DE102009012364B4

DE102009012364B4 - Baugruppe mit einem Gasgenerator

Info

Publication number: DE102009012364B4
Application number: DE102009012364.4A
Authority: DE
Inventors: Anton Greißl; Werner Zengerle; Karsten Schwuchow; Michael Beyer; Stefan HEIGL; Mathias Hennig
Original assignee: TRW Airbag Systems GmbH
Current assignee: ZF Airbag Germany GmbH
Priority date: 2009-03-09
Filing date: 2009-03-09
Publication date: 2017-04-27
Anticipated expiration: 2029-03-10
Also published as: DE102009012364A1

Abstract

Baugruppe mit einem Gasgenerator (12), der eine zylindrische Außenwand (14) aufweist, und einem an der Außenwand (14) mittels wenigstens einer Schweißverbindung (16) befestigten dünnwandigen, aus einem Blechstreifen bestehenden Zwischenelement (18), sowie einem separaten Halteteil (20) zur Verbindung mit einem fahrzeugfesten Bauteil, wobei das Zwischenelement (18) einen Fixierabschnitt (28) zur Anbringung des separaten Halteteils (20) aufweist und der Fixierabschnitt (28) durch einen mittleren Abschnitt des Zwischenelements (18) gebildet ist und eine Öffnung (30) zur Aufnahme eines Abschnitt des Halteteils (20) aufweist, wobei der Fixierabschnitt (28) von der Außenwand (14) des Gasgenerators (12) beabstandet und beidseitig des Fixierabschnitts (18) wenigstens eine Schweißverbindung (16) vorgesehen ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Baugruppe mit einem Gasgenerator, der eine zylindrische Außenwand aufweist.
Derartige Gasgeneratoren, auch Rohrgasgeneratoren genannt, werden zum Beispiel in Beifahrer-Gassackmodulen eingesetzt, die im Armaturenbrett verbaut werden, oder in Gassackmodulen, die in Rückenlehnen eingesetzt werden. In allen Fällen ist eine stabile und doch kostengünstige Befestigung am Fahrzeug gefordert.
Aus der DE 20 2004 017 428 U1 ist es beispielsweise bekannt, Befestigungsstutzen zu verwenden, die an einem Ende einen kleinen Flansch aufweisen, der durch Kondensatorentladungsschweißen am Gehäuse befestigt ist. Andererseits ist es auch möglich, eine Schelle um den Gasgenerator zu legen, die einen Befestigungsbolzen aufnehmen kann, so wie es beispielsweise in der US 4 153 273 A gezeigt ist. Im ersten Fall ist ein material- und fertigungstechnisch aufwendiges Element zur Befestigung notwendig, während im zweiten Fall zusätzliche Bauteile sowie weitere Montageschritte bei der Befestigung des Gasgenerators anfallen.
Die GB 2 349 616 A , die DE 200 21 673 U1 , die DE 10 2004 046 422 A1 und die US 2004/0036263 A1 zeigen jeweils Baugruppen mit einem Gasgenerator und einem aus einem Blech gefertigten Zwischenelement, das am Gasgenerator festgeschweißt ist und das einen vom Gasgenerator frei abstehenden Fixierabschnitt aufweist.
In der DE 197 20 588 A1 ist eine Baugruppe mit einem Gasgenerator gezeigt, der in einer Gasgeneratorhalterung festgeschraubt ist, die Befestigungsbolzen zur fahrzeugfesten Fixierung aufweist.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, die Befestigung eines Gasgenerators zu optimieren.
Gemäß der Erfindung sind hierzu bei einer Baugruppe mit einem Gasgenerator, der eine zylindrische Außenwand aufweist, die Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen. Über das Halteteil lässt sich der Gasgenerator mit einem (vom Halteteil getrennten) fahrzeugfesten Bauteil verbinden. Die Problematik der Befestigung wird dabei von der Befestigung eines radial abstehenden, massiven Bolzens auf die Befestigung eines dünnwandigen, vorzugsweise flächigen Zwischenelements verlagert, das sich einfacher mittels Schweißverbindungen an einer zylindrischen Außenwand befestigen lässt.
Ein derartiges Zwischenelement kann höhere Ausreißkräfte aufnehmen als ein vergleichbarer, direkt an den Gasgenerator angeschweißter Bolzen. Vorzugsweise besitzt das Zwischenelement eine höhere Materialfestigkeit als die Außenwand des Gasgenerators (insbesondere Zug- und/oder Biegefertigkeit).
Die Dicke des Zwischenelements beträgt bevorzugt im Bereich der Schweißverbindung maximal das 1,5-fache, insbesondere maximal das 1,2-fache, weiter insbesondere maximal das 1,1-fache und noch weiter insbesondere maximal das 1,0-fache der Dicke der Außenwand des Gasgenerators im Bereich der Schweißverbindung. Diese Daten beziehen sich auf die Dicken vor dem Schweißen. Auf diese Weise lassen sich die Blechdicken zwischen der Gasgeneratoraußenwand und dem Zwischenelement so abstimmen, dass eine optimale Schweißverbindung gewährleistet ist.
Das Zwischenelement ist dabei ein Blechstreifen, der in eine geeignete Form gebogen ist.
Dabei ist der Fixierabschnitt durch einen mittleren Abschnitt des Blechstreifens gebildet, sodass die rechts und links davon gelegenen Abschnitte an der Außenwand des Gasgenerators befestigt werden können.
Bevorzugt ist der Fixierabschnitt im Wesentlichen eben ausgebildet, was es ermöglicht, ein beliebiges separates Halteteil, wie etwa einen Bolzen, eine Schraube oder ein anderes geeignetes, radial abstehendes Bauteil am Zwischenelement und am Fixierabschnitt zu befestigen, mittels dem der Gasgenerator am Fahrzeug fixiert werden kann.
Das Zwischenelement kann beispielsweise U-, C- oder V-förmig ausgebildet sein und Schenkel haben, die an der Außenwand anliegen, wobei die Schenkel vorzugsweise eine der Außenwand angepasste Krümmung am Anlagebereich haben. Somit umgreift das Zwischenelement die Außenwand des Gasgenerators teilweise, wodurch sich die Schenkel auf einfache und stabile Weise an der Außenwand festschweißen lassen.
Der Fixierabschnitt weist eine Öffnung zur Aufnahme eines Abschnitts des Halteteils auf, sodass eine Schraube oder ein Fixierbolzen hindurchgeschoben werden kann.
Der Fixierabschnitt ist von der Außenwand des Gasgenerators beabstandet. Dies erhöht die Flexibilität für die Befestigung des Gasgenerators mittels des Fixierabschnitts.
Das Halteteil ist vorzugsweise zwischen der Außenwand des Gasgenerators und dem Fixierabschnitt geklemmt, was eine einfache Befestigung des Halteteils und eine gute Kraftübertragung zwischen dem Halteteil und dem Gasgenerator ermöglicht.
Die Kraftübertragung lässt sich noch dadurch verbessern, dass das Halteteil einen an der Außenwand anliegenden Abschnitt besitzt, dessen Anlagefläche an der Außenwand der Kontur der Außenwand angepasst ist.
Bevorzugt ist das Zwischenelement an der Außenwand des Gasgenerators durch Laserschweißen und/oder Punktschweißen befestigt. Beide Methoden sind einfache, schnelle und sichere Verfahren zur Befestigung eines dünnwandigen Elements an einer zylindrischen Außenwand.
Beidseits des Fixierabschnitts ist wenigstens eine Schweißverbindung vorgesehen.
Es ist möglich, die Schweißverbindungen durch mehrere parallel zur Längsachse des Gasgenerators ausgerichtete Schweißstellen zu bilden, die jeweils durch einzelne Schweißnähte oder jeweils durch mehrere, in einer Linie angeordnete Schweißpunkte realisiert sein können. Sieht man mehrere Schweißverbindungen, in Linienform und parallel zueinander angeordnet, vor, so erhöht sich die Befestigungskraft, sodass die einzelnen Schweißverbindungen nur relativ kleinflächig ausgeführt werden müssen.
Die Anlagefläche des Zwischenelements an der Außenwand des Gasgenerators kann beispielsweise darauf angepasst werden, eine ausreichende Anzahl von Schweißverbindungen unterzubringen, wodurch flexibel unterschiedliche Anforderungen an die Befestigung des Gasgenerators erfüllt werden können.
Hierbei ist es günstig, wenn das Zwischenelement die Außenwand des Gasgenerators in einem Winkel von weniger als 180°, insbesondere weniger als 135° und weiter insbesondere von weniger als 90° umgreift. Außerdem ist es günstig, wenn das Zwischenelement die Außenwand des Gasgenerators in einem Winkel von mehr als 70°, insbesondere von mehr als 90° und weiter insbesondere von mehr als 120° umgreift. Das Zwischenelement ist also keine geschlossene Schelle, erstreckt sich aber auch nicht nur über einen winkelmäßig sehr geringen Anlagebereich, wie dies im Stand der Technik vorgesehen ist.
Das Vorsehen eines dünnwandigen Zwischenelements zur Halterung des Gasgenerators eignet sich besonders gut für Gasgeneratoren, deren Außenwand im Bereich der Schweißverbindung eine Dicke von weniger als 2 mm, insbesondere eine Dicke von weniger als 1,9 mm aufweist, also für dünnwandigere Gasgeneratoren, als sie gewöhnlich im Stand der Technik verwendet werden.
Die Schweißverbindung liegt insbesondere im Bereich einer bereits mit pyrotechnischem Material gefüllten Brennkammer des Gasgenerators, sodass das Zwischenelement auch nach der Befüllung des Gasgenerators angebracht werden kann. Hier eignen sich insbesondere Laser- und Punktschweißverfahren.
In einer möglichen Ausführungsform der Erfindung weist das Zwischenelement einen Gasleitabschnitt auf, der dazu dient, die Richtung von aus dem Gasgenerator ausströmendem Gas zu beeinflussen. Auf diese Weise kann das Zwischenelement eine weitere Funktion übernehmen, sodass weitere Bauteile eingespart werden.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele, mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen. In diesen zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Baugruppe aus einem Gasgenerator, einem Zwischenelement und einem Halteteil gemäß einer ersten Ausführungsform;
2 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Baugruppe gemäß einer zweiten Ausführungsform; und
3 eine weitere perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Baugruppe aus einem Gasgenerator und einem Zwischenelement.
1 zeigt eine Baugruppe 10 aus einem Gasgenerator 12, hier einem langgestreckten, zylindrischen Rohrgasgenerator, einem an einer Außenwand 14 des Gasgenerators 12 mittels wenigstens einer Schweißverbindung 16 befestigten Zwischenelement 18, sowie einem separaten Halteteil 20, das zur Befestigung der Baugruppe 10 an einem fahrzeugfesten Bauteil dient. Das Halteteil 20 kann, muss aber nicht Teil der Baugruppe 10 sein.
Die Außenwand 14 des Gasgenerators 12 ist relativ dünnwandig, ihre Dicke liegt bevorzugt unterhalb von 2 mm.
Der Gasgenerator 12 weist in der Außenwand 14 angeordnete Ausströmöffnungen 22 auf, durch die bei der Aktivierung des Gasgenerators 12 Gas ausströmt. Außerdem hat der Gasgenerator 12 eine oder mehrere mit pyrotechnischem Material 24 gefüllte Brennkammern 25 (schematisch angedeutet in 1), die zum Beispiel axial im Bereich des Zwischenelements 18 liegen.
Das Zwischenelement 18 ist ebenfalls dünnwandig ausgeführt, zumindest im Bereich der Schweißverbindungen 16. In diesem Bereich beträgt die Dicke des Zwischenelements 18 im gezeigten Beispiel zwischen dem 0,5-fachen und dem 1,5-fachen der Dicke der Außenwand 14 des Gasgenerators 12 im Bereich der Schweißverbindungen 16.
Das Zwischenelement 18 ist hier aus einem schmalen, langgestreckten Blechstreifen mit konstanter Dicke gefertigt. Der Blechstreifen ist in diesem Beispiel zu einer im Wesentlichen U-förmigen Form gebogen und ist so lang, dass die Schenkel 26 den Körper des Gasgenerators 12 in einem Winkel von etwas mehr als 180° umgreifen. Dabei sind die Enden der Schenkel 26 so gekrümmt ausgebildet, dass sie an die Kontur der Außenwand 14 angepasst sind und an dieser flächig, ohne Spiel anliegen.
Im Mittelstück hat das Zwischenelement 18 einen eben ausgeführten Fixierabschnitt 28, der sozusagen den Boden des „U” bildet und der einige Millimeter von der Außenwand 14 des Gasgenerators 12 beabstandet angeordnet ist.
Die Befestigung des Zwischenelements 18 erfolgt hier über Schweißverbindungen 16 mit der Außenwand 14, die an den Endbereichen der Schenkel 26 vorgesehen sind. Im gezeigten Beispiel befinden sich an jedem Schenkel 26 zwei Schweißverbindungen 16, die parallel zur Längsachse A des Gasgenerators 12 verlaufen (in den Figuren angedeutet durch die gestrichelten Linien). Die einzelnen Schweißverbindungen 16 können entweder als durchgehende Linie oder als eine Linie von aneinandergereihten Schweißpunkten ausgebildet sein.
Bevorzugte Verfahren zur Herstellung der Schweißverbindungen 16 sind Laserschweißen und Punktschweißen.
Natürlich können auch nur eine Schweißverbindung 16 oder mehr als zwei Schweißverbindungen 16 pro Schenkel 26 vorgesehen sein.
In der Mitte des ebenen Fixierabschnitts 28 befindet sich eine durchgehende Öffnung 30 (nur in 3 bezeichnet).
Im Fall der in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsformen ist jeweils ein separates Halteteil 20 vorgesehen, hier in Form eines Bolzens, das einen zylindrischen Befestigungsabschnitt 32 sowie einen Kopf 34 aufweist. Der Befestigungsabschnitt 32 des Halteteils 20 wird vor dem Anbringen des Zwischenelements 18 durch die Öffnung 30 geschoben, sodass das Halteteil 20 nicht mehr von der Baugruppe lösbar ist.
Im Fall der 1 ist das Halteteil 20 als Einpressbolzen gefertigt. Der Kopf 34 wird mit dem Fixierabschnitt 28 verpresst, sodass eine feste Einheit entsteht. Nach diesem Fertigungsschritt wird das Zwischenelement 18 zusammen mit dem daran befestigten Halteteil 20 am Gasgenerator 12 festgeschweißt. Über den Befestigungsabschnitt 32 kann nun eine Montage mit einem fahrzeugfesten Teil (nicht gezeigt) erfolgen.
Bei der in 2 gezeigten Ausführungsform hat das separate Halteteil 20 einen Kopf 34 mit einer an die Krümmung der Außenkontur der Außenwand 14 des Gasgenerators 12 angepassten Form, hier in Form eines Sattels. Durch diese Gestaltung stützt sich der Kopf 34 formschlüssig an der Außenwand 14 ab, sodass die Kraftübertragung auf das fahrzeugfeste Bauteil gleichmäßiger ist und das Zwischenelement 18 bzw. die Schweißverbindungen 16 an seinen Schenkeln 26 weniger belastet werden. Das Halteteil 20 wird in diesem Fall vor der Anbringung des Zwischenelements 18 lediglich durch die Öffnung 30 gesteckt und nur durch die Klemmung zwischen Fixierabschnitt 28 und Außenwand 14 am Gasgenerator 12 befestigt, und zwar gesichert gegen Verdrehung.
3 zeigt die Baugruppe 10, die ohne das Halteteil 20 ausgeführt ist. Die Öffnung 30 wird natürlich auch dazu genutzt, den Gasgenerator 12 auf beliebige geeignete Art und Weise mit einem fahrzeugfesten Bauteil zu verbinden.
Alternativ kann am Zwischenelement 18 auch ein anderes Befestigungsmittel angebracht sein, z. B. eine Schweißmutter.

Claims

Baugruppe mit einem Gasgenerator (12), der eine zylindrische Außenwand (14) aufweist, und einem an der Außenwand (14) mittels wenigstens einer Schweißverbindung (16) befestigten dünnwandigen, aus einem Blechstreifen bestehenden Zwischenelement (18), sowie einem separaten Halteteil (20) zur Verbindung mit einem fahrzeugfesten Bauteil, wobei das Zwischenelement (18) einen Fixierabschnitt (28) zur Anbringung des separaten Halteteils (20) aufweist und der Fixierabschnitt (28) durch einen mittleren Abschnitt des Zwischenelements (18) gebildet ist und eine Öffnung (30) zur Aufnahme eines Abschnitt des Halteteils (20) aufweist, wobei der Fixierabschnitt (28) von der Außenwand (14) des Gasgenerators (12) beabstandet und beidseitig des Fixierabschnitts (18) wenigstens eine Schweißverbindung (16) vorgesehen ist.
Baugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke des Zwischenelements (18) im Bereich der Schweißverbindung (16) maximal das 1,5-fache, insbesondere maximal das 1,2-fache, weiter insbesondere maximal das 1,1-fache und noch weiter insbesondere maximal das 1,0-fache der Dicke der Außenwand (14) des Gasgenerators (12) im Bereich der Schweißverbindung (16) beträgt.
Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenelement (18) eine höhere Materialfestigkeit aufweist als die Außenwand (14) des Gasgenerators (12).
Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fixierabschnitt (28) im Wesentlichen eben ausgebildet ist.
Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenelement (18) U-, C- oder V-förmig ausgebildet ist und Schenkel (26) hat, die an der Außenwand (14) anliegen, wobei die Schenkel (26) vorzugsweise eine der Außenwand (14) angepasste Krümmung im Anlagebereich haben.
Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Baugruppe (10) das Halteteil (20) umfasst, welches zwischen der Außenwand (14) des Gasgenerators (12) und dem Fixierabschnitt (28) geklemmt ist.
Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteteil (20) einen an der Außenwand (14) anliegenden Abschnitt (34) besitzt, dessen Anlagefläche an der Außenwand (14) der Kontur der Außenwand (14) angepasst ist.
Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenelement (18) an der Außenwand (14) des Gasgenerators (12) durch Laserschweißen und/oder Punktschweißen befestigt ist.
Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißverbindungen (16) durch mehrere parallel zur Längsachse (A) des Gasgenerators (12) ausgerichtete Schweißstellen gebildet sind.
Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenelement (18) die Außenwand (14) des Gasgenerators (12) in einem Winkel von weniger als 220°, insbesondere weniger als 135° und weiter insbesondere von weniger als 90° umgreift.
Baugruppe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenelement (18) die Außenwand (14) des Gasgenerators (12) in einem Winkel von mehr als 70°, insbesondere von mehr als 90° und weiter insbesondere von mehr als 120° umgreift.
Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenwand (14) des Gasgenerators (12) im Bereich der Schweißverbindung (16) eine Dicke von weniger als 2 mm, insbesondere eine Dicke von weniger als 1,9 mm aufweist.
Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißverbindung (16) im Bereich einer mit pyrotechnischem Material (24) gefüllten Brennkammer des Gasgenerators (12) liegt.
Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenelement einen Gasleitabschnitt aufweist, der dazu dient, die Richtung von aus dem Gasgenerator (12) ausströmendem Gas zu beeinflussen.