DE2600426A1

DE2600426A1 - Stroemungsmittelversorgung

Info

Publication number: DE2600426A1
Application number: DE19762600426
Authority: DE
Inventors: George Willard Goetz
Original assignee: Eaton Corp
Current assignee: ZF Passive Safety Systems US Inc
Priority date: 1975-01-08
Filing date: 1976-01-08
Publication date: 1976-07-15
Also published as: FR2297154A1; GB1528821A; IT1054025B; US4017100A; JPS604012B2; FR2297154B1; JPS5195332A

Description

PATENTANWALT ^S MÖNCHEN 22

D.PL,,NG. KARL H. WAGNER SSSSSUe.

PATLAW MÖNCHEN

8. Januar 1976 E-1614

EATON CORPORATION, Cleveland, Ohio 44114, U.S.A.

Strömungsmittelversorgung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Strömungsmittelversorgung für aufblasbare Fahrzeuginsassen-Rückhaltesysteme, und zwar insbesondere auf eine darin zu verwendende Filterpackung sowie ein Verfahren zum Zusammenbau der Filterpackung in der Strömungsmittelversorgung.

Im allgemeinen verwenden Fahrzeuginsassen-Rückhaltesysteme irgendeine Art eines Zusammenstoßfühlers, der die beim Zusammenstoß eines Fahrzeugs auftretende schnelle Verzögerung feststellt. Das vom Fühler kommende !Collisions- oder Zusammenstoßsignal betätigt eine Strömungsmittelversorgung, welche eine Aufblasgasmenge liefert, um eine sich ausdehnende Umschließung aufzublasen, wodurch der Fahrzeuginsasse zurückgehalten wird. Rückhaltesysteme der beschriebenen Art können im Armaturenbrett zur Freigabe in den Fahrgastraum des Fahrzeugs angeordnet sein, oder aber sie können die Strömungsmittelversorgung und den Umschließungsteil

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im Steuerrad angeordnet aufweisen, um den Fahrer zurückzuhalten. Im letztgenannten Fall ist es erforderlich, daß die Strömungsmittelversorgung in kompakter Weise neben die Steuerradnabe paßt, ohne daß sie sich zu weit zum Fahrer hin oder radial zum Rand des Steuerrads hin erstreckt. Obwohl die vorliegende Erfindung in gleicher Weise für viele Fahrzeuginsassen-Rückhaltesysteme geeignet ist, so ist sie doch besonders für ein am Steuerrad angeordnetes System geeignet und wird im folgenden auch unter Bezugnahme auf ein solches System beschrieben. Die Erfindung ist ebenfalls für solche Systeme zweckmäßig, die die Verbrennung von festen gaserzeugenden Materialien als Aufblasgasquelle verwenden, und zwar insbesondere dann, wenn diese Gaserzeugungsmaterialien gasförmige Verbrennungsprodukte erzeugen, die sowohl Aufblasgas als auch Teilchen von unterschiedlichen Größen enthalten.

Hinsichtlich des Standes der Technik sei auf die DT-PS 2 325 310 hingewiesen, wo das erzeugte Gas radial aus einem zylindrischen Gehäuse austritt. Eine weitere Art einer Strömungsmittelversorgung ist in der US-Patentanmeldung Serial No. 459,529 vom 10. April 1974 beschrieben. Üblicherweise verwenden die bekannten Stromungsmittelversorgungen eine Masse aus einem verbrennbaren gaserzeugenden Material sowie irgendeine Art eines Filters, der zwischen dem verbrennbaren Material und den durch das Gehäuse definierten Strömungsmittelaustrittsöffnungen angeordnet ist.

Bei den bekannten Stromungsmittelversorgungen tritt das Problem auf, daß die Filter zur Verstopfung mit feinen Teilchen aus Flugasche neigen, die einen gewissen relativ kleinen Prozentsatz des Verbrennungsproduktes des verbrennenden Gaserzeugungsmaterials bildet. Wenn eine hinreichende Verstopfung des Filters auftritt, so kann die Strömungsfläche, durch welche das erzeugte Gas abgegeben wird, zu einem Punkt vermindert werden, daß sich ein übergroßer Druck innerhalb des Gehäuses aufbaut, was die Möglichkeit zur Folge hat, daß die Strömungsmittelversorgung· explodiert und

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nicht eine gesteuerte Strömung des Aufblasgases in die Umschließung bewirkt.

Ein weiteres Problem ist die "Kanalbildung", die immer dann auftritt, wenn ein Spalt zwischen der Filterpackung und einer Außenwand der Strömungsmittelversorgung oder des mittigen Tragglieds auftritt. Ein derartiger Spalt erlaubt es, daß eine Strömung des erzeugten Gases um das Filter herum und nicht durch das Filter läuft, wobei diese Strömung heiße Verbrennungsteilchen mitführt, die dann durch die Strömungsmittelabgabeöffnung in die aufblasbare Umschließung gelangen und die Umschließung beschädigen und möglicherweise den Fahrzeuginsassen verletzen.

Die Erfindung hat sich ganz allgemein zum Ziel gesetzt, eine Strömungsmittelversorgung zur Anwendung in einem Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem vorzusehen, welche das unerwünschte Verstopfen der Filterpackung durch die eine verschiedene Größe aufweisenden Verbrennungsteilchen minimiert. Die Erfindung betrifft ferner eine Filterpackung zur Verwendung in einer Strömungsmittelversorgung, wobei die Verstopfung des Filters minimiert wird, und zwar durch progressives Filtern von feiner werdenden Verbrennungsteilchen, wenn die Verbrennungsprodukte strömungsabwärts durch das Filter zur Strömungsmittelabgabeöffnung der Strömungsmittelversorgung hin laufen. Ferner bezweckt die Erfindung, eine Strömungsmittelversorgung, eine Filterpackung sowie ein verbessertes Zusammenbauverfahren dafür anzugeben, wobei das Problem der Kanalbildung dadurch minimiert wird, daß man das Auftreten von Spalten zwischen dem Umfang der Filterpackung und dem Strömungsmittelversorgungsgehäuse im wesentlichen verhindert.

Die erfindungsgemäße Strömungsmittelversorgung weist ein Gehäuse auf, welches eine Strömungsmittelabgabeöffnung bildet, und wobei im Gehäuse verbrennbare Gaserzeugungsmittel vorhanden sind, sowie ferner Mittel vorgesehen sind, welche zur Aktivierung der Gaserzeugungsmittel betätigbar sind. Zwischen den Gaserzeugungsmitteln und der Strömungsmittelabgabeöffnung ist eine Filtervor-

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-A-

richtung angeordnet, die eine Vielzahl von Lagen aus Filtermaterial aufweist, von denen eine jede mindestens ebenso porös ist, wie die nächst benachbart stromabwärts liegende Lage.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfaßt die Vielzahl
der Lagen aus Filtermaterial eine stromaufwärts gelegene Gruppe von Lagen, die Fasern mit Durchmessern im Bereich von ungefähr 50 Mikron bis ungefähr 150 Mikron aufweisen, und wobei eine
stromabwärts gelegene Gruppe von Lagen Fasern mit Durchmessern im Bereich von ungefähr 1 Mikron bis ungefähr 20 Mikron aufweist. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung besitzt die Filterpackung eine Vielzahl von Lagen aus Filtermaterial, wobei jede darauffolgende Lage Fasern mit Durchmessern von ungefähr 1 bis ungefähr 4 mal dem Durchmesser der Fasern der nächst benachbart stromabwärts gelegenen Lage aufweist. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist eine Tragschirmlage in das Gehäuse benachbart zur Strömungsmittelabgabeöffnung eingepreßt, und eine Vielzahl von Lagen aus Filtermaterial ist sodann in das Gehäuse benachbart zum Tragschirm eingepreßt. Schließlich ist eine relativ
dünne gelochte Platte innerhalb des Gehäuses benachbart zu den Lagen aus Filtermaterial angeordnet. Vorzugsweise werden die
Schritte des Pressens mit einer Kraft im Bereich von ungefähr
4 Tonnen bis ungefähr 6 Tonnen ausgeführt.

Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich
insbesondere aus den Ansprüchen sowie aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung; in der Zeichnung
zeigt:

Fig. 1 einen Teilquerschnitt durch ein Fahrzeugsteuerrad, welches eine gemäß der Erfindung ausgebildete Strömungsmittelversorgnung verwendet;

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Strömungsmittelversorgung gemäß Fig. 1;

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Fig. 3 und 4 halbschematische Querschnittsdarstellungen der bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendeten Vorrichtungen.

Die bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung darstellende Zeichnung ist nicht in einschränkendem Sinne zu verstehen. Fig. 1 zeigt einen Teilquerschnitt durch ein Fahrzeugsteuerrad, wobei aber darauf hingewiesen sei, daß die vorliegende Erfindung auch in Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystemen für den Schutz von Insassen von vielen Arten von Fahrzeugen verwendet werden kann, und zwar beispielsweise in Automobilen, Lastkraftwagen, Booten, Flugzeugen u.dgl.

In Fig. 1 ist das Insassenrückhaltesystem allgemein mit 11 bezeichnet und in einem im ganzen mit 13 bezeichneten Steuerrad angeordnet. Das Insassenrückhaltesystem 11 ist vorzugsweise nahe der Nabe des Steuerrads 13 angeordnet, die auch die Steuersäule 15 sowie entgegengesetzt liegende Speichen 17 aufweist, welch letztere den (nicht gezeigten) Steuerradrand tragen. Der Mittelteil des Steuerrads 13 definiert eine Kammer 19 und eine Schulteroberfläche 21. Innerhalb der Kammer 19 ist die Aufblasvorrichtung (oder Stromungsmittelversorgung) angeordnet, die im ganzen mit 23 bezeichnet ist. Die Strömungsmittelversorgung 23 wird von einer aufblasbaren Umschließung 25 umgeben, deren Umfangskante zwischen der Schulteroberfläche 21 und einem um die Strömungsmittelversorgung 23 herum angeordneten Außenflansch 27 befestigt ist·» Die aufblasbare Umschließung 25 ist innerhalb einer Umhüllung 29 angeordnet, die leicht zerbrechbar ist, um die Ausdehnung der Umschließung 25 zu gestatten; das Zerbrechen der Umhüllung 29 kann durch Verwendung von Löchern, einem abgeschwächten Teil oder anderen geeigneten Mitteln erreicht werden. Wenn ein Zusammenstoßsignal zu irgendeiner Bauart einer in der Aufblasvorrichtung oder Strömungsmittelversorgung 23 angeordneten elektroexplosiven Vorrichtung gesandt wird, so wird das darin enthaltene Treibmittel oder das verbrennbare Material gezündet, wodurch das sich ergebende erzeugte Aufblasgas

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von der Strömungsmittelversorgung zum Aufblasen der Umschliessung 25 strömt und die Umhüllung 29 zwangsläufig öffnet..

Die Querschnittsansicht gemäß Fig. 2 veranschaulicht die Strömungsmittelversorgung 23 im einzelnen. Die Strömungsmittelversorgung 23 umfaßt ein Abdeckglied 31, welches auf ein Basisglied 33 aufgeschraubt ist. Das Abdeckglied 31 endet in einem sich nach außen erstreckenden Teil, der den Außenflansch 27 aufweist. Abdeckglied 31 und Basisglied 33.sind mittig gehaltert und in Axialrichtung durch einen Stummel 35 festgelegt, der einen mit Gewinde versehenen Teil 37 aufweist, welcher in das Innengewinde einer speziell geformten Mutter 39 eingeschraubt ist, welche in eine mittig angeordnete Öffnung im Basisglied 33 paßt. Der Stummel 35 besitzt einen sechseckigen Kopfteil 41 in Eingriff mit der Oberfläche eines deformierbaren Diffusors 42, der das Aufblasgas radial nach außen leitet und beispielsweise in US-Patentanmeldung 459 529 vom 1O. April 1974 beschrieben ist. Die Mutter 39 weist eine im ganzen ebene Endoberfläche 43 auf, und das Basisglied 33 besitzt eine Schulteroberfläche 44, wobei der Zweck dieser Oberflächen im folgenden beschrieben werden wird.

Das Abdeckglied 31 definiert eine Vielzahl von Kanälen oder Öffnungen 45, die in irgendeinem Muster aus einer Anzahl von Mustern am oberen Teil des Abdeckglieds 31 vorgesehen sein kön" nen. Vorzugsweise sind die öffnungen 45 im ganzen gleichförmig über die Oberfläche des Abdeckglieds 31 verteilt und besitzen eine ausreichende Zahl und Größe, um eine .geeignete Durchlaßvorrichtung für das Aufblasströmungsmittel zu bilden, welches vom Gehäuse der Strömungsmittelversorgung 23 kommt und dann zum Diffusor 42 gerichtet wird. Weil der durch die Verbrennung des

Treibmittels erzeugte Druck ungefähr 3500 psi (2,415 χ 10 Pa) oder mehr erreichen kann, ist es zweckmäßig, das Abdeckglied 31 und das Basisglied 33 aus Druckgefäßstahl herzustellen, und im

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dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Außendurchmesser des Abdeckglieds 31 ungefähr 4 Zoll (10,2 cm), während die Wandstärke des Druckgefäßstahls 0,156 Zoll (0,39 cm) beträgt.

Innerhalb des Abdeckglieds und benachbart zu den öffnungen 45 ist eine im ganzen mit 51 bezeichnete Filterpackung angeordnet, deren Funktion darin besteht, die endgültige Filterung des erzeugten Gases durchzuführen, bevor dieses die Strömungsmittelversorgung 23 verläßt. Die Konstruktion und der Aufbau der verschiedenen Lagen oder Schichten der Filterpackung 51 gehört zu den wesentlichen Merkmalen der vorliegenden Erfindung und wird im folgenden im einzelnen beschrieben:

Der Rest der Kammer innerhalb der Strömungsmittelversorgung 23, d.h. der durch Basisglied 33 definierte Raum, wird im wesentlichen mit einem Mittel 71 zur Erzeugung des Aufblasgases angefüllt, welch letzteres erforderlich ist, um die Umschließung 25 aufzublasen. Die vorliegende Erfindung bezieht sich nicht auf die chemische Zusammensetzung des verbrennbaren Materials 71 und hängt davon auch nicht ab. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Verbrennungsmaterial jedoch eine Mischung auf Azidbasis, wie beispielsweise Natriumazid (NaN.,) . Weitere Angaben hinsichtlich der chemischen Zusammensetzung von verbrennbaren Materialien, die besonders zusammen mit der vorliegenden Erfindung geeignet sind, können dem deutschen Patent .... (deutsche Patentanmeldung P 25 51 921.5) der Anmelderin entnommen werden. Das brennbare Material ist vorzugsweise von solcher Art, daß das Verbrennungsprodukt feste poröse Sinterstoffe (oder Klinkerstoffe) von unterschiedlicher Größe enthält, also nicht vollständig im flüssigen oder gasförmigen Zustand auftritt.

In der Querschnittsansicht gemäß Fig. 2 ist die Filterpackung 51 in etwa schematisch dargestellt, wird aber unter Bezugnahme auf die Fig. 3 und 4 im einzelnen beschrieben.

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Es sei nunmehr auf die teilschematischen Darstellungen der Fig. 3 und 4 Bezug genommen. In Fig. 3 ist der Einbau der Filterpackung 51 in das Abdeckglied 31 gezeigt. Dies kann dadurch erreicht werden, daß man das Abdeckglied 31 innerhalb einer Außentraghalterung 81 anordnet, wobei eine Innentraghalterung und Führung 83 innerhalb der Außenhalterung 81 und in Eingriff mit dem Außenflansch 27 angeordnet ist. Die den Filterpack 51 bildenden Materiallagen sind innerhalb der Innenhalterung 83 angeordnet und werden in das Abdeckglied 31 mittels eines Stempels 85 eingepreßt, der im dargestellten Ausführungsbeispiel eine Druckkraft von ungefähr 4_ Tonnen bis 6 Tonnen ausübt, bis der Stempel 85 und die Filterpackung 51 sich in der in Fig. 4 gezeigten Stellung befinden. Obwohl die verschiedenen die Filterpackung 51 bildenden Lagen in Fig. 3 mit Abstand zur Erleichterung der Darstellung dargestellt sind, so ist dem Fachmann jedoch klar, daß sich die Lagen bei Anordnung in der Innenhalterung 83 in Berührung befinden, bevor das Einpressen in das Abdeckglied 31 erfolgt.

Im Zusammenhang mit der ins einzelne gehenden Beschreibung der Filterpackung 51 anhand von Fig. 3 sei bemerkt, daß ein wesentliches Merkmal der Erfindung darin besteht, daß dann, wenn das Aufblasgas im ganzen stromabwärts durch die Filterpackung 51, d.h. zu den öffnungen 45 hin strömt, fortlaufend, d.h. progressiv feiner werdende Teilchen der Verbrennungsprodukte aus dem Strom des erzeugten Gases entfernt werden. Infolgedessen erfolgt die Filterung der Verbrennungsprodukte im wesentlichen über die gesamte Axialdimension der Filterpackung 51 hinweg, d.h. die Filterung erfolgt nicht auf nahezuvollständig der gleichen Ebene des Filters, was die Verstopfung über diese Ebene hinweg bedeuten würde. Zur Erzielung dieser progressiven Filterwirkung nimmt die Porosität von aufeinanderfolgenden Lagen der Filterpackung 51 in der Stromabwärtsrichtung ab und vorzugsweise ist jede Lage mindestens so porös wie die nächstfolgende stromabwärts liegende Lage.

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Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Filterpackung 51 Schirmlagen (Sieblagen) 101, 103 und 105 auf, wobei die Hauptfunktion dieser Sieblagen darin besteht, die mechanische Halterung für die benachbarten Lagen aus Filtermaterial vorzusehen. Benachbart zum Schirm 105 sind Lagen 107 und 109 aus einem Material wie beispielsweise Fiberglas vorgesehen. Als nächstes kommt eine weitere Sieblage 111, die wiederum zur mechanischen Halterung dient. Benachbart zum Schirm 111 sind Lagen 113, 115, 117 und 119 angeordnet, von denen jede Stahlwolle enthält. Die Lagen 113 bis 119 werden durch eine Schirmlage 121 und eine dünne perforierte Metallplatte 123 gehaltert und vom brennbaren Material 71 getrennt.

Beim bevorzugten Zusammenbauverfahren der Erfindung, wie dies in Fig. 4 und nicht in Fig. 3 dargestellt ist, besitzen die Schirmlagen 101 bis 105 sowie 111 und 121 bereits Mittelöffnungen für den Stummel 35. Die Schirmlage 1.01 wird in das Abdeckglied 31 eingepreßt, um den Schirm 101 zu veranlassen, sich der Innenform des Abdeckglieds anzupassen. Darauffolgend werden die Schirmlagen 103 und 105 im Abdeckglied in Berührung mit der Schirmlage 101 angeordnet, und sodann werden die Lagen 107 bis 121 als eine Gruppe innerhalb der Innenhaiterung 83 angeordnet und in das Abdeckglied mit einer Kraft von ungefähr 5 Tonnen, wie oben beschrieben, eingepreßt. Schließlich wird die Platte 123 innerhalb des Abdeckglieds oben auf dem Schirm 121 angeordnet, braucht aber nicht an ihren Platz eingepreßt werden. Sodann wird irgendein zugespitztes Bohrwerkzeug verwendet, um eine Mittelöffnung in jeder der Lagen auszubilden, die noch

keine Öffnung besitzen, wie beispielsweise in den Lagen aus Fiberglas 107, 109- _{und 113 bis 119i Aus Fig# 3 erkennt mari/} daß nicht alle Lagen den gleichen Durchmesser aufzuweisen scheinen und im erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel haben die Schirmlagen und auch die Platte 123 einen Durchmesser von ungefähr 3,75 Zoll (9,5 cm), oder gerade etwas kleiner als der Innendurchmesser des Abdeckglieds 31, während die Lagen aus Filter-

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material (sowohl die aus Stahlwolle als auch die aus Fiberglas) einen Durchmesser von ungefähr 4 Zoll (1O,O4 cm) besitzen. Wenn die Filterpackung in das Abdeckglied eingepreßt wird, ergibt sich dadurch, daß die größeren Lagen aus Stahlwolle und Fiberglas radial zusammengedrückt werden, um eine dichte Abdichtung an der Innenoberfläche des Abdeckglieds 31 zu bilden und die Kanalbildung des Aufblasgases, d.h. den Durchgang von Gas um das Filter herum ohne dessen Filterung zu verhindern.

Wiederum unter Bezugnahme auf die ins einzelne gehende Ansicht der Filterpackung 51 in Fig. 3 sei bemerkt, daß die Perforationen in der Platte 123 vorzugsweise im Bereich von 2000 bis 4000 Mikron liegen, und daß die öffnungen im Schirm 121 im Bereich von ungefähr 500 bis 1000 Mikron liegen. Auf der stromabwärts gelegenen Seite der Filterpackung 51 besitzt der Schirm oder das Sieb 101 eine Maschengröße im Bereich von ungefähr bis 20 (US-Norm für Siebe des National Bureau of Standards); der Schirm 103 besitzt eine Maschengröße im Bereich von ungefähr 20 bis 100, und der Schirm 105 hat eine Maschengröße im Bereich von ungefähr 100 bis 200. Die Zwischenlage des Tragsiebs 111 besitzt eine Maschengröße im Bereich von ungefähr 50 bis 150.

Wenn darauf Bezug genommen wird, daß aufeinanderfolgende stromabwärtsliegende Lagen aus Filtermaterial weniger porös sind, oder daß jede Lage mindestens ebenso porös ist wie die benachbart stromabwärts gelegene Lage, so bezieht sich diese Bezugnahme nur auf solche Materiallagen, die aus Gründen des Filterns vorgesehen sind, d.h. auf die Lagen 107, 109, 113, 115, 117 und 119. Die Lagen 113 bis 119 enthalten vorzugsweise Fasern mit Durchmessern im Bereich von 50 Mikron bis ungefähr 100 Mikron, während die Lagen 107 und 109 Fasern mit Durchmessern im Bereich von ungefähr 1 Mikron bis ungefähr 20 Mikron enthalten. Dem Fach-

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mann ist klar_f daß die spezielle Konstruktion und Anordnung der verschiedenen Tragsiebe (101 bis 105, 111 und 121) und sogar deren Einbau wahlweise erfolgen können und nicht das Wesen der Erfindung ausmachen, obwohl es derzeit vorgezogen wird, irgendeine Form von Halterungsmitteln zwischen der Filterpackung 51 und den Öffnungen 45 vorzusehen, um zu verhindern, daß das Filtermaterial durch die Öffnungen durch die Kraft der Verbrennung herausgeblasen wird. Das Hauptmerkmal der vorliegenden Erfindung besteht vielmehr in der progressiven Änderung der Porosität der Lagen aus Filtermaterial, wobei jede aufeinanderfolgende Lage Fasern mit Durchmessern enthält, die vorzugsweise ungefähr das 1- bis 4-fache der Durchmesser der Fasern in der nächst benachbarten stromabwärts liegenden Lage betragen.

In Verbindung mit den folgenden Beispielen sei bemerkt, daß für die Sieblagen die Porosität durch die Maschengröße ausgedrückt wird, d.h. durch die Anzahl von öffnungen im Sieb pro Linearzoll, während für das Filtermaterial die Porosität durch die Fasergröße ausgedrückt wird; weil aber die Lagen in das Abdeckglied mit einer Kraft von ungefähr 5 Tonnen eingepreßt wurden, besteht im wesentlichen eine Proportionalität zwischen der Fasergröße, dem Zwischenfaserraum und somit der Porosität. Es sei ferner bemerkt, daß in den folgenden Beispielen die Anzahl und die Anordnung der Lagen aus Filtermaterial nicht exakt mit der Anordnung gemäß Fig. 3 übereinstimmte. Auf die Lagen wird jedoch im folgenden unter Verwendung der Bezugszeichen der Fig. 3 insoweit Bezug genommen, als diese Beispiele mit der Anordnung gemäß Fig. 3 konsistent sind.

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BEISPIEL A Lage Material Porosität

123 gelochte Platte 3000 Mikron

121 Sieb 24 Maschen

119 Stahlwolle 150 Mikron

117 Stahlwolle 150 Mikron

115 Stahlwolle 100 Mikron

113 Stahlwolle 50 Mikron

Fiberglas 3,5 Mikron

111 Sieb 100 Maschen

109 .Fiberglas 3,5 Mikron

107 Fiberglas 1,0 Mikron

105 Sieb 150 Maschen

103 Sieb 24 Maschen

101 Sieb 8 Maschen

Die nicht numerierte Lage aus Fiberglas und auch die Lage waren aus einem Hochtemperatur-Fiberglas, welches von der Firma Johns-Manville Corporation unter dem Namen "Cerafelt" verkauft wird; die Lage 107 bestand aus. einem weiteren Hochtemperatur-Fiberglas, welches unter dem Handelsnamen "Q-FeIt" ebenfalls von der genannten Firma verkauft wird. Die Filterpackung dieses Beispiels zeigte zufriedenstellende Ergebnisse.

BEISPIEL B

Für dieses Beispiel war die Filterpackung identisch mit derjenigen des Beispiels A mit der Aufnahme, daß aus den 2 Lagen aus "Cerafelt" das Glasschrot herausgewaschen war, so daß im wesentlichen nur die Fasern übrigblieben. Mit dieser Filterpackung ergaben sich bessere Filterergebnisse.

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BEISPIEL C

In diesem Beispiel waren die Lagen 101 bis 105 und 121 sowie 123 identisch zum Beispiel A, während sich die übrigen Lagen wie folgt zusammensetzten:

Material Porosität

Stahlwolle 100 Mikron

Stahlwolle 100 Mikron Stahlwolle 50 Mikron

Fiberglas 18 Mikron

Fiberglas 8 Mikron

Sieb 100 Maschen

Fiberglas 2,5 Mikron keines

Die nicht numerierte Lage aus Fiberglas und auch die Lage bestanden aus einem Hochtemperatur-Fiberglas, welches unter dem Handelsnamen "PH Blanket" von der Firma Carborundum Corporation, U.S.A., verkauft wird; die Lage 109 bestand aus einem weiteren gewaschenen Hochtemperatur-Fiberglas, welches unter dem Handelsnamen "Lo Con" ebenfalls von der Firma Carborundum verkauft wird. Diese Filterpackung ergab das beste Filterergebnis der drei Beispiele.

La	ge
11	9
11	7
11	5
11	3
11	1
109
107

(psi = englische Pfund pro Quadratzoll)

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Claims

Patentansprüche

1. Strömungsmittelversorgung zum Aufblasen eines Fahrzeug- ^ /Insassen-Rückhaltesystems der Bauart, die infolge eines

Fahrzeugzusairanenstoßsignals aktiviert wird, und wobei die Strömungsmittelversorgung ein einen Strömungsmittelauslaß bildendes Gehäuse aufweist, in dem brennbare Gaserzeugungsmittel angeordnet sind, die nach Zündung Gas und Verbrennungsprodukte erzeugen, und wobei Mittel vorgesehen sind, um die Gaserzeugungsmittel infolge des Zusammenstoßsignals zu aktivieren, gekennzeichnet durch Filtermittel (51), die zwischen den Gaserzeugungsmitteln (71) und dem Strömungsmittelauslaß (45) vorgesehen sind, und die eine Vielzahl von Lagen aus Filtermaterial aufweisen, von denen eine jede mindestens ebenso porös ist wie die nächst benachbart stromabwärts angeordnete Filterlage, um die Filtrierung von fortlaufend feiner werdenden Verbrennungsteilchen zu bewirken, wenn das Gas und die Verbrennungsprodukte sich stromabwärts zu dem Strömungsmittelauslaß hin bewegen, um auf diese Weise die Verstopfung der Filtermittel zu minimieren .

2. Strömungsmittelversorgung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- ' zeichnet, daß die Filtermittel (51) erste und zweite Tragmittel aufweisen, wobei die ersten Tragmittel zwischen den Lagen aus Filtermaterial und den Gaserzeugungsmitteln angeordnet sind, während die zweiten Tragmittel zwischen den Lagen aus Filtermaterial und den Strömungsmittelauslaßöffnungsmitteln angeordnet sind.

3. Strömungsmittelversorgung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Tragmittel eine relativ dünne gelochte Platte (123) aufweisen.

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4. Strömungsmittelversorgung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Tragmittel ferner eine Lage aus einem Sieb (121) aufweisen, die zwischen der gelochten Platte und den Lagen aus Filtermaterial angeordnet ist, und wobei die Perforationen oder Löcher im Bereich von 2000 bis 4000 Mikron liegen und der Schirm (121) Öffnungen im Bereich von 500 bis 1000 Mikron besitzt.

5. Strömungsmittelversorgung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Tragmittel eine Vielzahl von Sieblagen (101, 103, 105) aufweisen, von denen eine jede eine wesentlich höhere Maschenzahl besitzt als die nächst benachbart stromabwärts angeordnete Lage.

6. Strömungsmittelversorgung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sieblage an der stromaufwärts gelegenen Seite der zweiten Tragmittel eine Maschenzahl im Bereich von ungefähr 100 bis 200 besitzt, und daß die Sieblage an der stromabwärts liegenden Seite eine Maschenzahl im Bereich von ungefähr 4 bis 20 aufweist.

7. Strömungsmittelversorgung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vielzahl der Lagen aus Filtermaterial eine stromaufwärts gelegene Gruppe von Lagen und eine stromabwärts gelegene Gruppe von Lagen umfaßt, wobei die erstgenannte Gruppe Fasern mit Durchmessern im Bereich von ungefähr 50 Mikron bis ungefähr 150 Mikron aufweist, während die stromabwärts gelegene Gruppe Fasern mit Durchmessern im Bereich von ungefähr 1 Mikron bis ungefähr 20 Mikron umfaßt.

8. Strömungsmittelversorgung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die stromaufwärts gelegene Gruppe der Lagen (beispielsweise 113, 115, 117, 119) Fasern aus Stahlwolle

enthält, und daß die stromabwärts gelegene Gruppe von Lagen (107, 109) Fiberglas enthält.

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9. Strömungsmittelversorgung nach Anspruch 8/ dadurch gekennzeichnet, daß das Fiberglas im wesentlichen aus Fasern besteht, die im wesentlichen frei von Glasschrot sind.

10. Strömungsmittelversorgung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede darauffolgende Lage der erwähnten Vielzahl von Lagen aus Filtermaterial Fasern enthält, die Durchmesser von ungefähr dem 1- bis ungefähr 4-fachen der Durchmesser der Fasern in der nächst benachbarten stromabwärts liegenden Lage haben.

11. Filtervorrichtung insbesondere zur Verwendung in einer Strömungsmittelversorgung gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10 zum Aufblasen einer ausdehnbaren Umschließung eines Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystems, wobei die Strömungsmittel-Versorgung ein Gehäuse aufweist, welches Strömungsmittelauslaßkanäle bildet, und wobei verbrennbare Gaserzeugungsmittel nach Zündung ein Gas sowie Verbrennungsprodukte zur Abgabe durch die Kanäle erzeugen, und wobei die Filtervorrichtung zwischen den Gaserzeugungsmitteln und den Strömungsmittelauslaßkanälen angeordnet ist, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von Lagen aus Filtermaterial, wobei jede der Lagen mindestens ebenso porös ist wie die nächst benachbart stromabwärts liegende Filterlage, um die Filtrierung von fortlaufend feiner werdenden Verbrennungsprodukten zu bewirken, wenn sich das Gas und die Verbrennungsprodukte stromabwärts bewegen, und wobei die Filtermittel poröse Halterungsmittel benachbart zur stromabwärts gelegenen Seite aufweisen, um den Durchgang des Filtermaterials durch die Strömungsmittelabgabekanäle zu minimieren.

12. Filter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterungsmittel eine Vielzahl von Sieblagen aufweisen, wobei die stromaufwärts gelegene Lage der Siebe eine wesentlich höhere Maschenzahl besitzt als die stromabwärts gelegene Lage des Siebes.

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1S. Filtervorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Vielzahl der Lagen aus Filtermaterial eine stromaufwärts gelegene Gruppe von Lagen und eine stromabwärts gelegene Gruppe von Lagen aufweist, wobei die erstgenannte Gruppe Fasern mit Durchmessern im Bereich von 50 bis 150 Mikron und die stromabwärts gelegene Gruppe von Lagen Fasern mit Durchmessern im Bereich von 1 bis 20 Mikron aufweist.

14. Filtervorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß jede darauffolgende Lage der Vielzahl von Lagen aus Filtermaterial Fasern mit Durchmessern im Bereich vom_1- .bis 4-fachen der Durchmesser der Fasern in der nächst benachbarten stromabwärts gelegenen Lage besitzt.

15. Filtervorrichtung für einen chemischen Verbrennungsgasgenerator der Bauart mit einem Auslaßkanäle bildenden Gehäuse, wobei das verbrennbare Gaserzeugungsmaterial im Gehäuse angeordnet ist und ein Filter zwischen dem Gaserzeugungsmaterial und dem Auslaßkanal angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Filter eine Vielzahl von derart übereinander angeordneten Lagen aus Filtermaterial besitzt, daß die Verbrennungsprodukte des Gaserzeugungsmaterials durch diese Lagen strömen, und wobei die Lagen aus Material derart bestehen, daß aufeinanderfolgende Lagen eine fortlaufend abnehmende Porosität in der Strömungsrichtung besitzen, und daß benachbart zur Endlage des Filtermaterials Tragmittel angeordnet sind, die aus einer Vielzahl von übereinander angeordneten Lagen aus porösem Material gebildet sind, wobei jede darauffolgende Lage aus porösem Material eine ansteigende Porosität besitzt.

16. Verfahren zum Zusammenbau einer Strömungsmittelversorgung der Bauart mit einem eine Basis aufweisenden Gehäuse, wobei eine Abdeckung Strömungsabgabekanäle bildet und verbrennbare Gaserzeugungsmittel innerhalb des Gehäuses angeordnet sind, während Filtermittel zwischen den Gaserzeugungsmitteln und den

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Strömungsmittelabgabekanälen angeordnet sind, gekennzeichnet durch folgende Schritte: a) Einpressen von mindestens einer Lage des Tragsiebs in die Abdeckung benachbart zum Strömungsmittelabgabekanal; b) Einpressen einer Vielzahl von Lagen aus Filtermaterial in die Abdeckung; c) Anordnung einer relativ dünnen perforierten Platte innerhalb der Abdeckung benachbart zur Vielzahl der Lagen aus Filtermaterial; d) Anordnung der Gaserzeugungsmit* 3I innerhalb der Basis; und e) Zusammenbau von Basis und Abdeckung.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Vielzahl von Lagen aus Filtermaterial Fiberglas enthält, wobei ein mittiges Tragglied axial durch die Abdeckungs- und Basis-Anordnung verläuft, und wobei der zusätzliche Schritt der Ausbildung eines Lochs durch die Lage aus Fiberglas für das Tragglied vorgesehen ist.

18. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenoberfläche der Abdeckung im ganzen zylindrisch ausgebildet ist, und daß mindestens einige der Vielzahl der Lagen aus Filtermaterial einen Durchmesser besitzen, der etwas größer ist als der Durchmesser der Innenoberfläche der Abdeckung, und daß das Einpressen der Vielzahl der Lagen aus Filtermaterial mit einer hinreichenden Kraft bewirkt wird, um den ümfangsteil einer jeden der Lagen aus Filtermaterial mit dem größeren Durchmesser radial zusammenzudrücken.

19. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Preßvorgang mit einer Preßkraft im Bereich von ungefähr 4 Tonnen bis ungefähr 6 Tonnen durchgeführt wird.

609829/027S

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