DE102009015217B3

DE102009015217B3 - Filtervorrichtung und Gasgenerator mit einer Filtervorrichtung

Info

Publication number: DE102009015217B3
Application number: DE102009015217A
Authority: DE
Inventors: Gerrit Von Breitenbach
Original assignee: Takata Petri AG
Current assignee: Joyson Safety Systems Germany GmbH
Priority date: 2009-03-31
Filing date: 2009-03-31
Publication date: 2010-10-14
Anticipated expiration: 2029-04-01
Also published as: RU2011126628A; JP2012517941A; WO2010112450A1; US20110239892A1; CN102271783A; EP2414066A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Filtervorrichtung zum Filtern einer Gasströmung mit einer gewickelten oder gefalteten Filtermaterialbahn. Es ist vorgesehen, dass mindestens ein Ende (11, 12) der Filtermaterialbahn (10) einen Abschnitt aufweist oder mit einem Abschnitt verbunden ist, der durch einen geschlossenen Blechabschnitt (20, 30) gebildet ist, wobei der geschlossene Blechabschnitt (20, 30) mindestens eine Aussparung (40, 50) zum Ein- oder Ausströmen von Gas in die oder aus der Filtervorrichtung (1) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Filtervorrichtung zum Filtern einer Gasströmung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und einen Gasgenerator mit einer solchen Filtervorrichtung.
Aus der Druckschrift EP 0 552 706 B1 ist eine Filtervorrichtung bekannt, bei der ein aus mehreren Filtermateriallagen unterschiedlicher Durchlässigkeit bestehendes Filterelement als Wickelkörper ausgebildet ist, der durch Wickeln einer Filtermaterialbahn gebildet ist. Dabei werden Filterabschnitte mit unterschiedlicher Durchlässigkeit bereitgestellt.
Die Druckschrift DE 10 2004 032 609 B4 beschreibt eine Filter- und Kühleinheit, bei der eine Mehrzahl scheibenförmiger, metallischer Filtereinzelelemente zu einem Filter gestapelt sind.
Es ist weiter bekannt, zur Verbesserung der Filternutzung in Gasgeneratoren sowohl aus thermischer als auch aus partikelrückhaltetechnischer Sicht Filter mit Leitblechen zu kombinieren, die derart eingesetzt werden, dass sie den durch einen Gasgenerator erzeugten Gasstrom gerichtet durch den Filter hindurchleiten und somit die Filternutzung verbessern. Derartige Anordnungen, die auch als „Baffled Filter” oder „Baffled Filter Design” bezeichnet werden, werden in Verbindung mit Drahtgestrickfiltern realisiert, die jedoch aufwändig in der Herstellung und relativ teuer sind. Auch ist es im Herstellungsprozess schwierig, die Gleichmäßigkeit des Drahtgestrickes über den Umfang und die Länge des Filters zu kontrollieren. Zusätzlich bedeutet die Montage der Leitbleche einen zusätzlichen Aufwand.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Filtervorrichtung und einen Gasgenerator zur Verfügung zu stellen, die eine gute Filternutzung durch die Verwendung von Leitblechen ermöglichen, dabei jedoch einfach herstellbar sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Filtervorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und einen Gasgenerator mit den Merkmalen des Anspruchs 15 gelöst. Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Danach sieht die erfindungsgemäße Lösung eine Filtervorrichtung vor, die durch eine gewickelte oder gefaltete Filtermaterialbahn hergestellt ist. Dabei ist zumindest ein Ende der Filtermaterialbahn mit einem geschlossenen Blechabschnitt verbunden oder bildet einen solchen aus. Der geschlossene Blechabschnitt weist mindestens eine Aussparung zum Ein- oder Ausströmen von Gas in die oder aus der Filtervorrichtung auf.
Die erfindungsgemäße Lösung erlaubt die Verwendung konventioneller gewickelter Filter, die beispielsweise aus Streckmetallblechen gebildet sind. Mit den geschlossenen Blechabschnitten werden Leitbleche in den Filter integriert, die einen Gasstrom gerichtet durch den Filter hindurchleiten und hierdurch die Filternutzung sowohl in thermischer als auch in partikelrückhaltetechnischer Sicht verbessern. Die als Blechabschnitte der Filtermaterialbahn ausgebildeten Leitelemente müssen dabei nicht gesondert montiert werden, da sie in die Filtermaterialbahn integriert oder mit dieser verbunden sind, so dass bei einem Wickeln oder Falten der Filtermaterialbahn die Bleche automatisch geeignet positioniert werden. Damit wird eine Filtervorrichtung mit integrierten Leitblechen und ohne die Notwendigkeit separater Leitblechkomponenten und deren Montage bereitgestellt.
Die erfindungsgemäße Lösung führt zu einer verbesserten Filternutzung, da die integrierten Blechabschnitte über die in diesen ausgebildeten Aussparungen oder Öffnungen einen Gasstrom gerichtet durch den Filter hindurchleiten und damit die Filternutzung verbessern. Gleichzeitig kann der eigentliche Filter aus konventionellen gewickelten Filtern hergestellt werden, ohne die Notwendigkeit, auf relativ teure und aufwändige Drahtgestrickfilter zurückgreifen zu müssen. Beispielsweise sind die Filter aus Streckmetallblechen oder gestanzten oder geprägten oder mit Strukturen ausgebildeten Blechen gebildet. Dabei kann die Filtermaterialbahn aus einer oder mehreren Lagen solcher Bleche bestehen, die dann gemeinsam gewickelt werden.
Die erfindungsgemäße Lösung weist den weiteren Vorteil auf, dass ein nur geringer Montageaufwand besteht, da die Leitbleche nicht gesondert angeordnet und montiert werden müssen. Durch den Wegfall eigener Leitblechkomponenten ist darüber hinaus auch eine Gewichtseinsparung gegeben. Auch kann durch die reduzierte Teilzahl eine Qualitätsüberwachung mit reduziertem Aufwand erfolgen.
Die gewickelte Filtermaterialbahn bildet einen hohlzylindrischen Wickelkörper der Filtervorrichtung, wobei ein geschlossener Blechabschnitt die innere oder äußere Mantelfläche des Wickelkörpers oder zumindest einen Teil derselben bildet. Der hohlzylindrische Wickelkörper wird dabei radial von innen nach außen von einem zu reinigenden Gasstrom durchströmt.
In einer Ausgestaltung sind beide Enden der Filtermaterialbahn jeweils mit einem geschlossenen Blechabschnitt verbunden. Grundsätzlich ist es jedoch auch möglich, lediglich ein Ende der Filtermaterialbahn mit einem geschlossenen Blechabschnitt zu verbinden, wobei dann entweder auf ein Leitblech im Bereich des anderen Endes der Filtermaterialbahn verzichtet oder ein solches in herkömmlicher Weise gesondert montiert wird.
Sofern zwei geschlossene Blechabschnitte als Leitbleche vorgesehen sind, bildet der eine Blechabschnitt die innere und der andere Blechabschnitt die äußere Mantelfläche des hohlzylindrischen Wickelkörpers. Der radialen Strömung des zu reinigenden Gasstroms von innen nach außen im hohlzylindrischen Wickelkörper kann dabei eine in Längsrichtung des Wickelkörpers gerichtete Komponente hinzugefügt werden, indem die Aussparungen in den beiden Blechabschnitten versetzt zueinander ausgebildet sind.
Was die Ausgestaltung der Aussparungen angeht, sind hier zahlreiche Realisierungsmöglichkeiten denkbar. Es kommt lediglich darauf an, einen Lufteintritt in den eigentlichen Filter in definierter Weise zu ermöglichen. Entsprechende Aussparungen in den Blechabschnitten können beispielsweise als Löcher und/oder als randseitige Materialauslassungen oder Einkerbungen ausgebildet sein. Dabei ist zu beachten, dass solche Aussparungen lediglich der gerichteten Zufuhr bzw. dem gerichteten Ausströmen von Gas in die oder aus der Filtervorrichtung dienen. Die Aussparungen sind aufgrund ihrer Anzahl und/oder ihrer Größe nicht geeignet, selbst ein Filterelement zu bilden. Es handelt sich um im Wesentlichen geschlossene Leitbleche, die an das eigentliche Filtermaterial der Filtermaterialbahn angrenzen.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der oder die Blechabschnitte gesondert hergestellt Teile darstellen, die der Filtermaterialbahn verbunden sind. Hierzu werden Sie beispielsweise mit der Filtermaterialbahn verschweißt. Es liegt jedoch ebenso im Rahmen der Erfindung, dass der oder die Blechabschnitte einstückig mit der Filtermaterialbahn ausgebildet sind.
Im letzteren Fall ist beispielsweise vorgesehen, dass die Filtervorrichtung einen Blechstreifen aufweist, der im Bereich der Filtermaterialbahn gestanzt und/oder geprägt ist und/oder dreidimensionale Strukturelemente ausbildet, so dass die Filtermaterialbahn im gewickelten Zustand als Filter wirkt. Dagegen ist der Blechstreifen im Bereich der Blechabschnitte bis auf die mindestens eine Aussparung zum Ein- oder Ausströmen von Gas geschlossen ausgebildet und bildet ein Leitblech für das zu reinigende Gas. Auch können mehrere solcher Blechstreifen übereinander angeordnet und gemeinsam gewickelt sein.
Die Erfindung betrifft des Weiteren einen Gasgenerator einer Fahrzeuginsassen-Schutzvorrichtung, die einen Filter gemäß dem Anspruch 1 aufweist. Ein solcher Filter ist beispielsweise in einem zylindrischen Generatorgehäuse angeordnet. In einer Brennkammer des Gasgenerators erzeugte Gase durchströmen den Filter und verlassen das Generatorgehäuse gereinigt durch in diesem ausgebildete Ausblasöffnungen.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme der Figuren der Zeichnung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt:
1A eine flach ausgebreitete Filtermaterialbahn mit integrierten Gasleitblechen in Draufsicht;
1B in Schnittansicht die gewickelte Filtermaterialbahn der 1A, die einen hohlzylindrischen Wickelkörper ausbildet;
2A eine ausgebreitete Filtermaterialbahn gemäß dem Stand der Technik;
2B die Filtermaterialbahn der 2A im gewickelten Zustand;
3A, 3B Ausgestaltungen von integrierten Gasleitblechen, bei denen Aussparungen zum Ein- oder Ausströmen von Gas als randseitige Materialauslassungen ausgebildet sind;
4A, 4B Ausgestaltungen von integrierten Gasleitblechen, bei denen Aussparungen zum Ein- oder Ausströmen von Gas als randseitige Einkerbungen ausgebildet sind;
5A, 5B Ausgestaltungen von integrierten Gasleitblechen, bei denen Aussparungen zum Ein- oder Ausströmen von Gas als kreisförmige Gasdurchtrittsöffnungen ausgebildet sind;
6 in Draufsicht eine alternative Ausgestaltung einer Filtermaterialbahn, die durch gestanzte runde Löcher gebildet ist;
7 in Draufsicht eine weitere alternative Ausgestaltung einer Filtermaterialbahn, die durch dreieckförmige gestanzte Löcher gebildet ist;
8 in Seitenansicht eine weitere alternative Ausgestaltung einer Filtermaterialbahn, die durch ein Blech mit einer geprägten Struktur gebildet ist;
9 in Schnittansicht eine weitere Ausgestaltung einer Filtermaterialbahn, die durch ein Strukturblech mit dreidimensionalen Strukturelementen gebildet ist;
10 in Schnittansicht eine weitere Ausgestaltung einer Filtermaterialbahn, die durch ein Strukturblech mit ausgestanztem Hutzen gebildet ist;
11 in Schnittansicht ein erstes Ausführungsbeispiel eines Gasgenerators mit einer gewickelten Filtervorrichtung gemäß 1B und
12 in Schnittansicht ein zweites Ausführungsbeispiel eines Gasgenerators mit einer gewickelten Filtervorrichtung gemäß der 1B.
Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung wird zunächst ein Filter gemäß dem Stand der Technik anhand der 2A, 2B erläutert. Die 2A zeigt eine abgerollte, flach ausgebreitete Filtermaterialbahn 10' mit rechteckigen Abmessungen. Durch rollen der Filtermaterialbahn 10' entlang ihrer Längsrichtung entsteht ein hohlzylindrischer Wickelkörper 1', der den Filter bildet und in der 2B dargestellt ist. Der Luftdurchtritt durch den hohlzylindrischen Wickelkörper erfolgt in radialer Richtung, wie durch die Pfeile der 2B angedeutet ist. Die Filtermaterialbahn besteht aus einem konventionellen Filtermaterial wie beispielsweise einem Streckmetallband. Dieses kann ein- oder mehrlagig ausgebildet sein. Durch Wickeln des Streckmetallbandes entsteht der Filter der 2B.
Unter Streckmetall im Sinne der vorliegenden Erfindung wird dabei allgemein ein Werkstoff mit Öffnungen in der Oberfläche verstanden, die durch versetzte Schnitte ohne Materialverlust unter gleichzeitig streckender Umformung entstanden sind. Die Maschen eines solchen gitterartigen Materials sind dabei weder geflochten noch geschweißt. Neben dem Begriff Streckmetall findet auch der Begriff Streckgitter Verwendung.
Die 1A zeigt einen abgerollten, längs ausgebreiteten Filter 1. Der Filter 1 weist eine Filtermaterialbahn 10 auf, die aus einem beliebigen wickelbaren Filtermaterial bestehen kann. Beispielsweise besteht die Filtermaterialbahn 10 aus einem oder mehreren aneinander gefügten Streckmetallblechen. Die Filtermaterialbahn 10 ist rechteckförmig ausgebildet und besitzt zwei schmale Seiten bzw. Enden 11, 12. Der Filter 1 weist des Weiteren zwei geschlossene Blechabschnitte 30, 40 auf, die an die Enden 11, 12 der Filtermaterialbahn 1 jeweils angefügt sind. Dies erfolgt beispielsweise durch Schweißen. Die Blechabschnitte 20, 30 weisen dabei die gleiche Breite wie die Filtermaterialbahn 10 auf, so dass die Filtermaterialbahn 10 und die Blechabschnitte 20, 30 gemeinsam eine längliche, rechteckförmige Filterbahn ausbilden. Die geschlossenen Blechabschnitte 20, 30 sind damit integrierte Bestandteile des Filters 1.
In den Blechabschnitten 20, 30 des Filters 1 sind jeweils Aussparungen 40, 50 ausgebildet. Im Ausführungsbeispiel der 1A sind die Aussparungen als eine Mehrzahl kreisförmiger Löcher 40, 50 ausgebildet, die sich an der unteren Kante des einen Blechabschnitts 20 und an der oberen Kante des anderen Blechabschnitts 30 jeweils entlang einer geraden Linie erstrecken. Wie noch erläutert wird, dienen diese Aussparungen 40, 50 dem definierten Ein- oder Ausströmen von Gas in den Filter 1 bzw. aus dem Filter.
1B zeigt den gewickelten Filter 1, der durch Aufwickeln der Filterbahn der 1A entsteht. Dabei ist zu beachten, dass auch die Blechabschnitte 20, 30 der Filterbahn gewickelt werden. Beim Wickelvorgang bildet sich ein hohlzylindrischer Wickelkörper, der den Filter 1 bildet. Aufgrund des Wickelns auch der Blechabschnitte 20, 30 wird die innere Mantelfläche des hohlzylindrischen Körpers durch den einen Blechabschnitt 30 und die äußere Mantelfläche des hohlzylindrischen Körpers durch den anderen Blechabschnitt 20 gebildet.
Die in den Blechabschnitten 20, 30 ausgebildeten Aussparungen 40, 50, die bezogen auf die Längsachse 7 des Hohlzylinders bzw. Filters 1 zueinander versetzt sind, erzeugen einen gerichteten Gasstrom durch den Filter 1. Der Versatz zwischen den Öffnungen 40, 50 führt dabei dazu, dass gemäß der 1B im Inneren des Hohlzylinders erzeugtes Gas zunächst durch die Öffnungen 50 des einen Blechabschnitts 30 radial nach außen in den Filter eintritt, in diesem dann zusätzlich zu einer radial nach außen gerichteten Bewegung eine Bewegung in Längsrichtung der Filterachse 7 erfährt und dann durch die Öffnungen 40 in dem äußeren Blechabschnitt 20 in radialer Richtung den Filter verläßt. Durch die Blechabschnitte 20, 30 wird der Gasstrom somit gerichtet und im Vergleich zu einer rein radialen Durchströmung mit einem längerem Filterweg durch den Filter 1 geführt, so dass eine verbesserte Filternutzung vorliegt. Dies ist sowohl in thermischer Hinsicht als auch in partikelrückhaltetechnischer Hinsicht der Fall, da der längere Durchströmungsweg des zu reinigenden Gases durch den Filter 1 zum einen eine verbesserte Wärmeübertragung auf den Filter und zum anderen einen besseren Partikelrückhalt ermöglicht.
Die Blechabschnitte 20, 30 stellen damit Leitbleche bereit, die den Gasstrom gerichtet durch den Filter 1 hindurchführen und die dabei integraler Bestandteil des Filters 1 sind. Mit Herstellung des Filters aus der Filterbahn der 1A werden die Leitbleche 20, 30 automatisch bereitgestellt und ausgerichtet.
In einer Ausgestaltung entspricht die Länge eines Blechabschnitts 20, 30 im Wesentlichen der Umfangslänge des aus der Filterbahn gebildeten hohlzylindrischen Körpers. In diesem Fall überschneiden sich Bereiche eines Blechabschnitts 20, 30 nicht. Grundsätzlich kann jedoch auch vorgesehen sein, dass ein Blechabschnitt 20, 30 eine Länge derart aufweist, dass er nach dem Wickelvorgang sich überlappende Bereiche ausbildet. Die in dem Blechabschnitt ausgebildeten Öffnungen sind für diesen Fall bevorzugt derart ausgerichtet, dass sie in den übereinander liegenden Abschnitten miteinander fluchten.
Die 3A, 3B, 4A, 4B und 5A, 5B zeigen unterschiedliche Ausführungsbeispiele integrierter Gasleitbleche. Es sind dabei jeweils Aussparungen 41, 51, 42, 52, 43, 53 in Blechabschnitten 21, 31, 22, 32, 23, 33 vorgesehen, die zueinander versetzt sind, so dass ein gerichteter, nicht rein radial ausgerichteter Gasstrom durch den Filter erfolgt.
Bei der Ausgestaltung der 3A, 3B ist die Aussparung zum Ein- oder Ausströmen von Gas in den Filter als randseitige Materialauslassung 41, 51 ausgebildet. Der jeweilige Blechabschnitt 21, 31 weist hierzu angrenzend an die Filtermaterialbahn 10 eine geringere Breite im Vergleich zu der Breite der Filtermaterialbahn 10 auf.
Bei der Ausgestaltung der 4A, 4B sind die Aussparungen 42, 52 zum Ein- oder Ausströmen von Gas ebenfalls randseitig am Blechabschnitt ausgebildet. Die Aussparungen 42, 52 sind dabei als zickzackförmiger Rand mit entsprechenden Einkerbungen vorgesehen. Randseitige Aussparungen 41, 51, 42, 52 gemäß den 3A, 3B, 4A, 4B weisen den Vorteil einer relativ einfachen Herstellung auf.
Bei der Ausgestaltung der 5A, 5B sind in den Blechabschnitten 23, 33 ähnlich wie bei der Ausgestaltung der 1A, 1B kreisförmige Löcher 43, 53 ausgebildet, die jeweils entlang einer sich in Längsrichtung des Blechabschnitts erstreckende Linie verlaufen. Anders als bei der Ausgestaltung der 1A, 1B ist dabei in dem einen Blechabschnitt 23 eine mittig angeordnete Reihe von Löchern 43 vorgesehen. In dem anderen Blechabschnitt 33 sind zwei randseitige Reihen von Löchern 53 vorgesehen. Hierdurch wird erreicht, dass der Gasstrom im Filter sich verzweigt und beispielsweise von den mittig angeordneten Löchern 43 sich sowohl nach oben als auch nach unten zu den Löchern 53 strömt.
Bei den oben erläuterten Ausführungsbeispielen sind die jeweils dargestellten Blechabschnitte 20–23, 30–33 an eine Filtermaterialbahn 10 angefügt. Es handelt sich insofern um gegenüber der Filtermaterialbahn 10 gesondert hergestellte Bleche, die zur Herstellung der in der 1A dargestellten Gesamtbahn in einem gesonderten Vorgang mit der Filtermaterialbahn 10 verbunden werden. Es liegt jedoch ebenso im Rahmen der Erfindung, dass die Filtermaterialbahn 10 und die diese begrenzenden Blechabschnitte 20, 30 einstückig ausgebildet sind.
Die 6 bis 10 zeigen alternative Ausgestaltungen für die Halbzeuge zur Herstellung gewickelter erfindungsgemäßer Filter. Dabei wird vorab darauf hingewiesen, dass in den 6 bis 10 die seitlichen geschlossenen Blechabschnitte nicht gesondert dargestellt sind. Diese sind aber bei diesen Ausgestaltungen ebenso vorhanden, dabei jedoch einstückig mit der eigentlichen Filtermaterialbahn ausgebildet. Die Ausbildung kann entsprechend den 1A bis 5B erfolgen.
Dabei qualifiziert sich ein Abschnitt des abgerollten Filters als Filtermaterial oder als Gasleitblech in Abhängigkeit davon, ob Filterstrukturen in dem Halbzeug ausgebildet sind oder nicht. In den die Gasleitbleche bildenden Blechabschnitten sind keine Filterstrukturen vorgesehen. Vielmehr handelt es sich um geschlossene Blechabschnitte, die lediglich Aussparungen zum Ein- oder Ausströmen von Gas aufweisen.
Gemäß der Ausgestaltung der 6 ist als Halbzeug zur Herstellung eines gewickelten Filters ein Lochblech 13 mit gestanzten Löchern 131 vorgesehen, die beispielsweise, jedoch nicht notwendigerweise, rund ausgebildet sind. Die gestanzten Löcher sind dabei nur im Bereich der Filtermaterialbahn 13 ausgebildet, nicht in den (nicht dargestellten) geschlossenen Blechabschnitten. Bei der Ausgestaltung der 7 ist die Filtermaterialbahn als Lochblech 14 mit Formstanzungen in Form von Dreiecken 141 ausgebildet. Andere Formstanzungen sind natürlich ebenfalls möglich.
Im Ausführungsbeispiel der 8 weist die Filtermaterialbahn 15 eine geprägte Struktur mit einer Wanddickenänderung Δt in der Blechebenenrichtung auf. Durch die Wanddickenänderung entstehen bei dem gewickelten Blech Kanäle zur Gasführung im Filter.
Bei der Ausgestaltung der 9 ist die Filtermaterialbahn 16 als Strukturblech ausgebildet, das dreidimensionale Miniatur-Strukturelemente 161 aufweist. Diese können einseitig oder zweiseitig ausgebildet, gezogen, profiliert, gewalzt, hydrogeformt usw. sein. Durch die Strukturelemente 161 entstehen wieder Kanäle zur Luftleitung im Filter.
Die oben genannten Maßnahmen zur Filterbildung wie Stanzen, Prägen und Strukturieren eines Blechs können beliebig kombiniert werden. Beispielsweise ist in der 10 ein Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem eine Filtermaterialbahn 17 ausgestanzte Hutzen 171 bildet, wobei die Hutzen 171 sowohl dreidimensionale Miniatur-Strukturelemente ausbilden als auch Öffnungen 172 bereitstellen.
Bei den Blechen kann es sich beispielsweise um Stahlbleche, Aluminiumbleche oder Kupferbleche handeln.
Es wird darauf hingewiesen, dass der beschriebene Filter 1 mit integrierten Gasleitblechen 20, 30 grundsätzlich in beliebigem Kontext einsetzbar ist, beispielsweise in der Haushaltstechnik oder Raketentechnik. Eine bevorzugte Implementierung erfolgt in einem Gasgenerator einer Fahrzeuginsassen-Schutzvorrichtung. Beispiele für solche Implementierungen sind in den 11 und 12 dargestellt.
Die 11 zeigt in Schnittansicht einen rotationssymmetrisch aufgebauten Gasgenerator 100, der ein Generatorgehäuse 101, bestehend aus einem Generatortopf 102 und einen mit diesem verbundenen Generatordeckel 103, aufweist. Innerhalb des Generatorgehäuses 101 ist eine Brennkammer 110 ausgebildet, in der ein Anzündelement 120, eine Anzündladung und Treibstoffmittel (nicht dargestellt) angeordnet sind. Der Innenraum des Gasgenerators 100, der in der 11 lediglich schematisch dargestellt ist, kann dabei in mehrere Kammern untergliedert sein, beispielsweise eine mittig angeordnete Anzündkammer, an die sich die eigentliche Brennkammer und daran anschließend eine Abscheidekammer anschließen. Auf den genauen Aufbau des Gasgenerators 100 kommt es dabei vorliegend nicht an.
Innerhalb des Generatorgehäuses 101 ist ein gewickelter Filter 200 angeordnet, der beispielsweise entsprechend den 1A, 1B ausgebildet ist. Der Filter 200 weist ein wickelbares Filtermaterial 210, ein inneres integriertes Leitblech 220 und ein äußeres integriertes Leitblech 230 auf. In dem inneren integrierten Leitblech 220 sind untere Aussparungen 221 und in dem äußeren integrierten Leitblech 230 obere Aussparungen 231 realisiert.
Nach Zünden des in der Brennkammer 110 angeordneten Treibstoffmittels entsteht Gas. Das erzeugte Gas strömt durch die unteren Aussparungen 221 des inneren Leitbleches 220 in das Filtermaterial 210 und in diesem, wie durch die Gasführungslinie A schematisch dargestellt, in Längsrichtung durch den Filter. An den oberen Aussparungen 231 des äußeren Leitbleches 230 verlässt der Gasstrom gereinigt und gekühlt den Filter 100. Das gereinigte und gekühlte Gas verlässt dann das Generatorgehäuse 101 über seitliche, im Generatortopf 102 ausgebildete Ausblasöffnungen 130.
Das Ausführungsbeispiel der 12 unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel der 11 dadurch, dass der Generatortopf 102 flacher ausgebildet ist und der Generatordeckel 103 sich zum Ausgleich stärker in Richtung des Generatortopfes 102 erstreckt. Die Gasführung A' ist derart, dass die Ausblasöffnungen 130 im Generatordeckel 103 im oberen Bereich des Generatorgehäuses ausgebildet sind.
Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausgestaltung nicht auf die vorstehend dargestellten Ausführungsbeispiele. Beispielsweise können die integrierten Leitbleche eine unterschiedliche Form als dargestellt aufweisen und/oder in anderer Weise mit Aussparungen zum Ein- oder Ausströmen von Gas in oder aus dem Filter versehen sein. Weiter ist die Erfindung nicht beschränkt auf bestimmte Filtermaterialien, solang diese wickelbar sind. Auch kann vorgesehen sein, dass der Filter keine gewickelte, sondern stattdessen gefaltete Filtermaterialbahnen aufweist. Es gilt dann wiederum, dass die Enden des gefalteten Filtermaterials als geschlossene Blechabschnitte zur Realisierung von Leitblechen ausgebildet sind.

Claims

Filtervorrichtung zum Filtern einer Gasströmung mit einer gewickelten oder gefalteten Filtermaterialbahn, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Ende (11, 12) der Filtermaterialbahn (10, 13–17) mit einem geschlossenen Blechabschnitt (20–23, 30–33) verbunden ist oder einen solchen ausbildet, wobei der geschlossene Blechabschnitt (20–23, 30–33) mindestens eine Aussparung (40–43, 50–53) zum Ein- oder Ausströmen von Gas in die oder aus der Filtervorrichtung (1) aufweist.
Filtervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gewickelte Filtermaterialbahn (10, 13–17) einen hohlzylindrischen Wickelkörper der Filtervorrichtung bildet, wobei der geschlossene Blechabschnitt (20–23, 30–33) die innere oder äußere Mantelfläche des Wickelkörpers oder zumindest einen Teil derselben bildet.
Filtervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass beide Enden (11, 12) der Filtermaterialbahn (10, 13–17) jeweils mit einem geschlossenen Blechabschnitt (20–23, 30–33) verbunden sind.
Filtervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der eine Blechabschnitt (30) die innere und der andere Blechabschnitt (20) die äußere Mantelfläche des hohlzylindrischen Wickelkörpers bildet.
Filtervorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die in den beiden Blechabschnitten (20–23, 30–33) jeweils ausgebildeten Aussparungen versetzt zueinander in den beiden Blechabschnitten (20–23, 30–33) ausgebildet sind.
Filtervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Versatz derart erfolgt, dass die Aussparungen (40–43, 50–53) in Längsrichtung des hohlzylindrischen Wickelkörpers zueinander versetzt sind.
Filtervorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Aussparung (40, 43, 50, 53) im geschlossenen Blechabschnitt (20, 23, 30, 33) mindestens eine Gasdurchtrittsöffnung vorgesehen ist.
Filtervorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Aussparung (41, 42, 51, 52) im geschlossenen Blechabschnitt (21, 22, 31, 32) mindestens eine randseitige Materialauslassung oder Einkerbung vorgesehen ist.
Filtervorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtermaterialbahn (10, 13–17) ein metallisches Filtermaterial aufweist.
Filtervorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Blechabschnitte (20–23, 30–33) einstückig mit der Filtermaterialbahn (13–17) ausgebildet sind.
Filtervorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtervorrichtung einen Blechstreifen aufweist, wobei der Blechstreifen im Bereich der Filtermaterialbahn (13–17) gestanzt und/oder geprägt ist und/oder dreidimensionale Strukturelemente ausbildet, so dass die Filtermaterialbahn (13–17) im gewickelten Zustand als Filter wirkt, während der Blechstreifen im Bereich der Blechabschnitte bis auf die mindestens eine Aussparung (40–43, 50–53) zum Ein- oder Ausströmen von Gas geschlossen ausgebildet ist.
Filtervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Blechabschnitte (20–23, 30–33) gesondert hergestellte Teile darstellen, die der Filtermaterialbahn (10) verbunden sind.
Filtervorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtermaterialbahn (10) mindestens ein Streckmetallblech aufweist.
Filtervorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtermaterialbahn (10, 13–17) mehrere aufeinanderliegende Materiallagen aufweist, die gemeinsam gewickelt sind.
Gasgenerator einer Fahrzeuginsassen-Schutzvorrichtung, gekennzeichnet durch einen Filter gemäß Anspruch 1.