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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Gasgenerator für Airbags
mit den Merkmalen des Oberbegriffs aus Anspruch 1. Ein derartiger
Gasgenerator ist aus
US 5,458,371 bekannt.
Darüber
hinaus betrifft die Erfindung eine Airbag-Vorrichtung, die einen
solchen Gasgenerator für
Airbags verwendet. Der Gasgenerator kommt in Systemen zur Verstärkung des
Fahrer- und Mitfahrerschutzes, einschließlich Seitenaufprallschutz, in
Kraftfahrzeugen und Ähnlichem
zum Einsatz.
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Herkömmliche
Airbag-Gasgeneratoren sind relativ komplizierte Konstruktionen mit
z. B. geschmiedeten Gehäusen,
die innere Zünd-,
Verbrennungs- und Filterkammern begrenzen, die einstückig und/oder
durch geschweißte,
innere Trennwände
gebildet sind. Des Weiteren verlangen Kühlstrukturen, wie aus Wärme leitenden
Werkstoffen und Ähnlichem
gebildete Filter, in vielen Fällen
die vorgenannte Konstruktionskomplexität, um den Temperaturen und
Drücken
zu widerstehen, die in diesen Gasgeneratorvorrichtungen erzeugt
werden.
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Als
besonderes Beispiel wird auf 9 Bezug
genommen, worin ein herkömmlicher
Airbag-Gasgenerator gezeigt ist, wie er im USA-Patent Nr. 4,547,342
von Evans u. a. vom 15. Oktober 1985 offenbart ist.
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Ein
Gehäuse 40 hat
ein Diffusorgehäuseteil 41 und
ein Abschlussgehäuseteil 42.
Das Diffusorgehäuseteil 41 ist
durch Schmieden gebildet und hat drei konzentrische Zylinder 43, 44, 45,
die einstückig
mit einem kreisförmigen
Abschnitt 46 gebildet sind. Wie das Diffusorgehäuseteil 41 ist
das Abschlussgehäuseteil 42 auch durch
Schmieden gebildet und hat drei konzentrisch geschweißte Abschnitte 50, 51, 52.
Das Diffusorgehäuseteil 41 und
das Abschlussgehäuseteil 42 sind
an diesen geschweißten
Abschnitten 50, 51, 52 durch Reibungsschweißen verbunden.
Bei dem Stand der Technik ist es üblich, die Gehäuseteile
des Airbag-Gasgenerators durch Schmieden zu bilden.
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In
diesem Airbag-Gasgenerator bildet der Zylinder 43 eine
Kammer 53, die die Zündeinrichtung
aufnimmt, der Zylinder 44 bildet eine Verbrennungskammer 54 und
der Zylinder 45 bildet eine Kühl-/Filterkammer 55.
Die eine Zündeinrichtung
aufnehmende Kammer 53 nimmt eine Zündeinrichtung auf, die einen
Zünder 56 und
eine Übertragungsladung 47 umfasst.
In der Verbrennungskammer 54 sind Tabletten aus einem Gas
erzeugenden Material 57 angeordnet, die durch die Zündeinrichtung
gezündet
werden, um ein Gas zu erzeugen, sowie ein erster Kühler/Filter 58,
der das Gas erzeugende Material 57 umgibt, um das Verbrennungsgas
zu kühlen
und Verbrennungsteilchen zurückzuhalten.
In der Kühl-/Filterkammer 55 ist
ein zweiter Kühler/Filter 59 eingerichtet,
um das Verbrennungsgas weiter zu kühlen und Verbrennungsteilchen
zurückzuhalten.
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Geschmiedete
Erzeugnisse haben, obgleich sie eine gleichförmige Metallstruktur aufweisen
und sehr zäh
sind, den Nachteil hoher Kosten. Wenn die Gehäuseteile, die viele konzentrische
Zylinder aufweisen, wie es in dem obigen US Patent offenbart ist,
durch Schmieden hergestellt werden, ist der kreisförmige Abschnitt 46 nicht
flach und verlangt eine Abtragarbeit, wodurch die Anzahl der Herstellungsschritte
und deshalb die Kosten erhöht
werden. Bei dem Gehäuseteil,
das den Zylinder 43 aufweist, der einstückig mit dem kreisförmigen Abschnitt 46 wie
bei dem obigen US Patent gebildet ist, muss, wenn das Volumen des
Zylinders 43 geändert
werden soll, die gesamte Form des Diffusorgehäuseteils 41 geändert werden.
Deshalb ist die Volumenänderung
des Zylinders 43 nicht einfach. Bei dem obigen herkömmlichen
Airbag-Gasgenerator wird, weil die Kühl/Filterkammer außerhalb
der Verbrennungskammer gebildet ist, der Durchmesser des Airbag-Gasgenerators groß, wodurch
seine Größe und Gewicht
erhöht
werden. Des Weiteren hat, weil die Verbrennungskammer durch den
Zylinder 44 des Diffusorgehäuseteils festgelegt ist, das
Diffusorgehäuseteil
eine komplizierte Form, wodurch die Herstellung des Airbag-Gasgenerators
schwierig wird und die Kosten ansteigen.
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Als
ein weiteres Beispiel wird ein Kühler
für einen
Airbag-Gasgenerator erhalten, indem ein bandförmiges Metallgitter zu einem
Zylinder mit mehreren Lagen aufgewickelt wird und wirkt, dass Verbrennungsgas, das
in der Verbrennungskammer des Airbag-Gasgenerators erzeugt wird, zu kühlen, wenn
es dort hindurchgeht, und relativ große Verbrennungsteilchen einzufangen. 6 stellt einen Airbag-Gasgenerator
dar, der mit einem herkömmlichen
Kühler
ausgerüstet
ist, der demjenigen ähnlich
ist, der in dem US Patent 4,902, 036 von Zander u. a. gezeigt ist,
das am 20. Februar 1990 erteilt wurde. Der Airbag-Gasgenerator umfasst
ein Gehäuse 231,
das umfasst Gasauslassöffnungen 230,
eine Zündeinrichtung,
die eine Kammer 232 umfasst, die in einem mittleren Abschnitt
in dem Gehäuse 231 begrenzt
ist, eine Verbrennungskammer 233, die auf der Außenseite der
Zündeinrichtung,
die die Kammer 232 aufnimmt, festgelegt ist, und eine Kühl-/Filterkammer 234,
die auf der Außenseite
der Verbrennungskammer 233 festgelegt ist. In der die Zündeinrichtung
aufnehmenden Kammer 232 sind eine Zündeinrichtung oder ein Zünder 235 und
eine Übertragungsladung 236 angeordnet,
in der Verbrennungskammer 233 ist ein mit einem Gaserzeugungsmaterial 237 gefüllter Behälter 238 angeordnet, der
durch die Zündeinrichtung
gezündet
wird und ein Gas erzeugt, und in der Kühl-/Filterkammer 234 sind
ein Kühler 239 zum
Kühlen
des in der Verbrennungskammer 233 erzeugten Verbrennungsgases
und ein Filter 240 zum Reinigen des Verbrennungsgases angeordnet.
Die Verbrennungskammer 233 ist durch einen kappenförmigen Verbrennungsbecher 243 begrenzt,
der Öffnungen 244 für den Austritt
des Verbrennungsgases und ein Mittelloch 245 aufweist,
das in seinem Boden gebildet ist. Die Kühl-/Filterkammer 234 ist
durch ein Halteteil 242 in eine obere Kammer und eine untere
Kammer unterteilt, wobei die obere Kammer einen Filter 240 und die
untere Kammer einen Kühler 239 enthält.
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Wenn
ein Sensor (nicht gezeigt) einen Aufprall erfasst, wird ein Signal
zu dem Zünder 235 geschickt, der
dann betätigt
wird, die Übertragungsladung 236 zu
zünden,
um eine Flamme hoher Temperatur und einen hohen Druck zu erzeugen.
Die Flamme geht durch eine Öffnung 241 hindurch,
durchbricht die Wand des Behälters 238 und
zündet
das Gaserzeugungsmaterial 237, das darin enthalten ist.
Somit brennt das Gaserzeugungsmaterial 237, um ein Gas
zu erzeugen, das durch die Öffnungen 244 hindurchschießt, die
in dem Verbrennungsbehälter 243 gebildet
sind, und wird gekühlt,
wenn es durch den Kühler 239 hindurchgeht.
Hier werden relativ große
Verbrennungsteilchen aufgefangen, und die restlichen Verbrennungsteilchen
werden aufgefangen, wenn das Gas weiter durch den Filter 240 hindurchgeht.
Das Gas, das gekühlt
und gereinigt ist, wird durch die Gasauslassöffnungen 230 ausgebracht
und fließt
in einen Airbag (nicht gezeigt). Somit wird der Airbag aufgeblasen,
um ein Kissen zwischen einem Fahrgast und einer festen Konstruktion
zu bilden, damit der Fahrgast vor dem Aufprall geschützt wird.
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Der
bekannte Airbag-Gasgenerator, der mit dem herkömmlichen Kühler ausgerüstet ist, verwendet eine höhere Anzahl
von Teilen und hat einen größeren Durchmesser,
wodurch sich eine Zunahme bei Größe und Gewicht
ergibt.
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Der
Gasgenerator aus der Patentschrift
US
5,458,371 , der dem Stand der Technik am nächsten kommt,
umfasst eine ringförmige
Basis, die so nach innen gebogen ist, dass eine äußere Umfangsfläche des gebogenen
Abschnitts um die äußere Umfangsfläche des
mittleren Zylinderteils herum angebracht ist. Somit erstreckt sich
der gebogene Ab schnitt des bekannten Gasgenerators nach innen in
das Gehäuse
hinein, weshalb es erforderlich ist, den gebogenen Abschnitt S-förmig auszubilden.
Allerdings ist die Herstellung der ringförmigen Basis derart, dass die
ringförmige
Basis an deren Mittelöffnung
S-förmig
nach innen gebogen ist, schwierig.
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Die
Verbindung zwischen dem mittleren Zylinderteil und dem Abschlussgehäuseteil
des Gasgenerators aus WO 94/25315 ist eine Schweißverbindung,
bei der eine Innenfläche
einer Öffnung
im Abschlussgehäuseteil,
die der Dicke des Abschlussgehäuseteils
entspricht, an einer äußeren Umfangswand
des Zylinderteils anliegt. Folglich ist die Kontaktfläche zwischen
dem Abschlussgehäuseteil
und dem mittleren Zylinderteil begrenzt, wodurch die Qualität der Verbindung
beeinträchtigt
wird.
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Es
ist eine Zielsetzung der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten
und relativ einfachen Airbag-Gasgenerator und eine Airbag-Vorrichtung
zu schaffen, die einen derartigen Airbag-Gasgenerator nutzt.
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Erfindungsgemäß wird diese
Zielsetzung durch die Gegenstände
der Ansprüche
1 und 14 erreicht. Weitere Ausführungsformen
der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Nun
wird die vorliegende Erfindung anhand von Beispielen und der beiliegenden
Zeichnungen genauer beschrieben.
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1 ist ein Querschnitt eines
Airbag-Gasgenerators;
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2 ist eine Perspektivansicht
eines zylindrischen Metallgitters, das beim Herstellungsprozess
für eine
Kühl-/Filterstruktur
verwendet wird;
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3 ist eine schematische
Darstellung der Formung des Metallgitters aus 2 in einer Kühl-/Filterstruktur;
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4 ist eine schematische
Schnittdarstellung einer geformten Kühl-/Filterstruktur;
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5 ist ein Schema eines flachen
Plattenelements aus einem Metallgitterzylinder, der in radialer Richtung
zusammengedrückt
wurde;
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6 ist eine schematische
Darstellung eines mehrschichtigen Gitterzylinders, der durch Rollen
der Platte aus 5 gebildet
wird;
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7 ist der Querschnitt einer
Ausführungsform
des Airbag-Gasgenerators der vorliegenden Erfindung;
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8 ist ein Schema einer Airbag-Vorrichtung;
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9 ist ein Schnitt eines
herkömmlichen
Airbag-Gasgenerators;
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10 ist ein Schnitt durch
eine andere Ausführungsform
eines Airbag-Gasgenerators der vorliegenden Erfindung;
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11 ist eine Darstellung
eines flach geflochtenen Gitters für die Kühl-/Filterkonstruktion;
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12 ist ein Teilschnitt einer
herkömmlichen
Kühl-/Filterkonstruktion
in einem Airbag-Gasgenerator;
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13 ist ein Teilschnitt einer
anderen Ausführungsform
der Kühl-/Filterkonstruktion
in einem Airbag-Gasgenerator der vorliegenden Erfindung;
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14 und 15 sind beispielhafte Ausführungsformen
eines Bauteils zur Unterdrückung
einer äußeren Verformung
oder Ausbauchung bei der Kühl-/Filterkonstruktion
der 13;
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16 ist ein Schnitt einer
wiederum anderen Ausführungsform
des Airbag-Gasgenerators
der vorliegenden Erfindung, die zusätzliche konstruktive Einzelheiten
darstellt;
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17 ist ein Schnitt einer
anderen Ausführungsform;
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18 ist ein Teilschnitt einer
anderen Ausführungsform
des Airbag-Gasgenerators;
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19 ist ein Teilschnitt einer
wiederum anderen Ausführungsform
des Airbag-Gasgenerators;
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20 ist ein Schnitt eines
Airbag-Gasgenerators, der an Airbags für die Mitfahrerseite angepasst
ist;
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21 ist ein Grundriss des
Airbag-Gasgenerators aus 16,
und
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22 ist ein Grundriss des
Airbag-Gasgenerators aus 17.
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23 ist ein Teilschnitt einer
noch anderen Ausführungsform
des Airbag-Gasgenerators der vorliegenden Erfindung;
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24 ist ein schnitt durch
den Airbag-Gasgenerator der 23;
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25 ist ein Schnitt eines
mechanischen Sensors des Airbag-Gasgenerators der 23;
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26 ist ein Schnitt einer
noch anderen Ausführungsform
des Airbag-Gasgenerators der vorliegenden Erfindung;
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27 ist ein Schema eines
durchlochten Korbs des Airbag-Gasgenerators der 26;
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28 ist eine Vorderansicht
des durchlochten Korbs des Airbag-Gasgenerators der 26;
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29 ist ein Schnitt einer
noch anderen Ausführungsform
des Airbag-Gasgenerators der vorliegenden Erfindung;
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30 ist ein Schema eines
durchlochten Korbs des Airbag-Gasgenerators der 29;
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31 ist eine Vorderansicht
des durchlochten Korbs des Airbag-Gasgenerators der 29;
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32 ist ein Schema einer
Airbag-Vorrichtung der vorliegenden Erfindung, die Airbag-Gasgeneratoren wie
jenen aus 23 enthält;
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33 ist ein Schnitt einer
noch anderen Ausführungsform
des Airbag-Gasgenerators der vorliegenden Erfindung;
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34 ist ein Schema eines
Kühler/Filters
des Airbag-Gasgenerators aus 33;
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35 ist ein Schema einer
Airbag-Vorrichtung, die Airbag-Gasgeneratoren wie jene aus 20 enthält.
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36 ist ein Schnitt einer
noch anderen Ausführungsform
des Airbag-Gasgenerators der vorliegenden Erfindung;
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37 ist ein Schema eines
durchlochten Korbs des Airbag-Gasgeneratars der 36, und
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38 ist eine Vorderansicht
des durchlochten Korbs des Airbag-Gasgenerators der 36;
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39 ist ein Schnitt einer
noch anderen Ausführungsform
des Airbag-Gasgenerators der vorliegenden Erfindung;
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40 ist ein Schema eines
durchlochten Korbs des Airbag-Gasgenerators der 39, und
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41 ist eine Vorderansicht
des durchlochten Korbs des Airbag-Gasgenerators der 39;
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42 ist ein Schnitt einer
noch anderen Ausführungsform
des Airbag-Gasgenerators der vorliegenden Erfindung;
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43 ist ein Schema eines
Kühler/Filters
des Airbag-Gasgenerators aus 42.
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A. Gesamtkonstruktion
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Ein
Airbag-Gasgenerator umfasst: ein Gehäuse, das ein Diffusorgehäuseteil
und ein Abschlussteil aufweist, wobei das Diffusorgehäuseteil
durch Pressen einer Metallplatte gebildet ist und Gasauslassöffnungen aufweist,
das Abschlussgehäuseteil
durch Pressen einer Metallplatte gebildet ist und ein Mittelloch
aufweist; ein mittleres Zylinderteil, das aus einem Rohr hergestellt
ist, das in dem Gehäuse
montiert und konzentrisch zu dem Mittelloch angeordnet ist, um eine
eine Zündeinrichtung
aufnehmende Kammer zu bilden, und einen Kühler/Filter, der das mittlere
Zylinderteil umgebend angeordnet ist, um eine Verbrennungskammer
für eine Gaserzeugungseinrichtung
zu begrenzen, und einen Druckverlust von 0,3 × 10–2 bis
1,5 × 10–2 kg/cm2 bei einem Strömungsdurchsatz von 100 I/Min/cm2 bei einer Normaltemperatur aufweist, wobei
der Kühler/Filter
ein Verbrennungsgas kühlen
und Verbrennungsteilchen zurückhalten
kann, und ein in der Verbrennungskammer erzeugtes Gas, wenn ein
Aufprall auftritt, in einen Airbag eingebracht wird, um einen Fahrgast
vor dem Aufprall zu schützen.
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Eine
bevorzugte Ausführungsform
des Airbag-Gasgenerators dieser Erfindung umfasst somit ein Diffusorgehäuseteil,
ein Abschlussgehäuseteil,
ein mittleres Zylinderteil und einen Kühler/Filter. Diese vier Teile werden
getrennt hergestellt. Das heißt,
das Diffusorgehäuseteil
und das Abschlussgehäuseteil
werden durch Pressen einer Metallplatte gebildet; das mittlere Zylinderteil
wird vorzugsweise durch Rollen einer Metallplatte zu einem Zylinder
und Schweißen
seiner gegenüberliegenden
Seiten hergestellt; und der Kühler/Filter
wird vorzugsweise hergestellt, indem flach geflochtenes Metallgitter
in radialer Richtung gestapelt und in radialer und axialer Richtung
zusammengedrückt
wird.
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Indem
von dem Diffusorgehäuseteil
das mittlere Zylinderteil, das einstückig mit dem kreisförmigen Abschnitt
des Diffusorgehäuseteils
nach dem Stand der Technik gebildet worden ist, getrennt wird, wird
die Form des Diffusorgehäuseteils
vereinfacht. Wegen dieser getrennten Formung kann das Volumen des
mittleren Zylinderteils je nach Bedarf unabhängig von dem Diffusorgehäuseteil
verändert
werden. Das mittlere Zylinderteil kann bei geringen Kosten unter
Verwendung von z. B. dem UO-Pressverfahren hergestellt werden. Somit
kann ein geschweißtes
Rohr durch das UO-Pressverfahren (das die Schritte umfasst, eine
Platte zu einer U-Form zu bilden, sie dann zu einer O-Form zu bilden
und die Naht zu schweißen)
oder ein elektrisches Widerstandsschweißverfahren hergestellt werden
(das die Schritte umfasst, eine Platte zu einem Zylinder zu rollen
und einen großen
Strom hindurchzuschicken, während
ein Druck an die Naht angelegt wird, um die Naht durch Widerstandswärme zu schweißen).
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Das
Diffusorgehäuseteil
und das Abschlussgehäuseteil
durch Pressen zu formen, macht ihre Herstellung einfach und verringert
ihre Herstellungskosten.
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Der
Kühler/Filter
des Airbag-Gasgenerators ist so angeordnet, dass er das mittlere
Zylinderteil umgibt, um zusammen mit dem Gehäuse eine Verbrennungskammer
für ein
Gaserzeugungsmittel zu begrenzen. Der Kühler/Filter hat einen vorbestimmten
Druckverlust, wodurch der in der Verbrennungskammer erzeugte Druck des
Verbrennungsgases auf einem gewünschten
Wert für
die normale Verbrennung des Gaserzeugungsmittels aufrechterhalten
werden kann. Mit diesem Airbag-Gasgenerator ist es möglich, Trennwandelemente
der Verbrennungskammer, z. B. ein Verbrennungsring oder eine Brennerschale
zu eliminieren, die neben einem herkömmlichen Kühler vorhanden waren. Aufgrund
seines vorgegebenen relativ großen
Druckverlustes kann der Kühler/Filter
des Airbag-Gasgenerators dieser Erfindung weiterhin Verbrennungsverunreinigungen
oder Teilchen, die in dem Verbrennungsgas enthalten sind, mit gutem
Wirkungsgrad zurückhalten.
Daher kann der Filter, der herkömmlicherweise
zusätzlich
zu einem Kühler
vorgesehen worden ist, fortgelassen werden.
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Eine
alternative Ausführungsform
der Gasgeneratorkonstruktion schließt den mittleren Zylinder durch die
Verwendung eines Zündbehälters aus,
der mittig in dem Gehäuse
angeordnet und an dem Abschlussgehäuseteil innerhalb der Verbrennungskammer
angebracht ist, die durch den Kühler/Filter
und das Gehäuse
begrenzt ist. Der Kühler/Filter
wird hier als eine Kühler/Filterkonstruktion
oder -einrichtung bezeichnet, um seine Doppelaufgabe beim Kühlen und
Filtern von Gas besser zu beschreiben, das durch das vorzugsweise
azidfreie Gaserzeugungsmaterial erzeugt wird.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
ist der Druckverlust durch die Kühler/Filterkonstruktion
hindurch vorzugsweise auf 0,5 × 10–2 bis
1,2 × 10 –2 kg/cm2 bei einem Strömungsdurchsatz von 100 I/Min/cm2 bei normalen Temperaturen eingestellt.
Günstiger
wird er auf 0,7 × 10–2 bis
0,9 × 10–2 kg/cm2 bei einem Strömungsdurchsatz von 100 I/Min/cm2 bei normalen Temperaturen eingestellt.
In dem Fall, da eine zusätzliche
Gitterschicht vorgesehen ist, um den Kühler/Filter zu verstärken, hat
diese Schicht einen Druckverlust von zumindest 1,5 × 10–2 kg/cm2 unter den gleichen Bedingungen.
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Geeignete
feste Gaserzeugungsmittel für
den Airbag-Gasgenerator umfassen Tabletten aus einem Gaserzeugungsmaterial
aus NQ/Sr(NO3)2/CMC.
Dies ist eine Mischung aus 32,4 Gew.-% NQ (Nitroguanidin), 57,6
Gew.-% Sr(NO3)2 (Strontiumnitrat)
und 10 Gew.-% CMC (Carboxymethylcellulose). NQ wirkt als ein Brennstoff,
Sr(NO3)2 als ein
Oxidierungsmittel und CMC als ein Binder.
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Das
feste Gaserzeugungsmaterial hat vorzugsweise eine lineare Brenngeschwindigkeit
von 5–30 mm/s
bei einem Druck von 70 kg/cm2 und vorzugsweise
5–15 mm/s.
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Das
Diffusorgehäuseteil
und das Abschlussgehäuseteil
sind aus einer 1,2 bis 3 mm dicken rostfreien Stahlplatte hergestellt.
Das Diffusorgehäuseteil
hat einen Außendurchmesser
von 45 bis 75 mm und das Abschlussgehäuseteil einen von 45 bis 75
mm. Es wird bevorzugt, dass ein 1,0 bis 4,0 mm weiter, schmaler
Raum zwischen der äußeren Umfangswand,
die von dem Diffusorgehäuseteil
gebildet wird, und dem Abschlussgehäuseteil und dem Kühler/Filter
gebildet ist.
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Das
Diffusorgehäuseteil
und das Abschlussgehäuseteil
bilden zusammen das Gehäuse
des Airbag-Gasgenerators, und zumindest eines der Gehäuseteile
kann mit einem Befestigungsflansch gebildet sein. Das Diffusorgehäuseteil
und das Abschlussgehäuseteil
werden miteinander durch eine Vielzahl von Schweißverfahren
verbunden, wie Plasmaschweißen,
Reibungsschweißen,
Projektionsschweißen,
Elektronenstrahlschweißen,
Laserschweißen
und TIG-Lichtbogenschweißen.
Im Hinblick auf den Werkstoff für
das Diffusorgehäuseteil
und das Abschlussgehäuseteil
kann anstatt der rostfreien Stahlplatte eine vernickelte Stahlplatte
verwendet werden. Der schmale Raum zwischen der äußeren Umfangswand, die von
dem Diffusorgehäuseteil gebildet
wird, und dem Abschlussgehäuseteil
spielt die Rolle eines Gasdurchlasses, durch den das von dem Kühler/Filter
gekühlte
und gereinigte Gas hindurchgeht, um die Gasauslassöffnungen
des Diffusorgehäuseteils
zu erreichen.
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Die
Gasauslassöffnungen
des Diffusorgehäuseteils
können
einen Durchmesser von 2,0 bis 5,0 mm aufweisen, und insgesamt können 12
bis 25 solcher Öffnungen
in Umfangsrichtung angeordnet sein.
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Das
mittlere Zylinderteil für
einen elektrisch aktivierten Gasgenerator ist von einem Rohr gebildet,
das durch Rollen einer 1,2 bis 3,0 mm dicken, rostfreien Stahlplatte
zu einem Zylinder mit einem Außendurchmesser
von 17 bis 22 mm und Schweißen
der gegenüberliegenden
Seiten hergestellt wird. In dem Fall eines mechanisch betätigten Gasgenerators
ist die mittlere Zylinderplatte 1,5 bis 7,5 mm dick und hat einen
Außendurchmesser
von 19 bis 30 mm.
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Das
mittlere Zylinderteil hat vorzugsweise insgesamt sechs bis neun
Durchlassöffnungen
von 1,5 bis 3,0 mm, die in der Umfangsrichtung angeordnet sind.
Diese Durchlassöffnungen
sind in zwei versetzten Reihen angeordnet, von denen eine aus bspw.
drei Durchlassöffnungen
mit einem Durchmesser von 1,5 mm bestehen kann und die andere aus
drei Durchlassöffnungen
mit einem Durchmesser von 2,5 mm bestehen kann. Das mittlere Zylinderteil
bildet eine hohle Kammer zur Aufnahme einer Zündeinrichtung, die einen Zünder und eine Übertragungsladung
umfasst. Die Durchlassöffnungen
ermöglichen
Flammen der Übertragungsladung, durch
sie hindurch ausgestoßen
zu werden.
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Das
mittlere Zylinderteil weist an seinem inneren Umfangsabschnitt ein
Innengewinde auf, und der Zünder
ist mit einem Außengewinde
an seinem Außenumfangsabschnitt
gebildet. Indem der Zünder
in das mittlere Zylinderteil geschraubt wird, kann die Zündeinrichtung
sicher in dem mittleren Zylinderteil befestigt werden. Alternativ
kann das mittlere Zylinderteil an einem Ende einen gestauchten Abschnitt
haben, der so gestaucht ist, dass die Zündeinrichtung an dem mittleren
Zylinderteil befestigt wird. Es kann auch durch Schweißen befestigt
werden. Das Verfahren zur Befestigung des mittleren Zylinderteils
an dem Diffusorgehäuseteil
umfasst Reibungsschweißen,
Projektionsschweißen,
Laserschweißen,
Lichtbogenschweißen
und Elektronenstrahlschweißen.
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Der
Kühler/Filter
wird vorzugsweise hergestellt, indem flach geflochtenes Metallgitter
in der radialen Richtung gestapelt und dieses dann in der radialen
und der axialen Richtung zusammengedrückt wird. Der derart gebildete
Kühler/Filter
weist eine komplizierte Zwischenraumkonstruktion und somit ein ausgezeichnetes Rückhaltevermögen auf.
Auf diese Weise wird ein einheitlicher Kühler/Filter hergestellt, der
sowohl eine Kühlfunktion
als auch eine Rückhaltefunktion
aufweist. Bei einer bevorzugten Ausführungsform hat ein solcher Kühler/Filter
einen Druckverlust von 0,3 × 10–2 bis
1,5 × 10–2 kg/cm2 bei normalen Temperaturbedingungen und einem
Massendurchsatz von 100 I/Min/cm2.
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Genauer
gesagt umfassen die Schritte zur Herstellung des Kühler/Filters
das Bilden eines flach geflochtenen, rostfreien Stahlgitters zu
einem Zylinder, wiederholtes Falten eines Endabschnitts des Zylinders nach
außen,
um einen ringförmigen,
mehrschichtigen Körper
zu bilden, und Zusammendrücken
des mehrschichtigen Körpers
in einer Presse. Alternativ kann der Kühler/Filter hergestellt werden,
indem ein bandgeflochtenes, rostfreies Stahlgitter zu einem Zylinder
geformt wird, der Zylinder in der radialen Richtung gepresst wird,
um ein Plattenelement zu bilden, das Plattenelement zu einem mehrschichtigen
Zylinderkörper
gerollt wird, und der mehrschichtige Zylinderkörper in einer Presse zusammengedrückt wird.
Die für
das Gitter verwendeten rostfreien Stähle umfassen SUS304, SUS310S
und SUS316 (JIS-Standard). SUS304 (18Cr-8Ni-0,06C), ein rostfreier
Austenitstahl, zeigt eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit.
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Der
Kühler/Filter
kann auch mit einer doppelten Schichtstruktur gebildet werden, die
ein Gitter mit einem Drahtdurchmesser von 0,3 bis 0,5 mm und auf
der Innenseite des Gitters eine 1,5 bis 2,0 mm dicke Schicht aus
einem Gitter mit einem Drahtdurchmesser von 0,5 bis 0,6 mm aufweist.
Die innere Gitterschicht hat eine Schutzfunktion für den Kühler/Filter,
d. h., den Kühler/Filter
vor den Flammen des Zündmaterials,
das in Rich tung zu dem Kühler/Filter
ausgestoßen
wird, und vor dem Verbrennungsgas zu schützen, das erzeugt wird, wenn
das Gaserzeugungsmaterial gezündet
und durch die Flammen verbrannt wird.
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Der
Kühler/Filter
kann einen Außendurchmesser
von 55 bis 65 mm, einen Innendurchmesser von 45 bis 55 mm und eine
Höhe von
26 bis 32 mm aufweisen, mit anderen Worten, eine Dicke von 5 bis
10 mm. Alternativ kann der Außendurchmesser
40 bis 65 mm, der Innendurchmesser 30 bis 55 und die Höhe 19 bis 37,6
mm sein. Der Kühler/Filter
hat vorzugsweise ein Kühler/Filter-Halteteil,
um seine Verschiebung zu verhindern. Das Kühler/Filter-Halteteil hat einen
flammenbeständigen
Abschnitt, der zu den Durchlassöffnungen
für die
Flamme weisend angeordnet ist, die in dem mittleren Zylinderteil
gebildet sind, und überdeckt
die innere Umfangsfläche
des Kühler/Filters.
Der flammenbeständige
Abschnitt hat eine Kühler/Filter-Schutzfunktion,
um den Kühler/Filter
gegenüber
Flammen zu schützen,
die in Richtung zu dem Kühler/Filter
ausgestoßen
werden, sowie die Funktion, die Verbrennung zu erleichtern, um die
Richtung der Flammenfortpflanzung zu ändern, damit gewährleistet
wird, dass die Flammen von dem Zündmaterial
das gesamte Gas erzeugende Material erreichen. Das Kühler/Filter-Halteteil
kann aus einer rostfreien Stahlplatte oder einer 0,5 bis 1,0 mm
dicken Stahlplatte gebildet werden.
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Um
den Eintritt äußerer Feuchtigkeit
in das Gehäuse
zu verhindern, sind die Gasauslassöffnungen des Diffusorgehäuseteils
vorzugsweise mit einem Abdichtband aus Aluminium geschlossen, das
eine 2- bis 3,5-fache Breite des Durchmessers der Gasauslassöffnungen
aufweist. Das Ankleben des Aluminiumbands kann erreicht werden,
indem bspw. klebende Aluminiumbänder
oder Verbindungsmittel und bevorzugt Heißschmelzklebemittel verwendet
werden, die durch Wärme
geschmolzen werden und eine sichere Verbindung bieten können.
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Ein
Kissen für
das Gaserzeugungsmaterial kann in der Verbrennungskammer eingerichtet
werden. Das Kissen ist aus einem rostfreien Stahlgitter hergestellt
und an einer Innenfläche
des Abschlussgehäuseteils befestigt.
Die Tragplatte hat vorzugsweise an ihrem inneren und äußeren Umfangsabschnitt
abgebogene Abschnitte, deren Elastizität die Tragplatte sicher zwischen
dem mittleren Zylinderteil und dem Kühler/Filter anordnet. Wenn
das Kissen aus einem rostfreien Stahlgitter gebildet ist, kann es
auch als ein Kühler
wirken. Das Kissen kann auch aus einem Silikonschaumkörper gebildet
sein.
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Die
Gesamthöhe
des Gehäuses
ist vorzugsweise im Bereich zwischen 30 und 35 mm.
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Der
Kühler/Filter
hat einen vorbestimmten Drahtdurchmesser und eine vorbestimmte Massendichte. Die
richtige Einstellung des Drahtdurchmessers und der Massendichte
ermöglichen
auch, Verbrennungsteilchen des Verbrennungsgases gut zurückzuhalten
und die Formbeständigkeit
des Kühler/Filters
merklich zu erhöhen,
so dass der Kühler/Filter
daran gehindert wird, durch den Gasdruck verformt zu werden, wodurch
die normale Arbeitsweise, Verbrennungsverunreinigungsteilchen zurückzuhalten,
sichergestellt ist und der Kühler/Filter
in seiner Dicke verringert werden kann. Diese Massendichte liegt
bei einem Drahtdurchmesser von 0,3 bis 0,6 mm vorzugsweise bei 3,5
bis 4,5 g/cm3, kann aber auch bei 3,0 bis
5,0 g/cm3 betragen.
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Statt
eines Metallgitters kann Sintermetall verwendet werden, um eine
Kühler/Filtereinrichtung
zu bilden. Der Kühler/Filter
kann auch aus einem Verbundmaterial aus Metall und Keramik oder
aus einem geschäumten
Metallkörper
hergestellt sein.
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Es
sind mehrere andere Ausführungsformen
der Kühler/Filter-Konstruktion
vorgesehen und sind genauer in der ausführlichen Beschreibung der Erfindung
in Verbindung mit den beigefügten
Zeichnungen beschrieben.
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Die
vorliegende Erfindung kann auch in einem Aluminiumgehäuse verwendet
werden, wie in einem, das in dem USA-Patent 5,466,420 offenbart
ist. In diesem Fall ist das Gehäuse,
das eine Dicke von 2–4
mm aufweist, durch andere Mittel als Pressformen gebildet, und das
Diffusorgehäuseteil
ist mit dem Abschlussgehäuseteil
durch Reibungsschweißen
verbunden.
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B. Umgehungsverhinderung
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Eine
andere Ausführungsform
bietet die Möglichkeit,
das Gasgeneratorgehäuse
aus relativ dünnem Material
zu bilden, indem Gase daran gehindert werden, das Gehäuse zu verformen
und die Endseiten des Kühler/Filters
als Ergebnis dieser Verformung zu umgehen. Vorgesehen ist ein kombinierter
Kühler/Filter
und eine mit ihm zusammenwirkende Umlenkstruktur, die eine solche
Abkürzung
bzw. Umgehung des Kühler/Filters
verhindert, wie es genauer in der ausführlichen Beschreibung der Zeichnungen
beschrieben ist. Ohne solche verhindernde Struktur können ungefilterte
Verbrennungsteilchen aus dem Gasgenerator austreten und den dazugehörigen Airbag
beschädigen.
Die Struktu ren sind als Gasgeneratoren sowohl für Fahrer- als auch Beifahrer-
und Seitenaufprall-Airbags
geeignet.
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C. Parameter des azidfreie
Treibmittel aufnehmenden Gehäuses
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Um
die relativ langsamen Brenngeschwindigkeiten (weniger als 30 mm/s)
vieler azidfreier Treibmittel zu berücksichtigen und eine vollständige Verbrennung
der Gas erzeugenden Materialien in den richtigen Zeitintervallen
bei Anwendungen für
den Fahrer-, den Mitfahrer- und einen Seitenaufprallschutz zu gewährleisten, wird
ein Verhältnis
A/At eingestellt, wobei A die gesamte Oberfläche des Gas erzeugenden Materials
ist und At die Gesamtfläche
der Gasauslass- oder Gasdiffusoröffnungen
in dem Diffusorgehäuseteil
des Gasgeneratorgehäuses
ist.
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In
dem Fall eines Gasgenerators für
einen Seiten-Airbag auf der Fahrerseite liegt die bevorzugte Menge
an azidfreiem Treibmittel in der Größenordnung von 20 bis 50 g.
Bei Anwendungen auf der Mitfahrerseite ist die bevorzugte Menge
an azidfreiem Treibmittel 40 bis 120 g und bei Seitenaufprallanwendungen
10 bis 25 g. Dieser Verbrennungsparameter wird ferner verbessert,
indem die Teilchengröße des azidfreien,
Gas erzeugenden Materials gesteuert wird, wie es hier ausführlicher
beschrieben ist. Andere gesteuerte Parameter sind das Innenvolumen
des Gasgeneratorgehäuses
und die Menge an Gas erzeugendem Material, was hier ebenfalls ausführlicher
beschrieben ist.
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Des
Weiteren wird eine Optimierung des Gasflusses erreicht, indem die
radiale (ringförmige)
Schnittfläche
St des definierten Gasdurchgangs oder des Zwischenraums zwischen
dem Kühler/Filter
und den Gehäuseendwänden so
gesteuert wird, dass er genauso groß wie oder größer als
die Gesamtfläche
A, der Gasauslass- oder Diffusoröffnungen
ist. Es wird bevorzugt, dass dieses Verhältnis St/At vorzugsweise in den Bereich von 1 bis 10
und vorzugsweise von 2 bis 5 fallen sollte.
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Um
diese Ringschnittfläche
des Gasdurchgangs oder Zwischenraums beizubehalten, ist der Kühler/Filter
mit einer äußeren porösen, zylindrischen
Verstärkung
versehen, die die Innenwand des Gasdurchgangs begrenzt und unter
dem Druck des erzeugten Gases eine Ausdehnung des Kühler/Filters
in diesem Durchgang verhindert wird. Andere geeignete äußere Umfangshalteschichten
können
auch für
diesen Zweck vorgesehen werden.
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Die
Kühler/Filter-Konstruktionen
steuern den Festteilchenanteil des aus den Diffusoröffnungen
ausgestoßenen
Gases auf weniger als 2 g und vorzugsweise auf weniger als 1 g bis
weniger als 0,7 g.
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Des
Weiteren wird die Gesamtfläche
At aus Diffusoröffnungen/Volumen
des erzeugten Gases oberhalb eines erwünschten Werts aufrechterhalten,
und die Fläche
At wird durch die Größe und Anzahl
der Diffusoröffnungen
so gesteuert, dass ein maximaler Druck im Bereich von 100 bis 300
kg/cm2 innerhalb eines Gasgeneratorgehäuses, das
ein Volumen von 130 cm3 oder weniger aufweist,
für azidfreie
Gaserzeugungsmaterialien aufrechterhalten wird, deren lineare Verbrennungsgeschwindigkeit
30 mm/s oder weniger bei einem Druck von 70 kg/cm2 ist.
Bei einem Gehäuse
mit einem Volumen von 120 cm3 ist die Gesamtfläche der
Gasauslassöffnungen
bevorzugt 1,13 cm2.
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A. Erste Ausführungsform
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1 ist ein Schnitt eines
Airbag-Gasgenerators. Der Airbag-Gasgenerator umfasst ein Gehäuse 3, das
aus einem Diffusorgehäuseteil 1 und
einem Abschlussgehäuseteil 2,
einem mittleren Zylinderteil 4 innerhalb des Gehäuses 3 und
einem Kühler/Filter 5 hergestellt
ist, der den mittleren Zylinderteil 4 umgibt.
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Das
Diffusorgehäuseteil 1 ist
durch Pressen einer rostfreien Stahlplatte hergestellt, und seine
Umfangswand 6 ist mit 20 Gasauslassöffnungen mit einem Durchmesser
von 7,3 mm gebildet, die in gleichen Abständen in der Umfangsrichtung
angeordnet sind. Das Diffusorgehäuseteil 1 hat
einen nach innen vertieften Abschnitt 9 in der Mitte des
kreisförmigen
Abschnitts 8. Der vertiefte Abschnitt 9 hält einen Übertragungsladungsbehälter 10 einer
Zündeinrichtung,
die dazwischen gezeigt ist, und eines Zünders 18 der Zündeinrichtung.
Das Gehäuseabschlussteil 2 ist
durch Pressen einer rostfreien Stahlplatte hergestellt und hat ein
Mittelloch 12 in der Mitte. Konzentrisch zu dem Mittelloch 12 ist
das mittige Zylinderteil 4 angeordnet, dessen Endseite 34 an
dem freien Ende an einer Innenfläche 35 des
Abschlussgehäuseteils
eingreift. Das Abschlussgehäuseteil 2 weist
auch einen Befestigungsflanschabschnitt 14 an dem freien
Ende eines Umfangswandabschnitts 13 auf. Das Diffusorgehäuseteil 1 und
das Abschlussgehäuseteil 2 sind
an ihren Umfangswandabschnitten befestigt und durch eine Laserschweißung 15 verbunden,
um das Gehäuse 3 zu
bilden.
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Das
mittlere Zylinderteil 4 ist aus einem rostfreien Stahlrohr
mit offenen Enden hergestellt, wobei in eines von ihnen ein Innengewinde 32 geschnitten
ist, und das andere Ende ist an dem kreisförmigen Abschnitt 8 des
Diffusorgehäuseteils
durch Schutzgas-Lichtbogenschweißen befestigt,
so dass das zweite Ende des mittleren Zylinderteils 4 den
vertieften Abschnitt 9 einschließt. Innerhalb des mittleren
Zylinderteils 4 ist eine Aufnahmekammer 17 für eine Zündeinrichtung
zur Aufnahme der Zündeinrichtung
gebildet. Die Zündeinrichtung
umfasst einen Zünder 18,
der durch ein Signal von einem Sensor (nicht gezeigt) aktiviert
wird, und einen Übertragungsladungsbehälter 10,
der eine Übertragungsladung
enthält
(d. h., eine Zündübertragung
oder einen Verstärker),
die von dem Zünder 18 entzündet wird.
Die äußere Umfangsfläche des
Zünders 18 weist
ein Außengewinde 36 auf,
das in das Innengewinde 32 des mittleren Zylinderteils
eingreift, um den Zünder 18 sicher
an dem mittleren Zylinderteil 4 zu befestigen. Ein Flanschabschnitt 37 des
Zünders 18 hat
die Aufgabe, zu verhindern, dass sich die Schrauben lockern können. Der
Zünder 18 weist
einen O-Ring 20 auf, der in seine äußere Umfangsnut eingesetzt
ist und der als Dichtung für
die Aufnahmekammer 17 für
die Zündeinrichtung wirkt.
Nahe dem zweiten Ende der Diffusorgehäuseteilseite hat das mittlere
Zylinderteil 4 zwei Reihen von Durchlassöffnungen 21,
die in einer versetzten Beziehung angeordnet sind. Bei dieser Ausführungsform
besteht eine der zwei Reihen aus drei Durchlassöffnungen von 1,5 mm und die
andere besteht aus drei Löchern mit
einem Durchmesser von 2,5 mm.
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Mehrere
bevorzugte Konstruktionsparameter für das Diffusorgehäuseteil
und das Abschlussgehäuseteil 1 und 2 und
den inneren Zylinder 5 sind wie folgt:
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Das
Diffusorgehäuseteil
und das Abschlussgehäuseteil
sind vorzugsweise aus einer 1,2 bis 2,0 mm dicken, rostfreien Stahlplatte
hergestellt und haben Außendurchmesser
von 65 bis 70 mm bzw. 65 bis 75 mm. Es wird auch bevorzugt, dass
ein 1,0 bis 4,0 mm schmaler Raum zwischen der äußeren Umfangswand, die von
dem Diffusorgehäuseteil
gebildet ist, und dem Abschlussgehäuseteil und dem Kühler/Filter 5 gebildet
ist.
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Die
Gasauslassöffnungen
des Diffusorgehäuseteils
sind vorzugsweise auf einen Durchmesser 2,0 bis 5,0 mm eingestellt,
und insgesamt sind 16 bis 24 solcher Gasauslassöffnungen
in der Umfangsrichtung angeordnet.
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Das
mittlere Zylinderteil kann hergestellt werden, indem eine 1,2 bis
3,0 mm dicke, rostfreie Stahlplatte zu einem Rohr mit einem Außendurchmesser
von 17 bis 20 mm gerollt und ihre Naht geschweißt wird.
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Das
mittlere Zylinderteil weist vorzugsweise insgesamt sechs bis neun
Durchlassöffnungen
mit einem Durchmesser von 1,5 bis 3,0 mm auf, die in der Umfangsrichtung
angeordnet sind.
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Diese
Durchlassöffnungen
sind vorzugsweise in zwei versetzten Reihen angeordnet, wobei eine
von ihnen aus drei Durchlassöffnungen
mit einem Durchmesser von 1,5 mm besteht und die andere aus drei Durchlassöffnungen
mit einem Durchmesser von 2,5 mm besteht.
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Zusätzlich hat
der mittlere Zylinder 4 vorzugsweise unterschiedliche Abmessungen
in Abhängigkeit von
der Verwendung eines elektrischen oder eines mechanischen Aufprallsensors.
In einem mechanischen System ist die Zylinderwanddicke 1,5 bis 7,5
mm mit einem Außendurchmesser
von 19 bis 30 mm, und in einem elektrischen System ist die Zylinderwanddicke
1,2 bis 3,0 mm mit einem Außendurchmesser
von 17 bis 22 mm.
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Der
Kühler/Filter 5 ist
so angeordnet, dass er das mittlere Zylinderteil 4 umgibt,
damit mit dem Gehäuse 3 eine
Gas erzeugende Ring-Verbrennungskammer 22 um das mittlere
Zylinderteil 4 herum festgelegt wird. Der Kühler/Filter 5 wird
hergestellt, indem flach geflochtenes Gitter aus rostfreiem Stahl
in radialer Richtung gestapelt und in radialer und axialer Richtung
zusammengedrückt
wird, und hat eine Massendichte von 3,0 bis 5,0 g/cm3.
Ein bevorzugtes Verfahren zur Ausbildung des Kühlers/Filters 5 wird
anhand der Zeichnungen beschrieben. Zuerst werden Drähte aus
rostfreiem Stahl mit einem Durchmesser von 0,3 bis 0,6 mm flach
geflochten, um einen zylindrischen Körper 60 wie in 2 zu bilden. Als Nächstes wird
ein Endabschnitt 61 dieses zylindrischen Körpers 60 wie
in 3 nach außen gefaltet.
Dieser Faltvorgang wird wiederholt, um einen ringförmigen Mehrschichtkörper 62 zu
erhalten. Die Anzahl der Faltvorgänge wird unter Berücksichtigung
des Drahtdurchmessers und der Dicke des Kühlers/Filters festgelegt. Abschließend wird
dieser Mehrschichtkörper 62 in
eine Druckplatte (nicht abgebildet) gelegt und in radialer und axialer
Richtung solange zusammengedrückt,
bis seine Massendichte 3,0 bis 5,0 g/cm3 beträgt, wodurch
der Kühler/Filier 5 aus 4 entsteht.
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Der
Kühler/Filter
wird erhalten, indem bandgeflochtene Metallgitter mit einem Drahtdurchmesser
von 0,3 bis 0,6 mm in der radialen Richtung geschichtet und in der
radialen und der axialen Richtung zusammengedrückt werden. Der durch Aufschichten
der Metallgitter mit flach geflochtener Struktur in radialer Richtung und
deren anschließendes
Zusammendrücken
entstandene Kühler/Filter
weist eine komplizierte Gitterzwischenraumstruktur auf und zeigt
eine ausgezeichnete Einfangwirkung. Daher erfüllt der Kühler/Filter neben seiner Kühlfunktion
auch die Einfangfunktion eines Filters. Daher wird ein Kühler/Filter
geschaffen, bei welchem der Kühler
und der Filter zusammen aus einem Stück gebildet werden und der
sowohl die Kühlfunktion als
auch die Einfangfunktion ausübt.
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Ein
anderes Verfahren zur Herstellung des Kühler/Filters 5 wird
anhand von 5 und 6 erläutert. Nachdem der zylindrische
Körper
wie in 2 ausgebildet
worden ist, wird er in radialer Richtung zusammengedrückt, um
einen Plattenkörper 64 wie
in 5 zu bilden, der
anschließend
wie in 6 in einen Zylinder mit
mehreren Schichten gerollt wird, wodurch ein mehrschichtiger Körper 65 entsteht.
Dieser mehrschichtige Körper 65 wird
in radialer und axialer Richtung in einer Druckplatte zusammengedrückt, so
dass der Kühler/Filter 5 entsteht.
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Bei
dem so entstandenen Kühler/Filter 5 sind
die geflochtenen Gitterschlingen in jeder Schicht wie an der Stelle 63 zusammengedrückt, und
die Schichten der zusammengedrückten
Gitterschlingen sind in radialer Richtung gestapelt. Somit ist die
Gitterzwischenraumstruktur des Kühler/Filters
kompliziert und zeigt eine ausgezeichnete Festhalt- und Einfangwirkung.
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Wie
in 11 abgebildet, kann
das flach geflochtene Gitter durch Verschlingen eines Metalldrahtes gebildet
werden, so dass in eine Richtung ausgerichtete Schlingen und eine
Zwischenraumstruktur entstehen.
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Bei
dem obigen Herstellungsverfahren wird der druckgeformte Kühler/Filter
derart geschaffen, dass er bei einem Strömungsdurchsatz von 100 I/Min/cm2 bei (normaler) Raumtemperatur einen Druckverlust
von 0,3 × 10–2 bis
1,5 × 10–2 kg/cm2 aufweist.
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Durch
Einsetzen eines weiteren mehrschichtigen Körpers in das Innere des mehrschichtigen
Körpers 65 und
durch Zusammendrücken
beider Körper
kann ein Doppelstruktur-Kühler/Filter
gebildet werden. Der zweite mehrschichtige Körper kann beispielsweise durch
Rollen des Plattenkörpers 64 aus
einem Metallgitter mit einem Drahtdurchmesser von 0,5 mm wie jener
aus 5 in einen zweischichtigen
Zylinder wie in 6 hergestellt
werden.
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Dieser
Kühler/Filter 5 begrenzt
die Verbrennungskammer 22 und hat auch die Aufgabe, das
in der Verbrennungskammer erzeugte Brenngas zu kühlen und Verbrennungsteilchen
zurückzuhalten. Über die
Außenseite
des Kühler/Filters 5 ist
ein Ring 23 aufgesetzt, der eine Anzahl Durchlassöffnungen über seine
gesamte Umfangswand aufweist und der den Kühler/Filter 5 verstärkt, wie
dies alles in 1 gezeigt
ist.
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Unter
weiterer Bezugnahme auf 1 ist
ein geneigter Abschnitt 67 in der Umfangsrichtung über den Kreisabschnitt 8 des
Diffusorgehäuseteils 1 gebildet. Ähnlich ist
ein anderer geneigter Abschnitt 69 in Umfangsrichtung über den
Ringabschnitt 68 des Abschlussgehäuseteils gebildet. Diese geneigten
Abschnitte 67, 69 sind konstruiert, um die Bewegung
des Kühler/Filters 5 zu
blockieren und einen Raum zwischen den Umfangswänden 6, 13 des
Gehäuses
und dem Ring 23 des Kühler/Filters 5 zu
bilden.
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In
der Verbrennungskammer 22 sind Tabletten aus einem Gas
erzeugenden Material 25 und ein Kissen 26 für das Gaserzeugungsmaterial 25 angeordnet.
Das ringförmige
Kissen 26 ist aus einem rostfreien Stahlgitter hergestellt
und an der Innenfläche 35 des
Abschlussgehäuseteils 2 befestigt.
Das Kissen 26 dient auch als ein Kühler. Die ringförmige Tragplatte 24 ist
aus einer rostfreien Stahlplatte hergestellt und weist abgebogene
Abschnitte 66 an ihren inneren und äußeren Umfangsabschnitten auf,
deren Elastizität
die Tragplatte 24 sicher zwischen dem mittleren Zylinderteil 4 und
dem Kühler/Filter 5 positioniert.
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Zwischen
den Umfangswänden 6, 13 des
Gehäuses
und dem Ring 23 des Kühler/Filters
ist ein Raum 28 gebildet, der als ein Gasdurchgang dient,
durch den das Gas, nachdem es gekühlt und gereinigt worden ist,
während
es durch den Kühler/Filter 5 hindurchgeht,
zu den Gasauslassöffnungen 17 des
Diffusorgehäuseteils
geführt
wird. Um zu verhindern, dass umgebende Feuchtigkeit in das Gehäuse 3 eindringt,
sind die Gasauslassöffnungen 7 des
Diffusorgehäuseteils
mit einem Aluminiumabdichtband 29 geschlossen.
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Bei
dem Airbag der obigen Konstruktion wird, wenn ein Sensor (nicht
gezeigt) einen Aufprall erfasst, sein Signal zu dem Zünder 18 geschickt,
um ihn zu aktivieren, damit die Übertragungsladung
in dem Übertragungsladungsbehälter 10 entzündet wird,
um heiße Flammen
zu erzeugen. Die Flammen kommen durch die Reihen von Durchlassöffnungen 21 hinaus,
um das Gas erzeugende Material 25 in der Verbrennungskammer 22 zu
entzünden.
Das Gas erzeugende Material wird verbrannt, um ein heißes Hochdruckgas
zu erzeugen, das dann durch das Kissen 26 gereinigt und
von Teilchen befreit wird und auch gekühlt und von Verbrennungsteilchen
befreit wird, während
es durch den Kühler/Filter 4 hindurchgeht.
Das derart gekühlte
und gereinigte Verbrennungsgas geht durch die Durchlassöffnungen
des porösen
Rings 23 und den Raum 28 hindurch und zerbricht
das Aluminiumabdichtband 29, bevor es durch die Gasauslassöffnungen 7 austritt
und in den Airbag (nicht gezeigt) fließt, der aufgeblasen wird, damit
er ein Kissen zwischen dem Insassen und umgebenden harten Strukturen
bildet, wodurch der Insasse vor einem Aufprall geschützt wird.
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8 zeigt eine Airbag-Vorrichtung,
die einen vorgenannten Airbag-Gasgenerator aufweist. Diese Airbag-Vorrichtung
umfasst einen Airbag-Gasgenerator 80, einen Aufprallsensor 81,
eine Steuereinheit 82, ein Modulgehäuse 83 und einen Airbag 84.
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Der
Airbag-Gasgenerator 80 verwendet den Airbag-Gasgenerator,
der unter Bezugnahme auf 1 erläutert ist.
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Der
Aufprallsensor 81 kann bspw. ein Halbleiter-Beschleunigungssensor
sein, der einen Siliciumsubstratträger aufweist, der auslenkt,
wenn eine Beschleunigung angewendet wird, und vier brückenverbundene Halbleiterbelastungsstreifen,
die an dem Träger
gebildet sind. Bei einer Beschleunigung lenkt der Träger aus, wodurch
eine Belastung auf seiner Oberfläche
hervorgerufen wird, die den Widerstand der Halbleiterbelastungsstreifen ändert. Die
Widerstandsänderung
wird dann als ein Spannungssignal erfasst, das der Beschleunigung
proportional ist.
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Die
Steuereinheit 82 hat eine Zündentscheidungsschaltung, die
ein Signal von dem Halbleiter-Beschleunigungssensor erhält. Wenn
das Aufprallsignal von dem Sensor einen Schwellenwert überschreitet, startet
die Steuereinheit 82 eine Berechnung. Wenn das Rechenergebnis
einen vorbestimmten Wert überschreitet,
schickt die Einheit ein Aktivierungssignal zu dem Zünder 18 des
Airbag-Gasgenerators 80.
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Das
Modulgehäuse 83 ist
z. B. aus Polyurethan gebildet und umfasst eine Modulabdeckung 85.
Das Modulgehäuse 83 nimmt
den Airbag 84 und den Airbag-Gasgenerator 80 auf,
so dass ein Kissenmodul gebildet wird, das an einem Lenkrad 87 eines
Kraftfahrzeugs befestigt wird.
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Der
Airbag 84 ist aus Nylon (z. B. Nylon 66) oder
Polyester hergestellt und ist gefaltet und an dem Flanschabschnitt 14 des
Gasgenerators befestigt, wobei sein Einlass 86 die Gasauslassöffnungen 7 des
Gasgenerators umschließt.
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Wenn
der Halbleiter-Beschleunigungssensor 81 einen Aufprall
zum Zeitpunkt eines Kraftfahrzeugzusammenstoßes erfasst, wird das Aufprallsignal
zu der Steuereinheit 82 geschickt, die, wenn das Aufprallsignal den
Schwellenwert überschreitet,
die Berechnung startet. Wenn das Rechenergebnis einen vorbestimmten Wert überschreitet,
gibt die Steuereinheit 82 ein Aktivierungssignal an den
Zünder 18 des
Airbag-Gasgenerators 80 aus. Der Zünder 18 wird somit
aktiviert, das Gas erzeugende Material zu entzünden und zu verbrennen, wodurch
ein Gas erzeugt wird. Das erzeugte Gas wird in den Airbag 84 ausgestoßen, der
aufgeblasen wird, wobei er die Modulabdeckung 85 zerbricht
und ein Kissen zwischen dem Lenkrad 87 und einem Insassen
zur Stoßabsorbierung
bildet.
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Eine zweite Ausführungsform,
die eine bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung ist
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7 zeigt eine erfindungsgemäße Ausführungsform
des Airbag-Gasgenerators. Der Airbag-Gasgenerator dieser Ausführungsform
unterscheidet sich von demjenigen in 1 gezeigten
in Bezug auf die Form des Diffusorgehäuseteils und des Abschlussgehäuseteils.
Das heißt,
das Diffusorgehäuseteil 1' und das Abschlussgehäuseteil 2' haben Flanschabschnitte 30 bzw. 31,
die durch Schweißen
miteinander verbunden sind. Das Abschlussgehäuseteil 2' hat einen abgebogenen
Abschnitt 72, der hergestellt wird, indem axial ein Rand eines
Mittellochs gebogen wird, wobei dessen innere Umfangsfläche ein
Mittelloch 12' begrenzt.
Des Weiteren hat das Diffusorgehäuseteil 1' einen sich
umfangsmäßig erstreckenden,
geneigten Abschnitt 70, der einen schalenförmigen Kreisabschnitt 8' bildet, der
hilft, ein mittleres Zylinderteil 4' zu positionieren.
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Bei
dem mittleren Zylinderteil 4' steht
eines seiner Enden von dem Abschlussgehäuseteil 2' hervor, und
das hervorstehende Ende ist mit einem Falzabschnitt 16 gebildet.
Das andere Ende des mittleren Zylinderteils 4' ist mit einem
sich horizontal nach außen
erstreckenden, hervorstehenden Flansch 33 gebildet, der mit
dem Boden des schalenförmigen
Kreisabschnitts 8' des
Diffusorgehäuseteils
in Berührung
gebracht ist. Das mitt lere Zylinderteil 4' ist an dem Diffusorgehäuseteil 1' durch eine
Projektionsschweißung
zwischen dem Flansch 33 und dem Kreisabschnitt 8' befestigt.
Das mittlere Zylinderteil 4' hat
eine Reihe von Durchlassöffnungen 21' nahe dem zweiten
Ende an der Diffusorgehäuseteilseite.
Bei dieser Ausführungsform
sind sechs Durchlassöffnungen
mit einem Durchmesser von 2,5 mm in der Umfangsrichtung angeordnet.
Die Reihe der Durchlassöffnungen 21' ist durch ein
Aluminiumabdichtband 74 verschlossen, und eine Übertragungsladung 75 ist
unmittelbar in das mittlere Zylinderteil 4' eingebracht. Das mittlere Zylinderteil 4' wird an dem
Boden des schalenförmigen
Kreisabschnitts 8' angeordnet
und an dem Diffusorgehäuseteil 1' befestigt,
wonach das Mittelloch 12' des
Abschlussgehäuseteils über das
mittlere Zylinderteil 4' geschoben
wird. Dann werden das Abschlussgehäuseteil und das Diffusorgehäuseteil
und das Abschlussgehäuseteil
und das mittlere Zylinderteil jeweils miteinander verbunden. Ein
ringförmiges
Plattenelement 76, das an dem mittleren Zylinderteil 4' durch seine
elastische Kraft befestigt ist, wirkt als eine Schweißschutzplatte.
Nahe dem ersten Ende an der Abschlussgehäuseteilseite ist das mittlere
Zylinderteil 4' mit
einem abgestuften Abschnitt 71 für den Zünder 18' gebildet. Nachdem die Übertragungsladung 75 geladen
ist, wird der Zünder 18' auch in das
mittlere Zylinderteil 4' eingesetzt
und kommt mit dem abgestuften Abschnitt 71 in Eingriff.
Dann wird der Abschnitt 16 des mittleren Zylinderteils
festgeklemmt, um den Zünder 18' sicher an dem
Gehäuse 3' zu befestigen.
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Der
Kühler/Filter 5' hat ein Kühler/Filter-Halteteil 38,
das die Verschiebung des Kühler/Filters 5' blockiert.
Das Kühler/Filter-Halteteil 48 wird
durch Pressen einer ungefähr
1 mm dicken, rostfreien Stahlplatte hergestellt und weist einen
Ringabschnitt 39 auf, der den horizontal nach außen hervorstehenden
Flansch 33 umgibt und an dem geneigten Abschnitt 70 eingreift,
sowie einen flammenbeständigen
Plattenabschnitt 18, der von dem Ringabschnitt 39 abgebogen
ist. Der flammenbeständige
Plattenabschnitt 60 ist zu der Reihe von Durchlassöffnungen 21' weisend angeordnet,
die in dem mittleren Zylinderteil für den Durchgang von Flammen von
der Zündeinrichtung
her gebildet sind, und überdeckt
eine innere Umfangsfläche 61 des
Kühler/Filters 5. Der
flammenbeständige
Plattenabschnitt 60 hat die Aufgabe, den Kühler/Filter 5' gegenüber Flammen
zu schützen,
die in Richtung zu ihm ausgestoßen
werden, und hat auch die Aufgabe, die Richtung der hervorstoßenden Flammen
zu ändern,
damit gewährleistet
ist, dass die Flammen die ferne Seite des Gaserzeugungsmaterials 25' erreichen,
um die Verbrennung zu erleichtern. Zusätzlich zu den geneigten Abschnitten 67, 69 (1) und dem Kühler/Filter-Halteteil 38 können die
Mittel, um eine Verschiebung des Kühler/Filters 5' zu verhindern,
auch dadurch geformt werden, dass die obere und die untere Ecke 73 des
Gehäuses oder
eine von ihnen nach innen hervorstehen und der gebildete Vorsprung
mit dem Kühler/Filter 5' in Eingriff
gebracht wird. Der poröse
Ring 23 für
den Kühler/Filter 5,
der in 1 gezeigt ist,
ist keine zwingende Notwendigkeit, und in dem Fall des Kühler/Filters 5' der zweiten
Ausführungsform
ist dieser Ring nicht vorgesehen.
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Bei
dem Airbag-Gasgenerator mit der obigen Konstruktion, wird, wenn
ein Sensor (nicht gezeigt) einen Aufprall erfasst, ein Aufprallsignal
zu dem Zünder 18' geschickt,
der dann aktiviert wird, um die Übertragungsladung 75 zu
zünden,
damit heiße
Flammen erzeugt werden. Die Flammen durchbrechen die Wand des Aluminiumbands 74 und
stoßen
durch die Reihe von Durchlassöffnungen 21' in die Verbrennungskammer 22' hervor, in
der die Flammen das Gas erzeugende Material 25' nahe den Durchlassöffnungen 21' entzünden und durch
den flammenbeständigen
Plattenabschnitt 60 gelenkt werden, das Gaserzeugungsmaterial 25 an
dem unteren Teil der Verbrennungskammer 22' zu entzünden. Als Ergebnis brennt das
gesamte Gaserzeugungsmaterial, wobei ein heißes Hochtemperaturgas erzeugt
wird, das dann durch den Kühler/Filter 5' hindurchgeht und
während
eines solchen Durchgangs gekühlt
und von Verbrennungsverunreinigungen oder -teilchen gereinigt wird.
Das derart gekühlte
und gereinigte Verbrennungsgas geht durch den Raum 28' und die Gasauslassöffnungen
T hindurch und strömt
in den Airbag (nicht gezeigt). Der Airbag wird dann aufgeblasen,
um ein Kissen zwischen dem Insassen und einer umgebenden, harten
Struktur zu bilden, wodurch der Insasse vor einem Aufprall geschützt wird.
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Dritte bevorzugte
Ausführungsform
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10 stellt ein Beispiel dar,
bei dem der Kühler/Filter
an einen Airbag-Gasgenerator für
einen Airbag angepasst ist. Der Airbag-Gasgenerator umfasst ein
Gehäuse 113,
das von einem Diffusorgehäuseteil
und einem Abschlussgehäuseteil 112 gebildet
ist, ein mittleres Zylinderteil 114, das in der Mitte des
Gehäuses 113 angeordnet
ist, und den Kühler/Filter 104,
das den mittlere Zylinderteil 114 umgebend angeordnet ist.
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Das
Diffusorgehäuseteil 111 ist
durch Pressen einer rostfreien Stahlplatte gebildet und weist eine Mehrzahl
von Gasauslassöffnungen 107 auf,
die in seiner Umfangswand 106 gebildet sind und einen gleichen Abstand
in Umfangsrichtung haben. Aufgrund eines geneigten Abschnitts 170,
der sich in Umfangsrichtung erstreckt, weist das Diffusorgehäuseteil 111 des
Weiteren einen schalenförmigen
Kreisabschnitt 108 auf, der dazu dient, die Position des
mittleren Zylinderteils 114 festzulegen. Das Abschlussgehäuseteil 112 wird
geformt, indem die rostfreie Stahlplatte gepresst wird und weist
ein Loch in seinem mittleren Abschnitt auf. Der Rand des Lochs ist
nach außen
in der axialen Richtung umgebogen, um einen umgebogenen Abschnitt 172 zu
bilden, und ein Mittelloch 115 ist durch die innere Umfangsfläche des
umgebogenen Abschnitts 172 gebildet.
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Das
mittlere Zylinderteil 114 ist aus einem rostfreien Stahlrohr
hergestellt, dessen eines Ende zur Außenseite des Abschlussgehäuseteils 112 hervorsteht
und bei 116 an dem hervorstehenden Ende abgebogen ist.
An dem anderen Ende ist ein nach außen gerichteter Flansch 133 gebildet,
der mit dem Boden des schalenförmigen
Kreisabschnitts 108 des Diffusorgehäuseteils in Berührung gebracht
ist. Der nach außen
gerichtete Flansch 133 und der Kreisabschnitt 108 sind
miteinander projektionsverschweißt, so dass das mittlere Zylinderteil 114 an
dem Diffusorgehäuseteil 117 befestigt
ist. Das mittlere Zylinderteil 114 weist ferner eine Reihe von
Durchlassöffnungen 121 auf,
die auf der Seite seines anderen Endes gebildet sind.
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Eine
Aufnahmekammer 117 für
eine Zündeinrichtung,
die die Zündeinrichtung
enthält,
ist innerhalb des mittleren Zylinderteils 114 gebildet.
Die Zündeinrichtung
umfasst einen Zünder 118,
der bei Erhalt eines Signals von dem Sensor (nicht gezeigt) arbeitet,
und eine Übertragungsladung 175,
die durch den Zünder 118 gezündet wird.
Die Reihe von Durchlassöffnungen 121 ist
durch ein Aluminiumabdichtband 174 geschlossen, und das
mittlere Zylinderteil 114 ist unmittelbar mit der Übertragungsladung 175 gefüllt.
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Der
schalenförmige
Kreisabschnitt 108 positioniert an seinem Boden das mittlere
Zylinderteil 114, das dann an dem Diffusorgehäuseteil 111 befestigt
wird. Danach wird das mittlere Zylinderteil 114 in das
Mittelloch 115 des Abschlussgehäuseteils eingesetzt, und der
Flanschabschnitt 130 des Diffusorgehäuseteils wird auf dem Fianschabschnitt 131 des
Abschlussgehäuseteils
angeordnet. Dann werden das Abschlussgehäuseteil und das Diffusorgehäuseteil
miteinander verbunden und das Abschlussgehäuseteil und das mittlere Zylinderteil
werden miteinander verbunden. Ein ringförmiges Plattenelement 176,
das elastisch auf das mittlere Zylinderteil 114 gesetzt
ist, wirkt als eine Schweißschutzplatte.
Ein Absatz 171 für
einen Zünder 118 ist
an einem Ende des mittleren Zylinderteils 114 gebildet.
Nachdem es mit der Übertragungsladung 175 gefüllt ist,
wird der Zünder 118 in
das mittlere Zylinderteil 114 eingesetzt und an dem Absatz 171 befestigt.
Danach wird der Zünder 118 in
dem mittleren Zylinderteil an dem Gehäuse 113 durch Umbiegen
des Abschnitts 116 befestigt.
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Der
Kühler/Filter 104 ist
das mittlere Zylinderteil 114 umgebend angeordnet und begrenzt
mit dem Gehäuse 113 eine
Ringkammer oder eine Verbrennungskammer 112 um das mittlere
Zylinderteil 114 herum. Die Verbrennungskammer 122 ist
mit dem tablettenförmigen
Gaserzeugungsmaterial 125 gefüllt. Der Kühler/Filter 104 hat
ein Halteteil 138, um dessen Bewegung zu verhindern. Das
Halteteil 138 wird gebildet, indem eine rostfreie Stahlplatte
gepresst wird, und weist einen Ringabschnitt 139 auf, der
den nach außen
gerichteten Flansch 133 des mittleren Zylinderteils umgebend
angeordnet ist und der mit dem geneigten Abschnitt 170 in
Berührung
kommt, sowie eine Flammen verhütende
Platte 160, die in Bezug auf den Ringabschnitt 139 gebogen
ist. Die Flammen verhindernde Platte 160 ist der Reihe
von Durchlassöffnungen 121 gegenüberstehend
angeordnet und überdeckt
die innere Umfangsfläche 161 des
Kühler/Filters 104.
Die Flammen verhütende
Platte 160 schützt
den Kühler/Filter 104 vor
der Flamme, die in Richtung zu dem Kühler hervorstößt, und
bewirkt, dass die hervorstoßende
Flamme so abgelenkt wird, dass die Flamme ausreichend das Gaserzeugungsmaterial
erreicht.
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Ein
Raum 128 ist zwischen dem Kühler/Filter 104 und
den äußeren Umfangswänden 106, 109 des
Gehäuses
gebildet. Der Raum 128 dient als ein Strömungsdurchgang,
durch den das Gas, das durch den Kühler/Filter 104 gekühlt und
gereinigt ist, zu den Gasauslassöffnungen 107 des
Diffusorgehäuseteils
strömt.
Um Feuchtigkeit daran zu hindern, in das Gehäuse 113 von außen einzudringen,
sind die Gasauslassöffnungen 107 des
Diffusorgehäuseteils
ferner durch ein Aluminiumabdichtband 129 geschlossen.
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Bei
dem derart gebildeten Airbag-Gasgenerator wird, wenn ein Sensor
(nicht gezeigt) einen Aufprall erfasst, ein Signal zu dem Zünder 118 übertragen,
der dann wirkt, die Übertragungsladung 175 zu
entzünden, damit
eine Flamme bei hoher Temperatur erzeugt wird. Diese Flamme bricht
durch das Aluminiumabdichtband 174 hindurch, stößt durch
die Reihe von Durchlassöffnungen 121 hervor
und tritt in die Verbrennungskammer 122 ein, die durch
den Kühler/Filter 104 und
das Gehäuse 113 begrenzt
ist. Die Flamme, die in die Verbrennungskammer 122 eingetreten
ist, zündet
das Gaserzeugungsmaterial 125 nahe der Reihe von Durchlassöffnungen 121,
wird durch die Flammen verhindernde Platte 160 abgelenkt
und entzündet
das Gaserzeugungsmaterial 125 in dem unteren Abschnitt
der Verbrennungskammer. Somit verbrennt das Gaserzeugungsmaterial 125,
um ein Gas hoher Temperatur und mit hohem Druck zu erzeugen. Der
Kühler/Filter 104 wirkt,
den Druck des in der Verbrennungskammer erzeugten Verbrennungsgases
bei einem Wert zu halten, der für
die richtige Verbrennung des Gaserzeugungsmaterials 125 erwünscht ist.
Das Verbrennungsgas wird durch die Kühl wirkung des Kühler/Filters 104 gekühlt, wenn
es durch ihn hindurchgeht. Die Verbrennungsteilchen, die in dem
Verbrennungsgas enthalten sind, werden durch die Zurückhaltefunktion
des Kühler/Filters 104 eingefangen.
Das derart gekühlte
und gereinigte Verbrennungsgas strömt durch den Gasströmungsdurchgang 128 und tritt
in den Airbag (nicht gezeigt) durch die Gasauslassöffnungen 107 ein.
Dann bläst
sich der Airbag auf und bildet ein Kissen zwischen einem Insassen
und umgebenden, harten Strukturen, damit der Insasse vor dem Aufprall
geschützt
wird.
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13 ist ein Diagramm, das
in einem größeren Maßstab einen
Abschnitt darstellt, wenn ein Kühler/Filter
gemäß einer
anderen Ausführungsform
an den Airbag-Gasgenerator für
einen Airbag wie dem der 10 angepasst
wird.
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Ein
Kühler/Filter 104' ist so angeordnet,
dass er das Gaserzeugungsmaterial 125 umgibt, und begrenzt eine
Ringkammer oder eine Verbrennungskammer 122 um das mittlere
Zylinderteil 114 herum. Der Kühler/Filter 104 wird
erhalten, indem bandgeflochtenes Metallgitter aus rostfreiem Stahl
in der radialen Richtung geschichtet und in der radialen und der
axialen Richtung zusammengedrückt
wird. Der Kühler/Filter 104' umfasst mehrere
Schichten der zusammengedrückten
Gitterschlingen, die in der radialen Richtung gestapelt sind. Somit
ist die Gitterzwischenraumstruktur des Kühler/Filters kompliziert und
zeigt eine ausgezeichnete Einfangwirkung. Auf der Außenseite
des Kühler/Filters 104' ist eine Außenschicht 129 gebildet,
die geschichtete Metallgitterteile umfasst. Die Außenschicht 129 wirkt
als eine Auswölbungsverhinderungsschicht,
um bei dem Kühler/Filter
ein Auswölben
zu unterdrücken,
so dass der Kühler/Filter 104' durch den Gasdruck
nicht ausgewölbt wird,
wenn der Airbag-Gasgenerator betrieben worden ist, und der Raum 128 wird
gegenständlich
nicht verengt oder geschlossen. Der Kühler/Filter 104' begrenzt eine
Verbrennungskammer 122 mit dem Gasgeneratorgehäuse, kühlt das
Brenngas, das in der Verbrennungskammer erzeugt wurde, und fängt die
Verbrennungsteilchen ein. Statt eine zugeordnete Außenschicht 129 zu
haben, kann der Kühler/Filter 104' von einem Draht oder
einem Bandmittel umgeben sein. Wenn der Draht oder das Bandmittel
an einem Abschnitt angeordnet wird, wo die zwei Flanschabschnitt
miteinander verbunden sind, ist eine Änderung der ringförmigen Schnittfläche des
Raums 128 minimiert.
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Die
Mittel, um den Kühler/Filter
an einer Auswölbung
oder Ausdehnung zu hindern, können
durch Verwendung eines porösen
(gelochten) Zylinders gebildet werden. Ein Beispiel eines solchen
gelochten Zylinders ist in 14 und 15 gezeigt. Der gelochte
Zylinder hat eine innere Umfangsfläche 130, 131,
die über
die äußere Umfangsfläche des Kühlers passt,
und weist eine Anzahl von Durchlassöffnungen 134, 135 auf,
die gleichmäßig in der
gesamten Umfangswand 132, 133 gebildet sind. Die
Durchlassöffnungen 134 sind
runde Löcher
mit einem kleinen Durchmesser und die Durchlassöffnungen 135 sind
quadratische Löcher
mit einem großen
Durchmesser. Die oben beschriebenen zylindrischen Schichten zur
Verhinderung einer Auswölbung oder
Ausdehnung beeinflussen den Druckverlust des Kühler/Filters 104' nicht. Sie
haben einen Druckverlust, der kleiner als der der Kühler-/Filtereinrichtung
ist.
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Vierte bevorzugte
Ausführungsform
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16 ist ein Schnitt durch
den Airbag-Gasgenerator dieser Erfindung. Dieser Airbag-Gasgenerator umfasst
ein Gehäuse 403,
das ein Diffusorgehäuseteil 401 und
ein Abschlussgehäuseteil 402 umfasst,
eine Zündeinrichtung,
die in dem Aufnahmeraum innerhalb des Gehäuses 403 eingerichtet
ist, d. h., ein Zünder 404 und
eine Übertragungsladung 405,
ein Gaserzeugungsmaterial, das von dem Zünder und der Übertragungsladung
entzündet
werden soll, um ein Verbrennungsgas zu erzeugen, d. h., ein festes
Gaserzeugungsmaterial 406, einen Kühler/Filter, der mit dem Gehäuse 403 eine
Verbrennungskammer 428 begrenzt, die das Gaserzeugungsmaterial 406 aufnimmt,
d. h., ein Kühler/Filter 407 und
ein Raum 409, der zwischen dem Kühler/Filter 407 und
der äußeren Umfangswand 408 des
Gehäuses 403 gebildet
ist.
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Das
Diffusorgehäuseteil 401 wird
gebildet, indem eine rostfreie Stahlplatte gepresst wird, und weist
einen Kreisabschnitt 412, einen Umfangswandabschnitt 410,
der an dem Außenumfang
des Kreisabschnitts 412 gebildet ist, und einen Flanschabschnitt 419 auf,
der an dem freien Ende des Umfangswandabschnitts 410 gebildet
ist und sich radial nach außen
erstreckt. Bei dieser Ausführungsform
ist der Umfangswandabschnitt 410 mit 18 Gasauslassöffnungen 411 mit
einem Durchmesser von 3 mm gebildet, die in gleichen Abständen in
Umfangsrichtung angeordnet sind. Das Diffusorgehäuseteil 401 hat einen
angehobenen Kreisabschnitt 413, der durch eine Stufe an
dem Mittelteil des Kreisabschnitts 412 nach außen hervorsteht.
Dieser angehobene Kreisabschnitt 413 verleiht dem Gehäuse Steifigkeit,
insbesondere einen Deckenabschnitt, und vergrößert gleichzeitig das Volumen
des Aufnahmeraums. Zwischen dem angehobenen Kreisabschnitt 413 und
dem Zünder 404 ist
ein Übertragungsladungsbehälter 453 gehalten,
der eine Übertragungsladung
enthält.
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Das
Abschlussgehäuseteil 402 wird
gebildet, indem eine rostfreie Stahlplatte gepresst wird, und es umfasst
einen Kreisabschnitt 430, ein Mittelloch 415,
das in der Mitte des Kreisabschnitts 430 gebildet ist,
einen Umfangswandabschnitt 447, der an dem Außenumfang
des Kreisabschnitts 430 gebildet ist, und einen Flanschabschnitt 420,
der an dem freien Ende des Umfangswandabschnitts 447 gebildet
ist und sich radial nach außen
erstreckt. Das Mittelloch 415 hat einen axial abgebogenen
Abschnitt 414 an seinem Rand. In dem Mittelloch 415 ist
ein mittleres Zylinderteil 416 befestigt, dessen Endseite 417 an
einem Ende mit einer Endseite 418 des axial abgebogenen
Abschnitts 414 plan ist.
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Das
Diffusorgehäuseteil 401 und
das Abschlussgehäuseteil 402 haben
Flanschabschnitte 419 bzw. 420, die aufeinander
gelegt und durch eine Laserschweißung 421 verbunden
sind, um das Gehäuse 403 zu bilden.
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Der
Flanschabschnitt 419 des Diffusorgehäuseteils aus 21 weist Befestigungsabschnitte 410A auf,
die an einem Anschlussstück
eines Anschlussmoduls anzubringen sind. Die Befestigungsabschnitte 410A sind
in Umfangsrichtung in Abständen
von 90° angeordnet
und verfügen über mit
Gewinde versehene Schraublöcher 410B.
Der Umriss eines Flanschabschnitts 420 am Abschlussgehäuseteil
ist als Strichlinie dargestellt.
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Das
mittlere Zylinderteil 416 ist aus rostfreiem Stahl mit
offenen Enden hergestellt und ist an seinem anderen Ende auf der
Seite des Diffusorgehäuseteils
an dem angehobenen Kreisabschnitt 413 durch eine Elektronenstrahlschweißung 422 befestigt.
Innerhalb des mittleren Zylinderteils 416 ist eine Aufnahmekammer 423 für eine Zündeinrichtung
gebildet, in der der Zünder 404,
der durch ein Signal von einem Sensor (nicht gezeigt) ausgelöst wird,
und der Übertragungsladungsbehälter 453 angeordnet
sind, der mit der Übertragungsladung 405 beladen
ist, die durch den Zünder 404 entzündet wird.
Das mittlere Zylinderteil 416 hat ein Zünderhalteteil 424,
das einen inneren Flanschabschnitt 425 umfasst, um die
axiale Verschiebung des Zünders 404 zu
beschränken,
einen Umfangswandabschnitt 426, in dem der Zünder angebracht
ist und der innerhalb der inneren Umfangsfläche des mittleren Zylinderteils 416 befestigt
ist, und einen Abschnitt 427, der umgebogen ist, damit
der Zünder
axial zwischen ihm und dem nach innen weisenden Flanschabschnitt 425 befestigt
wird. Das mittlere Zylinderteil 416 hat Durchlassöffnungen 454 nahe
seinem zweiten Ende auf der Seite des Diffusorgehäuseteils.
Bei dieser Ausführungsform
sind sechs solcher Durchlassöffnungen
mit einem Durchschnitt von 2,5 mm in gleichen Abständen in
der Umfangsrichtung angeordnet.
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Das
mittlere Zylinderteil 416 wird durch Rollen einer 1,2 bis
2,0 mm dicken, rostfreien Stahlplatte zu einem Rohr mit 17 bis 20
mm Außendurchmesser
und Schweißen
der Naht hergestellt. Ein solches geschweißtes Rohr kann durch ein UO-Pressverfahren
oder durch ein elektrisches Widerstandsschweißverfahren hergestellt werden
(das die Schritte umfasst, eine Platte zu einem Zylinder zu rollen
und einen großen Strom
hindurch zu schicken, während
ein Druck an der Naht aufgebracht wird, um die Naht durch Stromwärme zu schweißen).
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Der
Kühler/Filter 407 ist
das Gaserzeugungsmaterial 406 umgebend angeordnet, um eine
ringförmige Verbrennungskammer 428 um
das mittlere Zylinderteil 416 herum zu begrenzen. Dieser
Kühler/Filter 407 wird hergestellt,
indem bandgeflochtenes, rostfreies Stahlgitter in der radialen Richtung
gestapelt und dieses in der radialen und axialen Richtung zusammengedrückt wird.
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Ein
Kühler/Filter 407 ist
so angeordnet, dass er das Gaserzeugungsmaterial 406 umgibt,
und begrenzt eine Ringkammer oder eine Verbrennungskammer 428 um
das mittlere Zylinderteil 116 herum. Der Kühler/Filter 407 wird
erhalten, indem bandgeflochtenes Metallgitter aus rostfreiem Stahl
in der radialen Richtung geschichtet und in der radialen und der
axialen Richtung zusammengedrückt
wird. Der Kühler/Filter 407 umfasst mehrere
Schichten der zusammengedrückten
Gitterschlingen, die in der radialen Richtung gestapelt sind. Somit
ist die Zwischenraumstruktur des Kühler/Filters kompliziert und
zeigt eine ausgezeichnete Einfangwirkung. Auf der Außenseite
des Kühler/Filters 407 ist
eine Außenschicht 429 gebildet,
die aus geschichteten Metallgitterteilen hergestellt ist, die wirkt,
den Kühler/Filter 407 an
einer Ausdehnung und dem Schließen
des engen Zwischenraums aufgrund des Gasdrucks zu hindern, der während des
Betriebs des Airbag-Gasgenerators
erzeugt wird. Der Kühler/Filter 407 kühlt zusätzlich zum
Begrenzen der Verbrennungskammer 428 das Brenngas, das
in der Verbrennungskammer erzeugt wurde, und fängt die Verbrennungsteilchen
ein. Statt die Außenschicht 429 zu
verwenden, ist es möglich,
einen Draht oder ein Bandmittel herumzuwickeln. Wenn der Draht oder
das Bandmittel an der Verbindung der gestapelten Flanschabschnitte
angeordnet wird, kann eine Änderung
der Fläche
des Gasdurchgangs minimiert werden.
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Mittel,
um den Kühler/Filter 407 an
einer Ausdehnung zu hindern, können
durch ein poröses
Zylinderteil oder eine Umfangsschicht gebildet sein, die vorhergehend
unter Bezugnahme auf die 14 und 15 beschrieben wurden.
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Bezug
nehmend auf 16 hat der
umgebende Kreisabschnitt 430 des Abschlussgehäuseteils
des Weiteren in der Umfangsrichtung einen geneigten Abschnitt 430,
der als eine Verschiebungsblockiereinrichtung wirkt, um eine Verschiebung
des Kühler/Filters 407 zu
verhindern, und auch als eine Einrichtung, den Raum 409 zwischen
der äußeren Umfangswand
des Gehäuses
und dem Kühler/Filter 407 zu
bilden.
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In
der Verbrennungskammer 428 sind ein festes Gaserzeugungsmaterial 406 und
eine Verschiebungsblockiereinrichtung eingerichtet, um die Verschiebung
des Kühler/Filters 407 zu
verhindern, d. h., ein Halteteil 432 und ein Plattenelement 433.
Das Gaserzeugungsmaterial 406 ist in der Form hohler, zylindrischer Stücke vorgesehen.
Diese Form bietet einen Vorteil dahingehend, dass die Verbrennung
des Gaserzeugungsmaterials 406 an den Außen- und
Innenflächen
stattfindet und sich somit die Gesamtfläche des Gaserzeugungsmaterials
nicht stark ändert,
wenn die Verbrennung fortschreitet. Das Halteteil 432 umfasst
einen flammenbeständigen
Plattenabschnitt 434, der zu den Durchlassöffnungen 454 für die Flammen
von der Zündeinrichtung
weisend angeordnet ist und die innere Umfangsfläche des Kühler/Filters 407 bedeckt,
und einen Kreisabschnitt 436 mit einem Mittelloch 435,
in das das mittlere Zylinderteil 416 eingepasst ist. Der
flammenbeständige
Plattenabschnitt 434 hat eine Schutzfunktion für den Kühler/Filter,
um den Kühler/Filter 407 gegenüber den
Flammen zu schützen,
die zu ihm ausgestoßen
werden, und auch eine die Verbrennung erleichternde Funktion, um
die Richtung der Flammenfortpflanzung durch eine Ablenkung zu ändern und
so zu gewährleisten,
dass die Flammen der Zündeinrichtung
eine ausreichende Menge des Gaserzeugungsmaterials 406 erreichen.
Das Kühler/Filter-Halteteil 432 hat
die Aufgabe, den Kühler/Filter
während
des Zusammenbaus des Airbag-Gasgenerators zu positionieren, und
wirkt auch als ein Umgehungs-(Ausweich)-Sperrmittel, um eine Abkürzung des
Verbrennungsgases zwischen der Innenfläche 437 des Gehäuses und
der Endseite 438 des Kühler/Filters 407 während des
Betriebs des Airbag-Gasgenerators zu blockieren. Ein solcher Zwischenraum kann
durch den Innendruck des Verbrennungsgases gebildet werden, der
auf die Innenwände
des Gasgeneratorgehäuses
wirkt. Das Plattenelement 433 ist aus einer 0,5 bis 1,0
mm dicken, rostfreien Stahlplatte ebenso wie das Halteteil 432 hergestellt
und weist ein Mittelloch 439 auf, das über das mittlere Zylinderteil 416 gesetzt wird,
einen Kreisabschnitt 450 in Berührung mit dem Gaserzeugungsmaterial,
um dessen Verschiebung zu verhindern, und einen Umfangswandabschnitt 451,
der aus einem Stück
mit dem Kreisabschnitt 490 gebildet ist und mit der inneren
Umfangsfläche
des Kühler/Filters 407 in
Berührung
ist. Das Plattenelement 433 wird zwischen dem mittleren
Zylinderteil 416 und dem Kühler/Filter 407 durch
seine Elastizität
gehalten, um einen Abkürzungsdurchgang
des Verbrennungsgases an der Endseite des Kühler/Filters auf der der Endseite 428 gegenüberstehenden
Seite zu blockieren. Das Plattenelement 433 wirkt auch
als eine Schutzplatte während des
Schweißens.
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Der
Raum 409 ist zwischen der äußeren Umfangswand 408 des
Gehäuses
und der Außenschicht 429 des
Kühler/Filters 407 gebildet,
um einen im Radialschnitt ringförmigen
Gasdurchgang um den Kühler/Filter 407 herum
zu bilden. Bei dieser Ausführungsform
ist die ringförmige
Schnittfläche
des Raums in der radialen Richtung konstant. Es ist auch möglich, einen
Kühler/Filter
in Kegelform zu bilden, so dass die radiale Querschnittsfläche des
Gasdurchgangs in Richtung zu den Gasauslassöffnungen 411 zunimmt.
In diesem Fall kann die radiale Schnittfläche des Gasdurchgangs einen
Durchschnittswert annehmen. Statt des geneigten Abschnitts 431 kann
ein Vorsprung an dem Endabschnitt des Kühler/Filters 407 vorgesehen
sein, der an der äußeren Umfangswand 408 des
Gehäuses
eingreift, um eine Verschiebung des Kühler/Filters 407 zu
verhindern und einen Raum zwischen der äußeren Umfangswand 408 des
Gehäuses
und dem Kühler/Filter 407 zu
bilden. Die Fläche
St des Gasdurchgangs im radialen Schnitt
ist größer als
die Summe At der offenen Flächen S der Gasauslassöffnungen 411 des
Diffusorgehäuseteils
eingestellt. Der Raum 409 um den Kühler/Filter herum ermöglicht dem
Verbrennungsgas, durch die gesamte Fläche des Kühler/Filters zu fließen, so
dass eine wirksame Verwendung des Kühler/Filters und eine wirksame
Kühlung
und Reinigung des Verbrennungsgases hergestellt werden. Das derart
gekühlte
und gereinigte Verbrennungsgas fließt durch den Raum 409 in
die Gasauslassöffnungen 411 in
dem Diffusorgehäuseteil.
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Um
zu verhindern, dass äußere Feuchtigkeit
in das Gehäuse 403 eindringt,
sind die Gasauslassöffnungen 411 des
Diffusorgehäuseteils
mit einem Aluminiumabdichtband 452 verschlossen.
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Bei
dem Airbag-Gasgenerator der obigen Konstruktion wird, wenn ein Sensor
(nicht gezeigt) einen Aufprall erfasst, ein Aufprallerfassungssignal
zu dem Zünder 404 geschickt,
der dann aktiviert wird, die Übertragungsladung 405 in
dem Übertragungsladungsbehälter 453 zu
entzünden,
wodurch Hochtemperaturflammen erzeugt werden. Die durch die Durchlassöffnungen 454 ausgestoßenen Flammen
zünden
das Gaserzeugungsmaterial 406 nahe den Durchlassöffnungen 454 und
werden durch den flammenbeständigen
Plattenabschnitt 434 gelenkt, das Gaserzeugungsmaterial
in dem unteren Teil der Verbren nungskammer zu entzünden. Als
Ergebnis verbrennt das Gaserzeugungsmaterial, um Gas hoher Temperatur
und mit hohem Druck zu erzeugen, das durch die gesamte Fläche des
Kühler/Filters 407 hindurchgeht,
wobei das Gas wirksam gekühlt und
von Verunreinigungsteilchen gesäubert
wird. Das derart gekühlte
und gereinigte Verbrennungsgas fließt durch den Raum 409,
zerbricht das Aluminiumabdichtband 452 und tritt durch
die Gasauslassöffnungen 411 in
den Airbag (nicht gezeigt) aus. Der Airbag wird aufgeblasen, wobei
er ein Kissen zwischen dem Insassen und ihn umgebenden, harten Strukturen
bildet, damit der Insasse vor einem Aufprall geschützt ist.
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Der
Montagevorgang für
den Airbag-Gasgenerator aus 16 besteht
aus dem Verbinden des Diffusorgehäuseteils 401 mit dem
mittleren Zylinderteil 416 derart, dass sich dessen angehobener
Kreisabschnitt 413 unten befindet, aus dem Aufschieben
des Plattenelementes 432 auf das mittlere Zylinderteil 416,
aus dem Aufbringen des Kühler/Filters 407 auf
die Außenseite
der Umfangswand des Plattenelements 432, um den Kühler/Filter 407 zu
positionieren, aus dem Einfüllen
des festen Gaserzeugungsmaterials in das Innere des Kühler/Filters
und aus dem Anbringen des Plattenelements 433 über dem
Gaserzeugungsmaterial 406. Anschließend wird die mittlere Öffnung des
Abschlussgehäuseteils über dem
mittleren Zylinderteil 416 angeordnet, dass sie den Flanschabschnitt 420 des
Abschlussgehäuseteils
und den Flanschabschnitt 419 des Diffusorgehäuseteils überlappt.
An den Stellen 421 und 444 sind die überlappenden
Flanschabschnitte laserverschweißt, wodurch das Diffusorgehäuseteil 401 und
das Abschlussgehäuseteil 402 und
auch das Abschlussgehäuseteil 402 und
das mittlere Zylinderteil 416 miteinander verschweißt werden.
Im letzten Schritt werden der Übertragungsladungsbehälter 453 und
der Zünder 404 in
das mittlere Zylinderteil 416 eingesetzt und anschließend wird
ein Zünderhalteelement 427 umgebogen,
um sie festzuhalten.
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Fünfte Ausführungsform
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17 ist ein Schnitt durch
eine andere Ausführungsform
des Airbag-Gasgenerators. Der Airbag-Gasgenerator umfasst ein Gehäuse 463,
das vorzugsweise einen Außendurchmesser
von ungefähr
60 mm aufweist und umfasst ein Diffusorgehäuseteil 461 und ein
Abschlussgehäuseteil 462,
einen innerhalb des Gehäuses 463 eingebauten
Zünder 464,
ein festes Gaserzeugungsmaterial 466, das durch den Zünder 464 entzündet wird,
um ein Verbrennungsgas zu erzeugen, einen Kühler/Filter 467 zur
Begrenzung einer Verbrennungskammer 484, die das Gaserzeugungsmaterial 466 aufnimmt,
und einen Raum 469, der zwischen dem Kühler/Filter 467 und
der äußeren Umfangswand 468 des
Gehäuses 463 gebildet
ist.
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Das
Diffusorgehäuseteil 461 wird
durch Pressen einer rostfreien Stahlplatte hergestellt und hat einen Kreisabschnitt 478 und
einen Umfangswandabschnitt 476, der am äußeren Umfang des Kreisabschnitts 478 ausgebildet
ist. Der Umfangswandabschnitt 476 hat eine Mehrzahl von
Gasauslassöffnungen 477,
die in Umfangsrichtung in gleichen Abständen angeordnet sind. Im Kreisabschnitt 478 verfügt das Diffusorgehäuseteil 461 über eine
Vielzahl radialer Rippen 479. Diese radialen Rippen 479 verleihen
dem Kreisabschnitt 478 des Diffusorgehäuseteils Steifigkeit, so dass
der Kreisabschnitt 478, der die Oberseite des Gehäuses bildet,
nicht durch den Gasdruck verformt wird.
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Wie
ebenfalls aus 22 hervorgeht,
verleihen diese radialen Rippen 479 dem Kreisabschnitt 478 des
Diffusorgehäuseteils
Steifigkeit, so dass der Kreisabschnitt 478, der die Oberseite
des Gehäuses
bildet, nicht durch den Gasdruck verformt wird. Der Flanschabschnitt
des Diffusorgehäuseteils
aus 22 weist Befestigungsabschnitte 476A auf,
die an einem Anschlussstück
eines Anschlussmoduls anzubringen sind. Die Befestigungsabschnitte 476A sind
in Umfangsrichtung in Abständen
von 90° angeordnet
und verfügen über mit
Gewinde versehene Schraublöcher 476B.
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Das
Abschlussgehäuseteil 462 wird
durch Pressen einer rostfreien Stahlplatte hergestellt und hat einen
Kreisabschnitt 471 und einen Umfangswandabschnitt 472,
der am Außenumfang
des Kreisabschnitts 471 ausgebildet ist. Der Kreisabschnitt 471 hat
im Mittelabschnitt einen vertieften Abschnitt 473, der
wiederum in der Mitte ein Mittelloch 474 hat. Am Rand weist
das Mittelloch 474 einen axial gebogenen Abschnitt 475 mit einer
inneren Umfangsfläche 481 auf,
in dem ein Körperabschnitt 480 des
Zünders 464 befestigt
ist, und eine Stirnfläche 483,
die mit einem Flanschabschnitt 482 des Zünders 464 in
Eingriff kommt. Die innere Umfangsfläche 481 des axial
gebogenen Abschnitts 475 bietet eine relative große Dichtungsfläche. Für eine luftdichte Abdichtung
kann ein Dichtungsmaterial zwischen dem Kreisabschnitt 480 des
Zünders 464 und
der inneren Umfangsfläche 481 eingebracht
oder aber ein Schweißvorgang
zwischen dem Flanschabschnitt 482 des Zünders und der Stirnfläche 483 ausgeführt werden.
Die Stirnfläche 483,
mit der der Flanschabschnitt 482 des Zünders 464 in Eingriff
kommt, dient dazu, ein Lösen
des Zünders 464 durch
den Gasdruck in der Verbrennungskammer 484 zu verhindern.
Der tiefer gelegene Abschnitt 473 verleiht dem Kreisabschnitt 471 des
Abschluss gehäuseteils
Steifigkeit und hält
die Unterseite 485 eines Verbinders des Zünders 464 von
der Außenseite
des Kreisabschnitts 471 nach innen herunter.
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Das
Diffusorgehäuseteil 461 hat
einen Flanschabschnitt 486, der sich am freien Ende des
Umfangswandabschnitts 476 radial nach außen erstreckt.
Ebenso hat das Abschlussgehäuseteil 462 einen
Flanschabschnitt 487, der sich am freien Ende des Umfangswandabschnitts 472 radial
nach außen
erstreckt. Diese Flanschabschnitte 486, 487 sind
an einer axialen Mittelposition des Gehäuses gestapelt und durch Laserschweißung an
die Stelle 488 angeschweißt, um das Diffusorgehäuseteil 461 und
das Abschlussgehäuseteil 462 miteinander
zu verbinden. Diese Flanschabschnitte 486, 487 verleihen
der äußeren Umfangswand
des Gehäuses Steifigkeit
und verhindern so eine Verformung des Gehäuses infolge des Gasdrucks.
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Bei
dem Zünder 464 handelt
es sich um einen üblichen
elektrischen Zünder,
der durch ein Signal von einem Sensor (nicht abgebildet) betätigt wird.
Der elektrische Zünder
verfügt über keine
mechanische Konstruktion und ist einfach aufgebaut, klein und leicht,
weshalb er dem mechanischen Zünder
vorzuziehen ist. Dieser Zünder 464 (Ausgang:
300 bis 1.500 psi in einem 10 cm3 großen luftdichten
Druckbehälter)
enthält
keinen Übertragungsladungsbehälter 453 aus 16 oder dergleichen, denn
das Gaserzeugungsmaterial 466 hat ausgezeichnete Zünd- und
Brenneigenschaften. Das heißt,
dieses Gaserzeugungsmaterial 466 weist eine Zersetzungsanfangstemperatur
von 330°C
oder weniger und eine Verbrennungstemperatur von 2000°K oder mehr
auf. Das Gaserzeugungsmaterial 466 wird in hohlen, zylindrischen
Stücken
ausgebildet, und aufgrund dieser Form kommt es sowohl an der Außenfläche als
auch an der Innenfläche
zu einer Verbrennung, was den Vorteil mit sich bringt, dass sich
die Gesamtoberfläche
des Gaserzeugungsmaterials während
des Verbrennens nicht sehr stark ändert.
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Der
Kühler/Filter 467 ist
konzentrisch zu dem Mittelloch 474 angeordnet und bildet
zusammen mit dem Gehäuse 463 die
Verbrennungskammer 484. Der Kühler/Filter 467 wird
hergestellt, indem flach geflochtenes Metallgitter in radialer Richtung
gestapelt und in radialer und axialer Richtung zusammengedrückt wird.
Abgesehen davon, dass der Kühler/Filter 467 die
Verbrennungskammer 484 bildet, kühlt er auch das in der Verbrennungskammer
erzeugte Verbrennungsgas und hält
Verbrennungsteilchen zurück.
Auf der Außenseite
des Kühler/Filters 467 ist
eine Außenschicht 489 aus
einem geschichteten Metallgitter ausgebildet, welches den Kühler/Filter
verstärkt
und ein Ausbauchen verhindert.
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Um
den Kreisabschnitt 471 des Abschlussgehäuseteils erstreckt sich in
Umfangsrichtung ein geneigter Abschnitt 490, der als Einrichtung
zum Positionieren des Kühler/Filters 467 dient
und dessen Verschiebung verhindert. Weiterhin fungiert er als Einrichtung
zum Ausbilden des Raums 469 zwischen der äußeren Umfangswand 468 des
Gehäuses
und der Außenschicht 489 des
Kühler/Filters.
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In
der Verbrennungskammer 484 sind das feste Gaserzeugungsmaterial 466 und
das Plattenelement 491 installiert. Das Gaserzeugungsmaterial 466 wird
direkt in den Raum im Innern der Verbrennungskammer eingefüllt und
angrenzend an den Zünder 464 angeordnet.
Die Verschiebung des Gaserzeugungsmaterials 466 wird durch
einen Kreisabschnitt 492 eines Plattenelements 491 verhindert,
das eine Öffnung
zwischen einem Ende des Kühler/Filters 467 und
dem Gehäuseabschnitt 478 verschließt. An dem
Plattenelement 491 sind der Kreisabschnitt 492 und
ein Umfangswandabschnitt 493 einstückig mit dem Kreisabschnitt 492 ausgebildet, der
die innere Umfangsfläche
von einem Endabschnitt des Kühler/Filters 467 in
Eingriff nimmt und abdeckt. Dieses Plattenelement 491 blockiert
eine Abkürzung
des Verbrennungsgases zwischen einer Stirnfläche 494 an einem Ende
des Kühler/Filters
und der Innenfläche 478 des
Kreisabschnitts des Diffusorgehäuseteils. Wenn
das die Abkürzung
blockierende Plattenelement 491 vorhanden ist, wird eine
Befestigung des Kühler/Filters
am Gehäuse
lediglich an der Stirnfläche 495 auf
der gegenüberliegenden
Seite benötigt.
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Zwischen
der äußeren Umfangswand 468 des
Gehäuses
und der Außenschicht 489 des
Kühler/Filters 467 ist
ein schmaler Raum 409 ausgebildet, der einen Gasdurchgang 409' mit ringförmigem radialen
Querschnitt um den Kühler/Filter 467 herum
bildet. Wie bei dem Airbag-Gasgenerator aus 16 ist die Fläche des Raums 409 im
ringförmigen
radialen Schnitt größer als
die Summe der offenen Flächen
der Gasauslassöffnungen 477 im
Diffusorgehäuseteil
eingestellt. Der Raum 469 um den Kühler/Filter herum ermöglicht dem
Verbrennungsgas, durch die gesamte Fläche des Kühler/Filters 467 bis
zu dem Gasdurchgang 409' zu
fließen,
so dass die Gleichmäßigkeit
des Strom verbessert und eine effiziente Verwendung des Kühler/Filters 467 und eine
wirksame Kühlung
und Reinigung des Verbrennungsgases hergestellt werden. Das so gekühlte und
gereinigte Verbrennungsgas durchquert den Raum 409 und
erreicht die Gasauslassöffnungen 477 in
dem Diffusorgehäuseteil.
Um den Eintritt von äußerer Feuchtigkeit
in das Gehäuse 463 zu
verhindern, sind die Gasauslassöffnungen 477 im
Diffusorgehäuseteil
von innen mit einem Aluminiumabdichtband 496 abgedichtet.
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Der
Airbag-Gasgenerator wird im folgenden Verfahren montiert. Zuerst
wird das Abschlussgehäuseteil 462 so
angeordnet, dass sich sein Kreisabschnitt 471 unten befindet
und der Zünder 464 in
dem Mittelloch 474 installiert ist. Als Nächstes wird
der Kühler/Filter 467 eingebaut
und das feste Gaserzeugungsmaterial 466 in das Innere des
Filters eingefüllt.
Anschließend
wird das Plattenelement 491 auf das Gaserzeugungsmaterial 466 aufgepasst.
Schließlich
wird der Flanschabschnitt 486 des Diffusorgehäuseteils
auf dem Flanschabschnitt 487 des Abschlussgehäuseteils
gestapelt und mit einer Laserschweißung 488 verschweißt, so dass
das Diffusorgehäuseteil 461 und
das Abschlussgehäuseteil 462 miteinander
verbunden werden.
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Wenn
bei dem Airbag-Gasgenerator mit diesem Aufbau ein Sensor (nicht
gezeigt) einen Aufprall erfasst, wird ein Aufprallerfassungssignal
zu dem Zünder 464 geschickt,
der dann aktiviert wird, das Gaserzeugungsmaterial 466 in
der Verbrennungskammer 484 zu entzünden. Beim Verbrennen erzeugt
das Gaserzeugungsmaterial ein Gas mit hoher Temperatur und hohem
Druck, welches in den gesamten Bereich des Kühler/Filters 467 eintritt
und während
des Durchtritts durch den Kühler/Filter 467 gekühlt und
von den Verbrennungs-Verunreinigungsteilchen gereinigt wird. Das
derart gekühlte
und gereinigte Verbrennungsgas strömt durch den schmalen Raum 409,
zerreißt
das Aluminiumabdichtband 496 und wird durch die Gasauslassöffnungen 477 in
den Airbag (nicht gezeigt) ausgestoßen. Daraufhin wird der Airbag
aufgeblasen, wobei er ein Kissen zwischen einem Insassen und harten
Strukturen bildet und den Insassen vor einem Aufprall schützt.
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Bei
den vorgenannten Ausführungsformen
der 16 und 17 bilden das Diffusorgehäuseteil
und das Abschlussgehäuseteil
zusammen ein Gehäuse
für den
Airbag-Gasgenerator und sind aus einer rostfreien Stahlplatte hergestellt,
die vorzugsweise 1,2 bis 3,0 mm dick ist und einen Außendurchmesser
von 45–75
mm oder bevorzugter von 50–70
mm aufweist. Das Diffusorgehäuseteil
und das Abschlussgehäuseteil
können durch
eine Vielzahl von Schweißverfahren
verbunden werden, wie Elektronenstrahlschweißen, Schutzgas-Lichtbogenschweißen und
Projektionsschweißen.
Statt der rostfreien Stahlplatte kann eine nickelplattierte Stahlplatte
als das Material für
das Diffusor- und Abschlussgehäuseteil
verwendet werden. Die Gasauslassöffnungen
des Diffusorgehäuseteils
können
einen Durchmesser von 1,5 bis 4,5 mm aufweisen, und insgesamt können 16 bis 24 solcher Öffnungen
in der Umfangsrichtung angeordnet werden. Die Gesamthöhe des Gehäuses (von
der oberen Oberfläche
des Diffusorgehäuseteils
zu der Bodenfläche
des Abschlussgehäuseteils) ist
vorzugsweise auf 25–40
mm eingestellt.
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Sechste Ausführungsform
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18 zeigt ein anderes Beispiel
des Airbag-Gasgenerators, der jenem aus 16 ähnlich
ist und bei dem ein Diffusorgehäuseteil 401' und ein Abschlussgehäuseteil 402' durch Gießen von
Aluminiumlegierung gebildet werden. Das Diffusorgehäuseteil 401' hat einen Kreisabschnitt 412', ein mittleres
Zylinderteil 416',
das einstückig
mit dem Kreisabschnitt 412' ausgebildet
ist, einen Umfangswandabschnitt 410', der am äußeren Umfang des Kreisabschnitts 412' ausgebildet
ist, und einen Flanschabschnitt 419', der am freien Ende des Umfangswandabschnitts 410' ausgebildet
ist und sich radial nach außen
erstreckt. Das Diffusorgehäuseteil 402' hat einen Kreisabschnitt 430', ein Mittelloch 415', das in der
Mitte des Kreisabschnitts 430' ausgebildet ist, einen Umfangswandabschnitt 447', der am äußeren Umfang
des Kreisabschnitts 430' ausgebildet ist,
und einen Flanschabschnitt 420', der am freien Ende des Umfangswandabschnitts 447' ausgebildet
ist und sich radial nach außen
erstreckt. Das Mittelloch 415' wird über dem äußeren Umfang des mittleren
Zylinderteils 416' angeordnet,
der Flanschabschnitt 419' des
Diffusorgehäuseteils
und der Flanschabschnitt 420' des
Abschlussgehäuseteils
werden gestapelt und an der Stelle 421' laserverschweißt, um das Diffusorgehäuseteil und
das Abschlussgehäuseteil
zur Bildung des Gehäuses 403' miteinander
zu verbinden. Ähnlich
wie der Gasgenerator aus 16 weist
auch der Gasgenerator nach der vorliegenden Ausführungsform eine Verbrennungskammer 428' mit einem darin
befindlichen Kühler/Filter 407' sowie eine
eine Zündeinrichtung
aufnehmende Kammer 423' auf,
die von einem mittleren Zylinderteil 416' gebildet wird, welches aus dem
Diffusorgehäuseteil 401' hervorsteht.
Zwischen dem Kühler/Filter 407' und dem Gehäuse ist
ein schmaler Raum 409' vorgesehen.
Die vorhandenen Elemente sind mit jenen aus 16 identisch und mit den gleichen Bezugsziffern gekennzeichnet,
weshalb hier auf ihre Beschreibung verzichtet wird.
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Bei
dem Airbag-Gasgenerator aus 18 ist
das Abschlussgehäuseteil
durch Laserschweißung
mit dem Diffusorgehäuseteil
verbunden, wodurch das Gehäuse
entsteht. Allerdings kann anstelle des Laserschweißens auch
das Reibungsschweißen
erfolgen, wie in USP 5,466,420 offen gelegt ist.
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Siebte Ausführungsform
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19 zeigt ein anderes Beispiel
des Airbag-Gasgenerators, der jenem aus 17 ähnlich
ist und bei dem ein Diffusorgehäuseteil 461' und ein Abschlussgehäuseteil 462' durch Gießen von
Aluminiumlegierung gebildet werden. Das Diffusorgehäuseteil 461' hat einen Kreisabschnitt 478', einen Umfangswandabschnitt 476', der am äußeren Umfang
des Kreisabschnitts 478' ausgebildet
ist, und einen Flanschabschnitt 486', der am freien Ende des Umfangswandabschnitts 476' ausgebildet
ist und sich radial nach außen erstreckt.
Das Diffusorgehäuseteil 462' hat einen Kreisabschnitt 471', einen Umfangswandabschnitt 472', der am äußeren Umfang
des Kreisabschnitts 471' ausgebildet
ist, und einen Flanschabschnitt 487', der am freien Ende des Umfangswandabschnitts 472' ausgebildet
ist und sich radial nach außen
erstreckt. In der Mitte des Kreisabschnitts 471' ist ein Mittelloch 474' ausgebildet,
in dem ein Körperabschnitt 480 des
Zünders 464 angebracht
ist. Der Flanschabschnitt 482 des Zünders 464 kommt mit
der Innenfläche 497 des
Kreisabschnitts 471' des
Abschlussgehäuseteils
in Eingriff. Der Flanschabschnitt 486' des Diffusorgehäuseteils
und der Flanschabschnitt 487' des
Abschlussgehäuseteils überlappen
einander und sind an der Stelle 488' laserverschweißt, so dass das Diffusorgehäuseteil 461' und das Abschlussgehäuseteil 462' miteinander
verbunden werden und das Gehäuse 463' bilden. Die
Elemente, die mit jenen aus 17 identisch
sind, sind mit denselben Bezugsziffern gekennzeichnet und werden
hier nicht näher
erläutert.
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Achte Ausführungsform
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20 ist ein Schnitt durch
einen Airbag-Gasgenerator, der für
eine Airbag-Vorrichtung geeignet ist, die bei den Vordersitzen für Insassen
verwendet wird. Der Airbag-Gasgenerator
der 20 hat ein Gehäuse 504,
das einen zylindrischen Abschnitt 501, der mit einer Mehrzahl
von Gasauslassöffnungen 500 gebildet
ist, die in Umfangs- und axialer Richtung angeordnet ist, und Seitenwandabschnitte 502, 503 aufweist,
die an den Enden des zylindrischen Abschnitts 501 vorgesehen
sind. In der Mitte des Gehäuses 504 ist
ein Übertragungsladungsrohr 505 angeordnet, über das
eine Anzahl von scheibenförmigen
Stücken
eines Gaserzeugungsmaterials 506 geschoben ist. Ein Kühler/Filter 507 umgibt
diese. In einem der Seitenwandabschnitte 502 ist eine Zündeinrichtung
eingerichtet, die eine Übertragungsladung 508 und
einen Zünder 509 umfasst.
Die Zündeinrichtung
ist in dem Übertragungsladungsrohr 505 aufgenommen.
Ein Befestigungsbolzen 510 ist an dem anderen Seitenwandabschnitt 503 befestigt.
Das Übertra gungsladungsrohr 505 hat
viele Öffnungen 511,
durch die Flammen der Übertragungsladung 508 ausgestoßen werden
und die gleichmäßig über die
Wand des Übertragungsladungsrohrs
verteilt werden. In zumindest einem Bereich, wo die Gasauslassöffnungen 500 gebildet sind,
ist die Innenfläche
des Gehäuses 504 mit
einem Aluminiumabdichtband 524 verbunden. Dieses Aluminiumabdichtband 524 schließt die Gasauslassöffnungen 500 hermetisch
ab, um zu verhindern, dass äußere Feuchtigkeit
in das Gehäuse
durch die Gasauslassöffnungen 500 eintritt.
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Ein
Plattenelement 512 ist an dem rechten Ende des Kühler/Filters 507 angebracht
und ein Plattenelement 513 an dem linken Ende. Das Plattenelement 512 umfasst
einen Kreisabschnitt 515, der eine rechte Endöffnung 514 des
Kühler/Filters 507 schließt, und
einen Umfangswandabschnitt 517, der einheitlich mit dem Kreisabschnitt 515 gebildet
ist und an der inneren Umfangsfläche 516 des
Kühler/Filters
eingreift. Der Kreisabschnitt 515 hat ein Mittelloch 518,
das über
die äußere Umfangsfläche des Übertragungsladungsrohrs 505 installiert
ist. Das Plattenelement 513 hat ebenso wie das Plattenelement 512 einen
Kreisabschnitt 521, einen Umfangswandabschnitt 522 und
ein Mittelloch 523. Diese Plattenelemente 512, 513 wirken,
da sie gegenüber einer
Bewegung in der radialen Richtung durch das Übertragungsladungsrohr 505 blockiert
sind, als ein Mittel, den Kühler/Filter 507 während des
Zusammenbaus des Airbag-Gasgenerators zu positionieren. Des Weiteren wirken
die Plattenelemente 512, 513 als ein Mittel, eine
Verschiebung des Kühler/Filters 507 aufgrund
von Vibrationen des Fahrzeugs zu verhindern und auch als eine Abkürzungssperreinrichtung,
um einen Abkürzungsweg
für das
Verbrennungsgas zwischen der Innenfläche 519 des Gehäuses und
der Endseite 520 des Kühler/Filters
während
des Betriebs des Airbag-Gasgenerators zu verhindern.
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Der
Raum 525 ist zwischen dem zylindrischen Abschnitt 501 des
Gehäuses
und dem Kühler/Filter 507 gebildet,
um einen Gasdurchgang mit einem ringförmigen, radialen Querschnitt
um den Kühler/Filter 507 herum
vorzusehen. Die Fläche
St des Gasdurchgangs in dem radialen, ringförmigen Querschnitt wird größer als die
Summe At der offenen Flächen
S der Gasauslassöffnungen 500 in
dem zylindrischen Abschnitt eingestellt. Der Raum 525 um
den Kühler/Filter
herum ermöglicht,
dass das Verbrennungsgas durch die gesamte Fläche des Kühler/Filters zu den Gasauslassöffnungen 500 fließt, so dass
eine verbesserte Gleichförmigkeit
der Strömung
und eine wirksame Verwendung des Kühler/Filters und eine wirksame
Kühlung
und Reinigung des Verbrennungsgases erhalten werden. Das derart
gekühlte
und gereinigte Verbrennungsgas strömt durch den Gasdurchgang in
die Gasauslassöffnungen 500 in
dem zylindrischen Abschnitt.
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Wenn
ein Sensor einen Aufprall erfasst, wird ein Aufprallertassungssignal
zu dem Zünder 509 geschickt,
der dann aktiviert wird, die Übertragungsladung 508 zu
entzünden,
wodurch Flammen hoher Temperatur erzeugt werden. Die Flammen kommen
durch die Öffnungen 511 des Übertragungsladungsrohr 505 heraus
und entzünden
das Gas erzeugende Material 506 nahe den Öffnungen.
Als Ergebnis brennt das Gas erzeugende Material, um ein Hochtemperatur-Hochdruckgas
zu erzeugen, das durch die ganze Fläche des Kühler/Filters 507 hindurch
geht, während
das Gas wirksam gekühlt
und von Verunreinigungsteilchen gesäubert wird. Das derart gekühlte und
gereinigte Verbrennungsgas strömt
durch den Raum 525, zerreißt das Aluminiumabdichtband 524 und
wird durch die Gasauslassöffnungen 500 in
den Airbag (nicht gezeigt) ausgestoßen. Der Airbag wird aufgeblasen,
wobei er ein Kissen zwischen einem Insassen und umgebenden harten
Strukturen bildet, um den Insassen vor einem Aufprall zu schützen.
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In
dem Airbag-Gasgenerator der 16 und 17 ist bspw. das Verhältnis zwischen
der Gesamtfläche A
der zylindrischen Teile des festen Gaserzeugungsmaterials 406 und
der Gesamtfläche
At der offenen Flächen der Gasauslassöffnungen 411 in
dem Diffusorgehäuseteil
auf A/Ar = 100–300
bei 20 bis 50 g Gaserzeugungsmaterial eingestellt. Diese Einstellung
des Flächenverhältnisses
stellt die Verbrennungsgeschwindigkeit des Gaserzeugungsmaterials
auf einen Wert ein, der für
den Airbag am Fahrersitz geeignet ist und gewährleistet, dass das Gaserzeugungsmaterial
in dem Airbag-Gasgenerator vollständig innerhalb einer erwünschten Dauer
verbrennt.
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Bei
dem Airbag-Gasgenerator der 20 ist
das Verhältnis
zwischen der Gesamtfläche
A der zylindrischen Teile des festen Gaserzeugungsmaterials 506 und
der Gesamtfläche
At der offenen Flächen der Gasauslassöffnungen 500 in
dem zylindrischen Abschnitt auf A/Ar = 80–24300 bei 40 bis 120 g Gaserzeugungsmaterial
eingestellt. Diese Einstellung des Flächenverhältnisses stellt die Verbrennungsgeschwindigkeit
des Gaserzeugungsmaterials auf einen Wert ein, der für den Airbag
am Mitfahrersitz geeignet ist und gewährleistet, dass das Gaserzeugungsmaterial
in dem Airbag-Gasgenerator vollständig innerhalb einer erwünschten Dauer
verbrennt. Im Gegensatz dazu ist ein geeignetes Verhältnis für einen
Gasgenerator eines Seitenaufprall-Airbags trotz ähnlicher Konstruktion 250–3600 bei
10 bis 25 g Gaserzeugungsmaterial.
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35 zeigt eine Airbag-Vorrichtung,
die sich für
den Einsatz auf der Mitfahrerseite eignet. Die Airbag-Vorrichtung
hat einen Gasgenerator 80'', der sich für eine Airbag- Vorrichtung auf der
Mitfahrerseite eignet, und einen Airbag 84'',
die beide in einem Modulgehäuse 83'' angeordnet sind. Weiterhin ist
ein Aufprallsensor über
eine Steuereinheit 82'' mit dem Gasgenerator 80'' verbunden. Die Airbag-Vorrichtung
für die
Mitfahrerseite aus 35 ist
zum Beispiel auf dem Armaturenbrett auf der Mitfahrerseite eines
Fahrzeugs vorgesehen.
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Bei
dem Gasgenerator 80'' aus 35 handelt es sich um einen
elektrisch betätigten
Gasgenerator, wie er bereits im Hinblick auf 20 beschrieben wurde. Allerdings kann
auch ein mechanisch aktivierter Gasgenerator mit einem mechanischen
Aufprallsensor verwendet werden, solange der Gasgenerator ein Gehäuse, das
sich entlang einer Mittelachse erstreckt, und Gasauslassöffnungen
am Rand und in axialer Richtung des Gehäuses aufweist.
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Der
Airbag 84'' besteht aus
Nylon (d. h. Nylon 66) oder Polyester und hat ein Aufnahmevermögen, das zur
Aufrechterhaltung der Sicherheit eines Insassen ausreicht. Der Airbag
ist an einer Öffnung
des Modulgehäuses 83'' angebracht, gefaltet und im Innern
des Modulgehäuses 83'' installiert.
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Das
Modulgehäuse 83'', z. B. aus Polyurethan, hat eine
Größe, die
zum Installieren des Gasgenerators 80'' und
des Airbags 84'' ausreicht.
Es entsteht ein Kissenmodul, indem der Airbag 84'' und der Gasgenerator 80'' in dem Modulgehäuse 83'' installiert werden. Das Kissenmodul
befindet sich beispielsweise im Armaturenbrett auf der Mitfahrerseite.
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Der
Aufprallsensor 81'' und die Steuereinheit 82'' sind identisch mit dem Sensor
und der Einheit, die bei der Airbag-Vorrichtung zum Einsatz kommt,
die anhand von 8 beschrieben
wurde.
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Bei
dieser Airbag-Vorrichtung startet die Steuereinheit 82'' eine Berechnung, wenn sie ein
Signal vom Aufprallsensor 81'' empfängt, welches
durch einen Aufprall infolge eines Kraftfahrzeugzusammenstoßes erzeugt
wird. Der Gasgenerator 80'' wird aktiviert
und erzeugt ausgehend von dem Berechnungsergebnis ein Verbrennungsgas.
Das vom Gasgenerator 80'' erzeugte Gas
strömt
in den Airbag 84''. Somit dehnt
sich der Airbag 84 über
das Modulgehäuse 83'' hinaus nach außen aus und bildet ein Kissen,
das den Aufprall zwischen dem Insassen und dem Armaturenbrett absorbiert.
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Neunte bevorzugte
Ausführungsform
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23 zeigt einen mechanisch
betätigten
Gasgenerator, der einen mechanischen Sensor zum Erfassen eines Aufpralls
verwendet. Der mechanisch betätigte
Gasgenerator ist, wie in 23 gezeigt,
besonders geeignet, wenn er auf der Fahrerseite installiert wird.
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Der
mechanisch betätigte
Gasgenerator hat, wie es in 23 dargestellt
ist, ein Gehäuse,
das ein Diffusorgehäuseteil 1501 mit
einer Mehrzahl von Gasdiffusoröffnungen
auf seinem Umfang und ein Abschlussgehäuseteil 1502 umfasst,
das eine mittlere Öffnung 1513 aufweist
und mit dem Diffusorgehäuseteil 1501 verbunden
ist. Beide Gehäuseteile
können
durch verschiedene Schweißverfahren
miteinander verbunden werden, wie durch Plasmaschweißen, Reibungsschweißen, Projektionsschweißen, Elektronenstrahlschweißen, Laserschweißen und
Schutzgas-Lichtbogenschweißen.
In dem Gehäuse
befinden sich zwei Kammern, die durch eine zylindrische Trennwand 1503 begrenzt
sind, die konzentrisch zu der mittleren Öffnung 1513 angeordnet
ist. Die Trennwand 1503 begrenzt eine Aufnahmekammer 1504 für eine Zündeinrichtung
und eine Verbrennungskammer 1505. Wie z. B. in der Beschreibung
in Bezug auf die 1, 2, 5, 9 angegeben
sind Gaserzeugungstreibmittel 1506, ein Kühler/Filter 1507,
ein Kühler/Filter-Halteteil 1509,
ein Ring 1510, ein ringförmiges Plattenelement 1512 und
andere Teile, die zur Betätigung
des Gasgenerators geeignet sind, innerhalb der Verbrennungskammer 1505 eingebaut.
Es ist auch möglich,
bspw. einen Raum 1514 außerhalb des Kühler/Filters 1507 vorzusehen.
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In
dem Gasgenerator, wie er in 24 dargestellt
ist, umfasst eine Zündeinrichtung
zum Zünden
der Treibmittel: einen mechanischen Sensor 1550, der mechanisch
einen Aufprall erfasst und einen Zündstift 1551 auslöst, einen
Detonator 1515, der gezündet
wird und brennt, indem er durch den Auslöserstift 1551 durchbohrt
wird, der von dem mechanischen Sensor 1550 ausgelöst wird,
und eine Übertragungsladung 1508,
die das Treibmittel verbrennt und durch die Flamme von dem gezündeten Detonator 1515 gezündet und
verbrannt wird. Die Zündeinrichtung,
die in 11 gesehen ist,
ist innerhalb der die Zündeinrichtung
aufnehmenden Kammer 1504 des Gehäuses angeordnet. Ein Detonatorteil 1516 zur
Aufnahme und Befestigung des Detonators 1515 ist zwischen
der Übertragungsladung 1508 und
dem mechanischen Sensor 1550 angeordnet. Das Detonatorteil 1516 ist
an der Trennwand 1503 befestigt, wobei der Detonator 1515 auf
der Mittelachse des Gehäuses
angeordnet ist. Der mechanische Sensor 1550 ist innerhalb
der Kammer 1505 derart angeordnet, dass die Zündnadel 1551,
die ausgelöst
wird, wenn der Sensor 1550 einen Aufprall erfasst, den
Detonator 1515 durchbohren kann. Das Detonatorteil 1516 umfasst
eine Durchtrittsöffnung 1517,
die einen Abschnitt, wo der Detonator 1515 eingerichtet
ist, und einen Abschnitt verbindet, wo die Übertragungsladung 1508 eingerichtet ist.
Um zu vermeiden, dass der Detonator 1515 Feuchtigkeit adsorbiert,
kann ein Abdichtband (nicht gezeigt) an einem oder beiden Enden
der Durchtrittsöffnung 1517 befestigt
sein, um die Öffnung 1517 zu
sperren.
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Bei
dem mechanischen Sensor 1550, der mechanisch einen Aufprall
erfasst und die Zündnadel 1551 auslöst, ist
ein Sensor, wie er in 25 gezeigt
ist, hergestellt, indem: eine einzelne Zündnadel 1551 gegen eine
Nockenfläche 1554 eines
Auslösers 1553 durch
eine Schraubenfeder 1552 gedrückt wird, eine Vertiefung 1555 nahe
der Nockenfläche 1554 derart
gebildet wird, dass ein Eingriff des Zünders 1553 und der
Zündnadel 1551 aufgehoben
ist, und eine Kugel 1557 in einem Zylinder 1556 vorgesehen
und die Kugel 1557 mit einem Armabschnitt 1560 eines
Halters 1559 in Eingriff gebracht wird, der durch eine
Schraubenfeder 1558 nach oben gedrückt wird. Wenn ein Aufprall
auf diesen mechanischen Sensor 1550 einwirkt, bewegt sich
die Kugel 1557 in einer Abwärtsrichtung innerhalb des Zylinders 1556,
wodurch der Halter 1559 über den Armabschnitt 1560 nach
unten bewegt wird. Die Bewegung des Halters 1559 dreht
den Auslöser 1553 und
bringt die Nockenfläche
des Auslösers 1553 mit
der Zündnadel 1551 außer Eingriff.
Dies bewirkt, dass die Schraubenfeder 1552 die Zündnadel 1551 durch
die Vertiefung hindurch hervorstößt und auf
den Detonator 1515 schlägt.
Der Aufbau dieses mechanischen Sensors 1550 ist einfach
und sein Volumen und Gewicht sind kleiner im Vergleich mit einem
mechanischen Sensor, der zwei Zündnadeln
aufweist, da dieser Sensor 1550 nur einen Durchbohrungsmechanismus
für die
Zündnadel
verwendet.
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32 zeigt eine Airbag-Vorrichtung
mit einem mechanisch betätigten
Gasgenerator 380'.
Die in dieser Figur abgebildete Airbag-Vorrichtung enthält einen
mechanisch aktivierten Gasgenerator 380' wie in 23 und einen Airbag 384', der in einem
Modulgehäuse 383' installiert
ist.
-
Das
Modulgehäuse 383' besteht beispielsweise
aus Polyurethan und verfügt über eine
Modulabdeckung 385'.
Der Airbag 384' und
der Gasgenerator 380' befinden
sich im Innern des Modulgehäuses 383' und bilden
ein Kissenmodul. Das Kissenmodul ist an einem Lenkrad 387' eines Kraftfahrzeugs
befestigt.
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Der
Airbag 384' ist
aus Nylon (d. h. Nylon 66) oder Polyester gefertigt. Die
Gasauslassöffnungen 307' des Gasgenerators 380' sind von einer Öffnung des
Airbags 384' umgeben,
und der Airbag ist gefaltet und an einem Flanschabschnitt 314' des Gasgenerators
angebracht.
-
Bei
der oben beschriebenen Airbag-Vorrichtung mit mechanisch aktiviertem
Gasgenerator 380' werden
ein Aufprallsensor zum Erfassen eines Aufpralls und eine Steuereinheit
zum Steuern der Funktion des Gasgenerators, die bei einem elektrisch
aktivierten Gasgenerator erforderlich sind, wie er in 8 abgebildet ist, sowie
Kabelbäume
zum Anschließen
dieser Elemente nicht benötigt.
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Die
Airbag-Vorrichtung aktiviert den Gasgenerator 380' und stößt nach
Erfassen eines durch einen Zusammenstoß des Fahrzeugs hervorgerufenen
Aufpralls mittels mechanischem Sensor 381' Verbrennungsgas aus den Gasauslassöffnungen 307' aus. Das Gas
strömt
in den Airbag 384' und
dehnt ihn aus. Anschließend zerreißt der Airbag
die Modulabdeckung 385' und
bildet ein Kissen zwischen dem Lenkrad 387' und einem Insassen.
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Zehnte bevorzugte
Ausführungsform
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26 zeigt einen Gasgenerator
für einen
Airbag, der einen durchlochten Korb 2650, der aus rostfreiem
Stahl, Aluminium oder Kohlenstoffstahl hergestellt ist, zwischen
Gaserzeugungstreibmitteln 2606 und einem Kühler/Filter 2607 aufweist.
Der Gasgenerator hat ein Gehäuse,
das ein Diffusorgehäuseteil 2601 mit
einer Mehrzahl von Gasdiffusionsöffnungen 2611 und
ein Abschlussgehäuseteil 2606 aufweist,
das durch eines von verschiedenen Schweißverfahren mit dem Diffusorgehäuseteil 2601 verbunden
ist. In dem Gehäuse
sind zwei Kammern, die durch eine ungefähr zylindrische Trennwand 2603 begrenzt
sind, die konzentrisch zu einer Mittelöffnung 2613 angeordnet
ist. Die Trennwand 2603 begrenzt eine eine Zündeinrichtung
aufnehmende Kammer 2604 und eine Verbrennungskammer 2605.
Eine Zündeinrichtung,
die z. B. eine Übertragungsladung 2608 und
einen mechanischen Sensor 2612, wie er in Verbindung mit 23-25 beschrieben ist, aufweist, ist in
der die Zündeinrichtung
aufnehmenden Kammer 2604 angeordnet. Ein durchlochter Korb 2650,
wie er in 27 und 28 gezeigt ist, und Gaserzeugungstreibmittel 2606,
ein Kühler/Filter 2607,
ein Kühler/Filter-Halteteil 2609,
ein Ring 2610, ein ringförmiges Plattenelement 2616 und
andere Teile, die für
die Betätigung
des Gasgenerators geeignet sind, sind in der Verbrennungskammer 2605 montiert.
-
Es
ist auch möglich,
bspw. einen Raum 2604 außerhalb des Kühler/Filters 2607 vorzusehen.
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Der
durchlochte Korb 2650 hat eine ungefähr zylindrische Form und eine
Mehrzahl von Durchlassöffnungen 2651 auf
der umfangsmäßigen Wandfläche 2652 in
Umfangs- und axialer Richtung. Die Durchlassöffnungen 2651 können entweder
mit einem vorbestimmten Abstand regelmäßig oder zufällig gebildet
werden. Des Weiteren kann die Größe der Durchlassöffnungen 2651 frei
innerhalb des Bereichs eingestellt werden, der die Strömung des
durch sie hindurchgehenden Verbrennungsgases nicht beeinträchtigt.
Der durchlochte Korb 2650 ist zwischen den Gaserzeugungstreibmitteln 2606 und
dem Kühler/Filter 2607 angeordnet
und überdeckt die
gesamte Fläche,
wo der Kühler/Filter 2607 frei
ist, mit anderen Worten, die gesamte Fläche unterhalb eines flammenbeständigen Plattenabschnitts 2615 des
Kühler/Filter-Halteteils 2609.
Der flammenbeständige
Plattenabschnitt 2615 hat bspw. eine Höhe von 8 bis 15 mm und erstreckt
sich zumindest 2 mm unterhalb der untersten Durchlassöffnungen
in der Trennwand und verhindert, dass Flammen von den Durchlassöffnungen
in der Trennwand den Kühler/Filter 2607 berühren. Des
Weiteren kann der durchlochte Korb 2650 so ausgelegt sein,
dass er die gleiche oder etwas kürzere
Axialhöhe
als die des Kühler/Filters 2607 aufweist,
so dass sich der gelochte Korb 2650 nach außerhalb
des flammenbeständigen
Plattenabschnitts 2615 des Kühler/Filter-Halteteils 2609 erstreckt,
wodurch er den flammenbeständigen
Plattenabschnitt 2615 überlappt.
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26 zeigt einen gelochten
Korb 2650, der innerhalb des mechanisch betätigten Gasgenerators
vorgesehen ist, der den mechanischen Sensor 2612 aufweist.
Jedoch kann der gelochte Korb 2650 auch in elektrisch betätigten Gasgeneratoren
verwendet werden, wie in den 1, 7, 10, 16, 17 und 19 gezeigt.
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Elfte bevorzugte
Ausführungsform
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Ähnlich wie
der Airbag-Gasgenerator aus 26 zeigt
auch 29 einen Gasgenerator
für einen
Airbag mit einem Gehäuse,
das ein Diffusorgehäuseteil 601' mit einer Mehrzahl
von Gasdiffusionsöffnungen 611' und ein Abschlussgehäuseteil 606' aufweist, das
mit dem Diffusorgehäuseteil 601' verbunden ist.
Das Abschlussgehäuseteil 602' hat eine Mittelöffnung 613'. Das Gehäuse verfügt über eine
Trennwand 603',
die das Gehäuse
in zwei Kammern untergliedert, nämlich
in eine eine Zündeinrichtung
aufnehmende Kammer 604' und
eine Verbrennungskammer 605'.
Eine Zündeinrichtung,
die eine Übertra gungsladung 608' und einen mechanischen
Sensor 612',
wie in Verbindung mit 23 beschrieben,
aufweist, ist in der die Zündeinrichtung aufnehmenden
Kammer 604' angeordnet.
Zusätzlich
zu einem durchlochten Korb 650', wie er in 30 und 31 gezeigt
ist, sind Gaserzeugungstreibmittel 606', ein Kühler/Filter 607', ein Ring 610', ein ringförmiges Plattenelement 609' und andere
Teile, die für
die Betätigung
des Gasgenerators geeignet sind, in der Verbrennungskammer 605' montiert. Es
ist auch möglich,
bspw. einen Raum 614' außerhalb
des Kühler/Filters 607' vorzusehen.
Der durchlochte Korb 650' besteht
aus rostfreiem Stahl, Aluminium oder Kohlenstoffstahl.
-
Bei
der vorliegenden Ausführungsform
hat der zwischen den Gaserzeugungstreibmitteln 606' und dem Kühler/Filter 607' angeordnete
durchlochte Korb 650' eine
andere Form als der durchlochte Korb 2650 aus 26. Wie in den 30 und 31 abgebildet, hat der durchlochte Korb 650' eine Umfangswand 652' mit einer Mehrzahl
von Durchlassöffnungen 651' und einen annähernd flachen,
kreisförmigen
Kappenabschnitt 653', der
an der oberen Öffnung
der Umfangswand 652' ausgebildet
ist. Der Kappenabschnitt 653' kann
so geformt sein, dass er mit der Innenfläche eines oberen Kreisabschnitts 616' des Gehäuses in
Eingriff kommt. Da diese spezielle Ausführungsform eine zylindrische
Trennwand 603' aufweist,
die an dem Diffusorgehäuseteil 601' befestigt ist,
um die eine Zündeinrichtung
aufnehmende Kammer 604' zu
bilden, weist der Kappenabschnitt 653' des durchlochten Korbes 650' eine Öffnung 654' an dessen Mittelabschnitt
auf, in die die Trennwand 603' eingeführt werden kann.
-
Bei
dem durchlochten Korb 650' der
vorliegenden Ausführungsform
sind die Durchlassöffnungen 617' in Abschnitten
der Umfangswand 652' ausgebildet,
die nicht die den Durchlassöffnungen 617' in der Trennwand 603' gegenüberliegenden
Abschnitte darstellen. Mit anderen Worten, der Korb 650' kann den Kühler/Filter 607' vor den Flammen
schützen,
die infolge der Verbrennung der Übertragungsladung 608' aus den Durchlassöffnungen 617' hervorbrechen.
Um die Flammen so abzulenken, dass die Flammen noch die Gaserzeugungstreibmittel 606' erreichen,
sind die Durchlassöffnungen 651' in der Trennwand 652' des durchlochten Korbes 650' weiterhin in
Teilen ausgebildet, die den Flammen aus den Durchlassöffnungen 617' der Trennwand 603' ausgesetzt
sind. Vorzugsweise sind die Durchlassöffnungen 651' mit einem regelmäßigen Abstand in
Abschnitten der Umfangswand 652' mindestens 2 mm unter den Flammenaustrittsabschnitten
der Trennwand 603' ausgebildet.
Dadurch hat der obere Abschnitt des durchlochten Korbes 650', konkret der
Abschnitt über
den Durchlassöffnungen 651', eine Kühler/Filter-Schutzfunktion, die
den Kühler/Filter 607' vor den Flammen
der Übertragungsladung 608' schützt, welche
zu dem Kühler/Filter 607' hin ausgestoßen werden,
und eine Verbrennungsförderfunktion,
welche die Flammen derart ablenkt, dass sie die Gaserzeugungstreibmittel 606' noch gut erreichen.
Die Größe der Durchlassöffnungen 651' kann genauso
wie im Falle des durchlochten Korbes aus 26–28 eingestellt werden.
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29 zeigt einen durchlochten
Korb 650',
der in dem mechanisch betätigten
Gasgenerator mit dem mechanischen Sensor 612' vorgesehen ist. Jedoch kann der
gelochte Korb 650' auch
in elektrisch betätigten Gasgeneratoren
verwendet werden, wie in den 1, 7, 10, 16, 17 und 19 abgebildet.
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Zwölfte bevorzugte
Ausführungsform
-
Der
Airbag-Gasgenerator, wie in 33 gezeigt,
ist dadurch gekennzeichnet, dass der aus zwei oder mehr Schichten
bestehende Kühler/Filter 750 in
einem Gehäuse
installiert ist. Das Gehäuse
verfügt über eine Trennwand 703,
die das Gehäuse
in zwei Kammern untergliedert, nämlich
in eine eine Zündeinrichtung
aufnehmende Kammer 704 und eine Verbrennungskammer 705.
Eine Zündeinrichtung,
die eine Übertragungsladung 708 und
einen mechanischen Sensor 712, wie in Verbindung mit 23 beschrieben, aufweist,
ist in der die Zündeinrichtung
aufnehmenden Kammer 704 angeordnet. Zusätzlich zu einem Kühler/Filter 750 mit
zwei oder mehr Schichten, wie in 34 abgebildet,
sind Gaserzeugungstreibmittel 706, ein Kühler/Filter-Halteelement 709,
ein Ring 710, ein Plattenelement 712 und andere
Teile, die für
die Betätigung
des Gasgenerators geeignet sind, in der Verbrennungskammer 705 montiert.
Es ist auch möglich,
bspw. einen Raum 714 außerhalb des Kühler/Filters 750 vorzusehen.
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Der
aus zwei oder mehr Schichten bestehende Kühler/Filter 750 kann
hergestellt werden, indem eine Innenschicht 751 und eine
Außenschicht 752 mit
unterschiedlicher Dichte oder aus verschiedenem Material gebildet
und in radialer Richtung übereinander
gelegt werden. Beim Herstellen eines Kühler/Filters 750 mit
verschieden dichten Schichten kann die Innenschicht 751 mit
einem groben Metallgitter und die Außenschicht mit einem feinen
Metallgitter ausgebildet werden. Für das in der Innenschicht 751 verwendete
grobe Metallgitter kann eine ringförmige Metallgitterschicht verwendet
werden, die in einer Druckplatte zusammengedrückt wird.
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Bei
der vorliegenden Ausführungsform
aus 33 wurde die vorangehend
beschriebene Kühl-/Filterkonstruktion
in dem mechanisch betätigten
Gasgenerator mit mechanischem Sensor 715 installiert. Jedoch kann
ein solcher Kühler/Filter
auch in elektrisch betätigten
Gasgeneratoren verwendet werden, wie in den 1, 7, 10, 16, 17 und 19 abgebildet.
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Dreizehnte
bevorzugte Ausführungsform
-
Der
Airbag-Gasgenerator der vorliegenden Erfindung, wie er in 36 dargestellt ist, ist
dem Airbag-Gasgenerator ähnlich,
wie er in 26 dargestellt
ist. Der Gasgenerator der vorliegenden Ausführungsform hat einen gelochten
Korb 850, wie er in den 37 und 38 dargestellt ist, zwischen
den Gas erzeugenden Treibmitteln 806 und einem Kühler/Filter 807.
Dieser Gasgenerator unterscheidet sich von dem Gasgenerator der 26 dahingehend, dass der
gelochte Korb 850 in einem elektrisch betätigten Gasgenerator
verwendet wird.
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Der
Gasgenerator hat ein Gehäuse,
das ein Diffusorgehäuseteil 801 mit
einer Mehrzahl von Gasdiffusionsöffnungen 811 und
ein Abschlussgehäuseteil 802 aufweist,
das durch eines von verschiedenen Schweißverfahren mit dem Diffusorgehäuseteil 801 verbunden
ist. In dem Gehäuse
sind zwei Kammern, die durch eine ungefähr zylindrische Trennwand 803 begrenzt
sind, die konzentrisch zu einer Mittelöffnung 813 angeordnet ist.
Die Trennwand 803 begrenzt eine eine Zündeinrichtung aufnehmende Kammer 804 und
eine Verbrennungskammer 805. Eine Zündeinrichtung, die z. B. eine Übertragungsladung 808 und
einen Zünder 812,
wie in Verbindung anderen Zeichnungen beschrieben ist, aufweist,
ist in der die Zündeinrichtung
aufnehmenden Kammer 804 angeordnet. Ein durchlochter Korb 850,
wie er in 37 und 38 gezeigt ist, und Gaserzeugungstreibmittel 806,
ein Kühler/Filter 807,
ein Kühler/Filter-Halteteil 809,
ein Ring 810, ein Plattenelement 816 und andere
Teile, die für
die Betätigung
des Gasgenerators geeignet sind, sind in der Verbrennungskammer 805 montiert.
Es ist auch möglich,
bspw. einen Raum 814 außerhalb des Kühler/Filters 807 vorzusehen.
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Der
durchlochte Korb 850 hat eine ungefähr zylindrische Form und eine
Mehrzahl von Durchlassöffnungen 851 auf
der Umfangswand 852 in Umfangs- und axialer Richtung. Die
Durchlassöffnungen 851 können entweder
mit einem vorbestimmten Abstand regelmäßig oder zufällig gebildet
werden. Des Weiteren kann die Größe der Durchlassöffnungen 851 frei
innerhalb des Bereichs eingestellt werden, der die Strömung des
durch sie hindurchgehenden Verbrennungsgases nicht beeinträchtigt.
Der durchlochte Korb 850 ist zwischen den Gaserzeugungstreibmitteln 806 und
dem Kühler/Filter 807 angeordnet
und überdeckt
die gesamte Fläche,
wo der Kühler/Filter 807 frei
ist, mit anderen Worten, die gesamte Fläche unterhalb eines flammenbeständigen Plattenabschnitts 815 des
Kühler/Filter-Halteteils 809.
Des Weiteren kann der durchlochte Korb 850 so ausgelegt
sein, dass er die gleiche oder eine etwas kürzere Axialhöhe als die
des Kühler/Filters 807 aufweist,
so dass sich der gelochte Korb 850 nach außerhalb
des flammenbeständigen
Plattenabschnitts 815 des Kühler/Filter-Halteteils 809 erstreckt,
wodurch er den flammenbeständigen
Plattenabschnitt 815 überlappt.
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Der
gelochte Korb 850 kann auch in einem mechanisch betätigten Gasgenerator
verwendet werden, wie es in 26 gezeigt
ist.
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Vierzehnte
bevorzugte Ausführungsform
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Der
Airbag-Gasgenerator der vorliegenden Erfindung, wie er in 39 dargestellt ist, ist
dem Airbag-Gasgenerator ähnlich,
wie er in 29 dargestellt
ist. Der Gasgenerator der vorliegenden Ausführungsform hat einen gelochten
Korb 850',
wie er in den 40 und 41 dargestellt ist, zwischen
den Gas erzeugenden Treibmitteln 806' und einem Kühler/Filter 807'. Dieser Gasgenerator
unterscheidet sich von dem Gasgenerator der 29 dahingehend, dass der gelochte Korb 850' in einem elektrisch
betätigten
Gasgenerator verwendet wird.
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Ähnlich wie
der Airbag-Gasgenerator aus 36 hat
der Gasgenerator der vorliegenden Ausführungsform ein Gehäuse, das
ein Diffusorgehäuseteil 801' mit einer Mehrzahl
von Gasdiffusionsöffnungen 811' und ein Abschlussgehäuseteil 802' aufweist, das
mit dem Diffusorgehäuseteil 801 verbunden
ist. Das Abschlussgehäuseteil 802' hat eine Mittelöffnung 813'. Das Gehäuse verfügt über eine
Trennwand 803',
die das Gehäuse
in zwei Kammern untergliedert, nämlich
in eine eine Zündeinrichtung
aufnehmende Kammer 804' und
eine Verbrennungskammer 805'.
Eine Zündeinrichtung,
die eine Übertragungsladung 808' und einen Zünder 812', wie in Verbindung
anderen Zeichnungen beschrieben ist, aufweist, ist in der die Zündeinrichtung
aufnehmenden Kammer 804' angeordnet.
Zusätzlich
zu einem durchlochten Korb 850', wie er in 40 und 41 gezeigt
ist, sind Gaserzeugungstreibmittel 806', ein Kühler/Filter 807', ein Ring 810', ein ringförmiges Plattenelement 809' und andere
Teile, die für
die Betätigung
des Gasgenerators geeignet sind, in der Verbrennungskammer 805' montiert. Es
ist auch möglich,
bspw. einen Raum 814' außerhalb
des Kühler/Filters 807' vorzusehen.
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Bei
der vorliegenden Ausführungsform
hat der durchlochte Korb, der zwischen den Gaserzeugungstreibmitteln 806' und dem Kühler/Filter 860' angeordnet
ist, eine andere Form als der durchlochte Korb 850 aus 36. Wie in den 40 und 41 dargestellt, umfasst der durchlochte
Korb 850' eine
Umfangswand 852' mit einer
Mehrzahl von Durchlassöffnungen 851' und einen annähernd flachen,
kreisförmigen
Kappenabschnitt 853',
der an der oberen Öffnung
der Umfangswand 852' ausgebildet
ist. Der Kappenabschnitt 853' kann
so geformt sein, dass er mit der Innenfläche eines oberen Kreisabschnitts 816' des Gehäuses in
Eingriff kommt. Da diese spezielle Ausführungsform eine zylindrische
Trennwand 803' aufweist,
die an dem Diffusorgehäuseteil 801' befestigt ist,
um die eine Zündeinrichtung
aufnehmende Kammer 804' zu
bilden, weist der Kappenabschnitt 853' des durchlochten Korbes 850' eine Öffnung 654' an dessen Mittelabschnitt
auf, in die die Trennwand 803' eingeführt werden kann.
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Bei
dem durchlochten Korb 850' der
vorliegenden Ausführungsform
sind die Durchlassöffnungen 851' in Abschnitten
der Umfangswand 852' ausgebildet,
die nicht die Abschnitte darstellen, die den Durchlassöffnungen 817' in der Trennwand 852' radial gegenüberliegen.
Mit anderen Worten, der Korb 850' kann den Kühler/Filter 807' vor den Flammen
schützen,
die infolge der Verbrennung der Übertragungsladung 808' aus den Durchlassöffnungen 817' hervorbrechen.
Um die Flammen so abzulenken, dass die Flammen noch die Gaserzeugungstreibmittel 806' erreichen,
sind die Durchlassöffnungen 851' in der Trennwand 852' des durchlochten Korbes 850' weiterhin in
Teilen ausgebildet, die den Flammen aus den Durchlassöffnungen 817' der Trennwand 603' ausgesetzt
sind. Vorzugsweise sind die Durchlassöffnungen 851' mit einem regelmäßigen Abstand in
Abschnitten der Umfangswand 852' unter den Flammenaustrittsabschnitten
der Trennwand 803' ausgebildet.
Dadurch hat der obere Abschnitt des durchlochten Korbes 850', konkret der
Abschnitt über
den Durchlassöffnungen 851', eine Kühler/Filter-Schutzfunktion, die
den Kühler/Filter 8607' vor den Flammen
der Übertragungsladung 608' schützt, welche
zu dem Kühler/Filter 807' hin ausgestoßen werden,
und eine Verbrennungsförderfunktion,
welche die Flammen derart ablenkt, dass sie die Gaserzeugungstreibmittel 806' noch gut erreichen.
Die Größe der Durchlassöffnungen 851' kann ähnlich wie
im Falle des durchlochten Korbes aus 37–38 eingestellt werden.
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Der
gelochte Korb 850' auch
in mechanisch betätigten
Gasgeneratoren verwendet werden, wie in den 29 abgebildet.
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Fünfzehnte
bevorzugte Ausführungsform
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Ähnlich wie
der Airbag-Gasgenerator aus 33 ist
der Airbag-Gasgenerator aus 42 dadurch
gekennzeichnet, dass der aus zwei oder mehr Schichten bestehende
Kühler/Filter 750' in einem Gehäuse installiert
ist. Dieser Gasgenerator unterschiedet sich von dem Gasgenerator
aus 33 dadurch, dass
ein Kühler/Filter 750' mit zwei oder
mehr Schichten in einem elektrisch betätigten Gasgenerator zum Einsatz
kommt.
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Der
Gasgenerator nach der vorliegenden Ausführungsform verfügt über ein
Gehäuse,
das ein Diffusorgehäuseteil 701' mit einer Mehrzahl
von Gasdiffusionsöffnungen 711' und ein Abschlussgehäuseteil 702' aufweist, das
mit dem Diffusorgehäuseteil 701' verbunden ist.
Das Gehäuse
verfügt über eine
Trennwand 703', die
das Gehäuse
in zwei Kammern untergliedert, nämlich
in eine eine Zündeinrichtung
aufnehmende Kammer 704' und
eine Verbrennungskammer 705'.
Eine Zündeinrichtung,
die eine Übertragungsladung 708' und einen Zünder 715', wie in Verbindung
anderen Zeichnungen beschrieben ist, aufweist, ist in der die Zündeinrichtung aufnehmenden
Kammer 704' angeordnet.
Zusätzlich
zu einem Kühler/Filter 750' mit zwei oder
mehr Schichten, wie in 43 gezeigt,
sind Gaserzeugungstreibmittel 706', ein Kühler/Filter-Halteteil 709', ein Ring 710', ein Plattenelement 712' und andere
Teile, die für
die Betätigung
des Gasgenerators geeignet sind, in der Verbrennungskammer 705' montiert. Es
ist auch möglich,
bspw. einen Raum 714' außerhalb
des Kühler/Filters 750' vorzusehen.
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Der
aus zwei oder mehr Schichten bestehende Kühler/Filter 750' kann hergestellt
werden, indem eine Innenschicht 751' und eine Außenschicht 752' mit unterschiedlicher
Dichte oder aus verschiedenem Material gebildet und in radialer
Richtung übereinander
gelegt werden. Beim Herstellen eines Kühler/Filters 750' mit verschieden
dichten Schichten kann die Innenschicht 751' mit einem groben Metallgitter
und die Außenschicht 752' mit einem feinen
Metallgitter ausgebildet werden. Für das in der Innenschicht 751' verwendete
grobe Metallgitter kann eine ringförmige Metallgitterschicht verwendet
werden, wie in 2–6 gezeigt, die in einer Druckplatte
zusammengedrückt
wird.
-
Der
Kühler/Filter 750' kann auch in
mechanisch betätigten
Gasgeneratoren verwendet werden, wie in 33 abgebildet.
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Das azidfreie Gaserzeugungsmaterial
-
Das
herkömmliche
Azid-Gaserzeugungsmaterial hat die Zersetzungsanfangstemperatur
von 350°C und
die Verbrennungstemperatur von 1500°K und ergibt somit mit nur einem
gewöhnlichen
Zünder
eine instabile Zündung.
Selbst wenn es gezündet
ist, wird das Gaserzeugungsmaterial nicht unter einer zufrieden
stellenden Bedingung verbrannt, um seine vollständige Leistung zu zeigen. Daher
wird eine Übertragungsladung (B/KNO3) verwendet, die durch den Zünder gezündet wird,
um ausreichend Energie zu erzeugen, damit das Gaserzeugungsmaterial
zufrieden stellend gezündet
und verbrannt wird.
-
Es
hat sich herausgestellt, dass die Verwendung eines azidfreien Materials
als Gaserzeugungsmaterial für
einen Airbag-Gasgenerator, das die Zersetzungsanfangstemperatur
von 330°C
oder niedriger, die Verbrennungstemperatur von 200°K oder höher und
ausgezeichnete Entzündungs-
und Verbrennungseigenschaften hat, die Übertragungsladung vermeiden
kann, die bei dem herkömmlichen
Airbag-Gasgenerator verlangt worden ist. Die Zersetzungsanfangstemperatur
ist vorzugsweise 310°C
oder niedriger.
-
Das
azidfreie Gaserzeugungsmaterial, das in diesem Airbag-Gasgenerator
verwendet wird, kann aus einer Vielzahl von herkömmlicherweise vorgeschlagenen
Materialien gewählt
werden, die umfassen: eine Verbindung, die als Hauptkomponenten
eine organische Stickstoffverbindung, wie Tetrazol, Triazol und
ihre Metallsalze, und ein Sauerstoff enthaltendes Oxidierungsmittel
aufweist, wie Alkalimetallnitrat, sowie eine Verbindung, die Triaminoguanidinnitrat,
Carbohydrazit und Nitroguanidin als Brennstoff und eine Stickstoffquelle
verwendet, und auch Nitrat, Chlorat und Perchlorat von Alkalimetall
oder Erdalkalimetall als Oxidierungsmittel. Das Gaserzeugungsmaterial
ist bei dieser Erfindung nicht auf diese beschränkt, sondern kann aus anderen Materialien
ausgewählt
werden, wie es entsprechend solchen Anforderungen wie Brenngeschwindigkeit,
Ungiftigkeit und Verbrennungstemperatur verlangt wird. Das Gaserzeugungsmaterial
kann zu geeigneten Formen gebildet werden, wie Tabletten, Platten,
Hohlzylinder, poröse
Körper
und Scheiben.
-
Wenn
das Gaserzeugungsmaterial durch den Zünder gezündet wird, um so leichter wird
es entzündet, desto
größer die
Oberfläche
des Gaserzeugungsmaterial ist. Es ist deshalb erwünscht, dass
das Gaserzeugungsmaterial in solchen Formen gebildet wird, wie Hohlzylinder
und poröse
Körper.
-
Das
Innenvolumen des Gehäuses
des Airbag-Gasgenerators ist vorzugsweise im Bereich von 65 bis 115
cm3, kann aber 60 bis 130 cm3 sein.
Die Ladungsmenge des festen Gaserzeugungsmaterials ist vorzugsweise
im Bereich von 30 bis 40 g für
den Airbag auf der Fahrerseite, kann aber 20 bis 50 g sein.
-
Wenn
ein Airbag-Gasgenerator für
ein Kraftfahrzeug ein azidfreies Gaserzeugungsmaterial verwendet,
das eine lineare Brenngeschwindigkeit von 5 bis 30 mm/s bei dem
Druck von 70 kg/cm2 aufweist, wird verlangt,
dass das gesamte Gaserzeugungsmaterial vollständig in 40 bis 60 ms bei dem
Airbag des Fahrersitzes, in 50 bis 80 ms bei dem Airbag des Beifahrersitzes
und in 5 bis 15 ms bei dem Airbag für einen Seitenaufprall verbrennt.
Um die Verbrennung des Gaserzeugungsmaterials zu steuern, wird eine
geeignete Einstellung des Verhältnisses
A/At vorgenommen, wobei A die gesamte Oberfläche des Gaserzeugungsmaterial
und At die Gesamtfläche
der Gasauslassöffnungen
in dem Diffusorgehäuseteil
ist. Dieses Verhältnis
A/At wird eingestellt, wie folgt:
Airbag für den Fahrersitz A/At = 100–300 bei
20 bis 50 g Gaserzeugungsmaterial,
Airbag für den Beifahrersitz A/At =
80–240
bei 40 bis 120 g Gaserzeugungsmaterial, und
Airbag für Seitenaufprallschutz
A/At = 250–3600
bei 10 bis 25 g Gaserzeugungsmaterial.
-
Wenn
das Verhältnis
A/At den maximalen Wert für
jeden Airbag überschreitet,
steigt der Druck in dem Airbag-Gasgenerator über mäßig an, woraus sich ergibt,
dass die Verbrennungsgeschwindigkeit des Gaserzeugungsmaterials
zu groß wird.
Wenn das Verhältnis
kleiner als der minimale Wert ist, steigt der Druck in dem Airbag-Gasgenerator
nicht genügend
an, wodurch sich ergibt, dass die Verbrennungsgeschwindigkeit zu
klein wird. In beiden Fällen
fällt die
Brennzeit außerhalb
des erwünschten
Bereichs und der Airbag-Gasgenerator mit
solchen Verbrennungszeiten ist nicht verwendbar.
-
Um
eine vollständige
Verbrennung in einer erwünschten
Verbrennungszeit zu erreichen, wird erwünscht, dass jedes Stück des Gaserzeugungsmaterials
die geringste Dicke von 0,01 bis 2,5 mm und bevorzugter von 0,01
bis 1,0 mm aufweist.
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Versuche
wurden unter Verwendung von vier Arten Gaserzeugungsmaterial durchgeführt, die
ohne Verwendung einer Übertragungsladung
durch den Zünder
gezündet
wurden. Die Versuchsergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt. Der Zünder verwendet
Zpp (eine Mischung aus Zirkonium/Kaliumperchlorat) und hat eine Kraft
von 1250 psi. Das Zusammensetzungsverhältnis ist in Gew.-%. NQ ist
ein Nitroguanidin mit einem hohen spezifischen Gewicht.
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-
-
In
der Ausführungsform
1 und der Ausführungsform
2 wurde das Gaserzeugungsmaterial durch den Zünder ohne Verwendung einer Übertragungsladung
gezündet.
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Im
Vergleichsfall 1 versagte das Gaserzeugungsmaterial ohne eine Übertragungsladung
gezündet
zu werden, weil die Zersetzungsanfangstemperatur hoch und die Verbrennungstemperatur
zu niedrig ist.
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Im
Vergleichsfall 2 versagte das Gaserzeugungsmaterial ohne eine Übertragungsladung
gezündet
zu werden, weil die Verbrennungstemperatur niedrig ist, obgleich
die Zersetzungsanfangstemperatur niedrig ist.
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Es
besteht ein Bedürfnis,
die Menge an Verbrennungsteilchen zu begrenzen, die mit dem Gas
aus den Auslass- (Diffusor) Öffnungen
der Gasgeneratorgehäuse
ausgebracht werden, weil solche Teilchen dazu neigen, einen an dem
Gasgenerator angebrachten Airbag zu verbrennen. Ein optimaler Bereich
an Teilchen sollte 2 g nicht überschreiten.
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Man
beachte, dass die Verbrennungstemperatur des Gases an und für sich kein
kritischer Faktor ist, um eine Beschädigung des Airbags zu verhindern.
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Die
Kühler/Filter
müssen
so arbeiten, dass die Verbrennungsteilchen, die in einer normalen
Gasmenge enthalten sind, die durch die Verbrennung des Gaserzeugungsmaterials
erzeugt wird, wenn der Airbag-Gasgenerator gearbeitet hat, kleiner
als 2 g, wünschenswerter
Weise kleiner als 1 g und besonders erwünscht kleiner als 0,7 g wird.
Hier ist die üblicherweise
erzeugte Gasmenge im Bereich von 0,5 bis 1,5 mol in dem Fall des
Airbag-Gasgenerators für
einen Airbag für
den Fahrersitz eines Kraftfahrzeugs und von 1,5 bis 5 mol in dem
Fall des Airbag-Gasgenerators für
einen Airbag des Beifahrersitzes, obgleich dies natürlich in Abhängigkeit
von der Verwendung variieren kann. Bei dem Airbag-Gasgenerator für einen
Airbag der vorliegenden Erfindung muss die Menge an Verbrennungsteilchen
in dem erzeugten Gas auf den oben erwähnten, vorbestimmten Wert unabhängig von
der erzeugten Gasmenge beschränkt
werden. In dieser Beziehung wird jedoch die verlangte Anzahl von
Molen des Gases wegen der höheren
Verbrennungstemperaturen und des begleitenden höheren, ausgedehnten Gasvolumens
verringert, das durch das azidfreie Gaserzeugungsmaterial erzeugt
wird. Deshalb wird weniger Treibmittel verlangt, und kleinere Gasgeneratoren
werden möglich
gemacht.
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Die
Massendichte solcher Kühler/Filter
ist von 3,0 bis 5,0 g/cm3 und vorzugsweise
von 3,5 bis 4,0 g/cm3.
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Das
Material der Metallgitter ist rostfreier Stahl. Als rostfreier Stahl
können
bspw. SUS304, SUS310S, SUS316 (als JIS spezifiziert), usw. verwendet
werden. Der SUS304 (18Cr-8Ni-0,06C) ist ein rostfreier Austenitstahl,
der eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit zeigt.
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Ein
Verstärkungsring
mit einer Anzahl von Durchlassöffnungen,
die in dessen gesamter Umfangswand gebildet sind, kann auf die Außenseite
und die Innenseite des Kühler/Filters
oder auf beide aufgebracht werden, muss aber nicht notwendigerweise
verwendet werden.
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Die
Gasgeneratoren der vorliegenden Erfindung verwenden Gaserzeugungsmaterial
aus einer azidfreien, organischen Stickstoffverbindung. Das azidfreie
Gaserzeugungsmaterial umfasst zumindest eine organische Stickstoffverbindung,
ein Oxidierungsmittel und ein Schlackebildungsmittel. Das Gaserzeugungsmaterial
kann mit einem Binder vermischt werden, wenn es zu einer erwünschten
Form geformt werden soll.
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Als
organische Stickstoffverbindung kann irgendeine Verbindung verwendet
werden, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Triazolderivaten,
Tetrazolderivaten, Guanidinderivaten, Azodicarboamidderivaten und
Hydrazinderivaten oder einer Mischung davon besteht.
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Konkrete
Beispiele umfassen 5-Oxo-1,2,4-triazol, Tetrazol, 5-Aminotetrazol,
5,5'-Bi-1H-tetrazol, Guanidin,
Nitroguanidin, Cyanoguanidin, Triaminoguanidinnitrat, Guanidinnitrat,
Guanidincarbonat, Biuret, Azodicarbonamid, Carbohydrazidnitratkomplex,
Dihydrazidoxalat, Hydrazinnitratkomplex, und Ähnliches. Unter ihnen werden
Nitroguanidin und Cyanoguanidin bevorzugt, und Nitroguanidin wird
besonders bevorzugt, da es am wenigsten Kohlenstoffatome in den
Molekülen
aufweist. Das Nitroguanidin umfasst nadelförmiges, kristallines Nitroguanidin,
das ein geringes spezifisches Gewicht aufweist, und ein massives,
kristallines Nitroguanidin, das ein hohes spezifisches Gewischt
aufweist, und beide können
verwendet werden. Jedoch wird das Nitroguanidin mit einem hohen,
spezifischen Gewicht unter dem Gesichtspunkt der Sicherheit zur
Produktionszeit in Gegenwart einer geringen Wassermenge unter einfacher
Handhabung bevorzugt.
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Die
Verbindung wird mit einer Konzentration von üblicherweise 25 bis 60 Gew.-%
und vorzugsweise von 30 bis 40 Gew.-% verwendet, obgleich sich dies
in Abhängigkeit
von der Zahl der Kohlenstoffatome, der Wasserstoffatome und anderer
Elemente, die in der Molekülformel
oxidiert werden müssen, ändern kann.
Die Konzentration einer Spurenmenge an CO nimmt in dem erzeugten
Gas zu, wenn die Menge der Verbindung größer als eine theoretische,
vollständige
Oxidationsanforderung ist, und die Konzentration an einer Spurenmenge
von NOx nimmt in dem erzeugten Gas zu, wenn die Menge der Verbindung
gleich oder kleiner als die theoretische, vollständige Oxidationsanforderung
ist, obgleich sich der absolute Wert in Abhängigkeit von der Art des Oxidierungsmittels ändern kann,
das verwendet wird. Der am meisten erwünschte Bereich ist einer, in dem
ein optimaler Ausgleich zwischen den beiden aufrechterhalten wird.
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Eine
Vielzahl von Oxidationsmitteln kann verwendet werden, wie eines,
das aus zumindest Nitraten ausgewählt ist, die Kationen eines
Alkalimetalls oder eines Erdalkalimetalls enthalten. Die Menge seiner
Verwendung ist von 40 bis 65 Gew.-% und insbesondere von 45 bis
60 Gew.-% unter dem Gesichtspunkt der Konzentrationen der oben erwähn ten CO
und NOx, obgleich sich der Absolutwert in Abhängigkeit von der Art und der
Menge der Gaserzeugungsverbindung unterscheiden kann.
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Es
können
auch Oxidiermittel verwendet werden, wie Nitrid und Perchlorat,
die auf dem Gebiet von Airbag-Gasgeneratoren viel verwendet werden.
Es ist jedoch erwünscht,
ein Nitrat unter dem Gesichtspunkt zu verwenden, dass die Anzahl
der Sauerstoffatome in den Nitridmolekülen verglichen mit denjenigen
des Nitrats abnimmt, und dass der feine Pulvernebel, der aus dem
Sack leicht ausgestoßen
wird, mit einer verringerten Menge gebildet wird.
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Das
Schlacke bildende Mittel wirkt, dass die Oxide der Alkalimetalle
oder der Erdalkalimetalle, die durch die Zersetzung der Oxidiermittelkomponente
in der Gaserzeugungsmaterialzusammensetzung gebildet werden, von
einer Flüssigkeit
in einen Feststoff umgewandelt werden, damit sie der Kühler/Filter
besser in der Verbrennungskammer begrenzen kann, so dass sie nicht
in der Form von Nebel aus dem Gasgenerator ausgebracht werden. Der
Kühler/Filter
schneidet die Mischung aus Schlacke bildendem Mittel und Pulverrest,
um sie zu kühlen
und zu bewirken, dass sie zu Teilchengrößen gebracht werden, die dann
nicht durch den Kühler/Filter
hindurch gehen können.
Gerade diese Wechselwirkung schließt die Notwendigkeit einer
herkömmlichen
Filterstruktur aus. Ein optimales Schlackebildungsmittel kann in
Abhängigkeit
von den Metallkomponenten ausgewählt
werden. Beispiele des Schlackebildungsmittels umfasst natürliche Tone,
die Aluminosilicat als Hauptkomponente umfassen, wie Bentonit und
Kaolin, künstliche
Tone, wie synthetischer Mica, synthetisches Kaolinit und synthetisches
Smectit, und Talk, das ein hydriertes Magnesiumsilicatmineral ist.
Irgendeines von ihnen kann als Schlackebildungsmittel verwendet
werden. Ein bevorzugtes Beispiel des Schlackebildungsmittels ist
ein saurer Ton.
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Eine
Mischung von Oxiden aus drei Komponenten aus einem Calciumoxid,
das von Calciumnitrat erzeugt wird, einem Aluminiumoxid, das eine
Hauptkomponente von Ton ist, und einem Siliciumoxid, zeigt eine Viskosität von ungefähr 3,1 Poise
bis ungefähr
1000 Poise über
einen Temperaturbereich von 1350°C
bis 1550°C
und einen Schmelzpunkt von 1350°C
bis 1450°C
in Abhängigkeit
von den Zusammensetzungsverhältnissen.
Indem diese Eigenschaften verwendet werden, zeigt sich die Schlackebildungsleistung
in Abhängigkeit von
dem Mischzusammensetzungsverhältnis
der Gaserzeugungsmaterialzusammensetzung.
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Das
Schlackebildungsmittel wird in einer Menge von 1 bis 20 Gew.-% und
vorzugsweise von 3 bis 7 Gew.-% verwendet. Wenn es in zu großen Mengen
verwendet wird, nimmt die lineare Verbrennungsgeschwindigkeit ab
und der Gaserzeugungswirkungsgrad nimmt ab. Wenn es in zu geringen
Mengen verwendet wird, zeigt sich die Schlackebildungsleistung nicht
in einem ausreichenden Maß.
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Der
Binder ist notwendig, um einen erwünschten, geformten Artikel
aus einer Gaserzeugungsmaterialzusammensetzung zu erhalten. Irgendein
Binder kann verwendet werden, vorausgesetzt, er zeigt in Gegenwart
von Wasser und Lösungsmittel
Viskosität,
ohne das Verbrennungsverhalten der Zusammensetzung nachteilig zu
beeinflussen. Beispiele von Binder von können Polysaccharidderivate
umfassen, wie Metallsalze von Carboxymethylcellulose, Hydroxyethylcellulose,
Celluloseacetat, Cellulosepropionat, Celluloseacetatbutyrat, Nitrocellulose,
Stärke
und Ähnliches.
Unter ihnen jedoch wird ein wasserlöslicher Binder unter dem Gesichtspunkt
der Produktionssicherheit und der einfachen Handhabung bevorzugt.
Als Beispiel wird ein Metallsalz der Carboxymethylcellulose und
insbesondere ein Natriumsalz bevorzugt.
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Der
Binder wird in einer Menge von 1 bis 12 Gew.-% und bevorzugter von
4 bis 12 Gew.-% verwendet. Wenn der Binder auf der Seite großer Mengen
verwendet wird, zeigt der geformte Artikel eine erhöhte Bruchfestigkeit.
Die Anzahl von Kohlenstoffatomen und Wasserstoffatomen in der Zusammensetzung
erhöht
sich mit einer Zunahme der Bindermenge, wodurch sich eine Erhöhung der
Konzentration der Spurenmenge an CO Gas ergibt, das ein Erzeugnis
einer unvollständigen
Kohlenstoffverbrennung ist und bewirkt, dass die Qualität des erzeugten
Gases verschlechtert wird. Wenn der Binder insbesondere in einer
Menge von mehr als 12 Gew.-% verwendet wird, muss das Oxidierungsmittel
in einem relativ erhöhten
Verhältnis
verwendet werden, wodurch das Verhältnis der Gaserzeugungsverbindung
relativ verringert wird, wodurch es schwierig gemacht wird, ein
ausführbares
Gasgeneratorsystem herzustellen.
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Des
Weiteren ist die zusätzliche
Wirkung eines Natriumsalzes der Carboxymethylcellulose, dass, wenn
ein geformter Artikel unter Verwendung von Wasser erzeugt wird,
das Natriumnitrat bewirkt, das durch die Metallaustauschreaktion
mit dem Nitrat gebildet wird, das in geringer Form in der Größe von Molekülen vorhanden
ist, dass die Zersetzungstemperatur des Nitrats, das das Oxidiermittel
ist, und insbesondere des Strontiumnitrats, das eine hohe Zersetzungstemperatur
aufweist, in Richtung zu der niederen Temperaturseite verschoben
wird, wodurch zu einer Verbesserung der Verbrennbarkeit beigetragen
wird.
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Deshalb
umfasst eine bevorzugte Gaserzeugungsmaterialzusammensetzung, die
zur Realisierung der vorliegenden Erfindung verwendet wird,
- (a) ungefähr
25 bis 60 Gew.-% und vorzugsweise 30 bis 40 Gew.-% Nitroguanidin,
- (b) ungefähr
40 bis 65 Gew.-% und vorzugsweise 45 bis 65 Gew.-% Oxidiermittel,
- (c) ungefähr
1 bis 20 Gew.-% und vorzugsweise 3 bis 7 Gew.-% Schlackebildungsmittel,
und
- (d) ungefähr
3 bis 12 Gew.-% und vorzugsweise 4 bis 12 Gew.-% Binder, und umfasst
besonders bevorzugt:
- (a) ungefähr
30 bis 40 Gew.-% Nitroguanidin,
- (b) ungefähr
40 bis 65 Gew.-% Strontiumnitrat,
- (c) ungefähr
3 bis 7 Gew.-% saurer Ton, und
- (d) ungefähr
4 bis 12 Gew.-% Natriumsalz der Carboxymethylcellulose.
-
Daher
wird ein geformter Artikel aus einem Gaserzeugungsmaterial für einen
Airbag geschaffen, der umfasst:
- (a) ungefähr 25 bis
60 Gew.-% Nitroguanidin,
- (b) ungefähr
40 bis 65 Gew.-% Oxidiermittel,
- (c) ungefähr
1 bis 20 Gew.-% Schlackebildungsmittel, und
- (d) ungefähr
3 bis 12 Gew.-% Binder.
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Als
organische Stickstoffverbindung kann Dicyandiamid vorzugsweise auch
verwendet werden.
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Die
Gaserzeugungsmaterialzusammensetzung enthält die organische Stickstoffverbindung
in einer solchen Menge, dass der Sauerstoffausgleich besonders erwünscht nahe
Null durch eine richtige Kombination von Oxidiermittel oder anderen
Zusätzen
gebracht ist, obgleich sich die Menge an organischer Stickstoffverbindung
in Abhängigkeit
von der Anzahl der Atome und des Molekulargewichts der Stickstoffverbindung
und des Oxidiermittels und der Additive ändern kann. Ein geformter Artikel
aus einer optimalen Zusammensetzung kann erhalten werden, indem
der Sauerstoffausgleich in Richtung zu der positiven Seite oder
der negativen Seite in Abhängigkeit
von der Konzentration der Spurenmengen an CO und NOx eingestellt
wird, die erzeugt werden. Wenn bspw. Dicyandiamid verwendet wird,
ist seine Menge vorzugsweise von 8 bis 20 Gew.-%.
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Das
sauerstoffhaltige Oxidiermittel ist eines, das allgemein auf dem
Gebiet der Gaserzeugungsmaterialien für Airbags bekannt ist. Es ist
jedoch erwünscht,
ein Oxidiermittel zu verwenden, dessen Rest im Wesentlichen eine
flüssige
oder gasförmige
Form annimmt und das eine hochschmelzende Substanz bildet, so dass
keine Wärmelast
auf den Kühler/Filter
ausgeübt
wird.
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Beispielsweise
ist Kaliumnitrat ein Oxidiermittel, das im Allgemeinen für Gaserzeugungsmaterialien verwendet
wird. Jedoch ist Kaliumnitrat unter dem Gesichtspunkt der Wärmebelastung
für den
Kühler/Filter nicht
erwünscht,
da dessen Hauptteilchen nach der Verbrennung Kaliumoxid oder Kaliumcarbonat
sind, wobei sich das Kaliumoxid in Kaliumperoxid und metallisches
Kalium bei ungefähr
350°C zersetzt,
und das Kaliumperoxid einen Schmelzpunkt von 763°C zeigt, um die flüssige oder
gasförmige
Form in dem Zustand anzunehmen, in dem der Airbag-Gasgenerator betrieben
wird.
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Das
Oxidiermittel kann Strontiumnitrat sein. Die Teilchen nach der Verbrennung
des Strontiumnitrats sind ein Strontiumoxid mit einem Schmelzpunkt
von 2430°C,
das nahezu in einem festen Zustand bleibt, selbst dann, wenn der
Airbag-Gasgenerator gearbeitet hatte.
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Es
gibt keine besondere Begrenzung der Menge an Oxidiermittel, vorausgesetzt,
dass es in einer Menge verwendet wird, die zum vollständigen Verbrennen
der organischen Stickstoffverbindung ausreichend ist. Die Menge
kann in geeigneter Weise geändert
werden, um die lineare Brenngeschwindigkeit und die Menge der erzeugten
Wärme zu
steuern. Wenn das Strontiumnitrat als Oxidiermittel für das Dicyandiamid
verwendet wird, ist es erwünscht,
dass es in einer Menge von 11,5 bis 55 Gew.-% ist.
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Eine
Gaserzeugungsmaterialzusammensetzung enthält 8 bis 20 Gew.-% Dicyandiamid,
11,5 bis 55 Gew.-% Strontiumnitrat, 24,5 bis 80 Gew.-% Kupferoxid
und 0,5 bis 8 Gew.-% eines Natriumsalzes der Carboxymethylcellulose.
Weiterhin wird eine Gaserzeugungsmaterialzusammensetzung geschaffen,
die 8 bis 20 Gew.-% Dicyandiamid, 11,5 bis 55 Gew.-% Strontiumnitrat,
24,5 bis 80 Gew.-% Kupferoxid und 0,5 bis 8 Gew.-% eines Natriumsalzes
des Carboxymethylcellulose enthält.
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Ein
azidfreies, festes Gaserzeugungsmaterial, das Nitroguanidin, Sr(NO3)2, Carboxymethylcellulose und
saurer Ton in Gew.-% von Nitroguanidin: Sr(NO3)2: Carboxymethylcellulose: saurer Ton = 35,4
: 49,6 : 10,5 Gew.-% umfasst, wurde in einem Airbag-Gasgenerator der
vorliegenden Erfindung in einem Behälter gezündet, um ein Gas zu erzeugen.
Das von dem Airbag-Gasgenerator erzeugte Gas wurde in dem Behälter behalten,
der dann mit Aceton gewaschen wurde, um Verbrennungsteilchen einzusammeln,
die in dem durch die Gasauslassöffnungen
des Gasgenerators in diesem Behälter
ausgetragen wurden, um die Menge an Verbrennungsteilchen zu messen,
die in diesem Gas verblieb.
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Es
ergab sich, dass die Menge des durch die Auslassöffnungen des Airbag-Gasgenerators
ausgebrachte Gasmenge ein Mol war und darin enthaltene Verbrennungsteilchen
umfassten 0,3 g.
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Ein
Airbag-Gasgenerator für
einen Airbag auf der Beifahrerseite erzeugte bei einem ähnlichen
Test eine Gasmenge von 4 mol, die 0,6 g Verbrennungsteilchen enthielt.
Beide diese Tests zeigen, dass die Erzeugung von Teilchen kleiner
als 2 g ist, und daher schließen
solche Ergebnisse eine Teilchenbeschädigung von Airbags aus.
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Zusätzliche
Arbeitsparameter
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Es
wurde von dem Erfinder herausgefunden, dass, um das azidfreie Gaserzeugungsmaterial
stabil zu verbrennen, der maximale Druck innerhalb des Airbag-Gasgenerators
zumindest 100 kg/cm2 sein muss, und dass,
wenn der maximale Innendruck 300 kg/cm2 überschreitet,
von dem Gehäuse
des Airbag-Gasgenerators verlangt wird, dass es eine übermäßig große Festigkeit
aufweist, wodurch es schwierig gemacht wird, die Größe und das
Gewicht des Airbag-Gasgenerators zu verringern.
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Des
Weiteren hat der Erfinder herausgefunden, dass es keine Notwendigkeit
einer Drucksteuerung bei dem maximalen Innendruck des Gasgenerators
durch eine einen Austrag verhindernde Druckplatte oder Ähnliches
gibt, und, dass, wenn ein kleines Gehäuse (mit einem Innenvolumen
von weniger als 120 cm3) den maximalen Innendruck
im Bereich von 100 bis 300 kg/cm2 aufweist
und die Gesamtfläche
der Öffnungen/Gaserzeugung
im Bereich von 0,50 bis 2,50 cm2/mol liegt,
eine erwünschte
Ausgangskurve zum Aufblasen des Airbags erhalten werden kann.
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Somit
ist es möglich,
einen Airbag-Gasgenerator zu schaffen, der ein Gaserzeugungsmaterial
in dem Gehäuse
aufnimmt und eine Mehrzahl von Öffnungen
hat, damit das durch die Verbrennung des Gaserzeugungsmaterials
erzeugte Gas in den Airbag strömen
kann. Bei diesem Airbag-Gasgenerator beträgt die Gesamtfläche der Öffnungen
pro Einheitsvolumen des erzeugten Gases 0,50 bis 2,50 cm2/mol und der maximale Innendruck während des
Betriebs des Airbag-Gasgenerators liegt bei 100 bis 300 kg/cm2.
-
Die Öffnungen
haben vorzugsweise jeweils einen äquivalenten Kreisdurchmesser
von 3 bis 4,5 mm. Der Ausdruck äquivalenter
Kreisdurchmesser wird statt eines Durchmessers verwendet, weil die Öffnungen zusätzlich zu
einem tatsächlichen
Kreis eine Form haben können,
die einem Kreis angenähert
werden kann. Dies stellt einen Durchmesser eines tatsächlichen
Kreises dar, der eine Fläche
gleich dem der betreffenden Öffnung
aufweist. Wenn der äquivalente
Kreisdurchmesser der Öffnungen
kleiner als 2 mm ist, werden, selbst wenn die Gesamtfläche der Öffnungen
pro Einheitsvolumen an erzeugtem Gas 2,50 cm2/mol
oder weniger ist, die Airbagteile, die sich an dem Auslass der Öffnungen
zu dem Airbag befinden – ein
Airbag, wenn die Öffnungen
Gasauslassöffnungen
des Diffusors des Gehäuses
sind oder ein Kühler/Filter,
wenn die Öffnungen
in einer Verbrennungskammerwand innerhalb des Gehäuses sind, – beschädigt. Eine
Erhöhung
der Anzahl der Öffnungen,
um diese Beschädigung
zu vermeiden, ergibt eine Zunahme der Herstellungskosten.
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Die
Auswahl des azidfreien Gaserzeugungsmaterials vorgenommen und der
Durchmesser und die Anzahl der Öffnungen
wird derart bestimmt, dass in einem kleinem Gehäuse mit einem Innenvolumen
von 120 cm3 oder weniger der maximale Innendruck
im Bereich von 100 bis 300 kg/cm2, vorzugsweise
130 bis 180 kg/cm2 gesteuert wird, und die
Gesamtfläche
der Öffnungen
pro Einheitsvolumen an erzeugtem Gas im Bereich von 0,050 bis 2,50
cm2/mol, vorzugsweise 1,00 bis 1,50 cm2/mol, sind. Diese Ausbildung liefert eine
Ausgangskurve, die zum Aufblasen des Airbags geeignet ist. Die Gesamtfläche der Öffnungen
wird durch (Fläche einer Öffnung) × (Anzahl
der Öffnungen)
bestimmt.
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Der
Airbag-Gasgenerator muss nur eine solche Konstruktion haben, bei
der eine Mehrzahl von Öffnungen
zum Steuern der Verbrennung des Gaserzeugungsmaterials, das in dem
Gehäuse
aufgenommen ist, in dem Gehäuse
oder einer Trennwand in dem Gehäuse
(einfach als Trennwand im Gehäuse
bezeichnet) gebildet ist, so dass von dem Gaserzeugungsmaterial
erzeugtes Gas durch die Öffnungen
hindurch in den Airbag strömt.
-
Die Öffnungen
haben jeweils eine Fläche,
die der Fläche
eines Kreises mit einem Innendurchmesser von 3 bis 4,5 mm äquivalent
ist. Es wird bevorzugt, dass insgesamt 12 bis 20 solcher Öffnungen
in dem Gehäuse
oder in der Trennwand in dem Gehäuse
oder in beiden gebildet und in Umfangsrichtung angeordnet sind.
Der maximale Innendruck während
der Arbeitsweise des Airbag-Gasgenerators wird durch die Öffnungen bestimmt,
die entweder in dem Gehäuse
oder in der Trennwand in dem Gehäuse
gebildet sind oder durch die Öffnungen,
die sowohl in dem Gehäuse
als auch in der Trennwand in dem Gehäuse gebildet sind. Beispielsweise
ist es, wenn die Öffnungen
sowohl in dem Gehäuse
als auch in der Trennwand in dem Gehäuse gebildet sind und der Innendruck
des Gehäuses
durch die Öffnungen
in dem Gehäuse
oder der Trennwand gesteuert wird, möglich, die Öffnungen des anderen von Gehäuse und
Trennwand geeignet zu bilden, solange sie dem Innendruck keine weitere
Steuerung auferlegen.
-
Die Öffnungen,
durch die das erzeugte Gas hindurchgeht, können in einer Reihe oder versetzt
in Umfangsrichtung des Gehäuses
und/oder der Trennwand in dem Gehäuse angeordnet sein.
-
Das
Gehäuse
kann durch Gießen
oder Schmieden gebildet werden. Es kann auch durch Schweißen gebildet
werden, was beinhaltet, ein Diffusorgehäuseteil mit Gasauslassöffnungen
(Gasaustragsöffnungen) und
ein Abschlussgehäuseteil
mit einem Mittelloch zu pressen und sie durch Schweißen miteinander
zu verbinden, wie durch Plasmaschweißen, Reibungsschweißen, Projektionsschweißen, Elektronenstrahlschweißen, Laserschweißen und
Schutzgas-Lichtbogenschweißen.
Das Gehäuse
hat Gasauslassöffnungen.
Das durch Pressen gebildete Gehäuse
kann leicht hergestellt werden und weist verringerte Herstellungskosten
auf. Das Diffusorgehäuseteil
und das Abschlussgehäuseteil
können
bspw. aus einer 1,2 bis 2,0 mm dicken, rostfreien Stahlplatte gebildet
sein, wobei der Außendurchmesser
des Diffusorgehäuseteils
auf 65 bis 70 mm und der des Abschlussgehäuseteils auf 65 bis 75 mm festgelegt
wird. Eine mit Nickel plattierte Stahlplatte kann statt der rostfreien
Stahlplatte verwendet werden. Es wird bevorzugt, dass das Gehäuse mit
einem Befestigungsflansch gebildet wird, und dass ein 1,0 bis 4,0
mm dicker, enger Raum als ein Gasdurchgang zwischen der inneren
Umfangswand des Gehäuses
und dem Kühler
gebildet ist. Die Gesamthöhe
des Gehäuses
ist vorzugsweise auf 30 bis 35 mm festgelegt.
-
Die
Trennwand ist in dem Gehäuse,
wie es verlangt wird, vorgesehen, um das Innere des Gehäuses in
zwei oder mehr Kammern zu unterteilen. Die Trennwand, die eine Mehrzahl
von Öffnungen
aufweist, die die Verbrennung des Gaserzeugungsmaterials steuern,
ist eine Trennwand, durch die das von dem Gaserzeugungsmaterial
in der Verbrennungskammer erzeugte Gas hindurchgeht. Eine solche
Trennwand umfasst eine Trennwand, die zwischen der das Gaserzeugungsmaterial
aufnehmenden Kammer in dem Gehäuse
und dem Kühler/Filter
angeordnet ist, und einen Verbrennungsring. Der Verbrennungsring
ist in dem Gehäuse
derart montiert, dass er die Verbrennungskammer umgibt, und weist
eine Anzahl von Öffnungen
aufweist, die in seiner Umfangswand gebildet sind, damit der maximale
Innendruck während
der Verbrennung des Gaserzeugungsmaterials gesteuert wird.
-
Die
Trennwand kann auch gebildet werden, indem ein zylindrischer Teil
in dem Gehäuse
eingerichtet und seine Umfangswand als die Trennwand verwendet wird.
Das zylindrische Teil kann durch Rollen einer 1,2 bis 2,0 mm dicken,
rostfreien Stahlplatte zu einem Rohr mit nachfolgendem Schweißen hergestellt
werden. Wenn das zylindrische Teil als die Trennwand verwendet wird,
wird sie ebenfalls mit Öffnungen
gebildet.
-
Wenn
es notwendig ist, den Eintritt von Außenluft (Feuchtigkeit) zu verhindern,
ist es erwünscht,
dass die Öffnungen
mit einem Abdichtband mit einer 2- bis 3,5-fachen Breite des Durchmessers
der Öffnungen
abgedichtet werden. Das Abdichtband ist so ausgelegt, dass es den
Eintritt von Feuchtigkeit verhindert, indem die Öffnungen verschlossen werden,
und es stellt keinerlei Hindernis gegenüber dem erzeugten Gas dar,
das durch die Öffnungen
hindurchgeht, noch steuert es den Innendruck des Gehäuses. Daher
muss das Abdichtband nur eine ausreichende Dicke aufweisen, um den
Eintritt von Feuchtigkeit zu verhindern. Wenn ein Aluminiumband
als das Abdichtband verwendet wird, wird bspw. die Banddicke auf
25 μm oder
mehr festgelegt, um den Eintritt von Feuchtigkeit über die
Bandoberfläche
zu sperren. Da der maximale Innendruck des Gehäuses nur durch die Gesamtfläche der Öffnungen
gesteuert wird, um eine schnelle Aktivierung des Airbag-Gasgenerators
zu gewährleisten,
wenn die Dicke des Aluminiumbands 80 μm oder größer ist, ist es schwierig,
das Band zu durchbrechen, selbst wenn Gas von der Verbrennung des
Gaserzeugungsmaterials ausgestoßen
wird, und es dauert eine gewisse Zeit, bis es durchbrochen ist,
wodurch die Betätigung
der Airbag-Vorrichtung
verzögert wird.
Dies kann zu einem Fehler führen,
die beabsichtigte Leistung der Vorrichtung zu erreichen. Somit wird, wenn
ein Aluminiumband als Abdichtband verwendet wird, die Banddicke
erwünschterweise
auf 25 bis 80 μm festgelegt.
-
Vorteile und
Wirkungen
-
Bei
dem Airbag-Gasgenerator dieser Erfindung kann das Gehäuse nicht
durch Schmieden, was teuer ist, sondern durch Pressen gebildet werden,
was weniger kostspielig und einfacher ist. Der Airbag-Gasgenerator
dieser Erfindung ist deshalb in Bezug auf die Kosten und Herstellbarkeit
von Vorteil. Das heißt,
indem das Diffusorgehäuseteil
und das Abschlussgehäuseteil
gepresst werden, werden die Herstellungskosten verringert und die
Herstellung dieser Gehäuseteile
wird vereinfacht.
-
Da
das mittlere Zylinderteil, das mit dem Kreisabschnitt des Diffusorgehäuseteils
bei dem herkömmlichen
Airbag-Gasgenerator einstückig
gebildet ist, getrennt geformt wird, kann die Form des Diffusorgehäuseteils
einfacher gemacht werden. Das getrennte Formen des mittleren Zylinderteils
und des Diffusorgehäuseteils
ermöglicht,
dass das Volumen des mittleren Zylinderteils unabhängig von
dem Diffusorgehäuseteil
geändert
werden kann, wie es verlangt wird. Das mittlere Zylinderteil kann
als ein einzelnes Bauteil mit geringen Kosten durch ein z. B. UO-Pressverfahren
gebildet werden.
-
Da
der Kühler/Filter
des Airbag-Gasgenerators zusätzlich
zu der Kühlaufgabe
die Aufgabe hat, die Verbrennungskammer festzulegen, und die Aufgabe,
Verbrennungsteilchen zu sperren, ist es möglich, das Trennwandteil zu
der Verbrennungskammer und den Filter auszuschließen, die
beide zusätzlich
zu einem Kühlmittel
in herkömmlichen
Airbag-Gasgeneratoren
vorgesehen worden sind. Dies verringert die Anzahl der Komponenten
und auch den Durchmesser des Airbag-Gasgenerators, so dass ein kleiner,
gering gewichtiger Airbag-Gasgenerator hergestellt wird.
-
Die
Airbag-Vorrichtung mit diesem Airbag-Gasgenerator hat eine verringerte
Anzahl von Komponenten in dem Airbag-Gasgenerator und einen verringerten
Durchmesser des Airbag-Gasgenerators. Somit kann eine kleine, gering
gewichtige Airbag-Vorrichtung hergestellt werden.
-
Genauer
gesagt kann die Kühl-/Filterkonstruktion,
die wie oben beschrieben gebildet ist, wirksam sogar feine Verbrennungsteilchen
einfangen. Das heißt,
der Kühler/Filter
zeigt ein ausgezeichnetes Einfangvermögen zusätzlich zu seiner Kühlfunktion
und ermöglicht,
den Filter fortzulassen, der früher
zusätzlich
zu einem Kühlmittel
benötigt
wurde.
-
Des
Weiteren ermöglicht
die Kühl-/Filterkonstruktion,
eine Druckkammer festzulegen, wie eine Verbrennungskammer des Airbag-Gasgenerators.
Dies ermöglicht,
Teile zur Definition der Verbrennungskammer, wie Brennerkappen,
Verbrennungsringe usw. fortzulassen, die früher zusätzlich zu einem Kühlmittel
benötigt wurden.
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Deshalb
verwendet der Airbag-Gasgenerator, der mit der Kühler/Filter-Einrichtung ausgerüstet ist, eine
verringerte Anzahl von Teilchen, hat einen verringerten Durchmesser
und kann eine geringere Größe aufweisen
und hat ein verringertes Gewicht gegenüber herkömmlichen Gasgeneratoren.
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Die
Kühler/Filter-Einrichtung
mit einer vorbestimmten Massedichte zeigt eine stark erhöhte Formbewahrungsfestigkeit,
wird nicht leicht durch den Gasdruck verformt, behält eine
richtige Verbrennungsteilchen-Einfangfunktion bei und kann eine
verringerte Dicke gegenüber
herkömmlichen
Kühler-
und/oder Filtereinrichtungen aufweisen.
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Es
ist des Weiteren erwünscht,
dass der Kühler/Filter
ein Mittel zur Auswölbungsverhinderung
aufweist, das an seinem Außenumfang
gebildet ist und einen Zwischenraum oder Raum zwischen dem Filter
des Gasgenerators und dem Gehäuse
während
der Arbeitsweise des Airbag-Gasgenerators aufrechterhält.
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Indem
ein Raum zwischen dem Kühler/Filter
und dem Gehäuse
beibehalten wird, fließt
das Verbrennungsgas durch eine gesamte Fläche der Kühl-/Filterkonstruktion. Deshalb
wird der Kühler/Filter
wirksam verwendet und es wird wirksames Kühlen und Reinigen des Gases
erhalten.
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Da
der Airbag-Gasgenerator wie oben beschrieben konstruiert ist, strömt das Verbrennungsgas
durch die gesamte Fläche
der Kühl-/Filterkonstruktion
hindurch, wodurch eine wirksame Verwendung des Kühler/Filters und wirksames
Kühlen
und Reinigen des Verbrennungsgases durchgeführt wird.
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Der
gelochte Korb schützt
die Innenfläche
des Kühler/Filters
gegenüber
Schmelzen, ohne den Druck innerhalb des Gasgenerators zu beeinträchtigen.
Des Weiteren verhindert der gelochte Korb eine direkte Berührung des
Kühler/Filters
und der Gaserzeugungstreibmittel und verhindert auch, dass sich
die Treibmittel an dem Kühler/Filter
aufgrund von Vibrationen reiben.
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Der
flammenbeständige
Abschnitt des gelochten Korbs oder die flammenbeständige Platte,
die der Reihe von Durchlassöffnungen
in der Trennwand gegenüberliegend
angeordnet ist, überdeckt
die innere Umfangsfläche
des Kühler/Filters
gegenüber
einer Flamme, die in Richtung zu dem Kühler/Filter hervorschießt, und
bewirkt des Weiteren, dass die hervorschießende Flamme so abgelenkt wird,
dass die Flamme ausreichend das Gaserzeugungsmaterial erreicht.
Des Weiteren kann, indem der flammenbeständige Abschnitt und der gelochte
Abschnitt als eine Einheit gebildet werden, ein Herstellungsverfahren
vereinfacht werden und ein Teil zur Verbindung des gelochten Abschnitts
mit dem flammenbeständigen
Abschnitt kann fortgelassen werden.
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Der
Airbag-Gasgenerator vermeidet die Notwendigkeit einer Übertragungsladung,
die in herkömmlichen
Airbag-Gasgeneratoren verwendet worden ist. Verglichen mit einem
herkömmlichen
Airbag-Gasgenerator mit drei Kammern, hat der Airbag-Gasgenerator
dieser Erfindung einen verringerten Durchmesser, wodurch eine Größen- und
Gewichtsverringerung durchgeführt
wird. Des Weiteren hat der Airbag-Gasgenerator mit einer gemeinsamen
Zünder/Verbrennungskammer
nach dieser Erfindung, der keine Trennwand für einen Verstärker aufweist
und den Zünder
innerhalb des Gehäuses
umgebende Gaserzeugungstreibmittel umfasst, eine vereinfachte Form
des Diffusorgehäuseteils
und des Abschlussgehäuseteils,
die das Gehäuse
bilden, wodurch wiederum der Airbag-Gasgenerator kleiner, leichter und einfacher
und preiswerter herzustellen ist.
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Wenn
ein Aufprall aufgrund eines Zusammenstoßes durch den mechanischen
Sensor, der in dem Airbag-Gasgenerator eingebaut ist, erfasst wird,
können
der elektrische Aufprallsensor, die elektronische Steuereinheit
und der den Sensor und die Steuereinheit verbindende Kabelbaum vermieden
werden, wodurch die Airbag-Vorrichtung kompakter und mit geringerem
Gewicht verglichen mit der elektrisch betätigten Airbag-Vorrichtung gemacht
wird.
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Der
Airbag-Gasgenerator der vorliegenden Erfindung kann entweder elektrisch
oder mechanisch betätigt
werden, indem ein Aufprall aufgrund eines Zusammenstoßes erfasst
wird.
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Der
Airbag-Gasgenerator dieser Erfindung verwendet ein azidfreies Gaserzeugungsmaterial.
Indem der Durchmesser der Öffnungen,
durch die das erzeugte Gas in den Airbag strömt, und auch die Gesamtfläche der Öffnungen/erzeugten
Gasmenge gesteuert wird, ist es möglich, das Gaserzeugungsmaterial
stabil ohne Verwendung einer Brechplatte zu verbrennen und dadurch
eine zum Aufblasen des in einem kleinen Behälter gefalteten Airbags optimale
Ausgangskurve zu erzeugen. Dies ist für die Verringerung der Größe und des
Gewichts des Airbag-Gasgenerators von Vorteil.
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Genauer
gesagt verwendet ein Airbag-Gasgenerator eine azidfreie Gaserzeugungsmaterialzusammensetzung,
die eine organische Stickstoffverbindung, ein Oxidiermittel und
saurer Ton als wesentliche Komponenten enthält, und verwendet des Weiteren
einen Kühler/Filter
mit einer Massedichte von 3,0 bis 5,0 g/cm3. Deshalb
wird, selbst wenn flüssige
Verbrennungsteilchen durch die Verbrennung des Gaserzeugungsmaterials
erzeugt werden, eine Schlacke gebildet, die dann durch die Kühler/Filter-Einrichtung
in dem Airbag-Gasgenerator der vorliegenden Erfindung gebildet ist.
Als Ergebnis geht eine minimale Menge an Verbrennungsteilchen durch
die Kühler/Filter-Einrichtung
hindurch und bewirkt keine Beschädigung
des Airbags.
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In
der Airbag-Vorrichtung, die den vorgenannten Airbag-Gasgenerator
verwendet, wird der Airbag nicht durch Verbrennungsteilchen beschädigt. Somit
ist die Airbag-Vorrichtung
zur Befestigung in Kraftfahrzeugen, Luftfahrzeugen usw. geeignet,
um den menschlichen Körper
zu schützen.
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Der
Airbag-Gasgenerator hat eine Umgehungsweg-Verhinderungseinrichtung
der obigen Konstruktion, um einen Umgehungsweg des Verbrennungsgases
zu verhindern, damit gewährleistet
wird, dass das gesamte Verbrennungsgas durch die Kühler/Filter-Einrichtung hindurchgeht,
so dass das Verbrennungsgas wirksam gekühlt und gereinigt und eine
normale Entfaltung des Airbags sichergestellt wird.
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Wegen
der verschiedenen, oben beschriebenen Konstruktionen kann der Airbag-Gasgenerator das Gaserzeugungsmaterial
vollständig
und voraussagbar innerhalb einer erwünschten Zeitdauer verbrennen.
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In
dem Airbag-Gasgenerator verhindert die Ausbildung der Flanschabschnitte
bei den vorstehenden Ausführungsformen
eine übermäßige Verformung
des Gehäuses
zum Aktivierungszeitpunkt des Airbag-Gasgenerators, wodurch eine
normale Verbrennung der Gaserzeugungsmittel und eine normale Strömung des Verbrennungsgases
gewährleistet
wird, was wiederum eine Dickenverringerung des Gehäuses erlaubt,
wodurch Verringerungen bei der Größe und dem Gewicht des Airbag-Gasgenerators
möglich
sind.
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Der
Flanschabschnitt, der an dem Diffusorgehäuseteil vorgesehen ist, schließt die Gefahr
aus, dass der Insasse auf der Airbagseite verletzt wird, sollte
der geschweißte
Abschnitt zerbrechen.
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Indem
das Diffusorgehäuseteil
und das Abschlussgehäuseteil
durch Pressen gebildet werden, wird eine Verringerung der Herstellungskosten
durchgeführt,
und die Herstellung des Diffusorgehäuseteils und des Abschlussgehäuseteils
wird erleichtert.
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Die
kreisförmigen
Abschnitte des Diffusorgehäuseteils
oder des Abschlussgehäuseteils
oder von beiden sind mit Verstärkungsrippen
oder einem Verstärkungsabsatzabschnitt
oder mit beidem versehen, um eine Verformung des Gehäuses, insbesondere
seiner kreisförmigen
Abschnitte, zu verhindern, wenn der Airbag-Gasgenerator betätigt wird.
Dies wiederum verhindert eine Umgehung des Verbrennungsgases zwischen den
Innenflächen
der kreisförmigen
Abschnitte und den Endseiten der Kühl-/Filter-Einrichtung, so
dass das normale Entfalten des Airbags gewährleistet ist, wenn der Airbag
aktiviert wird.