DE4208843A1 - Gasgenerator mit Filter für eine Fahrer-Schutzvorrichtung - Google Patents

Description

Der erfindungsgemäße Gasgenerator ist für Kraftfahrzeuginsassen-Schutz­ vorrichtung bestimmt, die eine an die Treibstoffkammer anschließende und mit dieser durch Öffnungen verbundene Filterkammer mit Filtern für den ausströmenden Gasstrom aufweist.

Derartige Gasgeneratoren sind bekannt (siehe z. B. die deutschen Patent­ schriften 39 21 472 und 39 21 473 der Anmelderin).

Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, von der Basis der Blechbauweise, auf der diese und andere bekannte Gasgeneratoren beruhen, abzugehen und trotzdem die zum Teil gegensätzlichen Forderungen zu erfüllen, nämlich

• a) absolute Dichtheit über einen längeren Zeitraum,
• b) druckfest für einen hohen Arbeitsdruck und
• c) Ausblasen eines im Vergleich zur Brennkammertemperatur abgekühlten, sauberen Gases aus den Ausblasöffnungen am Umfang.
• d) geringes Gewicht,
• e) niedrige Herstellkosten,

Die bevorzugte Anwendung der Erfindung erfolgt bei Gasgeneratoren, die zusammen mit einem Airbag in ein Lenkrad eines Kraftfahrzeuges eingebaut werden, um z. B. einen Fahrer im Falle eines Aufpralls, nach Zündiniti­ ierung von einem verzögerungsempfindlichen Schalter, zu schützen.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die in den Ansprüchen gekennzeichneten Merkmale.

Die beigefügte Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung für den oben angegebenen Zweck, ohne hierauf beschränkt zu sein.

Das Gehäuse des Gasgenerators besteht aus Leichtmetall und ist insbeson­ dere im Spritzguß-, Druckguß- oder Fließpreßverfahren hergestellt im we­ sentlichen durch zwei miteinander durch Verschraubung verbundener Teile 4 und 5, wobei das eine ein Unterteil und das andere ein Oberteil bil­ det. Das Oberteil 5 ist angenähert pilzförmig, während das Unterteil als schalen- oder wannenförmig ausgebildet bezeichnet werden kann.

Das Oberteil 5 hat einen zentralen Stamm, der hohl ist zur Aufnahme ei­ ner Anzündeeinheit 1. Diese Anzündeeinheit wird über Stecker 21 verbun­ den mit einer elektrischen Auslöseschaltung, die nach Erkennen eines Aufpralls über ein auf bestimmte Verzögerungen ansprechenden Schalter ein Signal zum Zünden eines elektrischen Anzünders 1 gibt, wobei der elektrische Anzünder z. B. ein Glühdraht sein kann, der ein Anzündmittel 22 entzündet, das sich in dem Hohlraum des Stammes des Oberteils 5 be­ findet und seinerseits abgedichtet oder abgepackt sein kann, wie darge­ stellt, und dessen Verpackung aufreißt bei einem bestimmten Druck, um dann eine Flamme in die Treibstoffkammer für die Tabletten 18, hier ringförmig, übertreten zu lassen an Bohrungen 23. Diese Zündkette ist nicht auf zwei Treibstoffe beschränkt, sondern es können auch mehrere Stoffe eine solche Zündkette bilden. Das Unterteil hat eine innerste Wanne, gebildet durch Wandteile 8, die den Zentralbereich oder Stamm des Oberteils 5 umfassen und auf diesen mittels Gewinde aufschraubbar ist.

Das Unterteil oder die Schale 4 weist ferner einen weiter außen liegen­ den Ring mit dem Wandbereich 11 auf, der seinerseits mit einem Wandbe­ reich 19 des Oberteils 5 über Gewinde verschraubbar ist. Das Unterteil oder die Wanne 4 ist ihrerseits peripher außen mittels Schrauben an ei­ ner Halterung des Lenkrades befestigbar, ebenfalls gleichzeitig und der Zwischenlage des Airbags als aufblasbaren Sack mit seinem untersten Randbereich.

Die genannten Wandbereiche in Unterteil 4 und Oberteil 5, welche mitein­ ander verschraubt werden, haben nicht nur gemeinsame Gewinde innen und außen, sondern auch auslaufende Spitzen, die sich jeweils in den anderen Teil hineinpressen bzw. an diesen anpressen, ggf. unter Zwischenlage ei­ nes deformierbaren Ringes 20, der nach Form, Größe und Material für eine geeignete Abdichtung sorgt. Außerdem sind die Gewindegänge ihrer Stei­ gung, ihrer Ausführungsart so wählbar, daß diese sich fest ineinander verhaken (Einmalverschraubung). Die Gewinde können auch wenigstens teil­ weise selbstschneidend ausgeführt sein. Die miteinander zu verschrauben­ den Wandbereiche können teilweise federnd oder nachgiebig oder ge­ schlitzt ausgeführt werden, wie z. B. andere Hülsen oder Futter auch. In der Treibstoffkammer ist der Festtreibstoff z. B. in Tablettenform 18 eingefüllt auf Kissen 15, insbesondere einem Keramikfaservlies. Hier könnte auch ein anderes geeignetes temperaturfestes und nachgiebiges Ma­ terial als Dämpfungskissen 14 oder 15 unten und/oder oben angewandt wer­ den. Falls die Füllung mit Tabletten nicht vollständig erfolgt oder er­ folgen soll, können Metallwolleeinlagen 13 für einen Volumenausgleich sorgen. Mit 16 sind die Auslaß- oder Überströmöffnungen der Treibstoff­ kammer bezeichnet, welche radial von innen nach außen zum Umfang hin verlaufen, im Querschnitt gesehen jedoch schräg zur Mittelachse angeord­ net sind. Die Öffnungen 16 sind so ausgerichtet, daß der Gasstrom aus der Treibstoffkammer direkt auf eine Metallwolle 12 in der Trennkammer auftrifft, in der flüssige und feste Teilchen aus dem Gas abgeschieden werden. Ein Kondensationsbeginn für flüssige Teilchen erfolgt bereits an dem Grobfilter 10 in der Treibstoffkammer vor den Durchtrittsöffnungen 16 gelegen. Die Grobfilter 10 können relativ weitmaschige Siebe, Gitter oder ähnliches sein, bevorzugt nach innen zum Treibstoff hin nochmals abgedeckt mit einem etwas weicheren, feineren Gewebe oder dgl. Sowohl die Öffnungen 16 für das Überströmen des Gases aus der Treibstoffkammer in die Filter- und Abscheidekammer als auch die Ausblasöffnungen 24 kön­ nen auf ihrer Innenseite von dünnen Berstfolien in an sich bekannter Weise abgedichtet sein, damit von außen keine Feuchtigkeit eindringen kann.

Das Verschrauben der beiden Hauptteile 4 und 5 miteinander geschieht mit Hilfe von Werkzeugaufnahmen 26 am Oberteil 5, um die nötige Kraft für die Verschraubung einzuleiten. Vorher müssen alle Treibstoffe und Filter etc. eingelegt sein, damit alle Teile zwischen den Hauptteilen 4 und 5 mittels der Verschraubung in einem einzigen Arbeitsgang dicht und druck­ fest eingespannt werden. Die Dichtheit unter Atmosphärendruck beträgt mehrere Jahre und der Berstdruck oder Arbeitsdruck kann je nach Anforderung festgelegt werden.

Mit 7 ist ein Leit- und Führungsblech für die Strömung bezeichnet, wel­ ches in der Filterkammer stromabwärts liegt hinter der Öffnung 16 und hinter dem durchströmten Glaswollefilter 12 zum Abscheiden der Partikel und Kondensation von Flüssigkeit an der Oberfläche. Dieses Leitblech 7 ist einerseits zur Umlenkung auch mehrfach und Zwangsführung der Strö­ mung in der Filterkammer geformt und andererseits abströmseitig um einen Kanal zu bilden, der das Gas über die Filterfläche des Feinfilters 2 verteilt. Dieses Feinfilter 2 ist einerseits am Leitblech 7 anliegend und andererseits in einer Nut 25 am Außenumfang des Oberteils 5 einge­ klemmt oder eingebördelt oder andersartig durch Verformung festgehalten nach Einstecken des Filters 2 bei 25. Das Feinfilter 2 liegt anderer­ seits an einem Blech 6 an, mit dessen Ende es in die Nut 25 einsteckbar ist und am anderen Ende in die Wanne 4 einsetzbar ist. Blech 6 und sand­ wichartiges Metall-/Keramik-Metall-Filter bilden zusammen eine Ein­ heit/Modul 2.

Wie die Zeichnung zeigt, ist der Stamm des Oberteils 5 an seinem unteren Ende verformbar, z. B. mit einem Niet- oder ähnlichem Formwerkzeug der­ art, daß der Anzünder 1 absolut dicht darin gehalten wird. Zugleich kann eine weitere derartige Befestigung am inneren oder äußeren Ende der Wan­ ne 4 erfolgen. Im letzteren Falle ist unter Umständen ein Teil der Ge­ winde verzichtbar, insbesondere am Stamm des Oberteils 5.

Die Gewinde können auf verschiedene Weise gesichert und abgedichtet wer­ den, z. B. mittels Klebstoff oder anderer Sicherungsmittel an sich be­ kannter Art, wie Einlagen, Krallen, Stifte etc. und Kontermutter, z. B. am unteren Ende des Stamms vom Oberteil 5.

Weitere Abhandlungen des Ausführungsbeispiels sind für dem Fachmann im Rahmen der Ansprüche ohne weiteres möglich.

Claims (7)

1. Gasgenerator mit Filter für eine Fahrer-Schutzvorrichtung, enthaltend eine an die Treibstoffkammer anschließende und mit dieser durch Öffnungen verbundene Filterkammer mit Filtern für den aus­ tretenden Gasstrom, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

• a) die Hauptströmungsrichtung des erzeugten Gases ist im wesentlichen radial,
• b) die Treibstoffkammer ist stromabwärts von einer Wand begrenzt, vor der ein Grobfilter angeordnet ist, welches einerseits die Gasströ­ mung nicht behindert, andererseits eine Kondensation (von Flüssig­ anteilen des Gases) einleitet derart, daß
• c) die Auslaßöffnungen aus der Treibstoffkammer in einer Trennkammer münden, in der eine Zwangsführung der Strömung erzeugt wird, zu­ nächst zur weiteren Kondensation und Partikelabtrennung (Feststoff­ teilchen im Gas) und andererseits zur Einstellung und zum Leiten der Gasströmung stromabwärts,
• d) durch ein Feinfilter vor der Ausblaseöffnung, welches von der Zwangsströmung über seine gesamte Fläche beaufschlagt wird und als Modul in Sandwichbauart hergestellt und so am Gehäuseumfang ein­ baubar ist.

2. Gasgenerator mit Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Lage des Filters aus Metall und wenigstens eine aus keramischem Material besteht.

3. Gasgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das sandwichartige Filter aus zwei äußeren Metallagen und einer inneren, dickeren Keramikfaserlage, insbesondere einem Keramikvlies, besteht.

4. Gasgenerator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Trennkammer zur Kondensation und Abscheidung von Feststoffpartikeln aus dem Treibgas Metallwolle der Ausströmöffnung der Treibstoffkammer gegenüberliegend angeordnet ist.

5. Gasgenerator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwangsführung der Strömung derart ist, daß das aus der Treibstoffkammer austretende Gas zunächst auf die Metallwolle auftrifft in einer turbulenten Strömung, dann nach Umlenkung durch ein Leit- oder Führungsblech gezwungen ist, in einen Abströmkanal zum Fein­ filtermodul einzuströmen.

6. Gasgenerator mit Filter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Leit- oder Führungsblech als Zwischenwand zwischen der Abkühl- und Partikelabscheidekammer und der stromabwärts gelegenen Feinfilterkammer ausgebildet ist und Perforierungen für den Gasdurchlaß aufweist.

7. Gasgenerator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Grobfilter in der Treibstoffkammer vor den Aus­ laßöffnungen derselben aus einem siebartigen Gittergeflecht oder ähnli­ chem besteht, mit einer Abdeckung zum Treibstoff hin aus feinerem Ge­ flecht, Gewirke, Gestricke oder ähnlichem.