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Die Erfindung betrifft einen Hochdruckgasfilter für Airbag-Gasgeneratoren in Fahrzeugen mit einem Blech, welches in eine definierte Form umformbar ist, und welches in einer Erstreckungsrichtung des ungebogenen Bleches abwechselnd unverformte Abschnitte und Abschnitte mit Ausstülpungen bezüglich der Erstreckungsebene des Blechs aufweist, wobei die Ausstülpungen beabstandet zueinander angeordnet sind und an zumindest einer Ausstülpung zumindest eine Öffnung ausgebildet ist.
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Airbags werden in zunehmender Anzahl und unterschiedlicher Größe im Fahrzeug verbaut, um die Insassen vor auftretenden Schäden bei Verkehrsunfällen zu schützen. Diese Airbags weisen Gassäcke auf, die durch Gas im Falle eines Aufpralls innerhalb von Millisekunden aufgeblasen werden. Bei der Gaserzeugung durch Verbrennung entstehen Hitze sowie Schmutzstoffe und Partikel als Rückstände. Deshalb ist es notwendig, das erzeugte Gas zu filtrieren, um es zu reinigen und seine Temperatur zu senken. Der Gasstrom in derartigen Hochdruckgasfilter erfolgt entsprechend von innen nach außen. Verbrennungsrückstände sollen also vom Hochdruckgasfilter möglichst vollständig zurückgehalten werden, um ungewünschte Partikel vom Gas zu trennen.
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Bekannte Gasfilter weisen, um eine gute Filtration und Kühlung zu erzielen, eine Tiefenstruktur auf, die üblicherweise durch hintereinanderliegende Drähte oder Lagen gebildet wird, die unempfindlich gegenüber den auftretenden thermischen und chemischen Belastungen sein müssen. So sind beispielswiese gepresste Drahtgewebe oder Drahtgestricke als Hochdruckfilter bekannt geworden. Da diese eine unregelmäßige und somit nicht steuerbare Gasführung aufweisen, sind Hochdruckgasfilter bekannt geworden, die aus ein- oder mehrlagigen gerollten Blechen aufgebaut sind, um eine bessere Gasführung und damit nachvollziehbarere Filtration und Verweilzeit zu erhalten. Der Rückhaltegrad dieser Hochdruckgasfilter wird durch die Öffnungen in der Gasfilterstruktur, die Anordnung dieser Öffnungen zueinander und zum Gasstrom, sowie die in der Gasfilterstruktur nutzbare Fläche und Räume für den Verbleib der Partikel maßgeblich bestimmt. Daher ist es gewünscht, dass die Gasführung durch den Filter möglichst eindeutig definiert ist in Bezug auf Volumen pro Zeit für einen Gasfilter insgesamt und in seinen Teilbereichen, um den Gasgenerator und den Gasfilter möglichst bedarfsorientiert auslegen zu können. Die möglichst definierte Gasführung hat auch Einfluss auf die spezifische Einstellbarkeit der Kühlung durch eine Filterspezifikation, da die effektiv angeströmte Materialoberfläche bestimmbar wird.
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So wird in der
WO 2010/107956 A1 ein Metallblech für Hochdruckfilter von Gasgeneratoren vorgeschlagen, bei dem im Blech eine Vielzahl von Öffnungen ausgebildet sind, welche durch Schnitte ohne Materialverlust und anschließendes Strecken des Bleches erzeugt werden. In Erstreckungsrichtung des Bleches betrachtet weist das Blech Abschnitte mit Öffnungen und Abschnitte ohne Öffnungen auf, wobei die Abschnitte mit Öffnungen wiederum jeweils unterschiedliche Öffnungsformen und Öffnungsgrößen aufweisen, so dass auch unterschiedliche Gesamtöffnungsquerschnitte pro Filterlage am gerollten Filter entstehen, da beim Rollen des Bleches zur Herstellung eines Filterrings entsprechend Abschnitte mit unterschiedlichen Öffnungsquerschnitten aufeinander zu liegen kommen. So können einzelne Öffnungen einer Lage auch gänzlich von der folgenden Lage verschlossen werden. Es werden jedoch gewundene Pfade gebildet und ein vielfaches Umlenken der Gasströmung durch den Filter erzwungen. Ein signifikanter Teil der Verbrennungsrückstände bleibt zwar innen am Filterring haften oder bildet Agglomerationen, jedoch bleibt die Verweilzeit durch die sehr unterschiedlichen Spezifikationen der Abschnitte schwer bestimmbar. Zusätzlich erstrecken sich die Öffnungen durch das Strecken des Metallblechs immer in Streckrichtung, so dass die senkrecht anströmbare Oberfläche einer Lage reduziert wird.
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Es stellt sich daher die Aufgabe, einen Hochdruckgasfilter für Airbag-Gasgeneratoren in Fahrzeugen zu schaffen, der im Vergleich zu bestehenden Lösungen, die Filtration von Verbrennungsrückständen weiter verbessert sowie eine weitestgehend eindeutige Bestimmung der Gasführung ermöglicht, um die Verweilzeit des Gases an verschiedene Kundenspezifikationen anpassen zu können. Gleichzeitig soll eine Kosteneinsparung in der Herstellung erzielt werden und die Kühlung des Gases verbessert werden.
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Diese Aufgaben werden durch einen Hochdruckgasfilter für Airbag-Gasgeneratoren in Fahrzeugen mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Dadurch, dass eine Projektion des ungebogenen Blechs in Richtung eines Normalenvektors auf die Erstreckungsebene des Bleches eine öffnungsfreie geschlossene Fläche bildet, wird einerseits die gesamte senkrecht anströmbare Fläche des Bleches erhalten und andererseits eine definierte Strömungsumlenkung erzwungen. Dies bedeutet, dass die Öffnungen in Richtung des Normalenvektors betrachtet durch die Ausstülpungen vollständig verdeckt werden, so dass diese Öffnungen in der Projektionsfläche nicht zu identifizieren sind. Dies führt einerseits dazu, dass die Strömungsrichtung zwischen den Lagen vorausgesagt werden kann, wodurch die Verweilzeit deutlich präziser bestimmbar ist und andererseits auch zu einer Verbesserung der Agglomeration und Kühlung, da die Fläche pro Lage, an der sich Partikel anhaften können oder entlang derer der Gasstrom strömen muss, im Vergleich zu bekannten Ausführungen vergrößert wird, da die senkrecht anströmbare Oberfläche des Materials im Vergleich zu ungeschlitztem oder unperforiertem Blech nicht reduziert wird.
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Dadurch, dass das ungebogene Blech Öffnungen aufweist, die durch eine umlaufende Kante begrenzt sind, welche eine Ebene aufspannt, die senkrecht zur Erstreckungsebene des ungebogenen Bleches angeordnet ist, wird eine Strömungsumlenkung in jeder Ausstülpung erzwungen. Unter Erstreckungsebene wird in diesem Zusammenhang die Ebene verstanden, die durch das noch nicht mit Ausstülpungen versehene und noch nicht gebogene Blech aufgespannt wird. Für das gebogene Blech bedeutet dies, dass die durch die Öffnungskante aufgespannte Ebene immer parallel zu einem Normalenvektor auf das nicht durch die Ausstülpung verformte Blech im Bereich der Kante der jeweiligen Öffnung liegt. Diese Materialstruktur kann beispielsweise durch Schneiden und Druckumformen in das Blech eingebracht werden. Durch das Druckumformen wird auch die vorhandene Oberfläche des Materials im Bereich der Ausstülpungen vergrößert, um einen freien Querschnitt der Öffnung in Richtung senkrecht auf das Blech zuverlässig zu verhindern. So ergibt sich eine kostengünstig herstellbare definierte Strömungsführung zur Verbesserung der Filtration und Kühlung des Gases.
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Vorzugsweise weist jedes ungebogene Blech eine Haupterstreckungsrichtung und eine Nebenerstreckungsrichtung auf, die senkrecht zur Haupterstreckungsrichtung angeordnet ist, wobei das Blech entlang der Haupterstreckungsrichtung in eine Ringform oder Teilringform gebogen ist und eine Ebene, die durch die umlaufende Kante der Öffnung aufgespannt ist, sich in radialer Richtung erstreckt. Die andere Richtung der Erstreckung dieser Ebene steht im 90°Winkel zur radialen Richtung, so dass die Öffnungen entweder in Haupterstreckungsrichtung oder einem beliebiegen Winkel hierzu weisen können. Das entstehende Gas wird somit gezwungen jeweils eine Umlenkung zu vollziehen, um zunächst radial in den freien Raum in der Ausstülpung zu strömen und anschließend durch die Öffnungen entlang des Umfangs zu strömen. Somit entsteht eine lange Verweilzeit, da eine rein radiale Ausströmung verhindert wird und somit die Verweilzeit vergrößert wird.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die umfänglich geschlossene Form eine Ringform, so dass ein Filterring gebildet wird, bei dem jede Ausstülpung des Filterringes sich nach radial außen erstreckt. Die Ringform ist leicht herstellbar und führt bei zentraler Anordnung der Treibladung des Gasgenerators zu einer gleichmäßigen und zeitgleichen Anströmung des Filters. Der Filter kann aus einem Blech am Strang hergestellt werden, da jeweils gleiche Ausstülpungen gebildet werden.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind am Blech Ausstülpungen ausgebildet, an denen genau eine Öffnung ausgebildet ist. Entsprechend wird der Gasstrom in eine Richtung entlang des Umfangs gezwungen. So lässt sich die Verweilzeit sehr gut einstellen, da die Stärke der Verwirbelungen gut vorhersagbar ist.
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In einer alternativen Ausführungsform sind am Blech Ausstülpungen ausgebildet, an denen zwei gegenüberliegende Öffnungen ausgebildet sind. So können verstärkte Wirbel durch die entstehenden Gegenströmungen ausgebildet werden, wodurch beispielsweise größere Agglomerationen gebildet werden können.
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In einer weiteren alternativen oder kombinierbaren Ausbildung der Erfindung sind am Blech Ausstülpungen ausgebildet, an denen mindestens drei Öffnungen ausgebildet sind. Dies kann insbesondere bei mehreckigen Ausstülpungen sinnvoll sein, um einen gezielten Gasstrom in Umfangsrichtung und gegebenenfalls in axialer Richtung zu erzeugen.
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Auch ist es vorteilhaft, wenn die Ausstülpungen am Blech in der Haupterstreckungsrichtung und/oder in der Nebenerstreckungsrichtung versetzt zueinander angeordnet sind. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass durch das Rollen des Bleches Ausstülpungen aufeinanderfolgender Lagen unmittelbar aneinander grenzen und so ein direktes Durchströmen von einer Ausstülpung in die andere erfolgt.
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Hierzu können auch die unverformten Abschnitte und/oder die Abschnitte mit Ausstülpungen in der Haupterstreckungsrichtung und/oder der Nebenerstreckungsrichtung unterschiedliche Ausdehnungen aufweisen, was beispielsweise auch dazu genutzt werden kann, trotz des unterschiedlichen Durchmessers der verschiedenen Lagen, einen konstanten Abstand der Ausstülpungen einer ersten Lage zu den Ausstülpungen einer um die ersten Lage gewickelten zweiten Lage herzustellen.
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Vorzugsweise sind Öffnungen an den Ausstülpungen ausgebildet, die eine konstante Öffnungshöhe und Öffnungsbreite aufweisen. Diese sind besonders einfach herstellbar und erzeugen eine gleichmäßige Durchströmung der Öffnungen.
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Alternativ sind Öffnungen an den Ausstülpungen ausgebildet, bei denen die Öffnungshöhe der Öffnungen in einem Teilbereich der Öffnung verringert ist. Durch diese Form kann dem Gasstrom eine zusätzliche Komponente schräg entlang des Umfangs aufgezwungen werden, so dass in Achsrichtung betrachtet größere durchströmte Flächen zwischen den Ausstülpungen gebildet werden.
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In einer weiteren Alternative sind Öffnungen an den Ausstülpungen ausgebildet, die eine Halbkreisform aufweisen, wodurch eine sehr gleichmäßige Durchströmung der Öffnung erzielt werden kann.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Blech gleichartig ausgebildete definierte Öffnungen und/oder Ausstülpungen auf, so dass bei der Herstellung ein einfaches Werkzeug verwendet werden kann, so dass die Herstellkosten des Hochdruckgasfilters gering sind.
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In einer hierzu alternativen Ausführung weist das Blech unterschiedlich definierte Öffnungen und/oder Ausstülpungen auf. Auf diese Weise kann durch eine stärkere Wirbelbildung die Verweilzeit erhöht und damit auch die Kühlwirkung im Hochdruckgasfilter verbessert werden und die Agglomerationen für einen besseren Abscheidegrad gesteigert werden.
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Eine besonders kostengünstige Herstellung ergibt sich, wenn der Filterring einlagig ausgebildet ist. Ein solcher Filterring ist insbesondere für Gasgeneratoren interessant, bei denen keine hohe Verweilzeit oder große Kühlwirkung des Gasfilters gefordert ist.
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Alternativ kann der Filterring mehrlagig aus einem Blech gebildet sein. Dieses wird entsprechend mehrmals gerollt und kann anschließend noch an seinen Längskanten verpresst werden. Entsprechend der Öffnungsweiten und der Anzahl der vorhandenen Öffnungen kann mit der Anzahl der Lagen auch die Verweilzeit eingestellt werden.
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In einer wiederum bevorzugten Ausbildung ist der Filterring durch mehrere umeinander gerollte Bleche gebildet. Diese können beispielsweise durch Schweißen aneinander befestigt werden. Auf diese Weise können für unterschiedliche Filterringe mit verschiedener Anzahl an Lagen immer gleiche Bleche verwendet werden, so dass durch die immer gleiche Herstellung der Bleche Kosten eingespart werden können.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform weisen die mehreren umeinander gerollten Bleche jeweils unterschiedlich definierte Ausstülpungen und/oder Öffnungen auf. So ist es möglich, die Verweilzeit und Kühlwirkung sehr genau einzustellen, da für die verschiedenen Lagen beispielsweise unterschiedliche Öffnungsweiten oder -höhen eingestellt werden können oder die Anzahl an Öffnungen pro Lage anders eingestellt werden kann. Entsprechend wäre es beispielsweise möglich, für größere Partikel im inneren Bereich größere Öffnungsweiten vorzusehen und so pro Lage die Größe der Öffnungen zu verringern und entsprechend nach außen eine immer feiner werdende Filtration zu erreichen. So kann das Risiko eines vollständigen Verstopfens kleiner Querschnitte verringert werden und dennoch in der äußeren Lage eine sehr feine Filtration vorgesehen werden.
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Auch kann es vorteilhaft sein, wenn die mehreren umeinander gerollten Bleche erste Umfangsabschnitte aufweisen, in denen die Ausstülpungen nach radial innen weisen und jeweils zweite Umfangsabschnitte aufweisen, in denen die Ausstülpungen nach radial außen weisen. Wird dabei beispielsweise die Öffnung beider Bleche in gleicher Umfangsrichtung ausgebildet, kann auf diese Weise ein Umströmen und rückwärtiges Einströmen des Gasstroms in die Ausstülpungen mit einer 180°-Umkehr erzwungen werden, wenn jeder Umfangsabschnitt genau einer Lage entspricht. Dies erhöht die Verweilzeit, was zu einer verbesserten Filter- und Kühlwirkung führt. Des Weiteren wird der Platzbedarf pro Lage verringert.
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Vorzugsweise weist das Blech an zumindest einer seiner begrenzenden Kanten einen Radius oder eine Fase auf, wodurch der Einbau in das umliegende Gehäuse und die Befestigung der Lagen aneinander vereinfacht wird. Dies kann beispielsweise durch ein Verpressen der Kanten erreicht werden. Durch das Verpressen mehrerer Lagen an begrenzenden Kanten wird auch die Dichtheit eines Gasfilters verbessert und der Austritt von Gas an diesen Stellen erschwert.
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Ebenfalls denkbar ist es, dass der Hochdruckgasfilter Abschnitte aufweist, die erfindungsgemäß ausgebildet sind und Abschnitte aufweist, die andersartig ausgebildete Öffnungen aufweisen, so dass lediglich in einigen Umfangsabschnitten eine vollständige Umlenkung des Gasstroms hergestellt wird.
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Es wird somit ein Hochdruckgasfilter für Airbag-Gasgeneratoren in Fahrzeugen mit einem Blech geschaffen, das auch als tiefendefiniertes Schlitzblech bezeichnet werden kann und bei dem das sich ausbreitende Gas zwingend und definiert umgelenkt wird, sobald es auf die erste Lage des erfindungsgemäßen Blechs trifft. Durch die Öffnungen wird das Gas mit einer definierten Orientierung durch den Gasfilter geleitet. Der Gasstrom wird zwischen den Lagen gezielt verwirbelt oder gleichgerichtet. Es wäre auch denkbar die Ausstülpungen und Öffnungen derart zu formen, dass eine Düsenform entsteht, wodurch auch die Geschwindigkeit des Gasstroms beeinflusst werden könnte. Somit können die Durchsatzentwicklung, Verweilzeit, Druckentwicklung, Filtration und Reinigung durch den Filter eingestellt werden. Die Strömung durch den Gasfilter wird präziser definiert, was insbesondere bei Blechen mit lediglich einer Öffnung an jeder Ausstülpung gilt, da durch die Ausbildung vorgegeben wird, in welche Richtung das Gas aus einer Lage austritt und zwischen den Lagen in Richtung der nächsten Lage strömen wird. Auch das Strömungsverhalten zwischen den Lagen kann besser definiert werden, da in einem Gasfilter bei dem die raue Seite einer Lage an die glatte Seite einer anderen Lage grenzt, ein vergleichsweise großer Abstand zwischen den Lagen hergestellt wird, wodurch eine weitgehend freie Querströmung erzielt wird. Des Weiteren wird die Entstehung von undefinierten Turbulenzen reduziert. Das tiefendefinierte Schlitzblech bietet eine große direkt anströmbare Oberfläche, die das Bilden von Agglomerationen von Verbrennungsrückständen unterstützt. Durch Agglomerationen kann ein größerer Partikelrückhalt erzielt werden. Durch diese neuen Möglichkeiten einer definierten Strömung können die Filtrations- und Kühlwirkung optimiert werden.
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Mehrere Ausführungsbeispiele verschiedener erfindungsgemäßer Hochdruckgasfilter und dafür vorgesehener Bleche für Airbag-Gasgeneratoren in Fahrzeugen sind in den Figuren dargestellt und werden nachfolgend beschrieben.
- Die 1 zeigt eine Draufsicht auf ein Blech eines erfindungsgemäßen Hochd ruckgasfilters.
- Die 2 zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie A-A des Bleches aus 1.
- Die 3 zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie B-B des Bleches aus 1.
- Die 4 zeigt eine Schnittansicht einer alternativen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bleches entlang einer Nebenerstreckungsrichtung des Bleches.
- Die 5 zeigt eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen fertig gerollten Hochdruckgasfilters aus einem ersten Blech als schematische Seitenansicht.
- Die 6 zeigt eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen fertig gerollten Hochdruckgasfilters aus mehreren unterschiedlichen Blechen als schematische Seitenansicht.
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Das in den 1 bis 3 dargestellte Blech 10 ist als tiefendefiniertes Schlitzblech ausgeführt und wird beispielsweise durch Tiefziehen aus kaltgewalztem Stahl hergestellt, in welchen Ausstülpungen 12, 14 durch Druckumformen des Blechs 10 eingebracht werden. In einer Haupterstreckungsrichtung H des Bleches 10 wechseln sich glatte, nicht umgeformte Abschnitte 16 mit Abschnitten 18 ab, in welche die Ausstülpungen 12, 14 eingebracht sind. Im Blech 10 sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel zwei verschiedene Formen von Ausstülpungen 12, 14 ausgebildet, die sich in Haupterstreckungsrichtung H des Bleches 10 abwechseln, wie in 3 zu erkennen ist.
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Die Ausstülpungen 12 einer ersten Reihe sind im Wesentlichen quaderförmig ausgebildet, wobei jeder Quader an den beiden in Haupterstreckungsrichtung H weisenden Enden jeweils eine Öffnung 20 aufweist, welche im Wesentlichen einen rechteckigen Querschnitt aufweist. Jede dieser Öffnungen 20 wird durch eine umlaufende Kante 22 begrenzt. Eine Ebene E, die durch die Kante 22 definiert wird, ist erfindungsgemäß senkrecht zur Erstreckungsebene des Bleches 10 und damit im vorliegenden Ausführungsbeispiel zur Haupterstreckungsrichtung H und zu einer Nebenerstreckungsrichtung N des Bleches 10 ausgebildet und zwar derart, dass eine Normale auf diese Ebene E in Haupterstreckungsrichtung H des Bleches 10 weist. Selbstverständlich können die Öffnungen auch in einem beliebigen Winkel zur Haupterstreckungsrichtung angeordnet werden und senkrecht zur Erstreckungsebene des Bleches. Entsprechend weist jede Öffnung 20 eine Öffnungshöhe h senkrecht zur Haupterstreckungsrichtung H des Bleches 10 und eine Öffnungsbreite b senkrecht zur Öffnungshöhe h und parallel zur Nebenersteckungsrichtung und damit senkrecht zur Öffnungshöhe h auf, wie in 2 zu erkennen ist.
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Die Ausstülpungen 14 der jeweils zweiten Reihe erstrecken sich in Haupterstreckungsrichtung H des Bleches 10 bogenförmig zu einer Öffnung 20, die wiederum durch eine umlaufende rechteckige Kante 22 begrenzt ist, wobei die durch die Kante 22 aufgespannte Ebene E erfindungsgemäß erneut senkrecht zur Erstreckungsebene des Bleches 10 ausgebildet ist und in diesem Ausführungsbeispiel eine Normale auf die Ebene E in Haupterstreckungsrichtung H weist. Querschnitte durch die Ausstülpung 14 parallel zu der Ebene E weisen eine in der Höhe entlang der Haupterstreckungsrichtung H wachsende Rechteckform auf.
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Eine alternative Ausführungsform ist in der 4 dargestellt. Bei dieser Ausführung weisen die Ausstülpungen 17 im mittleren Bereich eine verringerte Öffnungshöhe h auf, wodurch ein Gasstrom durch die Öffnungen eine Komponente schräg zur Ebene E erhält. Des Weiteren ist es möglich, die Öffnungen in einer Halbkreisform auszubilden, wobei die gerade Seite des Halbkreises durch das nicht gebogene Blech gebildet wird.
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In der 5 ist ein fertiger Hochdruckgasfilter in Schnittansicht dargestellt. Dieser ist aus einem Blech 10 hergestellt, welches lediglich Ausstülpungen 14 mit nur einer zur Haupterstreckungsrichtung H weisenden Öffnung 20 je Ausstülpung 14 aufweist. Ein solches Blech 10 wird in eine Ringform gebogen, so dass ein Filterring 24 erzeugt wird, der in diesem Beispiel mehrlagig ausgeführt ist. An seinen in Haupterstreckungsrichtung gesehenen Enden kann das Blech 10 daraufhin beispielsweise verschweißt werden, um ein Lösen der Ringform zu verhindern. Im Folgenden kann der Filterring 24 an seinen Längskanten verpresst werden, um die Dichtheit des Hochdruckgasfilters an der Ober- und Unterseite zu verbessern und damit die Bedingungen für einen definierten Verbrennungsprozess im Filter bzw. Gasgenerator zu verbessern. Hierzu werden an seinen Längskanten in einem abschließenden Schritt Fasen 26 oder Radien nach der Herstellung der Ringgeometrie eingefügt.
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Die Verbrennung wird bei Auslösen des Airbags im Inneren des Filterringes 24 erzeugt. Dabei werden Gase und Partikel frei. Die Ausdehnung des Gasstroms erfolgt dabei nach radial außen und trifft auf das Blech 10. Da dieses keine Öffnungen aufweist, die eine radiale Ausströmung ermöglichen, wird der Gasstrom in den Ausstülpungen 14 um 90° umgelenkt und strömt durch die Öffnungen 20, die in Umfangsrichtung weisen, so dass sich der Gasstrom in Umfangsrichtung zwischen der ersten Lage 28 und der zweiten Lage 30 fortsetzt. Dabei bleiben Partikel zwischen den Lagen 28, 30 aber auch an den Öffnungen 20 hängen und bilden Agglomerate, wodurch die filtrierende Wirkung erzielt wird. Durch den nachfolgenden Gasstrom wird der Druck nach radial außen erhöht, so dass der Gasstrom in Richtung des Innenraums der Ausstülpungen 14 umgelenkt wird und zum Ausströmen aus den Ausstülpungen 14 durch die Öffnungen 20 der zweiten Lage 30 gedrückt wird und mit seiner Geschwindigkeitskomponente in Tangentialrichtung aus der zweiten Lage 30 ausströmt und den Airbag füllt. In dieser Ausführung wird eine definierte Strömung erzeugt, bei der auch die Richtung entlang des Umfangs zwischen den Lagen 28, 30 weitestgehend festgelegt ist.
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In der 6 ist eine weitere beispielhafte Ausführungsform schematisch gezeigt. Dabei ist die innere, erste Lage 28 entsprechend zu der Ausführungsform gemäß der 5 ausgebildet. Die zweite Lage 30 weist jedoch Ausstülpungen auf, die nach radial innen statt nach radial außen vorstehen. Dies hat zur Folge, dass der zwischen die erste Lage 28 und die zweite Lage 30 eindringende Gasstrom um weiter nach außen gelangen zu können eine 180°- Umlenkung vollziehen muss, um durch die Öffnung 20 in den Innenraum 20 der Ausstülpung 14 der zweiten Lage eindringen zu können. Dort wird er erneut zweimal um 90° umgelenkt, um zwischen die zweite und dritte Lage 30, 32 zu gelangen, wobei er nicht mehr gezielt in eine definierte Umfangsrichtung strömt, sondern aus dem Innenraum der Ausstülpung senkrecht auf das Blech 10 trifft und diffus zwischen den Lagen 30, 32 umgelenkt wird.
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Die dritte Lage 32 ist in vorliegendem Ausführungsbeispiel als Blech 10 mit nach außen weisenden Ausstülpungen 12 mit jeweils zwei gegenüberliegenden Öffnungen 20 ausgebildet, so dass der Gasstrom nach weiterer zweimaliger 90° Umlenkung in eine der beiden Umfangsrichtungen umgelenkt wird und ausströmen kann, um den Airbag zu füllen.
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Derartig ausgebildete Hochdruckgasfilter aus tiefendefiniertem Schlitzblech weisen größere einzelne Öffnungen auf als bekannte Filter. Für einen Gasfilter von vergleichbarer Masse müssen daher weniger Öffnungen in das Blech eingebracht werden. Auch können zumeist weniger Lagen verwendet werden, da der Rückhaltegrad und die Kühlwirkung durch die höhere Verweilzeit zwischen zwei Lagen verbessert und die Agglomerationsfläche vergrößert wird. Daher ist ein derartiger Filter auch zu vergleichbaren Kosten herzustellen.
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Durch die Möglichkeit der präzisen Definition der Gasführung durch einen erfindungsgemäßen Hochdruckgasfilter kann eine Gasfilterspezifikation für einen bestimmten Anwendungsfall präzise bezüglich Strömungsrichtung, Verweilzeit und freien Öffnungsquerschnitten ausgelegt werden. Dies eröffnet Potentiale für eine optimierte Auslegung der Hochdruckgasfilter. Pro zur Verfügung stehendem Volumen wird durch einen derartig aufgebauten Filter eine besserte Filtrationswirkung und eine bessere Kühlung des Gases erreicht.
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Es sollte deutlich sein, dass die Erfindung nicht auf die vorstehend aufgeführten Ausführungsbeispiele beschränkt ist, sondern die Anwendung von tiefendefiniertem Schlitzblech in Gasfiltern mit einer senkrecht zur Erstreckungsebene des Bleches angeordneten Öffnung grundsätzlich umfasst. So kann tiefendefiniertes Schlitzblech auch in Kombination mit anderen Materialien, beispielsweise Filtergrundstoffen, eingesetzt werden. Sowohl die Form der Ausstülpungen als auch die Form und die Richtung der vorhandenen Öffnungen in allen Ebenen senkrecht zur Erstreckungsebene des unbearbeiteten Bleches kann innerhalb des Schutzbereiches des vorliegenden Hauptanspruchs geändert werden. Insbesondere sind halbkreisförmige Öffnungen und entsprechend geformte Ausstülpungen denkbar, die in beliebigem Winkel zu der Haupterstreckungsrichtung und der Nebenerstreckungsrichtung angeordnet sind. Auch können verschiedenste Formen der Öffnungen und Ausstülpungen in den verschiedenen Lagen eines Filters beliebig kombiniert werden. Auch muss ein solcher Filter keine Ringform aufweisen. Denkbar sind auch Teilringformen oder flache Filter.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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