DE19541586C2

DE19541586C2 - Pyrotechnic gas generator

Info

Publication number: DE19541586C2
Application number: DE1995141586
Authority: DE
Inventors: Hermann Dipl Ing Bauer; Franz Dipl Ing Fuerst
Original assignee: Temic Bayern Chemie Airbag GmbH
Current assignee: ZF Airbag Germany GmbH
Priority date: 1995-11-08
Filing date: 1995-11-08
Publication date: 1999-08-12
Anticipated expiration: 2015-11-09
Also published as: DE19541586A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Gasgenerator nach dem Oberbegriff des Patent anspruchs 1.The invention relates to a gas generator according to the preamble of the patent claim 1.

Gasgeneratoren sind zum Schutz der Insassen bei einem Unfall in Verbin dung mit einer Rückhaltevorrichtung in beinahe jedem Kraftfahrzeug se rienmäßig eingebaut. Meistens handelt es sich hierbei um Rückhaltevorrich tungen wie Airbags, die zum Schutz des Fahrers in das Lenkrad und zum Schutz von Beifahrer in das Armaturenbrett eingebaut sind. Vermehrt sind Airbags auch als sog. Sidebags in die Fahrzeugtüren eingebaut, um die Fahr zeuginsassen auch bei einem Seitenaufprall wirksam zu schützen. In der Er probung befinden sich weiterhin auch Airbags, die zum besseren Schutz der Passagiere im Fond in die Kopfstützen oder in die Rückenlehnen der Vor dersitze eingebaut sind.Gas generators are connected to protect the occupants in the event of an accident with a restraint in almost every motor vehicle installed as a standard. Most often this is a retention device such as airbags that protect the driver in the steering wheel and Passenger protection are built into the dashboard. Are increased Airbags also installed as so-called sidebags in the vehicle doors to keep the driver to effectively protect witness occupants even in the event of a side impact. In the Er Airbags, which are used to better protect the Passengers in the rear in the headrests or in the backrests of the front the seats are installed.

Gasgeneratoren nach dem Stand der Technik weisen allerdings zumindest den Nachteil auf, daß sie aus einer großen Anzahl von vormontierten und in ein meist mehrteiliges Filtergehäuse eingebauten Einzelteilen bestehen. Dieser hohe Materialeinsatz bedeutet ein hohes Gewicht, erfordert einen hohen Montageaufwand und eine aufwendige Fertigungstechnologie, z. B. Fließpreßverfahren. Zur Verbindung der Gehäuseteile müssen häufig kosten intensive Doppelgewinde oder Schweißverbindungen eingesetzt werden. Auch schränken bisherige Konstruktionen und die daraus sich ergebenden Fertigungstechniken den gestalterischen Freiraum stark ein.However, gas generators according to the prior art have at least the disadvantage that they consist of a large number of pre-assembled and individual parts built into a mostly multi-part filter housing. This high use of materials means a high weight, requires one high assembly costs and complex manufacturing technology, e.g. B. Extrusion process. To connect the housing parts often have to cost intensive double threads or welded connections are used. Also limit previous designs and the resulting ones Manufacturing techniques greatly limit the creative freedom.

Ein gattungsgemäßer Gasgenerator ist aus der EP 0 369 579 A1 bekannt. Die ser nicht geschweißte und im wesentlichen aus zwei Gehäusehälften beste hende Gasgenerator weist im Gegensatz zu vielen anderen Gasgeneratoren keine Trennung zwischen Brennkammer und Filterkammer auf.A generic gas generator is known from EP 0 369 579 A1. The ser not welded and essentially the best of two housing halves The gas generator shows unlike many other gas generators no separation between combustion chamber and filter chamber.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Gasgenerator anzugeben, dessen Eigen schaften, insbesondere dessen Herstellbarkeit, gegenüber dem Stand der Technik verbessert werden.It is an object of the invention to provide a gas generator, its own compared to the state of the art be improved.

Gelöst wird diese Aufgabe durch einen Gasgenerator mit zylindrischem Aufbau zum Aufblasen einer Rückhaltevorrichtung, insbesondere eines Prallkissens (Airbag) zum Schutz für die Insassen eines Kraftfahrzeugs, wobei
This object is achieved by a gas generator with a cylindrical structure for inflating a restraint device, in particular an impact cushion (airbag) for protecting the occupants of a motor vehicle, wherein

- A lower part and an upper part a housing for receiving one in the area Axis of symmetry of the lower and upper part arranged ignition unit and form a combustion chamber and the combustion chamber generate a propellant gas contains the fuel,
- Filter means are provided through which the propellant gas in the retainers device is guided and
- Upper and lower parts of the housing by means of a positive connection are interconnected, and which is characterized in that it is the positive connection is a bayonet lock.

Die Vorteile der Erfindung liegen neben der Kosten- und Gewichtseinsparung durch Verwendung dünnwandiger Materialien aufgrund der Versteifungsrippen auch darin, daß der neuartige Renkverschluß eine einfache und maschinelle Endmontage ermöglicht und auf einfachem Wege zu einer dauerhaften und stabilen Verbindung zwischen einzelnen Gehäuseteilen führt.The advantages of the invention lie in addition to the cost and weight savings Use of thin-walled materials due to the stiffening ribs also in that the new bayonet lock a simple and mechanical final assembly enables and easy way to a permanent and stable connection leads between individual housing parts.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend ausführlich erläutert und in den Figuren dargestellt.An embodiment of the invention is explained in detail below and in shown the figures.

Es zeigenShow it

Fig. 1 eine teilweise aufgeschnittene Seitenansicht eines ersten Ausführungs beispiels des erfindungsgemäßen Gasgenerators, Fig. 1 is a partially cutaway side view of a first execution example of the invention the gas generator,

Fig. 2a eine perspektivische Ansicht des Gehäuseoberteils des Gasgenerators gemäß Fig. 1 und Fig. 2a shows a perspective view of the upper housing part of the gas generator according to FIG. 1 and

Fig. 2b eine perspektivische Ansicht des Gehäuseunterteils des Gasge nerators gemäß Fig. 1. Fig. 2b is a perspective view of the lower housing part of the Gasge nerators of FIG. 1.

Fig. 1 zeigt einen Gasgenerator 1 in zylindrischer Bauform, bestehend aus einem Gehäuseoberteil 2 und einem Gehäuseunterteil 3. Als Material für Ge häuseoberteil 2 und Gehäuseunterteil 3 kommen vorzugsweise Aluminium- oder Eisenlegierungen zum Einsatz, die beispielsweise im Fließpreß- bzw. Gußverfahren hergestellt sind. Als gestalterisches Merkmal zur Festigkeitsop timierung sind Gehäuseoberteil 2 und -unterteil 3 sowohl innen als auch au ßen mit einer Wabenstruktur in Form von sternförmigen oder radialsymme trischen Versteifungsrippen 26 versehen. Infolge dieser Maßnahme zur Festigkeitserhöhung kann ein zentraler Zuganker, der Gehäuseoberteil 2 und Gehäuseunterteil 3 verbindet, entfallen. Fig. 1 shows a gas generator 1 in cylindrical shape, consisting of a housing upper part 2 and a lower housing part 3. Aluminum or iron alloys are preferably used as the material for the upper housing part 2 and the lower housing part 3 , which are produced, for example, in the extrusion or casting process. Optimization as a design feature for Festigkeitsop upper housing part 2 and lower part 3 are both inside and SEN au provided 26 having a honeycomb structure in the form of star-shaped or radialsymme trical stiffening ribs. As a result of this measure to increase strength, a central tie rod, which connects upper housing part 2 and lower housing part 3 , can be omitted.

Das Gehäuseoberteil 2 weist Gasausströmöffnungen 8 auf und ist beispiels weise mittels eines Renkverschlusses 18, bestehend aus (Rast-) Haken 16 und korrespondierenden Hakentaschen 17, mit dem Gehäuseunterteil 3 verbun den. Ein Flansch 4 dient zur Befestigung einer Rückhaltevorrichtung 9 in Form eines Prallsacks. Ein Befestigungsmittel 28 verbindet Prallsack 9 und Flansch 4. Im Zentrum des rotationssymmetrischen Gehäuseunterteils 3 ist eine Aufnahme 10 angeordnet, in die eine Anzündeinheit 20 von innen ein gesetzt ist. Die Anzündeinheit 20 ist in das Gehäuseunterteil 3 eingeklebt, eingenietet oder mittels eines Gießharzes eingegossen. Es gibt auch die Möglichkeit, daß die Anzündeinheit 20 mittels einer Überwurfmutter mit dem Gehäuseunterteil 3 verschraubt ist.The upper housing part 2 has gas outflow openings 8 and is example, by means of a bayonet lock 18 , consisting of (locking) hook 16 and corresponding hook pockets 17 , with the lower housing part 3 verbun the. A flange 4 is used to fasten a retaining device 9 in the form of an impact bag. A fastening means 28 connects the impact bag 9 and flange 4 . In the center of the rotationally symmetrical lower housing part 3 , a receptacle 10 is arranged, in which an ignition unit 20 is inserted from the inside. The ignition unit 20 is glued into the lower housing part 3 , riveted or cast in by means of a casting resin. There is also the possibility that the ignition unit 20 is screwed to the lower housing part 3 by means of a union nut.

Durch Verschrauben von Gehäuseoberteil 2 mit dem Gehäuseunterteil 3 ent steht im Innern des Gasgenerators 1 eine Brennkammer 30, die als Treibmit tel einen zu kleinen Tabletten gepreßten Festtreibstoff 6 enthält und auch aus mehreren Kammern mit jeweils einer eigenen Anzündeinheit 20 beste hen kann.By screwing the upper housing part 2 to the lower housing part 3, there is a combustion chamber 30 inside the gas generator 1 , which contains a solid compressed fuel 6 compressed as small tablets and can also consist of several chambers, each with its own ignition unit 20 .

Die Anzündeinheit 20 besteht aus einem elektrischen Anzünder (Schmelz draht), einer Primärladung, einer Sekundärladung, einer Anzünderhülse 24 und einem als Steckereinheit ausgeführtem elektrischen Anschluß. Bei je dem Einschatten der elektrischen Anlage des Kraftfahrzeugs fließt im Nor malfall durch den Schmelzdraht des elektrischen Anzünders kurzzeitig ein Prüfstrom von typisch 40 mA. Fließt aufgrund einer Leitungsunterbrechung kein Prüfstrom oder aufgrund eines Leckstroms ein größerer Strom als der typische Prüfstrom von 40 mA, wird der Fahrer anhand einer Warneinrich tung über die womöglich nicht funktionierende Sicherheitseinrichtung in formiert.The ignition unit 20 consists of an electrical igniter (melting wire), a primary charge, a secondary charge, an igniter sleeve 24 and an electrical connection designed as a plug unit. Each time the electrical system of the motor vehicle is shadowed, a test current of typically 40 mA flows briefly through the fuse wire of the electrical igniter in the normal case. If a test current does not flow due to a line interruption or a current greater than the typical test current of 40 mA due to a leakage current, the driver is informed of the possibly non-functioning safety device by means of a warning device.

Im Fall einer Auslösung fließt durch den Schmelzdraht des elektrischen An zünders ein Zündstrom von typisch 1,75 A, wodurch die Primärladung, im allgemeinen ein leicht entflammbares Pulver, gezündet wird. In Folge des sen wird anschließend eine Verstärkerladung, die Sekundärladung, im allge meinen eine Schwarzpulvermischung, gezündet, wodurch der Druck im In nern der Anzünderhülse 24 stark ansteigt. Bei einer gewünschten Druck schwelle, die durch Berststellen in der aus einer Aluminium- oder Stahllegie rung bestehenden Anzünderhülse 24 und durch deren Materialstärke einge stellt wird, berstet die Anzünderhülse 24 und das zu Tabletten gepreßte Treibmittel 6 entzündet sich und setzt das zum Aufblasen der Rückhaltevor richtung 9 notwendige Gas frei, das durch Gasausströmöffnungen 8 in die Rückhaltevorrichtung 9 einströmt.In the event of a trigger, an ignition current of typically 1.75 A flows through the fuse wire of the electrical igniter, as a result of which the primary charge, generally an easily flammable powder, is ignited. As a result of the sen an amplifier charge, the secondary charge, generally a black powder mixture, is ignited, whereby the pressure inside the igniter sleeve 24 rises sharply. At a desired pressure threshold, which is caused by bursting in the lighter sleeve made of aluminum or steel alloy 24 and by their material thickness, the lighter sleeve 24 bursts and the compressed propellant 6 ignites and sets this to inflate the device restraining device 9 necessary gas free, which flows through gas outflow openings 8 into the retaining device 9 .

Vor den Gasausströmöffnungen 8 ist eine Dichtfolie 27, im allgemeinen aus Aluminiumfolie, angeordnet, um den meist hygroskopischen Treibstoff 6 vor Feuchtigkeit zu schützen und den Druck zu bestimmen, der bei einer Zündung in der Brennkammer 30 aufgebaut werden soll.A sealing film 27 , generally made of aluminum film, is arranged in front of the gas outflow openings 8 in order to protect the mostly hygroscopic fuel 6 from moisture and to determine the pressure which is to be built up in the combustion chamber 30 when ignited.

Berstet die Dichtfolie 27 beim gewünschten Druck, strömt das erzeugte Gas durch die vor den Gasausströmöffnungen 8 angeordnete Filtereinheit 15 und durch die Gasausströmöffnungen 8 in das Prallkissen. Die Filtereinheit 15 besteht aus mehreren Filterlagen und einem am Gehäuseoberteil 2 anlie genden Feinfilter 13, wobei die innenliegenden Filterlagen weitmaschiger sind als die den Gasausströmöffnungen 8 zugewandten, damit zuerst die groben und später die feinen Abbrandprodukte aus dem Gasstrom ausgefil tert werden. Zudem wird der Gasstrom beim Passieren jeder Filterlage mehr und mehr abgekühlt, so daß die Rückhaltevorrichtung 9 nicht durch zu heißes Gas beschädigt wird. If the sealing film 27 bursts at the desired pressure, the generated gas flows through the filter unit 15 arranged in front of the gas outflow openings 8 and through the gas outflow openings 8 into the impact cushion. The filter unit 15 consists of a plurality of filter layers and a fine filter 13 attached to the upper housing part 2 , the inner filter layers being wider-meshed than the gas outlet openings 8 , so that first the coarse and later the fine combustion products are filtered out from the gas stream. In addition, the gas flow is cooled more and more as it passes through each filter layer, so that the retaining device 9 is not damaged by excessively hot gas.

Die Filtereinheit 15 ist noch um ein Vorfilter 7 ergänzt, das zusätzlich auch die Funktion eines Volumenausgleichsmittels übernimmt und einen siche ren Halt der Treibstofftabletten 6 gewährleistet. Die vor den Gasausström öffnungen 8 angeordnete Dichtfolie 27 schützt auch die Filtereinbauten 7, 15 und 13 vor Korrosion durch eindringende Feuchtigkeit, so daß auf Edel stahlfilter verzichtet werden kann.The filter unit 15 is supplemented by a pre-filter 7 , which also takes on the function of a volume equalizer and ensures a safe hold of the fuel tablets 6 . The arranged in front of the gas outflow openings 8 sealing film 27 also protects the filter internals 7 , 15 and 13 from corrosion by penetrating moisture, so that stainless steel filters can be dispensed with.

In den Fig. 2a und 2b ist die erfindungsmäßige Befestigung zwischen Ge häuseoberteil 2 und -unterteil 3 eines Gasgenerators 1 in Form eines Renk verschlußes 18 dargestellt. Hierfür weist das Gehäuseoberteil 2 radial ange ordnete Hakentaschen 17 auf, in die korrespondierende und zum Gehäuse unterteil 3 gehörende Rasthaken 16 eingreifen. Die Anzahl der Hakenta schen 17 und Rasthaken 16 sollte mindestens zwei betragen und richtet sich nach der Materialstärke der Rasthaken 16 und der mechanischen Bean spruchung, der sie ausgesetzt sind.In FIGS. 2a and 2b, the present invention moderate attachment between Ge häuseoberteil 2 and base 3 of a gas generator 1 in the form of a Renk shown shutter 18. For this purpose, the upper housing portion 2 radially arranged hook pockets 17 which engage in the corresponding lower part 3 and to the housing part of locking hooks sixteenth The number of hook 17's and locking hooks 16 should be at least two and depends on the material thickness of the locking hooks 16 and the mechanical stress to which they are exposed.

Durch Verwendung des Renkverschlußes 18 können kostenintensive Gewin de oder Verschweißungen zur Befestigung des Gehäuseoberteils 2 mit dem Gehäuseunterteil 3 entfallen.By using the bayonet lock 18 , expensive thread de or welds for attaching the upper housing part 2 to the lower housing part 3 can be omitted.

In der rotationssymmetrischen Brennkammer 30 sind Vorfilter 7 und Filter einheit 15 mit Feinfilter 13 ebenfalls in rotationssymmetrischer Form einge baut und umfassen den zu Tabletten gepreßten Festtreibstoff 6. Bei einer Auslösung strömt das erzeugte Treibgas durch mehrere Gasausströmöffnun gen 8 in ein am Flansch 4 angebrachtes Prallkissen.In the rotationally symmetrical combustion chamber 30 , prefilter 7 and filter unit 15 with fine filter 13 are also built in a rotationally symmetrical form and comprise the solid fuel 6 compressed into tablets. When triggered, the propellant gas flows through a plurality of gas outflow openings 8 into an impact cushion attached to the flange 4 .

Claims

1. Gas generator with a cylindrical structure for inflating a restraint device ( 9 ), in particular an impact cushion (airbag) to protect the occupants of a motor vehicle, wherein

a) a lower part ( 3 ) and an upper part ( 2 ) form a housing for receiving a propellant-producing fuel ( 6 ) and means ( 20 ) for igniting the fuel ( 6 );
b) filter means ( 7 , 13 , 15 ) are provided, through which the propellant gas is led into the retaining device ( 9 ),
c) upper housing part ( 2 ) and lower part ( 3 ) are connected to one another by means of a positive connection ( 18 ), characterized in that the positive connection ( 18 ) is a bayonet lock.

2. Gas generator according to claim 1, characterized in that the bayonet lock ( 18 ) consists of (locking) hooks ( 16 ) and hook pockets ( 17 ).

3. Gas generator according to claim 2, characterized in that the (locking) hooks ( 16 ) in the lower housing part ( 3 ) are arranged.

4. Gas generator according to claim 2, characterized in that the hook pockets ( 17 ) are arranged in the upper housing part ( 2 ).

5. Gas generator according to claim 1, characterized in that a combustion chamber ( 30 ) is provided for the fuel ( 6 ) and an ignition unit ( 20 ) is used as the ignition means.

6. Gas generator according to claim 5, characterized in that the igniter ( 20 ) is arranged in the region of the axis of symmetry of the lower ( 3 ) and upper part ( 2 ).

7. Gas generator according to one of claims 1 to 4, characterized in that several combustion chambers ( 30 ) are provided for the fuel ( 6 ).

8. Gas generator according to claim 7, characterized in that an ignition unit ( 20 ) is provided as the ignition means in each combustion chamber ( 30 ).

9. Gas generator according to claim 6, characterized in that the lower housing part ( 3 ) is designed such that the ignition unit ( 20 ) from the inside in a receptacle ( 10 ) of the lower housing part ( 3 ) can be used.

10. Gas generator according to one of the preceding claims, characterized in that the ignition unit ( 20 ) is glued into the lower housing part ( 3 ).

11. Gas generator according to one of the preceding claims, characterized in that the ignition unit ( 20 ) is riveted into the lower housing part ( 3 ).

12. Gas generator according to one of the preceding claims, characterized in that the ignition unit ( 20 ) is cast into the lower housing part ( 3 ).

13. Gas generator according to one of the preceding claims, characterized in that the ignition unit ( 20 ) by means of a union nut with the lower housing part ( 3 ) is screwed ver.

14. Gas generator according to one of the preceding claims, characterized in that an igniter sleeve ( 24 ) belonging to the ignition unit ( 20 ) has bursting points.

15. Gas generator according to one of the preceding claims, characterized in that the combustion chamber ( 30 ) is sealed at the gas outflow openings ( 8 ).

16. Gas generator according to one of the preceding claims, characterized in that the upper housing part ( 2 ) and lower part ( 3 ) have a honeycomb structure to increase the mechanical strength.