PL178848B1 - Generator gazu, stosowany zwłaszcza w poduszkach powietrznych wyposażony w zbiornik ładunkowy i płomienicę - Google Patents

Abstract

1. Generator gazu, stosowany zwlaszcza w po- duszkach powietrznych, wyposazony w zbiornik ladunkowy i plomienice, posiadajacy cylindryczna rure zewnetrzna, której otwarte krance zamkniete sa przez elementy zakrywajace, i zewnetrzna rure o mniejszej srednicy, która jest umieszczona wspól- osiowo wewnatrz rury zewnetrznej, oraz otwory od- prowadzajace, a zapalny material wytwarzajacy gaz znajduje sie wewnatrz rury wewnetrznej, natomiast elementy filtrujace znajduja sie wewnatrz pierscienio- wej komory pomiedzy rura wewnetrzna, a rura zewnetrzna, a ponadto posiada on jednostke zaplo- nowa zapalajaca material wytwarzajacy gaz, zna- mienny tym, ze material (6) wytwarzajacy gaz jest umieszczony w hermetycznym zbiorniku ladunko- wym (9) oraz tym, ze plomienica (10) jest umieszczo- na wewnatrz zbiornika ladunkowego (9), która to plomienica jest integralna czescia zbiornika ladunko- wego (9) i posiada tylko jeden otwór (11) odprowa- dzajacy plomien. FIG. 1 PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest generator gazu, stosowany zwłaszcza w poduszkach powietrznych, wyposażony w zbiornik ładunkowy i płomienicę a szczególnie wykorzystywany w urządzeniach zabezpieczających pasażera pojazdu mechanicznego, przed skutkami uderzenia.

Generator tego typu jest znany, przykładowo z DE 43 24 554 A1. Ten znany generator gazu posiada cylindry canązewnętrznąrurę stanowiącąobudowę generatora gazu, której otwarte krańce przednie są uszczelnione przez elementy osłonowe. Cylindryczna rura wewnętrzna, o mniejszej średnicy, umieszczona jest współosiowo wewnątrz rury zewnętrznej; ta wewnętrzna rura stanowi obudowę komory spalania, w której umieszczony jest, wytwarzający gaz materiał, który

178 848 może zostać zapalony poprzez urządzenie zapłonowe. Ponadto generator gazu wyposażony jest w kilka otworów odprowadzających znajdujących się w ścianie. W pierścieniowej komorze pomiędzy wewnętrzną, a zewnętrzną rurą, znajduje się element filtrujący, który zasadniczo zawiera wiele warstw drucianej siatki, waty stalowej i/lub stalową wełnę. Gazy spalinowe które wydostająsię ze szczelin odprowadzających rury wewnętrznej przepływają przez elementy filtrujące, które absorbuj ;ą stałe i ciekłe i/lub skondensowane produkty spalania, a następnie oczyszczone wydostają się na zewnątrz, przez otwór wylotowy gazów w rurze zewnętrznej.

W celu osiągnięcia stałego ciśnienia gazów w otworze wylotowym, w całym zakresie temperatur wprowadzono zawiniętą zakładkową taśmę izolującą, która przynajmniej częściowo ułożona jest po wewnętrznej stronie wewnętrznej rury w celu odizolowania otworów odprowadzających.

Po zewnętrznej stronie wewnętrznej rury, otwory odprowadzające są przykryte przez uszczelniającą taśmę przeciwdziałającą wilgoci.

Generator gazu, w którym materiał wytwarzaj ący gazjest umieszczony w zbiorniku ładunkowym, wykonanym z metalowej folii znany jest z opisu US 4,131,299. Rozwiązanie to posiada zaletę w postaci możliwości wprowadzenia dodatkowej taśmy uszczelniającej. Ponadto zespół generatora gazu jest znacznie uproszczony, gdyż zbiornik ładunkowy może być napełniony poza aktualnym procesem produkcyjnym, oraz dalszą obróbkę z zachowaniem warunku szczelności, co zasadniczo zwiększa bezpieczeństwo.

Generator gazu wraz z płomienicąznanyjest z DE 43 93 299 T1. Płomienicajest usytuowana współosiowo w stosunku do obudowy, w ścianie płomienicy znajduje się wiele otworów. Przestrzeń wokół płomienicy powoduje ukierunkowanie płomienia. Co więcej wewnątrz płomienicy umieszczony jest silniejszy ładunek. Fala uderzeniowa lub płomień wytworzony przez ładunek zapalny i/lub silny ładunek wybuchowy, przechodzi przez płomienicę i znajduje ujście poprzez otwory, a następnie przedostaje się do ładunku wytwarzającego gaz, zapalając go. Liczba i usytuowanie otworów jest tak dobrane, aby ładunek wytwarzający gaz był „zapalony nadmiarowo”. To znaczy tak, aby ładunek wytwarzający gaz był zapalony w wielu różnych punktach, tak aby ciśnienie wytwarzanego gazu nie posiadało niepożądanych niejednorodności, co zapewnia kontrolowane spalanie.

Przedmiotem wynalazku jest generator gazu, stosowany zwłaszcza w poduszkach powietrznych, wyposażony w zbiornik ładunkowy i płomienicę, posiadający cylindryczną rurę zewnętrzną, której otwarte krańce zamknięte są przez elementy zakrywające, i zewnętrzną rurę o mniejszej średnicy, którajest umieszczona współosiowo wewnątrz rury zewnętrznej. Generator posiada również otwory odprowadzające, a zapalny materiał wytwarzający gaz znajduje się wewnątrz rury wewnętrznej, natomiast elementy filtrujące znajdująsię wewnątrz pierścieniowej komory pomiędzy rurą wewnętrzną, a rurą zewnętrzną. Ponadto generator wyposażony jest w jednostkę zapłonową zapalającą materiał wytwarzający gaz.

Istota wynalazku polega na tym, że materiał wytwarzający gaz jest umieszczony w hermetycznym zbiorniku ładunkowym oraz na tym, że płomienica jest umieszczona wewnątrz zbiornika ładunkowego. Płomienica ta jest integralną częścią zbiornika ładunkowego i posiada tylko jeden otwór odprowadzający płomień.

Korzystnie odległość a, pomiędzy środkiem otworu wylotowego płomienicy a środkiem otworu odprowadzającego wewnętrznej rury, jest obliczona według wzoru a = d ± 50% gdzie d jest wewnętrzną średnicą rury wewnętrznej. Spełnienie tego warunku zapewnia optymalne ciśnienie wewnątrz komory spalania. Wzór ten oznacza, że odległość a jest z przedziału pomiędzy d - 50%, a d + 50%, to jest pomiędzy 0.5 d, a 1.5 d.

W korzystnym wykonaniu wynalazku, odległość a jest równa w przybliżeniu 80% wewnętrznej średnicy d rury wewnętrznej.

Według wynalazku zbiornik ładunkowy zawiera zbiornik typu pudełkowego, wykonany z aluminium poprzez wytłaczanie lub głębokie tłoczenie, i jest uszczelniony pokrywą.

178 848

Płomienica jest stosownie umieszczona w przedniej części zbiornika i jest skierowana na zewnątrz zbiornika.

Korzystnie pokrywajest przymocowana do zbiornika poprzez fałdę, ponadto podstawa zbiornika ładunkowego jest utworzona w taki sposób, że jest on wzmocniony przez odlaną płomienicę. Ściana zbiornika ładunkowego powyżej płomienicy stanowi jednocześnie membranę.

W korzystnym wykonaniu wynalazku grubość ściany zbiornika ładunkowego wynosi w przybliżeniu 0.5 mm, a grubość membrany w przybliżeniu 0,15 mm.

Korzystnie wewnątrz zbiornika ładunkowego umieszczony jest dysk sprężynujący lub pierścień wykonany 'z włókna ceramicznego, pełniący rolę elementu tłumiącego i korektora objętości. Oznacza to, że chwilą umieszczenia ładunku wytwarzającego gaz, musi on być chroniony przed wstrząsami.

Jeśli jest to wymagane, wewnątrz płomienicy może zostać zastosowany ładunek wzmocniony.

Zastosowanie hermetycznego zbiornika ładunkowego posiada zaletę polegającą na możliwości wyeliminowania taśmy uszczelniającej. Co więcej, zespół generatora jest zasadniczo uproszczony. Zastosowanie płomienicy, która posiada tylko jeden otwór wylotowy płomienia zapewnia, że ciśnienie wewnątrz komory spalania spełnia postawione założenia. Ponieważ płomienica stanowi integralną część zbiornika ładunkowego, jej wykonanie jest mniej kosztowne.

Przedmiot wynalazku został przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia w przekroju, generator gazu wykonany według wynalazku, a fig. 2 - zbiornik ładunkowy według fig. 1, w ' powiększeniu.

Figura 1 przedstawia generator gazu, stosowany zwłaszcza w urządzeniach zabezpieczających pasażera pojazdu mechanicznego, przed skutkami uderzenia (znanych także jako „poduszki powietrzne”). Generator gazu posiada zewnętrzną rurę 1, wykonaną ze specjalnej stali, a w obudowie generatora wykonanych jest kilka otworów 18 odprowadzających gaz. Otwory 18 odprowadzające gaz sąjednostajnie rozmieszczone wokół czterech okrężnych linii, umieszczonych na zewnętrznej rurze 1. Otwory 18 odprowadzające gaz znajdująsię zasadniczo w skrajnych obszarach - patrząc wzdłuż osi podłużnej generatora - zewnętrznej rury 1. Rura wewnętrzna 4, wykonana ze specjalnej stali, znajduje się wewnątrz rury zewnętrznej 1, i jest w stosunku do niej umieszczona współosiowo. Otwory odprowadzające 5 utworzone są w części centralnej ściany rury wewnętrznej 4, i są rozłożone jednostajnie wzdłuż linii okrężnej utworzonej na rurze wewnętrznej 4. Istnieje więc osiowe oddalenie pomiędzy otworami 18 odprowadzaj ącymi gaz z rury zewnętrznej 1, a otworami 5 odprowadzaj ącymi gaz z rury wewnętrznej 4.

Zewnętrzna średnica rury wewnętrznej 4 jest niniejsza niż wewnętrzna średnica rury zewnętrznej, tak więc pomiędzy rurą zewnętrzną 1, a rurą wewnętrzną 4 utworzona zostaje pierścieniowa komora, taka jak opisana powyżej. Komora pierścieniowa jest wypełniona elementami filtrującymi 7 (na przykład maty z wełny stalowej).

Rura wewnętrzna 4 i/lub zbiornik ładunkowy 9 umieszczony w jej wnętrzu, wypełnione są materiałem wytwarzającym gaz, który spalając się wytwarza gaz pod ciśnieniem. Materiał wytwarzający gaz 6, także nazywany zagęszczonym ładunkiem wytwarzającym gaz, występuje w postaci tak zwanych pastylek, które wypełniają wnętrze zbiornika ładunkowego 9, w sposób nieuporządkowany. Do elementu osłonowego 3 przymocowana jest elektryczna jednostka zapłonowa 8, mająca za zadanie zapalenie materiału 6 wytwarzającego gaz, przy czymjednostka ta usytuowana jest poza przednią część zbiornika ładunkowego 9. Jednostka zapłonowa 8 może być połączona z zespołem elektronicznym poprzez złączkę 19.

Zbiornik ładunkowy 9 zawiera zbiornik 12, wykonany z aluminium poprzez wytłaczanie lub głębokie tłoczenie, który jest zamknięty pokrywą 13. (Patrz fig. 2, która przedstawia zbiornik ładunkowy 9 z fig. 1 w powiększeniu). Obszar podstawy 15 zbiornika 12 jest wykonany w sposób wzmacniający konstrukcję. Płomienica 10 znajduje się wewnątrz zbiornika ładunkowego 9 i jest jego integralną częścią. Płomienica 10 jest umieszczona centralnie wzdłuż osi podłużnej 20 zbiornika ładunkowego 9. Część przednia płomienicy 10 jest zamknięta membraną 16, która jest

178 848 niszczona przez strumień zapłonowy jednostki zapłonowej 8. Pokrywa 13 umieszczona jest na przedniej stronie zbiornika, naprzeciwko płomienicy 10. Krawędź pokrywy 13 jest połączona ze zbiornikiem 12 w sposób szczelny, przy zastosowaniu fałdy 14. W celu uszczelnienia, w miejscu uszczelnienia, z przodu fałdy umieszczony jest materiał uszczelniający, na przykład sztuczna guma. Ładunek 6 wytwarzaj ący gazj est umieszczony wewnątrz zbiornika w formie tak zwanych pastylek.

Po wewnętrznej stronie pokrywy 13 umieszczone są sprężynujące, plastyczne dyski 17, wykonane z ceramicznej pilśni lub włókien, które to dyski opierają się z jednej strony o pastylki, a z drugiej strony o powierzchnie pokrywy 13, przy czym dyski utrzymująpastylki razem, wykorzystując reakcję sprężynującą. Powodem dla którego zastosowano dyski sprężynujące 17 jest wyrównanie tolerancji objętościowej zbiornika ładunkowego 9, oraz utrzymanie pastylek razem, włączając sytuację gdy zbiornik ładunkowy 9 nie jest całkowicie wypełniony materiałem 6 wytwarzającym gaz, lub gęstość upakowania pastylek rośnie, w związku z drganiami zachodzącymi w pewnym okresie czasu.

Wewnątrz elementu zamykającego 2 umieszczony jest także bezpiecznik termiczny 21, który rozpoczyna proces spalania materiału wytwarzającego gaz, w przypadku zagrożenia, to jest na przykład gdy temperatura otoczenia jest zbyt wysoka. W tym celu pokrywa 13 wyposażona jest w dławnicę przeponową 22 po stronie przeciwnej do bezpiecznika termicznego 21. Zasadniczą cechą wynalazku jest długość płomienicy 10. Odległość a (patrz fig. 1) pomiędzy środkiem otworu 11 odprowadzającego płomień, a środkiem otworu odprowadzającego 5 w rurze wewnętrznej 4 powinna być obliczona według wzoru a = d ± 50% gdzie d jest wewnętrzną średnicą rury wewnętrznej 4. Korzystnie odległość a wynosi w przybliżeniu 80%) wewnętrznej średnicy d rury wewnętrznej 4. Powoduje to, że ciśnienie wewnątrz komory spalania znajduje się w pożądanym przedziale wielkości.

Poniżej opisany będzie sposób pracy generatora gazu przedstawionego na fig. 1. Elektryczna jednostka zapłonowa 8, którąjest na przykład, tak zwana warstwowa mostkowo okablowana nasadka ze spłonką, jest zapalana przez określony impuls elektryczny. Gdy generator gazu wykonany według fig. 1 jest zastosowany jako zagęszczony generator gazu w samochodowej poduszce powietrznej, impuls elektryczny uruchamiający jednostkę zapłonową 8, jest generowany za sprawą włącznika bezwładnościowego, na przykład w przypadku kolizji pojazdu mechanicznego z innym obiektem. Zapalany jest tak zwany ładunek wzmocniony znajdujący się w jednostce zapłonowej 8, i powstające produkty zapłonowe (płomień, gaz, gorące produkty spalania) osiągają materiał 6 wytwarzający gaz, poprzez membranę 16 oraz płomienicę 10, gdzie zapalają (ładunek miotający) pastylki. Gorący gaz dociera do elementów filtrujących 7 poprzez otwory odprowadzające 5. Zadaniem elementów filtrujących 7 jest ochłodzenie gazów i ich oczyszczenie z cząstek (stałych) i produktów kondensacji. Gazy ochłodzone i oczyszczone w ten sposób wydostają się na zewnątrz przez otwory odprowadzające 18 wykonane w rurze zewnętrznej 1.

Zanim gorące gazy opuszczą wewnętrzną rurę 4 poprzez otwory odprowadzające 5, ciśnienie gazu musi być tak wysokie, aby zbiornik ładunkowy 9 został rozerwany.

178 848

FIG. 1

FIG. 2

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz.

Cena 2,00 zł.

Claims (9)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Generator gazu, stosowany zwłaszcza w poduszkach powietrznych, wyposażony w zbiornik ładunkowy i płomienicę, posiadający cylindryczną mrę zewnętrzną, której otwarte krańce zamknięte sąprzez elementy zakrywające, i zewnętrzną rurę o mniejszej średnicy, która jest umieszczona współosiowo wewnątrz rury zewnętrznej, oraz otwory odprowadzające, a zapalny materiał wytwarzający gaz znajduje się wewnątrz rury wewnętrznej, natomiast elementy filtrujące znajdują się wewnątrz pierścieniowej komory pomiędzy rurą wewnętrzną, a rurą zewnętrzną, a ponadto posiada on jednostkę zapłonową zapalającą materiał wytwarzający gaz, znamienny tym, że materiał (6) wytwarzający gaz jest umieszczony w hermetycznym zbiorniku ładunkowym (9) oraz tym, że płomienica (10) jest umieszczona wewnątrz zbiornika ładunkowego (9), która to płomienica jest integralną częściązbiornika ładunkowego (9) i posiada tylko jeden otwór (11) odprowadzający płomień.
2. 2. Generator gazu według zastrz. 1, znamienny tym, że odległość a, pomiędzy środkiem otworu (11) odprowadzającego płomień a środkiem otworu odprowadzającego (5) w rurze wewnętrznej (4), jest obliczona według wzoru a = d ± 50% gdzie d jest wewnętrzną średnicą rury wewnętrznej (4).
3. 3. Generator gazu według zastrz. 2, znamienny tym, że odległość a korzystnie wynosi w przybliżeniu 80% wewnętrznej średnicy d rury wewnętrznej (4).
4. 4. Generator gazu według zastrz. 1, znamienny tym, że zbiornik ładunkowy (9) zawiera zbiornik (12) typu pudełkowego wykonany z aluminium poprzez wytłaczanie lub głębokie tłoczenie, oraz tym że jest on uszczelniony przez pokrywę (13).
5. 5. Generator gazu według zastrz. 4, znamienny tym, że pokrywa (13) jest przymocowana do zbiornika (12) poprzez fałdę (14).
6. 6. Generator gazu według zastrz. 1 albo 4, znamienny tym, że obszar podstawy (15) zbiornika ładunkowego (9) jest wzmocniony poprzez wykonanie w nim płomienicy (10).
7. 7. Generator gazu według zastrz. 6, znamienny tym, że ściana zbiornika ładunkowego (9) powyżej płomienicy (10) stanowi membranę (16).
8. 8. Generator gazu według zastrz. 7, znamienny tym, że wewnątrz zbiornika ładunkowego (9) umieszczony jest dysk sprężynujący (17) i pierścień z włókien ceramicznych, pełniący rolę elementu tłumiącego i korektora objętości.
9. 9. Generator gazu według zastrz. 7, znamienny tym, że grubość ściany zbiornika ładunkowego (9) wynosi w przybliżeniu 0.5 mm, a grubość membrany (16) wynosi w przybliżeniu 0,15 mm.