DE2364140B2

DE2364140B2 - Gaserzeugergehäuse

Info

Publication number: DE2364140B2
Application number: DE2364140A
Authority: DE
Inventors: Daizo Tokorozawa Fukuma; Kensho Kodaira Tokyo Shirota
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1972-12-26
Filing date: 1973-12-21
Publication date: 1981-07-23
Also published as: US3912458A; DE2364140A1; JPS4988770A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gaserzeugergehäuse insbesondere für die Verwendung in einer Luftsack-Sicherheitseinrichtung zum Schutz von Fahrzeuginsassen. Ein Gehäuse der genannten Art dient der Aufnahme einer Gaspatrone, welche im Notfall unter Freisetzung eines Gases zum Aufblasen des Luftsackes zum Zerfall bringbar ist.

Bei bekannten Luftsack-Sicherheitseinrichtungen, in denen für die Gaserzeugung ein Alkalimetallazid oder alkalische Erden Verwendung finden, entsteht beim Zerfall der gaserzeugenden Substanzen eine beträchtliche Wärmemenge. Die freigesetzten Gase haben gewöhnlich eine äußerst hohe Temperatur von etwa bis 1200⁰C und enthalten schmelzflüssige Teilchen der Metalle und/oder Metalloxide. Vor dem Einführen der freigesetzten Gase in den Luftsack muß daher die Gastemperatur gesenkt und müssen die Metall- oder Metalloxidteilchen ausgefiltert werden. Zu diesem Zweck haben Gaserzeuger bekannter Luftsack-Sicherheitseinrichtungen doppelwandige Gehäuse mit zwei in gegenseitigem Radialabstand koaxial miteinander verlaufenden zylindrischen Wandungen, weiche jeweils von einer Anzahl von Gasdurchlässeo durchsetzt sind. Der ringförmige Zwischenraum zwischen den Wandungen enthält ein Filtermaterial in Pulverform etwa aus Teilchen von Siliziumdioxid, Aluminiumoxid oder

ίο Magnesiumoxid. Das beim Zerfall der gaserzeugenden Substanzen freigesetzte Gas durchströmt dann das Filtermaterial, wobei seine Temperatur gesenkt wird und im Gas mitgeführte schmelzflüssige Teilchen ausgefiltert werden. Diese Ausführung eines bekannten Gaserzeugergehäuses hat jedoch den Nachteil, daß Teilchen des pulverigen Filtermaterials von dem durch die Durchlässe in der äußeren Gehäusewandung strömenden Gas mitgerissen werden können, und daß sich das Filtermaterial aufgrund der im Betrieb eines Fahrzeugs auftretenden Schwingungen absetzt und verdichtet so daß im oberen Teil des Zwischenraums zwischen der inneren und der äußeren Wandung ein Hohlraum entsteht Das Vorhandensein eines solchen Hohlraums beeinträchtigt offensichtlich die Kühlung der expandierenden Gase und das Ausfiltern von in den Gasen mitgeführten schmelzflüssigen Metall- oder Metalloxidteilchen.

Es ist ein wichtiges Ziel der Erfindung, ein Gaserzeugergehäuse zu schaffen, bei welchem die

so angeführten Nachteile nicht auftreten.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein zwischen der Innen- und der Außenwand eingesetztes, im wesentlichen starres, poröses Element zum Kühlen und Filtern eines es durchströmenden, von einer

r> innerhalb der Innenwandung angeordneten Gaspatrone freigesetzten Gases gelöst. Auf diese Weise wird gewährleistet, daß das freigesetzte Gas vollkommen frei von jeglichen schädlichen Bestandteilen, wie beispielsweise schmelzflüssigem Metall und/oder Metalloxidteilchen, seinem Verwendungszweck zugeführt werden kann.

Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben, woraus weitere günstige Ausbildungen und Vorteile hervorgehen. Es zeigt

Fig. la eine Querschnittansicht eines bekannten Gaserzeugers,

F i g. Ib eine Längsschnittansicht des Gaserzeugers nach Fig. la, und

F i g. 2 eine Teilansicht eines Gaserzeugers mit einem erfindungsgemäßen Gehäuse in senkrechtem Schnitt.

Der in Fig. la und Ib gezeigte bekannte Gaserzeuger für eine Luftsack-Sicherheitseinrichtung hat ein Gehäuse 11. Dieses weist eine von einer Anzahl Gasdurchlässe 13 durchsetzte zylindrische Innenwandung 12 auf. Radial außerhalb der Innenwandung 12 ist unter Bildung eines ringförmigen Zwischenraumes 10 eine von mehreren Gasdurchlässen 15 durchsetzte Außenwandung 14 angeordnet. Die Innenwandung 12 umgibt eine ein Alkalimetallazid oder Alkalierden enthaltende Gaspatrone 16. Der Zwischenraum 10 ist mit einem pulverigen Filtermaterial 17, etwa Siliziumdioxid, Aluminiumoxid oder Magnesiumoxid angefüllt Bei dem in F i g. la und Ib dargestellten Gaserzeuger wird durch Zerfall der Gaspatrone 16 ein sehr heißes Gas unter hohen Drücken freigesetzt. 1st die Gaspatrone 16 dabei unter Verwendung von Alkalimetallen oder alkalischen Erden hergestellt, so enthält das freigesetzte

Gas schmelzflüssige Metall- und/oder Metalloxidteilchen. Das freigesetzte Gas strömt wie in F i g. la durch die Pfeile angedeutet, mit hoher Geschwindigkeit in Radialrichtung aus dem Gehäuse 11. Beim Durchgang des Gases durch die Zwischenräume des Filtermaterials 17 wird seine Temperatur beträchtlich gesenkt und vom Gas mitgeführte schmelzflüssige Teilchen werden von dem pulverigen oder körnigen Filtermaterial 17 zurückgehalten.

Wie vorstehend schon erwähnt, ist es recht schwierig, ι ο eine dauerhafte, dichte Füllung des Zwischenraums IO mit dem Filtermaterial 17 zu gewährleisten, da dieses sich aufgrund von mechanischen Schwingungen im Betrieb des Fahrzeugs absetzt und verdichtet so daß im oberen Teil des Zwischenraums 10 ein Hohlraum η entsteht Durch, diesen Hohlraum kann dann ein schmelzflüssige Metall- und/oder Metalloxidteilchen mitführendes, ungekühltes Heißgas in den Luftsack ausströmen. Außerdem besteht die Möglichkeit daß Teilchen des Filtermaterials 17 von dem die Durchlässe 15 in der Außenwandung 14 durchströmenden Hochdruckgas mitgerissen werden.

Diese Mängel sind bei dem in Fig.2 gezeigten erfindungsgemäßen Gaserzeugergehäuse vollständig beseitigt Wie das in Fig. la und Ib gezeigte Gehäuse 11 eines bekannten Gaserzeugers hat auch das erfindungsgemäße Gehäuse 20 eine von mehreren Gasdurchlässen 22 durchsetzte zylindrische Innenwand 21 und eine mit der Innenwand 21 koaxial angeordnete und gleiche Länge wie diese aufweisende, im wesentli- jo chen zylindrische Außenwand 23, welche ebenfalls von mehreren Gasdurchlässen 24 durchsetzt ist. Die Inne.i- und Außenwände 21 bzw. 23 sind an beiden Enden abdichtend miteinander verbunden. Die Innenwand 21 umgibt eine Gaspatrone 25. Zwischen der Innenwand 21 J5 und der Außenwand 23 ist ein im wesentlichen starres, poröses Filterelement 26 eingesetzt. Dieses ist durch Sintern von einem Metalloxid, etwa Aluminium-, Magnesium- oder Eisenoxid, Siliziumdioxid oder einem Silikatmineral, etwa Feldspat, hergestellt.

Zum Aufrechterhalten eines ausreichenden Gasdrucks im Gaserzeuger und zur gleichzeitigen Verbesserung der Filterwirkung sind an der Innen- und der Außenseite des Filterelements 26 poröse Zwischenlagen 27,27' etwa aus Drahtgewebe oder Glaswolle in satter Anlage an der Außenwand 23 bzw. an der Innenwand 21 angeordnet Das Filterelement 26 hat die Form einer zylindrischen Muffe oder eine andere, vom Profil der Innen- und Außenwände abhängige Form.

Das von der Gaspatrone 25 freigesetzte expandierende Gas hat eine Temperatur von 1000 oder 1200⁰C und enthält insbesondere bei einer untr-r Verwendung von Alkalimetallazid oder alkalischen Erden hergestellten Gaspatrone, schmelzflüssige Metall- und/oder Metalloxidteilchen. Mittels des in F i g. 2 gezeigten Gaserzeugergehäuses 20 läßt sich die Temperatur des Gases beim Durchströmen des Filterelements 26 beträchtlich verringern. Schmelzflüssige Metall- oder Metalloxidteilchen werden dabei von den Zwischenlagen 27, 27' und dem Filterelement 26 zurückgehalten.

Die Kühl- und Filterwirkung eines erfindungsgemäßen Gaserzeugergehäuses 20 wurde unter Verwendung eines Filterelements 26 der in F i g. 2 gezeigten Form aus gewöhnlichem Feldspat (KAIS13O8) und einer ersten Zwischenlage 27 aus Glaswolle untersucht

Zur Untersuchung der Kühlwirkung wurden Thermoelemente an den freien Oberflächen der Innen- und Außenwände 21 bzw. 23 angebracht um die Gastemperatur innerhalb und außerhalb des Gehäuses 20 zu messen. Zur Bestimmung der tatsächlichen Filterwirkung und zum Vergleichen derselben mit der theoretischen Filterwirkung wurde die auf der Glaswolle-Zwischenschicht 27 niedergeschlagene Na-Menge festgestellt.

Die Untersuchungen erbrachten folgende Ergebnisse:

Temperatur an der freien
Fläche der Innenwand:
Temperatur an der freien
Oberfläche der Außenwand:
Ausfilterung von Na:

100O⁰C

160⁰C
85-95%

Aus diesen Ergebnissen ist zu erkennen, daß das Gaserzeugergehäuse gemäß der Erfindung eine hervorragende Kühl- und Filterwirkung erbringt Diese Wirkung beruht auf der Ausführung des Filterelements 26 als ein starres, einstückiges Teil anstelle eines pulverigen oder teilchenförmigen Filtermaterials, da ein solches Filterelement unempfindlich gegen die im Betrieb eines Fahrzeugs auftretenden mechanischen Schwingungen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Gaserzeugergehäuse mit einer im wesentlichen zylindrischen Innenwand, welche von wenigstens einem Durchlaß durchsetzt ist, und einer mit der Innenwand koaxialen, sich Ober die gleiche Länge wie diese erstreckenden und von wenigstens einem Durchlaß durchsetzten, im wesentlichen zylindrischen Außenwand, welche an beiden Enden abdichtend mit der Innenwand verbunden ist, gekennzeichnet durch ein zwischen der Innen- (21) und der Außenwand (23) eingesetztes, im wesentlichen starres, poröses Element (26) zum Kühlen und Filtern eines es durchströmenden, von einer innerhalb der Innenwandung angeordneten Gaspatrone (25) freigesetzten Gases.

2. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem porösen Element (26) und der Außenwand (23) eine im wesentlichen zylindrische poröse erste Zwischenlage (27) angeordnet ist

3. Gehäuse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem porösen Element (26) und der Innenwand (21) eine zweite, im wesentlichen zylindrische poröse Zwischenlage (27') angeordnet ist

4. Gehäuse nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das poröse Element (26) aus Siliziumdioxid, Aluminium-, Magnesium- oder Eisenoxid geformt ist.

5. Gehäuse nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das poröse Element (26) aus einem Silikatmineral geformt ist.

6. Gehäuse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Silikatmineral Feldspat ist

7. Gehäuse nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das poröse Element (26) zylindrisch ist.

8. Gehäuse nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite poröse Zwischenlage (27 bzw. 27') aus einem Drahtgewebe bestehen.

9. Gehäuse nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite poröse Zwischenlage (27 bzw. 27') aus Glaswolle bestehen.