleches 21 abgekühlt. Der Treibstoff ist in eine Verdammung eingepackt, die verhindert, daß Umwelteinflüsse die Langzeitstabilitat des Treibstoffes 16 negativ beeinflussen Das in der Brenn¬ kammer 15 angeordnete Filter 22 dient neben der Reinigung des Gases auch dazu, eine verblockung des in Tablettenform vorliegenden Treibstoffs 16 vor den Brennkammerabstromoffnungen 20 zu verhindern sowie das Gas zu kühlen.
Die einzelnen Trennwände zwischen der Brennkammer 15, der Anzundeein¬ heit 14 und der Filterkammer 18 sind ebenfalls aus faserverstärkten Kunst¬ stoffen gefertigt. Diese Trennwände weisen die erforderliche Festigkeit auf, um einerseits dem innerhalb der Brennkammer 15 und Filterkammer 18 er- zeugten Druck und andererseits der innerhalb der Brenn- und Filterkammer
15 und 19 erzeugten Temperatur standzuhalten.
Die an den Gehausenteilen 11 und 12 befindlichen Teile, wie beispielsweise die Filtereinrichtung 19 oder das Kuhlblech 21 , sind bereits bei der Herstel- lung des Gasgenerators in die Gehauseteile 11 und 12 aus Kunststoff einge¬ preßt
An einer Gehauseaußenwand 23 ist ein Einlegten 24 befestigt, in das eine Fruhzundladung 25 integriert ist. Ein Füllstoff 26 sorgt dafür, daß Rasselge- rausche aufgrund des in Tablettenform vorliegenden Treibstoffs 16 verhin¬ dert werden. Durch den engen Kontakt des Einlegteils 24 mit der Gehause¬ außenwand 23 ist gewahrleistet, daß die Fruhzundladung 25 bei Erreichen einer bestimmten Temperatur des Gehauseteils 11 entzündet wird. Auf¬ grund seiner Hygroskopizität muß die Fruhzundladung 25 hermetisch dicht in dem Gehauseteil 11 untergebracht sein. Wenn die Fruhzundladung 25 entzündet wird, kommt es zu einem Abbrand des Treibstoffs 16, bei dem die Formbeständigkeit der Gehäuse 11 und 12 aufgrund der Hochtempera¬ turfestigkeit des verwendeten Materials gegeben ist.

Claims

Patentanspruche
1 Gasgenerator (10) für ein Airbagsystem eines Fahrzeugs, der aus einem oder mehreren einzelnen Gehauseteilen (11, 12), insbesondere aus einer Brennkammer zur Unterbringung eines aktivierbaren Treibstoffs (16), der nach Aktivierung ein Treibgas zum Aufblasen eines Airbags erzeugt, aufge¬ baut ist, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest Teilbereiche der Gehause¬ teile (11 12) aus einem Verbundwerkstoff mit einem polymeren Matπxmate- πal und einem Anteil von vorzugsweise 30 % faserformigem verstarkungs- stoff gefertigt sind
2 Gasgenerator (10) für ein Airbagsystem eines Fahrzeugs, der aus einem oder mehreren einzelnen Gehauseteilen (11 , 12), insbesondere aus einer Brennkammer zur Unterbringung eines aktivierbaren Treibstoffs (16), der nach Aktivierung ein Treibgas zum Aufblasen eines Airbags erzeugt, aufge¬ baut ist, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest Teilbereiche der Gehause¬ teile (11 , 12) aus einem Verbundwerkstoff mit einem polymeren Matπxmate- πal und einem Anteil von vorzugsweise 30 % kombinierten faserformigen verstarkungsstoffen (Hybπd-verstarkung) gefertigt sind
3 Gasgenerator (10) für ein Airbagsystem eines Fahrzeugs, der aus einem oder mehreren einzelnen Gehauseteilen (11 , 12), insbesondere aus einer Brennkammer zur Unterbringung eines aktivierbaren Treibstoffs (16), der nach Aktivierung ein Treibgas zum Aufblasen eines Airbags erzeugt, aufge- baut ist, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest Teilbereiche der Gehause¬ teile (11 , 12) aus einem Verbundwerkstoff mit einem polymeren Matπxmate- πal und einem Anteil von vorzugsweise 30 % teilchenformigem verstar¬ kungsstoff gefertigt sind
4 Gasgenerator nach einem der Ansprüche 1 oder 2 dadurch gekennzeich¬ net, daß als verstarkungsstoff vorzugsweise Glasfasern, Kohlenstoffasern (Carbonfasern) Aramidfasern, Teflonfasern oder keramische Fasern einge¬ setzt werden
5 Gasgenerator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als verstar¬ kungsstoff vorzugsweise Glaskugeln eingesetzt werden
6. Gasgenerator nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, daß als Matrixmaterial vorzugsweise thermoplastische oder duroplastische Kunststoffe eingesetzt werden
7 Gasgenerator nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die einzelnen Gehauseteile (11, 12) über Anlageflachen miteinander verbunden sind, die eine profilierte Oberflachenstruktur auf¬ weisen
8 Gasgenerator nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die einzelnen Gehauseteile (11 , 12) mit Hilfe von verbm- dungselementen losbar miteinander verbunden sind
9. Gasgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeich¬ net, daß die einzelnen Gehauseteile (11 , 12) miteinander verklebt sind
10. Gasgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenneich¬ net, daß die einzelnen Gehauseteile (11 , 12) miteinander, vorzugsweise durch ein Ultraschalischweißverfahren, verschweißt sind
11. Gasgenerator nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, daß die Außenoberfiachen der Gehauseteile (11, 12) mit einer leitfahigen Beschichtung versehen sind.
12 Gasgenerator nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, die Beschich¬ tung aus einem metallischen Film besteht
13. Gasgenerator nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekenneichnet, daß die Beschichtung auf die Außenoberflache aufgeklebt ist
14 Gasgenerator nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung auf die Außenoberflache durch Aufdampfen oder Aufsput- tern aufgebracht
15. Gasgenerator nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß in eine Gehäusewand eines Gehauseteils (11, 12) aus faser- oder teilchenverstarktem Kunststoff ein Dusenteil aus Metall bei der Herstellung des Gehauseteils (11, 12) eingearbeitet ist.
16. Gasgenerator nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß an einer Gehausewand eines Gehauseteils (11, 12) ein Einlegteil (24) befestigt ist, in das eine Fruhzundladung integriert ist.
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