DE102015004166A1

DE102015004166A1 - GASGENERATORBAUGRUPPE, GASSACKMODUL UND PERSONENSCHUTZSYSTEM SOWlE HERSTELLUNGSVERFAHREN

Info

Publication number: DE102015004166A1
Application number: DE102015004166.5A
Authority: DE
Inventors: Achim Hofmann; Detlef Last; Michael Gabler; Bernhard Mehnert
Original assignee: TRW Airbag Systems GmbH
Current assignee: ZF Airbag Germany GmbH
Priority date: 2015-04-01
Filing date: 2015-04-01
Publication date: 2016-10-06

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Gasgeneratorbaugruppe mit einem Anzünder (10) und einem Generatorgehäuse (25), das einen Anzünderträger (30) und ein Brennkammerteil (40) aufweist, wobei zwischen dem Anzünder (10) und dem Generatorgehäuse (25) wenigstens ein Dichtungselement (20) angeordnet ist, das den Anzünder (10) wenigstens gegen das Brennkammerteil (40) abdichtet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Gasgeneratorbaugruppe nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ferner befasst sich die Erfindung mit einem Gasgenerator, einem Gassackmodul sowie einem Personenschutzsystem mit einer derartigen Gasgeneratorbaugruppe und schlägt außerdem ein Herstellungsverfahren vor. Eine Gasgeneratorbaugruppe der eingangs genannten Art ist beispielsweise aus EP 1 870 301 B1 bekannt.
Der genannte Stand der Technik beschreibt eine Gasgeneratorbaugruppe, die einen Anzünder aufweist, der in einem Generatorgehäuse angeordnet ist. Das Generatorgehäuse ist zweiteilig ausgebildet und umfasst einen Anzünderträger und ein Brennkammerteil. Das Brennkammerteil umschließt eine Brennkammer, in welcher ein pyrotechnischer Treibmittel angeordnet ist. Der Anzünder ist zwischen den beiden Generatorgehäuseteilen, nämlich dem Anzünderträger und dem Brennkammerteil, formschlüssig fixiert. Die Verbindung zwischen Anzünderträger und Brennkammerteil erfolgt über eine Crimpung.
Eine generelle Anforderung an Gasgeneratoren ist die Funktionsfähigkeit über einen langen Zeitraum. Insbesondere ist sicherzustellen, dass das Treibmittel, welches in der Regel pyrotechnische Formkörper umfasst, auch nach Jahren zuverlässig gezündet werden kann. Würde das Treibmittel einer Feuchtigkeit ausgesetzt sein, könnte dies zu einer reduzierten Zündfähigkeit des Treibmittels bzw. zu einem ungünstigen Abbrandverhalten des Treibmittels führen. Bei der bekannten Gasgeneratorbaugruppe besteht ein solcher Nachteil im Besonderen, da ein feuchtigkeitsdichter Kontakt zwischen Anzünder und Generatorgehäuse nicht gewährleistet ist.
Im Allgemeinen werden dort die üblichen Fertigungstoleranzen dazu führen, dass der Anzünder nicht gegen das Generatorgehäuse derart abgedichtet ist, dass keine Feuchtigkeit in die Brennkammer eindringen kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Gasgeneratorbaugruppe bereitzustellen, die einen Feuchtigkeitseintritt in die Brennkammer zuverlässig vermeidet und eine hohe Langzeit-Funktionsfähigkeit aufweist. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, einen Gasgenerator, ein Gassackmodul, ein Personenschutzsystem sowie ein Herstellungsverfahren anzugeben.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe im Hinblick auf die Gasgeneratorbaugruppe durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1, im Hinblick auf den Gasgenerator durch den Gegenstand des Patentanspruchs 11, im Hinblick auf das Gassackmodul durch den Gegenstand des Patentanspruchs 12, im Hinblick auf das Personenschutzsystem durch den Gegenstand des Patentanspruchs 13 und im Hinblick auf das Herstellungsverfahren durch den Gegenstand des Patentanspruchs 14 gelöst.
Die Erfindung schlägt eine Gasgeneratorbaugruppe mit einem Anzünder und einem Generatorgehäuse vor, das einen Anzünderträger und ein Brennkammerteil aufweist. Zwischen dem Anzünder und dem Generatorgehäuse ist ein Dichtungselement angeordnet, das den Anzünder wenigstens gegen das Brennkammerteil abdichtet.
Die Anordnung eines Dichtungselements zwischen dem Anzünder und dem Generatorgehäuse hat mehrere Vorteile. Einerseits wird auf diese Weise ein Feuchtigkeitseintritt in das Brennkammerteil, insbesondere in eine einen Treibstoff enthaltene Brennkammer, zuverlässig vermieden. Andererseits gleicht das Dichtungselement Fertigungstoleranzen aus, so dass eine kostengünstige Herstellung der Gasgeneratorbaugruppe ermöglicht wird. Die Abdichtung des Anzünders gegen das Brennkammerteil ist insbesondere bei Generatorgehäusen zweckmäßig, die, wie bevorzugt bei der vorliegenden Erfindung, mehrteilig aufgebaut sind. Beispielsweise kann das Generatorgehäuse zweiteilig, insbesondere aus Anzünderträger und Brennkammerteil, gebildet sein. Das Brennkammerteil umschließt üblicherweise die Brennkammer, in welcher der pyrotechnische Treibstoff enthalten ist. Da das Dichtungselement zwischen dem Anzünder und dem Brennkammerteil abdichtet, wird ein Feuchtigkeitseintritt unmittelbar in die Brennkammer vermieden. Das mehrteilige, insbesondere zweiteilige, Generatorgehäuse der Erfindung kann auch als vormontierte Baugruppe ausgeführt sein, welche ihrerseits an ein weiteres, nicht dargestelltes, Hauptgeneratorgehäuse montierbar, insbesondere aufsteckbar ist, beispielsweise mittels einer Rast- und/oder einer Bajonettverbindung.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dichtet das Dichtungselement den Anzünder gegenüber dem Anzünderträger und dem Brennkammerteil ab. Das Dichtungselement steht bei dieser bevorzugten Variante nicht nur mit dem Anzünder und dem Brennkammerteil in dichtendem Kontakt, sondern bewirkt auch eine Abdichtung zwischen dem Anzünder und dem Anzünderträger. Insgesamt kann das Dichtungselement derart positioniert sein, dass es den Anzünder, den Anzünderträger und das Brennkammerteil abdichtet. Insofern dichtet das Dichtungselement auch den Anzünderträger gegenüber dem Brennkammerteil ab. Auf diese Weise wird die Dichtungsfunktion des Dichtungselements verbessert.
Das Dichtungselement ist vorzugsweise in einem Ringraum angeordnet, der durch den Anzünder, den Anzünderträger und das Brennkammerteil begrenzt ist. Die Gasgeneratorbaugruppe stellt den Ringraum bereit, um so die Herstellung der Gasgeneratorbaugruppe insgesamt zu vereinfachen. Der Ringraum bildet eine definierte Begrenzung für das Dichtungselement, das sich so bei der Montage der Gasgeneratorbaugruppe leicht und zuverlässig positionsgenau anordnen lässt. Der Ringraum dient also einer einfachen Montage der Gasgeneratorbaugruppe.
Eine weitere Vereinfachung der Montage wird dadurch erreicht, dass das Dichtungselement an einer zylindrischen Außenumfangsfläche des Außenanzünders und/oder an einem konischen Bereich einer Anzünderkappe des Anzünders anliegt. Das Dichtungselement, das vorzugsweise elastisch ausgebildet ist, kann sich so an die zylindrische Außenumfangsfläche und/oder an den konischen Bereich der Anzünderkappe des Anzünders anschmiegen und bildet gegenüber der zylindrischen Außenumfangsfläche des Anzünders und/oder gegenüber dem konischen Bereich der Anzünderkappe zunächst einen Reibschluss. Das so auf den Anzünder aufgebrachte Dichtungselement kann gemeinsam mit dem Anzünder in das Generatorgehäuse eingesetzt werden. Der Reibschluss an der zylindrischen Außenumfangsfläche und/oder an dem konischen Bereich der Anzünderkappe ermöglicht dabei eine Vorfixierung des Dichtungselements am Anzünder.
In der zylindrischen Außenumfangsfläche ist vorzugsweise ein Ringspalt angeordnet, wobei sich das Dichtungselement radial in den Ringspalt einwölbt. Das Einwölben des Dichtungselements in den Ringspalt fördert die Abdichtung und erleichtert die Vorpositionierung des Dichtungselements am Anzünder. Der Ringspalt ergibt sich vorzugsweise bei der Herstellung des Anzünders ohne einen zusätzlichen Bearbeitungsschritt. Der Anzünder kann insbesondere eine Kunststoff-Anzünderkappe und einen Kunststoff-Anzündersockel aufweisen, die bei der Herstellung aufeinander gepresst und durch Ultraschall miteinander verschweißt werden. Beim Ultraschall-Verschweißen von Anzünderkappe mit Anzündersockel ergibt sich der Ringspalt. Der sich durch das Ultraschall-Schweißen ohnehin ergebende Ringspalt kann durch entsprechende Anordnung des Dichtungselements vorteilhaft für eine zusätzliche Verbesserung der Abdichtung zwischen Anzünder und wenigstens dem Brennkammerteil, ggf. zusätzlich dem Anzünderträger, genutzt werden.
Das Dichtungselement kann durch einen O-Ring gebildet sein. Der O-Ring ermöglicht eine besonders einfache Vorfixierung mittels eines Reibschlusses auf der zylindrischen Außenumfangsfläche des Anzünders. Zudem stellt der O-Ring ein besonders kostengünstiges Dichtungselement dar, so dass insgesamt die Herstellungskosten für die Gasgeneratorbaugruppe gering gehalten werden können.
Bei einer weiteren bevorzugten Variante der erfindungsgemäßen Gasgeneratorbaugruppe ist der Anzünderträger mit dem Brennkammerteil durch eine Rastverbindung verbunden. Die Rastverbindung bietet eine einfache Möglichkeit, um das mehrteilige Generatorgehäuse zu montieren. Insbesondere wird durch die Rastverbindung der Einsatz eines zusätzlichen Verbindungswerkzeugs, wie z. B. einer Crimpzange, vermieden. Die Montage des Generatorgehäuses bzw. der gesamten Gasgeneratorbaugruppe wird dadurch beschleunigt und vereinfacht.
Der Anzünder ist zwischen dem Anzünderträger und dem Brennkammerteil vorzugsweise formschlüssig fixiert. Die vorbeschriebene Fixierung des Anzünders im Generatorgehäuse trägt ebenfalls zur Vereinfachung der Montage und somit zur Reduktion der Herstellungskosten bei. Durch die formschlüssige Fixierung wird außerdem die Positionierung des Dichtungselements und der Kontakt zwischen Dichtungselement, Anzünder und Brennkammerteil, ggf. zusätzlich zum Anzünderträger, zuverlässig aufrechterhalten, was eine langfristige Abdichtung gewährleistet.
Eine besonders kompakte Bauweise der Gasgeneratorbaugruppe ergibt sich bei einer bevorzugten Variante der Erfindung dadurch, dass der Anzünder den Anzünderträger und das Brennkammerteil berührt. Mit anderen Worten ist bevorzugt vorgesehen, dass der Anzünder unmittelbar bzw. direkt mit dem Generatorgehäuse in Kontakt steht. Ein zusätzliches Innengehäuse, das den Anzünder zumindest teilweise umgibt, ist vorzugsweise nicht vorgesehen.
Insbesondere können der Anzünderträger und das Brennkammerteil gemeinsam ein Außengehäuse eines Gasgenerators bilden. Der Anzünderträger und das Brennkammerteil, mithin das mehrteilige Generatorgehäuse, erfüllen auf diese Weise eine Doppelfunktion. Einerseits bildet das Generatorgehäuse bzw. die Unterbaugruppe aus Anzünderträger und Brennkammerteil das Außengehäuse für einen Gasgenerator. Andererseits ermöglicht der mehrteilige Aufbau des Generatorgehäuses auch eine formschlüssige Fixierung des Anzünders. Die Doppelfunktion des Generatorgehäuses reduziert insgesamt die Bauteilvielfalt der Gasgeneratorbaugruppe, was sich positiv auf die Herstellungskosten und Montageschritte auswirkt.
Ein nebengeordneter Aspekt der Erfindung betrifft einen Gasgenerator mit einer zuvor beschriebenen Gasgeneratorbaugruppe. Der Gasgenerator kann zusätzlich ein pyrotechnisches Treibmittel umfassen, das im Brennkammerteil angeordnet ist. Ferner kann der Gasgenerator ein oder mehrere Brennkammer-Siebe und/oder, beispielsweise bei Hybrid-Gasgeneratoren, einen Gasbehälter aufweisen.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird außerdem ein Gassackmodul mit einem zuvor beschriebenen Gasgenerator, sowie ein Personenschutzsystem, insbesondere Fahrer-, Beifahrer-, Seiten- oder Fensterairbagsystem, mit einem solchen Gassackmodul offenbart.
Die Erfindung schlägt außerdem ein Verfahren zur Herstellung einer zuvor beschriebenen Gasgeneratorbaugruppe oder einem Gasgenerator oder einem Gassackmodul oder einem Personenschutzsystem nach der zuvor beschriebenen Art vor, bei dem vor dem Verbinden des Anzünderträgers mit dem Brennkammerteil das Dichtungselement zwischen dem Anzünder und dem Generatorgehäuse angeordnet wird, so dass der Anzünder wenigstens gegen das Brennkammerteil abgedichtet ist. Bei einer bevorzugten Variante des Verfahrens ist vorgesehen, dass der Anzünderträger mit dem Brennkammerteil durch eine Rastverbindung verbunden wird.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten, schematischen Zeichnungen, näher erläutert.
Darin zeigen
1 eine Querschnittsansicht durch eine Gasgeneratorbaugruppe nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel; und
2 eine Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen Gasgeneratorbaugruppe gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel, wobei der Anzünderträger mit dem Brennkammerteil durch eine Rastverbindung gekoppelt ist.
In den 1 und 2 sind zwei Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Gasgeneratorbaugruppe dargestellt. Die beiden Ausführungsbeispiele unterscheiden sich voneinander lediglich in der Art der Verbindung zwischen dem Anzünderträger und dem Brennkammerteil, so dass die nachfolgende Beschreibung weitgehend für alle Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung gilt.
Die in den Figuren dargestellte Gasgeneratorbaugruppe weist im Allgemeinen einen Anzünder 10 auf, der in ein Generatorgehäuse 25 eingebettet ist. Das Generatorgehäuse 25 ist zweiteilig ausgebildet. Konkret umfasst das Generatorgehäuse einen Anzünderträger 30 und ein Brennkammerteil 40. Der Anzünderträger 30 und das Brennkammerteil 40 sind zur Bildung des Generatorgehäuses 25 miteinander verbunden. Das Generatorgehäuse 25 bildet insbesondere ein Außengehäuse eines Gasgenerators und steht in unmittelbarem Kontakt mit dem Anzünder 10. Der Anzünder 10 berührt sowohl den Anzünderträger 30, als auch das Brennkammerteil 40.
Der Anzünder 10 umfasst einen Anzündersockel 11 und eine Anzünderkappe 12. Der Anzündersockel 11 und die Anzünderkappe 12 können aus Kunststoff gebildet sein. Vorzugsweise sind die Anzünderkappe 12 und der Anzündersockel 11 durch eine Schweißnaht, die beispielsweise durch Ultraschall-Schweißen erzeugt werden kann, miteinander verbunden. An der Verbindungsstelle zwischen Anzündersockel 11 und Anzünderkappe 12 ist ein Ringspalt 13 ausgebildet. Der Ringspalt 13 kann sich durch das Ultraschall-Schweißen zur Verbindung von Anzündersockel 11 mit Anzünderkappe 12 ergeben.
Generell wird darauf hingewiesen, dass die vorliegende Erfindung nicht auf Anzünder 10 beschränkt ist, die einen Ringspalt 13 aufweisen. Es ist auch denkbar, dass der Anzünders 10 anstelle des Ringspalts 13 eine durchgängige, insbesondere spaltfreie, Außenumfangsfläche 15 umfasst.
Ferner weist der Anzünder 10 ein oder mehrere Kontakt-Pins 14 auf, die eine elektrische Verbindung zu einer Auslösesteuerung bilden. Die Kontakt-Pins sind elektrisch mit einem nicht dargestellten Zündbrückendraht verbunden, welcher an einer nicht dargestellten Anzünderpyrotechnik angrenzt. Beide Bauteile, der Zündbrückendraht und die Anzünderpyrotechnik, sind innerhalb der Anzünderkappe 12 angeordnet. Die Kontakt-Pins 14 sind im montierten Zustand des Anzünders 10 in einer Buchse 31 des Anzünderträgers 30 angeordnet. Die Buchse 31 dient als Steckverbindung zum Anschluss an eine Auslösesteuerung.
Im Bereich des Ringspalts 13 ist die zylinderförmige Außenumfangsfläche 15 ausgebildet. In Richtung zu den Kontakt-Pins 14 schließt sich an die zylinderförmige Außenumfangsfläche 15 eine Konusfläche 16 an, die in einer ebenfalls konusförmigen Zentrierausnehmung 38 des Anzünderträgers 30 sitzt.
Der Anzünderträger 30 bildet die Buchse 31, in der sich die Kontakt-Pins 14 des Anzünders 10 erstrecken. Im Bereich der Buchse 31 umfasst der Anzünderträger 30 auf seiner Außenseite außerdem eine Haltenut 32. Die Haltenut 32 kann als ringförmige Nut ausgebildet sein und ermöglicht die Befestigung der Gasgeneratorbaugruppe in einem Gassackmodul. Der Anzünderträger 30 bildet ferner die Zentrierausnehmung 38 aus, in der der Anzünder 10 mit seiner Konusfläche 16 zentriert eingebettet ist. Zur zylinderförmigen Außenumfangsfläche 15 hin erstreckt sich am Anzünderträger 30 ein Stützring 34. Der Stützring 34 weist eine Innenfläche 36 auf, die an der Außenumfangsfläche 15 des Anzünders 10 anliegt. Die Innenfläche 36 des Anzünderträgers 30 ist ebenfalls zylinderförmig ausgebildet und steht im Wesentlichen rechtwinklig auf einer Bodenfläche 37. Die Bodenfläche 37 des Anzünderträgers 30 verbindet die Innenfläche 36 mit der Zentrierausnehmung 38.
Die Innenfläche 36 und die Bodenfläche 37 des Anzünderträgers 30 begrenzen mit der Konusfläche 16 des Anzünders 10 einen im Querschnitt dreieckförmigen Dichtungssitz 39 für eine Sockeldichtung 21. Die Sockeldichtung 21 kann als O-Ring ausgebildet sein und dichtet den Anzündersockel 11 bzw. den Anzünder 10 gegen den Anzünderträger 30 ab.
Das Brennkammerteil 40 bildet im Wesentlichen einen Behälter mit einer Brennkammer 41. In der Brennkammer 41 kann ein pyrotechnisches Treibmittel zur Gaserzeugung angeordnet sein. In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, dass in den 1 und 2 lediglich ein Teil des Brennkammerteils 40 dargestellt ist. Üblicherweise umschließt das Brennkammerteil 40 vollständig die Brennkammer 41, so dass vorzugsweise tablettenförmige pyrotechnische Treibmittel sicher im Brennkammerteil 40 gehalten sind.
Das Brennkammerteil 40 umfasst einen ringförmigen Fortsatz 46, der sich über den Stützring 34 des Anzünderträgers 30 stülpt. Der ringförmige Fortsatz 46 greift so um den Stützring 34 des Anzünderträgers 30 herum, dass eine Außenfläche des Brennkammerteils 40 mit einer Außenfläche des Anzünderträgers 30 fluchtet.
Am ringförmigen Fortsatz 46 ist eine Innenfläche 43 des Brennkammerteils 40 ausgebildet, die im Wesentlichen zylinderförmig geformt ist. Die Innenfläche 43 des Brennkammerteils 40 liegt mit direktem Kontakt an dem Stützring 34 des Anzünderträgers 30 an. Die Innenfläche 43 des Brennkammerteils 40 steht im Wesentlichen rechtwinklig auf einer Bodenfläche 44 des Brennkammerteils 40. Die Bodenfläche 44 des Brennkammerteils 40 liegt der Stirnfläche 35 des Anzünderträgers 30 gegenüber.
Konkret ist zwischen der Stirnfläche 35 des Anzünderträgers 30 und der Bodenfläche 44 des Brennkammerteils 40 ein Abstand gebildet, wenn das Brennkammerteil 40 vollständig auf den Anzünderträger 30 aufgesteckt ist. Durch den Abstand zwischen der Stirnfläche 35 des Anzünderträgers 30 und der Bodenfläche 44 des Brennkammerteils 40 verbleibt zwischen dem Anzünderträger 30 und dem Brennkammerteil 40 ein Ringraum 42. Der Ringraum 42 ist konkret durch die Stirnfläche 35 des Anzünderträgers 30, die Bodenfläche 44 des Brennkammerteils 40, die Außenumfangsfläche 15 des Anzünders 10 und die Innenfläche 43 des Brennkammerteils 40 begrenzt. Der Ringraum 42 weist insofern einen im Wesentlichen rechtwinkligen Querschnitt auf. Eine andere Querschnittsform ist denkbar. So kann der Ringraum 42 beispielsweise auch eine im Wesentlichen dreieckige Querschnittsgeometrie aufweisen.
In dem Ringraum 42 ist ein Dichtungselement 20 angeordnet. Das Dichtungselement 20 ist vorzugsweise aus einem elastischen Material, beispielsweise aus einem Gummi oder gummiartigen Material, konkret aus einem synthetischen Gummi, beispielsweise aus EPDM (Ethylene Propylene Diene Monomer). Das Dichtungselement 20 kann beispielsweise als O-Ring ausgebildet sein. Das Dichtungselement 20 weist eine Querschnittsfläche auf, die etwas größer sein kann als die Querschnittsfläche des Ringraums 42. Die bewirkt, dass sich das Dichtungselement 20 im eingesetzten Zustand zumindest teilweise in den Ringspalt 13 des Anzünders 10 wölbt, wodurch sich eine verbesserte Abdichtung ergibt. Im Allgemeinen dient das Dichtungselement 20 zur Abdichtung zwischen dem Anzünder 10 und dem Brennkammerteil 40. Gleichzeitig dichtet das Dichtungselement 20 den Anzünder 10 gegen den Anzünderträger 30 ab. Schließlich erfolgt durch das Dichtungselement 20 auch eine Abdichtung zwischen dem Anzünderträger 30 und dem Brennkammerteil 40.
Wie in den Figuren gut erkennbar ist, ist das Dichtungselement 20 im Wesentlichen zwischen der Stirnfläche 35 des Anzünderträgers 30 und der Bodenfläche 44 des Brennkammerteils 40 eingespannt. Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen überstülpt dabei das Brennkammerteil 40 den Anzünderträger 30, so dass das Dichtungselement 20 auch eine Innenfläche 43 des Brennkammerteils 40 berührt. Es ist auch denkbar, dass sich der Anzünderträger 30 über das Brennkammerteil 40 stülpt. In diesem Fall wäre der Ringraum 42 nach außen durch die Innenfläche 36 des Anzünderträgers 30 begrenzt.
Zur Bildung des Generatorgehäuses 25 sind der Anzünderträger 30 und das Brennkammerteil 40 miteinander fest verbunden. Die Verbindung kann beispielsweise durch Schweißen und/oder Kleben und/oder Schrauben und/oder Crimpen erfolgen. Beispielsweise kann der Anzünderträger ein Außengewinde am Stützring 34 aufweisen, in das ein Innengewinde am ringförmigen Fortsatz 46 des Brennkammerteils 40 eingreift. Es ist auch möglich, dass eine an die Innenfläche 34 angrenzende Stirnfläche 47 des ringförmigen Fortsatzes 46 mit einer entsprechenden Gegenfläche am Anzünderträger 30 verschweißt ist. Die stirnseitige Verschweißung kann zusätzlich zur umfangsseitigen Verbindung zwischen Anzünderträger 30 und Brennkammerteil 40 erfolgen. Die umfangsseitige Verbindung ist dabei vorzugsweise als Klebeverbindung, Schraubverbindung oder Crimpverbindung ausgestaltet. Außerdem ist es möglich, die Verbindung zwischen Anzünderträger 30 und Brennkammerteil 40 durch Bördeln oder eine formschlüssige Verbindung, beispielsweise einen Drehverschluss nach Art eines Karabiners, vorzusehen.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 erfolgt die Verbindung zwischen Anzünderträger 30 und Brennkammerteil 40 vorzugsweise durch Schweißen sowohl umfangsseitig als auch stirnseitig.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 2 ist hingegen vorgesehen, dass die Verbindung zwischen Anzünderträger 30 und Brennkammerteil 40 durch eine Rastverbindung erfolgt. Dazu weist der Anzünderträger 30 unterhalb des Stützrings 34 eine Rastausnehmung 33 auf. Die Rastausnehmung 33 kann sich ringförmig um den Anzünderträger 30 erstrecken. Es ist auch möglich, dass ein oder mehrere Rastausnehmungen beabstandet voneinander in Umfangsrichtung um den Anzünderträger 30 angeordnet sind. Komplementär zu der Rastausnehmung 33 umfasst das Brennkammerteil 40 einen Rasthaken 45. Der Rasthaken 45 kann ebenfalls ringförmig ausgebildet sein. Es ist auch möglich, dass ein oder mehrere Rasthaken 45 vorgesehen sind, die punktuell und beabstandet voneinander in Umfangsrichtung des Brennkammerteils 40 vorgesehen sind. Im verbundenen Zustand greift der Rasthaken in die Rastausnehmung 33 ein, so dass da Brennkammerteil 40 und der Anzünderträger 30 längsaxial und radial zueinander fixiert sind.
Generell, insbesondere jedoch bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 2, erfüllt das Dichtungselement 20 neben der Funktion, einen Feuchtigkeitseintritt in die Brennkammer 41 zu verhindern, außerdem die Funktion, Fertigungstoleranzen auszugleichen. Durch die elastischen Eigenschaften des Dichtungselements 20 erfolgt also eine klemmende und formschlüssige Fixierung des Anzünders 10 im Generatorgehäuse 25 auch bei größeren Fertigungsabweichungen innerhalb des Toleranzbereichs. Dies vereinfacht die Montage der Gasgeneratorbaugruppe. Durch die elastischen Eigenschaften des Dichtungselements 20 werden außerdem Vibrationen innerhalb der Gasgeneratorbaugruppe gedämpft, da insbesondere der Anzünder 10 durch das Dichtungselement 20 im Generatorgehäuse 25 verspannt wird. Das Dichtungselement 20 gleicht auch das Verhalten der einzelnen Bauteile der Gasgeneratorbaugruppe aufgrund unterschiedlicher Wärmeausdehnung aus. Üblicherweise sind der Anzünder 10 und der Anzünderträger 30 aus einem Kunststoff gefertigt, wogegen das Brennkammerteil aus Metall gebildet ist. Diese Bauteile weisen unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten auf und verhalten sich bei Temperaturschwankungen unterschiedlich. Das elastische Dichtungselement 20, das mit allen drei Bauteilen der Gasgeneratorbaugruppe in Verbindung steht, gleicht die unterschiedlichen Wärmeausdehnungen aus.
Ein weiteres, bevorzugtes Merkmal der hier beschriebenen Generatorbaugruppe besteht darin, dass der Anzünderträger 30 und das Brennkammerteil 40 ein Außengehäuse eines Gasgenerators bilden. Das Generatorgehäuse 25 schließt also einen Gasgenerator vollständig ab. Insbesondere ist kein zusätzliches Innengehäuse vorgesehen. Da der Anzünder 10 mit dem Generatorgehäuse 25, insbesondere dem Anzünderträger 30 und dem Brennkammerteil 40, in direktem Kontakt steht, ist einerseits die Anzahl der Bauteile für die Gasgeneratorbaugruppe bzw. den Gasgenerator reduziert. Andererseits weist das Generatorgehäuse 25 kompakte Außenmaße auf, was dem allgemeinen Streben nach Miniaturisierung von Gasgeneratoren Rechnung trägt.
Die in Zusammenhang mit den 1 und 2 beschriebene Gasgeneratorbaugruppe bildet vorzugsweise zusammen mit einem pyrotechnischen Treibmittel, das in der Brennkammer 41 angeordnet ist, und ggf. ein oder mehreren nicht dargestellten Filtern oder sonstigen gasleitenden Bauteilen, einen Gasgenerator. Es ist auch denkbar, dass sich in der Brennkammer 41 kein eigenes pyrotechnisches Treibmittel befindet und diese Kammer zur Verbrennung einer pyrotechnischen Beladung des Anzünders 11 selbst dient und damit auch als Expansionsraum für Abbrandprodukte des Anzünders 11 wirkt. In einem solchen Fall kann sich unmittelbar an die Brennkammer, in Strömungsrichtung gesehen, ein zu öffnendes Berstmittel, in Form einer Berstscheibe, anschließen, welches einen mit Druck vorgespannten Druckgasspeicher verschließt. Für den Druckgasspeicher eines derartigen sogenannten Hybridgasgenerator stellt die erfindungsgemäße Gasgeneratorbaugruppe eine einfache und kostengünstig anzubringende Öffnungsvorrichtung dar. Der Gasgenerator kann Teil eines Gassackmoduls sein, das zusätzlich einen Gassack aufweist, welcher durch das aus dem Gasgenerator freigesetzte Gas expandierbar ist. Derartige Gasgeneratoren bzw. Gassackmodule gelangen insbesondere in Personenschutzsystemen zum Einsatz, die auch als Airbagsysteme bekannt sind. Dabei kann die Erfindung sowohl bei Fahrer-Airbagsystemen, Beifahrer-Airbagsystemen, Seiten-Airbagsystemen oder Fenster-Airbagsystemen zum Einsatz gelangen. Ferner ist der Einsatz der Erfindung bei Knie-Airbagsystemen oder Fußgänger-Airbagsystemen sowie Fondpassagier-Airbagsystemen denkbar.
Bei der Montage der Gasgeneratorbaugruppe wird zunächst ein Anzünder 10 bereitgestellt, auf den ein Dichtungselement 20 aufgestülpt wird. Das Dichtungselement 20 kann dabei im Bereich des Ringspalts 13 positioniert werden. Durch die elastischen Eigenschaften des Dichtungselements 20 erfolgt eine reibschlüssige Vorfixierung des Dichtungselements 20 an der Außenumfangsfläche 15 des Anzünders 10. Ferner wird der Anzünderträger 30 bereitgestellt, wobei in den Anzünderträger 30 die Sockeldichtung 21 eingelegt wird. Der Anzünder 10 mit dem Dichtungselement 20 wird dann auf den Anzünderträger 30 aufgesetzt, wobei die Konusfläche 16 des Anzünders 10 in die Zentrierausnehmung 38 gleitet. Anschließend wird das Brennkammerteil 40 auf den Anzünder 10 gesetzt und längsaxial gegen den Anzünderträger 30 gedrückt. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 2 erfolgt durch diese Bewegung gleichzeitig eine Verbindung zwischen dem Anzünderträger 30 und dem Brennkammerteil 40, indem der Rasthaken 45 in die Rastausnehmung 33 am Anzünderträger 30 eingreift. Durch die längsaxiale Fügebewegung zwischen dem Anzünderträger 30 und dem Brennkammerteil 40 erfolgt also eine Rastverbindung der beiden Bauteile. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 wird hingegen nach Aufsetzen des Brennkammerteils 40 auf den Anzünderträger 30 ein zusätzlicher Montageschritt benötigt, um die Verbindung zwischen Anzünderträger 30 und Brennkammerteil 40 zu fixieren. Dies kann beispielsweise durch Schweißen, Crimpen, Bördeln oder Kleben erfolgen.
Bezugszeichenliste

10: Anzünder
11: Anzündersockel
12: Anzünderkappe
13: Ringspalt
14: Kontakt-Pin
15: Außenumfangsfläche
16: Konusfläche
20: Dichtungselement
21: Sockeldichtung
25: Generatorgehäuse
30: Anzünderträger
31: Buchse
32: Haltenut
33: Rastausnehmung
34: Stützring
35: Stirnfläche des Anzünderträgers 30
36: Innenfläche des Anzünderträgers 30
37: Bodenfläche des Anzünderträgers 30
38: Zentrierausnehmung
39: Dichtungssitz
40: Brennkammerteil
41: Brennkammer
42: Ringraum
43: Innenfläche des Brennkammerteils 40
44: Bodenfläche des Brennkammerteils 40
45: Rasthaken
46: Ringförmiger Fortsatz
47: Stirnfläche des Brennkammerteils 40

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1870301 B1 [0001]

Claims

Gasgeneratorbaugruppe mit einem Anzünder (10) und einem Generatorgehäuse (25), das einen Anzünderträger (30) und ein Brennkammerteil (40) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Anzünder (10) und dem Generatorgehäuse (25) wenigstens ein Dichtungselement (20) angeordnet ist, das den Anzünder (10) wenigstens gegen das Brennkammerteil (40) abdichtet.
Gasgeneratorbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungselement (20) den Anzünder (10) gegenüber dem Anzünderträger (30) und dem Brennkammerteil (40) abdichtet.
Gasgeneratorbaugruppe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungselement (20) in einem Ringraum (42) angeordnet ist, der durch den Anzünder (10), den Anzünderträger (30) und das Brennkammerteil (40) begrenzt ist.
Gasgeneratorbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungselement (20) an einer zylindrischen Außenumfangsfläche (15) des Anzünders (10) und/oder an einem konischen Bereich einer Anzünderkappe (12) des Anzünders (10) anliegt.
Gasgeneratorbaugruppe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der zylindrischen Außenumfangsfläche (15) ein Ringspalt (13) angeordnet ist, wobei sich das Dichtungselement (20) radial in den Ringspalt (13) einwölbt.
Gasgeneratorbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungselement (20) durch einen O-Ring gebildet ist.
Gasgeneratorbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anzünderträger (30) mit dem Brennkammerteil (40) durch eine Rastverbindung verbunden ist.
Gasgeneratorbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anzünder (10) zwischen dem Anzünderträger (30) und dem Brennkammerteil (40) formschlüssig fixiert ist.
Gasgeneratorbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anzünder (10) den Anzünderträger (30) und das Brennkammerteil (40) berührt.
Gasgeneratorbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anzünderträger (30) und das Brennkammerteil (40) gemeinsam ein Außengehäuse eines Gasgenerators bilden.
Gasgenerator mit einer Gasgeneratorbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Gassackmodul mit einem Gasgenerator nach Anspruch 11.
Personenschutzsystem, insbesondere Fahrer, Beifahrer-, Seiten- oder Fensterairbag, mit einem Gassackmodul und/oder einem Gasgenerator nach Anspruch 11 oder 12.
Verfahren zur Herstellung einer Gasgeneratorbaugruppe oder eines Gasgenerators oder eines Gassackmoduls oder eines Personenschutzsystems nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem vor einem Verbinden des Anzünderträgers (30) mit dem Brennkammerteil (40) das Dichtungselement (20) zwischen dem Anzünder (10) und dem Generatorgehäuse (25) angeordnet wird, so dass der Anzünder (10) wenigstens gegen das Brennkammerteil (40) abgedichtet ist.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Anzünderträger (30) mit dem Brennkammerteil (40) durch eine Rastverbindung verbunden wird.