DE19701663B4

DE19701663B4 - Gasgenerator

Info

Publication number: DE19701663B4
Application number: DE1997101663
Authority: DE
Inventors: Lothar Dipl.-Ing. Anacker; Karl Dipl.-Ing. Bayer; Eduard Dipl.-Ing. Berenz; Uwe Dipl.-Ing. Brede; Anton Bretfeld; Josef Dipl.-Ing. Kraft; Gerrit Scheiderer; Waldemar Dr. Weuter; Jiang Dr. Zhang
Original assignee: Dynamit Nobel AG; Dynamit Nobel GmbH Explosivstoff und Systemtechnik
Current assignee: Dynamit Nobel AG; Dynamit Nobel GmbH Explosivstoff und Systemtechnik
Priority date: 1997-01-18
Filing date: 1997-01-18
Publication date: 2006-09-14
Anticipated expiration: 2017-01-19
Also published as: DE19701663A1

Abstract

Gasgenerator für Airbags, mit zwei Kammern (10, 11), die jeweils eine Gaskomponente enthalten, wobei die Gaskomponenten bei Vermischung ein reaktives Gas bilden, und mit einem Anzündelement (12) zum Anzünden des Gases, wobei eine, eine erste Gaskomponente enthaltende erste Kammer (10) im Inneren eines Behälters (13) vorgesehen ist, in den ein die zweite Kammer (11) bildender, die zweite Gaskomponente enthaltender kleinerer Behälter (14) eingesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenabmessungen des kleineren Behälters (14) so gewählt sind, dass sie den Innenabmessungen des größeren Behälters (13) entsprechen, so dass der größere Behälter (13) durch Einstecken des kleineren Behälters (14) verschlossen werden kann, und dass an dem durch den kleineren Behälter (14) verschlossenen größeren Behälter (13) eine Halterung (21) befestigt ist, die das in eine Einbuchtung (24) des kleineren Behälters (14) eintauchende Anzündelement (12) trägt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Gasgenerator für Airbagsgemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchen 1.
Bekannte Gasgeneratoren weisen eine gaserzeugende Feststoffladung und ein in einer Kammer enthaltenes Druckgas auf. Mittels eines Anzündelements, das elektrisch auslösbar ist, wird die Feststoffladung gezündet. Das entstehende Brenngas wird mit dem Druckgas gemischt, indem die Kammer, in welcher sich das Druckgas befindet, geöffnet wird. Das Gemisch aus Brenngas und Druckgas wird über einen Diffusor an den Airbag abgegeben. In dem Brenngas sind feste Verbrennungsrückstände enthalten.

Ein Gasgenerator für Airbags, von dem der Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ausgeht, ist beschrieben in EP 0 742 125 A2 . Dieser Gasgenerator weist innerhalb einer ersten Kammer, die eine erste Gaskomponente enthält, eine zweite Kammer auf, die eine zweite Gaskomponente enthält. Bei Vermischung reagieren die beiden Gaskomponenten miteinander und bilden ein reaktives Gemisch. In die zweite Kammer ragt ein Anzünder hinein, der durch Anlegen einer elektrischen Spannung gezündet werden kann. Dadurch wird die zweite Kammer aufgestoßen, so dass die beiden Gase sich vermischen. Das Gasgemisch drückt eine Brechscheibe auf, die in eine Kammer hineinführt, in der sich ein unter Druck stehendes Inertgas befindet. Dieser Gasgenerator erfordert die Montage der kleineren Kammer an einer Wand der größeren Kammer, bevor die größere Kammer zusammengeschweißt ist. Auch das Anzündelement muss vor dem Zusammenfügen der größeren Kammer an der betreffenden Kammerwand angebracht werden.

US 5,551,725 beschreibt einen Gasgenerator für Airbags, bei dem das Anzündelement in einem Stopfen montiert ist, der einen Druckbehälter verschließt. Der Stopfen ist in den Druckbehälter eingeschraubt. Er enthält eine Anzündladung. Das Anzündelement ist von der Innenseite her in den Stopfen eingesetzt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gasgenerator für Airbags zu schaffen, der zwei im Auslösefall zu mischende Gaskomponenten enthält, und der auf einfache Weise zu montieren ist.

Der erfindungsgemäße Gasgenerator weist die Merkmale des Patentanspruchs 1 auf. Er ist dadurch gekennzeichnet, dass die Außenabmessungen des kleineren Behälters so gewählt sind, dass sie den Innenabmessungen des größeren Behälters entsprechen, so dass der größere Behälter durch Einstecken des kleineren Behälters verschlossen werden kann, und dass an dem durch den kleineren Behälter verschlossenen größeren Behälter eine Halterung befestigt ist, die das in eine Einbuchtung des kleineren Behälters eintauchende Anzündelement trägt.

Die Außenabmessungen des kleineren Behälters sind so gewählt, dass der kleinere Behälter passend in den größeren Behälter eingesteckt werden kann, um diesen zu verschließen. Anschließend wird an dem großen Behälter die Halterung befestigt, die den äußeren Abschluss bildet und auch den kleineren Behälter bedeckt. An der Halterung kann von außen das Anzündelement befestigt werden, das in die Einbuchtung des kleineren Behälters hineinragt.

Die Montage des Gasgenerators ist vereinfacht, weil die einzelnen Komponenten nacheinander sehr leicht zusammengefügt werden können. Insbesondere ist es günstig, dass das Anzündelement von außen her in den im Übrigen fertig montierten Gasgenerator eingesetzt werden kann.

Da erfindungsgemäß keine Feststoffladung zur Gaserzeugung verbrannt wird, entstehen keine festen Verbrennungsrückstände.

Das reaktive Gas setzt sich aus einer brennbaren und einer als Oxidator dienenden Gaskomponente zusammen. Nach dem Mischen beider Gaskomponenten findet unter dem Temperatureinfluss des Anzündelements die Reaktion statt, die das Aufblasen des Airbags bewirkt. Als Gaskomponenten werden beispielsweise unter Druck verflüssigtes N₂O und ebenfalls unter Druck verflüssigtes C₂H₆O eingesetzt.

Da erst beim Vermischen der beiden Gaskomponenten ein reaktives Gas aus zwei nicht-reaktiven Gaskomponenten entsteht, können die beiden Kammer, die jeweils eine der beiden Gaskomponenten enthalten, durch Schweißen verschlossen werden. Hierzu wird beispielsweise eine Befüllöffnung der Kammern mechanisch, z.B. durch Eindrücken einer Kugel, verschlossen. Die Kugel wird anschließend unter Schutzgas verschweißt.

Da das Anzündelement außerhalb der beiden Kammern angeordnet ist, wird durch das von dem Anzündelement freigesetzte Brenngas mittels eines hohlen Kolbens o.ä. eine Außenwand einer Kammer und die Trennwand zwischen den beiden Kammern zerstört, so dass sich die beiden Gaskomponenten zu einem reaktiven Gas vermischen. Da das Anzündelement außerhalb beider Kammern angeordnet ist, ist das Anschließen des Anzündelements an eine Stromzufuhr erleichtert.

Zum Mischen beider Gaskomponenten muss der hohle Kolben des Anzündelements nach dem Zerstören der Außenwand des kleineren Behälters gegen den hohen Druck des durch die entstandene Öffnung ausströmenden Gases ausreichend Energie aufweisen, um durch den kleineren Behälter hindurch bewegt zu werden und die Trennwand zu zerstören.

Aufgrund der Einbuchtung der Außenwand des kleineren Behälters ist der Abstand zu der gegenüberliegenden Außenwand, welche die Trennwand zwischen den Behältern bildet, verringert. Der zum Zerstören der Wände vorgesehene hohle Gaskolben muss somit für eine kürzere Strecke gegen den Gasdruck durch den kleineren Behälter hindurchbewegt werden. Somit ist das Zerstören beider Wände bei geringerem Energieaufwand sichergestellt.

Da die beiden Kammern vorzugsweise hintereinander angeordnet sind, kann das Anzündelement ebenfalls in Rei he zu den beiden Kammern angeordnet werden. Somit ist ein Gasgenerator in schlanker Bauweise realisiert.

Vorzugsweise ist eine der beiden Gaskomponenten brennbar und die andere nicht brennbar. Bei der Ausführungsform, in welcher der kleinere Behälter als Verschluß des größeren Behälters dient, befindet sich das nicht brennbare Gas vorzugsweise in dem kleineren, dem Anzündelement zugewandten Behälter.

Ferner kann die brennbare Gaskomponente mit einem weiteren Gas verdünnt werden, um die Reaktionsgeschwindigkeit des reaktiven Gases zu steuern. Bei diesen handelt es sich beispielsweise um CO₂.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die einzige Figur der Zeichnung näher erläutert.
In der schematischen Zeichnung ist eine bevorzugte Ausführungsform des Gasgenerators für Airbags als Schnittansicht dargestellt. Der Gasgenerator weist zwei mit Gas gefüllte Kammern 10, 11 und ein Anzündelement 12 auf. Die Kammer 10 befindet sich in einem zylindrischen Behälter 13. In den Behälter 13 ist ein kleinerer Behälter 14 eingesetzt, der ebenfalls rotationssymmetrisch ist und die Kammer 11 für die zweite Gaskomponente bildet.
Der kleinere Behälter 14 ist in der Zeichnung von links in den größeren Behälter 13 eingeführt, bis die Unterseite des kleineren Behälters 14 an einem Absatz 15 des Behälters 13 anliegt. Der Außendurchmesser des kleine ren Behälters 14 entspricht in diesem Aufnahmebereich dem Innendurchmesser des größeren Behälters 13. Der kleinere Behälter 14, ist durch eine umlaufende Schweißnaht 16 an einer nach außen weisenden Stirnseite 23 des kleineren Behälters 14 mit dem größeren Behälter 13 fest verbunden. Somit ist der Behälter 13 dicht verschlossen.
Das Anzündelement 12 ist in einer Halterung 21 aufgenommen. Die ebenfalls rotationssymmetrische Halterung 21 weist einen kreisringförmigen Ansatz 22 auf, dessen Innendurchmesser dem Außendurchmesser des größeren Behälters 13 entspricht. Der Ansatz 22 der Halterung 21 ist auf den größeren Behälter 13 in axialer Richtung aufgesteckt und mit diesem fest verbunden. Die Halterung 21 ist so auf den größeren Behälter 13 aufgesteckt, daß das Anzündelement 12 auf derselben Seite des größeren Behälters 13 wie der kleinere Behälter 14 angeordnet ist.
Der kleinere Behälter 14 weist ferner an der zu dem Anzündelement 12 weisenden Stirnseite 23 eine zylindrische Einbuchtung 24 auf, die sich in axialer Richtung erstreckt. Eine Innenwand 25 ist parallel zu der Stirnseite 23 des kleineren Behälters 14 angeordnet. Der Innenwand 25 liegt die zweite Stirnfläche des kleineren Behälters 14 gegenüber, die gleichzeitig eine Trennwand 26 zwischen den beiden Kammern 10, 11 bildet. Somit ist der Abstand zwischen der Innenwand 25 der Einbuchtung 24 und der Trennwand 26 relativ klein.
In die Einbuchtung 24 ragt ein Kolben 31 des Anzündelements 12. Wird das Anzündelement 12 durch eine Stromzu fuhr über nicht dargestellte Kontakte aktiviert, so wird in dem Anzündelement 12 eine pyrotechnische Mischung verbrannt. Aufgrund des Drucks der dabei entstehenden Brenngase wird der Kolben 31 in Richtung der Innenwand 25 beschleunigt und zerstört sowohl die Innenwand 25 als auch die Trennwand 26. Somit mischen sich die beiden in den Kammern 10, 11 befindlichen Gaskomponenten, so daß ein reaktives Gas entsteht. Das reaktive Gas wird von dem Anzündelement 12 gezündet. Hierbei erhöht sich der Druck in dem größeren Behälter 13, so daß ein zerstörbares Verschlußteil 32 zerstört und eine Öffnung 33 des größeren Behälters 13 geöffnet wird.
Durch die Öffnung 33 strömt das Gasgemisch in einen Diffusor 34, der in axialer Richtung mit dem größeren Behälter 13 über Ansätze 35 fest verbunden ist. Der Diffusor 34 weist zwei Öffnungen 36 auf, durch welche das Gasgemisch in den Airbag gelangt und diesen aufbläst.

Claims

Gasgenerator für Airbags, mit zwei Kammern (10, 11), die jeweils eine Gaskomponente enthalten, wobei die Gaskomponenten bei Vermischung ein reaktives Gas bilden, und mit einem Anzündelement (12) zum Anzünden des Gases, wobei eine, eine erste Gaskomponente enthaltende erste Kammer (10) im Inneren eines Behälters (13) vorgesehen ist, in den ein die zweite Kammer (11) bildender, die zweite Gaskomponente enthaltender kleinerer Behälter (14) eingesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenabmessungen des kleineren Behälters (14) so gewählt sind, dass sie den Innenabmessungen des größeren Behälters (13) entsprechen, so dass der größere Behälter (13) durch Einstecken des kleineren Behälters (14) verschlossen werden kann, und dass an dem durch den kleineren Behälter (14) verschlossenen größeren Behälter (13) eine Halterung (21) befestigt ist, die das in eine Einbuchtung (24) des kleineren Behälters (14) eintauchende Anzündelement (12) trägt.
Gasgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Anzündelement (12) derart angeordnet ist, dass mittels des von ihm freigesetzten Brenngases eine Außenwand (25) einer Kammer (11) und die Trennwand (26) zwischen den beiden Kammern (10, 11) zerstörbar ist.
Gasgenerator nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammern (10, 11) hintereinander angeordnet sind und die dem Anzündelement (12) abgewandte Kammer (10) mit einem zerstörbaren Verschlussteil (32) verschlossen ist.
Gasgenerator nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass beide Gaskomponenten verflüssigt sind.
Gasgenerator nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass die eine der beiden Gaskomponenten brennbar und die andere nicht brennbar ist.
Gasgenerator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die brennbare Gaskomponente mit einem Gas verdünnt ist.