PETRI AG
Bahnweg 1
63 743 Aschaffenburg
PTR290
Strömungsleitvorrichtung zur Führung mindestens eines Gasstroms zur Füllung eines Gassacks und Airbagmodul
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Strömungsleitvorrichtung zur Führung mindestens eines Gasstroms für einen Gassack nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Airbagmodul nach Anspruch 17.
Der Gassack eines Airbags, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, wird im Falle eines Unfalls durch einen Gasgenerator in sehr kurzer Zeit aufgeblasen, um Insassen vor einem harten Aufprall auf Teile des Kraftfahrzeuges zu schützen.
PTR290 Seite 2
Dabei besteht das Problem, eine minimal erforderliche Standzeit des aufgeblasenen Gassacks zu erreichen, damit der Gassack nicht zu schnell in sich zusammenfällt.
Nach dem Aufblasen des Gassacks kühlt sich das Gas ab, so daß der Druck im Gassack sinkt. Die Leistung des Gasgenerators muß so stark ausgelegt sein, daß selbst bei der niedrigsten vorgegebenen Einsatztemperatur ein ausreichender Druck über die geforderte Standzeit erhalten bleibt. Durch die erforderliche starke Auslegung erhöht sich das Baugewicht des Gasgenerators. Das bedeutet ferner, daß der Gassack bei maximaler Einsatztemperatur sehr voll aufgeblasen wird, so daß die Nähte und das Gewebe für diese Belastung ausgelegt sein müssen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Strömungsleitvorrichtung und ein Airbagmodul zu schaffen, mit der bzw. bei dem die Standzeit des Gassacks verbessert wird und eine einfache Bauform erreicht wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Strömungsleitvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Durch den Einsatz von mindestens einem Verbindungsmittel für das Zuführen eines aus einer externen Quelle stammenden externen Gasstroms zu einem Generatorgasstroms, der aus einem Gasgenerator stammt, wird erreicht, daß ein zusätzlicher Volumenstrom in den Gassack geführt wird. Dadurch wird die Standzeit des Gassacks verbessert. Durch die externe Quelle ist es auch möglich, den Gasgenerator kleiner zu dimensionieren, da nicht das gesamte Gasvolumen aus dem Gasgenerator stammen muß.
PTR290 Seite 3
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Strömungsleitvorrichtung ist das mindestens eine Verbindungsmittel als vom externen Gasstrom durchströmbarer Ansaugstutzen ausgebildet, der eine für den externen Gasstrom durchströmbare Verbindung zwischen einem Reservoir oder der Umgebungsluft darstellt. Ein solche Leitung bildet eine besonders einfache Möglichkeit, einen zusätzlichen Gasstrom für den Gassack bereitzustellen. Dabei kann der externe Gasstrom aus einem Reservoir, d.h. einen gesondert bereitgestellten Behälter (z.B. mit einem Überdruck), oder der Umgebungsluft stammen.
Mit Vorteil weist die erfindungsgemäße Strömungsleitvorrichtung ein Rückschlagventil für den Generatorgasstrom und / oder den externen Gasstrom auf, das eine Rückströmung verhindert . Eine solche Rückströmung würde zu einem Druckverlust im Gassack führen, was unerwünscht ist. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Strömungsleitvorrichtung ist das Rückschlagventil in dem Ansaugstutzen angeordnet .
Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Strömungsleitvorrichtung weist das Rückschlagventil elastische Dichtlippen auf, die nur beim Zuführen des externen Gasstroms eine Durchströmung zulassen. Ein Rückschlagventil mit elastischen Dichtlippen ist einfach aufgebaut und kann kostengünstig hergestellt werden. Vorteilhafterweise sind die Dichtlippen mit dem Verbindungsmittel verbindbar oder sind an dem Verbindungsmittel angeformt. Diese beiden Anordnungen sind besonders einfach herstellbar.
PTR290 Seite 4
Ebenfalls mit Vorteil weist die Strömungsleitvorrichtung Dichtungsmittel für die Verbindung zum Gasgenerator und / oder zum Diffusorrohr auf. Dadurch soll vermieden werden, daß es Druckverluste durch Leckagen gibt. Vorteilhaft ist, daß ein Dichtungsmittel als Labyrinthdichtung ausgebildet ist, da diese einfach herstellbar ist.
Eine vorteilhafte Gestaltung der erfindungsgemäßen Strömungsleitvorrichtung ist als ein im wesentlichen T-förmiges Kunststoffformteil ausgebildet. Eine solche Gestaltung ist vorteilhaft, wenn der Generatorgasstrom eine rechtwinklige Richtungsänderung, wie z.B. bei der Verwendung eines Rohrgasgenerators, erfahren soll. Durch die Verwendung eines Kunststoffformteils lassen sich auch komplexe geometrische Formen der Strömungsleitvorrichtung bilden. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn der Ansaugstutzen an dem im wesentlichen T-formigen Kunststoffformteil angeordnet ist, da dies eine besondere einfache und kompakte Fertigung ermöglicht.
Zur Erleichterung der Montage der Strömungsleitvorrichtung mit dem restlichen Airbagmodul ist es vorteilhaft, daß die erfindungsgemäße Strömungsleitvorrichtung zwei miteinander verbindbare Bauteile aufweist, wobei die Bauteile im zusammengebauten Zustand am Gasgenerator und / oder Diffusorrohr miteinander verbunden sind. Die Bauteile können so zuerst getrennt an den Gasgenerator und / oder dem Diffusorrohr angelegt werden, um z.B. vorliegende Toleranzen auszugleichen. Wenn eine Ausrichtung vorgenommen wurde, werden die Bauteile beim Zusammenbau miteinander verbunden und bilden nun die Strömungsleitvorrichtung. Dabei ist es vorteilhaft, daß die Bauteile mit einer Schelle zusammenhaltbar sind.
PTR290 Seite 5
Für eine leichtere Montage ist es vorteilhaft, wenn die Schelle rastbar ausgebildet ist. So können die mit der Strömungsleitvorrichtung verbundenen Teile durch eine locker verrastete Schelle mit Spiel verbunden werden. Bei der Endmontage wird das Spiel verwendet, um Fertigungstoleranzen auszugleichen. Erst dann wird die Schelle fest angezogen, um den Endzustand zu erreichen.
Dabei ist es vorteilhaft, wenn der Ansaugstutzen an einem der Bauteile angeordnet ist, damit am Ansaugstutzen keine Fugen vorliegen.
Zur Vermeidung von Leckagen ist es auch vorteilhaft, Bauteildichtungsmittel vorzusehen, die dort angeordnet sind, wo sich die Bauteile im Zusammenbau berühren.
Die Aufgabe wird auch durch ein Airbagmodul mit den Merkmalen des Anspruchs 17 gelöst. Durch die Verwendung eines externen Gasstroms zusätzlich zu dem Generatorgasstrom kann der Druck im Gassack länger gehalten werden.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 Seitenansicht der erfindungsgemäßen Strömungsleitvorrichtung zum Führen eines Generatorgasstroms in Verbindung mit einem Rohrgasgenerator;
Fig. 2 Draufsicht auf die erfindungsgemäße Strömungsleit-Vorrichtung mit einem Ansaugstutzen;
Fig. 3 Schnittansicht der erfindungsgemäßen Strömungsleitvorrichtung entlang der Linie A-A in Fig. 2;
PTR290 Seite 6
Fig. 4 Schnittansicht der erfindungsgemäßen Strömungsleit-Vorrichtung entlang der Linie B-B in Fig. 2, wobei die Strömungsleitvorrichtung einteilig mit einem Scharnier ausgebildet ist;
Fig. 5 Schnittansicht eines Details eines Ansaugstutzens mit einem Rückschlagventil in Fig. 4 entlang der Linie C-C in Fig. 4;
Fig. 6 Draufsicht auf ein geschlossenes Rückschlagventil im Ansaugstutzen;
Fig. 7 Schnittansicht eines geschlossenen Rückschlagventil;
Fig. 8 Seitenansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Strömungsleitvorrichtung mit Labyrinthdichtungen;
Fig. 9 Schnittansicht der in Fig. 8 dargestellten Ausführungsform entlang der Linie B-B in Fig. 8;
Fig. 10 Seitenansicht der in Fig. 8 dargestellten Ausführungsform mit einer Labyrinthdichtung;
Fig. 11 Detailansicht der Labyrinthdichtung (Detail X aus Fig. 8);
Fig. 12 Detailansicht der Labyrinthdichtung aus Fig. 10;
Fig. 13 Schnittansicht des erfindungsgemäßen Strömungsführungsteils entlang der Linie A-A in Fig. 8 und dem Rohrgasgenerator.
PTR290 Seite 7
In den Fig. 1 und 13 wird die erfindungsgemäße Strömungsleitvorrichtung 1 für mindestens einen Strom zur Füllung eines Gassackes im Zusammenwirken mit einem Rohrgasgenerator 2 eines hier nicht dargestellten Airbagmoduls für Kraftfahrzeuge dargestellt.
Der Rohrgasgenerator 2 weist eine in der Fig. 1 nach links zeigende, im Aufbruch sichtbare Öffnung auf, durch die ein in der Abbildung nach links gerichteter Generatorgasstrom G strömt. Durch die erfindungsgemäße Strömungsleitvorrichtung 1 zum Führen des Füllgasstroms wird der Generatorgasstrom G im rechten Winkel geführt, wo er über ein nur zum Teil dargestelltes Diffusorrohr 33 in den Gassack gelangt. Das Diffusorrohr 33 ist über Diffusorrohrschellen 4 mit der Strömungsleitvorrichtung 1 verbunden.
Die erfindungsgemäße Strömungsleitvorrichtung 1 ist im eingebauten Zustand mit einer Schelle 5 mit der Karosserie verbunden. Da die Fertigung des Gasgenerators 2 und der erfindungsgemäßen Strömungsleitvorrichtung 1 an einem anderem Ort geschieht, als der Einbau des Airbagmoduls in das Kraftfahrzeug, ist die Schelle 5 rastbar ausgebildet, um die Teile im vormontierten Zustand relativ locker zusammenzuhalten. Bei der Endmontage, d.h. bei einem festen Anziehen der Schelle 5, werden dann die im Einzelfall auftretenden Fertigungstoleranzen von einem Monteur ausgeglichen.
In Fig. 2 ist die erfindungsgemäße Strömungsleitvorrichtung 1 in einer Draufsicht dargestellt, wobei im Inneren der Strömungsleitvorrichtung 1 angeordnete Kanten gestrichelt dargestellt sind. Dabei ist dargestellt, daß als ein Verbindungsmittel 32 für das Zuführen eines externen Gasstroms EG
&idigr;**
PTR290 Seite 8
(siehe Pfeilrichtung) zu dem Generatorgasstrom G ein Ansaugstutzen 32 vorgesehen ist. Der externe Gasstrom EG und der Generatorgasstrom G bilden den Füllgasstrom des Gassackes.
Die geometrischen Verhältnisse im Inneren der Strömungsleitvorrichtung 1 sind in der Schnittansieht der Fig. 3 dargestellt (Schnitt entlang A-A in Fig. 2). In dem hier dargestellten Beispiel wird die erfindungsgemäße Strömungsleitvorrichtung 1 aus einem im wesentlichen T-förmigen Bauteil, im folgenden T-Stück 36 genannt, gebildet. An dem T-Stück 36 ist der Ansaugstutzen 32 angeordnet. Zusammen bilden das T-Stück 36 und der Ansaugstutzen 32 eine Strömungsleitvorrichtung 1 zum Führen des Füllgasstroms.
Das Diffusorrohr 33 (strichpunktiert gezeichnet) ist hier in dem nach oben zeigenden Basisrohr 34 des T-Stücks 36 angeordnet. Eine Einströmstelle 37 stellt eine Verbindung zu dem Ansaugstutzen 32 her.
Im Auslösungsfall des Gassackes strömt der Generatorgasstrom G mit hoher Geschwindigkeit durch das Basisrohr 34, vorbei an der Einströmstelle 37 in das Diffusorrohr 33. Durch die Strömung des GasgeneratorStroms G im Basisrohr 34 wird im Ansaugstutzen 32 nach dem Gesetz von Bernoulli ein Unterdruck erzeugt (Prinzip der Strahlpumpe), so daß der externe Gasstrom EG angesaugt wird. Da der Ansaugstutzen 32 an seinem freien Ende in die Umgebungsluft ragt, wird hier Luft angesaugt. Grundsätzlich sind aber auch Reservoirs denkbar, mit denen da eine Ende des Ansaugstutzens 32 verbunden ist.
Die mitgerissene Luftmenge des externen Gasstroms EG mischt sich mit dem Generatorgasstrom G, so daß beide als Füllgasstrom in den Gassack gelangen.
PTR290 Seite 9
In alternativen Ausgestaltungen ist der Ansaugstutzen 32 am Diffusorrohr 33 angeformt, das mit dem T-Stück 36 verbunden ist. Die erfindungsgemäße Strömungsleitvorrichtung 1 würde dann aus dem T-Stück 36 und dem Diffusorrohr 33 bestehen.
Fig. 4 zeigt, ein Rückschlagventil 40, das in dem Ansaugstutzen 32 angeordnet ist. Dies dient dazu, eine Rückströmung des Füllgasstromes (Generatorgasstrom G und externen Gasstrom EG) durch den Ansaugstützen 32 in die Umgebung zu verhindern. Eine solche Rückströmung würde zu einem unerwünschten Druckabfall im Gassack führen.
Liegt eine relativ hohe Umgebungstemperatur vor, wird relativ schnell ein höherer Druck im Gassack erzeugt, so daß der Füllgasstrom in den Gassack kleiner wird. Dadurch wird auch der externe Gasstrom EG kleiner, so daß eine Überfüllung des Gassackes vermieden wird. Bei relativ niedrigen Umgebungstemperaturen wird der Füllgasstrom längere Zeit aufrecht erhalten, da der Gegendruck des Gassackes nicht so schnell ansteigt. Somit wird mehr Luft als externer Gasstrom EG angesaugt. Der Volumenstrom des externen Gasstroms EG reguliert sich somit selbständig.
In Fig. 4 ist eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Strömungsleitvorrichtung dargestellt, die einfach zu montieren ist. Das T-Stück 36 ist als Kunststoffformteil ausgebildet, das ein erstes Bauteil 36a und ein zweites Bauteil 36b aufweist, die über ein Scharnier beweglich miteinander verbunden sind. Die Bauteile 36a, 36b bilden im Zusammenbau das Basisrohr 34 des T-Stücks 36. Der Ansaugstutzen 32 ist an das zweite Bauteil 36b angeformt.
PTR290 Seite 10
In der linken Hälfte der Fig. 4 ist das erste Bauteil 36a so dargestellt, wie es zur Montage um einen Teil des hier nicht dargestellten Gasgenerators 2 gelegt wird. Das zweite Bauteil 36b wird bei der Montage ähnlich verformt.
Anschließend werden die beiden Bauteile 36a, 36b zusammengebogen, so daß das T-Stück 3 6 entsteht. Dieses wird dann mit Schellen 4 zusammengehalten.
Im Inneren der Bauteile 36a, 3 6b sind Nuten 41 angeordnet, die zur Aufnahme eines Flansches am hier nicht dargestellten Diffusorrohrs 33 dienen.
Nach der Endmontage sind das Diffusorrohr 33 und der Gasgenerator 2 ohne eine Gewindeverbindung über die Strömungsleitvorrichtung 1 fest miteinander verbunden.
Das Kunststoffformteil ist hier als Spritzgießteil ausgebildet. Alternativ kann auch eine 2K-Technologie oder Blasformen verwendet werden.
In Fig. 5 ist ein Detail des Rückschlagventils 40 dargestellt, das im Ansaugstutzen 32 angeordnet ist. Das Rückschlagventil 40 ist hier aus einem elastischen Material hergestellt und weist eine von Dichtlippen 39 begrenzte Öffnung auf. In der dargestellten Ansicht sind die Dichtlippen 3 9 auseinandergezogen, da der externe Gasstrom EG sie aufdrückt. Dies entspricht dem zuvor dargestellten Ansaugen externer Luft durch den Generatorgasstrom G. Die Dichtlippen 3 9 sind nicht zu elastisch ausgebildet, um ein Umstülpen in die andere Richtung zu ermöglichen.
&Ggr;: ..'y. ly.i j:
j:
PTR290 Seite 11
In Fig. 6 ist eine Draufsicht auf das Rückschlagventil 40 in axialer Richtung dargestellt. Hier sind die Dichtlippen 3 9 geschlossen, da ein Gegendruck aus dem Gassack die Dichtlippen 39 verschließt. Fig. 7 stellt ein Detail der verschlossenen Dichtlippen 39 dar.
In Fig. 8 ist eine Draufsicht auf ein T-Stück 36 dargestellt, das analog zu dem in Fig. 4 gezeigten zwei Bauteile aufweist. Zusätzlich sind hier Labyrinthdichtungen 9 (siehe auch Fig. 11 und 12) vorgesehen, die eine Abdichtung zum hier nicht dargestellten Diffusorrohr 33 herstellen.
In Fig. 9 ist das Diffusorrohr 33 durch die dünnen Linien angedeutet, wobei ein umlaufender Flansch des Diffusorrohrs 33 in Nuten 41 des T-Stücks 36 eingreift, wenn das aus den zwei Bauteilen bestehende T-Stück 36 geschlossen ist. Fig. 10 zeigt eine Seitenansicht des T-Stücks 36 aus Fig. 8.
In Fig. 11 ist eine Detailansicht der Labyrinthdichtung 9 in Fig. 9 in der Draufsicht dargestellt. Durch den Versatz in der Labyrinthdichtung 9 wird die Dichtwirkung erhöht. Fig. 12 zeigt eine Detailansicht der Labyrinthdichtung 9 in der Seitenansicht.
Fig. 13 zeigt eine Ansicht eines T-Stücks 36, das mit dem Rohrgasgenerator 2 verbunden ist. Das T-Stück 36 umschließt dabei den Rohrgasgenerator 2, wobei Dichtungsmittel 6 für eine Abdichtung sorgen. Das T-Stück 36 weist ein zapfen- oder kuppenförmiges Positioniermittel 8 auf, das in eine entsprechende Vertiefung des Rohrgasreaktors 2 eingreift. Durch dieses Positioniermittel 8 ist eine einfache axiale und radiale Ausrichtung der Teile beim Zusammenbau gewährleistet .
&kgr; ':■'·":·.■■"■"·■ ■■"'■·"·
PTR290 Seite 12
Hier wurde die Erfindung im Zusammenhang mit einem Rohrgasgenerator dargestellt. In alternativen Ausgestaltungen der Erfindung werden andere Gasgeneratoren verwendet.
Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, die von der erfindungsgemäßen Strömungsleitvorrichtung und dem erfindungsgemäßen Airbagmodul auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch machen.