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Die
Erfindung betrifft einen Gasgenerator, insbesondere für
Fahrzeuginsassen-Rückhaltesysteme, mit mehreren Brennkammern
und mehreren Zündvorrichtungen, welche verschiedenen Brennkammern
zugeordnet sind, wobei wenigstens eine Brennkammer vor Überzünden
durch Verbrennungsprodukte einer anderen, aktivierten Brennkammer geschützt
ist.
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Es
sind mehrstufige Gasgeneratoren bekannt, bei denen eine oder mehrere
Brennkammern unabhängig voneinander gezündet werden
können, um die Gasmenge dem Bedarf des Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystems,
beispielsweise in Abhängigkeit von Fahrzeuggeschwindigkeit
oder Sitzposition des Fahrzeuginsassens, anzupassen. Um die Brennkammern
unabhängig voneinander zünden zu können,
müssen sie vor Überzünden durch benachbarte Brennkammern
geschützt sein, das heißt, die Brennkammern sind
so isoliert, daß bei Aktivieren einer Brennkammer nicht
unerwünschterweise das Treibmaterial einer benachbarten
Brennkammer entzündet wird, beispielsweise durch Verbrennungsprodukte.
Diese Verbrennungsprodukte sind heiße Gase und Partikel,
die daran gehindert werden, direkt in die benachbarte, isolierte
Brennkammer zu strömen oder die Wand der benachbarten,
isolierten Brennkammer so zu erhitzen, daß es zu einem
Zünden der benachbarten Brennkammer kommt.
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Es
sind auch Gasgeneratoren bekannt, bei denen mehrere Brennkammern
durch eine oder mehrere Ausströmöffnungen strömungsverbunden sind,
insbesondere solche, bei denen eine zweite Brennkammer innerhalb
einer ersten Brennkammer angeordnet ist. Um die innenliegende, zweite
Brennkammer vor Überzünden bei Aktivierung der äußeren,
ersten Brennkammer zu schützen, werden die Ausströmöffnungen
der innenliegenden, zweiten Brennkammer verschlossen und gegebenenfalls auch
gegen Wärmetransport isoliert. Es ist bekannt, die Ausströmöffnungen
mit selbstklebenden Folien, beispielsweise aus Aluminium, oder mit
Berstscheiben zu verschließen, die bei Aktivieren der äußeren, ersten
Brennkammer die innere, zweite Brennkammer vor Überzünden
schützen, während bei Aktivieren der inneren Brennkammer
die Folie oder Scheibe bei ansteigendem Druck aufreißt
und die Ausströmöffnungen freigibt. Die Applizierung
von Klebefolien erfordert eine hohe Oberflächengüte
und einen sehr exakten Positionierungsprozeß.
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Die
US 6,189,927 B1 zeigt
einen Gasgenerator, bei welchem die innere Brennkammer als Topf ausgebildet
ist, dessen Öffnung durch einen Deckel verschlossen wird,
der die innere Brennkammer vor Überzünden durch
die äußere Brennkammer schützt und der
sich bei Aktivierung der inneren Brennkammer bei ansteigendem Druck
innerhalb der Brennkammer nach außen hin öffnet.
Diese Anordnung mit nur einer Ausströmöffnung
läßt das in der Brennkammer erzeugte Gas nur in
einer Richtung ausströmen, die davon abhängt,
in welcher Richtung sich der Deckel öffnet. Diese Abhängigkeit
erhöht wiederum die Streuung in der Gesamtfunktion des
Gasgenerators.
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Ziel
der Erfindung ist, ein Brennkammerverschlußelement für
einen Gasgenerator mit mehreren Brennkammern zu schaffen, wobei
das Brennkammerverschlußelement einfach an den Ausströmöffnungen
einer Brennkammer positioniert werden kann und die Funktion des
Gasgenerators verbessert wird.
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Zu
diesem Zweck ist erfindungsgemäß ein Gasgenerator
mit einem oder mehreren Brennkammerverschlußelementen vorgesehen.
Der Gasgenerator weist wenigstens zwei Brennkammern und wenigstens
zwei Zündvorrichtungen, welche verschiedenen Brennkammern
zugeordnet sind, auf. Wenigstens zwei Brennkammern können
durch mehrere Ausströmöffnungen strömungsverbunden
werden, und wenigstens eine der beiden Brennkammern wird durch ein
oder mehrere Brennkammerverschlußelemente vor Überzünden
durch Verbrennungsprodukte der anderen, aktivierten Brennkammer
geschützt. Die Brennkammerverschlußelemente verschließen die
Ausströmöffnungen der Brennkammer und erstrecken
sich mit pfropfenartigen Fortsätzen in die Ausströmöffnungen
hinein, wobei die Fortsätze an der Innenseite der Ausströmöffnungen
anliegen.
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Im
normalen, nicht aktivierten Zustand der geschützten, zweiten
Brennkammer verschließen die Brennkammerverschlußelemente
die ihnen zugeordneten Ausströmöffnungen, während
sie bei Aktivieren der durch sie geschlossenen, zweiten Brennkammer
die Ausströmöffnungen freigeben und ein Ausströmen
des erzeugten Gases durch die Ausströmöffnungen
ermöglichen.
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Die
pfropfenartigen Fortsätze erlauben im Vergleich zu gleichmäßig
dicken Folien oder Platten eine einfache Positionierung des Brennkammerverschlußelements
und insbesondere auch eine einfache Überprüfung
der Position, beispielsweise durch optische Kontrolle. Die Wärmeisolierung
des Brennkammerverschlußelements wird auch verbessert,
da das Element durch die pfropfenartigen Fortsätze verdickt
ist, wobei das Brennkammerverschlußelement keinen zusätzlichen
Platz in der ersten Brennkammer einnimmt, da es sich in die Ausströmöffnungen
der zweiten, geschützten Brennkammer hineinerstreckt.
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Da
das Brennkammerverschlußelement nicht aufreißen
oder zerbersten muß, um das Ausströmen des in
der Brennkammer erzeugten Gases zu ermöglichen, kann es
stabil ausgeführt sein, so daß bei Aktivieren
der Brennkammern die Brennkammerverschlußelemente vorzugsweise
intakt bleiben.
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Die
Brennkammerverschlußelemente können aus Kunststoff,
Metall oder Kombinationen davon hergestellt sein. Es kann daher
abhängig von der jeweiligen Ausführungsform das
vorteilhafteste Material ausgewählt werden.
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Vorzugsweise
ist wenigstens ein Brennkammerverschlußelement formschlüssig
an der mit den Ausströmöffnungen versehenen Brennkammerwand angebracht.
Die Brennkammerverschlußelemente können dadurch
einfach in die Ausströmöffnungen eingepreßt
oder eingeschnappt werden und es werden keine weiteren Montageschritte
benötigt.
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Das
Brennkammerverschlußelement ist vorteilhafterweise nach
dem Freilegen der vorher durch es geschlossenen Ausströmöffnungen
in Verlängerung der Ausströmöffnungen
positioniert und bildet für das ausströmende Gas
ein definiertes Prallelement. Durch diese Prallelemente wird der
Gasstrom aufgeweitet, was eine Verringerung der Streuung in der
Gesamtfunktion des Gasgenerators bewirkt.
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Gemäß einer
der bevorzugten Ausführungsformen ist das Brennkammerverschlußelement
einstückig ausgeführt und schließt mehrere
Ausströmöffnungen der Brennkammer. Durch die Reduktion der
benötigten Einzelteile kann die Montage vereinfacht werden
und damit Kosten eingespart werden.
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Das
Brennkammerverschlußelement kann beispielsweise über
eine Verrastung an der Brennkammerwand gehaltert sein.
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Die
Verrastung hält vorzugsweise auch nach dem Freilegen der
Ausströmöffnungen das Brennkammerverschlußelement
an der Brennkammer befestigt. Auf diese Weise wird verhindert, daß sich
das Brennkammerverschlußelement von der Brennkammer löst
und die Gefahr einer Blockade der äußeren Austrittsöffnungen
des Gasgenerators besteht.
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Gemäß einer
der bevorzugten Ausführungsformen ist das Brennkammerverschlußelement
als Schnappklammer ausgeführt, welche die Brennkammer umgreift.
Die Schnappklammer kann auch so ausgeführt sein, daß sie
zusätzlich weitere Teile des Gasgenerators umgreift, beispielsweise
Gehäuseteile, die einer weiteren Brennkammer zugeordnet
sind. Durch das Einschnappen der Schnappklammer kann bei Zusammenbau
des Gasgenerators auf einfache Weise die richtige Position des Brennkammerverschlußelements
festgestellt werden.
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Das
Brennkammerverschlußelement kann zusätzlich zu
den pfropfenartigen Fortsätzen an einem Teil des Brennkammergehäuses
befestigt sein. Es ist beispielsweise möglich, ein oder
mehrere Brennkammerverschlußelemente an einem Deckel des
Brennkammergehäuses zu befestigen. Auf diese Weise lassen
sich die Brennkammerverschlußelemente z. B. im Voraus an
einem Teil des Brennkammergehäuses montieren, wodurch sich
die Montage des Gasgenerators vereinfacht.
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Das
Brennkammerverschlußelement kann auch mit einem Teil des
Brennkammergehäuses stoffschlüssig befestigt sein,
unter anderem durch Ultraschallschweißen oder durch Klebeverfahren.
Das Brennkammerverschlußelement läßt
sich auch auf andere Weise befestigen, beispielsweise durch einen oder
mehrere Rastzapfen. Über die Stärke der Befestigung
kann z. B. der Druck eingestellt werden, bei welchem die Ausströmöffnungen
der aktivierten Brennkammer freigegeben werden.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Brennkammerverschlußelement eine
Platte, welche im Bereich ihres Randes die pfropfenartigen Fortsätze
aufweist und im Bereich ihres Zentrums an der Brennkammerwand befestigt
ist und sich randseitig beim Aktivieren der durch es verschlossenen Brennkammer
abhebt, so daß sich die Fortsätze aus den Ausströmöffnungen
bewegen.
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Wird
das Brennkammerverschlußelement beispielsweise im Bereich
seines Zentrums durch einen Rastzapfen mit der Brennkammerwand verbunden,
so wird nur eine einzige Befestigungsstelle mit einem einfachen
Befestigungsmittel benötigt. Es können natürlich
auch andere Befestigungsmittel angewandt werden.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform ist das Brennkammerverschlußelement
als ein die Brennkammer verschließender, topfförmiger
Deckel ausgebildet, der an seiner Seitenwand einwärts gerichtete
pfropfenartige Fortsätze hat. Diese Ausführungsform
erlaubt eine einfache Montage durch Aufsetzen des Deckels auf die
Brennkammer und reduziert die benötigten Einzelteile.
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In
einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung deckt jeweils ein
Brennkammerverschlußelement jeweils eine einzelne Ausströmöffnung
der Brennkammer ab. Diese Ausführungsform erlaubt eine
hohe Flexibilität bei der Anordnung der Brennkammern des
Gasgenerators und deren Ausströmöffnungen, da
jede Ausströmöffnung über ein unabhängiges
Brennkammerverschlußelement verfügt, wobei die
jeweils verschiedenen Ausströmungsöffnungen zugeordneten
Brennkammerverschlußelemente unterschiedlich ausgeführt
sein können, wodurch beispielsweise die Richtung des ausströmenden
Gases gezielt variiert werden kann.
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Vorteilhafterweise
ist das Brennkammerverschlußelement mit einem Teil des
Brennkammergehäuses einstückig ausgebildet und
bleibt beim Freilegen der Ausströmöffnungen an
diesem Teil des Brennkammergehäuses befestigt.
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Es
kann auch vorgesehen sein, daß ein Brennkammerverschlußelement
innen hohl ist und wenigstens einen Ausströmkanal aufweist,
wobei das Brennkammerverschlußelement beim Aktivieren der
zugeordneten Brennkammer verschoben und der Ausströmkanal
freigelegt wird. Ein solcher Ausströmkanal kann beispielsweise
durch eine Bohrung in einem Brennkammerverschlußelement
ausgeführt sein oder durch eine spezielle Form des Brennkammerverschlußelements
entstehen. Es ist möglich, daß einer einzelnen
Ausströmöffnung ein oder auch mehrere Ausströmkanäle
zugeordnet sind, oder daß mehrere Ausströmöffnungen
einem oder mehreren gemeinsamen Ausströmkanälen
zugeordnet sind.
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Das
Brennkammerverschlußelement oder die Ausströmöffnung
können auch so ausgebildet sein, daß zwischen
Ihnen ein Ausströmkanal gebildet wird, der im Normalzustand
geschlossen ist und beim Aktivieren der zugeordneten Brennkammer
durch eine Verschiebung des Brennkammerverschlußelements
freigelegt wird. Es können wiederum einer Ausströmöffnung
ein oder mehrere Ausströmkanäle oder auch mehreren
Ausströmöffnungen ein oder mehrere gemeinsame
Ausströmkanäle zugeordnet sein. Durch die spezielle
Anordnung der Ausströmkanäle wird beispielsweise
die Ausströmrichtung des Gases vorteilhaft beeinflußt.
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Vorteilhafterweise
ist das Brennkammerverschlußelement so befestigt, daß es
nach dem Freilegen der zugeordneten Ausströmöffnung
federnd angestellt in Richtung Schließstellung vorgespannt bleibt.
Auf diese Weise läßt sich für jedes Brennkammerverschlußelement
eine Art Federcharakteristik einstellen, wodurch der Brennkammerdruck
während der Aktivierung der Brennkammer reguliert werden kann.
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Vorteilhafterweise
kann das Brennkammerverschlußelement in einem Arbeitsgang
durch Spritzguß hergestellt werden, insbesondere wenn es
mit einem Teil des Brennkammergehäuses einstückig
ausgebildet ist.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung und aus den nachfolgenden Zeichnungen, auf die Bezug
genommen wird.
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1 zeigt
eine schematische Schnittansicht eines erfindungsgemäßen
Gasgenerators.
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2 zeigt
zwei Brennkammern eines erfindungsgemäßen Gasgenerators
mit einem einstückig ausgebildeten Brennkammerverschlußelement
gemäß einer ersten Ausführungsform der
Erfindung.
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3 zeigt
zwei Brennkammern eines erfindungsgemäßen Gasgenerators
mit einem Brennkammerverschlußelement in der Ausführungsform einer
Schnappklammer.
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4 zeigt
zwei Brennkammern eines erfindungsgemäßen Gasgenerators
mit einem Brennkammerverschlußelement in einer zweiten
Ausführungsform einer Schnappklammer.
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5 zeigt
zwei Brennkammern eines erfindungsgemäßen Gasgenerators
mit mehreren Brennkammerverschlußelementen, die jeweils
eine einzelne Ausströmungsöffnung der Brennkammer
verschließen.
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6 zeigt
eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Gasgenerators
mit einem Brennkammerverschlußelement, das als die Brennkammer verschließender
topfförmiger Deckel ausgebildet ist.
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7 zeigt
eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Gasgenerators
mit mehreren Brennkammerverschlußelementen, die mit einem
Teil des Brennkammergehäuses verbunden sind.
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8 und 9 zeigen
eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Gasgenerators
mit einem als Kappe ausgebildeten Brennkammerverschlußelement,
das auf jeweils verschiedene Weise am Brennkammergehäuse
befestigt ist.
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10 und 11 zeigen
eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Gasgenerators
mit einem Brennkammerverschlußelement, das als Kappe ausgebildet
ist und einen Hohlraum aufweist, der als Ausströmkanal
dient, wobei die Brennkammerverschlußelemente auf jeweils
verschiedene Weise befestigt sind, und
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12 zeigt
eine Detailansicht des Brennkammerverschlußelements aus 11 in
geöffneter Position.
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In 1 ist
ein mehrstufiger Gasgenerator 10 dargestellt. Der Gasgenerator 10 umfaßt
ein Gehäuse 12, welches mehrere Austrittsöffnungen 14 für das
im Gasgenerator 10 erzeugte Gas aufweist. Der Gasgenerator 10 kann
auch (nicht gezeigte) Filteranordnungen an den Austrittsöffnungen 14 oder
dem Gehäuse 12 aufweisen, die das Gas vor dem
Austritt aus dem Gasgenerator 10 filtern und/oder abkühlen. Des
weiteren können am Gehäuse 12 an den
Austrittsöffnungen 14 Abdeckungen angebracht sein,
die den Gasgenerator schützen, beispielsweise vor Feuchtigkeit,
oder bestimmte Austrittsöffnungen 14 verschließen;
um die Ausströmrichtung des Gases zu beeinflussen.
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Im
Inneren des Gasgenerators 10 befindet sich eine erste Brennkammer 16 mit
einer ersten Zündvorrichtung 18 und einem ersten
gaserzeugenden Material 20. Außerdem befindet
sich innerhalb der ersten Brennkammer 16 eine zweite Brennkammer 22,
welche eine zweite Zündvorrichtung 24 und ein
zweites gaserzeugendes Material 26 aufweist. Die zweite
Brennkammer 22 wird von der ersten Brennkammer 16 durch
ein Brennkammergehäuse 28 abgetrennt, welches
mehrere Ausströmöffnungen 30 aufweist.
Gemäß der Erfindung werden die Ausströmöffnungen 30 durch
ein oder mehrere Brennkammerverschlußelemente 32 verschlossen.
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Die
Anordnung der Brennkammern 16, 22 im Gasgenerator 10 kann
variiert werden. Die Brennkammern 16, 22 können
beispielsweise auch nebeneinander angeordnet sein, wobei die zweite
Brennkammer 22 auch Austrittsöffnungen 14 aufweisen kann.
Es können auch weitere Brennkammern vorgesehen sein mit
gaserzeugendem Material und mit oder ohne einer eigenen, der Brennkammer
zugeordneten Zündvorrichtung. Es können beispielsweise zwei
nebeneinanderliegende Brennkammern mit jeweils zugeordneten Zündvorrichtungen
mit Ausströmöffnungen mit einer dritten Brennkammer
verbunden sein, welche die Austrittsöffnungen des Gasgenerators
aufweist. Um möglichst viele verschiedene Gasvolumina erzeugen
zu können, sind die verschiedenen Brennkammern vorzugsweise
von verschiedener Größe.
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Das
sich in der ersten Brennkammer 16 befindliche erste gaserzeugende
Material 20 und das sich in der zweiten Brennkammer 22 befindliche zweite
gaserzeugende Material 26 können entweder aus
dem gleichen Material oder aus unterschiedlichen Materialien bestehen.
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Die
Brennkammerverschlußelemente 32 verschließen
die Ausströmöffnungen 30 des Brennkammergehäuses 28 der
zweiten Brennkammer 22. Wird nur die erste Brennkammer 16 aktiviert,
indem die erste Zündvorrichtung 18 gezündet
wird, dann wird die zweite Brennkammer 22 durch das Brennkammergehäuse 28 und
die Brennkammerverschlußelemente 32, die die Ausströmöffnungen 30 verschließen,
vor einem ungewollten Überzünden, z. B. durch
heiße Gase oder Temperaturerhöhung, geschützt.
Wird dagegen die zweite Brennkammer 22 durch Zünden
der zweiten Zündvorrichtung 24 aktiviert, so geben
die Brennkammerverschlußelemente 32 bei einem
vorbestimmten Druck in der Brennkammer 22 die Ausströmöffnungen 30 frei
und ermöglichen ein Ausströmen des erzeugten Gases.
Je nach Anordnung der Brennkammern 16, 22 kann
dadurch auch die erste Brennkammer 16 aktiviert werden. Das
in den Brennkammern 16, 22 erzeugte Gas verläßt
den Gasgenerator durch die Austrittsöffnungen 14 und
füllt beispielsweise den Gassack eines Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystems
(nicht gezeigt). Die Brennkammerverschlußelemente 32 funktionieren also
wie eine Art Ventil, d. h. sie erlauben ein Durchströmen
von Gas durch die Ausströmöffnung in einer Richtung,
während in der anderen Richtung die Ausströmöffnung
verschlossen wird.
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Die
im folgenden beschriebenen 2 bis 5 zeigen
eine Draufsicht des Gasgenerators 10, der in Ebene I-I
gemäß 1 aufgeschnitten ist.
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2 zeigt
zwei Brennkammern 16, 22, wobei die zweite, innere
Brennkammer 22 durch ein Brennkammergehäuse 28 von
der ersten, äußeren Brennkammer 16 getrennt
ist. Am Brennkammergehäuse 28 ist ein Halter 34 angeformt,
der die erste Zündvorrichtung 18 aufnimmt. Die
erste Zündvorrichtung 18 kann natürlich
auch getrennt vom Brennkammergehäuse 28 der zweiten
Brennkammer 22 angeordnet sein.
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Gemäß einer
ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind im
Brennkammergehäuse 28 vier Ausströmöffnungen 30 vorgesehen, die
von einem einstückig ausgeführten Brennkammerverschlußelement 32 in
Form von miteinander verbundenen Verschlußpfropfen 36 verschlossen werden.
Die Form des Brennkammergehäuses 28, die Anzahl
der Ausströmöffnungen 30 und deren Anordnung
im Brennkammergehäuse 28 können natürlich
verändert werden.
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Die
Verschlußpfropfen 36 werden durch Einpressen in
die Ausströmöffnungen 30 am Brennkammergehäuse 28 formschlüssig
befestigt. Dazu ragen die Verschlußpfropfen 36 durch
die Ausströmöffnungen 30 hindurch in
die zweite Brennkammer 22. Die Verschlußpfropfen 36 können
aber auch nur teilweise in die Ausströmöffnungen 30 hineinragen,
und anstelle eines einzigen einstückigen Brennkammerverschlußelements 32 können
auch mehrere Brennkammerverschlußelemente 32 vorgesehen
sein, die auch auf verschiedene Weise am Brennkammergehäuse 28 befestigt
werden können. Die Brennkammerverschlußelemente 32 erlauben
eine einfache Kontrolle ihrer Position, indem z. B. optisch überprüft
wird, ob die pfropfenartigen Fortsätze vollständig
in die Ausströmöffnungen 30 eingeführt
sind.
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3 zeigt
eine weitere Ausführungsform der Erfindung. Die Ausströmöffnungen 30 der
zweiten Brennkammer 22 sind an zwei gegenüberliegenden
Seiten des Brennkammergehäuses 28 angeordnet.
Das Brennkammerverschlußelement 32 ist als eine
Schnappklammer 38 ausgeführt, die um das Brennkammergehäuse 28 herumgreift
und mit ihren pfropfenartigen Fortsätzen in die Ausströmöffnungen 30 eingreift.
Die Montage der Schnappklammer 38 ist besonders vorteilhaft,
da die Schnappklammer in der richtigen Position von selbst einschnappt.
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Durch
das Umgreifen der Brennkammer 22 verrastet das Brennkammerverschlußelement 32 mit dem
Brennkammergehäuse 28 und wird an der Wand des
Brennkammergehäuses 28 gehaltert.
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Bei
Aktivieren der zweiten Brennkammer 22 biegt sich die Schnappklammer 38 auf,
und die Ausströmöffnungen 30 werden freigegeben.
Vorzugsweise bleibt das Brennkammerverschlußelement 32 auch
nach dem Freilegen der Ausströmöffnungen 30 über
die Verrastung am Brennkammergehäuse 28 daran
befestigt.
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Über
die elastischen Eigenschaften des Materials der Schnappklammer 38 ist
es möglich, daß das Brennkammerverschlußelement 32 nach
dem Freilegen der Ausströmöffnungen 30 federnd
angestellt in Richtung Schließstellung vorgespannt bleibt. Auf
diese Weise läßt sich für das Brennkammerverschlußelement 32 eine
Art Federcharakteristik einstellen, wodurch der Brennkammerdruck
während der Aktivierung der Brennkammer 22 reguliert
werden kann. Es ist hierbei beispielsweise möglich, daß die
Schnappklammer und ihre pfropfenartigen Fortsätze aus verschiedenen
Materialien gefertigt sind, entsprechend ihrer elastischen bzw.
isolierenden Eigenschaften.
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In 4 ist
eine weitere Ausführungsform mit einem Brennkammerverschlußelement 32 in Form
einer Schnappklammer 38 gezeigt. Die Schnappklammer 38 ist
hier auf der anderen Seite des Brennkammergehäuses 28 angeordnet
und umgreift sowohl die Brennkammer 22 als auch den Halter 34 für
die erste Zündvorrichtung 18.
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In
der in 5 gezeigten weiteren Ausführungsform
ist jeweils ein Brennkammerverschlußelement 32 einer
einzelnen Ausströmöffnung 30 zugeordnet.
Die Brennkammerverschlußelemente 32 sind dabei
jeweils als in axialer Richtung teilweise beweglicher Zapfen 40 ausgeführt.
Die Zapfen 40 weisen an ihren beiden Enden jeweils eine
Verdickung auf. Der Zapfen 40 erstreckt sich durch die
Ausströmöffnung 30 von der ersten Brennkammer 16 in
die zweite Brennkammer 22 und ist axial beweglich angeordnet, so
daß er sich von einer ersten Position, in der der Zapfen
mit der in der ersten Brennkammer 16 gelegenen Verdickung
am Brennkammergehäuse 28 anliegt, in eine zweite
Position bewegen kann, in der der Zapfen mit seiner zur zweiten
Brennkammer 22 hin zeigen den Verdickung am Brennkammergehäuse 28 anliegt.
Der Zapfen 40 weist des weiteren einen Ausströmkanal 42 auf,
der beispielsweise durch einen Hohlraum im Zapfen 40 oder
durch eine Nut zwischen dem Zapfen 40 und dem Brennkammergehäuse 28 gebildet
wird.
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In
der ersten Position wird die Ausströmöffnung 30 durch
den Zapfen 40 und seine zur ersten Brennkammer 16 hin
zeigende Verdickung verschlossen. Durch Verschieben des Zapfens
von seiner ersten Position in seine zweite Position wird der Ausströmkanal 42 und
damit die Ausströmöffnung 30 freigegeben,
und das in der zweiten Brennkammer 22 erzeugte Gas kann
ausströmen. Der Ausströmkanal 42 kann
dabei durch Bohrungen oder Verformungen am Brennkammerverschlußelement 32 oder auch
durch die Form der Ausströmöffnung 30 gebildet
werden.
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Die
im folgenden beschriebenen 6 bis 11 zeigen
einen Gasgenerator 10 in der Schnittebene II-II in 1.
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6 zeigt
eine Schnittansicht eines Gasgenerators 10, wobei die innere,
zweite Brennkammer 22 von einem topfförmigen Brennkammergehäuse 28 umgeben
ist, auf das als weiteres Gehäuseteil ein Deckel 44 aufgesetzt
wird. Der Deckel 44 kann auf verschiedene Weise mit dem
Brennkammergehäuse 28 befestigt sein. In der in 6 gezeigten
Ausführungsform sind die Ausströmöffnungen 30 in
den seitlichen Wänden des Brennkammergehäuses 28 ausgeführt.
Die Brennkammerverschlußelemente 32 sind einstückig
mit dem Deckel 44, hier der Seitenwand des Deckels 44,
ausgebildet und erstrecken sich vom Deckel 44 an der Wand
des Brennkammergehäuses 28 bis zu den Ausströmöffnungen 30,
in die sie mit ihren pfropfenartigen Fortsätzen eingreifen.
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Wird
die innere, zweite Brennkammer 22 aktiviert, so steigt
der Druck bis zu einem vorgegebenen Druck, bei dem sich die Seitenwand 32 nach
außen dehnt und die Ausströmöffnungen 30 freigibt. Der
Deckel 44 bleibt währenddessen vorzugsweise fest
mit dem Brennkammergehäuse 28 verbunden.
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Der
Deckel 44 könnte sich aber auch nach dem Freigeben
der Ausströmöffnungen 30 nach oben verschieben,
wobei beispielsweise weitere Ausströmöffnungen 30 im
Bereich des Deckels 44 freigegeben werden oder ein Ausströmkanal
im Deckel 44 oder zwischen dem Deckel 44 und dem Brennkammergehäuse 28 freigegeben
wird.
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Die
Ausströmöffnungen 30 können
auch wie in 7 gezeigt an einem Deckel 44 des
Brennkammergehäuses 28 vorgesehen sein. Nach dieser
Ausführungsform sind die Brennkammerverschlußelemente 32 als
Verschlußpfropfen 36 ausgeführt und über
ein Verbindungsteil 46 mit dem Deckel 44 verbunden.
Durch das Verbindungsteil 46 kann verhindert werden, daß die
Brennkammerverschlußelemente 32 nach dem Freigeben
der Ausströmöffnungen 30 sich unkontrolliert
im Gasgenerator 10 bewegen können. Das Verbindungsteil 46 kann
natürlich auch an anderer Stelle, beispielsweise dem Brennkammergehäuse 28 oder
dem Gehäuse 12 des Gasgenerators 10 befestigt
sein. Hier ist das Verbeindungteil 46 einstückig
mit dem Verschlußpfropfen 36 und dem Deckel 44 ausgeführt.
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8 und 9 zeigen
einen Gasgenerator 10, bei dem das Brennkammerverschlußelement 32 in
Form einer Kappe 48 ausgeführt ist. Im Deckel 44 des
Brennkammergehäuses 28 der zweiten Brennkammer 22 sind
mehrere Ausströmöffnungen 30 angeordnet,
die von der gemeinsamen Kappe 48 verschlossen werden, wobei
die Kappe 48 für jede Ausströmöffnung 30 einen
pfropfenartigen Fortsatz aufweist, der sich in die Ausströmöffnung 30 hineinerstreckt.
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Beim
Aktivieren der zweiten Brennkammer 22 wird bei einem vorbestimmten
Druck die Kappe 48 nach oben gedrückt, bis die
pfropfenartigen Fortsätze die Ausströmöffnungen 30 freigeben.
Die Kappe 48 wird dann entweder weiter angehoben, bis sich ein
Ausströmspalt zwischen der Kappe 48 und dem Deckel 44 bildet,
durch den das Gas aus der zweiten Brennkammer 22 in die
erste Brennkammer 16 strömen kann, oder es wird
ein Ausströmkanal zwischen der Kappe 48 und dem
Deckel 44 freigegeben, durch den das Gas ausströmen
kann.
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In 8 ist
ein Deckel 44 mit Kappe 48 gezeigt, wobei die
Kappe 48 im Bereich ihres Randes die pfropfenartigen Fortsätze
aufweist und im Bereich ihres Zentrums durch einen Rastzapfen 49 an dem
Deckel 44 befestigt ist.
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In
einer weiteren Ausführungsform in 9 ist eine
Kappe 48 gezeigt, die in ihrem Randbereich mit dem Deckel 44 verbunden
ist. Diese Verbindung kann beispielsweise durch Ultraschallschweißen
hergestellt werden. Bei einem vorbestimmten Druck innerhalb der
zweiten Brennkammer 22 bricht diese Verbindung auf, und
die Kappe 48 kann sich nach oben bewegen und die Ausströmöffnungen 30 freigeben.
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Die
Anordnung von Kappe 48, Deckel 44 und Gehäuse 12 ist
vorzugsweise so ausgeführt, daß sich die Kappe 48 auch
nach Freigeben der Ausströmöffnungen 30 nicht
unkontrolliert im Gasgenerator 10 bewegen kann. Dies kann
beispielsweise durch am Gehäuse 12 angebrachte
Halterungen geschehen.
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10 und 11 zeigen
einen analogen Aufbau eines Gasgenerators 10 zu dem in 8 bzw. 9 gezeigten
Gasgenerator 10, wobei in 10 und 11 die
Kappe 48 einen Hohlraum 50 aufweist, der einen
Ausströmkanal 42 (siehe 12) bildet,
durch den das in der zweiten Brennkammer 22 erzeugte Gas
ausströmen kann.
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12 zeigt
eine Detailansicht des Deckels 44 und der Kappe 48 aus 11.
Bei Aktivieren der zweiten Brennkammer 22 hebt sich die
Kappe 48 bei einem vorbestimmten Druck an, so daß sich
die pfropfenförmigen Fortsätze der Kappe 48 aus
den zugehörigen Ausströmöffnungen 30 im
Deckel 44 heraustreten und somit die Ausströmöffnungen 30 freigeben
und das Gas in den Hohlraum 50 strömen kann. In 12 bildet
der Hohlraum 50 beim Anheben der Kappe 48 mit
dem Deckel 44 einen Ausströmkanal 42,
durch den das Gas vom Hohlraum 50 in die erste Brennkammer 16 strömen
kann. In dem gezeigten Beispiel sind alle Ausströmöffnungen 30 mit
einem einzigen Hohlraum 50 verbunden, der über einen
Ausströmkanal 42 mit der ersten Brennkammer verbunden
ist. Es ist natürlich auch möglich, mehrere Ausströmkanäle 42 vorzusehen
oder für verschiedene Gruppen von Ausströmöffnungen 30 oder
für jede Ausströmöffnung 30 getrennte
Hohlräume 50 vorzusehen, die jeweils über
einen oder mehrere Ausströmkanäle 42 mit
der zweiten Brennkammer verbunden sind. Die Hohlräume 50 und/oder
die Ausströmkanäle 42 können
im Brennkammerverschlußelement 32 ausgebildet
sein oder zwischen dem Brennkammerverschlußelement 32 und
dem Brennkammergehäuse 28 oder dem Deckel 44.
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Die
Brennkammerverschlußelemente 32 in den 1 bis 12 sind
vorzugsweise aus Kunststoff, Metall oder Kombinationen davon hergestellt,
je nachdem, welche Variante sich für die verschiedenen Ausführungsformen
als vorteilhaft erweist. Vorzugweise werden die Brennkammerverschlußelemente 32 einstückig
ausgeführt, insbesondere auch als Teil des Brennkammergehäuses 28 oder
dessen Deckel 44. Hierzu können sie beispielsweise
in einem Arbeitsgang durch Spritzguß hergestellt werden.
Auf diese Weise reduziert sich die Anzahl der Einzelteile und die
Montage wird vereinfacht.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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