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DE19817485A1 - Verfahren zum Herstellen eines Gasgenerators sowie Gasgenerator - Google Patents

Verfahren zum Herstellen eines Gasgenerators sowie Gasgenerator

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DE19817485A1
DE19817485A1 DE1998117485 DE19817485A DE19817485A1 DE 19817485 A1 DE19817485 A1 DE 19817485A1 DE 1998117485 DE1998117485 DE 1998117485 DE 19817485 A DE19817485 A DE 19817485A DE 19817485 A1 DE19817485 A1 DE 19817485A1
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DE
Germany
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housing
hollow body
gas generator
filter
housing part
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DE1998117485
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English (en)
Inventor
Rudolf Meixner
Werner Mueller
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Meixner Rudolf 84329 Wurmannsquick De
MUELLER, WERNER, 84453 MUEHLDORF, DE
Original Assignee
TRW Airbag Systems GmbH
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Publication date
Application filed by TRW Airbag Systems GmbH filed Critical TRW Airbag Systems GmbH
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Abstract

Ein Verfahren zum Herstellen eines Gasgenerators hat ein aus mehreren Gehäuseteilen (3, 5) zusammengesetztes Gehäuse, das in seinem Inneren eine Kammer (13) begrenzt. In diese Kammer ist Treibstoff (15) und/oder eine Verdämmung (17) und/oder ein Filter (19) eingesetzt. Zur Herstellung wird ein Gehäuseteil (3) zu einem topfförmigen Hohlkörper spanlos kaltverformt. In den Hohlkörper wird die Verdämmung (17) und/oder das Filter (19) und/oder Treibstoff (15) eingesetzt bzw. eingefüllt. Anschließend wird die noch teilweise offene Seite durch spanloses Kaltverformen des Gehäuseteils (3) weiter oder ganz geschlossen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Gasge­ nerators, insbesondere eines Gasgenerators für ein Fahrzeuginsassen- Rückhaltesystem, mit wenigstens einem Gehäuse, das aus mehreren Gehäuseteilen besteht und in seinem Inneren wenigstens eine Kammer aufweist, welche von wenigstens einem der Gehäuseteile begrenzt ist und in der Treibstoff und/oder eine Verdämmung und/oder ein Filter vorhanden ist.
Ferner betrifft die Erfindung einen Gasgenerator, insbesondere für ein Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem.
Der erfindungsgemäße Gasgenerator hat ein Gehäuse, das aus mehreren Gehäuseteilen besteht, wobei wenigstens ein Gehäuseteil einen einstückig hergestellten Hohlkörper bildet, der eine Filter- und/oder Brennkammer begrenzt. In die Filter- und/oder Brennkammer ist wenigstens ein Filter und/oder eine Verdämmung oder ein geschlossener, mit Treibstoff gefüllter Behälter eingesetzt. Die Befüllöffnung ist mittels eines Deckels verschlossen.
Ein aus der DE 28 24 701 A1 bekannter Gasgenerator weist eine Gehäuseschale auf, die eine rotationssymmetrische Gestalt hat und im Querschnitt s-förmig ist. Die Gehäuseschale wird durch Kaltverformen spanlos hergestellt. An der Gehäuseschale werden zahlreiche andere Gehäuseteile durch Schweißen angebracht, bis schließlich eine Kammer entsteht, in der Brennstoff untergebracht ist. An die Gehäuseschale schließt sich auch eine Filterkammer an, die durch Anschweißen von weiteren Gehäuseteilen an die Gehäuseschale gebildet ist.
Die Erfindung schafft ein Verfahren zum Herstellen eines Gasgenerators, bei dem die Herstellung des Gehäuses kostengünstiger ist als bei bekannten Verfahren, bei welchen eine spanende Bearbeitung vor dem Verbinden der einzelnen Gehäuseteile notwendig ist. Das erfindungsgemäße Verfahren ist durch folgende Schritte gekennzeichnet:
  • a) ein Gehäuseteil wird spanlos zu einem Hohlkörper kaltverformt, der wenigstens eine teilweise offene Seite hat,
  • b) in den Hohlkörper wird die Verdämmung und/oder das Filter und/oder Teibstoff eingesetzt bzw. eingefüllt, und
  • c) die teilweise offene Seite des Hohlkörpers wird durch spanloses Kaltverformen des Gehäuseteils weiter oder ganz geschlossen. Während bei den bisherigen Verfahren ein großer Deckel notwendig war, um den Hohlkörper zu schließen, wird beim erfindungsgemäßen Verfahren nach dem Einsetzen von Teilen in den Hohlkörper noch eine Kaltverformung durchgeführt, durch die der Hohlkörper wenigstens teilweise geschlossen wird. Dadurch werden auch die in den Hohlkörper eingebrachten Teile positioniert. Sollte noch ein kleiner Deckel zum Schließen des Hohlkörpers notwendig sein, so kann das fast geschlossene Gehäuseteil problemlos transportiert werden, denn es ist so weit geschlossen, daß die eingebrachten Teile nicht mehr herausfallen können. Eine spanende Nachbearbeitung ist beim erfindungsgemäßen Verfahren nicht mehr notwendig. Die Anzahl der Gehäuseteile kann durch das erfindungsgemäße Verfahren ebenso wie die Anzahl der Fertigungsschritte verringert werden.
Das zum Hohlkörper umgeformte Gehäuseteil kann das Außengehäuse des Gasgenerators wenigstens zum Teil oder zum Beispiel auch ein Innengehäuse bilden, das in das Außengehäuse eingesetzt wird.
Wenn die offene Seite des zum Hohlkörper geformten Gehäuseteils nicht ganz geschlossen wird, ist ein Deckel notwendig, der an dem Hohlkörper angebracht wird und die offene Seite verschließt. Das Anbringen des Deckels erfolgt vorzugsweise durch Schweißen. Im Deckel kann auch ein Zünder angebracht sein.
Der Hohlkörper kann eine Brennkammer bilden, wobei vor dem Einfüllen des Treibstoffs und vor dem weiteren Umformen des Hohlkörpers eine Verdämmung eingebracht wird.
Die Verdämmung dient dazu, den später einzufüllenden Treibstoff hermetisch dicht von der Umgebung abzuschließen sowie nach dem Zünden des Treibstoffs einen schnelleren Druckaufbau in der Brennkammer zu erreichen.
Darüber hinaus kann der Hohlkörper auch als Filterkammer dienen, in die vor dem weiteren Umformen ein Filter eingesetzt ist.
Ferner ist es möglich, daß das Filter gleich in die Brennkammer eingebracht wird, so daß keine separate Filterkammer mehr zwingend notwendig ist. Damit läßt sich die Anzahl der Kammern und auch die Anzahl der Trennwände zwischen den Kammern verringern.
Die Schritte a) und c), in denen eine Kaltverformung stattfindet, können mittels eines Tiefzieh- oder Fließpreßverfahrens durchgeführt werden.
Der erfindungsgemäße Gasgenerator, der sich durch einen einfachen Aufbau und wenig Gehäuseteile auszeichnet und bei dem keine spanende Nachbearbeitung an den Gehäuseteilen erforderlich ist, ist dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Abmaße des Filters und/oder der Verdämmung und/oder des Behälters im Verhältnis zu den Abmaßen der Befüllöffnung so gewählt sind, daß der Filter, die Verdämmung und/oder der Behälter nicht durch die offene Befüllöffnung wieder herausgezogen werden können. Dadurch wird nach dem Einsetzen einer oder mehrerer dieser Teile in den Hohlkörper bereits eine Positionierung des oder der Teile ermöglicht. Das Handling des Hohlkörpers zu weiteren Verarbeitungsstationen (zum Beispiel zur weiteren Befüllung, zum Schließen des Hohlkörpers und zum Anbringen von weiteren Gehäuseteilen) wird dadurch vereinfacht. Aufgrund der nicht mehr notwendigen spanenden Nachbearbeitung und aufgrund der vorgenommenen Kaltverformung kann die Festigkeit der Gehäuseteile im Vergleich zu spanend bearbeiteten oder nur aus Einzelteilen zusammengeschweißten Gehäusen gesteigert werden.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den nachfolgenden Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird.
In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Gasgenerator nach der Erfindung gemäß einer ersten Ausführungsform,
Fig. 2 und 3 einen Querschnitt durch den in Fig. 1 gezeigten Gasgenerator in zwei nacheinander folgenden Herstellungsschritten,
Fig. 4 einen Querschnitt durch einen Gasgenerator nach der Erfindung gemäß einer zweiten Ausführungsform mit einer separaten Brennkammer,
Fig. 5 einen Querschnitt durch eine dritte Ausführungsform eines Gasgenerators, bei dem die die Filterkammer bildenden Gehäuseteile kaltverformt worden sind, und
Fig. 6 einen Querschnitt durch eine vierte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gasgenerators, der zweistufig ausgebildet ist.
In Fig. 1 ist ein Gasgenerator für ein Fahrzeuginsassen- Rückhaltesystem gezeigt. Der Gasgenerator hat ein Gehäuse, das auch das Außengehäuse bildet. Das Gehäuse besteht aus zwei Gehäuseteilen, nämlich einem Gehäuseteil 3, das einen zylindrischen, nach unten offenen Hohlkörper bildet, und einem Deckel 5. Der Deckel 5 schließt die Befüllöffnung 7 der offenen Seite 9 des Gehäuseteils 3. Am Deckel 5 ist schon vor dessen Fixieren am Gehäuseteil 3 ein Zünder 11 angebracht. Der Gasgenerator hat in seinem Inneren nur eine Kammer, die die Brennkammer 13 bildet. Mit 15 ist der pyrotechnische Treibstoff, der in Tablettenform vorliegt, bezeichnet. Eine Verdämmung 17 in Form einer selbstklebenden Metallfolie ist an der Innenseite des Gehäuseteils 3 vor Ausströmöff­ nungen 21 angebracht. Zwischen der Verdämmung 17 und dem Treibstoff 15 ist ein ringförmiges Filter 19 im Gehäuseteil 3 fixiert.
Der gezeigte Gasgenerator ist sehr einfach aufgebaut und besteht aus wenigen Teilen, was seine Herstellung billig macht.
Die Herstellung des in Fig. 1 gezeigten Gasgenerators wird anhand der Fig. 2 und 3 erläutert. Das Gehäuseteil 3 ist ein spanlos zu einem Hohlkörper kaltverformtes Blechteil. Vor oder auch nach dem ersten Kaltverformungsschritt, der das Blech zu der in Fig. 2 skizzierten Gestalt verformt, werden die Ausströmöffnungen 21 gefertigt (zum Beispiel durch Stanzen). Nachdem das Gehäuseteil 3 spanlos durch ein Tiefzieh­ verfahren in die in Fig. 2 skizzierte topfförmige Gestalt mit einer offenen Seite 9 gebracht worden ist, werden das Filter 19 und die Verdämmung 17 über die offene Seite 9 in den Hohlkörper eingebracht und in diesem fixiert. Anschließend wird die offene Seite 9 des Gehäuseteils 3 durch Kaltumformen teilweise geschlossen. Es ergibt sich die in Fig. 3 gezeigte Gestalt des Gehäuseteils 3. Über die Befüllöffnung 7 wird der Treibstoff 15 in die Brennkammer 13 eingebracht. Anschließend wird der Deckel 5 mit daran fixiertem Zünder 11 aufgesetzt und mit dem Gehäuseteil 3 gasdicht und druckbeständig verschweißt.
Bei den nachfolgenden Ausgestaltungen des Gasgenerators werden die einander entsprechenden Teile mit einem jeweils um 100 erhöhten Bezugszeichen versehen.
Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform sind zwei Gehäuse vorgesehen, nämlich ein Außengehäuse 101 und ein Innengehäuse 131. Das Innengehäuse 131 besteht aus einem Gehäuseteil 133 in Form eines Hohlkörpers, wie er in den Fig. 1 bis 3 gezeigt war, und einem Deckel 105, welcher an dem Gehäuseteil 133 angeschweißt ist. Das Innere des Innengehäuses 131 bildet die Brennkammer 113, in die ein Behälter 135, welcher mit Treibstoff 115 gefüllt und gasdicht ist, eingesetzt ist. Der Behälter 135 hat im Bereich des Zünders 111 eine entsprechende Einbuchtung, die das Einsetzen des Zünders 111 erlaubt.
Die Herstellung des in Fig. 4 gezeigten Gasgenerators wird im folgenden erläutert. Zuerst wird das Gehäuseteil 133 in die in Fig. 2 gezeigte Form gebracht. Mit 137 sind Ausströmöffnungen bezeichnet, die den Ausströmöffnungen 21 in Fig. 2 entsprechen. Anschließend wird der Behälter 135 in den Hohlkörper über dessen offene Seite eingesetzt. Dann wird die offene Seite durch Kaltverformen teilweise geschlossen. Parallel zu diesem Vorgang wird das Gehäuseteil 103 kaltverformt und in einen in Fig. 2 gezeigten Zustand gebracht. Anschließend wird das Filter 119 und das Innengehäuse 131 samt Behälter 135 eingesetzt. Jetzt wird das Gehäuseteil 103 durch Kaltverformen geschlossen, wie es in Fig. 3 entsprechend dargestellt ist. Schließlich wird der Deckel 105 auf die Befüllöffnung 107 gesetzt und am Gehäuseteil 133 verschweißt. Die nach innen gebogene Unterseite des Gehäuseteils 103 wird ebenfalls an der Unterseite des Gehäuseteils 133 angeschweißt.
Bei dieser Ausgestaltung ist zwischen dem Innengehäuse 131 und dem durch das Gehäuseteil 103 gebildeten Außengehäuse 101 ein ringförmiger Zwischenraum vorgesehen, der eine Filterkammer 141 bildet.
Der in Fig. 5 dargestellte Gasgenerator hat ebenfalls zwei Kammern, nämlich eine Brennkammer 213 und eine die Brennkammer 213 umgebende Filterkammer 241. Dieser Gasgenerator besteht aus einem zentralen Teil, das dem in Fig. 1 gezeigten Gasgenerator entspricht und ein Gehäuse 203 hat, welches entsprechend den zuvor erläuterten Schritten des Umformens und Befüllens hergestellt ist. Dieser in Fig. 1 gezeigte Gasgenerator wird in ein ringförmiges, mit einer teilweise offenen Innenwandung versehenes Gehäuseteil 251 eingesetzt, das die Filterkammer 241 definiert. Die beiden die Brennkammer 213 und die Filterkammer 241 definierenden Gehäuseteile 203, 251 werden miteinander verschweißt. In die Filterkammer 241 werden ein oder sind mehrere Filter 253 eingesetzt. Das Gehäuseteil 251 wird ebenfalls durch Kaltverformen hergestellt, wobei zwischen zwei Kaltverformungsschritten das Filter 253 eingesetzt wird. Mit 221 sind Ausströmöffnungen bezeichnet. Bei dem in Fig. 5 gezeigten Gasgenerator strömt das erzeugte Treibgas durch das Filter 219 und die Ausströmöffnungen 237 in die Filterkammer 241, wo es durch die Filter 253 gelangt und abgekühlt wird. Anschließend gelangt es über die Ausströmöffnungen 221 in einen Gassack.
Der in Fig. 6 gezeigte Gasgenerator ist zweistufig ausgebildet, indem einfach zwei Gasgeneratoren nach Fig. 1 mit ihrer geschlossenen Seite aneinandergesetzt und durch Schweißen aneinander befestigt werden. Dadurch ergibt sich eine Modulbauweise. Bei dieser Ausführungsform können die beiden durch jeweils einen Gasgenerator gebildeten Stufen einzeln gezündet werden. Das Zünden kann gleichzeitig oder zeitversetzt erfolgen, je nach Bedarf.
Die gezeigten Ausführungsformen zeichnen sich durch einen einfachen Aufbau und sehr wenig Gehäuseteile aus, so daß das Herstellungsverfahren kostengünstig ist. Eine spanende Nachbearbeitung an den Gehäuseteilen kann entfallen.

Claims (16)

1. Verfahren zum Herstellen eines Gasgenerators, insbesondere für ein Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem, mit wenigstens einem Gehäuse, das aus mehreren Gehäuseteilen (3, 5; 103, 105, 133; 203, 205, 251; 303, 305) besteht und in seinem Inneren wenigstens eine Kammer aufweist, welche von wenigstens einem der Gehäuseteile (3, 5; 103, 105, 133; 203, 205, 251; 303, 305) begrenzt ist und in der Treibstoff (15; 115; 215; 315) und/oder eine Verdämmung (17; 217; 317) und/oder wenigstens ein Filter (19; 119; 219, 253; 319) vorhanden ist, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
  • a) ein Gehäuseteil (3; 103, 133; 203, 251; 303) wird spanlos zu einem Hohlkörper kaltverformt, der wenigstens eine teilweise offene Seite (9) hat,
  • b) in den Hohlkörper wird die Verdämmung (17; 217; 317) und/oder das Filter (19; 119; 219; 253; 319) und/oder Treibstoff (15; 115; 215; 315) eingesetzt bzw. eingefüllt, und
  • c) die teilweise offene Seite (9) wird durch spanloses Kaltverformen des Gehäuseteils (3; 103, 133; 203, 251; 303) weiter oder ganz geschlossen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die offene Seite (9) des Gehäuseteils (3; 103; 133; 203, 251; 303) im Schritt c) weiter, aber nicht ganz geschlossen wird, und daß ein Gehäuseteil in Form eines Deckels (5; 105; 205; 305) an dem Hohlkörper angebracht wird und die offene Seite (9) verschließt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (5; 105; 205; 305) an den Hohlkörper angeschweißt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß am Deckel (5; 105; 205; 305) vor dem Befestigen am Hohlkörper ein Zünder (11; 111; 211; 311) angebracht wurde.
5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Schritt b) Öffnungen (21; 121, 137; 221, 237; 321) in das den Hohlkörper bildende Gehäuseteil (3; 103, 133; 203, 251; 303) gefertigt werden.
6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper die Brennkammer (13; 113; 213; 313) bildet und nach dem Schritt c) der Treibstoff (15; 115; 215; 315) eingefüllt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Schritt b) das Filter (19; 219; 319) in die Brennkammer (13; 113; 213; 313) eingesetzt wird.
8. Gasgenerator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Schritt c) der Hohlkörper so umgeformt wird, daß das Filter (19; 219; 319) nicht mehr aus dem Hohlkörper herausgezogen werden kann.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß im Schritt b) die Verdämmung (17; 217; 317) eingesetzt wird und im Schritt c) der Hohlkörper so stark umgeformt wird, daß die Verdämmung (17; 217; 317) nicht mehr aus dem Hohlkörper herausgezogen werden kann.
10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das umgeformte Gehäuseteil (3; 103; 203, 251; 303) zumindest einen Teil des Außengehäuses des Gasgenerators bildet.
11. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das umgeformte Gehäuseteil (133) ein mit dem Außengehäuse (103) des Gasgenerators in vollständig montiertem Zustand verbundenes Innengehäuse bildet.
12. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Brennkammer (113; 213) und eine Filterkammer (141; 241) vorgesehen sind und daß das umgeformte Gehäuseteil (103, 133; 203; 251) das Gehäuse der Brennkammer (113; 213) oder der Filterkammer (141; 241) bildet.
13. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kaltverformen als Tiefziehverfahren ausgeführt wird.
14. Gasgenerator, insbesondere für ein Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem, mit einem Gehäuse, das aus mehreren Gehäuseteilen (3, 5; 103, 105, 133; 203, 205, 251; 303, 305) besteht, wobei wenigstens ein Gehäuseteil (3; 103, 133; 203, 251; 303) einen einstückig hergestellten Hohlkörper bildet, der eine Filterkammer (141; 241) und/oder eine Brennkammer (13; 113; 213; 313) begrenzt, in der oder in denen wenigstens eines der folgenden Teile vorhanden ist,
ein Filter (19; 119; 219, 253; 319),
eine Verdämmung (17; 217; 317) und/oder
ein geschlossener, mit Treibstoff gefüllter Behälter (135),
und der eine durch einen Deckel (5; 105; 205; 305) verschlossene Befüllöffnung (7; 107; 207; 307) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Abmaße des in den Hohlkörper eingesetzten Teiles im Verhältnis zu den Abmaßen der Befüllöffnung (7; 107; 207; 307) so gewählt sind, daß das eingesetzte Teil nicht durch die Befüllöffnung (7; 107; 207; 307) herausgezogen werden kann.
15. Gasgenerator nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß er nur eine Kammer hat, die die Brennkammer (13) bildet und die Gehäuseteile (3, 5) das Außengehäuse des Gasgenerators bilden.
16. Gasgenerator nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasgenerator zweistufig ausgebildet ist und jede Stufe nur eine Kammer aufweist, die die Brennkammer (313) bildet, in die jeweils auch ein Filter (319) eingesetzt ist.
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