Innovativer Kaltgasgenerator

Transkript

1 Innovativer Kaltgasgenerator Regelbares Hochdrucksystem ohne Verwendung von Pyrotechnik für innovative Airbag- Sicherheitssysteme und Kurzzeitantriebe Patente angemeldet

2 Was ist ein Kaltgasgenerator Stand der Technik: Zum Aufblasen eines Kfz.- Airbags wird ein ausreichendes Gasvolumen benötigt, das in einem als Gasgenerator bezeichneten Behälter mitgeführt wird. Bei Heißgasgeneratoren wird das Gasvolumen bei der Aktivierung des Airbags in Form eines chemischen Prozesses pyrotechnisch als Heißgas freigesetzt. Andere als Hybridsystem bezeichnete Airbagsysteme verwenden einen Hochdruckbehälter zur Speicherung des Gases. Zusätzlich wird eine weitere Gasmenge durch einen chemischen Prozess pyrotechnisch als Heißgas freigesetzt. Beide Systeme werden bei der Aktivierung pyrotechnisch gezündet. Innovatives System: Bei dem Innovativen Kaltgasgenerator wird das Gas ebenfalls in einem Hochdruckbehälter mitgeführt, jedoch ohne jede Pyrotechnik durch ein Ventil freigesetzt. Diese Technik konnte weltweit erstmalig zur Serienreife entwickelt werden Grantz Folie 2 von 12

3 Fortschritt - USP Fortschritt: Es wurde erstmalig ein Kaltgasgenerator entwickelt, der ohne Pyrotechnik auskommt und trotzdem die Anforderungen für fahrzeugtaugliche Airbag- Systeme voll erfüllt. Dies vermeidet Nachteile der heute verwendeten konventionellen Systeme und eröffnet neue Möglichkeiten: Gesetzliche Einschränkungen durch die Pyrotechnik werden vermieden. Keine Einschränkungen bei der Handhabung und Montage. Keine Giftstoffe. Keine Gefährdung der Gesundheit durch sanfte Ventilöffnung (Verletzung, Geräusche). USP: Kontrollierbare und dokumentierbare Funktionssicherheit. Mehrfachöffnung für Mehrfach- Impacts möglich. Anpassbare und regelbare Gasmenge. Geringere Strukturbelastung. Völlig neue, nicht fahrzeuggebundene Einsatzgebiete Grantz Folie 3 von 12

4 New Business Der innovative Kaltgasgenerator erschließt Anwendungen, die den heutigen Systemen verschlossen bleiben und geht damit weit über die Anwendungen im Fahrzeug hinaus. Rettungs- Systeme für Hochhäuser Fahrzeug Airbags Kraftquelle für leistungsfähige Antriebe Rettungs- Systeme für Schiffe Anwendungsgebiete Kaltgasgenerator System Häge Not- Schließ- Einrichtungen Weltraum- Anwendungen - Sonnensegel Grantz Folie 4 von 12

5 Systemauswahl - Realisation Es wurde das Prinzip eines vorgesteuerten Kolbens gewählt. Realisierter Ventil- Prototyp Grantz Folie 5 von 12

6 Systemauswahl - Realisation Die erwarteten systembedingten Vorteile wurden durch umfangreiche Berechnungen und Untersuchungen bestätigt. Die Vorteile ergeben sich durch unten stehende Merkmale, die von den heute verwendeten Systemen abweichen. Ventilauswahl: Drücke und Magnetkraft beherrschbar. Hochdruckgas Stickstoff: Thermodynamisch und strömungstechnisch günstigstes Gas (durch Messungen bestätigt). Kostengünstigstes Gas. Ungiftig. Langzeitdichtung ist bei Stickstoff aktueller technischer Stand und damit beherrschbar. Hochdruckbehälter aus Verbundmaterial: Leicht. Hochdruckbehälter und Ventil als Baueinheit möglich Grantz Folie 6 von 12

7 Zusammenfassung der Systemvorteile gegenüber pyrotechnischen Systemen 1. Ausströmzeit variabel über Querschnitte einstellbar 2. Strömungsgeschwindigkeit einstellbar 3. Deutlich niedrigere Ausströmtemperaturen. 4. Speichervolumen und Energiedichte nahezu beliebig 5. Festigkeit besser beherrschbar 6. Sicherheit und Störanfälligkeit beherrschbar 7. Funktionssicherheit überprüfbar 8. Mehrstufigkeit durch mehrfaches Öffnen und Schließen 9. Regelbarkeit auf zeitlichen Bedarf durch Anpassung der Ausströmzeit. 10. Regelbarkeit auf örtlichen Bedarf über mehrere Ventile 11. Keine Gehörschädigung durch sanften Druckanstieg 12. Keine Vergiftungsgefahr 13. Keine Verbrennungsgefahr 14. Keine Verletzungsgefahr, da keine Berstscheibe mehr erforderlich ist 15. Geringere Strukturbelastung Grantz Folie 7 von 12

8 Entwicklungsergebnisse Simulation Test Ausströmzeit - Volumenstrom Test: Der Druckverlauf im Speicher entspricht beim Ausspeichern den Anforderungen: Grantz Folie 8 von 12

9 Entwicklungsergebnisse Test: Regelbarkeit Test: Verlauf Speicherdruck bei 3- und 4-maligen Ventiltakt Nachweis der Regelbarkeit Grantz Folie 9 von 12

10 Entwicklungsergebnisse Test: Versuch mit konv. Gasgenerator an Seitenairbag Optimal an die vorhandene Fahrzeugstruktur angepasstes Seriensystem Grantz Folie 10 von 12

11 Entwicklungsergebnisse Test: Versuch mit Innovativem Kaltgasgenerator an Seitenairbag Gute Vergleichbarkeit zum Seriensystem trotz suboptimaler Anordnung durch Adapter und Umlenkungen Grantz Folie 11 von 12

12 Entwicklungspotenziale Die bei den Erprobungen gewonnenen positiven Ergebnisse des aktuellen Ventils des Kaltgasgenerators führten zu Erkenntnissen für eine weitere Optimierung. Diese Konstruktion hat weniger Bauteile, und ist dadurch kompakter und leichter und kostengünstiger. Weitere Merkmale werden die Herstellung deutlich vereinfachen. aktuelles System weiterentwickeltes System Grantz Folie 12 von 12