DE69213893T2

DE69213893T2 - Gasgenerator mit doppelstrukturgehäuse

Info

Publication number: DE69213893T2
Application number: DE69213893T
Authority: DE
Inventors: Osamu Muramatsu; Akihisa Ogawa
Original assignee: Daicel Chemical Industries Ltd
Current assignee: Daicel Corp
Priority date: 1991-06-21
Filing date: 1992-06-22
Publication date: 1997-01-30
Anticipated expiration: 2012-06-23
Also published as: EP0544922A4; DE69213893D1; WO1993000234A1; EP0544922A1; EP0544922B1; US5306041A; JPH05301559A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Gaserzeuger, der einen zylindrischen Halter aufweist, in welchem ein Explosionselement/Auslöser aufgenommen ist, mit einer Explosionskammer, die der Halter umgibt, und in welcher Gaserzeugungseinrichtungen aufgenommen sind, mit einer Filterungs-/Kühlungskammer, die ringförmig ausgebildet ist, um die Explosionskammer zu umgeben und daran angepaßt ist, das Einlassen eines Gases darin hinein zu erlauben, nachdem es durch an ihr vorgesehene Öffnungen hindurchgetreten ist, die in Verbindung stehen mit der Explosionskammer, und mit Gasauslaßöffnungen, die in die Filterungs-/Kühlungskammer eingeformt sind und durch welche Gas in den Luftsack (air bag) einströmt, nachdem es durch einen Filter und ein Kühlmittel hindurchgetreten ist, wobei die Explosionskammer ein Gehäuse aufweist, das eine ringförmige obere Wand aufweist, die an einem inneren Kantenabsahnitt davon an einer umfangskante des zylindrischen Halters befestigt ist, und mit einem Diffusor und einem ringförmigen Verschluß, von denen ein verlängerter Abschnitt des Diffusors und ein äußeres Ende des Verschlusses zusammengeschweißt sind, um die Filterungs-/Kühlungskammer zu bilden, wobei die Auslaßöffnungen in dem verlängerten Abschnitt des Diffusors vorgesehen sind und der Diffusor eine obere Wand des Gehäuses abdeckt und mit der oberen Wand des Gehäuses verbunden ist, wobei eine doppelte Wand die Explosionskammer gebildet wird.
Solch ein Gaserzeuger ist bekannt aus der FR-A-2 625 961 von der Merkmale den Oberbegriff des Anspruches 1 bilden. Er wird in der Automobilindustrie verwendet und üblicherweise in einem Steuerrad eines Kraftfahrzeuqes angeordnet, um einen Luftsack (air bag) im Falle eines Unfalles aufzublasen. Wenn der zentral angeordnete Auslöser/Zünder zündet, erzeugen die Gaserzeugungseinrichtungen Gas, welches sich von der Explosionskammer in die Filterungs-/Kühlungskammer und durch die Auslaßöffnungen in den Luftsack (air bag) ausdehnt, wobei der Luftsack (air bag) aufgeblasen wird. Da die Gaserzeugung innerhalb von Bruchteilen einer Sekunde beendet sein muß, sind die innerhalb des Gaserzeugers aufgebrachten Gasdrücke sehr hoch. Um ein Explodieren des Gaserzeugers zu vermeiden, muß seine Struktur sehr stabil sein. Gleichzeitig müssen Gewicht und Größe des Gaserzeugers minimalisiert werden aufgrund der Raumbegrenzungen, welche ihm durch seine Anordnung in der Nabe eines Steuerrades auferlegt werden. Im Falle des Gaserzeugers, wie in der FR-A-2 625 961 offenbart ist, ist der Gaserzeuger mit Bolzen durch den Deckel und den Diffusor versehen, um die benötigte Festigkeit des Gaserzeugers zu erhalten. Unter abnormalen Bedingungen, wie z.B. einem Feuer, ist die Struktur dafür vorgesehen zu brechen, wobei die zurückbleibenden Schalen nahe beieinander gesichert werden. Jedoch benötigen zusätzliche Bolzen zusätzliche Montagezeit und vergrößern die Komplexität der Anordnung. Zusätzlich kann sich das Gewicht des Gaserzeugers wesentlich erhöhen.
Andere Gaserzeuger sind bekannt aus der US-A-4 547 342 (Morton Thiokol, Inc.), wo ein Behälter für Gaserzeugungseinrichtungen aus oberen und unteren Halbschalenkörpern besteht, und Trennwände zum Bilden dreier Zylinder vorgesehen sind, die in den Halbschalenkörpern angeordnet sind. Dieses Dokument offenbart zusätzlich zu einer unteren Wand, einen Rückhaltering aus Aluminium, der dazu dient, die Gaserzeugungspatronen während des Schutzgasschweißens des Bodens zu halten.
Die japanische Patentanmeldung Nr. 152639/1980 (Bayern Chemie GmbH) offenbart einen Gaserzeuger, bei welchem ein zentraler Zylinder einen Zünder darin hält, ein Deckel und ein S-förmiges Gehäuse eine Explosionskammer und eine Filterkammer bilden, und Auslaßöffnungen der Filterkammer (Expansionskammer) in einem verlängerten Abschnitt des Gehäuses durch das Einstanzen von Schlitzen darin gebildet werden. Wie für den Gaserzeuger, wie er in der FR-A-2 625 961 beschrieben ist, sind Verbesserungen hinsichtlich des Gewichtes und der Größe der Gaserzeuger, wie sie in der US-Patentanmeldung Nr. 4 547 342 und der japanischen Patentanmeldung Nr. 152639/1980 offenbart sind, wünschenswert.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen Gaserzeuger einer gewichtsreduzierten Konstruktion zur Verfügung zu stellen, und welcher vorteilhaft ist bezüglich der Herstellung.
Diese Aufgabe wird erreicht durch einen Gaserzeuger gemäß der vorliegenden Erfindung, bei dem das Gehäuse eine ringförmige untere Wand aufweist, die an einen inneren Kantenabschnitt davon an einen Kantenabschnitt eines gegenüberliegenden Endes des Halters befestigt ist, wobei der ringförmige Verschluß die untere Wand des Gehäuses der Explosionskammer abdeckt, wobei eine doppelte Wand mit der ringförmigen unteren Wand des Gehäuses gebildet wird, wobei der ringförmige Verschluß an einem inneren Kantenabschnitt davon an den Kantenabschnitt des unteren Endes des zylindrischen Halters geschweißt ist.
Im Gaserzeuger gemäß der vorliegenden Erfindung werden die unteren und oberen Plattenabschnitte der Explosionskammer, in welchen der Druck hoch wird, doppelt gebildet. Nämlich die kreisrunde Platte des Diffusors ist an der ringförmigen oberen Wand des Gehäuses der Explosionskammer befestigt, um eine doppelte Wand zu bilden, und die ringförmige Platte des Deckels der ringförmigen oberen Wand der Explosionskammer, um ebenfalls eine doppelte Wand zu bilden. Die Explosionskammer wird dadurch doppelt gebildet, so daß die Sicherheit des Gaserzeugers in vorteilhafter Weise sichergestellt ist. Die Ausdehnungskammer (Filterungs-/Kühlungskammer) wird gebildet aus einer Kombination des verlängerten Abschnittes des Diffusors und dem Flansch am äußeren Umfang des Deckels, wobei ein Druckbehälter einer doppelten Struktur gebildet wird, der aus einem Gehäuse besteht, welches die Explosionskammer bildet, und einem Gehäuse, welches alle Teile der Gaserzeugungseinrichtungen, eingeschlossen die Explosionskammer, umgibt. Wenn das Gehäuse der Explosionskammer dem Gaserzeuger gemäß der vorliegenden Erfindung gebildet wird, kann das Abdichten der Gaserzeugungseinrichtungen durch ein nicht-schweißendes Verfahren durchgeführt werden.
Zum Beispiel hat das Gehäuse, welches die Explosionskammer bildet, eine Struktur, die erzeugt wird durch Schweißen der inneren Umfangskante der ringförmigen oberen Wand einer Explosionsschale zur Umfangskante der oberen Wand des zentralen zylindrischen Halters, dann Einsetzen der Gaserzeugungseinrichtungen in die Explosionskammer, Befestigen des Deckels, welcher die ringförmige untere Wand bildet, an dem Kantenabschnitt des unteren Endes des zentralen zylindrischen Halters, und Verkrimpen des Umfangskantenabschnittes des Deckels mit dem Kantenabschnitt des unteren Endes einer Seitenwand der Explosionsschale, wodurch die Gaserzeugungseinrichtungen abgedichtet sind; oder durch Schweißen einer ringförmigen Bodenwand der Explosionsschale an den Kantenabschnitt des unteren Endes des zentralen zylindrischen Halters, Einsetzen der Gaserzeugungseinrichtungen in die Explosionskammer und dann Umbiegen des oberen Endabschnittes der Explosionsschale durch eine Presse und Fixieren des umgebogenen Endabschnittes an der Umfangskante der oberen Wand des zentralen zylindrischen Halters durch Vernieten, wodurch die Gaserzeugungseinrichtungen abgedichtet sind.
Gemäß der Gehäusestruktur der vorliegenden Erfindung kann ihr Gewicht reduziert werden aufgrund des Verwendens einer dünnwandigen Struktur aus Aluminium oder dergleichen, welche hergestellt werden kann durch Pressen. Darüber hinaus können die Gaserzeugungseinrichtungen abgedichtet werden durch ein nicht- schweißendes Verfahren. Dies ermöglicht das Vereinfachen einer Montagelinie und der entsprechenden Ausstattung.
Wenn eine Gehäusestruktur eines Gaserzeugers gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird, können die folgenden Effekte erhalten werden.
(1) Da die oberen und unteren Plattenabschnitte der Explosionskammer, in welcher der Druck hoch wird, doppelt geformt sind, kann die Sicherheit des Gaserzeugers in vorteilhafter Weise sichergestellt werden. Da diese Wände aus dünnen Platten gebildet werden können, kann das Gewicht der Vorrichtung reduziert werden.
(2) Da das Abdichten der Gaserzeugungseinrichtungen durch ein nicht-schweißendes Verfahren durchgeführt werden kann, kann eine Fertigungslinie und die zugehörige Ausrüstung vereinfacht werden.

[KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN]

Fig. 1 ist ein schematischer Längsschnitt einer Ausführungsform des Gaserzeugers gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig. 2 ist ein schematischer Längsschnitt einer anderen Ausführungsform des Gaserzeugers gemäß der vorliegenden Erfindung.

[DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN]

Die Details der vorliegenden Erfindung werden nun beschrieben anhand ihrer Ausführungsformen, wie sie in den Zeichnungen dargestellt sind.
Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt einer Ausführungsform des Gaserzeugers gemäß der vorliegenden Erfindung für einen Luftsack (air bag) zum Schutz der Besatzung eines Automobils.
Ein Gaserzeuger 2, der an seinem oberen Abschnitt von einem gefalteten ausdehnbaren Luftsack (air bag) (nicht gezeigt) abgedeckt ist, wirkt mit einem Kollisionssensor (nicht gezeigt) zusammen, um eine Sicherheitseinrichtung zum Schützen einer Besatzung eines Automobils zu bilden, wobei diese Sicherheitseinrichtung mit dem Luftsack in dem Steuerrad eines Automobils gehalten ist.
Der Gaserzeuger 2 hat einen zentralen zylindrischen Halter 4, der ein Explosionselement/Auslöser in einem zentralen Abschnitt davon aufnimmt. Nachdem das Explosionselement/Auslöser in den Halter 4 eingesetzt wurde, wird der untere Endabschnitt des Halters verkrimpt (dargestellt durch das Bezugszeichen 3) und mit einem Kollisionssensor durch einen Leiter 5 verbunden. Die innere Umfangskante der ringförmigen oberen Wand einer zylindrischen Explosionsschale 14 wird an der Umfangskante einer oberen Wand des Halters 4 angeschweißt, um einen Teil eines Gehäuses 24d einer Explosionskammer 10 zu bilden, in welcher eine benötigte Anzahl von scheibenförmigen Gaserzeugungseinrichtungen 13 in Schichten gehalten sind. Ein ringförmiger Deckel 16 bildet eine untere Wand des Gehäuses der Explosionskammer 10 und wird dann auf den Umfangskantenabschnitt des unteren Endes des zentralen zylindrischen Halters 4 gesetzt, und der untere Endabschnitt der Explosionsschale 14 wird mit dem äußeren Umfangskantenabschnitt dieses Deckels 16 verkrimpt, wobei die Gaserzeugungselemente abgedichtet werden. Auf der äußeren Seite des Gehäuses der so geformten Explosionskammer wird ein scheibenartiger Diffusor 12, der einen verlängerten Abschnitt 11 aufweist, auf den den Insassen zugewandten oberen Wänden des zentralen Halters und der Explosionsschale 14 und einem ringförmigen Verschluß 17 auf der gegenüberliegenden oberen Wand der Explosionsschale 14 auflaminiert. Der verlängerte Abschnitt 11 des Diffusors 12 und ein Flansch 15 am äußeren Umfang des Verschlusses 17 bilden eine Filterungs-/Kühlungskammer (Expansionskammer) 18, in welcher ein Filter und ein Kühlmittel vorgesehen sind. Die äußere Umfangskante des Flansches 15 wird an die innere Umfangskante des unteren Endes des längeren Abschnittes 11 des Diffusors 12 angeschweißt, und die innere Umfangskante des Verschlusses 17 und die innere Umfangskante des Deckels 16 werden an die äußere Umfangskante des unteren Endabschnittes des zentralen zylindrischen Halters 4 angeschweißt. Ein Explosionsgas, welches durch die Gaserzeugungselemente 13 erzeugt wird, die durch einen Zünder 6 in dem Halter 4 gezündet werden, fließt durch die Öffnungen 7, die in der Umfangswand des Halters vorgesehen sind, in die Explosionskammer 18 durch eine Vielzahl von Verbindungsöffnungen 9, die in einer ringförmigen Seitenwand der Explosionsschale 14 vorgesehen sind, und tritt durch ein Kühlmittel 26 und einen darin angeordneten Filter 20 und das resultierende Gas fließt durch eine Vielzahl von Gasauslaßöffnungen 21, die an der äußeren Seitenwand des Diffusors 12 angeordnet sind, in den Luftsack, um denselbigen sofort aufzublasen. Ein Rückhalter 27 ist zwischen dem Kühlmittel 26 und dem Filter 20 angeordnet, so daß der Gasfluß zunächst auf das Kühlmittel 26 auftrifft und dann durch den Filter 20 durchtritt.
In dem Gehäuse 24 des Gaserzeugers gemäß der vorliegenden Erfindung, wie er in Fig. 1 gezeigt ist, wird die Verbindung des zentralen zylindrischen Halters 4 mit der Explosionsschale 14 und dem Verschluß 17 und das Verbinden des Diffusors 12 mit dem Verschluß 17 durch ringförmige Schweißnähte 30, 32, 34 durch Elektronenstrahlschweißen oder Laserschweißen durchgeführt, während das Befestigen der Kante des unteren Endabschnittes der Seitenwand der Explosionsschale 14 an dem Umfang des Deckels 16 nach dem Beendigen des Einsetzens der Gaserzeugungselemente 13 in die Explosionsschale 14 durch die Verkrimpung 22 erfolgt.
Fig. 2 zeigt eine schematische Längsschnittansicht einer anderen Ausführungsform des Gaserzeugers gemäß der vorliegenden Erfindung, und diese Ausführungsform ist im wesentlichen die gleiche wie die Ausführungsform aus Fig. 1, ausgenommen für das Gehäuse der Explosionskammer.
Nämlich, die Ausführungsform von Fig. 2 unterscheidet sich von der aus Fig. 1 in den folgenden Punkten. Um das Gehäuse 24, welches die Explosionskammer 10 bildet, mit einer Explosionsschale 14 zu bilden, wird seine ringförmige untere Wand 16' zum Kantenabschnitt (ringförmige Schweißnaht 36) des unteren Endes eines hohlen zylindrischen Halters 4 geschweißt, und Gaserzeugungselemente 13 werden dann darin eingesetzt, wobei der obere Endabschnitt der Explosionsschale 14 dann durch eine Presse umgebogen wird und an dem Umfangsabschnitt der oberen Wand des hohlen zylindrischen Halters 4 durch Niete 28 befestigt wird, wodurch die Gaserzeugungselemente abgedichtet werden.

Claims

1. Ein Gaserzeuger, der einen zentrischen zylindrischen Halter (4) aufweist, in welchem ein Explosionselement/Auslöser aufgenommen ist, mit einer Explosionskammer (10), die den Halter (4) umgibt und in welcher Gaserzeugungseinrichtungen (13) aufgenommen sind, mit einer Filterungs/Kühlungskammer (18), die ringförmig ausgebildet ist, um die Explosionskammer (10) zu umgeben und daran angepaßt ist, das Einlassen eines Gases darin hinein zu erlauben, nachdem es durch an ihr vorgesehene Öffnungen (9) hindurchgetreten ist, die in Verbindung stehen mit der Explosionskammer (10), und mit Gasauslaßöffnungen (21), die in die Filterungs-/Kühlungskammer (18) eingeformt sind und durch welche das Gas in den Luftsack (air bag) eintritt, nachdem es durch einen Filter (20) und ein Kühlmittel (26) hindurchgetreten ist, wobei die Explosionskammer (10) ein Gehäuse (24) aufweist, das eine ringförmige obere Wand aufweist, die an einem inneren Kantenabschnitt davon an einer Umfangskante des zylindrischen Halters (4) befestigt ist, und mit einem Diffusor (12) und einem ringförmigen Verschluß (17), von denen ein verlängerter Abschnitt des Diffusors (12) und ein äußeres Ende des Verschlusses (17) zusammengeschweißt sind, um die Filterungs-/Kühlungskammer (18) zu bilden, wobei die Auslaßöffnungen (21) in dem verlängerten Abschnitt des Diffusors vorgesehen sind und der Diffusor eine obere Wand des Gehäuses abdeckt und mit der oberen Wand des Gehäuses (24) verbunden ist, wobei eine doppelte Wand der Explosionskammer (10) gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Diffusor (12) eine obere Wand aufweist, die die obere Wand des Halters (4) abdeckt, wobei das Gehäuse (24) eine ringförmige untere Wand (16) aufweist, die an einem unteren Kantenabschnitt davon an einem Kantenabschnitt eines gegenüberliegenden Endes des Halters (4) befestigt ist, wobei der ringförmige Verschluß (17) die untere Wand des Gehäuses (24) der Explosionskammer abdeckt, wodurch eine doppelte Wand mit der ringförmigen unteren Wand des Gehäuses gebildet wird, wobei der ringförmige Verschluß (17) an einem inneren Kantenabschnitt davon an den Kantenabschnitt des unteren Endes des zylindrischen Halters (4) angeschweißt ist.

2. Gaserzeuger nach Anspruch 1, bei dem das Gehäuse (24), welches die Explosionskammer (10) bildet, so konstruiert ist, daß die Gaserzeugungseinrichtungen darin eingesetzt werden, nachdem ein innerer Umfangskantenabschnitt einer ringförmigen oberen Wand der Explosionsschale (14) an den Umfang der oberen Wand des zentralen zylindrischen Halters angeschweißt wurde, wobei der Deckel (16), welcher eine ringförmige untere Wand des Gehäuses (24) bildet, dann an einem Kantenabschnitt eines unteren Endes des zentralen zylindrischen Halters befestigt wird, wobei ein Umfangsabschnitt des Deckels mit einem Kantenabschnitt eines unteren Endes einer Seitenwand der Explosionsschale (14) verkrimpt wird, um die Gaserzeugungseinrichtungen abzudichten.

3. Gaserzeugung nach Anspruch 1, bei dem das Gehäuse (24), welches die Explosionskammer bildet, so konstruiert ist, daß die Gaserzeugungseinrichtungen darin eingesetzt werden, nachdem eine ringförmige untere Wand der Explosionsschale an einen Kantenabschnitt eines unteren Endes des zentralen zylindrischen Halters (4) angeschweißt wurde, und ein oberer Endabschnitt der Explosionsschale (14) dann umgebogen wird durch eine Presse und durch Vernieten (28) an einer Umfangskante der oberen Wand des zentralen zylindrischen Halters (4) befestigt wird, um die Gaserzeugungseinrichtungen (13) abzudichten.