DE112008002151T5 - Gasgenerator und Fahrzeugairbagvorrichtung mit einem Gasgenerator - Google Patents
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Abstract
einem Gasgeneratorgehäuse mit zwei Grundwandabschnitten, die die axialen Endabschnitte eines Umfangswandabschnitts schließen, in dem ein Gasausstoßloch ausgebildet ist;
einem im Gasgeneratorgehäuse angeordneten Zünder;
einem im Gasgeneratorgehäuse angeordneten Halter, der ein Gaserzeugungsmittel aufnimmt und hält, das infolge einer Zündung durch den Zünder und Verbrennung Gas erzeugt; und
einem an einer Innenseite des Gasgeneratorgehäuses und am Umfang des Halters ausgebildeten Gasströmungsweg dergestalt, dass eine von zumindest dem Halter definierte Brennkammer mit dem Gasausstoßloch in Verbindung steht, wobei
das Gasausstoßloch bezüglich einer in Axialrichtung des Gasgeneratorgehäuses mittigen Stelle der Brennkammer in Axialrichtung des Gasgeneratorgehäuses verschoben ist, und
zumindest auf der Seite des Halters, die in Axialrichtung des Gasgeneratorgehäuses von der Seite abgewandt ist, auf der das Gasausstoßloch liegt, eine Trennwand angeordnet ist, die einen Teil des Halters bildet und ein Verbindungsloch aufweist, das die Brennkammer mit dem Gasströmungsweg verbindet, so dass der Gasgenerator keinen Filter...
Description
- Technisches Gebiet
- Die Erfindung betrifft einen scheibenförmigen Gasgenerator, der, wenn er aktiviert wird, Gas erzeugt, sowie eine Fahrzeugairbagvorrichtung mit einem scheibenförmigen Gasgenerator.
- Stand der Technik
- Die japanische Patentanmeldung Nr.
JP 2006-76558 A - Bei einem Gasgenerator, in dem ein Gaserzeugungsmittel verbrennt und Gas erzeugt wird, ist zum Zweck der Beseitigung von (nachstehend als ”Schwebeteilchen” bezeichneten) Verbrennungsrückständen, die bei der Verbrennung des Gaserzeugungsmittels entstehen, und zum Zweck der Kühlung des Hochtemperaturgases im Bereich des Innenumfangs des Gehäuseoberteils herkömmlich ein ringförmig gewickelter Kühlfilter angeordnet. Als Folge dessen haben sich verschiedene Probleme ergeben, wie z. B. die Notwendigkeit, der Gasgenerator in radialer Richtung zu vergrößern und dessen Gewicht zu erhöhen.
- Diesen Problemen Rechnung tragend wurde ein Gasgenerator mit einem filterlosen Aufbau entwickelt, der keinen Kühlfilter besitzt (vgl. das
japanische Gebrauchsmuster Nr. 3122258 japanische Gebrauchsmuster Nr. 3122259 - Patentdokument 1: Japanische
Patentanmeldung Nr.
JP 2006-76558 A - Patentdokument 2:
Japanisches Gebrauchsmuster Nr. 3122258 - Patentdokument 3:
Japanisches Gebrauchsmuster Nr. 3122259 - Patentdokument 4:
JP 2001-341610 A 1 und5 und Absatz [0064]) - Patentdokument 5:
JP 2007-508979 A - Beschreibung der Erfindung
- Von der Erfindung zu lösendes Problem
- Bei den in dem
japanischen Gebrauchsmuster Nr. 3122258 japanischen Gebrauchsmuster Nr. 3122259 - Die
JP 2001-341610 A 1 und5 und Absatz [0064]) offenbart einen zylindrischen Gasgenerator für eine Beifahrerairbagvorrichtung. Bei diesem Gasgenerator ist in einem axialen Kernbereich eines zylindrischen Gasgeneratorgehäuses ein in Form eines langen dünnen Zylinders ausgebildetes Gaserzeugungsvorrichtungsgehäuse vorgesehen. An der Innenumfangsseite des Gaserzeugungsvorrichtungsgehäuses ist ein Gaserzeugungsmittel enthalten; wenn das Gaserzeugungsmittel verbrennt, strömt Gas aus dem Gaserzeugungsvorrichtungsgehäuse über mehrere in der Umfangswand der Gaserzeugungsvorrichtung ausgebildete Verbindungslöcher aus und gegen die Innenumfangsfläche des Gasgeneratorgehäuses und wird aus dem Gasgenerator nach außen gestoßen. Bei diesem Gasgenerator kann das Gas gekühlt und können Schwebeteilchen beseitigt werden; da der Gasgenerator jedoch eigentlich für eine Beifahrerairbagvorrichtung konzipiert ist, ist er in axialer Richtung lang. Damit war es schwierig, diesen Aufbau für einen scheibenförmigen Gasgenerator anzuwenden, der in axialer Richtung von Natur aus kurz ist. - In Anbetracht dieser Fakten liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen scheibenförmigen Gasgenerator zu erhalten, der die Funktionen der Gaskühlung und der Beseitigung von Schwebeteilchen gewährleistet, gleichzeitig aber ein geringeres Gewicht und eine kleinere radiale Baugröße hat, sowie eine Fahrzeugairbagvorrichtung mit einem derartigen Gasgenerator.
- Mittel zur Lösung des Problems
- Eine erste Ausführungsform der Erfindung betrifft einen Gasgenerator mit: einem Gasgeneratorgehäuse mit zwei Grundwandabschnitten, die die axialen Endabschnitte eines Umfangswandabschnitts schließen, in der ein Gasausstoßloch ausgebildet ist; einem im Gasgeneratorgehäuse angeordneten Zünder; einem im Gasgeneratorgehäuse angeordneten Halter, der ein Gaserzeugungsmittel aufnimmt und hält, das infolge einer Zündung durch den Zünder und Verbrennung Gas erzeugt; und einem an einer Innenseite des Gasgeneratorgehäuses und am Umfang des Halters ausgebildeten Gasströmungsweg dergestalt, dass eine von zumindest dem Halter definierte Brennkammer mit dem Gasausstoßloch in Verbindung steht, wobei: das Gasausstoßloch bezüglich einer in Axialrichtung des Gasgeneratorgehäuses mittigen Stelle der Brenn kammer in Axialrichtung des Gasgeneratorgehäuses verschoben ist; und zumindest auf der Seite des Halters, die in Axialrichtung des Gasgeneratorgehäuses von der Seite abgewandt ist, auf der das Gasausstoßloch liegt, eine Trennwand angeordnet ist, die einen Teil des Halters bildet und ein Verbindungsloch aufweist, das die Brennkammer mit dem Gasströmungsweg verbindet, so dass der Gasgenerator keinen Filter braucht.
- In einer zweiten Ausführungsform ist die Trennwand auf der Seite des Halters angeordnet, die in Axialrichtung des Gasgeneratorgehäuses von der Seite abgewandt ist, auf der das Gasausstoßloch ausgebildet ist, und ist in Axialrichtung des Gasgeneratorgehäuses auf der Seite des Halters, auf der das Gasausstoßloch ausgebildet ist, keine Trennwand angeordnet, wobei diese Seite offen ist und von einem Grundwandabschnitt des Gasgeneratorgehäuses geschlossen wird.
- Eine dritte Ausführungsform umfasst einen Gasgenerator mit: einem Gasgeneratorgehäuse mit zwei Grundwandabschnitten, die die axialen Endabschnitte eines Umfangswandabschnitts schließen, in der ein Gasausstoßloch ausgebildet ist; einem im Gasgeneratorgehäuse angeordneten Zünder; einem im Gasgeneratorgehäuse angeordneten Halter, der ein Gaserzeugungsmittel aufnimmt und hält, das infolge einer Zündung durch den Zünder und Verbrennung Gas erzeugt; und einem an einer Innenseite des Gasgeneratorgehäuses und am Umfang des Halters ausgebildeten Gasströmungsweg dergestalt, dass eine von zumindest dem Halter definierte Brennkammer mit dem Gasausstoßloch in Verbindung steht, wobei: das Gasausstoßloch in der Brennkammer an einer in Axialrichtung des Gasgeneratorgehäuses mittigen Stelle angeordnet ist; und in Axialrichtung des Gasgeneratorgehäuses an beiden Endabschnitten des Halters jeweils eine Trennwand angeordnet ist, die einen Teil des Halters bildet und ein Verbindungsloch aufweist, das die Brennkammer mit dem Gasströmungsweg verbindet, so dass der Gasgenerator keinen Filter braucht.
- In einer vierten Ausführungsform ist das Verbindungsloch in Bezug auf eine durch das Verbindungsloch gehende Plattendickenrichtung vom Gasausstoßloch weg geneigt.
- In einer fünften Ausführungsform sind an einer Innenoberfläche eines der Trennwand des Gasgeneratorgehäuses gegenüberliegenden Grundwandabschnitts zum Zweck der Erzeugung einer Verwirbelung der Gasströmung mehrere Vorsprünge oder mehrere Aussparungen oder sowohl mehrere Vorsprünge als auch mehrere Aussparungen ausgebildet.
- Eine Fahrzeugairbagvorrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform umfasst: den Gasgenerator nach einer der ersten bis fünften Ausführungsform; ein Grundelement, das am Gasgenerator angebracht ist und diesen trägt; einen am Grundelement in einem zusammengefalteten Zustand befestigten Airbag, der sich aufbläst, wenn er vom Gasgenerator mit Gas versorgt wird, und eine Airbagabdeckung, die den Airbag in einem zusammengefalteten Zustand zwischen sich und dem Grundelement aufnimmt und, wenn der Aufblasdruck einen vorgegebenen Wert erreicht, eine Airbagklappe öffnet und den Airbag aufblasen lässt.
- Gemäß der ersten Ausführungsform ist im Gasgeneratorgehäuse ein Halter installiert, der das Gaserzeugungsmittel aufnimmt und hält. Wenn der Zünder aktiviert wird und das Gaserzeugungsmittel verbrennt, wird in der Brennkammer eine große Gasmenge erzeugt. Das erzeugte Gas strömt durch den an der Innenoberfläche des Gasgeneratorgehäuses und am Umfang des Halters ausgebildeten Gasströmungsweg und wird aus dem im Umfangswandabschnitt des Gasgeneratorgehäuses ausgebildeten Gasausstoßloch aus dem Gasgenerator nach außen ausgestoßen.
- Da in dieser Ausführungsform das Gasausstoßloch bezüglich der in Axialrichtung des Gasgeneratorgehäuses mittigen Stelle der Brennkammer in Axialrichtung des Gasgeneratorgehäuses verschoben ist und eine Trennwand, die einen Teil des Halters bildet und das Verbindungsloch aufweist, die die Brennkammer mit dem Gasströmungsweg verbinden, zumindest auf der Seite des Halters vorgesehen ist, die in Axialrichtung des Gasgeneratorgehäuses von der Seite abgewandt ist, auf der das Gasausstoßloch ausgebildet ist, kann somit die Länge des Gasströmungswegs vom Verbindungsloch zum Gasausstoßloch vergrößert werden. Im Ergebnis wird der Wärmeaustausch zwischen dem in der Brennkammer erzeugten Hochtemperaturgas und dem Gasgeneratorgehäuse gefördert und kann das Gas wirksam gekühlt werden. Des Weiteren erfah ren die im Gas enthaltenen Schwebeteilchen auf dem Weg durch den Gasströmungsweg einen Strömungswiderstand und lagern sich an einer Innenoberfläche des Gasgenerators ab. Anders ausgedrückt kann eine ausreichende Strömungsweglänge des Gasströmungswegs erhalten werden, damit sich die Schwebeteilchen an der Innenoberfläche des Gasgeneratorgehäuses ablagern können. Somit können im Gas enthaltene Schwebeteilchen wirksam beseitigt werden, bevor das Gas das Gasausstoßloch erreicht.
- Wie oben beschrieben, ermöglicht diese Ausführungsform die Kühlung des Gases und die Beseitigung von Schwebeteilchen, ohne dass speziell neue Teile vorgesehen werden. D. h., dass die Funktion des herkömmlich verwendeten, ringförmig gewickelten Filters von einem anderen Teil übernommen wird, so dass auf einen Filter verzichtet werden kann.
- Die zweite Ausführungsform verlangt, dass das Gasausstoßloch bezüglich einer in Axialrichtung des Gasgeneratorgehäuses mittigen Stelle der Brennkammer in Axialrichtung des Gasgeneratorgehäuses verschoben ist, und darüber hinaus dass die Trennwand nur auf der Seite des Halters angeordnet ist, die in Axialrichtung des Gasgeneratorgehäuses von der Seite, auf der das Gasausstoßloch ausgebildet ist, abgewandt ist, dass aber in Axialrichtung des Gasgeneratorgehäuses auf der Seite des Halters, auf der das Gasausstoßloch ausgebildet ist, keine Trennwand angeordnet ist, wobei diese Seite offen ist und vom Gasgeneratorgehäuse geschlossen wird. Verglichen mit dem Fall, in dem in Axialrichtung des Gasgeneratorgehäuses an beiden Enden des Halters Trennwände vorgesehen sind, kann daher unter der Annahme eines unveränderten Aufnahmevolumens des Gaserzeugungsmittels die Baugröße des Gasgenerators in Axialrichtung um einen Betrag entsprechend der Dicke einer Trennwand verkleinert werden. Umgekehrt kann für den Fall, dass die axialen Dimensionen des Gasgenerators nicht geändert werden, das Aufnahmevolumen (d. h. die Gasversorgungsmenge) des Gaserzeugungsmittels vergrößert werden.
- Die dritte Ausführungsform umfasst einen im Gasgeneratorgehäuse installierten Halter, der das Gaserzeugungsmittel aufnimmt und hält, das infolge einer Zündung durch den Zünder und Verbrennung Gas erzeugt. Das erzeugte Gas strömt durch den an der Innenseite des Gasgeneratorgehäuses und am Umfangsabschnitt des Halters ausgebildeten Gasströmungsweg und wird aus einem in einem Umfangswandabschnitt des Gasgeneratorgehäuses ausgebildeten Gasausstoßloch aus dem Gasgenerator nach außen ausgestoßen.
- In dieser Ausführungsform ist das Gasausstoßloch in Axialrichtung des Gasgeneratorgehäuses an einer mittigen Stelle der Brennkammer angeordnet und ist in Axialrichtung des Gasgeneratorgehäuses an beiden Endabschnitten des Halters jeweils eine Trennwand angeordnet, die einen Teil des Halters bildet und ein Verbindungsloch aufweist, das die Brennkammer mit dem Gasströmungsweg verbindet, wodurch ein System aus zwei Gasströmungswegen geschaffen wird, die ausgehend von dem jeweiligen Verbindungsloch zum Gasausstoßloch im Wesentlichen gleich lang sind.
- Im Ergebnis ist, wenn man nur die Länge jedes Gasströmungswegs betrachtet, die Länge jedes Gasströmungswegs in dieser Ausführungsform kleiner als bei der Ausführungsform mit dem verschobenen Gasausstoßloch; ist aber in Axialrichtung des Gasgeneratorgehäuses die Länge der Brennkammer größer, so hat jeder Gasströmungsweg des Systems aus den beiden Gasströmungswegen eine wirksame Kühloberfläche und eine wirksame Schwebeteilchenbeseitigungsoberfläche, wodurch der Wärmeaustausch zwischen dem Gasgeneratorgehäuse und dem in der Brennkammer erzeugten Hochtemperaturgas gefördert wird und dadurch das Gas wirksam gekühlt werden kann. Des Weiteren erfahren die im Gas enthaltenen Schwebeteilchen auf dem Weg durch jeden Gasströmungsweg einen Strömungswiderstand und lagern sich an einer Innenoberfläche des Gasgeneratorgehäuses ab. Anders ausgedrückt kann eine ausreichende Strömungsweglänge des Gasströmungswegs erhalten werden, damit sich die Schwebeteilchen an der Innenoberfläche des Gasgeneratorgehäuses ablagern. Folglich gestattet das System aus den beiden Gasströmungswegen ebenfalls eine wirksame Beseitigung von im Gas enthaltenen Schwebeteilchen, bevor das Gas aus einem Verbindungsloch ein Gasausstoßloch erreicht.
- Gemäß der obigen Beschreibung gestattet diese Ausführungsform eine Kühlung des Gases und die Beseitigung von Schwebeteilchen aus dem Gas, ohne dass speziell neue Teile hinzugefügt werden. Da die Funktion eines herkömmlich verwendeten, ring förmig gewickelten Filters von einem anderen Teil übernommen wird, kann auf einen Filter verzichtet werden.
- Da in der vierten Ausführungsform das Verbindungsloch in Bezug auf eine durch das Verbindungsloch gehende Plattendickenrichtung vom Gasausstoßloch weg geneigt ist, strömt das Gas im Gasströmungsweg zunächst vom Gasausstoßloch weg (wird vom Gasausstoßloch abgelenkt) und strömt anschließend um die Umfangswandabschnittseite des Gasgeneratorgehäuses. Obwohl sich die Länge des Gasströmungswegs selbst nicht ändert, nimmt die Länge des Wegs, auf dem das Gas strömt, daher praktisch gesehen zu.
- Da in der fünften Ausführungsform an der Innenoberfläche eines der Trennwand des Gasgeneratorgehäuses gegenüberliegenden Grundwandabschnitts mehrere Aussparungen oder mehrere Vorsprünge oder sowohl mehrere Aussparungen als auch mehrere Vorsprünge ausgebildet sind, entsteht eine Verwirbelung. Dadurch wird die Zeitdauer, in der das Gas an einer Stelle verweilt, an der die Aussparungen oder dergleichen ausgebildet sind, (Wärmeaustauschzeit) ebenso verlängert wie die Zeitdauer, in der das Gas im Gasgeneratorgehäuse einen Strömungswiderstand erfährt. Als eine Folge der Verwirbelung wird des Weiteren die Kontaktfläche zwischen dem Gas und dem Gasgeneratorgehäuse vergrößert. Im Ergebnis kann die Gaskühlung gefördert werden; des Weiteren können sich Schwebeteilchen besser an der Innenoberfläche des Gasgeneratorgehäuses ablagern.
- Gemäß der sechsten Ausführungsform wird, wenn die Zündvorrichtung aktiviert wird, durch den Gasgenerator Gas erzeugt, das in den Airbag strömt, der am Grundelement in einem zusammengefalteten Zustand befestigt ist. Im Ergebnis bläst sich der Airbag auf und wird ein vorgegebener Aufblasdruck auf die Innenoberfläche der Airbagabdeckung ausgeübt. Wenn der Aufblasdruck einen vorgegebenen Wert erreicht, öffnet sich die an der Airbagabdeckung vorgesehene Airbagklappe, wodurch sich der Airbag nach außen aufbläst.
- Für diese Ausführungsform kann jeder der Gasgeneratoren der ersten bis fünften Ausführungsform verwendet werden, um eine Fahrzeugairbagvorrichtung mit kleinerer Baugröße und geringerem Gewicht zu erhalten. Wenn die Fahrzeugairbagvorrichtung beispielsweise eine fahrerseitige Fahrzeugairbagvorrichtung ist, steht angesichts der Tatsache, dass der Fahrerairbag im Lenkradpolster eines Lenkrads eingebaut wird, in Radial- und Axialrichtung des Lenkrads nur wenig Platz für die Montage zur Verfügung. In so einem Fall kann mittels der vorliegenden Ausführungsform aufgrund des Gasgenerators, der zumindest in Radialrichtung eine kleinere Baugröße und ein geringeres Gewicht hat, eine leichtere und kompaktere Fahrerairbagvorrichtung realisiert werden.
- Effekte der Erfindung
- Wie oben erläutert, können mit einem Gasgenerator gemäß der ersten Ausführungsform bei einem scheibenförmigen Gasgenerator die Funktionen der Gaskühlung und der Beseitigung von Schwebeteilchen sichergestellt und dessen radialen Baugröße und Gewicht verringert werden.
- Der Gasgenerator gemäß der zweiten Ausführungsform gestattet unter der Voraussetzung eines unveränderten Gaserzeugungsmittelaufnahmevolumens eine Verringerung der Baugröße eines Gasgenerators sowohl in Radial- als auch in Axialrichtung. Bleibt die Länge des Gasgenerators in Axialrichtung unverändert, kann die Gasversorgungsmenge im Gasgenerator erhöht werden, ohne die Baugröße des Gasgenerators zu ändern.
- Der Gasgenerator gemäß der dritten Ausführungsform gestattet analog zur ersten Ausführungsform die Funktion der Gaskühlung und der Beseitigung von Schwebeteilchen bei einem scheibenförmigen Gasgenerator und eine Verringerung der Baugröße des Gasgenerators in Radialrichtung wie auch dessen Gewichts.
- Da bei dem Gasgenerator gemäß der vierten Ausführungsform die Gasströmungslänge praktisch vergrößert werden kann, gestattet die vierte Ausführungsform eine Verbesserung der Funktionen der Gaskühlung und der Beseitigung von Schwebeteilchen.
- Die fünfte Ausführungsform gestattet eine bessere Gaskühlung und eine bessere Beseitigung der im Gas enthaltenen Schwebeteilchen.
- Die Fahrzeugairbagvorrichtung gemäß der sechsten Ausführungsform gestattet eine Verringerung der gesamten Baugröße und des Gewichts der Airbagvorrichtung.
- KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
1 ist ein vergrößerter Längsschnitt, der einen Gasgenerator gemäß der ersten Ausführungsform zeigt. -
2 ist eine auseinandergezogene Perspektivansicht des in1 gezeigten Gasgenerators (wobei das Gaserzeugungsmittel weggelassen wurde). -
3 ist ein schematischer Längsschnitt (entlang der Linie 3-3 in4 ) einer Fahrerairbagvorrichtung, die mit dem in1 gezeigten Gasgenerator versehen ist. -
4 ist eine Draufsicht eines Lenkrads, das mit der in3 gezeigten Fahrerairbagvorrichtung versehen ist. -
5 ist ein vergrößerter Längsschnitt eines Gasgenerators gemäß einem Vergleichsbeispiel zur Erläuterung der Effekte des Gasgenerators gemäß der ersten Ausführungsform. -
6 ist ein der1 entsprechender vergrößerter Längsschnitt, der einen Gasgenerator gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt. -
7 ist ein der1 entsprechender vergrößerter Längsschnitt, der einen Gasgenerator gemäß der dritten Ausführungsform zeigt. -
8 ist eine auseinandergezogene Perspektivansicht des in7 gezeigten Gasgenerators (wobei das Gaserzeugungsmittel weggelassen wurde). -
9A betrifft eine Abwandlung einer in1 gezeigten Trennwand mit einem Verbindungsloch und ist ein Längsschnitt der Trennwand an einer Stelle, an der ein Verbindungsloch ausgebildet ist. -
9B ist eine Perspektivansicht eines Verbindungslochs gemäß einer ersten Abwandlung. -
9C ist eine Perspektivansicht eines Verbindungslochs gemäß einer zweiten Abwandlung. - Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
- Erste Ausführungsform
- Anhand der
1 bis5 werden im Folgenden eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gasgenerators und eine Fahrzeugairbagvorrichtung mit dem Gasgenerator erläutert. Ein in diesen Figuren gezeigter Pfeil X gibt die Richtung zur Insassenseite hin und ein Pfeil Y die Richtung von der Insassenseite weg an. -
4 ist eine Draufsicht eines Lenkrads, das mit einer Fahrzeugairbagvorrichtung in Gestalt einer Fahrerairbagvorrichtung versehen ist.3 ist ein Längsschnitt (entlang der Linie 3-3 in4 ) der Fahrerairbagvorrichtung. Wie es in diesen Figuren gezeigt ist, handelt es sich bei dem Lenkrad10 um ein 3-Speichen-Lenkrad mit einem kreisförmigen Kranzabschnitt12 , einer innerhalb des Kranzabschnitts12 mittig angeordneten (nicht gezeigten) Nabe, drei Speichen14 , die den Kranzabschnitt12 mit der Nabe verbinden, und einem innerhalb des Kranzabschnitts12 mittig angeordneten Lenkradpolster16 . - Im Lenkradpolster
16 ist eine Fahrerairbagvorrichtung18 angeordnet. Wie es in3 gezeigt ist, weist die Fahrerairbagvorrichtung18 als wesentliche Abschnitte schematisch eine Grundplatte20 als einen von der (nicht gezeigten) Nabe getragenen Grundabschnitt, eine der Grundplatte20 gegenüber liegende Airbagklappe22 , die als ein Teil des Lenkradpolsters16 ausgebildet ist, einen Gasgenerator24 , der von der vom Insassen abgewandten Seite her in ein in der Grundplatte20 mittig ausgebildetes kreisförmiges Aufnahmeloch27 eingesetzt ist, und einen zwischen der Grundplatte20 und der Airbagklappe22 angeordneten zusammengefalteten Airbag auf. - Die Grundplatte
20 ist aus einem hochfesten Metallmaterial hergestellt. Ein oberes Gehäuse36 eines Gasgeneratorgehäuses40 , die beide nachstehend beschrieben werden, des Gasgenerators24 ist von der vom Insassen abgewandten Seite her in das in der Grundplatte20 ausgebildete kreisförmige Aufnahmeloch27 eingesetzt; ein Befestigungsabschnitt36D des Gehäuseoberteils36 , der ebenfalls nachstehend beschrieben wird (vgl.2 ), ist mittels Schraube und Mutter (die nicht gezeigt sind) an der Grundplatte20 befestigt. Auf der Innenseite eines Öffnungsabschnitts28 des Airbags26 ist eine Ringplatte30 vorgesehen (die breite Bedeutung derselben ist ein Element, das als ein Airbagbefestigungselement dient). Mehrere (nicht gezeigte) Schrauben ragen von der Ringplatte30 in Richtung der vom Insassen abgewandten Seite vor und erstrecken sich durch einen Umfangsrandbereich des Öffnungsabschnitts28 des Airbags26 und durch einen Umfangsrandbereich des Aufnahmelochs27 der Grundplatte20 . Diese mehreren Schrauben werden von der vom Insassen abgewandten Seite der Grundplatte20 her an (nicht gezeigten) mit Muttern verschraubt, um den Öffnungsabschnitt28 des Airbags26 zwischen der Ringplatte30 und der Grundplatte20 zu befestigen und zu halten. Der Öffnungsabschnitt28 des Airbags26 erstreckt sich um den Umfang des Aufnahmelochs27 der Grundplatte20 . Der nachstehend beschriebene Befestigungsabschnitt36D des Gehäuseoberteils36 des Gasgenerators24 ist an der vom Insassen abgewandten Seite des Aufnahmelochs27 angeordnet. Der Öffnungsabschnitt28 des Airbags26 und der Befestigungsabschnitt36D des Gehäuseoberteils36 des Gasgenerators24 können mittels den von der Ringplatte30 hervorragenden Muttern und Schrauben gemeinsam an der Grundplatte20 angebracht sein. - Ein Schutztextil
32 , das den zusammengefalteten Zustand des Airbags sichert, bis die Befestigung der Fahrerairbagvorrichtung18 beendet ist, deckt der Airbag ab. An der Rückfläche des Lenkradpolsters16 (die Oberfläche auf der dem Insassen abgewandten Seite) ist eine Sollbruchstelle34 in der Gestalt eines im Wesentlichen H-förmigen dünnen Bereichs oder dergleichen ausgebildet, durch welchen sich die Airbagklappe22 in vertikaler Richtung öffnen kann. - Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf
1 und2 der Aufbau des Gasgenerators24 beschrieben, bei welchem es sich um einen wesentlichen Teil der vorliegenden Ausführungsform handelt. -
1 ist ein vergrößerter Längsschnitt des in3 gezeigten Gasgenerators24 .2 ist eine auseinander gezogene Perspektivansicht des Gasgenerators24 (wobei auf die nachstehend beschriebenen Gaserzeugungsmittel52 und54 verzichtet wurde). - Wie es in diesen Figuren gezeigt ist, weist der Gasgenerator
24 im befestigten Zustand ein Gasgeneratorgehäuse40 aus Metall mit dem auf der Insassenseite angeordneten Gehäuseoberteil36 und einem auf der vom Insassen abgewandten Seite angeordneten Gehäuseunterteil38 auf. Das Gehäuseoberteil36 ist als ein tiefer Zylinder ausgebildet. Das Gehäuseoberteil36 weist einen im befestigten Zustand auf der Insassenseite angeordneten Grundwandabschnitt36A , einen Umfangswandabschnitt36B , der vom Umfangsrandbereich des Grundwandabschnitts36A aus in Richtung der vom Insassen abgewandten Seite hin ragt, einen Flanschabschnitt36C , der von der vom Insassen abgewandten Seite des Umfangswandabschnitts36B aus radial nach außen gebogen ist, und einen Befestigungsabschnitt36D auf, der sich in Umfangsrichtung des Flanschabschnitts36C von vier Stellen aus radial nach außen erstreckt (vgl.2 ). Das Gehäuseunterteil38 hat die Form einer flachen Schale und weist einen zum Grundwandabschnitt36A des Gehäuseoberteils36 parallel und diesem gegenüberliegend angeordneten Grundwandabschnitt38A und einen Flanschabschnitt38C , der sich vom Grundwandabschnitt38A aus über einen schrägen Abschnitt38B radial nach außen erstreckt. Der Flanschabschnitt36C des Gehäuseoberteils36 steht in Kontakt mit dem Flanschabschnitt38C des Gehäuseunterteils38 ; der Flanschabschnitt36C und der Flanschabschnitt38C sind miteinander verschweißt. Das Gehäuseoberteil36 und das Gehäuseunterteil38 sind dadurch zu einer das Gasgeneratorgehäuse40 bildenden Einheit integriert. - In der Mitte des oben beschriebenen Gasgeneratorgehäuses
40 ist eine Zündpille (Zünder)42 vorgesehen. Die Zündpille42 hat im Wesentlichen eine zylindrische Form und weist einen kreisförmigen, plattenförmigen Montageabschnitt42A an ihrem auf der vom Insassen abgewandten Seite gelegenen Ende, einen Grundabschnitt42B , der einen größeren Durchmesser hat als der Montageabschnitt42A , und einen Zündabschnitt42C auf, der einen kleinen Durchmesser hat und von der Mitte des Grundabschnitts42B in Richtung Insassenseite ragt. Der Montageabschnitt42A passt in ein in der Mitte des Gehäuseunterteils38 ausgebildetes kreisförmiges Aufnahmeloch44 dergestalt, dass die Zündpille42 in einer bestimmten Position in der Mitte des Gehäuseunterteils38 installiert werden kann. Die Zündpille42 steht in Verbindung mit einer (nicht gezeigten) Airbag-ECU, die auf der Grundlage eines Erfassungssignals von einem (nicht gezeigten) Airbag-Sensor bestimmt, ob die Fahrerairbagvorrichtung18 aktiviert werden soll oder nicht. Wenn die Airbag-ECU bestimmt, dass die Fahrerairbagvorrichtung18 aktiviert werden soll, wird ein vorgegebener elektrischer Strom zur Zündpille42 geleitet. - Die axiale Länge der Zündpille
42 beträgt etwa die halbe axiale Länge des Gasgeneratorgehäuses40 . Um den Außenumfang des Zündabschnitts42C herum ist ein zylindrischer Käfig46 angeordnet, der einen Grund aufweist. Ein Grundabschnitt46A des Käfigs46 steht in Kontakt mit dem Grundwandabschnitt36A des Gehäuseoberteils36 . In einem vorgegebenen Abstand in Umfangsrichtung des Umfangswandabschnitts46B des Käfigs46 sind mehrere Verbindungslöcher48 ausgebildet. Des Weiteren ist an der Außenumfangsfläche im Bereich der Verbindungslöcher48 eine Versiegelung50 dicht angebracht, die bricht, wenn der Innendruck des Käfigs46 einen bestimmten oder höheren Wert erreicht. Der Käfig46 enthält ein Gaserzeugungsmittel52 , das nachstehend beschrieben wird und identisch mit dem Gaserzeugungsmittel54 aufgebaut ist, das ebenfalls nachstehend beschrieben wird. Das Gaserzeugungsmittel52 dient als ein Verstärker, der eine Flamme zum Gaserzeugungsmittel54 hin ausbreitet. - Im Gasgeneratorgehäuse
40 ist ein rohrförmiger Halter60 aus Metall vorgesehen, der an seinem einen axialen Endabschnitt geschlossen ist. Der Halter60 weist einen Umfangswandabschnitt62 mit einem Außendurchmesser kleiner als der Innendurchmesser des Gehäuseoberteils36 und eine zylindrische Trennwand64 auf, die auf der vom Insassen abgewandten Seite die Öffnung des Umfangswandabschnitts62 schließt. - Ein Umfangsrandabschnitt
64A der Trennwand64 ragt in Kreisform in Richtung Insassenseite und sitzt auf der vom Insassen abgewandten Seite fest in der Öffnung des Umfangswandabschnitts62 . Die Trennwand64 weist mittig einen kreisförmigen Vorsprung64B auf, in dem ein Befestigungsloch66 ausgebildet ist. Der Zündabschnitt42C der Zündpille42 ist von der vom Insassen abgewandten Seite her in der Weise im Befestigungsloch66 aufgenommen, dass der Grundabschnitt42B am Vorsprung64B angebracht ist (in diesem sitzt). Der Halter60 , in dem die Zündpille42 installiert ist, ist im Gehäuseoberteil36 aufgenommen. Wenn der Montageabschnitt42A der Zündpille42 im Aufnahmeloch44 des Gehäuseunterteils38 sitzt, steht der auf der Insassenseite gelegene Endabschnitt des Umfangswandabschnitts62 des Halters60 in Kontakt mit der auf der vom Insassen abgewandten Seite gelegenen Oberfläche des Grundwandabschnitts36A des Gehäuseoberteils36 . Die Dimensionen jedes Abschnitts sind in Abhängigkeit von der Zündpille42 so festgelegt, dass sich der Halter60 aus einer vorgegebenen Position nicht heraus bewegen kann. - Im eingebauten Zustand des Halters
60 bildet ein zwischen dem Halter60 und dem Käfig46 definierter kreisringförmiger Raum eine Brennkammer68 . Das Gaserzeugungsmittel54 füllt die Brennkammer68 und wird in der Brennkammer68 gehalten. In der vorliegenden Ausführungsform wird die Brennkammer68 von der Innenoberfläche des Grundwandabschnitts36A des Gehäuseoberteils36 , dem Halter60 (der Trennwand64 und dem Umfangswandabschnitt62 ) und dem Umfangswandabschnitt46B des Käfigs46 begrenzt. - Im eingebauten Zustand des Halters
60 ist zwischen der Trennwand64 des Halters60 und dem Grundwandabschnitt38A des Gehäuseunterteils38 ein kreisringförmiger flacher Raum (erster Strömungsweg70 ) ausgebildet. Des Weiteren ist zwischen dem Umfangswandabschnitt62 des Halters60 und dem Umfangswandabschnitt36B des Gehäuseoberteils36 ein kreisringförmiger Raum (zweiter Strömungsweg72 ) ausgebildet. Der erste Strömungsweg70 und der zweite Strömungsweg72 sind an einer Stelle, an der der schräge Abschnitt38B des Gehäuseunterteils38 ausgebildet ist, miteinander verbunden und bilden einen Gasströmungsweg74 . Die Strömungslänge des Gasströmungswegs74 (die Länge vom Beginn des Strömungswegs bis zu den Gas ausstoßlöchern76 ) beträgt L1 (siehe1 ). An einigen Stellen des Umfangswandabschnitts36B des Gehäuseoberteils36 im zweiten Strömungsweg72 sind in einem vorgegebenen Abstand in Umfangsrichtung des Gehäuseoberteils36 mehrere Gasausstoßlöcher76 ausgebildet. Die Gasausstoßlöcher76 sind von einer Versiegelung78 verschlossen. - Die Gasausstoßlöcher
76 des Gehäuseoberteils36 sind an einer Stelle ausgebildet, die bezüglich der axialen Mitte (Punkt-Strich-Linie P in1 ) der Brennkammer68 des Gasgenerators24 um eine Distanz δ in Richtung Insassenseite verschoben ist. In der Trennwand64 des Halters60 sind mehrere Verbindungslöcher80 ausgebildet, die den ersten Strömungsweg70 und die Brennkammer68 verbinden. Die Verbindungslöcher80 in der Trennwand64 sind mit anderen Worten auf der Seite ausgebildet, die von der Seite, auf der die Gasausstoßlöcher76 des Halters60 liegen, (der Seite der Verschiebung) abgewandt ist. Die Verbindungslöcher80 sind bezüglich der durch die Verbindungslöcher80 gehenden Plattendickenrichtung (Punkt-Strich-Linie Q in1 ) jeweils um einen Winkel θ vom Gasausstoßloch76 weg geneigt. - Die Gasausstoßlöcher
76 sind an einer Stelle ausgebildet, die bezüglich einer axialen Mitte (Punkt-Strich-Linie P) der Brennkammer68 um eine Distanz δ in Richtung Insassenseite verschoben ist, so dass dann, wenn der Gasgenerator24 von der vom Insassen abgewandten Seite her in das Aufnahmeloch27 der Grundplatte20 eingeschoben und der Öffnungsabschnitt28 des Airbags26 zwischen der Ringplatte30 und der Grundplatte20 festgeklemmt wird, in Gasausstoßrichtung (in radialer Richtung durch die Gasausstoßlöcher76 außenseitig) kein Bauteil, wie z. B. die Ringplatte30 , vorhanden ist, um eine Behinderung des Gases durch ein Bauteil zu verhindern. - Funktionsweise und Effekte der vorliegenden Ausführungsform
- Im Folgenden werden die Funktionsweise und Effekte der vorliegenden Ausführungsform erläutert.
- Bei einem Frontalaufprall wird der Frontalaufprall von dem (nicht gezeigten) Airbag-Sensor erfasst und ein Erfassungssignal an die Airbag-ECU geleitet. Die Airbag- ECU bestimmt, ob die Fahrerairbagvorrichtung
18 aktiviert werden soll. Für den Fall, dass bestimmt wird, dass die Fahrerairbagvorrichtung18 aktiviert werden soll, wird ein vorgegebener elektrischer Strom zur Zündpille42 geleitet. Als Folge davon verbrennt das unmittelbar oberhalb der Zündpille42 befindliche Gaserzeugungsmittel52 , wodurch der Innendruck im Käfig46 ansteigt. Wenn der Innendruck im Käfig46 einen vorgegebenen Wert erreicht, bricht die Versiegelung50 , die die Verbindungslöcher48 verschließt, und breitet sich in der Brennkammer68 eine Flamme aus. Als Folge verbrennt das im Halter60 enthaltene Gaserzeugungsmittel54 , wodurch eine große Menge Hochtemperaturgas erzeugt wird, in dem Schwebeteilchen82 enthalten sind (vgl.1 ). Das in der Brennkammer68 erzeugte Hochtemperaturgas, das Schwebeteilchen82 enthält, strömt durch die in der Trennwand64 des Halters60 ausgebildeten mehreren Verbindungslöcher80 und in den ersten Strömungsweg70 des Gasströmungswegs74 (diese Gasströmung ist durch einen Pfeil A angegeben). - Da die Verbindungslöcher
80 als zur Zündpille42 hin geneigte Durchgangslöcher ausgebildet sind, tritt das Gas in Kontakt mit der Innenoberfläche des Grundwandabschnitts38A des Gehäuseunterteils38 , strömt durch den ersten Strömungsweg70 zum Grundabschnitt42B der Zündpille42 , tritt in Kontakt mit der Außenumfangsfläche des Grundabschnitts42B der Zündpille42 , strömt anschließend durch den ersten Strömungsweg70 (zurück) und zum zweiten Strömungsweg72 . Dabei unterliegt das Hochtemperaturgas einem Wärmeaustausch mit dem Grundwandabschnitt38A des Gehäuseunterteils38 und wird gekühlt. Des Weiteren lagern sich die im Gas enthaltenen Schwebeteilchen82 am Grundwandabschnitt38A des Gehäuseunterteils38 ab und werden dadurch aus dem Gas entfernt. Anschließend durchbricht das durch den zweiten Strömungsweg72 strömende Gas die Versiegelung78 und wird aus den im Umfangswandabschnitt36B des Gehäuseoberteils36 ausgebildeten Gasausstoßlöcher76 aus dem Gasgenerator24 nach außen ausgestoßen (diese Gasströmung ist durch einen Pfeil B angegeben). - Auf diese Weise strömt das erzeugte Gas aus dem Gasgenerator
24 in den gefalteten Airbag und bläst den Airbag auf. Wenn der Aufblasdruck des Airbags26 bei einem vorgegebenen oder höheren Wert liegt, bricht das Schutztextil32 , bricht die an der Rückfläche der Airbagklappe22 ausgebildete Sollbruchstelle34 und öffnet sich die Airbagklappe22 nach vorne und hinten. Als Folge entfaltet sich der Airbag26 in Richtung Insassenseite, wodurch er den Oberkörper einschließlich des Kopfbereichs des sich aufgrund der Trägheit zum Lenkrad10 hin bewegenden Insassen aufnehmen kann. - Da in der vorliegenden Ausführungsform die im Gehäuseoberteil
36 ausgebildeten Gasausstoßlöcher76 bezüglich der in Axialrichtung des Gasgeneratorgehäuses mittigen Stelle der Brennkammer68 (Punkt-Strich-Linie P in1 ) in Axialrichtung des Gasgeneratorgehäuses (zur Insassenseite hin) verschoben ist, und da die Trennwand64 , die mehrere Verbindungslöcher80 aufweist, auf der Seite liegt, die von der Seite abgewandt ist, auf der die Gasausstoßlöcher des Halters60 vorgesehen sind, kann die Länge des Strömungswegs L1, auf dem das von den Verbindungslöchern80 ausgestoßene Gas strömt, (die Distanz vom Beginn des Gasströmungswegs74 bis zu den Gasausstoßlöchern76 ) vergrößert werden. Dadurch kann der Wärmeaustausch zwischen dem in der Brennkammer68 erzeugten Hochtemperaturgas, dem Umfangswandabschnitt36B des Gehäuseoberteils36 und dem Gehäuseunterteil38 gefördert und das Gas wirksam gekühlt werden. Des Weiteren können sich die im Gas enthaltenen Schwebeteilchen82 aufgrund des Strömungswiderstands, wenn das Gas durch den ersten Strömungsweg70 des Gasströmungswegs74 strömt, an einer Innenoberfläche des Grundwandabschnitts38A des Gehäuseunterteils38 ablagern. Anders ausgedrückt kann eine ausreichende Strömungsweglänge des Gasströmungswegs gewährleistet werden, damit sich die Schwebeteilchen82 an der Innenoberfläche des Grundwandabschnitts38A des Gehäuseunterteils38 ablagern. Daher können die im Gas enthaltenen Schwebeteilchen82 wirksam beseitigt werden, bevor das Gas die Gasausstoßlöcher76 erreicht. - Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann im Besonderen ohne die Hinzufügung neuer Bauteile das Gas gekühlt und können im Gas enthaltene Schwebeteilchen
82 beseitigt werden.5 ist ein Längsschnitt eines allgemeinen herkömmlichen scheibenförmigen Gasgenerators90 . Wie es in dieser Figur gezeigt ist, weist der herkömmliche scheibenförmige Gasgenerator90 zwei, eine obere und eine untere, kreisförmige Platten96 und98 auf, die jeweils an einem axialen Endabschnitt eines auf eine Zündpille92 montierten Käfigs94 angebracht sind. Um den Außenumfang der Platten96 und98 herum ist ein ringförmig gewickelter Filter99 vorgesehen. Der Gasgenerator90 hat daher den Nachteil, dass er radial nach außen vergrößert ist. Im Gegensatz dazu ist bei dem Gasgenerator24 der vorliegenden Ausführungsform der Filter99 entbehrlich, da der Gasströmungsweg74 die Funktion des Filters99 übernimmt. Hinsichtlich eines scheibenförmigen Gasgenerators kann die Erfindung daher die Funktionen der Gaskühlung und der Beseitigung von Schwebeteilchen sicherstellen und gestattet gleichzeitig eine Reduzierung des Gewichts des Gasgenerators und dessen radialer Baugröße. - Dieser Effekt (Reduzierung von Baugröße und Gewicht des Gasgenerators) ist insbesondere für eine Fahrerairbagvorrichtung
18 von Vorteil. Da die Fahrerairbagvorrichtung18 im Lenkradpolster16 des Lenkrads10 installiert ist, ist in Radial- und Axialrichtung des Lenkrads10 wenig Platz vorhanden. In diesem Fall lässt sich die Fahrerairbagvorrichtung18 mit Hilfe des Gasgenerators24 mit dem obigen Aufbau leichter und kompakter gestalten. - Des Weiteren verlangt die Erfindung, dass die Gasausstoßlöcher
76 bezüglich der in Axialrichtung des Gasgeneratorgehäuses mittigen Stelle P der Brennkammer68 um einen Betrag δ nur zur Insassenseite hin verschoben ist, und dass die Trennwand64 in Axialrichtung des Gasgeneratorgehäuses am Halter60 nur auf der Seite liegt, die von der Seite abgewandt ist, auf der die Gasausstoßlöcher liegen, dass aber in Axialrichtung des Gasgeneratorgehäuses keine Trennwand auf der Seite liegt, auf der die Gasausstoßlöcher liegen, so dass der Halter60 offen ist, bevor er mit dem Grundwandabschnitt36A des Gehäuseoberteils36 in Kontakt tritt (geschlossen wird). Im Vergleich zu dem Fall, in dem in Axialrichtung des Gasgeneratorgehäuses an beiden Endabschnitten des Halters60 eine Trennwand64 angeordnet ist, kann daher, sofern das Aufnahmevolumen des Gaserzeugungsmittels54 nicht geändert wird, die axiale Baugröße des Gasgenerators24 um eine Länge entsprechend der Dicke der Trennwand64 verkleinert werden. Somit kann die Baugröße des Gasgenerators24 sowohl in Radial- als auch in Axialrichtung verkleinert werden. Umgekehrt kann für den Fall, dass die axialen Dimensionen des Gasgenerators24 nicht geändert werden, das Aufnahmevolumen des Gaserzeugungsmittels54 vergrößert werden. Daher kann die Gaszufuhrmenge im Gasgenerator24 ohne eine Änderung dessen Baugröße erhöht werden. - Des Weiteren sind die Verbindungslöcher
80 in der Trennwand64 um einen Winkel θ relativ zur Plattendickenrichtung Q, die durch die Verbindungslöcher80 hindurch geht, nur in eine Richtung weg von den Gasausstoßlöchern76 (zur Mitte des Gasgenerators24 hin) geneigt; daher strömt das Gas im ersten Strömungsweg70 des Gasströmungswegs74 von den Gasausstoßlöchern76 weg (wird abgelenkt) und in Richtung des Umfangswandabschnitts36B des Gehäuseoberteils36 . Obwohl sich die Strömungsweglänge des ersten Strömungswegs70 selbst nicht ändert, nimmt die Länge des Gasströmungswegs daher praktisch gesehen zu. Als Folge davon können die Funktionen der Gaskühlung und der Beseitigung von Schwebeteilchen verbessert werden. - Zweite Ausführungsform
- Anhand von
6 werden nachstehend eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gasgenerators und eine erfindungsgemäße Fahrzeugairbagvorrichtung erläutert. Den mit der ersten Ausführungsform identischen Bauelementen sind dieselben Bezugszeichen zugeordnet, so dass deren Beschreibung entfällt. - Der in
6 gezeigte Gasgenerator24 gemäß der zweiten Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass er an einer Innenoberfläche der Trennwand64 des Halters60 mehrere Vertiefungen100 als Aussparungen aufweist. Anstelle der Vertiefungen100 können mehrere Vorsprünge (Erhebungen) vorgesehen sein; alternativ dazu kann eine Kombination aus Aussparungen und Vorsprüngen vorgesehen sein. - Funktionsweise und Effekte
- Da nach der obigen Gestaltung an der insassenseitigen Oberfläche des Grundwandabschnitts
38A des Gehäuseunterteils38 mehrere Vertiefungen100 ausgebildet sind, wird durch die Vertiefungen100 eine Verwirbelung erzeugt, wenn das Gas durch den ersten Strömungsweg70 strömt (siehe den Pfeil R in6 ). In dem Ausmaß, in dem eine Verwirbelung erzeugt wird, nimmt daher die Zeitdauer zu, in der das Gas in dem Bereich verweilt, in dem die Vertiefungen100 ausgebildet sind, ebenso wie die Zeitdauer, in der zwischen dem Gas und dem Gehäuseunterteil38 ein Wärmeaustausch stattfindet. Da durch die Vertiefungen100 eine Verwirbelung erzeugt wird, nimmt des Weiteren die Zeitdauer zu, in der das Gas durch den Grundwandabschnitt38A des Gehäuseunterteils38 einen Widerstand erfährt. Die Verwirbelung vergrößert zudem die Fläche, über die das Gas mit dem Grundwandabschnitt38A des Gehäuseunterteils38 in Kontakt tritt. Aufgrund dieser Faktoren sammeln sich Schwebeteilchen82 an der Oberfläche der Vertiefungen100 und können dadurch noch besser beseitigt werden. Zusammenfassend kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform das Gas in einem größeren Ausmaß gekühlt werden; des Weiteren können im Gas enthaltenen Schwebeteilchen82 in einem größeren Ausmaß beseitigt werden. - Dritte Ausführungsform
- Anhand von
7 und8 werden im Folgenden eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gasgenerators und eine mit dem Gasgenerator versehene Fahrzeugairbagvorrichtung erläutert. Den mit der ersten Ausführungsform identischen Bauelementen sind dieselben Bezugszeichen zugeordnet; eine Beschreibung derselben entfällt. - Wie es in
7 und8 gezeigt ist, ist bei dem Gasgenerator110 der dritten Ausführungsform das Gehäuseunterteil38 eines Gasgeneratorgehäuses112 gegenüber der ersten Ausführungsform unverändert, während das Gehäuseoberteil114 axial verlängert ist (vgl.1 und7 ). In der dritten Ausführungsform wird daher davon ausgegangen, dass die Fahrzeugairbagvorrichtung genügend Platz für den Einbau des Gasgenerators110 bietet, der im Vergleich zum Gasgenerator24 der ersten Ausführungsform in Axialrichtung länger ist. - Da das Gehäuseoberteil
114 in Axialrichtung des Gasgeneratorgehäuses110 länger ist, sind die Gasausstoßlöcher76 in Axialrichtung der Brennkammer116 mittig (siehe die Punkt-Strich-Linie P') angeordnet. Anders ausgedrückt sind im Unterschied zur ersten Ausführungsform die Gasausstoßlöcher76 nicht aus der axialen Mitte der Brennkammer116 in Axialrichtung verschoben. - Des Weiteren weist ein Halter
118 einen zylindrischen Umfangswandabschnitt62 mit einem Außendurchmesser kleiner als der Innendurchmesser des Gehäuseoberteils114 , eine kreisförmige, plattenförmige Trennwand64 , die auf der vom Insassen abgewandten Seite einen offenen Endabschnitt des Umfangswandabschnitt62 schließt, und eine Trennwand120 auf, die auf der Insassenseite einen offenen Endabschnitt des Umfangswandabschnitts62 schließt. Analog zur Trennwand64 auf der vom Insassen abgewandten Seite sind in der auf der Insassenseite gelegenen Trennwand120 ebenfalls mehrere Verbindungslöcher80 ausgebildet. In der Trennwand120 ist mittig ein in einer Schnittansicht im Wesentlichen U-förmiger Montageabschnitt120A ausgebildet, der am Umfangswandabschnitt46B des Käfigs46 anliegt. - Wenn der Halter
118 im Gasgeneratorgehäuse112 installiert ist, sind zwischen der Trennwand64 , die auf der vom Insassen abgewandten Seite liegt, und dem Grundwandabschnitt38A des Gehäuseunterteils38 ein ringplattenförmiger Raum (ein dritter Strömungsweg122 ) und des Weiteren zwischen der Trennwand120 , die auf der Insassenseite liegt, und dem Grundwandabschnitt114A des Gehäuseoberteils114 ein ringplattenförmiger Raum (ein vierter Strömungsweg124 ) ausgebildet. Des Weiteren ist zwischen dem Umfangswandabschnitt62 des Halters118 und dem Umfangswandabschnitt114B des Gehäuseoberteils114 ein kreisringförmiger Raum (ein fünfter Strömungsweg126 ) ausgebildet. Der dritte Strömungsweg122 und der fünfte Strömungsweg126 stehen miteinander in Verbindung und bilden einen gemeinsam einen unteren Gasströmungsweg128 (Strömungsweglänge L2). Des Weiteren stehen der vierte Strömungsweg124 und der fünfte Strömungsweg126 miteinander in Verbindung und bilden gemeinsam einen oberen Gasströmungsweg130 (Strömungsweglänge L3). Die Strömungsweglänge L2 des unteren Gasströmungswegs128 ist im Wesentlichen so groß wie die Strömungsweglänge L3 des oberen Gasströmungswegs130 . - Damit sind in der dritten Ausführungsform an dem Endabschnitt, der auf der vom Insassen abgewandten Seite liegt, und an dem Endabschnitt, der auf der Insassenseite liegt, die Trennwand
64 bzw. die Trennwand120 vorgesehen, die jeweils Verbindungslöcher80 aufweisen. Des Weiteren sind der der Trennwand64 bzw. Trennwand120 entsprechende untere Gasströmungsweg128 und obere Gasströmungsweg130 ausgebildet. Die Strömungsweglängen L2 und L3 des unteren Gasströmungswegs128 bzw. oberen Gasströmungswegs130 sind aber jeweils kleiner als die Strömungsweglänge L1 des Gasströmungswegs74 der ersten Ausführungsform. - Funktionsweise und Effekte
- Gemäß diesem Aufbau verbrennt das Gaserzeugungsmittel
52 im Käfig46 , wenn ein elektrischer Strom zur Zündpille42 geleitet wird, breitet sich über die Verbindungslöcher48 des Käfigs46 in der Brennkammer116 eine Flamme aus, verbrennt das in der Brennkammer116 aufgenommene Gaserzeugungsmittel54 und wird eine große Gasmenge erzeugt. - Etwa die Hälfte dieses Gases strömt durch die Verbindungslöcher
80 der Trennwand64 auf der vom Insassen abgewandten Seite in den dritten Strömungsweg122 , strömt anschließend durch den fünften Strömungsweg126 und wird über die Gasausstoßlöcher76 aus dem Gasgenerator110 ausgestoßen. Die andere Hälfte des Gases strömt durch die Verbindungslöcher80 der auf der Insassenseite vorgesehenen Trennwand120 in den vierten Strömungsweg124 , strömt anschließend durch den fünften Strömungsweg126 und wird über die Gasausstoßlöcher76 aus dem Gasgenerator110 ausgestoßen. Daher unterliegt das Gas analog zum Konzept der oben beschriebenen ersten Ausführungsform einem Wärmeaustausch mit dem Gehäuseunterteil38 und dem Gehäuseoberteil114 und erfährt dadurch eine Abkühlung. Im Gas enthaltene Schwebeteilchen82 lagern sich am Grundwandabschnitt38A und Grundwandabschnitt114A des Gehäuseoberteils114 ab und werden dadurch beseitigt. - Anders ausgedrückt ist in der dritten Ausführungsform ein System aus zwei Gasströmungswegen gleicher Länge (unterer Gasströmungsweg
128 und oberer Gasströmungsweg130 ) vom Beginn des jeweiligen Strömungswegs bis zu den Gasausstoßlöchern76 ausgebildet. Wenngleich gegenüber der ersten Ausführungsform, in der die Gasausstoßlöcher76 verschoben sind, die Strömungsweglänge daher kleiner zu sein scheint, wenn man einzig die Strömungsweglängen L2 und L3 des unteren Gasströmungswegs128 bzw. oberen Gasströmungswegs130 betrachtet, sieht die vorliegenden Ausführungsform, in der das Gasgeneratorgehäuse der Brennkammer116 in Axialrichtung verlängert ist, ein System aus zwei Gasströmungswegen (unterer Gasströ mungsweg128 und oberer Gasströmungsweg130 ) vor, von denen jeder eine wirksame Gaskühl- und Schwebeteilchenbeseitigungsfläche aufweist, wodurch der Wärmeaustausch in der Brennkammer116 zwischen dem Hochtemperaturgas und dem Gasgeneratorgehäuse112 gefördert wird und das Gas wirksam gekühlt werden kann. Des Weiteren erfahren die im Gas enthaltenen Schwebeteilchen82 auf dem Weg durch den unteren Gasströmungsweg128 und den oberen Gasströmungsweg130 einen Strömungswiderstand, wodurch sich die Schwebeteilchen an den Innenoberflächen des Grundwandabschnitts38A des Gehäuseunterteils38 und des Grundwandabschnitts114A des Gehäuseoberteils114 ablagern. Anders ausgedrückt kann für jeden Gasströmungsweg eine ausreichende Strömungsweglänge sichergestellt werden, damit sich Schwebeteilchen82 am Grundwandabschnitt38A des Gehäuseunterteils38 und am Grundwandabschnitt114A des Gehäuseoberteils114 ablagern können. Daher können im Gas enthaltene Schwebeteilchen82 dank des Systems aus zwei Strömungswegen (unterer Gasströmungsweg128 und oberer Gasströmungsweg130 ) wirksam beseitigt werden, bevor das aus den Verbindungslöchern80 kommende Gas die Gasausstoßlöcher76 erreicht. - Wie oben beschrieben kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Gaskühlung und die Beseitigung von Schwebeteilchen ohne besondere neue Bauteile erreicht werden, da die Funktion des im Stand der Technik verwendeten, ringförmig gewickelten Filters
99 (siehe5 ) von anderen Teilen übernommen werden kann. Im Ergebnis können bei einem scheibenförmigen Gasgenerator die Funktionen der Gaskühlung und Beseitigung von Schwebeteilchen erhalten werden; des Weiteren kann der scheibenförmige Gasgenerator in Radialrichtung verkleinert und dessen Gewicht verringert werden. - Ergänzende Erläuterung der Ausführungsformen
- In den oben beschriebenen Ausführungsformen wurde ein erfindungsgemäßer Gasgenerator für eine Fahrerairbagvorrichtung
18 verwendet. Die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt; der erfindungsgemäße Gasgenerator kann auch für andere Fahrzeugairbagvorrichtungen, z. B. eine Beifahrerairbagvorrichtung, verwendet werden. - Des Weiteren wurden bei der obigen Ausführungsform der Gasgenerator
24 und der Gasgenerator110 in Verbindung mit einem Frontalaufprall erläutert. Die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt; der Gasgenerator oder eine mit dem erfindungsgemäßen Gasgenerator versehene Fahrzeugairbagvorrichtung kann auch für ein System verwendet werden, in dem eine Aufprallvorhersageeinrichtung, z. Bein Pre-crash-Sensor, installiert ist. In diesem Fall wird der Gasgenerator aktiviert, wenn ein Frontalaufprall vorhergesagt wird. - Darüber hinaus wurde in der obigen Ausführungsform angegeben, dass die Verbindungslöcher
80 der Trennwand64 und der Trennwand120 zur Achse des Gasgenerators24 und Gasgenerators110 hin geneigt sind; die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt; alternativ dazu können sich die Verbindungslöcher80 auch in Plattendickenrichtung (in Richtung der Punkt-Strich-Linie Q in1 ) erstrecken. - In der ersten und zweiten Ausführungsform ist die Trennwand
64 mit den Verbindungslöchern80 nur an dem offenen Endabschnitt des Halters60 vorgesehen, der auf der vom Insassen abgewandten Seite liegt. Die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt; Verbindungslöcher können ebenso an dem auf der Insassenseite liegenden offenen Endabschnitt des Halters60 ausgebildet sein. D. h., dass bei einem Halter eine Trennwand, in der Verbindungslöcher ausgebildet sind, wenigstens auf der Seite angeordnet sein kann, die von der Seite abgewandt ist, auf der die Gasausstoßlöcher angeordnet sind. Sind die Gasausstoßlöcher76 in Axialrichtung des Gasgeneratorgehäuses aus der Mitte der Brennkammer68 zur Insassenseite hin verschoben, so wird, wenn eine Trennwand auf der Insassenseite ausgebildet wird, die Länge des Gasströmungswegs verkleinert und werden die Funktionen der Gaskühlung und der Beseitigung von Schwebeteilchen vermindert vergleichen mit dem Fall, wenn der Gasströmungsweg auf der vom Insassen abgewandten Seite ausgebildet ist. - In der obigen Ausführungsform weisen der Halter
60 und der Halter118 zwei bzw. drei Elemente auf; sie können aber auch einstückig ausgebildet sein. Darüber hinaus ist in der ersten Ausführungsform und in der zweiten Ausführungsform die Brennkammer68 durch die drei Elemente: Halter60 , Grundwandabschnitt36A des Gehäuseoberteils36 und Umfangswandabschnitt468 des Käfigs46 definiert, während in der dritten Ausführungsform die Brennkammer116 durch die beiden Elemente. Halter118 und Umfangswandabschnitt46B des Käfigs46 definiert ist. Die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt, die Brennkammer kann auch nur durch einen Halter definiert sein. Beispielsweise kann im Fall der ersten Ausführungsform der Käfig46 einstückig mit dem Kernabschnitt des Halters60 ausgebildet sein und eine Trennwand, in der keine Verbindungslöcher ausgebildet sind, als eine Abdeckung für den auf der Insassenseite gelegenen offenen Endabschnitt des Umfangswandabschnitts62 dienen. Ähnlich dazu kann im Fall der dritten Ausführungsform der Käfig46 einstückig mit der Trennwand64 des Halters118 ausgebildet sein und die Trennwand120 , in der keine Verbindungslöcher ausgebildet sind, den auf der Insassenseite gelegenen offenen Endabschnitt des Halters118 abdecken und auf diesem sitzen. - In den obigen Ausführungsformen, beispielsweise in der ersten Ausführungsform, sind zum Zweck der Ablenkung der Gasströmung die Verbindungslöcher
80 in der Trennwand64 in der Weise ausgebildet, dass sie bezüglich der Plattendickenrichtung Q um einen Winkel θ vom Gasausstoßloch76 weg geneigt sind; bei diesem Aufbau muss die Trennwand64 jedoch eine gewisse Dicke haben. Wie es in9A bis9C gezeigt ist, können daher Verbindungslöcher142 und144 durch Formpressen (Stanzen) in der Trennwand140 ausgebildet werden. Die9A bis9C zeigen die Trennwand140 auf den Kopf gestellt. - In dem in
9B gezeigten Beispiel wird eine bestimmte Stelle in der Trennwand140 so ausgestanzt, dass in etwa eine Dreieckpyramide dergestalt erhalten wird, dass die Form der Gasaustrittsöffnung des Verbindungslochs142 in etwa einem gleichschenkligen Dreieck entspricht. Der in9A gezeigte Schnitt durch das Verbindungsloch142 zeigt die ausgestanzte Form. In dem in9C gezeigten Beispiel wird eine bestimmte Stelle der Trennwand140 so ausgestanzt, dass in etwa eine konische Form dergestalt erhalten wird, dass die Form der Austrittsöffnung des Verbindungslochs144 in etwa einem Halbkreis entspricht. Der in9A gezeigte Schnitt durch die Mitte des Verbindungslochs142 zeigt ebenfalls die ausgestanzte Form. Dank der Verbindungslöcher142 und144 kann eine günstige Richtung, in die die Gasströmungströmung abgelenkt wird, erhalten werden. - Zusammenfassung
- Scheibenförmiger Gasgenerator mit den Funktionen einer Gaskühlung und der Beseitigung von Schwebeteilchen sowie einem verringerten Gewicht und einer kleineren radialen Baugröße. Ein Gasgeneratorgehäuse (
40 ) hat auf einer Insassenseite ein Gehäuseoberteil (36 ) und auf einer vom Insassen abgewandten Seite ein Gehäuseunterteil (38 ). Im Gasgeneratorgehäuse ist ein rohrförmiger Halter (60 ) mit einer Trennwand (64 ) an dessen Grundabschnitt vorgesehen. Am Umfang des Halters (60 ) ist ein Gasströmungsweg (74 ) ausgebildet; in der Trennwand (64 ) sind mit dem Gasströmungsweg (74 ) verbundene Verbindungslöcher (80 ) ausgebildet. An einem Umfangswandabschnitt (36B ) des Gehäuseoberteils (36 ) ist an einer Stelle, die bezüglich einer mittigen Stelle P einer Brennkammer (68 ) um eine Distanz δ zur Insassenseite hin verschoben ist, ein Gasausstoßloch (76 ) ausgebildet. Dementsprechend wird die Länge (L1) eines Strömungswegs von dessen Beginn bis zum Gasausstoßloch (76 ) vergrößert, was einen wirksamen Wärmeaustausch des Hochtemperaturgases und die Beseitigung von Schwebeteilchen (82 ) ermöglicht. Dadurch kann auf einen herkömmlich verwendeten Filter verzichtet werden. - ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Claims (13)
- Gasgenerator mit: einem Gasgeneratorgehäuse mit zwei Grundwandabschnitten, die die axialen Endabschnitte eines Umfangswandabschnitts schließen, in dem ein Gasausstoßloch ausgebildet ist; einem im Gasgeneratorgehäuse angeordneten Zünder; einem im Gasgeneratorgehäuse angeordneten Halter, der ein Gaserzeugungsmittel aufnimmt und hält, das infolge einer Zündung durch den Zünder und Verbrennung Gas erzeugt; und einem an einer Innenseite des Gasgeneratorgehäuses und am Umfang des Halters ausgebildeten Gasströmungsweg dergestalt, dass eine von zumindest dem Halter definierte Brennkammer mit dem Gasausstoßloch in Verbindung steht, wobei das Gasausstoßloch bezüglich einer in Axialrichtung des Gasgeneratorgehäuses mittigen Stelle der Brennkammer in Axialrichtung des Gasgeneratorgehäuses verschoben ist, und zumindest auf der Seite des Halters, die in Axialrichtung des Gasgeneratorgehäuses von der Seite abgewandt ist, auf der das Gasausstoßloch liegt, eine Trennwand angeordnet ist, die einen Teil des Halters bildet und ein Verbindungsloch aufweist, das die Brennkammer mit dem Gasströmungsweg verbindet, so dass der Gasgenerator keinen Filter braucht.
- Gasgenerator nach Anspruch 1, wobei: die Trennwand auf der Seite des Halters angeordnet ist, die in Axialrichtung des Gasgeneratorgehäuses von der Seite abgewandt ist, auf der das Gasausstoßloch ausgebildet ist, und in Axialrichtung des Gasgeneratorgehäuses auf der Seite des Halters, auf der das Gasausstoßloch ausgebildet ist, keine Trennwand angeordnet ist, wobei diese Seite offen ist und von einem Grundwandabschnitt des Gasgeneratorgehäuses geschlossen wird.
- Gasgenerator nach Anspruch 1, wobei das Verbindungsloch in Bezug auf eine durch das Verbindungsloch gehende Plattendickenrichtung vom Gasausstoßloch weg geneigt ist.
- Gasgenerator nach Anspruch 1, wobei das Verbindungsloch durch im Wesentlichen dreieckpyramidenförmiges oder konisches Ausstanzen aus der Trennwand dergestalt ausgebildet ist, dass eine Austrittsöffnung des Verbindungslochs im Wesentlichen die Form eines Dreiecks oder Halbkreises hat.
- Gasgenerator nach Anspruch 1, wobei an einer Innenoberfläche eines der Trennwand des Gasgeneratorgehäuses gegenüberliegenden Grundwandabschnitts zum Zweck der Erzeugung einer Verwirbelung der Gasströmung mehrere Vorsprünge oder mehrere Aussparungen oder sowohl mehrere Vorsprünge als auch mehrere Aussparungen ausgebildet sind.
- Fahrzeugairbagvorrichtung mit: einem Gasgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 5; einem Grundelement, das am Gasgenerator angebracht ist und diesen trägt; einem am Grundelement in einem zusammengefalteten Zustand befestigten Airbag, der sich aufbläst, wenn er vom Gasgenerator mit Gas versorgt wird, und einer Airbagabdeckung, die den Airbag in einem zusammengefalteten Zustand zwischen sich und dem Grundelement aufnimmt und, wenn der Aufblasdruck einen vorgegebenen Wert erreicht, eine Airbagklappe öffnet und den Airbag aufblasen lässt.
- Fahrzeugairbagvorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Airbagvorrichtung für einen Fahrersitz ausgelegt ist.
- Gasgenerator mit: einem Gasgeneratorgehäuse mit zwei Grundwandabschnitten, die die axialen Endabschnitte eines Umfangswandabschnitts schließen, in der ein Gasausstoßloch ausgebildet ist; einem im Gasgeneratorgehäuse angeordneten Zünder; einem im Gasgeneratorgehäuse angeordneten Halter, der ein Gaserzeugungsmittel aufnimmt und hält, das infolge einer Zündung durch den Zünder und Verbrennung Gas erzeugt; und einem an einer Innenseite des Gasgeneratorgehäuses und am Umfang des Halters ausgebildeten Gasströmungsweg dergestalt, dass eine von zumindest dem Halter definierte Brennkammer mit dem Gasausstoßloch in Verbindung steht, wobei: das Gasausstoßloch in der Brennkammer an einer in Axialrichtung des Gasgeneratorgehäuses mittigen Stelle angeordnet ist; und in Axialrichtung des Gasgeneratorgehäuses an beiden Endabschnitten des Halters jeweils eine Trennwand angeordnet ist, die einen Teil des Halters bildet und ein Verbindungsloch aufweist, das die Brennkammer mit dem Gasströmungsweg verbindet, so dass der Gasgenerator keinen Filter braucht.
- Gasgenerator nach Anspruch 8, wobei die Verbindungslöcher in Bezug auf eine durch das jeweilige Verbindungsloch gehende Plattendickenrichtung jeweils vom Gasausstoßloch weg geneigt sind.
- Gasgenerator nach Anspruch 8, wobei jedes Verbindungsloch durch im Wesentlichen dreieckpyramidenförmiges oder konisches Ausstanzen aus der Trennwand dergestalt ausgebildet ist, dass eine Austrittsöffnung des Verbindungslochs im Wesentlichen die Form eines Dreiecks oder Halbkreises hat.
- Gasgenerator nach Anspruch 1, wobei an einer Innenoberfläche eines der Trennwand des Gasgeneratorgehäuses gegenüberliegenden Grundwandabschnitts zum Zweck der Erzeugung einer Verwirbelung in der Gasströmung mehrere Vorsprünge oder mehrere Aussparungen oder sowohl mehrere Vorsprünge als auch mehrere Aussparungen ausgebildet sind.
- Fahrzeugairbagvorrichtung mit: einem Gasgenerator nach einem der Ansprüche 8 bis 11; einem Grundelement, das am Gasgenerator angebracht ist und diesen trägt; einem am Grundelement in einem zusammengefalteten Zustand befestigten Airbag, der sich aufbläst, wenn er vom Gasgenerator mit Gas versorgt wird, und einer Airbagabdeckung, die den Airbag in einem zusammengefalteten Zustand zwischen sich und dem Grundelement aufnimmt und, wenn der Aufblasdruck einen vorgegebenen Wert erreicht, eine Airbagklappe öffnet und den Airbag aufblasen lässt.
- Fahrzeugairbagvorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Airbagvorrichtung für einen Fahrersitz ausgelegt ist.
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