DE60102414T2

DE60102414T2 - Hybridgasgenerator mit einem Bohrpfosten

Info

Publication number: DE60102414T2
Application number: DE60102414T
Authority: DE
Inventors: Christophe Haegeman; Franck Le Baudy; Christian Perotto
Original assignee: Livbag SAS
Current assignee: Livbag SAS
Priority date: 2000-05-30
Filing date: 2001-05-21
Publication date: 2005-05-04
Anticipated expiration: 2021-05-22
Also published as: KR100748007B1; FR2809693A1; FR2809693B1; CN1243652C; US20020007755A1; BR0102166A; US6460461B2; DE60102414D1; EP1160138B1; JP2002067869A; EP1160138A1; JP3495999B2; ATE262433T1; KR20010109133A; ES2215863T3; CN1325803A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft den Bereich des Insassenschutzes eines Kraftfahrzeugs mittels eines aufblasbaren Kissens. Genauer betrifft die Erfindung einen röhrenförmigen Hybridgasgenerator, der das Aufblasen eines solchen Kissens ermöglicht.
Um ein Schutzkissen für die Insassen eines Kraftfahrzeugs aufzublasen, wurden in der Vergangenheit Behälter mit unter Druck stehendem Gas eingesetzt, die über einen pyrotechnischen Hahn zu öffnen sind. So beschreibt das US-Patent 3,690,695 eine Vorrichtung zum Aufblasen eines Schutzkissens. Diese Vorrichtung ist von einem Behälter mit unter Druck stehendem Gas gebildet, der von den Leitungen, die zu dem Kissen führen, durch ein dichtes Innenhütchen isoliert ist, gegen welches ein massiver Kolben mit Rippen in Auflage kommt.
Im Falle eines Aufpralls bewirkt ein im hinteren Bereich des Kolbens angeordneter pyrotechnischer Zünder die Vorwärtsbewegung des Kolbens, welcher das Innenhütchen zerreißt und den kalten, unter Druck stehenden Gasen ermöglicht, in die Leitungen einzudringen. Da sich die aus der Verbrennung der pyrotechnischen Ladung stammenden heißen Gase nicht mit den kalten Gasen vermischen können, werden diese letzteren erwärmt, indem sie über ein Magnesiumbett geführt werden, das mit ihnen reagiert. Eine solche Vorrichtung ist in ihrem Funktionsprinzip gefährlich und erfordert eine komplizierte Ausführung.
Daher wurde versucht, Hybridgasgeneratoren zu entwickeln, die einerseits einen Behälter mit unter Druck stehenden, kalten Gasen aufweisen, und andererseits eine pyrotechnische Ladung, die in der Lage ist, zwei Funktionen zu erfüllen: das Öffnen des Gasbehälters sowie die Erwärmung der kalten Gase.
Die PCT-Anmeldung WO 98/09850 beschreibt so einen röhrenförmigen Hybridgasgenerator, der ein unter Druck stehendes Gas sowie einen an einen pyrotechnischen Initiator gekoppelten Kolben aufweist. Im Falle des Aufpralls bewirkt das Anzünden des Initiators die Verschiebung des Kolbens, welcher den Generator an seinem dem pyrotechnischen Initiator abgewandten Ende öffnet, und außerdem die Erwärmung der kalten Gase durch Vermischung dieser letzteren im Inneren des Generators mit den heißen Gasen, die aus dem pyrotechnischen Initiator stammen. Dabei ist ein abrupter Anstieg des Drucks im Inneren des Generators zu beobachten, und aus offensichtlichen Sicherheitsgründen ist die in dem Generator zu lagernde Gasmenge weit unter ihrem theoretischen Maximalwert begrenzt. Schließlich ist die Herstellung eines Generators, bei welchem der Lauf des Kolbens über die gesamte Länge des Generators geführt werden muss, relativ kostspielig.
Um die Herstellung des Generators zu vereinfachen, wurde daher beispielsweise in der PCT-Anmeldung WO98/12078 ein röhrenförmiger Hybridgasgenerator der Art mit Seitenöffnungen für den Auslass der Gase vorgeschlagen, wobei sich der Behälter mit den unter Druck stehenden, kalten Gasen auf einer Seite dieser Öffnungen befindet und die pyrotechnische Kammer auf der anderen Seite. Die Öffnung des Gasbehälters wird von einem hohlen Kolben sichergestellt, der einen zentralen Kanal aufweist, welcher nach der Öffnung den heißen Gasen ermöglicht, in den Behälter einzudringen, um sich mit den kalten Gasen zu vermischen. Das erwärmte Gemisch verlässt dann den Behälter über den Freiraum, der um den Kolben herum besteht und aus dem Aufbrechen des Innenhütchens stammt, welches den Behälter verschlossen hat.
Auch wenn diese Lösung röhrenförmige Hybridgasgeneratoren an die Hand gibt, die relativ einfach herzustellen sind, behebt sie doch nicht die Nachteile, die sich daraus ergeben, dass die aus der Verbrennung der pyrotechnischen Ladung stammenden heißen Gase in das Innere des Behälters mit den unter Druck stehenden, kalten Gasen eindringen.
Diese Nachteile finden sich ebenfalls bei den Lösungen, welche zum Öffnen des Behälters ein Projektil anstelle eines Kolbens einsetzen, wie beispielsweise in dem US-Patent 5,464,247 beschrieben, oder bei denjenigen, welche einen Kolben mit profilierter Spitze verwenden, wie beispielsweise in dem Patent DE 19 545 077 beschrieben.
In der Schrift JP-A-10 250 525 ist ein Generator beschrieben, der die in dem Oberbegriff des Anspruchs 1 der vorliegenden Anmeldung erwähnten Merkmale aufweist.
Röhrenförmige Hybridgasgeneratoren sind besonders gesucht, um das Aufblasen von vorderen oder seitlichen Schutzkissen sicherzustellen, die für die Insassen von Kraftfahrzeugen bestimmt sind, aber der Fachmann verfügt derzeit nicht über röhrenförmige Hybridgasgeneratoren, welche zugleich einfach herzustellen sind und vollständig die Vermischung der aus der Verbrennung der pyrotechnischen Ladung stammenden heißen Gase mit den in dem Behälter gelagerten kalten Gase außerhalb dieses letzteren sicherstellen.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht genau darin, einen solchen Generator vorzuschlagen.
Die Erfindung betrifft somit einen Hybridgasgenerator mit einem röhrenförmigen Körper, der ein oberstromiges Ende aufweist, das von einer pyrotechnischen Vorrichtung zur Zündung und Erzeugung heißer Gase verschlossen ist, und ein unterstromiges Ende, das gasdicht verschlossen ist, wobei der röhrenförmige Körper außerdem Ausgangsöffnungen für die Gase aufweist und eine innere Trennwand enthält, welche eine zentrale, von einem Innenhütchen verschlossene Öffnung mit S-förmigem Querschnitt aufweist, wobei die Trennwand den röhrenförmigen Körper in zwei Bereiche unterteilt:

– einen oberstromigen Bereich, der eine Brenn- und Mischkammer bildet und die pyrotechnische Vorrichtung und die Gasausgangsöffnungen enthält,
– einen unterstromigen Bereich, der eine Sammelkammer bildet, welche zumindest ein unter Druck stehendes Gas enthält, wobei der röhrenförmige Körper von zwei zylindrischen, mit einem ihrer Enden aneinander befestigten Rohren gebildet ist, wobei die Trennwand mit dem einen der beiden Rohre ein einziges Element ausbildet, wobei der Körper in seinem oberstromigen Bereich zwischen der pyrotechnischen Vorrichtung und der inneren Trennwand ein Stützteil (30) aufweist, das an dem Körper befestigt ist, ohne mit der inneren Trennwand oder den Gasausgangsöffnungen in Kontakt zu kommen, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützteil einen beweglichen, massiven Kolben aufweist, der von zumindest einer Säule mit einem Querschnitt s, der kleiner ist als der Querschnitt S, gebildet ist, und der gegen das Innenhütchen anliegt, das die zentrale Öffnung der inneren Trennwand verschließt, wobei die Säule an ihrem der Trennwand gegenüberliegenden Ende eine massive Basis mit einem Querschnitt So aufweist, der größer ist als S, wobei die Basis Umfangsrippen trägt, die dazu in der Lage sind, in Anschlag gegen die innere Trennwand zu kommen, wodurch so verhindert wird, dass die Basis in Kontakt mit der zentralen Öffnung kommt

Die besondere Struktur des Generators, bei welcher die innere Trennwand mit dem einen der beiden Rohre, die den Körper des Generators bilden, ein einziges Element ausbildet, ermöglicht, zusammen mit dem Einsatz eines beweglichen Kolbens, der Umfangsrippen trägt, welche das Verschließen der zentralen Öffnung der Trennwand verhindern, das Ziel der Erfindung zu erreichen. In der Tat können die kalten Gase nach dem Öffnen der Sammelkammer durch die Säule des beweglichen Kolbens die Sammelkammer über den Bereich der zentralen Öffnung in der inneren Trennwand verlassen, der von der Säule des Kolbens frei gelassen wurde, um in die Brenn- und Mischkammer einzudringen. Zugleich dient die verbreiterte Basis des Kolbens als Ablenkvorrichtung für die aus der pyrotechnischen Vorrichtung stammenden heißen Gase. Diese heißen Gase können nicht in die Sammelkammer eindringen, sondern werden zur Vermischung mit den aus dieser letzteren austretenden kalten Gase geleitet, um das Gasgemisch auszubilden, welches den Generator über seine Ausgangsöffnungen verlässt, wobei die Struktur des Körpers des Generators eine absolute Funktionszuverlässigkeit sicherstellt.
Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführung der Erfindung isolieren das Stützteil und der bewegliche, massive Kolben die pyrotechnische Vorrichtung gegen die Gasausgangsöffnungen.
Diese Ausführung ermöglicht, einen guten Schutz der pyrotechnischen Vorrichtung und somit eine gute Bewahrung während der Lebensdauer des Generators zu erreichen.
Gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführung der Erfindung ist das Stützteil von einem hohlen Ring gebildet, der gegen den Körper des Generators gepresst ist, wobei der Ring eine zentrale zylindrische Aussparung aufweist, welche einen inneren Ansatz derart umfasst, dass sie gegenüber der pyrotechnischen Vorrichtung einen Durchmesser d₁ und gegenüber der inneren Trennwand einen Durchmesser d₂ aufweist, wobei d₂ größer als d₁ ist, wobei der Ring gegenüber der inneren Trennwand von einem hohlen, zylindrischen Hals verlängert ist, dessen Innendurchmesser gleich d₂ ist und dessen Außendurchmesser kleiner als der Innendurchmesser des röhrenförmigen Körpers ist.
In diesem Fall ist der bewegliche massive Kolben gebildet einerseits von einem zylindrischen Körper, der ein zylindrisches Endstück mit einem Außendurchmesser d₁, eine zylindrische Basis mit einem Außendurchmesser d₃, der zwischen d₁ und d₂ liegt, und eine zylindrische Säule mit einem Querschnitt s und einer Länge l aufweist, und andererseits von Flügeln mit einer Höhe h, die kleiner ist als die Länge l, welche die Säule umgeben, und welche auf der Basis des zylindrischen Körpers ruhen, wobei die Flügel die Umfangsrippen bilden.
In dieser Ausführung ruht die Basis des beweglichen Kolbens auf dem von dem Stützring gebildeten inneren Ansatz und das Endstück des Kolbens, dessen Höhe geringer als der Lauf des Kolbens sein muss, dringt in den Bereich der zentralen Aussparung des Ringes ein, der sich gegenüber der pyrotechnischen Vorrichtung befindet. Nach dem Zünden der pyrotechnischen Vorrichtung beginnen die heißen Gase den massiven beweglichen Kolben nach vorne zu stoßen, ohne dass sie sich mit den aus der Sammelkammer stammenden kalten Gasen vermischen können. So wird ein Hybridgasgenerator geschaffen, der den Beginn des Entfaltens des Schutzkissens einzig mit kalten Gasen sicherstellt.
Gemäß einer dritten bevorzugten Ausführung der Erfindung bilden die Flügel ein einziges Teil, das einen zentralen, zylindrischen Kanal mit Querschnitt s aufweist, wobei das Teil mit Kraft auf die Säule des zylindrischen Körpers des beweglichen massiven Kolbens aufgepresst ist.
Vorteilhafterweise ist der zylindrische Körper des Kolbens ein Metallkörper und das Teil besteht aus einem steifen Plastikmaterial.
Gemäß einer vierten bevorzugten Ausführung der Erfindung schließlich weisen die den röhrenförmigen Körper des Generators bildenden beiden zylindrischen Rohre identische Außen- und Innendurchmesser auf und sind durch Verschweißen aneinander befestigt. Vorteilhafterweise bildet die innere Trennwand ein einziges Element mit dem Rohr aus, welches den oberstromigen Bereich des Generators bildet. Diese letzte Ausführung ermöglicht tatsächlich einen besonders einfachen und zuverlässigen Zusammenbau des erfindungsgemäßen Generators, wie es in Einzelheiten später in der Beschreibung erläutert werden wird.
Die Erfindung ermöglicht somit, einen einfach und kostengünstig herzustellenden, röhrenförmigen Hybridgasgenerator zu erhalten. Dieser Generator lässt die Vermischung der heißen Gase und der kalten Gase zu, wobei dennoch vermieden wird, dass die heißen Gase in den Behälter mit den kalten Gasen eindringen. In einem gegebenen Volumen der Sammelkammer ist es somit möglich, eine größere Gasmenge zu komprimieren als diejenige, die in einem Hybridgasgenerator mit den gleichen Eigenschaften, aber ohne diese Sicherheit gelagert werden kann.
Diese Möglichkeit wird noch dadurch verstärkt, dass vor dem pyrotechnischen Betrieb die Säule des beweglichen Kolbens gegen das Innenhütchen, welches die Sammelkammer verschließt, in Auflage kommt und gegenüber diesem Innenhütchen die Rolle eines mechanischen Pfeilers spielt, der seine Druckfestigkeit erhöht.
Hiernach wird eine detaillierte Beschreibung einer bevorzugten Ausführung der Erfindung unter Bezugnahme auf die 1 bis 10 gegeben.
1 stellt in teilweise weggenommener Perspektive einen erfindungsgemäßen röhrenförmigen Hybridgasgenerator dar.
Die 2 bis 4 sind vergrößerte Ansichten des in 1 dargestellten Generators in dem Bereich, der den Stützring, den beweglichen Kolben und die innere Trennwand aufweist, und zwar jeweils vor dem pyrotechnischen Betrieb, zu Beginn des pyrotechnischen Betriebs und im Verlauf des pyrotechnischen Betriebs.
5 ist eine Perspektivansicht des Körpers des beweglichen Kolbens.
6 ist eine Perspektivansicht des einzigen Teils, das dazu bestimmt ist, mit Kraft auf die Säule des Kolbens aufgepresst zu werden.
7 stellt in teilweise weggenommener Perspektive die pyrotechnische Vorrichtung des in 1 dargestellten Generators dar.
8 stellt in einer Schnittansicht die in 7 dargestellte Vorrichtung dar.
9 stellt in axialer Schnittansicht das zylindrische Rohr dar, welches den oberstromigen Bereich des in 1 dargestellten Generators bildet.
10 stellt in axialer Schnittansicht das zylindrische Rohr dar, welches den unterstromigen Bereich des in 1 dargestellten Generators bildet.
In 1 ist ein erfindungsgemäßer Hybridgasgenerator 1 dargestellt. Dieser Generator umfasst einen röhrenförmigen Körper 2, der von zwei hohlen zylindrischen Rohren 50 und 51 gebildet ist, die aneinander gesetzt und miteinander verschweißt sind.
Das Rohr 50, das dazu dient den oberstromigen Bereich des Generators zu bilden, ist an einem seiner Enden von einer Wand 26 verschlossen, welche eine zentrale Öffnung 27 aufweist. Das Rohr 50 und die Wand 26 bilden ein einziges Teil. Die Trennwand 26 weist einen äußeren Umfangsansatz 52 auf, der einem hohlen zylindrischen Rohr 51 mit demselben Durchmesser und derselben Dicke wie das Rohr 50 ermöglicht, sich auf die Trennwand 26 aufzulegen. Die beiden so angeordneten Rohre werden miteinander verschweißt. Das Rohr 51 umfasst ebenfalls an seinem der Trennwand 26 abgewandten Ende einen Boden 22 mit einer zentralen Öffnung 23. Das Rohr 51 dient dazu, den unterstromigen Bereich des Generators zu bilden. Die Rohre 50 und 51 bestehen aus Stahl.
Das Rohr 50 weist ein oberstromiges Ende 3 auf, in welches ein hohler Metallring 5 eingepresst ist, der zu einer pyrotechnischen Vorrichtung 4 gehört, welche in Einzelheiten in den 7 und 8 dargestellt ist.
Die pyrotechnische Vorrichtung 4 setzt sich somit aus einem Zünderträger 6 mit dem hohlen Ring 5 zusammen, welcher von einem hohlen Hals 7 verlängert ist, in den ein elektropyrotechnischer Zünder 8 eingepresst ist, dessen Elektroden 9 von einem Ringshunt 10 geschützt sind. Eine zylindrische Metallkappe 11 umschließt den Hals 7 und legt sich auf der Basis 5 dank eines auf der Basis 5 aufgeklebten, konisch erweiterten Bereiches 12 auf. An ihrem dem konisch erweiterten Bereich 12 abgewandten Ende weist die Kappe 11 eine ebene Fläche 13 auf, welche vorab ausgeschnitten ist und sich unter der Wirkung eines Druckanstiegs öffnen kann. Der Zünder 8 weist einen schmalen oberen Bereich 14 auf, der von einer Feder 15 umgeben ist, welche eine pyrotechnische Ladung 16 in Form eines mehrfach durchbohrten, gelappten Blockes trägt. Dieser Block wird in seinem oberen Bereich von einem durchbrochenen Keil 17 gehalten, der eine Scheibe 18 trägt, die mit der Fläche 13 in Berührung kommt und eine zentrale Öffnung 19 aufweist. Die pyrotechnische Ladung 16 ist vorteilhafterweise von einem Propergolverbundblock auf der Basis von Ammoniumperchlorat und Natriumnitrat mit einem Silikonbindemittel gebildet, wie beispielsweise in dem US-Patent 5,610,444 beschrieben, wobei die Kappe 11 vor dem Betrieb eine gasdichte Isolierung sicherstellt.
Da der Außendurchmesser der Kappe 11 kleiner als der Innendurchmesser des Rohrs 50 ist, ist ein röhrenförmiger Steg 20 aus Kunststoffmaterial zwischen der Kappe 11 und dem Rohr 50 festgeklemmt, um die Funktion eines Volumenausgleichers zu erfüllen und das seitliche Aufbrechen der Kappe 11 zum Zeitpunkt des Zündens der Ladung 16 zu verhindern.
Die Öffnung 23, welche dem Füllen des unterstromigen Bereiches des Generators mit den Gasen dient, ist dicht von einem Schweißstopfen 24 verschlossen.
Als Gas können Inertgase, wie Stickstoff, Argon, Helium oder Gemische aus Inertgasen und oxydierenden Gasen, wie Luft oder Argon/Sauerstoff-Gemische eingesetzt werden. Diese Gasgemische, welche oxydierende Gase enthalten, sind dann interessant einzusetzen, wenn die pyrotechnische Ladung Reduktionsgase liefert.
Unterstromig von der pyrotechnischen Vorrichtung 4 weist das Rohr 50 Gasausgangsöffnungen 25 auf, deren Mittelpunkte in einer gleichen radialen Ebene verteilt sind, welche senkrecht zu den Mantellinien des zylindrischen Rohrs 50 liegt.
Die zentrale Öffnung 27 der Trennwand 26 ist eine kreisförmige Öffnung, die von einem Innenhütchen 28 verschlossen ist, welches auf der Außenfläche der Trennwand angeordnet und befestigt ist.
In dieser Form umfasst der Generator 1 zwei unterschiedliche Bereiche:

– einen oberstromigen Bereich, der die Zündvorrichtung 4 mit ihrer pyrotechnischen Ladung 16 sowie die Gasausgangsöffnungen 25 enthält, wobei dieser Bereich eine Brenn- und Mischkammer 46 bildet,
– einen unterstromigen Bereich, der eine Sammelkammer 29 bildet, welche dafür bestimmt ist, zumindest ein unter Druck stehendes Gas zu enthalten.

Das Rohr 50 enthält ebenfalls ein hohles Stützteil 30, welches mit der Fläche 13 der Kappe 11 der pyrotechnischen Vorrichtung 4 in Berührung kommt. Dieses hohle Stützteil 30 ist durch Aufpressen auf dem Rohr 50 befestigt, ohne mit der inneren Trennwand 26 und den Gasausgangsöffnungen 25 in Berührung zu kommen. Das Stützteil 30 umfasst einen massiven beweglichen Kolben 31, der eine Säule 32 mit kleinerem Querschnitt als der Querschnitt S der von der inneren Trennwand 26 getragenen zentralen Öffnung 27 aufweist. Diese Säule 32 legt sich gegen das die Öffnung 27 verschließende Innenhütchen 28 an und bildet so einen Pfeiler, der die Festigkeit des Innenhütchens gegen den Druck der in der Kammer 29 enthaltenen Gase verstärkt.
Nunmehr werden in Einzelheiten das Stützteil 30 und der bewegliche Kolben 31 unter genauerer Bezugnahme auf die 2 und ebenfalls auf die 5 und 6 für den Kolben 31 beschrieben.
Das Stützteil 30 ist ein Metallteil, das von einem hohlen, zylindrischen Ring 33 gebildet ist, welcher mit dem Steg 20 in Berührung kommt, und welcher durch Pressen in dem Rohr 2 befestigt ist, wobei die untere, ebene Fläche 34 dieses Ringes 33 bis zur oberen Begrenzung der Öffnungen 25 reicht, ohne sie zu verließen. Der Ring 33 weist eine zentrale, zylindrische Aussparung 35 auf, welche einen Innenansatz 36 besitzt. So hat die Aussparung 35 einen Durchmesser d₁ gegenüber der pyrotechnischen Ladung 16 und einen anderen Durchmesser d₂ gegenüber der inneren Trennwand 26, wobei d₂ zugleich größer ist als d₁ und als der Durchmesser d der zentralen Öffnung 27 der Trennwand 26. Der hohle Ring 33 ist gegenüber der inneren Trennwand 26 von einem hohlen zylindrischen Hals 37 verlängert, der mit der Trennwand 26 nicht in Berührung kommt. Der Innendurchmesser dieses Halses 37 ist gleich d₂, wohingegen sein Außendurchmesser kleiner als der Innendurchmesser des Rohrkörpers 50 ist.
Der Kolben 31 ist einerseits gebildet von einem zylindrischen Metallkörper 38, der ein zylindrisches Endstück 39 mit einem Außendurchmesser d₁ aufweist, und der eine zentrale Verstärkung 40 aufweist, deren Rolle später in der Beschreibung erläutert werden wird. Der Körper 38 weist ebenfalls eine massive zylindrische Basis 41 auf mit einem Außendurchmesser d₃, der zwischen d₁ und d₂ liegt. Schließlich weist der Körper 38 eine zylindrische Säule 32 mit einem Querschnitt s und einer Länge l auf. Der Körper 38 ist von einem einzigen Metallteil gebildet, wobei die Säule 32 durch Zurückdrängen des Metalls erhalten wird, das anfangs das Volumen der Verstärkung 40 einnahm.
Andererseits ist der Kolben 31 von einem einzigen Teil 42 aus steifem Plastikmaterial mit gleichmäßiger Höhe h gebildet, welches einen zylindrischen, zentralen Kanal 43 mit Querschnitt s aufweist, welcher dem Teil 42 ermöglicht, mit Kraft auf die Säule 32 des Körpers 38 aufgepresst zu werden, um den Kolben 31 zu bilden. Das einzige Teil 42 weist 3 seitliche Sektoren in Form von Flügeln 44 auf. Die Höhe h des einzigen Teils 42 und somit der Flügel 44 ist kleiner als die Länge l der Säule 32 und in der dargestellten Ausführung sogar kleiner als die Höhe des Halses 37 des Stützteils 30.
Die maximale diametrale Raumbeanspruchung des einzigen Teils 42 ist außerdem gleich d₂.
Wenn der Kolben 31 ausgebildet wird, ruht das Teil 42 auf der Basis 41 des Körpers 38 und die Flügel 44 umgeben die Säule 32, wobei sie so bezüglich dieser Säule Außenrippen 45 bilden.
Wenn der Kolben 31 ausgebildet ist und nach seiner Anordnung in dem Stützteil 30 dringt das Endstück 39 des Körpers 38 in den oberstromigen Bereich der Aussparung 35 ein. Dadurch trennen das hohle Stützteil 30 und der Kolben 31 gasdicht die Gasausgangsöffnungen 25 von der in der pyrotechnischen Vorrichtung enthaltenen pyrotechnischen Ladung 16.
Der soeben beschriebene Zusammenbau des Generators 1 ist sehr einfach durchzuführen. Man nimmt das Rohr 5, positioniert und befestigt das den beweglichen Kolben enthaltende Stützteil, befestigt das Innenhütchen 28, positioniert und verschweißt das Rohr 51, das man mit Gas befüllt und verschließt. Dann bleibt nur noch das Einfügen und Befestigen der pyrotechnischen Vorrichtung.
Nunmehr wird die Funktionsweise des so gebildeten Generators unter genauerer Bezugnahme auf die 3, 4 und 8 beschrieben.
Im Falle der Erfassung eines Aufpralls, der den Betrieb des Generators erfordert, bewirkt ein elektrisches Signal die Zündung des elektropyrotechnischen Zünders 8, der die pyrotechnische Ladung 16 anzündet, deren Verbrennungsgase das Aufbrechen der Fläche 13 der Kappe 11 bewirken. Die heißen Gase dringen dann in die Verstärkung 40 des Endstücks 39 des Kolbens 31 ein und stoßen ihn nach vorne, ohne in den Hals 37 des Stützteils 30 eindringen zu können, während das Endstück 39 in den schmalen Bereich der oberstromig von dem Ansatz 36 angeordneten Aussparung 35 eingegriffen ist. Sobald sie beginnt sich vorwärts zu bewegen, bewirkt die Säule 32, die von den Außenrippen 45 geführt wird, das Zerreißen des Innenhütchens 28 und die in der Sammelkammer 29 enthaltenen kalten Gase beginnen, durch die zentrale Öffnung 27 in die Brenn- und Mischkammer zurückzuströmen, um dann den Generator 1 über die Öffnungen 25 zu verlassen, ohne sich mit den heißen Gasen vermischt zu haben. Der Beginn des Entfaltens des Schutzkissens geschieht somit einzig durch die kalten Gase, welche die Falten des Kissens, die sich in der Nähe der Gasausgangsöffnungen 25 befinden, nicht beschädigen. Hierbei handelt es sich um einen zusätzlichen Vorteil, den die bevorzugte Ausführung der Erfindung mit sich bringt.
Unter dem Druck der Verbrennungsgase der pyrotechnischen Ladung 16 läuft der Kolben 31 weiter vorwärts, aber sein Lauf wird angehalten, wenn die Außenrippen 45 in Anschlag gegen die innere Trennwand 26 kommen, wodurch sie verhindern, dass die Basis 41 des Kolbens 31 die zentrale Öffnung 27 der inneren Trennwand 26 verschließt. Zu diesem Zeitpunkt ist das Endstück 39 des Kolbens 31, dessen Länge kleiner als der Lauf des Kolbens sein muss, nicht mehr in den schmalen Bereich der Aussparung 35 eingegriffen und die aus der Verbrennung der pyrotechnischen Ladung 16 stammenden heißen Gase können unter Umgehung der Basis 41 des Kolbens 31 in die Mischkammer eindringen, um sich mit den aus der Sammelkammer 29 stammenden kalten Gasen zu vermischen und den Generator über die Gasausgangsöffnungen 25 zu verlassen. Es ist zu beobachten, dass die massive Basis 41 des Kolbens 31 eine Ablenkvorrichtung bildet, welche die heißen Gase daran hindert, sich direkt zu der zentralen Öffnung 27 der inneren Trennwand 26 hin zu begeben, was sie in der Praxis daran hindert, in die Sammelkammer 29 einzudringen. Mit den gleichen Eigenschaften kann die in einem erfindungsgemäßen Generator eingesetzte Kammer 29 somit mehr Gas enthalten als die gleiche Kammer, die in einem traditionellen Hybridgasgenerator eingesetzt wird, der nicht das Eindringen der heißen Gase in die Sammelkammer verhindert.

Claims

Hybridgasgenerator (1) mit einem röhrenförmigen Körper (2), der ein oberstromiges Ende (3) aufweist, das von einer pyrotechnischen Vorrichtung (4) zur Zündung und Erzeugung heißer Gase verschlossen ist, und ein unterstromiges Ende (21), das gasdicht verschlossen ist, wobei der röhrenförmige Körper außerdem Ausgangsöffnungen (25) für die Gase aufweist und eine innere Trennwand (26) enthält, welche eine zentrale, von einem Innenhütchen (28) verschlossene Öffnung (27) mit S-förmigem Querschnitt aufweist, wobei die Trennwand den röhrenförmigen Körper in zwei Bereiche unterteilt: – einen oberstromigen Bereich, der eine Brenn- und Mischkammer (46) bildet und die pyrotechnische Vorrichtung und die Gasausgangsöffnungen enthält, – einen unterstromigen Bereich, der eine Sammelkammer (29) bildet, welche zumindest ein unter Druck stehendes Gas enthält, wobei der röhrenförmige Körper von zwei zylindrischen, mit einem ihrer Enden aneinander befestigten Rohren (50, 51) gebildet ist, wobei die Trennwand (26) mit dem einen der beiden Rohre ein einziges Element ausbildet, wobei der Körper in seinem oberstromigen Bereich zwischen der pyrotechnischen Vorrichtung und der inneren Trennwand (26) ein Stützteil (30) aufweist, das an dem Körper befestigt ist, ohne mit der inneren Trennwand oder den Gasausgangsöffnungen in Kontakt zu kommen, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützteil (30) einen beweglichen, massiven Kolben (31) aufweist, der von zumindest einer Säule (32) mit einem Querschnitt s, der kleiner ist als der Querschnitt S, gebildet ist, und der gegen das Innenhütchen (28) anliegt, das die zentrale Öffnung (27) der inneren Trennwand (26) verschließt, wobei die Säule an ihrem der Trennwand gegenüberliegenden Ende eine massive Basis (41) mit einem Querschnitt So aufweist, der größer ist als S, wobei die Basis Umfangsrippen (45) trägt, die dazu in der Lage sind, in Anschlag gegen die innere Trennwand (26) zu kommen, wodurch verhindert wird, dass die Basis (41) in Kontakt mit der zentralen Öffnung (27) kommt.
Hybridgasgenerator gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem pyrotechnischen Betrieb das Stützteil (30) und der bewegliche, massive Kolben (31) die pyrotechnische Vorrichtung gegen die Gasausgangsöffnungen (25) isolieren.
Hybridgasgenerator gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützteil (30) von einem hohlen Ring (33) gebildet ist, der gegen den Körper (2) des Generators (1) gepresst ist, wobei der Ring eine zentrale zylindrische Aussparung (35) aufweist, welche einen inneren Ansatz (36) derart umfasst, dass sie gegenüber der pyrotechnischen Vorrichtung einen Durchmesser d₁ und gegenüber der inneren Trennwand (26) einen Durchmesser d₂ aufweist, wobei d₂ größer als d₁ ist, wobei der Ring (33) gegenüber der inneren Trennwand (26) von einem hohlen, zylindrischen Hals (37) verlängert ist, dessen Innendurchmesser gleich d₂ ist und dessen Außendurchmesser kleiner als der Innendurchmesser des röhrenförmigen Körpers (2) ist.
Hybridgasgenerator gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der bewegliche Kolben (31) gebildet ist einerseits von einem zylindrischen Körper (38), der ein zylindrisches Endstück (39) mit einem Außendurchmesser d₁, eine zylindrische Basis (41) mit einem Außendurchmesser d₃, der zwischen d₁ und d₂ liegt, und eine zylindrische Säule (32) mit einem Querschnitt s und einer Länge l aufweist, und andererseits von Flügeln (44) mit einer Höhe h, die kleiner ist als die Länge l, welche die Säule (32) umgeben, und welche auf der Basis (41) des Körpers ruhen, wobei die Flügel die Umfangsrippen (45) bilden.
Hybridgasgenerator gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Flügel (44) ein einziges Teil (42) bilden, das einen zentralen, zylindrischen Kanal mit Querschnitt s aufweist, wobei das Teil mit Kraft auf die Säule (32) des zylindrischen Körpers (38) des beweglichen Kolbens aufgepresst ist.
Hybridgasgenerator gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der zylindrische Körper (38) ein Metallkörper ist, und dass das Teil (42) aus einem steifen Plastikmaterial besteht.
Hybridgasgenerator gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohre (50, 51) identische Außendurchmesser aufweisen und durch Verschweißen aneinander befestigt sind.
Hybridgasgenerator gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Trennwand (26) ein einziges Element mit dem Rohr bildet, welches den oberstromigen Bereich bildet.