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Die
Erfindung betrifft einen Gasgenerator-Siebeinsatz, der um eine Längsachse
gebogen ist, mit wenigstens einem Siebabschnitt, der eine Vielzahl
von Löchern
aufweist, sowie einen Gasgenerator mit einem solchen Gasgenerator-Siebeinsatz.
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Ein
gattungsgemäßer Gasgenerator-Siebeinsatz
ist aus der
DE
20 2004 009 749 U1 bekannt und dient dazu, in einem Gasgenerator
eine Brennkammer gegenüber
einem sich seitlich zu der Brennkammer axial erstreckenden Verteilraum
für ein
Anzündgas
abzutrennen. Der Gasgenerator-Siebeinsatz weist verschiedene Abschnitte
auf, nämlich
Siebabschnitte mit Löchern,
die als Durchströmöffnungen
für das
Anzündgas
dienen, und zumindest einen Abschnitt ohne solche Durchströmöffnungen.
Letzterer liegt in der Flucht einer Überzündöffnung, so daß das durch
die Überzündöffnung einströmende Anzündgas zunächst auf
diesen Abschnitt ohne Öffnung prallt
und sich anschließend
im Verteilraum ausbreitet. Zum Zweck der Montage wird der Gasgenerator-Siebeinsatz,
bei dem sich um ein zu einem geschlitzten Rohr gebogenes Blech handelt,
noch weiter um seine Längsachse
gebogen, bis ein Einbaumaß erreicht
ist. Der so gebogene Siebeinsatz wird in das Außengehäuse eingeschoben und nach Erreichen
der Einbaulage losgelassen. Durch die dabei auftretende Rückfederung
legt sich der Gasgenerator-Siebeinsatz an die Innenkontur z.B. des
Gasgeneratorgehäuses
an. Beim Biegen des Siebeinsatzes zum Zweck der Montage treten jedoch
neben elastischen auch plastische Verformungen auf, die das Maß der Rückfederung
und damit die spätere
Klemmung im Außengehäuse deutlich
reduzieren.
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Die
Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, einen Gasgenerator-Siebeinsatz
der eingangs genannten Art zu schaffen, der sich durch eine verstärkte Rückfederung
beim Biegen und somit durch eine verbesserte Klemmung in einem Gehäuse eines Gasgenerators
auszeichnet.
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Dies
wird erfindungsgemäß bei einem
Gasgenerator-Siebeinsatz der eingangs genannten Art dadurch erreicht,
daß im
Bereich des Siebabschnittes die Löcher so angeordnet sind und
einen solchen Querschnitt besitzen, daß kein parallel zur Längsachse
und geradlinig verlaufender, durchgehend lochfreier Abschnitt vorgesehen
ist, der sich über
die gesamte Länge
des Siebeinsatzes erstreckt. Die Erfindung beruht diesbezüglich auf
der Erkenntnis, daß beim
Gasgenerator-Siebeinsatz
gemäß dem Stand der
Technik, bei dem die Löcher
in parallel zur Längsachse
verlaufenden Reihen angeordnet sind, in Umfangsrichtung zwischen
den Lochreihen und den dazwischen ausgebildeten durchgehend lochfreien
Abschnitten große
Steifigkeitssprünge
auftreten, die eine plastische Verformung in den Bereichen mit geringer
Steifigkeit, also längs
der Lochreihen, begünstigen.
Bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung
treten in Umfangsrichtung des Siebeinsatzes (und somit in Biegerichtung)
gerade keine solchen Steifigkeitssprünge auf, wodurch eine höhere Elastizität in dieser
Richtung erreicht wird. Die auf den Siebeinsatz ausgeübte Verformung
verteilt sich somit gleichmäßiger im
gesamten Bauteil, die plastischen Verformungen werden reduziert
und somit die Rückfederung
erhöht.
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Unter
einem Gasgenerator-Siebeinsatz im Sinne der Erfindung ist dabei
in erster Linie ein Einsatz zu verstehen, der eine mit Festtreibstoff
gefüllte Brennkammer
im Inneren des Gasgenerators zumindest teilweise begrenzt. Die Siebwirkung
des Siebeinsatzes beschränkt
sich dabei im wesentlichen auf das Zurückhalten der Treibstofftabletten,
ein Herausfiltern von im generierten Gas enthaltenen Partikeln ist
nicht zwingend vorgesehen.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform bilden
die Löcher
des Siebabschnittes zueinander parallele Reihen. Die Lochreihen
sind dann so angeordnet und die Löcher besitzen einen solchen
Querschnitt, daß kein
parallel zur Längsachse
und geradlinig verlaufender, zwischen zwei benachbarten Lochreihen
ausgebildeter, durchgehend lochfreier Abschnitt vorgesehen ist,
der sich über
die gesamte Länge
des Siebeinsatzes erstreckt. Eine derartige Ausgestaltung mit einer
regelmäßigen Anordnung der
Löcher
zeichnet sich durch eine besonders einfache Herstellbarkeit aus.
Insbesondere weisen alle Lochreihen jedes Siebabschnittes oder zumindest
innerhalb eines Siebabschnittes identische Abstände zueinander auf. Optional
können
je zwei Siebabschnitte durch einen dazwischenliegenden, gänzlich lochfreien
Teilbereich voneinander getrennt sein, dessen Umfangslänge ein
Vielfaches des Lochreihenabstands beträgt.
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Alternativ
können
die Löcher
des Siebabschnittes natürlich
auch unregelmäßig angeordnet sein.
Auch dann sollten jedoch die Abstände der einzelnen Löcher untereinander
in etwa gleich sein, zumindest die gleiche Größenordnung haben. Wiederum
weist ein die Siebabschnitte voneinander trennender lochfreier Teilbereich
eine deutlich größere Umfangslänge auf.
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Vorzugsweise
sind die Löcher
zweier benachbarter Lochreihen um einen halben Lochabstand zueinander
versetzt, wodurch die Stabilität
des Siebabschnittes erhöht
wird.
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Die
Löcher
des Siebabschnittes können
ein Muster mit sechszähliger
Symmetrie bilden; insbesondere bilden die Mittelpunkte dreier unmittelbar
benachbarter Löcher
die Eckpunkte eines gleichseitigen Dreiecks. Natürlich sind auch beliebige andere, regelmäßige Muster
möglich.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform ist
mindestens ein durchgehend lochfreier Abschnitt vorgesehen, der
in einer Ebene senkrecht zur Längsachse über die
gesamte Umfangslänge
des Siebabschnittes verläuft.
Insbesondere ist zwischen je zwei senkrecht zur Längsachse
in Umfangsrichtung des Siebabschnittes verlaufenden Lochreihen ein
durchgehend lochfreier Abschnitt ausgebildet. Auf diese Weise ergibt
sich in Umfangsrichtung des Gasgenerator-Siebeinsatzes eine besonders hohe Steifigkeit, die
zu einer Minimierung der plastischen Verformungen und somit zu einer
optimalen Rückfederung führt.
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Vorzugsweise
sind sämtliche
Löcher
Lochreihen zugeordnet, die parallel zur Längsachse verlaufen. Dies gewährleistet
ein gleichmäßiges Biegeverhalten
des Siebabschnittes.
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Je
zwei parallel zur Längsachse
verlaufende, benachbarte Lochreihen sind vorteilhaft derart angeordnet,
daß wenigstens
eine Parallele zur Längsachse
gezogen werden kann, die sämtliche
Löcher
beider Lochreihen schneidet oder zumindest berührt. Dazu müssen natürlich die Löcher einen entsprechend großen, auf
den Abstand der benachbarten Lochreihen abgestimmten Querschnitt
aufweisen. Dadurch wird wirkungsvoll die Ausbildung eines parallel
zur Längsachse
verlaufenden, durchgehend lochfreien Abschnittes zwischen den Lochreihen
verhindert, der einen Steifigkeitssprung hervorrufen würde.
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Wie
bereits erwähnt,
weist der Gasgenerator-Siebeinsatz bevorzugt eine längsgeschlitzte
Form auf. Diese ermöglicht
in einfacher Weise die zur Montage nötige Durchmesserverringerung
des Siebeinsatzes.
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Der
erfindungsgemäße Gasgenerator-Siebeinsatz
wird vorzugsweise in einem Gasgenerator mit einem Gehäuse eingesetzt,
wobei dann der Gasgenerator-Siebeinsatz
radial geklemmt in das Gehäuse
eingebaut ist.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung mehrerer bevorzugter Ausführungsformen anhand der beigefügten Zeichnung.
In dieser zeigt:
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1a eine
Perspektivansicht eines Gasgenerator-Siebeinsatzes gemäß dem Stand
der Technik;
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1b einen
vergrößerten Ausschnitt
aus 1a;
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2a eine
Perspektivansicht eines erfindungsgemäßen Gasgenerator-Siebeinsatzes;
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2b einen
vergrößerten Ausschnitt
aus 2a; und
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3 eine
Querschnittsansicht eines Gasgenerators mit einem Siebeinsatz gemäß dem Stand der
Technik.
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Der
in den 1a und 1b dargestellte Gasgenerator-Siebeinsatz 10 gemäß dem Stand
der Technik besteht aus einem Blech, das im wesentlichen um eine
Längsachse
L zu einem längsgeschlitzten
Rohr gebogen ist. Der Gasgenerator-Siebeinsatz 10 weist zwei parallel
zur Längsachse
L verlaufende Einbuchtungen 12 auf, die in einem eingebauten
Zustand des Siebeinsatzes 10 in einen Gasgenerator 14 (siehe 3)
zur Schaffung von Expansionsräumen 16 in
einem Gehäuse 18 dienen.
Der Siebeinsatz 10 begrenzt dabei eine mit Festtreibstoff 20 gefüllte Brennkammer 22 und
ist radial geklemmt in das Gehäuse 18 eingebaut.
Auf der den Expansionsräumen 16 gegenüberliegenden
Seite der Brennkammer 22 ist ein Verteilraum 24 für Anzündgas vorgesehen, der
durch eine weitere Einbuchtung 26 im Siebeinsatz 10 begrenzt
wird. In den Verteilraum 24 mündet eine Überzündöffnung 28, die mit
einer außen
am Gehäuse 18 angeordneten
Zündereinheit 30 fluchtet.
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Wie 1a zu
entnehmen ist, wechseln sich in Umfangsrichtung des Siebeinsatzes 10 gesehen Siebabschnitte 32,
die zahlreiche Löcher 34 aufweisen,
mit gänzlich
lochfreien Teilbereichen 36 ab. Die Löcher 34 werden bereits
vor dem Biegen des Siebeinsatzes 10 zu seiner in den Figuren
dargestellten Form in das Blech eingebracht und sind in parallel
zur Längsachse
L verlaufenden Reihen R angeordnet (siehe 1b). Dabei
ist die (gedachte) Trennlinie T zwischen dem in der 1a oberen
Siebabschnitt 32 und dem darunterliegenden lochfreien Teilbereich 36 auf
Höhe der
Unterkante der untersten zum Siebabschnitt 32 gehörigen Lochreihe
R zu ziehen.
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In
Umfangsrichtung des Siebeinsatzes 10 ist dabei zwischen
zwei Lochreihen R jeweils ein durchgehend lochfreier Abschnitt A
ausgebildet, der linear und parallel zur Längsachse L verläuft und
sich über die
gesamte axiale Länge
des Siebeinsatzes 10 erstreckt. Dadurch ergibt sich in
Umfangsrichtung ein ständiger
Wechsel zwischen einer Lochreihe R, also einem Bereich mit geringer
Biegesteifigkeit, und einem lochfreien Abschnitt A, der eine hohe
Biegesteifigkeit aufweist, weshalb bei dem Siebeinsatz 10 gemäß dem Stand
der Technik Steifigkeitssprünge
auftreten. Diese führen
beim Biegen des Siebeinsatzes 10 in Umfangsrichtung (zum
Zwecke der Montage im Gasgenerator 14) zu plastischen Verformungen längs der
Lochreihen R, insbesondere längs
der in den Figuren untersten, unmittelbar an den Teilbereich 36 angrenzenden
Lochreihe.
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Die 2a und 2b zeigen
einen erfindungsgemäßen Gasgenerator-Siebeinsatz 10,
wobei im folgenden gleiche Bauteile gleiche Bezugszeichen tragen
und lediglich auf die Unterschiede zum Siebeinsatz gemäß dem Stand
der Technik (1a, 1b) eingegangen
werden soll.
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Zwar
sind auch beim erfindungsgemäßen Gasgenerator-Siebeinsatz 10 (2a, 2b)
die Löcher 34 zweier
unmittelbar benachbarter Lochreihen R, R' um einen halben Lochabstand zueinander versetzt
und die Löcher 34 bilden
ein Muster mit sechszähliger
Symmetrie, bestehend aus lauter gleichseitigen Dreiecken, jedoch
ist das Lochmuster, wie insbesondere aus 2b ersichtlich
wird, gegenüber
dem Stand der Technik gerade um 90° (bzw. 30°, was bei einer sechszähligen Symmetrie äquivalent
ist) verdreht. Dies bedeutet insbesondere, daß die auch beim erfindungsgemäßen Siebeinsatz 10 vorhandenen
durchgehend lochfreien Abschnitte A jeweils in einer Ebene senkrecht
zur Längsachse
L über
die gesamte Umfangslänge
des jeweiligen Siebabschnittes 32 verlaufen. Auf diese
Weise erhält man
eine höhere
Steifigkeit in Umfangsrichtung, die zu einer erhöhten Rückfederung bei der Montage
im Gasgenerator 14 führt.
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Bei
der erfindungsgemäßen Ausgestaltung verläuft also
insbesondere parallel zur Längsachse
L kein durchgehend lochfreier Abschnitt A, der sich über die
gesamte Länge
des Siebeinsatzes 10 erstreckt. Natürlich lassen sich auch beim
erfindungsgemäßen Siebeinsatz 10 sämtliche
Löcher 34 Lochreihen
R' zuordnen, die
parallel zur Längsachse
L verlaufen. Wie 2b entnommen werden kann, sind
je zwei parallel zur Längsachse
L verlaufende, benachbarte Lochreihen R' derart angeordnet, daß zwischen
den beiden Lochreihen R' kein
durchgehend lochfreier Abschnitt vorgesehen ist. Anders ausgedrückt bedeutet
dies, daß wenigstens
eine (gedachte) Parallele P zur Längsachse L gezogen werden kann,
die sämtliche
Löcher 34 beider
Lochreihen R' schneidet
oder zumindest berührt.
Es versteht sich von selbst, daß diese
Eigenschaft des Lochmusters neben dem Abstand der Lochreihen R' auch vom Lochdurchmesser
abhängt.
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Natürlich müssen die
durchgehend lochfreien Abschnitte A nicht zwangsläufig in
einer Ebene senkrecht zur Längsachse
L verlaufen. Ebenso denkbar wäre
es, das Lochmuster anstatt um 90° um
einen entsprechend kleineren Winkel, also insbesondere um einen
Winkel kleiner 30°,
zu drehen, wodurch ebenfalls erreicht wird, daß die durchgehend lochfreien
Abschnitte A nicht parallel zur Längsachse L verlaufen.