DE29812627U1

DE29812627U1 - Gasgenerator

Info

Publication number: DE29812627U1
Application number: DE29812627U
Authority: DE
Original assignee: TRW Airbag Systems GmbH
Current assignee: ZF Airbag Germany GmbH; Mercedes Benz Group AG
Priority date: 1998-07-08
Filing date: 1998-07-15
Publication date: 1999-01-07
Anticipated expiration: 2008-07-16

Description

PRINZ & PARTNERgVr ^:

PATENTANWÄLTE Manzingerweg 7

EUROPEAN PATENT ATTORNEYS D-81241 München

EUROPEAN TRADEMARK ATTORNEYS Tel. + 49 89 89 69 80

15. Juli 1998

TRW Airbag Systems GmbH & Co. KG
Wernher-von-Braun-Straße 1
D-84544 Aschau am Inn

Unser Zeichen: T 8668 DE
KI/Hc

Gasgenerator

Die Erfindung betrifft einen Gasgenerator, insbesondere für Fahrzeuginsassen-Rückhaltesysteme, mit einem Außengehäuse, wenigstens einem pyrotechnischen Treibsatz und wenigstens einem Zünder, der im Rückhaltefall den Treibsatz zündet, so daß Heißgas erzeugt wird.

Es sind im Stand der Technik sowohl einstufige als auch zweistufige Gasgeneratoren bekannt, wobei letztere mehrere Treibsätze aufweisen, die einzeln und unabhängig voneinander gezündet werden können. Bei mehrstufigen Gasgeneratoren kann es vorkommen, daß bewußt nicht alle Treibsätze im Rückhaltefall gezündet werden sollen. Gerade zum Recyceln der Gasgeneratoren ist es aber wichtig zu wissen, ob möglicherweise ein noch aktivierbarer Treibsatz vorhanden ist. In diesem Fall muß der Gasgenerator mit äußerster Vorsicht und sehr aufwendig recycelt werden. Eine Möglichkeit herauszufinden, ob jeder Treibsatz schon gezündet worden ist, besteht darin, den Widerstand des zugeordneten Zündern zu messen, da beim Zünden der vorhandene Glühdraht durchbrennt. Dieses Verfahren ist jedoch aufwendig.

Die Erfindung schafft einen Gasgenerator, bei dem der oben

genannte Aufwand zum Herausfinden, ob der Treibsatz (bei einem einstufigen Gasgenerator) oder alle Treibsätze (bei einem mehrstufigen Gasgenerator) in einem Rückhaltefall bereits gezündet worden ist/sind.

Dies wird erfindungsgemäß durch wenigstens eine in dem Gasgenerator integrierte, von außen sichtbare, optische Anzeigevorrichtung erreicht, die anzeigt, ob der Treibsatz bereits gezündet wurde oder nicht. Es sind entsprechend keine zusätzlichen Meß- oder Prüfschritte beim erfindungsgemäßen Gasgenerator notwendig, um den Zustand seines oder seiner Treibsätze zu bestimmen.

Vorzugsweise ist die Anzeigevorrichtung am Zünder, an der Zünderhalterung oder an einer auf die Zünderanschlußpins aufgesteckten Isolierbuchse angebracht. Darüber hinaus kann die Zünderhalterung oder die Isolierbuchse selbst auch die Anzeigevorrichtung bilden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird ein Teil des erzeugten Gases vorzugsweise Heißgases zu der Anzeigevorrichtung gelenkt und betätigt diese. Hierzu kann entweder das Heißgas vorgesehen sein, das beim Zünden des zugeordneten Treibsatzes erzeugt wird, oder es kann ein mit dem Treibsatz gekoppelter, aber räumlich von diesem getrennter Hilfstreibsatz vorgesehen sein, der stets mit dem Treibsatz gezündet wird. Das vom Hilfstreibsatz erzeugte Heißgas betätigt dann die Anzeigevorrichtung. Beispielsweise kann zur Gaslenkung eine Ausblasöffnung im Außengehäuse des Gasgenerators vorgesehen sein. Die Anzeigevorrichtung ist dieser Ausblasöffnung zugeordnet und sitzt an der Ausblasöffnung, so daß das Heißgas über die Ausblasöffnung zur Anzeigevorrichtung gelangt. Die Anzeigevorrichtung kann beispielsweise ein die Ausblasöffnung vor dem Zünden des zugeordneten Treibsatzes verschließender Körper (z.B. ein Aufkleber oder eine Art Pfropfen) sein, der durch das Heißgas entfernt wird oder schmilzt.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform hat die Anzeigevorrichtung ein temperaturempfindliches Element oder ist sogar ein temperaturempfindliches Element, das seine Gestalt durch den Temperaturanstieg ändert, der beim Zünden des zugeordneten Treibsatzsatzes im Element hervorgerufen wird.

Die Gestaltänderung kann beispielsweise eine Formänderung oder eine Farbänderung sein. In letzterem Fall färbt sich das temperaturempfindliche Element so und ist an einer solchen Stelle am Gasgenerator angebracht, daß seine Temperatur beim Abbrand des Treibsatzes erhöht wird und es sich dadurch bleibend verfärbt. Dies

kann beispielsweise durch eine auf die Außenseite des Gehäuses aufgebrachte Lackschicht oder eine Folie erreicht werden. Deren Farbe schlägt bei Erreichen einer bestimmten Temperatur um. Auch ein Verkohlen des Elements wäre denkbar.
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Gemäß einer anderen Ausgestaltung kann das temperaturempfindliche Element aus einem durch die Temperaturerhöhung schmelzenden Material bestehen.

Wieder eine andere Ausführungsform sieht vor, daß die Anzeigevorrichtung eine Schmelzsicherung aufweist, deren Konstruktion ähnlich zu einer üblichen Stromsicherung im Hause ist, bei der z.B. ein Plättchen beim Durchbrennen der Sicherung sich zu einem Anzeigefenster bewegt. Ein solches Anzeigeplättchen könnte beim erfindungsgemäßen Gasgenerator beispielsweise durch eine Feder zu einem Sichtfenster bewegt werden, wenn ein Anschlag für die noch vorgespannte Feder aufgrund der Temperaturerhöhung nicht mehr wirksam ist.

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:

- Figur 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen, zweistufigen Rohrgasgenerators gemäß einer ersten Ausführungsform, wobei das rechte Ende teilweise aufgeschnitten ist,

- Figur 2 eine Ansicht der Stirnseite des Gasgenerators nach Figur 1 in Richtung des Pfeiles X, wobei die Anzeigevorrichtung mit einem Farbumschlag arbeitet,

- Figur 3 eine Ansicht der Stirnseite des in Figur 1 gezeigten, jedoch mit einer anderen Anzeigevorrichtung versehenen Gasgenerators, die mit einem schmelzenden Material arbeitet,

- Figur 4 eine Ansicht der Stirnseite des in Figur 1 gezeigten Gasgenerators, an der eine Anzeigevorrichtung mit einem verschiebbaren Anzeigeteil angebracht ist, bei noch nicht ausgelöstem, zugeordneten Treibsalz,

- Figur 5 eine Ansicht der in Figur 4 gezeigten Stirnseite des Gasgenerators, nach Auslösen des zugeordneten Treibsatzes,

- Figur 6 eine Explosionsansicht einer Zünderanordnung, in die eine andere Anzeigevorrichtung integriert ist, und

- Figur 7 eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gasgenerators.

In Figur 1 ist ein zweistufiger Rohrgasgenerator gezeigt, welcher an seinen beiden axialen Enden im Inneren jeweils einen Treibsatz mit einem zugeordneten Zünder aufweist. Von den Treibsätzen ist nur der rechte Treibsatz 3 gezeigt. Sein zugeordneter Zünder ist mit 5 bezeichnet. Der Zünder des linken Treibsatzes trägt das Bezugszeichen

7. Zwischen den Treibsätzen sind Ausströmöffnungen 9 im Außengehäuse 11 vorgesehen. Das Außengehäuse 11 besteht aus mehreren Teilen, nämlich einem Außenrohr sowie stirnseitigen Deckeln 13, in die die Zünder 5, 7. integriert sind, wie anhand des Zünders 5 zu sehen ist und im Zusammenhang mit Figur 6 noch erläutert wird. Jeder Treibsatz kann unabhängig vom anderen gezündet werden. In bestimmten Situationen (z.B. Unfall mit geringer Aufprallintensität) wird gegebenenfalls nur ein Treibsatz gezündet.

Um auf einfache Weise herauszufinden, ob auch jeder Treibsatz gezündet worden ist, ist eine von außen sichtbare, optische Anzeigevorrichtung jedem Treibsatz zugeordnet. Die in Figur 2 gezeigte Anzeigevorrichtung wird durch ein temperaturempfindliches Element in Form einer Spezialfolie 15 gebildet, die in einer stirnseitigen, umlaufenden Nut in dem Deckel 13 schützend untergebracht ist. Die Folie 15 ist temperaturempfindlich, d.h. ihre Farbe schlägt ab Erreichen einer bestimmten Temperatur bleibend um. Selbst wenn sich die Folie wieder abkühlt, wird sie nicht mehr die ursprüngliche Farbe

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annehmen. Die Folie ist an einer solchen Stelle am Außengehäuse 11 angebracht, daß nur durch den Abbrand des zugehörigen Treibsatzes eine zu einem Farbumschlag führende Temperaturerhöhung erreicht wird. Das bedeutet, daß sich beim Zünden des linken Treibsatzes trotz einer möglicherweise bis zum Deckel 13 reichenden Wärmeausbreitung die Folie nicht so stark erwärmt, daß sie die Farbe annimmt, die das Zünden ihres zugeordneten Treibsatzes signalisiert.

Selbstverständlich ist auch an der nicht explizit gezeigten linken Stirnseite des Deckels eine entsprechende, dem linken Treibsatz zugeordnete Anzeigevorrichtung vorgesehen.

Anstatt einer Folie 15 kann auch ein Speziallack vorgesehen sein, der in die Nut 17 eingebracht ist und der ab Erreichen einer bestimmten Temperatur eine andere Farbe annimmt.

Bei der in Figur 3 gezeigten alternativen Ausführungsform ist die Nut 17 mit einem temperaturempfindlichen Element 19 gefüllt, welches aus einem schmelzenden Material besteht. Die Schmelztemperatur ist entsprechend auf die Temperatur, welche beim Abbrand des zugehörigen Treibsatzes 3 in der Nut 17 entsteht, abgestimmt. Das heißt, im normalen Betriebszustand, selbst bei extremen Fahrzeuginnentemperaturen wird das Element nicht schmelzen, sondern erst bei Abbrand des zugeordneten Treibsatzes. Das temperaturempfindliche Element 19 deckt in dieser Ausführungsform bei nicht aktiviertem Treibsatz eine Beschriftung, hier "ausgelöst" in der Nut 17 ab, die aber nach dem Schmelzen freigelegt wird, so daß angezeigt wird, daß der Treibsatz auch ausgelöst wurde. Ein in Figur 1 angedeutetes Abdeckteil 20 kann das Element 19 nach außen schützen und fällt beim Schmelzen des Elements 19 ab.

Bei der in den Figuren 4 und 5 gezeigten Ausführungsform ist das temperaturempfindliche Element eine Bimetallfeder 21, die an der Stirnseite, um den etwas vorstehenden Zünder 5 herum gewickelt ist. Ein Ende 23 ist als Haken ausgebildet und in dem in Figur 4 gezeigten Zustand in eine Vertiefung in einem plättchenartigen Anzeigeteil 25 eingerastet. Das entgegengesetzte Ende der Bimetallfeder 21 ist fest mit dem Anzeigeteil 25 verbunden. Zwischen den beiden Enden ist die

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Bimetallfeder 21 an der Stelle 27 mit dem Zünder 5 oder dem Deckel 13 verbunden. Die Beschriftung "ok", welche bei nicht aktiviertem Treibsatz durch das Anzeigeteil 25 nicht verdeckt ist, trägt das Bezugszeichen 29.
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Wird der der Anzeigevorrichtung zugeordnete Treibsatz gezündet, wird auch die Bimetallfeder 21 erwärmt, die dann bestrebt ist, ihre Enden auseinanderzubewegen, bis schließlich das Ende 23 aus der zugehörigen Vertiefung im Anzeigeteil 25 ausrastet und die Bimetallfeder auseinanderspringt. Die sich dann ergebende Gestalt der Bimetallfeder ist in Figur 5 gezeigt. Das sich bei diesem Vorgang bewegende Anzeigeteil 25 deckt in dem in Figur 5 gezeigten Zustand die Beschriftung "ok" ab und legt die zuvor noch verdeckte Beschriftung "ausgelöst" frei.

Figur 6 zeigt, wie der Zünder 5 in dem Deckel 13 integriert ist. Zur Abdichtung und Isolierung wird er in eine Zünderhallerung 31 aus Kunststoff gesteckt. Ein O-Rjng 33 verbessert die Abdichtung. Eine sogenannte Isolierbuchse 37, ebenfalls aus Kunststoff, wird auf die Zünderanschlußpins 35 gesteckt. Die Isolierbuchse hat eine Metallfeder 39, welche die beiden Zünderanschlußpins 35 kurzschließt, solange ein (nicht gezeigter) Stecker nicht auf die Zünderanschlußpins aufgesetzt wird, welcher mit der Steuerungseinheit verbunden ist. Durch den Kurzschluß wird vermieden, daß der Zünder z.B. beim Transport, versehentlich ausgelöst werden kann. Mit 41 ist ein zusätzlicher O-Ring zur Verbesserung der Dichtung zwischen der Zünderhalte rung 31 und dem Deckel 13 bezeichnet.

Bei dieser Ausführungsform kann entweder die Zünderhaiterung 31 und/oder die Isolierbuchse 37 aus einem solchen temperaturempfindlichen Kunststoff hergestellt sein, welcher seine Farbe aufgrund der Erwärmung beim Abbrennen des Treibsatzes 3 ändert. Damit ist die Zünderhalterung 31 oder die Isolierbuchse 37 als temperaturempfindliches Element ausgebildet. Es ist selbstverständlich auch möglich, daß nur das außenseitige Ende der Zünderhalterung 31 oder der Isolierbuchse 37 als temperaturempfindliches Element ausgebildet ist.

Bei der in Figur 7 dargestellten Ausführungsform eines Zweistu-

fengasgenerators ist von dem vom Treibsatz 3 eingenommenen Raum eine kleine Kammer 96 über eine mit Öffnungen versehene Wand 100 abgetrennt. In der Kammer 96 ist ein kleiner, wenig leistungsfähiger Hilfstreibsatz 97 angeordnet. Mit 98 ist eine Ausblasöffnung, die von der Kammer 96 ausgeht und im Außengehäuse 11 vorgesehen ist, bezeichnet. Über diese Ausblasöffnung 98 wird das vom Hilfstreibsatz 97 erzeugte Heißgas im Rückhaltefall ausgeblasen. Diese geringe Menge an Heißgas reicht aus, um ein vor Zünden des Treibsatzes 3 und des Hilfstreibsatzes 97 die Ausblasöffnung 98 verschließenden Körper aus der Öffnung auszustoßen. Wenn dieser Körper ausgestoßen ist, zeigt dies an, daß der Treibsatz 3 gezündet worden ist. Anstatt des Körpers kann auch eine über die Ausblasöffnung 98 geklebte Folie als Anzeigevorrichtung dienen. Darüber hinaus kann auch ein zuvor erläutertes temperaturempfindliches Element nahe der Ausblasöffnung 98 am Außengehäuse 11 befestigt sein, das durch das Heißgas erwärmt wird.

Es muß jedoch nicht zwingend ein zusätzlicher Hilfstreibsatz vorgesehen sein, um eine geringe Menge an Heißgas zu erzeugen, die die Anzeigevorrichtung betätigt. Der in der linken Hälfte des Gasgenerators untergebrachte Treibsatz ist nämlich nicht mit einem Hilfstreibsatz gekoppelt. Im Außengehäuse 11 ist vielmehr eine sehr kleine Ausblasöffnung 98 im Bereich dieses Treibsatzes vorgesehen, über die nach Zünden des Treibsatzes eine geringe Menge an Heißgas ausströmt und dabei eine Verdämmfolie 102 entfernt, die als Anzeigevorrichtung zusammen mit der Ausblasöffnung 98 dient. Ist die Folie 102 entfernt, so zeigt dies an, daß der zugehörige Treibsatz gezündet worden ist.

Der erfindungsgemäße Gasgenerator muß nicht zwingend rein pyrotechnisch betrieben werden, denn die erläuterten Anzeigevorrichtungen können auch bei einem Hybrid-Gasgenerator vorgesehen sein. Das zur Betätigung der Anzeigevorrichtung gemäß Figur 7 notwendige Gas kann in diesem Fall auch ein Mischgas sein.

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15. Juli 1998

Unser Zeichen: T 8668 DE
KI/Hc

Schutzansprüche

1. Gasgenerator, insbesondere für Fahrzeuginsassen-Rückhaltesysteme, mit einem Außengehäuse (11), wenigstens einem pyrotechnischen Treibsatz (3) und wenigstens einem Zünder (5, 7) der im Rückhaltefall den Treibsatz (3) zündet, so daß Heißgas erzeugt wird, gekennzeichnet durch wenigstens eine in den Gasgenerator integrierte, von außen sichtbare, optische Anzeigevorrichtung, die anzeigt, ob der Treibsatz (3) bereits gezündet worden ist oder nicht.

2. Gasgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigevorrichtung am Zünder (5, 7), der Zünderhaltung (31) oder an einer auf die Zündanschlußpins (35) aufgesteckten Isolierbuchse (37) angebracht ist oder wenigstens einen Teil derselben bildet.

3. Gasgenerator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Rückhaltefall ein Teil des erzeugten Gases zu der Anzeigevorrichtung gelenkt wird und diese betätigt.

4. Gasgenerator nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch einen mit dem pyrotechnischen Treibsatz (3) gekoppelten, aber räumlich von diesem getrennten Hilfstreibsatz (97), der stets mit dem Treibsatz (3) gezündet wird und der die Anzeigevorrichtung durch das von ihm erzeugte Heißgas betätigt.

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5. Gasgenerator nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Außengehäuse (11) eine Ausblasöffnung (98) vorgesehen ist. die der Anzeigevorrichtung zugeordnet ist und an der die Anzeigevorrichtung sitzt, so daß das über die Ausblasöffnung (98) entweichende Gas zur Anzeigevorrichtung gelangt.

6. Gasgenerator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigevorrichtung durch ein die Ausblasöffnung (98) vor Zünden des zugeordneten Treibsatzes (3) verschließender Körper ist.

7. Gasgenerator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigevorrichtung ein temperaturempfindliches Element (21) aufweist oder durch ein temperaturempfindliches Element (15; 19) gebildet ist, das seine Gestalt durch die bei Zünden des zugeordneten Treibsatzes (3) hervorgerufene Temperaturerhöhung ändert.

8. Gasgenerator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das temperaturempfindliche Element (15) so ausgebildet und angeordnet ist, daß es sich durch seine Temperaturerhöhung aufgrund des Abbrandes des Treibsatzes bleibend verfärbt.

9. Gasgenerator nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das temperalurempfindliche Element (15) ein auf dem Außengehäuse aufgebrachter Lack oder eine auf das Außengehäuse aufgebrachte Folie ist, dessen/deren Farbe bei Temperaturerhöhung umschlägt.

10. Gasgenerator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das temperaturempfindliche Element (19) aus einem Material besteht, das bei der Temperaturerhöhung des Elements aufgrund des Abbrennens des zugehörigen Treibsatzes (3) schmilzt.

11. Gasgenerator nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß außenseitig auf das temperaturempfindliche Element (19) noch eine Abdeckung aufgebracht ist.

12. Gasgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigevorrichtung eine Schmelzsicherung

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13. Gasgenerator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dai3 das temperaturempfindliche Element (21) mit einem Anzeigeteil (25) verbunden ist und dieses beim Abbrennen des Treibsatzes verschiebt und wobei das Anzeigeteil beim anschließenden Abkühlen nicht mehr in diejenige Lage zurückkehrt, die es vor dem Abbrennen des Treibsatzes eingenommen hat.

14. Gasgenerator nach Anspruch 13. dadurch gekennzeichnet, daß das temperaturempfindliche Element eine Bimetallfeder (21) ist, welche das Anzeigeteil (25) verschiebt.

15. Gasgenerator nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Anzeigeteil (25) im nicht verschobenen Zustand eine Beschriftung am Außengehäuse verdeckt.

16. Gasgenerator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er mehrere Treibsätze (3) und zugeordnete Zünder (5, 7) aufweist, wobei die Treibsätze (3) einzeln und unabhängig voneinander gezündet werden können und daß zu jedem Treibsatz (3) eine zugeordnete Anzeigevorrichtung vorgesehen ist, wobei jede Anzeigevorrichtung nur anzeigt, ob der ihr zugeordnete Treibsatz gezündet worden ist oder nicht.

17. Gasgenerator nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß er als Rohrgasgenerator ausgebildet ist und zwei entgegengesetzte Stirnseiten aufweist, an denen jeweils eine Anzeigevorrichtung vorgesehen ist.