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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Airbag-Gasgenerator
nach dem Oberbegriff des ersten Patentanspruches zum Schützen eines Fahrzeuginsassen
gegen einen Aufprall.
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Ein
Airbag-Gasgenerator der obigen Art ist beispielsweise aus der
DE 41 41 619 A1 bekannt.
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Ein
Beispiel für
einen weiteren konventionellen Airbag-Gasgenerator ist in 4 dargestellt. Der Gasgenerator
umfaßt
ein Gehäuse 31 mit
Gasauslaßöffnungen 30;
eine in einem zentralen Teil des Gehäuses 31 gebildete
Kammer 32 für
die Aufnahme einer Zündeinrichtung;
eine Verbrennungkammer 33 auf der Außenseite der Kammer 32 für die Aufnahme der
Zündeinrichtung;
eine Kühlmittel-Filter-Kammer 34 auf
der Außenseite
der Verbrennungskammer 33; eine Zündeinrichtung, d.h. ein Zünder 35 und
eine Übertragungsladung 36,
die in der Aufnahmekammer 32 für die Zündeinrichtung angeordnet ist;
eine Gasbildungseinrichtung, d.h. eine Patrone 38, die
mit einem gasbildenden Agens 37 gefüllt ist, die in der Verbrennungskammer 33 angeordnet
ist und durch die Zündeinrichtung
gezündet
wird unter Bildung eines Gases; ein Kühlmittel 39 zum Kühlen eines
in der Verbrennungskammer 33 erzeugten Verbrennungsgases
und eine Reinigungseinrichtung zum Reinigen oder Säubern des
Verbrennungsgases, d.h. einen Filter 44, die beide in der
Kühlmittel-Filter-Kammer 34 angeordnet
sind.
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In
dem Gehäuse 31 ist
in Umfangsrichtung in festgelegten Abständen eine Vielzahl von Gasaustrittsöffnungen 30 vorgesehen.
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Die
Kühlmittel-Filter-Kammer 34 wird
durch eine Rückhalteeinrichtung
(einen Halter) 42 aufgeteilt in eine obenliegende Kammer
und eine untenliegende Kammer, wobei die obenliegende Kammer den Filter 40 und
die untenliegende Kammer das Kühlmittel 39 aufnimmt.
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Wenn
ein Sensor (nicht dargestellt) einen Aufprall (Schlag oder Stoß) mißt, sendet
er sein Signal an den Zünder 35,
der dann aktiviert wird, um die Übertragungsladung 36 zu
zünden.
Die Übertragungsladung 36 erzeugt,
wenn sie gezündet
wird, Hochtemperatur- und Hochdruck-Flammen, welche die Öffnungen 41 passieren,
die Wand der Patrone 38 durchschlagen und dann das darin
enthaltene gasbildende Agens 37 entzünden. Danach brennt das gasbildende
Agens 37 unter Entwicklung eines Gases, das dann die Gasdurchtrittsöffnungen 44 einer
Combustor-Schale 43 passiert und durch das Kühlmittel 39 hindurchströmt, wobei
während
dieses Zeitraums das Gas abgekühlt
und von Verbrennungsrückständen befreit
wird. Wenn das Gas den Filter 40 passiert, werden ferner
die restlichen Verbrennungsrückstände entfernt.
Das gekühlte
und gereinigte Gas strömt
durch die Gasaustragsöffnungen 30 in
einen Airbag (nicht dargestellt). Durch das einströmende Gas
wird der Airbag aufgeblasen unter Ausbildung eines Kissens zwischen
einem Fahrzeuginsassen und einer harten Struktur (Gehäuse), um
den Fahrzeuginsassen gegen einen Aufprall (Schlag oder Stoß) zu schützen.
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In
dem vorstehend beschriebenen konventionellen Gasgenerator sind die
Gasaustrittsöffnungen stromabwärts (unterhalb)
des Filters, bezogen auf die Gasströmungsrichtung, angeordnet und
sie liegen intermittierend in vorgegebenen Abständen vor. Die Gasströme, die
in den Filter eintreten, diesen passieren und aus dem Gehäuse ausströmen, haben die
Neigung, sich in Richtung der Gasaustragsöffnungen zu konzentrieren und
erreichen deshalb nicht die Abschnitte des Filters zwischen den
benachbarten Gasaustrittsöffnungen.
Als Folge davon werden diese Filterabschnitte nicht wirksam ausgenutzt.
Das heißt
mit anderen Worten, eine wirksame Ausnutzung der gesamten Fläche des
Filters kann nicht erreicht werden.
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In
dem vorstehend beschriebenen konventionellen Gasgenerator ist die
Kühlmittel-Filter-Kammer,
in der der Filter angeordnet ist, außerhalb der Verbrennungskammer
vorgesehen. Diese Konstruktion vergrößert den Durchmes ser des Gasgenerators,
der ein Problem in bezug auf die größere Größe und das höhere Gewicht
des Gasgenerators darstellt.
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Ein
Ziel dieser Erfindung ist es, einen neuen Gasgenerator bereitzustellen,
der die Probleme löst, die
bei dem vorstehend beschriebenen Stand der Technik auftreten.
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Die
vorangehend beschriebenen Probleme bzw. die der Erfindung zugrundeliegende
Aufgabe wird gelöst
durch den Gasgenerator nach dem ersten Patentanspruch.
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Gegenstand
dieser Erfindung ist ein Airbag-Gasgenerator, der umfaßt:
ein
erstes Element mit einem offenen Ende; ein zweites Element, welches
das offene Ende des ersten Elements verschließt; eine Zündeinrichtung und eine Gaserzeugungseinrichtung,
die beide in einem Behälter
angeordnet sind, der aus dem ersten und dem zweiten Element gebildet
wird; und einen Filter, der um den äußeren Umfang des Behälters herum
so angeordnet ist, dass er Gasdurchgangsöffnungen, die in dem Behälter vorgesehen
sind, umschließt.
Der Airbag-Gasgenerator gemäß Anspruch
1 umfasst zudem: Ein Streifenplatten-Element mit einer Breite, die geringer
ist als die Breite des Filters, welches geeignet ist, eine radiale
Ausdehnung des Filters zu verhindern, wobei der Filter zwischen
einem Flanschabschnitt und einem Trägerabschnitt festgehalten wird, wobei
der eine Abschnitt einstückig
mit dem Behälter ausgebildet
und der andere Abschnitt fest mit dem Behälter verbunden ist, und wobei
der Trägerabschnitt
und das Streifenplatten-Element gemeinsam eine Gasaustragsöffnung aus
dem Filter heraus bilden.
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Das
die Gasdurchgangsöffnungen
passierende Gas tritt in den Filter ein und wird dann durch die
Gasaustragsöffnung
in den Airbag eingeführt.
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Das
Streifenplatten-Element ist vorzugsweise an der Gasaustragsöffnung angeordnet,
die deshalb begrenzt wird durch das erste Element, das zweite Element
und das Streifenplatten-Element. Die Gasdurchgangsöffnungen
sind vorzugsweise nicht gegenüber
der Gasaustrittsöffnung
in radialer Richtung angeordnet, so daß das Gas nicht auf geradem Wege
in radialer Richtung, sondern auf einem gekrümmten Weg ausströmt. Das
heißt
mit anderen Worten, der Strömungsweg
in dem Filter ist vorzugsweise verlängert.
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Das
Streifenplatten-Element ist vorzugsweise aus einem rostfreien Stahlmaterial
hergestellt.
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Das
Streifenplatten-Element ist entlang des äußeren Umfangs des Filters angeordnet
und hat eine Breite, die geringer ist als diejenige des Filters. Deshalb
weist der Filter einen nicht abgedeckten Abschnitt auf, der von
dem Streifenplatten-Element nicht bedeckt ist. Dieser unbedeckte
Abschnitt fungiert als kontinuierliches Fenster, das den Durchgang des
Gases durch den Filter erlaubt, wenn es in den Filter eingetreten
ist. Dieses kontinuierliche Fenster eliminiert das Problem, daß die Gasströme die Neigung
haben, sich in Richtung auf die in dem konventionellen Gasgenerator
verwendeten Gasaustragsöffnungen
zu konzentrieren.
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Wenn
durch das Gas eine Kraft auf den Filter ausgeübt wird, hat der Filter die
Neigung, sich in radialer Richtung nach außen auszudehnen. Diese Neigung
wird durch das Streifenplatten-Element eingeschränkt.
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Das
Gitterelement kann beispielsweise aus aufeinanderlaminierten Schichten
aus einem Drahtgitter aus rostfreiem Stahl hergestellt sein.
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Mit
dem erfindungsgemäßen Gasgenerator, der
den vorstehend beschriebenen Aufbau hat, kann das Gas die gesamte
Fläche
des Filters passieren, wodurch eine wirksame Ausnutzung des Filters
erzielt wird.
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In
dem erfindungsgemäßen Gasgenerator
ist die Kühlmittel-Filter-Kammer,
die in dem konventionellen Gasgenerator vorgesehen ist, nicht mehr
erforderlich. Dadurch wird nicht nur der Aufbau des Gasgenerators
vereinfacht, sondern es wird auch der Durchmesser des Gasgenerators
verkleinert. Als Folge davon kann der Gasgenerator in bezug auf
Größe und Gewicht
verkleinert werden.
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Nachstehend
wird eine Ausführungsform
der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 zeigt
eine Querschnittsansicht einer Ausführungsform eines Gasgenerators;
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2 zeigt
eine Querschnittsansicht einer anderen Ausführungsform eines Gasgenerators;
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3 zeigt
eine Querschnittsansicht noch einer weiteren Ausführungsform
eines Gasgenerators; und
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4 zeigt
eine halbe Querschnittsansicht eines konventionellen Gasgenerators.
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1 stellt
eine Querschnittsansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gasgenerators
dar. Der Gasgenerator umfaßt
ein erstes Element 1, ein zweites Element 3, eine
Zündeinrichtung 5,
eine Gasbildungs-Einrichtung 6, einen Filter 8 und ein
Streifenplatten-Element 9. Das erste Element 1 und
das zweite Element 3 werden durch Preßformen hergestellt.
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Das
erste Element 1 ist zylindrisch geformt mit einem offenen
Ende und das andere Ende ist geschlossen. Das erste Element 1 weist
einen offenen Endabschnitt 2, einen kreisförmigen Abschnitt 10 und einen
Umfangswand-Abschnitt 11 auf,
der um den Umfang des kreisförmigen
Abschnitts 10 herum angeordnet ist. Der Umfangswandabschnitt 11 weist eine
Vielzahl von Gasdurchgangsöffnungen 7 auf, die
in Umfangsrichtung angeordnet sind.
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Das
zweite Element 3 hat die Form einer Schale (eines Tellers)
und verschließt
den offenen Endabschnitt 2 des ersten Elements 1.
Das zweite Element 3 weist einen kreisförmigen Abschnitt 12,
einen um den Umfang des kreisförmigen
Abschnitts 12 herum angeordneten Umfangswandabschnitt 13 und einen
Flanschabschnitt 14 auf, der an den vorderen Stirnabschnitt
des Umfangswandabschnittes 13 angeformt ist. Der Umfangswandabschnitt 13 hat
einen solchen Innendurchmesser, daß er den Umfangswandabschnitt 11 darin
aufnehmen kann. Der vordere Stirnabschnitt des Umfangswandabschnittes 11 paßt in die
Innenseite des Umfangswandabschnittes 13 und ein Schweißverbindungs-Abschnitt 15 ist
in der Umfangsrichtung entlang eines Befestigungsabschnittes zwischen
dem Umfangswandabschnitt 11 und dem Umfangswandabschnitt 13 vorgesehen. Das
erste Element 1 und das zweite Element 3 sind an
dem Schweißverbindungs-Abschnitt 15 miteinander
verschweißt
unter Bildung eines Behälters 4 mit einem
darin befindlichen Hohlraum.
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In
dem Behälter 4 sind
die Zündeinrichtung 5 und
die Gasbildungseinrichtung 6 angeordnet. Die Zündeinrichtung 5 umfaßt eine
Zündkapsel
(Zünder) 16 und
einen Verstärker
(Übertragungsladung) 17. Der
Verstärker 17 ist
in einem Behälter
enthalten, der mit der Zündkapsel 16 in
Kontakt steht. Die Gasbildungseinrichtung 6 umfaßt eine
Patrone 18, bei der es sich um einen ringförmigen dünnen Aluminium-Behälter handelt,
der mit einem gasbildenden Agens gefüllt ist.
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Um
den Behälter 4 herum
ist der Filter 8 angeordnet, der aus mehreren aufeinanderlaminierten Schichten
aus einem verzwirnten Fasermaterial, das im Zentrum des Filters
angeordnet ist, und mehreren Schichten eines Drahtgitters besteht,
welche die Innenseiten und Außenseiten,
bezogen auf eine radiale Richtung, des laminierten Faserkörpers umgeben. Dieser
Filter 8 hat einen rechteckigen Querschnitt und eine obere
Stirnfläche 19,
eine Außenseiten-Oberfläche 20,
eine untere Stirnfläche 21 und eine
Innenseiten-Oberfläche 23.
Die obere Stirnfläche 19 steht
in hermetischem Kontakt mit der inneren Oberfläche eines Trägerelements 22 mit
L-förmigem Querschnitt,
das an dem Umfangswandabschnitt 11 befestigt ist. Die untere
Stirnfläche 21 steht
in hermetischem Kontakt mit der oberen Oberfläche des Flansch-Abschnittes 14 des
zweiten Elements. Auf diese Weise ist der Filter 8 in vertikaler
Richtung und in radialer Richtung durch einen Träger begrenzt. Die Innenseiten-Oberfläche 23 umschließt die Gasdurchgangsöffnungen 7 mit
einem vorgegebenen Zwischenraum dazwischen.
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Das
Streifenplatten-Element 9 besteht aus einem Streifen (Band)
aus einer rostfreien Stahlplatte. Das Streifenplatten-Element 9 umgibt
den Filter entlang der Außenseiten-Oberfläche 20 des
Filters und hat eine Breite, die etwa die Hälfte derjenigen des Filters
beträgt.
Das Streifenplatten-Element 9 ist in der unteren Hälfte des
Filters 8 angeordnet und liegt den Gasdurchgangsöffnungen 7 gegenüber. Das
Streifenplatten-Element 9 bildet ein um den Umfang herum
kontinuierliches Fenster 24 zwischen demselben und dem
Trägerelement 22,
welches das Passieren des Gases durch seine gesamte Fläche erlaubt.
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In
dem Gasgenerator mit dem obengenannten Aufbau wird dann, wenn ein
Aufprall (Stoß, Schlag)
ein elektrisches Signal an die Zündkapsel 16 aussendet,
die Zündkapsel 16 aktiviert,
wodurch der Verstärker 17 gezündet wird
unter Bildung von Hochtemperatur- und Hochdruck-Flammen, welche
die Wand der Patrone 18 zertrümmern und das gasbildende Agens
im Innern der Patrone entzünden.
Ein beim Verbrennen des gasbildenden Agens gebildetes Gas passiert
die Gasdurchgangsöffnungen 7 in dem
Filter 8. Nach dem Eintritt in den Filter 8 verteilt sich
das Gas in dem Filter 8 und trifft auf das Streifenplat ten-Element 9.
Das Gas, das auf das Streifenplatten-Element 9 auftrifft,
verändert
seine Strömung
entlang des Streifenplatten-Elements 9. Das Gas, das in den
Filter 8 diffundiert ist, strömt in einem diffusen Zustand
durch das Fenster 24 in einen Airbag (nicht dargestellt).
Inzwischen wird das Verbrennungsgas abgekühlt und von Verbrennungsrückständen befreit. Das
Verbrennungsgas, das in den Airbag hineingeströmt ist, bläst den Airbag auf unter Ausbildung
eines Kissens zwischen einem Fahrzeuginsassen und einer harten Struktur
(Gehäuse),
so dass der Fahrzeuginsasse gegen Aufprall (Stöße bzw. Schläge) geschützt ist.
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Die 2 zeigt
eine andere Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Gasgenerators.
Elemente, die mit entsprechenden Elementen der 1 identisch
sind, sind mit den gleichen Bezugsziffern gekennzeichnet und ihre
Erläuterungen
werden hier weggelassen. Dieser Gasgenerator führt zu einer weiteren Verbesserung
der Filterwirkung.
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Ein
erste Element 1' weist
einen offenen Endabschnitt 2' und
einen Trägerabschnitt 22' auf, der mit
dem offenen Endabschnitt 2' eine
Einheit bildet. Ein zweites Element 3' verschließt den offenen Endabschnitt 2' und bildet
zusammen mit dem ersten Element 1' den Behälter 4. Das erste
Element 1' weist
ein Flanschelement 14' auf,
das an dem Umfangsabschnitt desselben befestigt ist. Ein Filter 8' wird zwischen
dem Trägerabschnitt 22' und dem Flanschelement 14' festgehalten
und ist entlang des äußeren Umfangs
des Behälters 4 so
angeordnet, daß er
in vertikaler und radialer Richtung festgelegt (begrenzt) ist. Der
Filter 8' ist
breiter als der Filter 8 gemäß 1. Ein Streifenplatten-Element 9' hat eine Breite,
die etwas größer ist
als die Hälfte
der Filterbreite.
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Dieser
Gasgenerator weist einen Verbrennungsring 25 auf, der eine
Verbrennungskammer 26 bildet. Der Verbrennungsring 25 ist
mit einer Vielzahl an Gasdurchgangsdüsen 27 an einem seitlichen
Endabschnitt desselben ausgestattet. Die Gasdurchgangsdüsen 27 sind
gegenüber
den Gasdurchgangsöffnungen 7 in
vertikaler Richtung gekrümmt, so
daß der
Gasstrom aus der Ver brennungskammer 26 einem gekrümmten Weg
folgt, wie er durch den Pfeil der 2 angezeigt
ist. Als Folge davon tritt ein Gasenergieverlust auf, die Geschwindigkeit
des Gasstromes nimmt ab, wodurch eine wirksame Abkühlung des
Gases und ein wirksames Zurückhalten
der Verbrennungsrückstände durch
den Filter gewährleistet
werden.
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Der
in 3 dargestellte Gasgenerator dient ebenfalls einer
weiteren Verbesserung der Filterwirkung wie im Falle der 2.
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Ein
erstes Element 1" weist
einen offenen Endabschnitt 2" und
einen Flanschabschnitt 14" auf, der
mit dem offenen Endabschnitt 2" eine Einheit bildet. Ein zweites
Element 3" verschließt den offenen Endabschnitt 2" und bildet
zusammen mit dem ersten Element 1" den Behälter 4. Das erste
Element 1" weist
ein Trägerelement 22" auf, das an
dem Umfangsabschnitt desselben befestigt ist. Ein Filter 8" wird zwischen
dem Trägerabschnitt 22" und dem Flanschelement 14" festgehalten
und ist entlang des äußeren Umfangs
des Behälters 4 so
angeordnet, daß er
in vertikaler und radialer Richtung festgelegt ist. Der Filter 8" ist dicker
als die Filter gemäß den 1 und 2.
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In
diesem Gasgenerator weist ein Verbrennungsring 25' Gasdurchgangsdüsen 27' auf, die an dem
anderen seitlichen Endabschnitt desselben vorgesehen sind, der dem
seitlichen Endabschnitt in 2 gegenüberliegt.
Diese Gasdurchgangsdüsen 27' sind gegenüber den
Gasdurchgangsöffnungen 7 in
vertikaler Richtung gekrümmt,
so daß der
Gasstrom aus der Verbrennungskammer 26 einem gekrümmten Weg
folgt, wie dies durch den Pfeil in der 3 angezeigt
ist. Als Folge davon tritt ein Gasenergieverlust auf, die Geschwindigkeit
des Gasstromes nimmt ab, wodurch ein wirksames Abkühlen des Gases
und ein wirksames Zurückhalten
der Verbrennungsrückstände durch
den Filter sichergestellt werden.