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Die
Erfindung betrifft einen Gasgenerator.
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Gasgeneratoren
liefern in Fahrzeugen das zum Füllen
eines Airbags benötigte
Füllgas
oder auch das zum Antrieb eines Gurtstraffers notwendige Treibgas.
Die Gaserzeugung im Gasgenerator kann durch das Verbrennen eines
Festtreibstoffs zu einem gasförmigen
Endprodukt, durch das Freisetzen von im Gasgenerator gespeichertem
komprimierten Gas, durch Verbrennen von komprimiertem Gas oder einer Kombination
aus verschiedenen dieser Verfahren erfolgen.
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Aus
Gründen
der Betriebssicherheit ist es bei Druckgasgeneratoren vorteilhaft,
Inertgase zu verwenden. Hierbei kommen vor allem Argon, Helium und
Stickstoff sowie Gemische aus diesen Gasen zum Einsatz.
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Das
Inertgas ist dabei in einem Druckgasbehälter bei einem Druck von z.
B. 500 bar gespeichert, der gegenüber der Außenumgebung durch eine Berstmembran
verschlossen ist. Diese wird bei der Aktivierung des Gasgenerators
geöffnet,
so daß das Gas
aus dem Gasgenerator abströmen
kann.
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Bei
der Aktivierung des Gasgenerators wird in der Regel ein in einem
Anzünder
enthaltener kleiner pyrotechnischer Treibsatz gezündet, der
eine gewisse Menge an Gas freisetzt und eine bestimmte Temperaturerhöhung bewirkt.
Die Temperaturerhöhung
kann ausgenutzt werden, um das komprimierte Gas soweit zu erwärmen, daß der Innendruck
im Druckgasbehälter
den Berstdruck der Berstmembran übersteigt.
Dies erfordert jedoch eine relativ hohe Menge an pyrotechnischem
Treibstoff, bedeutet eine relativ hohe Zeitverzögerung zwischen dem Zünden des
Treibsatzes und dem Öffnen
der Berstmembran und führt
darüber
hinaus dazu, daß das
ausströmende
Gas sehr heiß ist,
und weitere Maßnahmen
getroffen werden müssen,
um den Gassack vor den heißen Gasen
zu schützen.
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Als
vorteilhaft hat sich eine Technik erwiesen, bei der der Anzünder ausgenutzt
wird, um eine Stoßwelle
zu erzeugen, die in den Druckgasbehälter eintritt und diesen bis
zur Berstmembran durchläuft, wobei
eine lokale, äußerst kurzfristige
Druckerhöhung
nur im Bereich der Stoßwelle
den Berstdruck der Berstmembran überschreitet
und diese öffnet. Auf
diese Weise erfolgt ein frühes Öffnen nach
der Aktivierung.
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Diese
Technik schränkt
jedoch zur Zeit die verwendbaren Geometrien für den Gasgenerator stark ein.
Außerdem
ergeben sich Probleme bei der Verwendung von mehrstufigen Gasgeneratoren,
bei denen die erzeugte Gasmenge gesteuert werden soll.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, einen Gasgenerator hinsichtlich dieser Punkte
zu verbessern.
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Die
Erfindung sieht hierzu einen Gasgenerator mit einem langgestreckten
Außengehäuse vor, das
wenigstens eine Ausströmöffnung aufweist
und das einen Druckbehälter
und eine an einem ersten axialen Ende des Druckgasbehälters vorgesehene Anzündeinheit
enthält,
deren Zündung
eine Stoßwelle
erzeugt, die in einer Stoßwellenrichtung
am ersten axialen Ende in den Druckgasbehälter eintritt und die wenigstens
abschnittsweise durch den Druckgasbehälter läuft. Die Ausströmöffnung ist
vom ersten axialen Ende des Druckgasbehälters entfernt angeordnet und
durch eine von der Stoßwelle
zerstörbare
Berstmembran geschlossen. Die Berstmembran ist nicht senkrecht zur
Stoßwellenrichtung
ausgerichtet. Der Druckgasbehälter
weist eine Umlenkvorrichtung auf, die die durch den Druckgasbehälter laufende
Stoßwelle
von der Stoßwellenrichtung
in Richtung zur Berstmembran umlenkt.
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Auf
diese Weise lassen sich auch Geometrien im Gasgenerator verwirklichen,
bei denen die Berstmembran nicht direkt auf die Anzündeinheit
linear ausgerichtet liegt. Normalerweise wird gefordert, daß bei der
Verwendung des Stoßwellenprinzips
zum Öffnen
der Berstmembran keinerlei Hindernisse zwischen der Anzündeinheit
und der Berstmembran liegen, die eine Reflektion der Stoßwelle bewirken
könnten.
Erfindungsgemäß wird jedoch
genau eine Ablenkung oder Reflektion der Stoßwelle ausgenutzt, um diese
aus ihrer Ursprungsrichtung abzulenken und gezielt zur Berstmembran
zu lenken.
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Hierbei
ist es auch möglich,
zusätzlich
fokussierende Mittel einzusetzen, die die Stoßwelle auf die Berstmembran
fokussieren.
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Die
Verwendung der Umlenkvorrichtung erlaubt es, die Ausströmöffnung seitlich
am Außengehäuse anzuordnen,
also seitlich zur Längsachse
des Außengehäuses, und
die Stoßwelle
z. B. um 90° umzulenken,
um sie auf die Berstmembran zu richten.
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In
einer möglichen
Ausführungsform
ist die Umlenkvorrichtung gegenüber
der Ausströmöffnung bzw.
gegenüber
einer Ausströmeinrichtung,
an der die Ausströmöffnung angeordnet
ist, an der Innenseite des Druckgasbehälters befestigt und ragt in
das Innere des Druckgasbehälters.
Die durch den Druckgasbehälter
laufende Schockwelle trifft auf die Umlenkvorrichtung und wird von
dieser umgelenkt. Der Bereich unmittelbar an der Berstmembran kann
dabei von der Umlenkvorrichtung freigelassen werden, um die Ausbreitung
der Schockwelle an dieser Stelle nicht zu behindern.
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Es
ist möglich,
die Umlenkvorrichtung so auszubilden, daß sie nur etwa über die
Hälfte
des Umfangs an der Innenwand des Druckgasbehälters anliegt. Vorzugsweise
hat die Umlenkvorrichtung eine solche Struktur, daß sie eine
größere Ausdehnung
im Bereich der Umfangswand des Druckgasbehälters als im Bereich der Berstmembran
besitzt.
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Nach
einer anderen möglichen
Ausführungsform
ist die Umlenkvorrichtung rotationssymmetrisch bezüglich einer
Längsachse
des Gasgenerators ausgebildet. Sie kann dabei über den gesamten Umfang des
Druckgasbehälters
oder über
den Umfang des Druckgasbehälters
mit Ausnahme des Bereichs der Berstmembran an der Innenwand des
Druckgasbehälters
anliegen.
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Bei
diesen Ausführungsformen
wird der Querschnitt des Druckgasbehälters teilweise offengelassen.
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Nach
einer weiteren möglichen
Ausführungsform
ist vorgesehen, daß sich
die Umlenkvorrichtung über
den gesamten Querschnitt des Druckgasbehälters vor der Aktivierung des
Gasgenerators erstreckt.
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Die
Berstmembran verschließt
eine primäre Ausströmöffnung in
der Wand des Druckgasbehälters,
durch die sämtliches
Gas strömt,
das den Gasgenerator verläßt. Die
Berstmembran kann auch in der Ausströmeinheit angeordnet sein, wobei
ein von der primären
Ausströmöffnung zur
Berstmembran führender
Kanal in Strömungsverbindung
mit dem Druckgasbehälter
steht und vor der Aktivierung des Gasgenerators auf demselben Druckniveau
liegt wie der Druckgasbehälter.
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Vorzugsweise
schließt
sich an die Berstmembran strömungsmäßig eine
sekundäre
Ausströmöffnungen
aufweisende Ausströmeinheit
an. Diese kann z. B. in Form eines bekannten Diffusors ausgebildet
sein. Die Ausrichtung und die Anzahl der sekundären Ausströmöffnungen ist dabei auf den
jeweiligen Einsatzzweck abgestimmt.
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Vorzugsweise
weist das Außengehäuse einen
zylindrischen Abschnitt auf, an den die Ausströmeinrichtung radial angesetzt
ist. Der Gasgenerator ist beispielsweise ein bekannter, langgestreckter Rohrgasgenerator,
wie er zur Befüllung
von Seitengassäcken,
Beifahrergassäcken
oder Kniegassäcken
eingesetzt wird. Die Ausströmeinrichtung
kann ein stutzenförmiger
Diffusor sein, sie kann aber auch als Ansatzpunkt für eine Gaslanze
oder einen Gasleitschlauch dienen.
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Es
hat sich herausgestellt, daß sich
der Maximaldruck der Stoßwelle
erhöhen
läßt, wenn
sich der Innenquerschnitt eines in Strömungsrichtung vor der Berstmembran
liegenden Kanals zur Berstmembran hin verjüngt. Die Verjüngung kann
dabei in Form eines linear zulaufenden Kegelstumpfs oder in Form eines
Kegelstumpfs mit konkaver Wandkrümmung ausgebildet
sein.
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Es
ist möglich,
die Umlenkvorrichtung direkt gegenüber der primären Ausströmöffnung anzuordnen.
Sie kann aber auch vom Anzünder
in Axialrichtung gesehen im Bereich des hinteren Endes oder erst
kurz nach der primären
Ausströmöffnung liegen.
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Vorzugsweise
ist die Anzündeinheit
an einem axialen Ende des Gasgenerators angeordnet, wie dies von
herkömmlichen
Rohrgasgeneratoren bekannt ist.
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Die
Umlenkvorrichtung läßt sich
so ausbilden, daß sie
ein Überzünden auf
eine zweite Anzündeinheit
verhindert, wenn die erste Anzündeinheit des
Gasgenerators gezündet
wird. Eine derartige Anzündeinheit
ist vorzugsweise am zweiten axialen Ende des Gasgenerators angeordnet.
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Die
Umlenkvorrichtung kann auf Seiten der zweiten Anzündeinheit
angeordnet sein, also von der ersten Anzündeinheit aus gesehen erst
nach der primären
Ausströmöffnung.
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Die
Umlenkvorrichtung kann aber auch symmetrisch angeordnet sein, so
daß bei
Zündung
der ersten Anzündeinheit
die zweite Anzündeinheit
geschützt
ist, bei Zündung
der zweiten Anzündeinheit vor
der ersten Anzündeinheit
jedoch die erste Anzündeinheit
entsprechend geschützt
ist. Dann kann in beiden Fällen
eine Umlenkung der Schockwelle in Richtung zur Berstmembran an der
Ausströmöffnung erfolgen.
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Da
durch die Umlenkvorrichtung die Schockwelle ganz oder zumindest
zum größten Teil
seitlich abgelenkt wird, ist die Druckerhöhung an der zweiten Anzündeinheit
nicht stark genug, um eine hier eventuell vorgesehene Berstmembran
zu zerstören
oder um eine Zündung
der Anzündeinheit
zu bewirken.
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Die
zweite Anzündeinheit
kann eine zweite Stufe des Gasgenerators darstellen, die zusätzliches Füll- oder
Treibgas erzeugt. Sie läßt sich
aber auch einsetzen, um das restliche noch im Druckgasbehälter befindliche
Gas zu heizen. Die zweite Anzündeinheit
wird vorzugsweise nur im Bedarfsfall gezündet, wenn besonders viel Füllgas oder
Füllgas
höherer Temperatur,
z. B. bei kalten Umgebungstemperaturen, benötigt wird.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele
in Verbindung mit den beigefügten
Zeichnungen. In diesen zeigen:
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1 eine
schematische Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Gasgenerators in einer
ersten Ausführungsform;
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2a bis c verschiedene Ausbildungen einer
Ausströmeinrichtung
eines erfindungsgemäßen Gasgenerators;
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3 eine
schematische Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Gasgenerators in einer zweiten
Ausführungsform;
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4 einen
schematischen Ausschnitt aus einem erfindungsgemäßen Gasgenerator gemäß einer
dritten Ausführungsform;
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5 eine
schematische Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Gasgenerators gemäß einer
vierten Ausführungsform;
und
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6 eine
schematische Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Gasgenerators gemäß einer
fünften
Ausführungsform.
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Der
in 1 gezeigte Gasgenerator 100 hat ein langgestrecktes
rohrförmiges
Außengehäuse 110,
in dem ein Druckgasbehälter 112 ausgebildet
ist. Die Wandung des Druckgasbehälters 112 wird
von der Innenseite des Außengehäuses 110 sowie
von mehreren Berstmembranen gebildet, die im folgenden näher beschrieben
werden. Der Druckgasbehälter 112 ist
mit einem unter Druck stehenden Gas, vorzugsweise einem Inertgas
wie Argon, Helium, Stickstoff oder einer beliebigen Mischung dieser
Gase gefüllt.
Der Anfangsdruck vor der Aktivierung des Gasgenerators 100 liegt
beispielsweise bei 500 bar bei 20°C.
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An
einem ersten axialen Ende 114 des Gasgenerators 100 ist
eine erste Anzündeinheit 116 angeordnet,
die einen auf bekannte Weise elektrisch zündbaren, pyrotechnischen Treibsatz
enthält.
Die Anzündeinheit 116 befindet
sich auf normalem Atmosphärendruck
und ist durch eine erste Berstmembran 118 von dem sich
in der durch das Außengehäuse 110 im
Bereich der ersten Anzündeinheit 116 definierten
Axialrichtung A des Gasgenerators 100 anschließenden Druckgasbehälter 112 getrennt.
Anzünderseitig
der ersten Berstmembran 118 kann optional ein weiterer,
außerhalb
des Anzünders
angeordneter Treibsatz vorgesehen sein.
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Am
zweiten axialen Ende 120 des Gasgenerators 100 ist
eine zweite Anzündeinheit 122 angeordnet,
die ebenfalls einen auf bekannte Weise elektrisch zündbaren
pyrotechnischen Treibsatz enthält. Die
zweite Anzündeinheit 122 ist
durch eine zweite Berstmembran 124 vom Druckgasbehälter 112 abgetrennt.
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In
der Umfangswandung des Außengehäuses 110 ist
eine primäre
Ausströmöffnung 126 vorgesehen.
Die Ausströmöffnung 126 ist
durch eine Berstmembran 128 verschlossen, die den Druckgasbehälter 112 gegenüber der
Außenumgebung
des Gasgenerators 100 abschließt. An das Außengehäuse 110 ist über die
Ausströmöffnung 126 eine
Ausströmeinrichtung 130 angesetzt,
die radial vom Außengehäuse 110 absteht.
Im hier dargestellten Beispiel ist die Ausströmeinrichtung 130 ein
axiales Ende einer Gasverteilungseinrichtung wie etwa einer Gaslanze
oder einem Stutzen für
einen Gasleitschlauch. Sie könnte aber
auch als bekannter Diffusor mit mehreren eigenen sekundären Ausströmöffnungen
ausgebildet sein.
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Die
Ausströmeinrichtung 130 weist
einen Leitkörper 134 auf,
der ein kegelstumpfförmig
zugespitztes, zum Außengehäuse 110 weisendes
axiales Ende hat. Mit diesem Ende ist der Leitkörper 134 am Rand der Öffnung in
der Wandung des Außengehäuses 110 befestigt,
z. B. durch Kondensatorentladungsschweißen oder einer anderen geeigneten
Methode. Durch den Leitkörper 134 verläuft ein
Kanal 136, durch den nach Öffnen der Berstmembran 128 das
Gas die Druckgaskammer 112 und den Gasgenerator 100 verläßt.
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Bei
der Aktivierung des Gasgenerators 100 wird die erste Anzündeinheit 116 gezündet. Hierbei verbrennt
der pyrotechnische Treibsatz in der Anzündeinheit 116 (und
der optionale weitere Treibsatz), und der Druck im Raum vor der
Berstmembran 118 erhöht
sich. Sobald der Berstdruck der Berstmembran 118 überschritten
wird, öffnet
sich diese, und die Ausdehnung der von der ersten Anzündeinheit 116 freigesetzten
Gase in Richtung zum Druckgasbehälter 112 erzeugt
eine Schockwelle (angedeutet in den Figuren durch wellenförmige Linie),
die in den Druckgasbehälter 112 in
einer Schockwellenrichtung S eintritt. Damit diese Schockwelle die
Berstmembran 128 an der Ausströmöffnung 126 zerstören kann,
wird sie von einer Umlenkvorrichtung 138 aus der Schockwellenrichtung
S in Richtung zur Berstmembran 128 umgelenkt.
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In
diesem Beispiel ist die Umlenkvorrichtung 138 ein konvex
gewölbter
kegelstumpfförmiger Blechring,
der mit der Spitze in Richtung zur ersten Anzündeinheit 116 parallel
zur Axialrichtung A in den Druckgasbehälter 122 eingesetzt
und mit dessen Innenwandung verschweißt ist. Zur Fixierung der Umlenkvorrichtung 138 könnte in
der Innenwand des Außengehäuses 110 oder,
falls der Druckgasbehälter 112 von
einem separaten Bauteil gebildet wird, in dessen Wandung, eine Sicke
oder eine andere geeignete Struktur vorgesehen sein, die ein axiales
Verschieben der Umlenkvorrichtung 138 verhindert. Die Umlenkvorrichtung 138 läßt einen
kleinen, kreisförmigen
Durchgang 140, der mittig im Druckgasbehälter 112 liegt,
offen. Die auf die Umlenkvorrichtung 138 auftreffende Schockwelle
wird in dem in 1 oberen Bereich an der Umlenkvorrichtung 138 reflektiert
und in Richtung zur Berstmembran 128 umgeleitet. Die Berstmembran 128,
genauer gesagt, deren Rand, definiert eine Ebene E, die in diesem
Fall parallel zur Stoßwellenrichtung
S und auch zur Axialrichtung A angeordnet ist. Die Ebene E und die
senkrecht dazu stehende primäre
Ausströmrichtung
R sind in 2a angedeutet.
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Erfindungsgemäß liegt
die Berstmembran 128 nicht senkrecht zur Stoßwellenrichtung
S, wie dies bisher immer erforderlich war. In diesem Beispiel ist
sie parallel zur Stoßwellenrichtung
S ausgerichtet, wobei die primäre
Ausströmrichtung
R in Radialrichtung verläuft.
Jedoch könnte
die Berstmembran 128 auch schräg in der Ausströmeinrichtung 130 angeordnet
sein, um die reflektierte Stoßwelle
in einer besonders günstigen
Richtung zu empfangen. Auf jeden Fall liegt die Berstmembran 128 seitlich
der Stoßwellenrichtung
S.
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Die
Umlenkvorrichtung 138 ist so im Druckgasbehälter 112 angeordnet,
daß ihre
Spitze genau unterhalb der primären
Ausströmöffnung 126,
d. h. in Verlängerung
des Kanals 136 angeordnet ist.
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Durch
die Öffnung 140 strömt auch
das im rückwärtigen,
zwischen der Umlenkvorrichtung 138 und der zweiten Anzündeinheit 122 befindliche
Gas aus dem Druckgasbehälter 112 durch
die Ausströmeinrichtung 130 ab.
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Die
zweite Anzündeinheit 122 und
insbesondere ihre Berstmembran 124 ist durch die Umlenkvorrichtung 138 effektiv
vor der Schockwelle geschützt.
Es besteht also keine Gefahr eines versehentlichen Überzündens auf
die zweite Anzündeinheit 122.
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Die
zweite Anzündeinheit 122 kann
als zweite Stufe des Gasgenerators 100 gezündet werden, für den Fall,
daß mehr
oder ein Füllgas
höherer
Temperatur benötigt
wird. Die zweite Anzündeinheit 122 kann
dazu eingesetzt werden, das im Druckgasbehälter 112 verbleibende
Gas aufzuheizen, nachdem die Schockwelle die Berstmembran 128 geöffnet hat.
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Bei
der in 1 gezeigten Ausführungsform ist die Berstmembran 128 in
unmittelbarer Nähe
der primären
Ausströmöffnung 126 in
der Außenwand 110 des
Gasgenerators 100 angeordnet. Der Kanal 136 befindet
sich also vor der Aktivierung des Gasgenerators 100 auf
Umgebungsdruck.
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Bei
der in 2a gezeigten Variante (es ist nur
der Leitkörper 134a dargestellt,
der Rest des Gasgenerators entspricht dem der ersten Ausführungsform)
ist die Berstmembran 128 entfernt von der Umfangswandung
des Außengehäuses 110 an der
Ausströmöffnung 126 am
oberen (in 2a) Ende des Leitkörpers 134a angeordnet.
Um sie sicher am Leitkörper 134a zu
befestigen, ist ein zusätzliches
ringförmiges
Halteteil 142 vorgesehen, das den Rand der Berstmembran 228 erfaßt und das
mit dem Leitkörper 134a verschweißt ist.
Der Kanal 136 befindet sich hier vor der Aktivierung des
Gasgenerators 100 auf dem im Druckgasbehälter 112 herrschenden
Druck. Der Kanal 136 ist in diesem Fall also in Strömungsrichtung
vor der Berstmembran 128, aber nach der Öffnung in
der Wandung des Außengehäuses 110 angeordnet.
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In 2b ist eine Variante gezeigt, bei der sich
der Kanal 136b von der Ausströmöffnung 126 zur Berstmembran 128 trichterförmig verjüngt. Die Verjüngung erfolgt
dabei linear, so daß der
Kanal 136b (bzw. des Außenwand) die Form eines geraden Kegelstumpfes
aufweist.
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2c zeigt eine Variante, bei der sich der Kanal 136c nicht
linear verjüngt,
sondern die Wandung des Kanals 136c eine konvex gewölbte Form annimmt.
Der Querschnitt des Kanals 136c ist an seinem berstmembranseitigen
Ende deutlich kleiner als an seinem umfangswandungsseitigen Ende.
Dies gilt sowohl für
die Ausführungsform
nach 2b als auch für nach der nach 2c. Hierbei ist jedoch der Querschnitt
d bei der in 2c gezeigten Variante
im Bereich der Berstscheibe 128 noch deutlich kleiner als
bei der in 2b gezeigten Form.
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3 zeigt
eine zweite Ausführungsform. Bereits
bekannte, unverändert
oder im wesentlichen unveränderte
Bauteile behalten ihre oben eingeführten Bezugszeichen.
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Bei
dem hier gezeigten Gasgenerator 200 ist die Ausströmeinrichtung 230 in
Axialrichtung A sehr weit in Richtung der zweiten Anzündeinheit 122 versetzt.
Die Umlenkvorrichtung 138 schließt direkt axial an die zweite
Anzündeinheit 122 an.
Das zur ersten Anzündeinheit 116 weisende
Ende der Umlenkvorrichtung 138 ist gegenüber der
Ausströmöffnung 126 versetzt,
so daß es
von der ersten Anzündeinheit 116 aus
gesehen knapp hinter der Ausströmöffnung 126 liegt.
Wie in der ersten Ausführungsform
wird bei Zünden
der ersten Anzündeinheit 116 eine
Stoßwelle erzeugt,
die in Stoßwellenrichtung
S in den Druckgasbehälter 112 eintritt.
Die Stoßwelle
wird an der Umlenkvorrichtung 138 umgelenkt und zerstört die Berstmembran 128,
die die Ausströmöffnung 126 verschließt.
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Die
Ausströmeinrichtung 230,
in diesem Fall als Diffusor ausgebildet, weist mehrere sekundäre Ausströmöffnungen 244 auf,
die senkrecht zur Radialrichtung ausgerichtet sind. Der Kanal 236 ist
in diesem Fall an seinem oberen Ende verschlossen. Auch hier ist
die primäre
Ausströmrichtung
R aber durch die von der Berstmembran 128 definierten Ebene analog
zur ersten Ausführungsform
definiert.
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Bei
der in 4 dargestellten dritten Ausführungsform ist die Umlenkvorrichtung 338 so
ausgebildet, daß sie
vor der Aktivierung des Gasgenerators den Querschnitt des Druckgasbehälters 112 vollständig verschließt. Sie
ist im hier gezeigten Beispiel als flache Scheibe ausgebildet, senkrecht
zum Außengehäuse 110 in
dieses eingesetzt und an der Innenwand des Außengehäuses 110 bleibend
befestigt. Die exakte Position der Umlenkvorrichtung 338 kann vom
Fachmann abhängig
von der exakten Geometrie des Gasgenerators 300 festgelegt
werden. Nach der Montage des Gasgenerator 300 verändert die
Umlenkvorrichtung 338 ihre Position nicht mehr.
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Wird
die (hier nicht gezeigte, aber am linken Ende des Gasgenerators 300 gelegene)
erste Anzündeinheit 116 aktiviert,
trifft die in Stoßwellenrichtung
S verlaufende Stoßwelle
auf die Umlenkvorrichtung 338 und wird von dieser in Richtung
zur Berstmembran 128 umgelenkt, die durch den plötzlichen lokalen
Druckanstieg zerstört
wird. Außerdem
wird auch die Umlenkeinrichtung 338 soweit zerstört, daß eine Öffnung zum
in 4 rechten Teil des Druckgasbehälters 112 geschaffen
wird, durch den das restliche Gas aus dem Druckgasbehälter 112 ausströmen kann.
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Der
in 5 dargestellte Gasgenerator 400 entspricht
bis auf die Form der Umlenkvorrichtung 438 dem Gasgenerator 100 der
ersten Ausführungsform.
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Die
Umlenkvorrichtung 438 ist im Schnitt keilförmig ausgebildet
und gegenüber
der Ausströmeinrichtung 430 an
der Innenwand des Außengehäuses 110,
die gleichzeitig die Innenwand des Druckbehälters 112 bildet,
befestigt. Die Umlenkvorrichtung 438 erstreckt sich nicht über die
gesamte Innenumfangswand, sondern lediglich im Bereich gegenüber der
Ausströmöffnung 126.
Sie kann, wie hier gezeigt, als massives Bauteil mit einer breiten,
zur Wand gerichteten Basis und einer schmal zulaufenden, in den Druckgasbehälter 112 hinein
gerichteten Spitze ausgebildet sein. Die in den Druckgasbehälter 112 ragenden
Seitenflächen
der Umlenkvorrichtung 438 sind konkav gekrümmt, um
eine gezieltere Umlenkung der Stoßwelle aus der Stoßwellenrichtung
S in Richtung zur Ausströmöffnung 126 und
zur Berstmembran 128 zu erreichen.
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Im
dargestellten Beispiel ist die Umlenkvorrichtung 438 direkt
unterhalb der Ausströmöffnung 126 angeordnet,
so daß eine
symmetrische Anordnung bezüglich
der beiden Anzündeinrichtungen 116, 122 gebildet
ist. Die Ausströmeinrichtung 430 ist
in etwa in der axialen Mitte des Gasgenerators 400 angeordnet.
In diesem Fall wäre
es möglich,
sowohl zuerst die erste Anzündeinheit 116 als
auch zuerst die zweite Anzündeinheit 122 zu
zünden.
In beiden Fällen
würde eine
Schockwelle von der jeweiligen Anzündeinheit 116, 122 loslaufen,
an der Umlenkvorrichtung 438 umgelenkt werden und die Berstmembran 128 zerstören, ohne
die gegenüberliegende Berstmembran 118 oder 124 zu öffnen.
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Es
ist jedoch natürlich
auch möglich,
eine Anordnung wie in 3 zu wählen und die Umlenkeinrichtung
und die Ausströmöffnung bzw.
Ausströmeinheit 430 näher an die
erste oder zweite Anzündeinheit 116, 122 zu
versetzen. Auch könnte
die Umlenkvorrichtung 438 gegenüber der Ausströmöffnung 126 versetzt
sein.
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Selbstverständlich kann
auch eine andere Variante für
die Ausströmeinrichtung 430 verwendet werden,
z. B. der im vorhergehenden Beispiel der 3 beschriebener
Diffusor oder eine der Varianten aus den 2a bis 2c. Dem Fachmann stehen selbstverständlich auch
weitere Alternativen zur Verfügung,
die er gemäß dem gewünschten
Einsatzzweck verwenden und abwandeln kann. Genauso lassen sich sämtliche
Merkmale aller gezeigten Ausführungsformen
im Ermessen des Fachmanns miteinander kombinieren oder gegeneinander
austauschen.
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Die
Umlenkvorrichtung könnte
auch durch eine entsprechende Einwölbung des Außengehäuses des
Gasgenerators gebildet sein. Hierzu könnte die Wandung z. B. gegenüber der
primären
Ausströmöffnung nach
innen in das Innere des Druckgasbehälters eingestülpt sein.
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Die
Ausströmeinheit
kann auch zum Befüllen des
Druckgasbehälters 112 eingesetzt
werden. In diesem Fall bietet sich das Design nach den 2a bis 2c an,
wobei das Halteteil 142 und die Berstmembran 128 nach
dem Befüllen
aufgebracht werden, um den Druckgasbehälter 112 zu verschließen.
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In
allen Fällen
ist die Ausströmöffnung 126 nicht
unmittelbar im Bereich der ersten Anzündeinheit 116, sondern
axial davon und vom zur Anzündeinheit 116 gerichteten
axialen Ende des Druckgasbehälters 112 entfernt
sowie seitlich von der ersten Anzündeinheit 116 versetzt
angeordnet.
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In
allen gezeigten Ausführungsformen
ist die Ausströmeinrichtung 130–430 und
die Ausströmöffnung 126 in
einem linear verlaufenden, zylindrischen Abschnitt des Außengehäuses 110 angeordnet.
Dies ist aber natürlich
nicht zwingend der Fall, genausowenig wie die Geometrie des Gasgenerators
auf die hier gezeigte Form beschränkt ist.
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Bei
der Ausführungsform
nach 6 ist der Druckgasbehälter 112 durch eine
innere Membran 440 von der Berstmembran 128 getrennt.
Außerhalb des
Druckgasbehälters 112 ist
dementsprechend erst die Umlenkvorrichtung 442 angeordnet.
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Die
den Druckgasbehälter 112 durchlaufende
Stoßwelle
oder eine weitere Stoßwelle
läuft nach Zerstörung der
Membran 440 gegen die Umlenkvorrichtung 442 in
einer zweiten Druckkammer 444, die von der Berstmembran 128 verschlossen
ist.
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Die
Umlenkvorrichtung 442 richtet die Stoßwelle gegen die Berstmembran 128,
so daß diese
geöffnet
wird. Die zweite Anzündeinheit 122 kann
aufgrund der Lage der Umlenkvorrichtung 442 unabhängig von
der ersten Anzündeinheit 122 gezündet werden.