DE19532022A1 - Hybrid gas generator - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Befüllen einer Rückhaltevorrich tung, insbesondere eines Prallkissens (Airbag) zum Schutz für die Insassen ei nes Kraftfahrzeugs, wobei die Rückhaltevorrichtung mittels eines in einem Druckbehälter gespeicherten inerten Gases oder Gasgemisches befüllt wird.The invention relates to a device for filling a retaining device tion, in particular an impact cushion (airbag) to protect the occupants egg nes motor vehicle, wherein the restraint device by means of a Pressure tank stored inert gas or gas mixture is filled.
Hybrid-Gasgeneratoren, die ein gespeichertes Kaltgas zum Befüllen eines Prallkissens in einem Kraftfahrzeug abgestuft abgeben können, sind bei spielsweise aus den Patentschriften US 5,031,932 oder EP 0 455 435 A2 be kannt. Die darin beschriebenen Hybrid-Gasgeneratoren weisen zumindest den Nachteil auf, daß der zur Auslösung notwendige Pyrotechnikbehälter in den Druckgasbehälter eingebunden ist. Diese Bauweise läßt nur eine geringe konstruktive Anpassungsfähigkeit an die meist vorgegebene Struktur eines Kraftfahrzeugs zu. Zudem erschwert sie die Montage und Prüfung der ein zelnen Komponenten des Hybrid-Gasgenerators, so daß z. B. eine Prüfung des Hochdruckbehälters nur mit erheblichem Aufwand durchgeführt werden kann.Hybrid gas generators that use a stored cold gas to fill a Bump cushions can be graduated in a motor vehicle are at for example from the patents US 5,031,932 or EP 0 455 435 A2 knows. The hybrid gas generators described therein have at least the disadvantage that the pyrotechnic container necessary for triggering in the compressed gas tank is integrated. This construction leaves only a slight constructive adaptability to the mostly predetermined structure of a Motor vehicle too. It also complicates the assembly and testing of the individual components of the hybrid gas generator, so that z. B. an examination of the High-pressure container can only be carried out with considerable effort can.
Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, einen Hybrid-Gasgenerator der ein gangs genannten Art anzugeben, mit dem die vorgenannten Nachteile ver mieden werden.It is therefore an object of the invention to provide a hybrid gas generator Specify the type mentioned, with which the aforementioned disadvantages ver be avoided.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung, die eine Rückhaltevor richtung, insbesondere ein Prallkissen zum Schutz für die Insassen eines Kraftfahrzeugs mit einem inerten Gas oder Gasgemisch befüllt, bei der der mit inertem Gas oder Gasgemisch befüllte Druckbehälter wenigstens zwei, jeweils mit einer berstbaren Membrane verschlossene Austrittsöffnungen aufweist, wobei jeder Austrittsöffnung ein Modul zum Öffnen zugeordnet ist, deren Auslösung unabhängig voneinander erfolgt.This object is achieved by a device which has a restraint direction, in particular an impact cushion to protect the occupants of a Motor vehicle filled with an inert gas or gas mixture, in which the pressure vessels filled with inert gas or gas mixture at least two, Each outlet opening is closed with a burstable membrane has, with each outlet opening assigned a module for opening is triggered independently of one another.
Die Vorteile der Erfindung liegen neben dem modularen Aufbau des Hy brid-Gasgenerators insbesondere darin, daß das Gas bei einer Auslösung ab gestuft in ein Prallkissen geblasen werden kann. Die modulare Bauweise er möglicht eine gute Anpassung an die Struktur eines Kraftfahrzeugs und läßt eine Prüfung der einzelnen Komponenten des Hybrid-Gasgenerator zu.The advantages of the invention lie in addition to the modular structure of the Hy brid gas generator in particular in that the gas when triggered can be blown into a baffle cushion. The modular design he allows a good adaptation to the structure of a motor vehicle and leaves an examination of the individual components of the hybrid gas generator.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend ausführlich erläu tert und anhand einer Figur dargestellt.An embodiment of the invention is explained in detail below tert and represented using a figure.
Die Figur zeigt einen Hybrid-Gasgenerator 1, bestehend aus einem ersten pyrotechnischen Modul 100, einem zweiten pyrotechnischen Modul 200 und einem Druckgasbehälter 300. Mittels einer formschlüssigen Verbindung 16 bzw. 26 werden beide pyrotechnischen Module 100 bzw. 200, die gleichzei tig oder zu verschiedenen Zeitpunkten ausgelöst werden können, mit dem Druckgasbehälter 300 zusammengehalten.The figure shows a hybrid gas generator 1 , consisting of a first pyrotechnic module 100 , a second pyrotechnic module 200 and a compressed gas container 300 . By means of a positive connection 16 and 26 , both pyrotechnic modules 100 and 200 , which can be triggered simultaneously or at different times, are held together with the compressed gas container 300 .
Jedes pyrotechnische Modul 100 bzw. 200 ist als Einschub in einem Filterge häuse 2 bzw. 3 mit Ausblasöffnungen 15 bzw. 25 angeordnet und besteht im wesentlichen aus einer Anzündeinheit 110 bzw. 216 und einer Brennkam mereinheit 120 bzw. 220. Der Druckgasbehälter 300 weist zwei Auslaßdüsen 310 und 320 auf, die jeweils mittels einer Membrane 311 bzw. 321 verschlos sen sind.Each pyrotechnic module 100 or 200 is arranged as an insert in a filter housing 2 or 3 with blow-out openings 15 or 25 and consists essentially of an ignition unit 110 or 216 and a combustion chamber unit 120 or 220 . The compressed gas tank 300 has two outlet nozzles 310 and 320 , each of which is closed by means of a membrane 311 and 321, respectively.
Jede Anzündeinheit 110 bzw. 210 enthält einen elektrisch Anzünder 112 bzw. 212 mit einem elektrischen Anschluß 111 bzw. 211, der vorzugsweise als Steckereinheit ausgeführt ist. Um den Hybrid-Gasgenerator 1 auszulösen, wird dem elektrischen Anzünder 112 bzw. 212 ein hoher Zündstrom zuge führt. Dadurch schmilzt ein im Innern des elektrischen Anzünders 112 bzw. 212 angeordneter Schmelzdraht und zündet eine Primärladung 113 bzw. 213. Dies hat zur Folge, daß sich eine als Verstärker dienende Sekundärla dung 114 bzw. 214 entzündet, deren Abbrandprodukte durch Düsen 116 bzw. 216 in die Brennkammereinheit 120 bzw. 220 einströmen. Each ignition unit 110 or 210 contains an electrical igniter 112 or 212 with an electrical connection 111 or 211 , which is preferably designed as a plug unit. In order to trigger the hybrid gas generator 1 , a high ignition current is supplied to the electric igniter 112 or 212 . As a result, a fuse wire arranged inside the electric igniter 112 or 212 melts and ignites a primary charge 113 or 213 . As a result, a secondary charge 114 and 214 serving as an amplifier is ignited, the combustion products of which flow through nozzles 116 and 216 into the combustion chamber unit 120 and 220, respectively.
In der Brennkammereinheit 120 bzw. 220 ist ein in Ring- oder Tablettenform gepreßter Festtreibstoff 121 bzw. 221 angeordnet. Volumenausgleichsmittel 122 bzw. 222 sorgen für einen sicheren Halt des Festtreibstoffs 121 bzw. 221 und verhindern eine Geräuschentwicklung während des Fahrbetriebs. Durch den Abbrand der Sekundärladung 114 bzw. 214 wird der Festtreibstoff 121 bzw. 221 entzündet und dadurch ein Heißgas freigesetzt, das durch Düsen bohrungen 123 bzw. 223 aus der Brennkammereinheit 120 bzw. 220 ent weicht.A solid fuel 121 or 221 pressed in the form of a ring or tablet is arranged in the combustion chamber unit 120 or 220 . Volume compensation means 122 and 222 ensure that the solid fuel 121 and 221 is held securely and prevent the development of noise during driving. The solid fuel 121 or 221 is ignited by the combustion of the secondary charge 114 or 214 and thereby releases a hot gas which escapes through nozzle holes 123 or 223 from the combustion chamber unit 120 or 220 .
Die Düsenbohrungen 123 bzw. 223 sind mit einer Dichtfolie 124 bzw. 224 ver schlossen, um den meist feuchtigkeitsempfindlichen Festtreibstoff 121 bzw. 221 daran zu hindern, Feuchtigkeit aufzunehmen, was zu einer Verringerung der Abbrandgeschwindigkeit des Festtreibstoffs 121 bzw. 221 führt. Außer dem kann mit Hilfe der Dichtfolie 124 bzw. 224, bei der es sich meistens um eine Aluminiumfolie handelt, der Druck bestimmt werden, der bei einer Aus lösung durch den Abbrand des Festtreibstoffs 121 bzw. 221 entsteht. Je län ger die Dichtfolie 124 bzw. 224 dem sich aufbauenden Druck widersteht, um so höher steigt der Druck in der Brennkammereinheit 120 bzw. 220.The nozzle bores 123 and 223 are closed with a sealing film 124 and 224, respectively, to prevent the mostly moisture-sensitive solid fuel 121 or 221 from absorbing moisture, which leads to a reduction in the burning rate of the solid fuel 121 or 221 . In addition, with the help of the sealing film 124 or 224 , which is usually an aluminum film, the pressure can be determined, which arises when the solid fuel 121 or 221 burns off. The longer the sealing film 124 or 224 withstands the pressure that builds up, the higher the pressure in the combustion chamber unit 120 or 220 rises.
Die Düsenbohrungen 123 bzw. 223 sind derart angeordnet, daß das aus der Brennkammereinheit 120 bzw. 220 austretende Heißgas auf die Membrane 311 bzw. 321 auftrifft, um sie aufzuschweißen. Der Durchmesser der Düsen bohrungen 123 bzw. 223 muß danach bemessen werden, wieviel Heißgas durch sie hindurchströmen muß, um in kürzester Zelt ein Durchbrennen der Membrane 311 bzw. 321 zu erreichen, so daß das im Druckgasbehälter 300 gespeicherte Kaltgas austreten kann.The nozzle bores 123 and 223 are arranged such that the hot gas emerging from the combustion chamber unit 120 and 220 hits the membrane 311 and 321 in order to weld them on. The diameter of the nozzle bores 123 and 223 must be measured according to how much hot gas has to flow through them in order to achieve a burning through of the membrane 311 or 321 in the shortest tent, so that the cold gas stored in the compressed gas container 300 can escape.
Es gibt weitere Möglichkeiten, den Druckgasbehälter 300 zu öffnen. Ein sol cher Öffnungsmechanismus kann aus einem Dorn bestehen, der mechanisch, magnetisch, pyrotechnisch oder mittels einer Kombination hieraus angetrie ben wird und die Membrane 311 bzw. 321 im Fall einer Auslösung durch stößt.There are other ways to open the compressed gas container 300 . Such an opening mechanism can consist of a mandrel which is driven mechanically, magnetically, pyrotechnically or by means of a combination thereof and which pierces the diaphragm 311 or 321 in the event of a release.
In einer um die Brennkammereinheit 120 bzw. 320 angeordneten Mischkam mer 13 bzw. 23 vermischt sich das aus dem Druckgasbehälter 300 austreten de Kaltgas mit dem in der Brennkammereinheit 120 bzw. 220 erzeugten Heißgas zu einem Gasgemisch mit definierter Temperatur, die niedrig genug ist, um das Prallkissen nicht zu beschädigen. Da der weitaus größte Anteil aus dem sehr reinen Kaltgas besteht, entsteht in der Mischkammer 13 bzw. 23 ein kühles und sauberes Gasgemisch; ein aufwendiges mehrstufiges Filtersystem zum Kühlen und Reinigen des Gasstroms ist daher nicht notwendig. Vor den Ausblasöffnungen 15 bzw. 25 ist lediglich eine als Feinfilter wirkende Fil terlage 14 bzw. 24 angeordnet, die aus feinmaschigem Filtermaterial be steht und kleine Abbrandprodukte aus dem Heißgas ausfiltert.In a mixing chamber 13 or 23 arranged around the combustion chamber unit 120 or 320 , the cold gas emerging from the compressed gas container 300 mixes with the hot gas generated in the combustion chamber unit 120 or 220 to form a gas mixture with a defined temperature which is low enough to not to damage the impact cushion. Since the vast majority consists of the very pure cold gas, a cool and clean gas mixture is created in the mixing chamber 13 or 23 ; a complex multi-stage filter system for cooling and cleaning the gas flow is therefore not necessary. In front of the blow-out openings 15 and 25 , only a filter layer 14 or 24 acting as a fine filter is arranged, which consists of fine-meshed filter material and filters out small combustion products from the hot gas.
Der Hybrid-Gasgenerator 1 kann einen symmetrischen Aufbau aufweisen, d. h. alle konstruktiven Merkmale des ersten pyrotechnischen Moduls 100 sind identisch mit den konstruktiven Merkmalen des zweiten pyrotechni schen Moduls 200, zudem entspricht die Auslaßdüse 310 in ihrem Aufbau der Auslaßdüse 320 und die Membrane 311 der Membrane 321.The hybrid gas generator 1 can have a symmetrical structure, ie all the structural features of the first pyrotechnic module 100 are identical to the structural features of the second pyrotechnic module 200 , in addition, the outlet nozzle 310 corresponds in its structure to the outlet nozzle 320 and the membrane 311 of the membrane 321 .
Durch zeitlich versetztes Zünden der Anzündeinheiten 110 und 210 und in Folge dessen durch zeitlich versetztes öffnen der Membranen 311 und 321 sind bei einem derartigen, symmetrischen Hybrid-Gasgenerator 1 drei Abstu fungen möglich, nämlich:By timed ignition of the ignition units 110 and 210 and consequently by timed opening of the membranes 311 and 321 , three gradations are possible in such a symmetrical hybrid gas generator 1 , namely:
- - nur Auslösung des Moduls 100 oder 200,- only trigger module 100 or 200 ,
- - zuerst Auslösung des Moduls 100, anschließend Auslösung des Moduls 200 (oder umgekehrt) und- First triggering of module 100 , then triggering of module 200 (or vice versa) and
- - gleichzeitige Auslösung der Module 100 und 200.- Simultaneous triggering of modules 100 and 200 .
Um aber im Fall einer Auslösung das Befüllen des Prallkissens optimal an die Unfallschwere anpassen zu können, muß der Hybrid-Gasgenerator 1 in mög lichst vielen Abstufungen befüllt werden können. Hierzu eignet sich ein un symmetrischer Aufbau des Hybrid-Gasgenerators 1, wobei sich die pyrotech nischen Module 100 und 200, die Auslaßdüsen 310 und 320 und die Membra nen 311 und 321 voneinander unterscheiden und dadurch unterschiedliche Gasmengen pro Zeiteinheit hervorbringen.However, in order to be able to optimally adapt the filling of the impact cushion to the severity of the accident in the event of a trigger, the hybrid gas generator 1 must be able to be filled in as many gradations as possible. For this purpose, an un symmetrical structure of the hybrid gas generator 1 is suitable, the pyrotechnic modules 100 and 200 , the outlet nozzles 310 and 320 and the diaphragms 311 and 321 differing from one another and thereby producing different amounts of gas per unit of time.
Ein denkbarer unsymmetrischer Aufbau, der fertigungstechnisch einfach herzustellen ist, besteht darin, daß die Auslaßdüsen 310 und 320, die Mem branen 311 und 321 und die pyrotechnischen Module 100 und 200 in allen konstruktiven Details übereinstimmen und daß sich ausschließlich die pyro technischen Komponenten, also die Primärladungen 113 und 213, die Sekun därladungen 114 und 214 und die (Fest-)Treibstoffe 121 und 221 nur in der Art, nur in der Menge oder in Art und Menge voneinander unterscheiden.A conceivable asymmetrical structure, which is easy to manufacture from a manufacturing point of view, is that the outlet nozzles 310 and 320 , the membrane branches 311 and 321 and the pyrotechnic modules 100 and 200 match in all constructive details and that only the pyro-technical components, that is Distinguish primary charges 113 and 213 , secondary charges 114 and 214 and (solid) fuels 121 and 221 only in terms of type, quantity or type and amount.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind bei einer Auslösung des Prallkis sens durch zeitlich versetztes Zünden der Anzündeinheiten 110 und 210 und in Folge dessen durch zeitlich versetztes Öffnen der Membranen 311 und 321 fünf Abstufungen möglich, die im folgenden aufgeführt sind:In the present exemplary embodiment, when the impact cushion is triggered by delayed ignition of the ignition units 110 and 210 and consequently by delayed opening of the membranes 311 and 321, five steps are possible, which are listed below:
- - nur Auslösung des Moduls 100,- only trigger module 100 ,
- - nur Auslösung des Moduls 200,- only trigger module 200 ,
- - gleichzeitige Auslösung der Module 100 und 200,- simultaneous triggering of modules 100 and 200 ,
- - zuerst Auslösung des Moduls 100, anschließend Auslösung des Moduls 200 und- First triggering of module 100 , then triggering of module 200 and
- - zuerst Auslösung des Moduls 200, anschließend Auslösung des Moduls 100.- First triggering of module 200 , then triggering of module 100 .
Um abhängig von der Schwere eines detektierten Auffahrunfalls oder Auf pralls das Prallkissen in noch mehr Abstufungen befüllen zu können, kann entweder der Druckgasbehälter 300 mehr als zwei Auslaßöffnungen mit je weils einem Modul zum Öffnen aufweisen oder kann ein anderer, hauptsäch lich mechanischer Öffnungsmechanismus verwendet werden, so daß unab hängig von der Auslösung eines pyrotechnischen Moduls ein oder mehrere Öffnungen des Druckgasbehälters 300 gleichzeitig oder nacheinander geöff net werden können.In order to be able to fill the impact cushion in even more increments depending on the severity of a detected rear-end collision or impact, either the compressed gas container 300 can have more than two outlet openings, each with a module for opening, or a different, mainly mechanical opening mechanism can be used, so that regardless of the triggering of a pyrotechnic module one or more openings of the pressure gas container 300 can be opened simultaneously or in succession.
In jedem Fall müssen die Bedingungen erfüllt sein, daß zum einen durch das einströmende Gasgemisch das Prallkissen nicht beschädigt und daß zum an dern das Prallkissen aber soweit gefüllt wird, daß es seine Schutzfunktion er füllen kann.In any case, the conditions must be met that on the one hand by the inflowing gas mixture does not damage the impact cushion and that to but the impact cushion is filled to the extent that it has its protective function can fill.
Durch den modularen Aufbau ergibt sich eine einfache und kostengünstige Bauweise des Hybrid-Gasgenerators. Die einzelnen Module und der Druckgas behälter können getrennt vormontiert und überprüft werden, bevor bei der Endmontage alle Baugruppen miteinander verbunden werden.The modular structure results in a simple and inexpensive Construction of the hybrid gas generator. The individual modules and the compressed gas Containers can be pre-assembled and checked separately before the final assembly all components are connected.
Claims (12)
- a) Der Druckbehälter (300) weist wenigstens zwei Austrittsöffnungen (310, 320) auf;
- b) die Austrittsöffnung (310, 320) sind jeweils mit einer berstbaren Mem brane (311, 321) verschlossen;
- c) jeder Austrittsöffnung (310, 320) ist ein Modul (100, 200) zum Öffnen der jeweiligen Membrane (311, 321) zugeordnet und
- d) die Auslösung der Module (100, 200) erfolgt unabhängig voneinander.
- a) the pressure vessel ( 300 ) has at least two outlet openings ( 310 , 320 );
- b) the outlet opening ( 310 , 320 ) are each closed with a burstable membrane ( 311 , 321 );
- c) each outlet opening ( 310 , 320 ) is assigned a module ( 100 , 200 ) for opening the respective membrane ( 311 , 321 ) and
- d) the modules ( 100 , 200 ) are triggered independently of one another.
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