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Die
Erfindung betrifft einen Gasgenerator mit einem Gehäuse mit
wenigstens einer Brennkammer zur Aufnahme eines pyrotechnischen
Satzes und mit wenigstens einer mit dem pyrotechnischen Satz wirkverbundenen
Anzündeinheit.
Sie ist ferner auf eine Anzündeinheit
eines solchen Gasgenerators gerichtet.
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Derartige
Gasgeneratoren sind bekannt und finden insbesondere in der Automobilindustrie,
z.B. zur Auslösung
von Gaskissen (Airbags) oder zum Straffen der Sicherheitsgurte im
Kollisionsfall, verbreitet Verwendung. Sie lassen sich ferner beispielsweise
zum Schutz von Objekten einsetzen, indem das beim Abbrand des pyrotechnischen
Satzes entstehende Gas in eine kollabierte Hülle unter Expansion derselben
eingeleitet wird, so daß die
aufgeblasene Hülle
zumindest vorübergehend
eine Barriere bildet (WO 03/029580 A1). Überdies kommen Gasgeneratoren
z.B. in Aerosol-Erzeugern für
Feuerlöscher oder
Antriebsmodulen von Raumflugkörpern,
wie Raketen, zum Einsatz.
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Bei
der Herstellung des Gasgenerators muß im Rahmen der Endmontage
die Brennkammer des Gehäuses
des Gasgenerators mit dem pyrotechnischen Satz befüllt und
die Anzündeinheit
mit dem in der Brennkammer aufgenommenen pyrotechnischen Satz in
Kontakt gebracht werden, so daß es
beim Auslösen
der Anzündeinheit
zu einem in der Regel schnellen Abbrand des pyrotechnischen Satzes kommt.
Der automatisierte Einbau der Anzündeinheit in das Gehäuse des
Gasgenerators ist in der Regel kompliziert und umfaßt sowohl
die Montage der Anzündeinheit
("Squib") selbst als auch
die Integration einer Verstärkerladung
("Booster") sowie die hermetische
Versiegelung der genannten Einheit. In Ergänzung hierzu ist die Befüllung mit
dem pyrotechnischen Satz, gegebenenfalls die Integration eines Filters
sowie die Versiegelung und der Verschluß des Gehäuses des Gasgenerators vorzunehmen.
Dabei ist grundsätzlich
zu beachten, daß einerseits
ein unzeitiges Auslösen
der Anzündeinheit
aus Sicherheitsgründen
unbedingt vermieden, andererseits eine zuverlässige Zündung des pyrotechnischen Satzes
im Bedarfsfall sichergestellt werden muß. Umfaßt die Anzündeinheit ("Squib") nur ein Zündelement, so muß dieses
in geeigneter Weise mit dem pyrotechnischen Satz in Wirkverbindung
gebracht werden. Weist die Anzündeinheit
sowohl ein Zündelement
als auch eine Verstärkerladung
("Booster") auf, so muß die Verstärkerladung
einerseits in eine entsprechende Kammer des Gasgenerators eingegeben
werden, wobei die Verstärkerladung
so angeordnet werden muß,
daß beim
Abbrand derselben der Abbrand des eigentlichen pyrotechnischen Satzes
des Gasgenerators initiiert wird. Ferner muß das Zündelement wiederum in geeigneter
Weise mit der Verstärkerladung in
Wirkverbindung gebracht werden, um für eine zuverlässige Zündung derselben
zu sorgen, zugleich jedoch eine unzeitige Zündung der Verstärkerladung und
somit des gesamten pyrotechnischen Satzes zu verhindern.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Gasgenerator der
eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß er eine
einfache und kostengünstige
Endmontage gewährleistet. Sie
ist ferner auf eine Anzündeinheit
eines solchen Gasgenerators gerichtet.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe bei einem Gasgenerator der eingangs genannten Art dadurch
gelöst,
daß die
Anzündeinheit
ein separates, in das Gehäuse
des Gasgenerators einsetzbares Gehäuse aufweist.
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Durch
die erfindungsgemäße Ausgestaltung der
Anzündeinheit
des Gasgenerators mit einem separaten, in das Gehäuse des
Gasgenerators einsetzbaren Gehäuse
weist der Gasgenerator einen modularen Aufbau auf und ermöglicht somit
eine einfache und schnelle Endmontage des Gasgenerators, insbesondere
auch für
die Massenproduktion. Hierzu muß lediglich
die Brennkammer des Gasgenerators mit einem entsprechenden pyrotechnischen
Satz befüllt,
zuvor (oder gegebenenfalls auch anschließend) die fertig vormontierte
Anzündeinheit
in das Gasgeneratorgehäuse
eingesetzt und letzteres sodann verschlossen werden. Da das separate
Gehäuse
der Anzündeinheit
in das Gasgeneratorgehäuse
einsetzbar ist, ergibt sich automatisch die für eine einwandfreie Zündung des
pyrotechnischen Satzes erforderliche Anordnung der genannten, im
montierten Zustand miteinander wirkverbundenen Bauteile relativ zueinander.
Ferner ist ein Transport (z.B. vom Herstellungsort des Gasgenerators
zu einer Fertigungsanlage für
Kraftfahrzeuge) des Gasgenerators und der separaten Anzündeinheit
getrennt voneinander möglich,
so daß ein
unzeitiges Auslösen
des Gasgenerators zuverlässig
vermieden wird, solange der Gasgenerator noch nicht von außen unzugänglich an dem
hierfür
vorgesehenen Ort (z.B. in ein Kraftfahrzeug) eingebaut worden ist.
Folglich wird eine vorteilhafte Arbeitsteilung dahingehend ermöglicht,
daß der Hersteller
der Anzündeinheit
("Squib") in die Lage versetzt
wird, die komplette, versiegelte Anzündeinheit vorzufertigen und
an den Generatorhersteller auszuliefern. Bei letzterem ergeben sich
Einsparungen bezüglich
der Investitionen für
die automatisierte Fertigungsstraße und – aufgrund der Vereinfachung des
Produktionsprozesses – bezüglich der
Produktionskosten. Zudem ergibt sich, wie bereits angedeutet, eine
erhöhte
Sicherheit infolge einer Absenkung des Unfallrisikos. Die Herstellung
des eigentlichen Gasgenerators wird somit folgendermaßen vereinfacht:
- – Einsetzen
der fertigen Anzündeinheit
in das Gehäuse;
- – Befüllung des
Gehäuses
mit dem/den pyrotechnischen Satz/Sätzen;
- – gegebenenfalls
Integration eines Filterelementes (siehe weiter unten); und
- – hermetische
Versiegelung und mechanischer Verschluß des Generators.
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Die
erfindungsgemäße Ausgestaltung
des Gasgenerators ist insbesondere für den Fall günstig, wenn
das Gehäuse
der Anzündeinheit
sowohl wenigstens ein Zündelement
("Squib") als auch wenigstens
eine Verstärkerladung
("Booster") aufnimmt. Weist
die Anzündeinheit
sowohl ein Zündelement
als auch eine Verstärkerladung
("Booster") auf, so kann – wie oben
erwähnt – die Verstärkerladung
bereits vor der Endmontage des Gasgenerators in eine entsprechende
Kammer des separaten Gehäuses
der Anzündeinheit
eingegeben und mit der Verstärkerladung
in Wirkverbindung gebracht werden. Die die Verstärkerladung aufnehmende Kammer
des Gehäuses
der Anzündeinheit
kann sodann z.B. mittels einer Membran, z.B. einer Metallfolie,
verschlossen werden.
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Um
für eine
besonders einfache und schnelle Befestigung des Gehäuses der
Anzündeinheit
in dem Gehäuse
des Gasgenerators in der hierfür
vorgesehenen Position zu sorgen, ist in bevorzugter Ausführung vorgesehen,
daß das
Gehäuse
der Anzündeinheit
eine Halteeinrichtung aufweist, an welcher es an einer hierzu komplementären Halteeinrichtung
am Gehäuse
des Gasgenerators gehalten ist. Hierdurch ist die für eine sichere
Zündung
des pyrotechnischen Satzes des Gasgenerators erforderliche Wirkverbindung
sichergestellt.
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In
Weiterbildung ist vorgesehen, daß das Gehäuse des Gasgenerators mehrere
Gehäuseteile aufweist,
welche unter Aufnahme der Anzündeinheit lösbar aneinander
fixierbar sind. Auf diese Weise ergibt sich eine einwandfreie Rezyklierbarkeit
des Gasgenerators, indem dieser demontiert, die Brennkammer – mit den
Zersetzungsprodukten des abgebrannten pyrotechnischen Satzes oder
auch mit dem nicht umgesetzten pyrotechnischen Satz – entleert
und mit einem frischen pyrotechnischen Satz befüllt und der Gasgenerator sodann
unter Einsatz der Anzündeinheit
wieder montiert wird. Die Verbindung der Gehäuseteile des Gasgenerators
mit der in das Gehäuse eingesetzten
Anzündeinheit
untereinander kann beispielsweise mittels Schrauben geschehen, wobei
die Verschraubung zweckmäßig derart
ausgeführt
sein kann, daß ein
unzeitiges Öffnen
des Gehäuses
und somit Manipulationen an dem Gasgenerator erkennbar sind, was
z.B. durch eine Versiegelung des Schrauben gewährleistet sein kann.
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Das
Gehäuse
des Gasgenerators kann je nach Anwendungszweck ein, zwei oder auch
mehrere räumlich
voneinander getrennte Brennkammern zur Aufnahme von einem oder mehreren
pyrotechnischen Sätzen
aufweisen, um die Wirksamkeit des Gasgenerators variieren zu können. Weist
der Gasgenerator zwei oder mehrere Brennkammern auf, so können diese
entweder zugleich oder zeitversetzt bzw. stufenweise gezündet bzw.
mit pyro technischen Sätzen
gleicher oder unterschiedlicher Zusammensetzung, Masse und/oder
Formgebung bestückt
werden. In jedem Fall ist eine Variation des Freisetzverhaltens
der beim Abbrand der verschiedenen pyrotechnischen Sätze erzeugten
Gase möglich,
wobei insbesondere die sich ergebende Umsetzungsgeschwindigkeit
insgesamt an den jeweiligen Anwendungsfall angepaßt werden
kann.
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Die
Brennkammern können
mit einer gemeinsamen Anzündeinheit
in Wirkverbindung stehen, sofern ein gemeinsames Auslösen der
in den Brennkammern untergebrachten pyrotechnischen Sätze erwünscht ist.
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Stattdessen
kann jede Brennkammer auch mit einer separaten Anzündeinheit
in Wirkverbindung stehen, um ein getrenntes Auslösen der in den Brennkammern
untergebrachten pyrotechnischen Sätze, z.B. in einem gewissen
zeitlichen Abstand, zu ermöglichen.
In diesem Fall sind die Anzündeinheiten
vorzugsweise in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht, so daß sie anläßlich der
Endmontage des Gasgenerators gemeinsam in das Gehäuse eingesetzt
werden können.
Insbesondere bei einem mit zwei oder mehreren Brennkammern ausgestatteten Gasgenerator
stellt die Erfindung eine erheblich einfachere und schnellere Endmontage
des Gasgenerators sicher, wobei insbesondere die erforderlichen Anzündeinheiten
("Squibs") einschließlich Verstärkerladung(en)
("Booster") zu einer einzigen
Einheit zusammengefaßt
werden können,
die in einem einzigen Montageschritt in das Gehäuse des Gasgenerators integriert
wird.
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Ist
der Gasgenerator mit mehreren Brennkammern ausgestattet, so ist/sind
das/die Gehäuse der
Anzündeinheit
(en) bevorzugt an einer die Brennkammern zumindest teilweise distanzierenden
Wandung des Gehäuses
festlegbar, wobei das Gehäuse der
Anzündeinheit
(en) beispielsweise zumindest ei nen Teil einer zwischen den Brennkammern
angeordneten Wandung bilden kann.
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Die
Brennkammern des Gasgenerators können
beispielsweise übereinander
oder auch nebeneinander angeordnet sein.
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Um
beim Abbrand des pyrotechnischen Satzes einen Austrag von Partikeln
aus der Brennkammer des Gasgenerators zu vermeiden, kann vorzugsweise
ein Filterelement vorgesehen sein, welches um die Gasaustrittsöffnungen
des Gehäuses
des Gasgenerators angeordnet ist, diese z.B. im wesentlichen vollständig abdeckt.
Das Filterelement kann in vorteilhafter Ausgestaltung von einem
Keramikschaumfilter gebildet sein. Der Vorteil eines solchen Keramikschaumfilters
liegt einerseits in seiner kostengünstigen Herstellbarkeit, andererseits
läßt sich die
Porengröße eines
solchen Keramikschaumfilters unter anderem durch die Art und Menge
des bei der Herstellung desselben eingesetzten Treibmittels auf einfache
Weise steuern.
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Das
Filterelement kann im wesentlichen ringförmig und in eine Aufnahme des
Gehäuses
des Gasgenerators einsetzbar sein, welche die Gasaustrittsöffnungen
des Gehäuses
umgibt. An ihrer den Gasaustrittsöffnungen des Gasgeneratorgehäuses entgegengesetzten
Seite ist die Aufnahme ihrerseits mit Gasaustrittsöffnungen
für das
beim Abbrand des pyrotechnischen Satzes erzeugte Gas nach dem Durchgang
durch das Filter ausgestattet, wobei die an entgegengesetzten Seiten
des Filters vorgesehen Öffnungen
versetzt zueinander angeordnet sein können, um für eine Umleitung des freigesetzten
Gases bei der Passage des Filters und somit für ein einwandfreies Filtern
desselben zu sorgen.
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In
bevorzugter Ausführung
ist insbesondere aus fertigungstechnischen Gründen und aus Gewichtsgründen vorgesehen,
daß zumindest
das Gehäuse
der Anzündeinheit
aus wenigstens einem Polymer besteht, wobei selbstverständlich auch
das Gasgeneratorgehäuse
bzw. ein oder mehrere Gehäuseteile
desselben aus einem Polymer bestehen können. Neben duroplastischen
Polymere kommen insbesondere auch thermoplastische Polymere in Betracht,
wobei festgestellt worden ist, daß sich thermoplastische Polymere
trotz der beim Abbrand des pyrotechnischen Satzes kurzzeitig entstehenden, sehr
hohen Temperaturen hervorragend als Werkstoff für Komponenten von Gasgeneratoren
eignen. Der Grund hierfür
liegt in der nur sehr kurzen Einwirkungsdauer der beim Abbrand des
pyrotechnischen Satzes entstehenden hohen thermischen Energie, so daß ein Schmelzen
des thermoplastischen Polymers ausgeschlossen werden kann.
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Um
für eine
hohe Druckfestigkeit zu sorgen, kann das Polymer, aus welchem das
Gehäuse
gefertigt ist, eine Faserverstärkung
aufweisen. Während grundsätzlich praktisch
sämtliche
Polymere in Betracht kommen, welche bezüglich des jeweils verwendeten,
mit ihnen in Kontakt stehenden pyrotechnischen Satzes weitestgehend
inert sind, hat sich als geeigneter Werkstoff insbesondere ein Polymer
aus der Gruppe der Polyacetale (POM) bewährt. Solche Polymere sind einerseits
sehr kostengünstig
kommerziell erhältlich
und weisen andererseits einwandfreie Werkstoffeigenschaften, insbesondere
eine sehr hohe Festigkeit, auf.
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Im übrigen betrifft
die Erfindung auch eine Anzündeinheit
eines Gasgenerators der vorgenannten Art, welche ein separates,
in das Gehäuse
des Gasgenerators einsetzbares Gehäuse aufweist.
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Nachstehend
ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme
auf die Zeichnungen näher
erläutert.
Dabei zeigen:
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1 eine
Draufsicht auf ein Bodenteil eines Gehäuses eines Gasgenerators von
oben;
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2 einen
Querschnitt durch das Bodenteil gemäß 1 entlang
der Linie A-B-C;
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3 einen
Querschnitt durch das Bodenteil gemäß 1 entlang
der Linie A-B-A;
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4 eine
Draufsicht auf einen an dem Bodenteil gemäß 1 bis 3 montierbaren
Gehäusering
des Gasgenerators;
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5 eine
Seitenansicht des Gehäuserings gemäß 4;
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6 Eine
Draufsicht auf ein an dem Gehäusering
gemäß 4 und 5 an
der entgegengesetzten Seite des Bodenteils gemäß 1 bis 3 montierbaren
Dekkelteil des Gasgenerators von unten;
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7 einen
Querschnitt durch das Deckelteil gemäß 6 entlang
der Linie A-B-C;
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8 einen
Querschnitt durch das Deckelteil gemäß 6 entlang
der Linie A-B-A;
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9 eine
Draufsicht auf ein zwischen dem Bodenteil gemäß 1 bis 3 und
dem Gehäusering
gemäß 4 und 5 vorgesehenes
Dichtungselement;
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10 einen
Querschnitt durch das Dichtungselement gemäß 9 entlang
der Linie A-A;
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11 eine
Draufsicht auf ein zwischen dem Gehäusering gemäß 4 und 5 und
dem Deckelteil gemäß 6 bis 8 vorgesehenes
Dichtungselement;
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12 einen
Querschnitt durch das Dichtungselement gemäß 11 entlang
der Linie A-A;
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13 einen
Querschnitt durch ein Gehäuse
einer Anzündeinheit,
welche in das montierte Gasgeneratorgehäuse gemäß 1 bis 12 einsetzbar
ist;
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14 eine
Draufsicht auf das Gehäuse
der Anzündeinheit
gemäß 13 von
unten;
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15 einen
Querschnitt durch eine alternative Ausführungsform eines Gehäuses einer
Anzündeinheit;
und
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16 eine
Draufsicht auf das Gehäuse
der Anzündeinheit
gemäß 15 von
unten.
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In 1 bis 12 ist
ein Gehäuse
eines Gasgenerators dargestellt, welches mehrere Gehäuseteile,
im vorliegenden Fall ein Bodenteil 1 (1 bis 3),
einen Gehäusering 2 (4 und 5) und
ein Deckelteil 3 (6 bis 8),
umfaßt.
Die Gehäuseteile 1, 2, 3 sind
unter Zwischenanordnung von Dichtungselementen 4 (9 und 10), 5 (11 und 12)
lösbar
aneinander fixierbar, was – wie
weiter unten näher
erläutert – bei dem
gezeigten Ausführungsbeispiel
mittels Schrauben geschehen kann. In das aus den Gehäuseteilen 1, 2, 3 gebildete,
montierte Gehäuse
ist eine in 13 und 14 wiedergegebene
Anzündeinheit 6 einsetzbar, welche
ein separates, in das Gehäuse
des Gasgenerators einsetzbares Gehäuse 7 aufweist.
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Wie
aus 1 bis 3 ersichtlich, ist das Bodenteil 1 des
Gasgeneratorgehäuses
wannenförmig
nach oben offen ausgestaltet und weist beim vorliegenden Ausführungsbeispiel
einen im wesentlichen ebenen Boden 8 und eine am Außenumfang desselben
angeordnete, im wesentlichen kreiszylindrische Seitenwand 9 auf.
Im Bereich der dem Boden 8 abgewandten, oberen Kante der
Seitenwand 9 ist ein sich radial zu der Seitenwand 9 erstreckender
Befestigungsflansch 10 angeordnet, welcher von mehreren,
um dessen Umfang verteilt angeordneten Bohrungen 11 durchsetzt
ist. Über
die Bohrungen 11 des Befestigungsflansches 10 ist
das Bodenteil 1 einerseits mittels Schrauben oder ähnlicher
Befestigungsmittel an entsprechenden Bohrungen 12 eines
Befestigungsflansches 13 des Deckelteils 3 (6 bis 8),
andererseits gemeinsam mit diesem an einem den Gasgenerator tragenden
Bauteil (nicht dargestellt), z.B. in einem Kraftfahrzeug, befestigbar.
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Die
Seitenwand 9 des Bodenteils 1 ist von mehreren
Gasaustrittsöffnungen 14 durchsetzt,
welche um den Umfang des Bodenteils 1 verteilt angeordnet
und äquidistant
voneinander beabstandet sind, um für einen gleichmäßigen Gasdurchlaß beim Abbrand
eines im Innern des Gehäuses
aufgenommenen pyrotechnischen Satzes (nicht gezeigt) zu sorgen.
Während
der Querschnitt der Gasaustrittsöffnungen 14 beim
vorliegenden Ausführungsbeispiel kreisrund
ist, können
die Öffnungen 14 selbstverständlich auch
einen beliebigen andersartigen Querschnitt haben, z.B. oval, mehreckig
oder in Form von Langlöchern
ausgestaltet sein. Ferner sind im Boden 8 des Bodenteils 1 mehrere – in diesem
Fall vier – im Bereich
des äußeren Umfangs
angeordnete Bohrungen 15 ausgebildet, welche zum Festlegen
des Gehäuserings 2 (4 und 5)
sowie des Deckelteils 3 (6 bis 8)
mittels Schrauben oder ähnlicher
Befestigungsmittel an dem Bodenteil 1 dienen.
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Der
in 4 und 5 gezeigte Gehäusering 2 umfaßt beim
vorliegenden Ausführungsbeispiel
eine im wesentlichen kreiszylindrische Seitenwand 16 sowie
zwei sich von dieser radial nach innen erstreckende, diametral gegenüberliegende
Stege 17. Der Gehäusering 2 dient
zur Aufnahme des pyrotechnischen Satzes (nicht dargestellt) des
Gasgenerators, wobei die Stege 17 jeweils zwei räumlich getrennt
voneinander, nebeneinander angeordnete Brennkammern 18, 19 zur
Aufnahme je eines separaten pyrotechnischen Satzes (nicht dargestellt)
begrenzen. Die einander zugekehrten Stirnseiten der Stege 17 sind
mit Abstand voneinander angeordnet und jeweils mit einer Halteeinrichtung 20 in
Form eines Rundprofils ausgebildet, welches zum Festlegen der weiter
unten unter Bezugnahme auf 13 und 14 näher erläuterten
Anzündeinheit 6 mit
einer hierzu komplementären
Halteeinrichtung 21 in Form zweier Nuten dient.
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Der
die Brennkammern 18, 19 aufnehmende Gehäusering 2 ist
an seiner kreiszylindrischen Seitenwand 16 mit mehreren – beim vorliegenden
Ausführungsbeispiel
vier – den
Gehäusering 2 in
Axialrichtung durchsetzenden Bohrungen 22 versehen, um
ihn über
die mit seinen Bohrungen 22 fluchtenden Bohrungen 15 des
Bodenteils 1 (1 bis 3) sowie über mit
den Bohrungen 22 fluchtende Bohrungen 23 des Deckelteils 3 (6 bis 8)
an dem Bodenteil 1 und dem Deckelteil 3 lösbar festlegen
zu können,
was insbesondere mittels die Bohrungen 15, 22, 23 durchsetzenden
Schrauben (nicht gezeigt) geschehen kann.
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Wie
insbesondere aus 5 ersichtlich, ist die zylindrische
Seitenwand 16 des Gehäuserings 2 mit
Gasaustrittsöffnungen 24 in
Form von Langlöchern
ausgestattet, welche um den Umfang des Gehäuserings 2 verteilt
angeordnet und äquidistant
voneinander beabstandet sind, um für einen gleichmäßigen Gasdurchlaß beim Abbrand
je eines in den Brennkam mern 18, 19 aufgenommenen
pyrotechnischen Satzes (nicht gezeigt) zu sorgen. Während die Gasaustrittsöffnungen 24 beim
vorliegenden Ausführungsbeispiel
von Langlöchern
gebildet sind, können die Öffnungen 24 entsprechend
denjenigen 14 des Bodenteils 1 (1 bis 3)
selbstverständlich auch
einen beliebigen andersartigen Querschnitt haben, z.B. rund, oval,
mehreckig oder dergleichen sein.
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Der
Außenumfang
des Seitenwand 16 des Gehäuserings 2 ist so
gewählt,
daß er
den Innenumfang Seitenwand 9 des Bodenteils 1 (1 bis 3)
zumindest geringförmig
unterschreitet, so daß nach
der Montage des Gehäuses
des Gasgenerators, wenn der Gehäusering 2 (4 und 5)
in das Bodenteil 1 (1 bis 3)
eingesetzt und dieses von dem Deckelteil (6 bis 9)
verschlossen worden ist, zwischen dem Gehäusering 2 und der
Seitenwand 9 des Bodenteils 1 bzw. einer mit dieser
fluchtenden Seitenwand 25 des Deckelteils 3 eine Aufnahme
in Form eines Ringspaltes gebildet ist. Ein solcher Ringspalt dient
zum Einsetzen eines Filterelementes (nicht gezeigt), welches beim
vorliegenden Ausführungsbeispiel
zumindest die Gasaustrittsöffnungen 24 des
die Brennkammern 18, 19 aufnehmenden Gehäuserings 2 vollständig abdeckt,
um einen Austrag von Partikeln beim Abbrand der pyrotechnischen
Sätze zu
verhindern. Das Filterelement kann insbesondere von einem in den
Ringspalt einsetzbaren, ringförmigen
Keramikschaumfilter gebildet sein. Die Gasaustrittsöffnungen 24 des
Gehäuserings 2 können hierbei
bezüglich
den Gasaustrittsöffnungen 14 des
Bodenteils 1 versetzt angeordnet sein, um beim Abbrand
der pyrotechnischen Sätze zum
Zwecke eines einwandfreien Filterns eine Gasumlenkung durch das
Filter sicherzustellen. Überdies
können
die Gasaustrittsöffnungen 14 und/oder 24 mittels
einer Berstmembran (ebenfalls nicht dargestellt), z.B. in Form einer
Aluminiumfolie, verschlossen sein, um ein unzeitiges Austreten von
in der Regel gesundheitsschädlichen
Partikeln aus den Brennkammern 18, 19 sowie ein
Eindringen von Feuchtigkeit oder dergleichen zu vermeiden.
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Das
in 6 bis 8 dargestellte Deckelteil 3 des
Gasgeneratorgehäuses
ist ähnlich
wie das Bodenteil 1 gemäß 1 bis 3 wannenförmig nach
unten offen ausgestaltet und umfaßt einen im wesentlichen ebenen
Boden 26, an dessen Außenumfang
sich die im wesentlichen kreiszylindrische Seitenwand 25 erstreckt.
Der Durchmesser der Seitenwand 25 entspricht dem der Seitenwand 9 des Bodenteils 1,
um das Gehäuse
verschließen
zu können.
Wie aus 7 und 8 ersichtlich,
weist die Seitenwand 25 des Deckelteils 3 hierzu
an ihrer dem Bodenteil 1 (1 bis 3)
im montierten Zustand des Gehäuses
zugewandten Stirnseite im Bereich des Befestigungsflansches 13 eine
Zentriereinrichtung 27 in Form einer Umfangsnut auf. Der
Boden 26 des Deckelteils 3 ist in seinem zentralen
Bereich von einer Ausnehmung 28 durchsetzt, welche beim
vorliegenden Ausführungsbeispiel
etwa oval ausgebildet ist und zur Aufnahme eines verjüngten Kopfabschnittes 29 der
Anzündeinheit 6 gemäß 13 und 14 dient.
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Um
für ein
einfach und kostengünstig
durch bekannte Kunststoffverarbeitungsverfahren herstellbares und
insbesondere leichtgewichtiges Gehäuse 1 zu sorgen, können die
Gehäuseteile 1, 2, 3 aus
einem Kunststoffmaterial, z.B. aus einem faserverstärkten, thermoplastischen
Kunststoff auf der Basis von Polyacetalen, gefertigt sein. Stattdessen
können selbstverständlich auch
ein oder mehrere Gehäuseteile 1, 2, 3 aus
Metall oder einer Metallegierung, beispielsweise aus einer härtbaren
Aluminium-Knetlegierung in Form von AlMgSi1, bestehen.
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Die
in 9 und 10 bzw. 11 und 12 dargestellten
Dichtungselemente 4, 5 dienen zur gegenseitigen
Abdichtung der Gehäuseteile 1, 2, 3,
so daß die
in dem Gehäusering 2 (4 und 5)
gebildeten Brennkammern 18, 19 im montierten Zustand
des Gasgeneratorgehäuses
im wesentlichen druckdicht abgeschlossen sind. Dabei ist das Dichtungselement 4 gemäß 9 und 10 zur
Anordnung zwischen dem Bodenteil 1 und dem Gehäusering 2 vorgesehen,
während
das Dichtungselement 5 gemäß 11 und 12 zur
Anordnung zwischen dem Gehäusering 2 und
dem Deckelteil 3 vorgesehen ist. Der Querschnitt der flachen
Dichtungselemente 4, 5 entspricht im wesentlichen
dem in 4 gezeigten Grundriß des Gehäuserings 2, wobei
die Dichtungselemente 4, 5 mit Bohrungen 30, 31 ausgestattet sind,
welche mit den Bohrungen 22 des Gehäuserings 2 sowie mit
den Bohrungen 15, 23 des Boden- 1 und
des Deckelteils 3 fluchten. Das den Gehäusering 2 gegen das
Deckelteil 3 abdichtende Dichtungselement 5 gemäß 11 und 12 unterscheidet sich
von dem in 9 und 10 dargestellten Dichtungselement 4 zur
Abdichtung des Gehäuserings 2 gegen
das Bodenteil 1 insbesondere durch eine im zentralen Bereich
angeordnete Ausnehmung 32, deren Kontur im wesentlichen
der Kontur der Ausnehmung 28 des Deckelteils 3 entspricht
(6 bis 8) und ebenfalls zur Aufnahme
des verjüngten
Kopfabschnittes 29 der Anzündeinheit 6 gemäß 13 und 14 dient.
Die Dichtungselemente 4, 5 können aus üblichen Dichtungsmaterialien,
beispielsweise aus Silikonkautschuk, gefertigt sein.
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13 und 14 zeigen
die in das aus den Gehäuseteilen 1, 2, 3 gebildete
Gehäuse
des Gasgenerators einsetzbare Anzündeinheit 6. Die Anzündeinheit 6 weist
beim vorliegenden Ausführungsbeispiel
zwei separate Anzündeinheiten 6a, 6b,
sogenannte Subeinheiten auf, welche in einem gemeinsamen Gehäuse 7 untergebracht
sind. Jede Anzündeinheit 6a, 6b bzw.
Subeinheit umfaßt
eine Kammer 33, 34, wobei die Kammern 33, 34 räumlich voneinander
getrennt sind und zur Aufnahme jeweils einer Verstärkerladung
("Booster", nicht dar gestellt) dienen.
An ihrem in 13 oberen Ende sind die Kammern 33, 34 verjüngt, wobei
der verjüngte
Abschnitt der Kammern 33, 34 jeweils ein – beispielsweise
elektrisches – Zündelement
(ebenfalls nicht dargestellt) aufnimmt, welches mit der im Innern
der jeweiligen Kammer 33, 34 untergebrachten Verstärkerladung
in Wirkverbindung steht. An ihrem in 13 unteren
Ende können
die Kammern 33, 34, nachdem sie mit der entsprechenden
Verstärkerladung
befüllt
worden sind, von einer Dichtmembran, z.B. in Form einer Aluminiumfolie,
verschlossen sein. Die Kammern 33, 34 der Anzündeinheiten 6a, 6b sind
im Bereich ihrer einander abgewandten Mantelflächen mit Durchbrüchen 35 versehen,
durch welche die beim Zünden
der jeweiligen Verstärkerladung entstehenden
Stoff- und Energieströme
nach außen entweichen
können.
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Die
an entgegengesetzten Seiten des Gehäuses 7 der Anzündeinheit 6 vorgesehenen
Halteeinrichtungen 21 sind als in Axialrichtung des Gehäuses 7 verlaufende
Haltenuten ausgebildet, so daß die Anzündeinheit 6 über die
Haltenuten 21 an der Halteeinrichtung 20 des Gehäuserings 2 (4 und 5)
festlegbar ist, welche von dem Rundprofil an den einander zugekehrten
Stegen 17 gebildet ist. Ist die Anzündeinheit 7 in das
Gasgeneratorgehäuse eingesetzt
worden, so bildet das Gehäuse 7 der
Anzündeinheit 6 gemeinsam
mit den Stegen 17 des Gehäuseteils 2 eine die
Brennkammern 18, 19 distanzierende Wandung, wobei
jede Anzündeinheit 6a, 6b über die
Durchbrüche 35 mit
genau einer zugehörigen
Brennkammer 18, 19 in Wirkverbindung steht. Auf
diese Weise lassen sich die in den Brennkammern 18, 19 untergebrachten
pyrotechnischen Sätze (nicht
gezeigt) entweder zugleich oder zeitversetzt bzw. stufenweise zünden, indem
die Anzündeinheiten 6a, 6b zugleich
oder mit zeitlichem Versatz gezündet
werden. Ebenfalls ist es möglich,
die Brennkammern 5a, 5b mit pyrotechnischen Sätzen gleicher oder
unterschiedlicher Zusammensetzung, Masse und/oder Formgebung und
somit mit unterschiedlichem Abbrandverhalten zu bestücken. Sofern
eine simultane Zündung
beider pyrotechnischer Sätze
erwünscht
oder auch nur ein pyrotechnischer Satz vorgesehen ist, kann das
Gehäuse 7 der
Anzündeinheit 6 selbstverständlich auch
nur ein Zündelement
bzw. nur eine Verstärkerladung
aufnehmen.
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Der
verjüngte
Kopfabschnitt 29 des Gehäuses 7 der Anzündeinheit 6 durchsetzt
im montierten Zustand des Gasgeneratorgehäuses die im Boden 26 des
Deckelteils 3 ausgebildete Ausnehmung 28 6 bis 8),
so daß die
dort vorgesehenen Zündelemente – gemeinsam
oder getrennt voneinander – von
außen
aktivierbar sind. Eine Abdichtung der in dem Gehäusering 2 (4 und 5)
ausgebildeten Brennkammern 18, 19 wird dabei dadurch
erreicht, indem der radial nach innen zurückgenommene Flächenabschnitt 36 des
verjüngten
Kopfabschnittes 29 der Anzündeinheit 6 gegen
das zwischen dem Gehäusering 2 und
dem Deckelteil 3 angeordnete Dichtungselement 5 (11 und 12)
andrückt, wobei
der verjüngte
Abschnitt 29 des Gehäuses 7 der Anzündeinheit 6 die
in dem Dichtungselement 5 ausgebildete Ausnehmung 32 im
wesentlichen gasdicht durchsetzt.
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Das
Material des als separates Teil ausgebildeten Gehäuses 7 der
Anzündeinheit
kann wiederum aus gegebenenfalls faserverstärktem Kunststoff, z.B. aus
Polyacetalen, bestehen.
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Die
in 15 und 16 wiedergegebene Anzündeinheit 6' entspricht
im wesentlichen der Anzündeinheit 6 gemäß 13 und 14 und
umfaßt gleichfalls
zwei Anzündeinheiten 6'a, 6'b. Funktionsgleiche
Elemente sind jeweils mit identischen Bezugszeichen versehen.
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Die
Endmontage des aus den in 1 bis 14 dargestellten
Bauteilen modulartig zusammengesetzten Gasgenerators gestaltet sich
als außerordentlich
einfach und schnell:
Zunächst
wird das Dichtungselement 4 in das Bodenteil 1 eingelegt
und sodann der Gehäusering 2 auf das
Dichtungselement 4 aufgesetzt, so daß die Bohrungen 15, 22, 30 fluchten.
In die fluchtenden Bohrungen 15, 22, 30 können bereits
Schrauben oder beliebige andere Befestigungsmittel eingeführt werden, um
die Teile 1, 2, 4 unverrückbar zueinander
zu halten. Sodann wird das Gehäuse 7 der
vorgefertigten, mit je zwei Verstärkerladungen und Zündelementen bestückten Anzündeinheit 6 in
den Gehäusering 2 eingesetzt,
indem die einander zugekehrten Stirnseiten 20 der Stege 17 des
Gehäuserings 2 in
die Haltenuten 21 des Gehäuses 7 der Anzündeinheit 6 eingeführt werden.
Die an ihrem in 13 unteren Ende z.B. mittels
eines Aluminiumfolie verschlossene Stirnseite des Gehäuses 7 tritt
dabei mit dem Dichtungselement 4 in gasdichten Kontakt.
Anschließend werden
die vorgesehen pyrotechnischen Sätze
in die mittels des Dichtungselementes 4 nach unten abgedichteten
Brennkammern 18, 19 des Gehäuserings 2 eingegeben,
was im Falle von partikelförmigen
pyrotechnischen Sätzen
z.B. durch gravimetrische Dosierung geschehen kann. Ferner wird
das ringförmige Filterelement
(nicht dargestellt) in die zwischen der Seitenwand 16 des
Gehäuserings 2 und
der Seitenwand 9 des Bodenteils 1 gebildete Aufnahme
in Form eines Ringspaltes eingesetzt. Schließlich werden das Dichtungselement 5 und
das Deckelteil 3 auf den nach oben offenen Gehäusering
aufgesetzt, so daß die
Bohrungen 23, 31 des Deckelteils 3 bzw.
des Dichtungselementes 5 mit den Bohrungen 15, 22, 30 des
Bodenteils 1, des Dichtungselementes 4 bzw. des
Gehäuserings 2 fluchten
und die zentralen Ausnehmungen 28, 32 des Bodenteils 3 bzw.
des Dichtungselementes 5 von dem verjüngten Kopfabschnitt 29 der
Anzündeinheit 6 durchsetzt
sind.
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Die
die Bohrungen 15, 22, 23, 31, 32 durchsetzenden
Schrauben werden angezogen, wobei die Brennkammern 18, 19 gasdicht
verschlossen werden. Ferner können
die Befestigungsflansche 10, 13 des Boden- 1 und
des Deckelteils 3 miteinander verschraubt werden. Die Verschraubung
kann dabei zweckmäßig derart
ausgeführt
werden, daß ein
unzeitiges Öffnen
des Gehäuses
und somit Manipulationen an dem Gasgenerator erkennbar sind, was
z.B. durch eine Versiegelung der Schrauben geschehen kann.
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Zum
Zwecke des Recyclings ist durch Lösen der Schrauben (nicht gezeigt)
eine entsprechend einfache Demontage des Gasgeneratorgehäuses möglich.