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Die Erfindung bezieht sich auf einen Gaserzeuger von
dünnwandiger Struktur, mit einem zentralen zylindrischen Halter, in dem
ein Zünder/Auslöser aufgenommen ist, einer Brennkammer, die den
Halter umgibt und in der Gaserzeugungseinrichtungen gehalten
sind, einer Filterungs-/Kühlungskammer, die ringförmig
ausgebildet ist, um die Brennkammer zu umgeben und daran angepaßt
ist, den Eintritt eines Gases darin hin zu erlauben, nachdem es
durch öffnungen hindurchgetreten ist, die mit der Brennkammer
kommunizieren, und Gasauslaßöffnungen, die in der
Filterungs/Kühlungskammer eingeformt sind und durch welche das Gas in den
Luftsack strömt, nachdem es durch einen Filter und ein
Kühlmittel hindurchgetreten ist, wobei die Brennkammer gebildet wird
aus einer Brennschale, die eine ringförmige obere Wand
aufweist, und einer Brennplatte zum Verschließen der Brennkammer,
und mit einem Diffusor, der die Auslaßöffnungen in einen
verlängerten Abschnitt des Diffusors aufweist und teilweise eine
Doppelwand der Brennkammer zusammen mit der ringförmigen Wand
der Brennschale bildet.
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Solche Gaserzeuger sind aus der Automobilindustrie bekannt und
werden für Airbags (Luftsäcke) verwendet. Wie allgemein bekannt
ist, werden Airbags als Sicherheitseinrichtung verwendet, die
in einem Personenkraftwagen vorgesehen ist, um den Fahrer vor
einem Aufprall zu schützen, der während einer Kollision des
Fahrzeuges auftritt. Im Fall einer Kollision, blasen die
Gaserzeugungseinrichtungen den Airbag in einer sehr kurzen
Zeitspanne auf.
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Ein solcher Gaserzeuger ist offenbart im US-Patent Nr. 49 02
036, von welchem Merkmale den Oberbegriff des ersten Anspruches
bilden. Wenn der Zünder aktiviert wird während einer Kollision.
werden die Gaserzeugungseinrichtungen aktiviert und das
erzeugte Gas tritt durch Öffnungen in die Filterungs-/Kühlungskammer
und läßt das erzeugte Gas durch Öffnungen hindurchtreten, um
den Airbag aufzublasen. Da der Airbag innerhalb von Bruchteilen
einer Sekunde aufgeblasen werden muß, sind die Drücke, welche
auf die Struktur des Gaserzeugers aufgebracht werden, sehr
hoch, wodurch eine stabile Struktur des Gaserzeugers
erforderlich ist. Im Falle des US-Patentes Nr. 49 02 036, wird
vorgeschlagen die oberen und unteren Seiten des Gaserzeugers mit
Bolzen zu verbinden, um eine unerwünschte Explosion desselbigen
zu vermeiden. Unter abnormalen Bedingungen, wenn er z.B. einem
Feuer ausgesetzt ist, ist der Gaserzeuger derart gestaltet, um
zu brechen, wobei die oberen und unteren Seiten nahe
beieinander gesichert bleiben. Darüber hinaus umfaßt dieser Gaserzeuger
eine doppelte Wand, die den Insassen des Fahrzeuges
gegenüberliegt. Jedoch erhöhen solche Bolzen das Gewicht des
Gaserzeugers erheblich und das Herstellen wird ziemlich kompliziert.
Zusätzlich ist erwünscht, die Größe des Gaserzeugers so klein
wie möglich zu halten, da die Gaserzeuger normalerweise in der
Nabe eines Lenkrades installiert werden, wo der Raum sehr
begrenzt ist.
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Bis jetzt wurden verschiedene Typen von Strukturen eines
Gehäuses zum Bilden einer Brennkammer und einer
Filterungs/Kühlungskammer in derartigen Gaserzeugern vorgeschlagen.
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Z.B. wird in der japanischen Patentanmeldung Nr. 155 857/1990
ein Gaserzeuger vorgeschlagen, bei welchem die Brennkammer
gebildet wird aus einer Kombination eines unteren zylindrischen
Abschnittes des Gehäuseskörpers und einem Deckelbauteil,
welches an einem offenen Teil dieses zylindrischen Abschnittes
angeschweißt ist, um die Abmessungen und das Gewicht des
Gaserzeugers zu minimieren.
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Die japanische Patentanmeldung Nr. 152 639/1980 offenbart einen
Gaserzeuger einer dünnwandigen Struktur der derartig
ausgebildet ist, um das Gewicht eines Gehäuses zu reduzieren, in
welchem eine Brennkammer und eine Filterungskammer gebildet werden
durch eine Kombination eines zentralen Zylinders, in welchem
ein Zünder aufgenommen ist, einem Deckel und einem S-förmigen
Gehäuse, wobei Auslaßöffnungen der Filterkammer
(Ausdehnungskammer) als Schlitze ausgeführt werden durch
Stanzen eines verlängerten Abschnittes des Gehäuses.
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Jedoch, wenn irgendeiner dieser konventionellen Gaserzeuger
einer dünnwandigen Struktur in ein Steuerrad eines Fahrzeuges
eingebaut wird, tritt ein Sicherheitsproblem auf, da die Wand
eines Gehäuses einer Brennkammer, die dem Fahrer
gegenüberliegt, aus einer dünnen Platte besteht. Darüber hinaus gibt es
Nachteile beim Montieren solcher Gaserzeuger.
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Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung einen Gaserzeuger
einer gewichtsreduzierten dünnwandigen Struktur zur Verfügung
zu stellen, in der ein Gehäuse von verbesserter Stabilität
aufweist und der vorteilhaft ist bezüglich seiner
Montageeigenschaften.
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Die Aufgabe wird gelöst gemäß der Erfindung durch einen
Gaserzeuger, der dadurch gekennzeichnet ist, daß die ringförmige
obere Wand der Brennkammer an einen inneren Kantenabschnitt
davon an einer Umfangskante der oberen Wand des zentralen
zylindrischen Halters durch vernieten befestigt ist, wobei die
Brennplatte mit einer äußeren Kante davon mit einem inneren
Kantenabschnitts eines Flansches an einem äußeren Umfang der
Brennschale, und an einer inneren Kante davon mit einem
gegenüberliegenden Kantenabschnitt des Halters verschweißt ist, um
die Brennkammer zu verschließen, wobei der Diffusor vorgesehen
ist, um die obere Wand des zentralen zylindrischen Halters und
die ringförmige obere Wand, die sich davon von der Brennakmmer
aus erstreckt, abzudecken, wobei die Doppelwand für die
Brennkammer gebildet wird, ein verlängerter Abschnitt des Diffusors
und des Flansches am äußeren Umfang der Brennkammer die
Filterungs-/Kühlungskammer bilden, ein freier Endabschnitt des
Flansches am äußeren Umfang der Brennschall mit der inneren Wand
des verlängerten Abschnittes des Diffusors verschweißt ist.
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Der Gaserzeuger gemäß der Erfindung erlaubt das Bereitstellen
einer dünnwandigen Struktur die sehr stabil ist. Gleichzeitig
wird die Produktion vereinfacht.
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Im Gaserzeuger gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine
kreisförmige Platte, die einen Diffusor bildet, an der
ringförmigen oberen Wand, die die äußere Oberfläche auf der Seite der
Brennkammer der Besatzung des Automobiles bildet, an einer
Brennschale festlaminiert, um eine doppelte Wand der
Brennkammer zu bilden. Dadurch wird der der Besatzung zugewandte
Abschnitt der Brennkammer doppelt gebildet, und wird ein
vorteilhafter Effekt bezüglich der Sicherheit der Vorrichtung
erhalten. Da die Ausdehnungskammer (Filterungs-/Kühlungskammer)
gebildet wird durch die Kombination eines verlängerten
Abschnittes des Diffusors und eines Flansches am äußeren Umfang der
Brennschale, kann zur Pressenberarbeitung verwendet werden, so
daß dieser Teil leichter und billiger hergestellt werden kann,
als durch die Verwendung von Gießereitechnik. Um ein Gehäuse
des Gaserzeugers gemäß der vorliegenden Erfindung zu bilden,
werden ein zentraler Halter mit einer darnit verschweißten
Brennplatte (Abdeckbauteil) und einem äußeren Umfangsabschnitt
einer Brennschale miteinander verschweißt, um eine Brennkammer
zu bilden, und werden Gaserzeugungseinrichtungen in diese
Brennkammer eingesetzt, und dann ein Endabschnitt der
Brennkammer durch Pressenbearbeitung umgebogen und zum Kopfabschnitt
eines zentralen Halters durch vernieten befestigt, um die
Gaserzeugungseinrichtungen abzudichten, wobei die
Gaserzeugungseinrichtungen durch ein nicht schweißendes Verfahren
abgedichtet werden können.
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Gemäß der Gehäusestruktur der vorliegenden Erfindung, kann ihr
Gewicht reduziert werden aufgrund des Anwendens einer
dünnwandigen Struktur aus Aluminium und dergleichen, welches durch
Pressenbearbeitung hergestellt werden kann. Darüber hinaus
können die Gaserzeugungselemente durch ein nichtschweißendes
Verfahren abgedichtet werden. Dies erlaubt es der Fertigungslinie
und der zugehörigen Ausrüstung vereinfacht zu werden.
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Wenn die Gehäusestruktur des Gaserzeugers gemäß der
vorliegenden Erfindung verwendet wird, können die folgenden Effekte
erhalten werden.
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(1) Der der Besatzung zugewandte Abschnitt der Brennkammer wird
doppelt gebildet, so daß der Gaserzeuger vorteilhaft ist
bezüglich seiner Sicherheit.
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(2) Da das Abdichten der Gaserzeugungseinrichtungen mit einem
nicht schweißenden Verfahren durchgeführt werden kann, kann
eine Montagelinie und die zugehörige Ausrüstung vereinfacht
werden.
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(3) Aufgrund der dünnwandigen Struktur, kann das Gewicht des
Gaserzeugers reduziert werden, und, da Pressenbearbeitung
verwendet werden kann, kann dieser Gaserzeuger effizienter und
kostengünstiger hergestellt werden, als ein Gaserzeuger, der
durch Gießereitechnik hergestellt wird.
[Kurzbeschreibung der Zeichnungen]
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Fig. 1 ist eine schematische Querschnittsansicht einer
Ausführungsform des Gaserzeugers gemäß der vorliegenden
Erfindung.
[Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform]
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Die Details der vorliegenden Erfindung werden nun beschrieben
basierend auf einer ihrer Ausführungsformen, die in der
Zeichnung dargestellt ist.
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Figur 1 ist eine Schnittansicht eines Gaserzeugers gemäß der
vorliegenden Erfindung für einen Airbag zum Schützen der
Besatzung eines Automobiles.
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Ein Gaserzeuger 2, der an seinem oberen Abschnitt mit einem
gefalteten aufblasbaren Luftsack (Airbag, nicht gezeigt)
abgedeckt ist, arbeitet mit einem Kollisionssensor (nicht gezeigt)
zusammen, um eine Sicherheitseinrichtung zum Schützen der
Besatzung eines Automobiles zu bilden, wobei diese
Sicherheitseinrichtung in einem Steuerrad eines Automobiles
aufgenommen ist.
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Der Gaserzeuger 2 hat einen zentralen zylindrischen Halter 4,
der einen Zünder/Auslöser in einem zentralen Abschnitt davon
aufnimmt. Nachdem der Zünder/Auslöser in den Halter 4
eingesetzt wurde, wird der untere Endabschnitt des Halters verstemmt
(dargestellt durch das Bezugszeichen 3) und mit einem
Kollisionssensor durch Leitungen 5 verbunden. Die innere
Umfangskante einer ringförmigen Brennplatte (Abdeckbauteil) 16,
welche eine untere Wand einer Brennkammer 10 bildet, wird mit
der Umfangskante des unteren Endabschnittes des Halters 4 ver-
schweißt, und dann wird der äußere Umfangsabschnitt einer
unbearbeiteten zylindrischen Brennschale 14 die einen verlängerten
Flansch 15 an ihrem unteren Ende aufweist, an der äußeren
Umfangskante der Brennplatte 16 befestigt, um die Brennkammer 10
zu bilden, in welche eine benötigte Anzahl von scheibenförmigen
Gaserzeugungseinrichtungen 13 in Schichten zuvor eingelegt
wurde. Der obere Endabschnitt der Brennschale 14 wird dann durch
Pressenbearbeitung umgebogen und an dem Kopfabschnitt des
zentralen Halters 4 durch Vernieten 28 befestigt, um die
Gaserzeugungseinrichtungen abzudichten. Ein scheibenförmiger Diffusor
12, der einen verlängerten Abschnitt 11 aufweist, wird auf den
der Besatzung zugewandten oberen Wänden des zentralen Halters 4
und der so geformten Brennschale 14 festlaminiert, so daß der
der Besatzung zugewandte Abschnitt des Gehäuses der Brennkammer
doppelt ausgebildet ist. Der verlängerte Abschnitt 11 dieses
Diffusors 12 und ein Flansch 15 am äußeren Umfang der
Brennschale 14 bilden eine Filterungs-/Kühlungskammer
(Ausdehnungskammer) 18, in welcher ein Filter und ein
Kühlmittel vorgesehen sind, und die äußere Umfangskante des Flansches
15 ist mit der inneren Umfangskante des unteren Endabschnittes
des nach unten abgestützten verlängerten Abschnittes des
Diffusors 12 verschweißt. Ein Brenngas, welches durch die
Gaserzeugungseinrichtungen 13 erzeugt wird, die durch einen Zünder 6 im
Halter 4 durch die Öffnungen 7, die in der Umfangswand des
Halters vorgesehen sind, fließt in die Ausdehnungskammer 18 durch
eine Vielzahl von Verbindungsöffnungen 9, die in einer
ringförmigen Seitenwand der Brennschale 14 vorgesehen sind, und tritt
dann durch ein Kühlmittel 26 und einen darin angeordneten
Filter 20 hindurch und das resultierende Gas fließt nach außen
durch eine Vielzahl von Gasauslaßöffnungen 21, die in einer
äußeren Seitenwand des Diffusors 12 vorgesehen sind, in einen
Airbag, um denselbigen sofort aufzublasen. Ein Sperrelement 27
ist zwischen dem Kühlmittel 26 und dem Filter 20 vorgesehen, so
daß ein Gas zuerst auf das Kühlmittel 26 auftritt und dann
durch den Filter 20 hindurchtritt.
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Im Gehäuse des Gaserzeugers gemäß der vorliegenden Erfindung,
werden der zentrale zylindrische Halter 4, eine Brennplatte 16,
eine Brennschale 14 und ein Diffusor 12 miteinander verbunden
durch ringförmige Schweißnähte 31, 32, 34 durch
Elektronenstrahlschweißen oder Laserschweißen, wohingegen das Befestigen
der oberen Wand der Brennschale am zentralen Halter nach dem
Beendigen des Einsetzen der Gaserzeugungselemente 13 in die
Brennschale 14 durch Vernieten 28 ausgeführt wird.