WO2019110298A1

WO2019110298A1 - Pyrotechnischer gasgenerator

Info

Publication number: WO2019110298A1
Application number: PCT/EP2018/082006
Authority: WO
Inventors: Elmar Bendel; Detlef Last
Original assignee: Trw Airbag Systems Gmbh
Priority date: 2017-12-05
Filing date: 2018-11-21
Publication date: 2019-06-13
Also published as: CN111433084A; US20210179011A1; DE102017128886A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Gasgenerator (5) mit einem Gehäuse (10, 14; 11), einem Zünder (18) und einer pyrotechnischen Ladung (30), durch die Gas zum Befüllen eines Gassacks bereitstellbar ist, wobei der Gasgenerator (5) in seinem Ruhezustand frei von gespeichertem Druckgas ist, dadurch gekennzeichnet, dass jeder mögliche Diffusionspfad aus dem Innenraum des Gehäuses (10, 14; 11) zur Umgebung des Gasgenerators (5) mittels einer Schweißnaht (12, 34, 40, 48) abgedichtet ist. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Dichtigkeitsprüfung eines solchen pyrotechnischen Gasgenerators, bei dem, bevor der Gasgenerator (5) diffusionsdicht verschweißt wird, eine Prüfmenge Helium in das Gehäuse (10, 14; 11) eingebracht wird und in einem nachfolgenden Dichtigkeitsprüfschritt gemessen wird, ob Helium aus dem Gehäuse (10, 14; 11) austritt.

Description

Pyrotechnischer Gasgenerator

Die Erfindung betrifft einen Gasgenerator mit einem Gehäuse, einem Zünder und einer pyrotechnischen Ladung, durch die Gas zum Befüllen eines Gassacks bereitstellbar ist, wobei der Gasgenerator in seinem Ruhezustand frei von gespeichertem Druckgas ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Dichtigkeitsprüfung eines pyrotechnischen Gasgenerators und ein Verfahren zur Herstellung einer Gehäusebaugruppe eines solchen pyrotechnischen Gasgenerators.

Der Gasgenerator dient dazu, einen Gassack („Airbag“) im Bedarfsfall, also nach einer Aktivierung des Gasgenerators, mit einem Gas bzw. einem Füllgas zu befüllen. Wesentliches Kennzeichen eines solchen Gasgenerators ist eine pyrotechnische Ladung in Form eines Festtreibstoffes, die von einem Zünder entzündet wird, wobei die pyrotechnische Ladung dann durch ihren Abbrand eine bestimmte Gasmenge bereitstellt bzw. erzeugt, die in den Gassack geleitet wird, um diesen zu entfalten bzw. zu befüllen. Eine andere (und hier nicht relevante) Bauform eines Gasgenerators sind Gasgeneratoren mit einem Druckspeicher, in dem eine Menge von unter hohem Druck stehenden Gas bereits in dem Ruhezustand, also zeitlich vor einer Aktivierung, dieses Gasgenerators, eingeschlossen ist. Bei einer Aktivierung des Gasgenerators kann dieses unter Druck stehende Gas freigegeben und in einen Gassack geleitet wird. Diese Gasgeneratoren werden je nach konkreter Ausführungsform als Kaltgas- oder Hybridgasgeneratoren bezeichnet.

Bei dem vorliegenden Gasgenerator der Erfindung ist jedoch in dessen Ruhezustand kein unter hohem Druck stehendes Gas vorhanden, womit es sich bei dem vorliegenden Gasgenerator um einen rein pyrotechnischen Gasgenerator handelt. Bei derartigen pyrotechnischen Gasgeneratoren ist es wichtig, dass die pyrotechnische Ladung zuverlässig abgedichtet gegenüber der Umgebung des Gasgenerators aufgenommen ist. Aus dem Stand der Technik ist bekannt, dass Ausströmöffnungen im Gehäuse eines Gasgenerators, durch die das beim Abbrennen der pyrotechnischen Ladung erzeugte Füllgas aus dem Gasgenerator herausgeleitet wird, von einer sogenannten Verdämmung, z.B. einer Metallfolie mit einer zusätzlichen Klebeschicht, dadurch verschlossen sind, dass die Verdämmung geeignet auf das Gehäuse aufgeklebt wird. Außerdem können somit auch beispielsweise Ausströmöffnungen einer Anzündkammer gegenüber einer Brennkammer, in welcher die pyrotechnische Ladung aufgenommen ist, abgedichtet werden, oder es können Ausströmöffnungen aus der Brennkammer heraus abgedichtet werden, sodass die pyrotechnische Ladung gegenüber der Umgebung des Gasgenerators abgedichtet ist (siehe beispielsweise die DE 10 2004 027 153 A1 ).

Ein weiteres Beispiel zeigt die DE 202 19 898 U1 , bei der eine Verdämmfolie auf die Innenseite einer Brennkammerwand aufgeklebt wird, sodass sämtliche Ausströmöffnungen in der Brennkammer verschlossen sind.

Ergänzend zu derartigen aufgeklebten Verdämmungen ist bekannt, dass die Räume, in denen eine pyrotechnische Ladung bzw. pyrotechnischer Treibstoff angeordnet sind, mittels eingelegter Dichtringe, z.B. O-Ringen aus Kunststoff, oder durch eingespritztes Kunststoffmaterial oder auf ähnliche Weise gegenüber der Umgebung abgedichtet werden.

Bei der Herstellung von rein pyrotechnischen Gasgeneratoren mit derartigen aufgeklebten Verdämmungen bestehen allerdings die Nachteile, dass eine Hantierung bzw. Rahmenbedingungen für ein Aufkleben einer Verdämmung einen gewissen erhöhten Zeit- und Kostenaufwand bedeuten, da hier spezifische Anpressvorrichtungen und Anpressprozesse für einen Aufklebevorgang einer solchen Verdämmung nötig sind. Zudem muss eine genügend große Klebefläche für die Verdämmung vorgesehen sein, um eine geeignete Haftung der Verdämmung auf dem Gegenstück, auf das die Verdämmung aufzukleben ist, sicherzustellen. Dementsprechend großflächig im Vergleich zu einer Öffnung, die eine solche Verdämmung verschließen soll, ist dann die Verdämmung selbst auszulegen. Schließlich besteht für eine bekannte aufgeklebte Verdämmung noch der Nachteil, dass zu einer Schweißung bzw. Schweißnaht, welche nach einem Aufkleben der Verdämmung in der Umgebung dieser Verdämmung vorgesehen ist, ein genügend großer Abstand einzuhalten ist, um nachteilige Einflüsse einer sich entsprechend ausbildenden Wärmeeinflusszone auf die Aufklebung bzw. auf eine Kleberschicht an der Verdämmung zu vermeiden.

Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, zumindest einen der vorgenannten Nachteile zu eliminieren bzw. abzumildern.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist, bezüglich des Gasgenerators, erfindungsgemäß bei einem Gasgenerator der eingangs genannten Art vorgesehen, dass jeder mögliche Diffusionspfad aus dem Innenraum des Gehäuses zur Umgebung des Gasgenerators mittels einer Schweißnaht abgedichtet ist. Zudem wird diese Aufgabe auch dadurch gelöst, dass erfindungsgemäß bei einem Gasgenerator der eingangs genannten Art vorgesehen ist, dass das Gehäuse des Gasgenerators hermetisch verschlossen ist, indem es ausschließlich aus miteinander verschweißten Komponenten aus Metall gebildet ist

Bisher ist bekannt, für das Abdichten von Druckgasbehältern bei Kaltgas oder Hybridgasgeneratoren, welche im Gegensatz zu dem Gasgenerator der Erfindung ein bevorratetes Druckgas aufweisen, welches unter einem Druck von mehreren hundert Bar steht, ein Verschweißen von entsprechend stabilen, und massiv ausgelegten Bauteilen vorzunehmen. So muss hierbei beispielsweise ein Druckgasbehälter und eine diesen verschließende aufgeschweißte Berstmembran entsprechend massiv ausgelegt werden, um einen inneren Überdruck von ca. 600 - 800 bar standzuhalten. Ebenso ist hier auch die Schweißung selbst entsprechend massiv, also mit einer relativ großen Aufschmelzzone auszulegen.

Ein rein pyrotechnischer Gasgenerator hingegen, wie er bei einem Gasgenerator der Erfindung vorliegt, weist in seinem Innenraum lediglich ein Druckniveau auf, welches im Bereich des Atmosphärendrucks liegt und welches mit einem vorgenannten inneren Überdruck von ca. 600 - 800 bar eines Kaltgas oder Hybridgasgenerators in keiner Weise vergleichbar ist. Somit hatte sich auch bei rein pyrotechnischen Gasgeneratoren das bisher bekannte Aufkleben von Verdämmungen zur Abdichtung ausgebildet. Erfindungsgemäß muss nicht jeder Innenraum des Gasgenerators diffusionsdicht verschweißt sein. Es reicht aus, wenn jeder mögliche Diffusionspfad an mindestens einer Stelle mittels einer Schweißnaht verschlossen ist. In einem einfachen Beispiel ist diese Bedingung erfüllt, wenn alle außenliegenden Nähte verschweißt und alle außenliegenden Öffnungen mittels einer verschweißten Verdämmung verschlossen sind. Diese Bedingung ist auch erfüllt, wenn außenliegende Räume des Gasgenerators gegenüber der Umgebung nicht verschweißt sind, sich aber in diesen Räumen keine pyrotechnische Ladung befindet und stattdessen der Raum, in dem sich die pyrotechnische Ladung befindet, hermetisch verschweißt ist.

Erfindungsgemäß ist es also erforderlich, dass das Gehäuse des Gasgenerators dadurch hermetisch verschlossen ist, indem es ausschließlich aus miteinander verschweißten Komponenten aus Metall gebildet ist. Dies bedeutet, dass es quasi eine ununterbrochene Kontur aus Metall gibt, welche die Kontur für das Gehäuse des pyrotechnischen Gasgenerators, in dem die pyrotechnische Ladung gelagert ist, darstellt, wobei diese Kontur zumindest Teilbereiche diverser metallischer Komponenten und entsprechende metallische Schweißungen, welche diese metallischen Komponenten verbinden, umfassen kann. Dabei ist es durchaus möglich, dass weitere metallische und/oder nichtmetallische Bauteile bzw. Komponenten des pyrotechnischen Gasgenerators fest an das Gehäuse, innerhalb oder auch außerhalb dazu, angebunden bzw. daran befestigt sein können.

So ist es beispielsweise möglich, dass der Zünder außerhalb des hermetisch verschlossenen Gehäuses befestigt ist. Hierbei kann der Zünder als ein vorgefertigtes Bauteil in einen metallischen Anzünderträger, der eine metallische Komponente des Gehäuses darstellt, aufgenommen und befestigt sein, wobei der Zünder für sich gesehen keine Komponente des Gehäuses des Gasgenerators darstellt.

Vielmehr kann der Zünder in dem Anzünderträger aufgenommen sein und eine metallische Verdämmung, insbesondere in Form einer Kappe, kann mit dem Anzünderträger mit einer radial umlaufenden Schweißnaht verschweißt sein, um das Gehäuse gegenüber dem Zünder hermetisch abzudichten. Hier ist dann die metallische Verdämmung dem Gehäuse des Gasgenerators hinzuzurechnen, indem sie eine Komponente des Gehäuses darstellt, wobei hier dann der Zünder gerade keine Komponente des Gehäuses des Gasgenerators darstellt und als ein Bauteil außerhalb des Gehäuses des Gasgenerators zu betrachten ist.

Je nach Ausgestaltung des Gasgenerators gibt es verschiedene Stellen, an denen die diffusionsdichte Schweißnaht vorgesehen werden kann. Beispielsweise kann, wenn das Gehäuse ein Rohr aufweist und der Zünder an einem Anzünderträger montiert ist, der Anzünderträger mit dem Rohr, insbesondere in einer stirnseitigen Öffnung des Rohres, verschweißt sein. Wenn das Gehäuse zusätzlich zu dem Rohr eine Bodenplatte aufweist, kann die Bodenplatte mit dem Rohr verschweißt sein.

Von besonderer Bedeutung ist, dass auch das Gehäuse mindestens eine Ausströmöffnung aufweisen kann, die mit einer Verdämmung verschlossen ist, und dass die Verdämmung mit dem Gehäuse verschweißt ist. Beispielsweise kann, wenn die Ausströmöffnung in einer Bodenplatte des Gehäuses vorgesehen ist, die Verdämmung dort mit der Bodenplatte verschweißt sein. Wenn die Bodenplatte eine Brennkammer des Gasgenerators von einer Filterkammer trennt, kann die Verdämmung entweder brennkammerseitig, also„innen“, oder filterkammerseitig, insbesondere mit der Bodenplatte, verschweißt sein. Wenn das Gehäuse rohrförmig ist und eine als Ausströmöffnung wirkende Öffnung in einer Wand des rohrförmigen Gehäuses vorgesehen ist, ist die Verdämmung mit dem rohrförmigen Gehäuse verschweißt und verschließt die Öffnung.

Vorzugsweise kann das Gehäuse des Gasgenerators eine Unterschale und eine Oberschale umfassen, die durch eine Schweißnaht radial umlaufend miteinander verbunden sind, wobei der Zünder in einem Anzünderträger montiert ist und der Anzünderträger in einer Öffnung in der Unterschale aufgenommen und dort mittels einer Schweißnaht befestigt ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Innenvolumen des Gehäuses eine Prüfmenge an Helium enthält. Bei der Prüfmenge handelt es sich um ein so geringes Volumen, dass es im Vergleich zu dem Volumen an Druckgas, das beim Abbrand der pyrotechnischen Ladung erzeugt wird, vernachlässigbar ist. Die Zugabe einer geringen Menge von Helium in das Innenvolumen des Gasgenerators ermöglicht es, mit geringem Aufwand eine Dichtigkeitsprüfung zu machen, insbesondere eine Vakuumprüfung. Dementsprechend ist erfindungsgemäß ein Verfahren zur Dichtigkeitsprüfung eines pyrotechnischen Gasgenerators vorgesehen, bei dem, bevor der Gasgenerator diffusionsdicht verschweißt wird, eine Prüfmenge Helium in das Gehäuse eingebracht und in einem nachfolgenden Dichtigkeitsprüfschritt gemessen wird, ob Helium aus dem Gehäuse austritt. Mit Helium können bereits sehr geringe Undichtigkeiten erfasst werden, sodass eine sehr zuverlässige Überprüfung der Gasgeneratoren mit geringem Aufwand möglich ist. Insbesondere wird hierbei als Prüfmenge, bzw. als eine geringe Menge von Helium, ein Volumenprozentanteil verstanden, der in einem Bereich von 2% bis 4% Helium liegt, im Vergleich zu dem restlichen Volumen innerhalb des Gasgenerators, welches von gasförmiger Materie ausgefüllt ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann das Gehäuse des Gasgenerators eine Unterschale und eine Oberschale aufweisen, die durch eine, vorzugsweise radial umlaufende, Schweißnaht verbunden sind, wobei das Gehäuse mindestens eine Ausströmöffnung aufweist, die mit einer Verdämmung verschlossen ist. Hierbei ist die Verdämmung zumindest in einem Bereich zwischen der Ausströmöffnung und der Schweißnaht mit dem Gehäuse verschweißt. Bevorzugt ist die mindestens eine Ausströmöffnung in der Oberschale des Gasgenerators, insbesondere in einer umlaufenden Seitenwand davon, angebracht. Es kann auch eine Vielzahl von Ausströmöffnungen, insbesondere radial umlaufend, in einer Reihe oder in mehreren axial übereinanderliegenden Reihen im Gehäuse angebracht sein und von der Verdämmung verschlossen sein.

Der Vorteil einer solchen Anordnung ist, unabhängig von einem hermetischen Verschließen des Gehäuses des Gasgenerators, dass der Gasgenerator bezüglich seiner Bauhöhe niedriger gebaut werden kann und somit einen geringeren Platzbedarf bzw. eine niedrigere Höhe als bekannte Konstruktionen, welche eine auf die Ausströmöffnung(en) aufgeklebte Verdämmung haben, darstellt. Indem die Verdämmung gemäß der Erfindung zumindest in einem Bereich zwischen der Ausströmöffnung und der Schweißnaht, durch die Unterschale und Oberschale miteinander verbunden sind, mit dem Gehäuse des Gasgenerators verschweißt ist, genügt bereits ein minimaler bzw. relativ geringer Abstand zwischen der Schweißnaht und der Ausströmöffnung, um die Verdämmung fest, nämlich mittels einer Schweißung, mit dem Gehäuse des Gasgenerators zu verbinden. Im Grunde genügt als Abstand zwischen der Ausströmöffnung, also ihrem umlaufenden Rand, der die Ausströmöffnung definiert bzw. gegenüber dem Gehäusematerial abgrenzt, und der Schweißnaht, welche die Unterschale mit der Oberschale verbindet, bereits ein solcher Abstand, welcher lediglich die Erstreckung bzw. den Platzbedarf der Schweißung darstellt, mit der die Verdämmung mit dem Gehäuse des Gasgenerators verschweißt ist. Anders ausgedrückt, die Schweißnaht, welche die Unterschale mit der Oberschale verbindet, kann unmittelbar an die Schweißung, mit der die Verdämmung mit dem Gehäuse des Gasgenerators verschweißt ist, angrenzen, wodurch der Gasgenerator in seiner Gesamthöhe niedriger bauend hergestellt werden kann. Bei einer bekannten Konstruktionen mit einer auf die Ausströmöffnung aufgeklebten Verdämmung muss ein gewisser Sicherheitsabstand, von beispielsweise einigen Millimetern, von einem Rand der Verdämmung zu einer nächstliegenden Schweißnaht, beispielsweise einer Schweißnaht, welche die Unterschale mit der Oberschale eines Gehäuses des Gasgenerators verbindet, eingehalten werden, damit die Verklebung bzw. Klebehaftung der bekannten aufgeklebten Verdämmung durch den thermischen Einfluss einer bei der Herstellung des Gasgenerators zeitlich nachgelagerten Schweißung nicht nachteilig beeinflusst wird. Auf einen derartigen Sicherheitsabstand kann bei der vorbeschriebenen erfindungsgemäßen Konstruktion verzichtet werden, wodurch der erfindungsgemäße Gasgenerator um einige Millimeter, beispielsweise 3-7 mm kürzer bzw. niedriger bauend hergestellt werden kann.

Bei einem solchen erfindungsgemäßen Gasgenerator kann auch bevorzugt die Verdämmung radial umlaufend am Gehäuse, vorzugsweise an der Oberschale des Gehäuses, insbesondere im Wesentlichen parallel zu der Schweißnaht, befestigt sein. Dies bedeutet, dass die Verdämmung mit einer oder auch mehreren, bevorzugt mit zwei, axial beabstandeten radial umlaufenden Verschweißungen bzw. Schweißnähten mit dem Gehäuse des Gasgenerators befestigt sein kann. Vorteilhaft sind diese Verschweißungen bzw. Schweißnähte derart geometrisch ausgerichtet, dass eine bezüglich der Herstellung des Gasgenerators zeitlich nachgelagert angebrachte Schweißnaht, beispielsweise diejenige Schweißnaht, welche die Unterschale mit der Oberschale verbindet, im Wesentlichen parallel zu diesen Verschweißungen bzw. Schweißnähte, mit denen die Verdämmung am Gehäuse befestigt ist, ausgerichtet ist. Dieser Umstand bewirkt eine effektive und platzsparende Konstruktion der Maschinen, insbesondere Schweißvorrichtungen, zur Herstellung des Gasgenerators.

Alternativ dazu kann die Verdämmung auch ringförmig um die mindestens eine Ausströmöffnung herum mit dem Gehäuse verschweißt sein. Dies bedeutet, dass eine Schweißnaht zur Befestigung der Verdämmung und damit zur Abdeckung der Ausströmöffnung im Gehäuse extrem platz- und materialsparend um die Ausströmöffnung herum platziert werden kann, indem die Verdämmung an dem unmittelbaren Randbereich des Gehäusematerials, der die Ausströmöffnung definiert bzw. umgibt, radial umlaufend befestigt werden kann.

Entsprechend vorteilhaft lässt sich auch ein Gasgenerator bzw. eine Gehäusebaugruppe für einen Gasgenerator mit einer reduzierten Bauhöhe nach folgendem erfinderischen Verfahren mit folgenden Schritten in der folgend aufgeführten Reihenfolge hersteilen. Bereitstellen einer Unterschale und einer Oberschale mit mindestens einer

Ausströmöffnung für ein Gehäuse, insbesondere Außengehäuse, des

Gasgenerators, und Bereitstellen einer Verdämmung.

Anschließendes Verschweißen der Verdämmung mit der Oberschale, insbesondere mit deren Innenseite, derart, dass die Verdämmung die mindestens eine Ausströmöffnung verschließt.

Anschließendes Verschweißen der Oberschale mit der Unterschale, insbesondere mit einer radial umlaufenden Schweißnaht.

Hierbei ergeben sich Vorteile, wie sie zuvor für einen erfindungsgemäßen Gasgenerator bereits beschrieben wurden. Insbesondere kann durch ein platzsparendes enges Aneinanderliegen von der Verschweißung der

Verdämmung mit der Oberschale und der radial umlaufenden Schweißnaht der Verschweißung der Oberschale mit der Unterschale eine äußerst niedrig bauende Gehäusebaugruppe für einen pyrotechnischen Gasgenerator hergestellt werden. Die Erfindung wird nachfolgend anhand verschiedener Ausführungsformen beschrieben, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind. In diesen zeigen:

- Figur 1 in einem schematischen Schnitt einen Gasgenerator gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;

- Figur 2 in einem schematischen Schnitt einen Gasgenerator gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;

- Figur 3 eine Ausführungsvariante zu dem in Figur 2 gezeigten Gasgenerator;

- Figur 4 eine weitere Ausführungsvariante zu dem in Figur 2 gezeigten Gasgenerator; und

- Figur 5 schematisch das erfindungsgemäße Verfahren.

In Figur 1 ist ein pyrotechnischer Gasgenerator gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung gezeigt, der hier einen toroidförmigen Aufbau hat. Er weist eine Unterschale 10 auf, die mittels einer umlaufenden Schweißnaht 12 mit einer Oberschale 14 diffusionsdicht verbunden ist, wobei die Unterschale 10 und die Oberschale 14 zumindest einen Teilbereich eines Gehäuses (10, 14), insbesondere eines Außengehäuses, des Gasgenerators ausbilden. Die Schweißnaht 12 wird an sich bereits bei den aus dem Stand der Technik bekannten Gasgeneratoren verwendet, da sie im Hinblick auf eine ausreichend belastbare Verbindung zwischen der Unterschale 10 und der Oberschale 14 erforderlich ist.

In die Unterschale 10 ist ein Anzünderträger 16 eingesetzt, in welchem ein Zünder 18, als ein vorgefertigtes Bauteil, aufgenommen ist. Zwischen dem Anzünderträger 16 und dem Zünder 18 ist ein O-Ring 19 angeordnet.

Auf den Anzünderträger 16 ist eine Anzündhülse 20 aufgesetzt, insbesondere aufgeschoben bzw. aufgepresst, die einen Boosterraum 22 umgibt, in welchem eine pyrotechnische Anzündmischung 24 (Booster-Treibstoff) aufgenommen ist.

Die Anzündhülse 20 ist mit mehreren Überströmöffnungen 26 versehen, durch die hindurch ein Abbrandgas, das nach einer Aktivierung des Gasgenerators durch ein Zünden bzw. durch einen Abbrand der Anzündmischung 24 im Boosterraum 22 entsteht, in eine Brennkammer 28 des Gasgenerators einströmen kann, in welchem eine pyrotechnische Ladung 30 aufgenommen ist.

Die Brennkammer 28 wiederum weist mehrere Ausströmöffnungen 32 auf, die hier in der Außenwand der Oberschale 14 vorgesehen sind. Durch diese hindurch strömt aus der Brennkammer 28 ein Abbrandgas heraus, das beim Abbrennen der pyrotechnischen Ladung 30 entsteht. Die pyrotechnische Ladung 30 ist als pyrotechnischer Treibstoff ausgebildet, der aus einer Schüttung einzelner Treibstoffkörper, wie z.B. gepressten Treibstofftabletten oder extrudierten Körpern, aber auch in Form eines monolithischen Formkörpers oder in Form von aneinandergereihten Scheiben bzw. Ringen bestehen kann.

Der gesamte Gasgenerator ist in seinem Ruhezustand, also vor einer Aktivierung, frei von einem vorgespeicherten Druckgas. Das Innere des Gasgenerators weist dabei lediglich ein Druckniveau auf, das in Form eines Umgebungsdruckes bei der Herstellung des Gasgenerators vorherrscht. Bei dem Gasgenerator der Erfindung handelt es sich somit um einen rein pyrotechnischen Gasgenerator und nicht etwa um einen bekannten Hybridgasgenerator, welcher bereits im Ruhezustand ein vorgespeichertes Druckgas, meist unter einem Druck von mehreren hundert bar, aufweist.

Um sowohl die Anzündmischung 24 als auch die pyrotechnische Ladung 30 zuverlässig gegenüber der Umgebung des Gasgenerators abzuschließen, sind einige diffusionsdichte Schweißnähte vorgesehen.

Zunächst ist der Anzünderträger 16, der zumindest teilweise aus Metall besteht, mit der Unterschale 10 mittels einer umlaufenden Schweißnaht 34 verschweißt.

Die Schnittstelle zwischen dem Anzünderträger 16 und dem Zünder 18 ist gegenüber dem Boosterraum 22 mittels einer metallischen Verdämmung 38 abgedichtet, die mit dem Anzünderträger 16 mittels einer umlaufenden Schweißnaht 40 hermetisch verbunden ist. Hierbei ist die Verdämmung 38 in Form einer Kappe ausgebildet und weist damit einen geschlossenen Kappenboden auf, der direkt in eine radial umlaufende Kappenseitenwand übergeht, welche mit einer dem Kappenboden gegenüberliegenden Kappenöffnung endet. Bei der Montage des Gasgenerators 5 wird zunächst der O-Ring 19 in den Anzünderträger 16 eingelegt, dann der Zünder 18 auf den O- Ring 19 eingepresst und mittels einem umgebördelten Fortsatz des Anzünderträgers 16 in diesem gehaltert. In Figur 1 ist bereits dieser montierte Zustand mit dem umgebördelten Fortsatz des Anzünderträgers 16, der auf einen trapezförmigen Bereich des Zünders 18 angepresst bzw. umgebördelt ist, ersichtlich. Die kappenförmige Verdämmung 38 wird nach vorbeschriebener Montage mit ihrer Kappenöffnung über bzw. auf den vormontierten Zünder 18 derart aufgesetzt, dass die Kappenöffnung den Anzünderträger 16 umlaufend kontaktiert und dort mittels der umlaufenden Schweißnaht 40 mit dem Anzünderträger 16 verbunden werden kann. Der Kappenboden der Verdämmung 38 kann dabei, wie in Figur 1 dargestellt, den Zünder 18, insbesondere dessen stirnseitiges Kappenende, kontaktieren oder aber auch einen gewissen Abstand dazu aufweisen. Entscheidend ist, dass bei der vorbeschriebenen Anbindung der Verdämmung 38 an den Anzünderträger 16 im Sinne der Erfindung, diese beiden Bauteile, nämlich Anzünderträger 16 und Verdämmung 38, als Bauteile des Gehäuses des Gasgenerators aufzufassen sind. Somit stellt die Verdämmung 38 als Komponente des Gehäuses des erfindungsgemäßen Gasgenerators auch einen hermetischen Verschluss und eine Abgrenzung des Gasgenerators hin zu dessen Umgebung dar. Wie in Figur 1 ersichtlich, ist damit der Zünder 18 außerhalb des Gehäuses des Gasgenerators positioniert bzw. befestigt.

Die Überströmöffnungen 26 in der Anzündhülse 20 sind jeweils mittels einer Verdämmung 42, beispielsweise einer Metallfolie, verschlossen, die radial umlaufend auf die innere Seitenwand der Anzündhülse 20 aufgeklebt ist.

Schließlich sind die Ausströmöffnungen 32 jeweils mittels einer Verdämmung 46 verschlossen, die mit dem Gehäuse des Gasgenerators, hier konkret der Oberschale 14, mittels einer umlaufenden Schweißnaht 48 hermetisch verbunden ist.

Bei den Verdämmungen 38, 46 handelt es sich jeweils um Metallfolien, insbesondere aus Aluminium, Kupfer oder Stahl, die, insbesondere in einer entsprechenden Schweißzone, eine ausreichende Wandstärke haben, um ein Verschweißen mit dem darunterliegenden Träger zu ermöglichen. Die Verdämmung 38 kann auch als eigenstabile Metallkappe ausgebildet sein.

In Figur 2 ist eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gasgenerators gezeigt. Für die von der ersten Ausführungsform bekannten Bauteile werden dieselben Bezugszeichen verwendet, und es wird insoweit auf die obigen Erläuterungen verwiesen.

Der wesentlichste Unterschied zwischen der ersten und der zweiten Ausführungsform besteht darin, dass der Gasgenerator der zweiten Ausführungsform ein rohrförmiger Gasgenerator ist. Dementsprechend ist das Gehäuse 1 1 des Gasgenerators, insbesondere ein Teilbereich des Außengehäuses des Gasgenerators, als Rohr ausgeführt.

Auch bei der zweiten Ausführungsform ist der Anzünderträger 16 in das Gehäuse 1 1 , insbesondere in eine stirnseitige Öffnung des rohrförmigen Gehäuses 1 1 , eingesetzt und hier mittels einer umlaufenden Schweißnaht 34 diffusionsdicht verschweißt.

Auch ist die Verdämmung 38 mittels einer umlaufenden Schweißnaht 40 diffusionsdicht mit dem Anzünderträger 16 verschweißt. Hier ist die Verdämmung 38 ebenfalls als eine eigenstabile Kappe ausgebildet, wobei hier, im Unterschied zur Figur 1 , der Kappenboden der Verdämmung 38 einen deutlichen Abstand zu dem stirnseitigen Kappenende des Zünders 18 aufweist. Über die Verdämmung 38 und diese teilweise umgebend kann noch eine nicht dargestellte Anzündhülse, ähnlich wie in Figur 1 , positioniert sein, wobei sich dann in einem Raum zwischen einer solchen Anzündhülse und der Verdämmung 38, analog zur Figur 1 , ein Boosterraum 22, befüllt mit einer pyrotechnischen Anzündmischung (Booster- Treibstoff), ausbilden kann. Ein derartiger Boosterraum mit Booster-Treibstoff ist jedoch nicht zwingend notwendig, da, wie in Figur 2 gezeigt, der Anzünder 18 nach seiner Aktivierung die Verdämmung 38 öffnen (durchbrechen, bzw. lokal zerstören) kann, um die pyrotechnische Ladung 30 direkt anzuzünden.

Im Unterschied zur ersten Ausführungsform führt bei der zweiten Ausführungsform die Ausströmöffnung 32 nicht aus dem Gehäuse des Gasgenerators direkt in die Umgebung des Gasgenerators heraus, sondern ist in einer Bodenplatte bzw. einem Brennkammerboden 50 vorgesehen, der die Brennkammer 28 mit der pyrotechnischen Ladung 30 zu einer Filterkammer 52 hin abgrenzt. Aus der Filterkammer 52 kann das Gas bzw. Aufblasgas, das nach einer Aktivierung des Gasgenerators durch einen Abbrand der pyrotechnischen Ladung 30 ausbildbar ist, dann durch Öffnungen 54 hindurch in einen zu entfaltenden Gassack (nicht dargestellt) einströmen. In der Filterkammer 52 kann sich ein nicht dargestellter Filter, beispielsweise ein Körper aus einem Metallwickel oder Metallgestrick, befinden, welcher das Gas bzw. Aufblasgas abkühlt bzw. Schlacke daraus ablagert.

Der Brennkammerboden 50 ist mittels einer umlaufenden Schweißnaht 56 diffusionsdicht mit dem Gehäuse 1 1 verschweißt. Die Verdämmung 46 ist mit der umlaufenden Schweißnaht 48 am Brennkammerboden 50 verschweißt, und zwar auf der Innenseite der Brennkammer 28, in der die pyrotechnische Ladung 30 angeordnet ist.

In Figur 3 ist eine Ausführungsvariante gezeigt, die sich von der in Figur 2 gezeigten Ausführungsform dadurch unterscheidet, dass die Verdämmung 46 mit dem Brennkammerboden 50 auf der Außenseite der Brennkammer 28 verschweißt ist, also auf der Seite der Filterkammer 52.

In Figur 4 ist eine weitere Ausführungsvariante gezeigt, die sich von der in Figur 2 gezeigten Ausführungsform und der in Figur 3 gezeigten Ausführungsvariante dadurch unterscheidet, dass die Verdämmung 46 die Öffnungen 54 innen, also auf der Seite der Filterkammer 52, diffusionsdicht verschließt. Zu diesem Zweck ist die Verdämmung 46 mit dem Gehäuse 1 1 mittels der umlaufenden Schweißnähte 48 und 49 verbunden.

Anhand von Figur 5 wird nun das erfindungsgemäße Verfahren beschrieben.

In Figur 5a ist der Gasgenerator 5 zu sehen, der bereits mit der pyrotechnischen Ladung 30 versehen ist. Kurz vor dem letzten Fertigungsschritt bei der Herstellung des Gasgenerators 5, mit dem der Innenraum des Gasgenerators 5 diffusionsdicht gegenüber der Umgebung des Gasgenerators 5 abgeschlossen wird, wird ein Prüfvolumen an Helium in den Innenraum des Gasgenerators 5 eingebracht. Anschließend wird das Gehäuse des Gasgenerators 5 hermetisch verschlossen, hier angedeutet durch das Verschweißen des Anzünderträgers 16 mit dem Gehäuse des Gasgenerators 5 mittels der Schweißnaht 34. Der Anzünderträger 16 ist hier nur skizzenhaft angedeutet und bildet für sich gesehen bereits eine hermetisch dichte Einheit und kann damit insbesondere somit bereits den Zünder 18 und insbesondere die Verdämmung 38 mit einer entsprechenden Schweißnaht 40 aufweisen. In einem anschließenden Prüfschritt wird der Gasgenerator 5 in eine Vakuumkammer 60 eingebracht, in der ein Helium-Sensor 62 erfasst, ob Helium aus dem Gasgenerator 5 austritt. Wenn dies nicht der Fall ist, ist sichergestellt, dass der Innenraum des Gasgenerators und damit auch die darin befindliche pyrotechnische Ladung sowie auch der Zünder diffusionsdicht gegenüber der Umgebung des Gasgenerators 5 abgeschlossen sind.

Claims

Patentansprüche

1. Gasgenerator (5) mit einem Gehäuse (10, 14; 1 1 ), einem Zünder (18) und einer pyrotechnischen Ladung (30), durch die Gas zum Befüllen eines Gassacks bereitstellbar ist, wobei der Gasgenerator (5) in seinem Ruhezustand frei von gespeichertem Druckgas ist, dadurch gekennzeichnet, dass jeder mögliche Diffusionspfad aus dem Innenraum des Gehäuses (10, 14; 1 1 ) zur Umgebung des Gasgenerators (5) mittels einer Schweißnaht (12, 34, 40, 48) abgedichtet ist.

2. Gasgenerator nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (10, 14; 1 1 ) des Gasgenerators hermetisch verschlossen ist, indem es ausschließlich aus miteinander verschweißten Komponenten aus Metall gebildet ist.

3. Gasgenerator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zünder (18) außerhalb des hermetisch verschlossenen Gehäuses (10, 14; 1 1 ) befestigt ist.

4. Gasgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1 1 ) ein Rohr (1 1 ) aufweist und der Zünder (18) an einem Anzünderträger (16) montiert ist, wobei der Anzünderträger (16) mit dem Rohr (1 1 ), insbesondere in einer stirnseitigen Öffnung des Rohres (1 1 ), verschweißt ist.

5. Gasgenerator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1 1 ) zusätzlich zu dem Rohr (1 1 ) eine Bodenplatte (50) aufweist und dass die Bodenplatte (50) mit dem Rohr (1 1 ) verschweißt ist.

6. Gasgenerator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (10, 14; 1 1 ) mindestens eine

Ausströmöffnung (32) aufweist, die mit einer Verdämmung (46) verschlossen ist, und dass die Verdämmung (46) mit dem Gehäuse (14; 1 1 , 50) verschweißt ist.

7. Gasgenerator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausströmöffnung (32) in der/einer Bodenplatte (50) des Gehäuses (1 1 ) vorgesehen ist.

8. Gasgenerator nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die/eine Bodenplatte (50) eine Brennkammer (28) des Gasgenerators von einer Filterkammer (52) trennt und dass die Verdämmung (46) brennkammerseitig oder filterkammerseitig, insbesondere mit der Bodenplatte (50), verschweißt ist.

9. Gasgenerator nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zünder (18) in dem/einem Anzünderträger (16) aufgenommen ist und eine metallische Verdämmung (38), insbesondere in Form einer Kappe, mit dem Anzünderträger (16) mit der/einer radial umlaufenden Schweißnaht (40) verschweißt ist, um das Gehäuse (10, 14; 1 1 ) gegenüber dem Zünder (18) hermetisch abzudichten.

10. Gasgenerator nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1 1 ) rohrförmig ist und eine als Ausströmöffnung wirkende Öffnung (54) in einer Wand des rohrförmigen Gehäuses (1 1 ) vorgesehen ist, wobei eine/die Verdämmung (46) mit dem rohrförmigen Gehäuse (1 1 ) verschweißt ist und die Öffnung (54) verschließt.

1 1. Gasgenerator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (10, 14) eine Unterschale (10) und eine Oberschale (14) umfasst, die durch die Schweißnaht (12) radial umlaufend miteinander verbunden sind, wobei der Zünder (18) in einem Anzünderträger (16) montiert ist und der Anzünderträger (16) in einer Öffnung in der Unterschale (10) aufgenommen und dort mittels der Schweißnaht (34) befestigt ist.

12. Gasgenerator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Innenvolumen des Gehäuses (10, 14; 1 1 ) eine Prüfmenge an Helium enthält.

13. Gasgenerator nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 3, 9 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (10, 14) eine Unterschale (10) und eine Oberschale (14) aufweist, die durch eine/die Schweißnaht (12) verbunden sind, wobei das Gehäuse (10, 14) mindestens eine Ausströmöffnung (32) aufweist, die mit einer Verdämmung (46) verschlossen ist, wobei die Verdämmung (46) zumindest in einem Bereich zwischen der Ausströmöffnung (32) und der Schweißnaht (12) mit dem Gehäuse (10, 14) verschweißt ist.

14. Gasgenerator nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdämmung (46) radial umlaufend am Gehäuse (10, 14), vorzugsweise an der Oberschale (14) des Gehäuses (10, 14), insbesondere im Wesentlichen parallel zu der Schweißnaht (12), befestigt ist.

15. Gasgenerator nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die

Verdämmung (46) ringförmig um die mindestens eine Ausströmöffnung (32) herum mit dem Gehäuse (10, 14) verschweißt ist.

16. Verfahren zur Dichtigkeitsprüfung eines pyrotechnischen Gasgenerators nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem, bevor der Gasgenerator (5) diffusionsdicht verschweißt wird, eine Prüfmenge Helium in das Gehäuse (10,

14; 1 1 ) eingebracht wird und in einem nachfolgenden Dichtigkeitsprüfschritt gemessen wird, ob Helium aus dem Gehäuse (10, 14; 1 1 ) austritt.

17. Verfahren zur Herstellung einer Gehäusebaugruppe eines pyrotechnischen Gasgenerators nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 15, mit den folgenden Schritten a), b) und c) in dieser Reihenfolge: a) Bereitstellen einer Unterschale (10) und einer Oberschale (14) mit mindestens einer Ausströmöffnung (32) für ein Gehäuse (10, 14), insbesondere Außengehäuse, des Gasgenerators, und Bereitstellen einer Verdämmung (46). b) Verschweißen der Verdämmung (46) mit der Oberschale (14), insbesondere mit deren Innenseite, derart, dass die Verdämmung die mindestens eine Ausströmöffnung (32) verschließt. c) Verschweißen der Oberschale (14) mit der Unterschale (14), insbesondere mit einer radial umlaufenden Schweißnaht (12).