DE10112558A1

DE10112558A1 - Vorrichtung zum Füllen eines Airbags

Info

Publication number: DE10112558A1
Application number: DE10112558A
Authority: DE
Inventors: Martin Specht; Rudolf Meyer
Original assignee: Breed Automotive Technology Inc
Current assignee: Joyson Safety Systems Inc
Priority date: 2001-03-15
Filing date: 2001-03-15
Publication date: 2002-10-02
Anticipated expiration: 2021-03-16
Also published as: DE10112558B4; US20020130499A1; US6629702B2

Abstract

Eine Vorrichtung zum Füllen eines Airbags mit einem Behälter 1 für ein Druckgas einer Verschlusseinrichtung 2, welche den Behälter im Normalbetrieb verschließt und in einem mit dem Behälter 1 gasdicht verbundenen Gasabblasstutzen 5 vorgesehen ist, und einer Drosselöffnung 3, durch welche das freigegebene Gas gedrosselt aus dem Behälter 1 durch eine Ausströmöffnung 12 und den Gasabblasstutzen 5 strömt, wobei die Drosselöffnung 3 durch Umformen eines Behälterwandteiles 6 gebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Füllen eines Airbags nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Stand der Technik

Eine derartige aus der WO 99/12775 bekannte Vorrichtung be sitzt einen Metallbehälter, in welchem ein Druckgas, insbe sondere Edelgas z. B. Helium enthalten ist, sowie eine Ver schlusseinrichtung, welche den Behälter im Normabetrieb ver schließt und welche zum Füllen des Airbags mit dem freigege benen Druckgas geöffnet wird. Ferner ist im Behälter für das Druckgas eine Drosselöffnung vorgesehen, welche die Aus strömgeschwindigkeit des Gases aus dem geöffneten Behälter drosselt. Bei der bekannten Vorrichtung ist die Drosselöff nung in einer Drosselplatte vorgesehen, welche in das Behäl terinnere durch Verschweißen gasdicht in Ausströmrichtung vor der Ausströmöffnung des Behälters eingesetzt ist. Die Gasaustrittsöffnung ist am Ende eines Flaschenhalses des Be hälters vorgesehen und wird bei Normalbetrieb durch ein fo lienförmiges gasdicht mit dem Flaschenhals verschweißtes Dichtelement verschlossen. Zur mechanischen Stütze des Dichtelementes ist in der Ausströmöffnung eine Stützplatte vorgesehen, welche über ein Druckstück an einem Gasabblas stutzen, welcher mit dem Flaschenhals des Druckbehälters gasdicht verschweißt ist, abgestützt. Zum Öffnen der Aus strömöffnung wird das Druckstück pyrotechnisch entfernt. Ei ne derartige Verschlusseinrichtung ist auch aus der DE 195 40 618 A1 bekannt.

Aufgabe der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher die Drosselwirkung mit verringertem Herstellungsaufwand erreicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Die Gasausströmöffnung ist im Gasabblasstutzen vorgesehen. Vorzugsweise befindet sich sowohl die Gasausströmöffnung als auch die Verschlusseinrichtung, mit welcher die Gasausström öffnung bei Normalbetrieb verschlossen wird, im Gasabblas stutzen. Ferner wird die Drosselöffnung vorzugsweise beim Umformen, insbesondere Druckumformen, beispielsweise Schmie den der Behälterwand, gebildet. Der Gasabblasstutzen kann mit dem Behälter, insbesondere im Bereich der umgeformten Behälterwand, gasdicht, insbesondere durch Schweißen, ver bunden sein, wobei die gasdichte Verbindungsstelle (Schweiß stelle) um die Drosselöffnung angeordnet ist bzw. um die Drosselöffnung verläuft. Die Drosselöffnung befindet sich somit im Normalbetrieb gasdicht nach außen abgeschlossen vor einem vom Gasabblasstutzen und der Verschlusseinrichtung be grenzten Raum in dem an der Stirnseite des vorzugsweise länglich bzw. flaschenförmig ausgebildeten Behälter. Die von der Verschlusseinrichtung verschlossene Gasausströmöffnung befindet sich im Gasabblasstutzen. Die Drosselöffnung kann auch nach der Gasausströmöffnung im Gasabblasstutzen, z. B. durch ein mit mehreren Öffnungen versehenes Fangstück gebil det sein.

Die Verschlusseinrichtung, welche zum Verschließen der Gas ausströmöffnung im Gasabblasstutzen dient, kann beispiels weise eine Dichtungsfolie sowie eine Stützplatte und eine Stütze, über welche die Stützplatte mit der Dichtungsfolie am Gasabblasstutzen abgestützt ist, aufweisen und vorzugs weise innerhalb des Gasabblasstutzens angeordnet sein. Hier durch kann die Verschlusseinrichtung als vorgefertigte Baueinheit im Gasabblasstutzen vor dessen gasdichter Verbin dung, beispielsweise vor dessen Verschweißen mit dem Behäl ter vorgefertigt werden.

Der Wandteil, insbesondere der umgeformte Wandteil des Be hälters, in welchem die Drosselöffnung vorgesehen ist, be sitzt vorzugsweise die Form einer Kalotte. Wenn der Gasab blasstutzen schräg zur Achse der Drosselöffnung bzw. des länglich geformten Behälters aus Einbaugründen im Kraftfahr zeug angeordnet wird, ergibt sich eine einfachere Verbindung mit der Behälterwand. Insbesondere wenn das vordere Ende des Gasabblasstutzens mit einem Rohrende eines Füllrohres ver bunden wird, ergibt sich der Vorteil, dass die Längsachse des Gasabblasstutzens im wesentlichen mit der Achse des Roh rendes und insbesondere einem sich anschließenden Teil des Füllrohres fluchtet. Der Winkel, welchen die Längsachse des Gasabblasstutzens gegenüber der Achse des insbesondere läng lich ausgebildeten Behälters einnimmt, kann in Abhängigkeit vom Fahrzeugtyp, in welchem der Airbag angeordnet wird, ge wählt werden. Vorzugsweise kommt die Erfindung bei einem Airbag zum Einsatz, welcher als Seitenaufprallschutz im Fahrzeug vom seitlichen Dachholm her nach unten gerichtet sich entfaltet und über ein Füllrohr oder einen Füll schlauch, welches bzw. welcher über das Rohrende an den Gas abblasstutzen angeschlossen ist, aufgefüllt wird. Vorzugs weise ist bei einer derartigen Airbagvorrichtung der Druck gasbehälter mit dem Gasabblasstutzen im Bereich der C-Säule des Fahrzeugs angeordnet. Eine derartige Airbagvorrichtung ist beispielsweise aus der DE 197 38 741 A1 bekannt.

Entgegengesetzt zur Drosselöffnung befindet sich in der Be hälterwand eine Füllöffnung, über welche der Behälter mit dem Druckgas, insbesondere Edelgas, z. B. Helium gefüllt wird. Diese Füllöffnung wird vorzugsweise mit einer Kugel druckdicht geschlossen. Hierzu wird die Kugel in die Füll öffnung eingesetzt und vorzugsweise verschweißt.

Beispiele

Anhand der Figuren wird an einem Ausführungsbeispiel die Er findung noch näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel in schnittbildlicher Darstellung;

Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel in schnittbildlicher Darstellung;

Fig. 3 ein Behälterende nach dem Füllen eines bei den Aus führungsbeispielen verwendeten Druckgasbehälters; und

Fig. 4 einen Gasabblasstutzen mit eingebauter Verschluss einrichtung und Entriegelungsvorrichtung zum Öffnen der Gasausströmöffnung, welche im Gasabblasstutzen vorgesehen ist.

Die in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele einer Vorrichtung zum Füllen eines Airbags besitzen einen Behälter 1 aus Metall, insbesondere Stahl, in welchem ein Druckgas in Bereitschaft gehalten wird. Mit dem Behälter 1 ist gasdicht ein Gasabblasstutzen 5 verbunden. Eine hierfür vorgesehene gasdichte Verbindungsstelle 7 umgibt eine in der Behälterwand vorgesehene Drosselöffnung 3. Die gasdichte Verbin dungsstelle 7 ist vorzugsweise eine Schweißnaht, insbesonde re Plasmaschweißnaht. Die Drosselöffnung 3 ist durch Umfor men, insbesondere Druckumformen z. B. Schmieden eines Endes eines rohrförmigen Ausgangskörpers gebildet. Ein entspre chender Wandteil 4 an der Stirnseite des Behälters 1 kann dabei so in Richtung einer Behälterachse 8 einwärts gebogen sein, dass eine ebene oder leicht gebogene Außenfläche an der Stirnseite, in welche die Drosselöffnung 3 angeordnet ist, entsteht (Ausführungsform der Fig. 1). Es ist jedoch auch möglich, beim Umformen einen kalottenförmigen Wandteil 6 (Fig. 2) zu bilden, in welchem die Drosselöffnung 3 vorge sehen ist. Eine Nachbearbeitung des Randes, welcher die Drosselöffnung 3 umgibt, ist nicht erforderlich.

Bei dem in der Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Gasabblasstutzen 5 mit seiner Längsachse 13 im wesentli chen koaxial zur Achse 8 der Drosselöffnung 3 bzw. des Be hälters 1 angeordnet. Bei dem in der Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Längsachse 13 des Gasabblas stutzens 5 einen Winkel α gegenüber der Achse 8 auf. Dieser Winkel kann bis zu etwa 25° betragen. Hierdurch ist es mög lich, die Anordnung des im wesentlichen länglichen Behälters 1 gegenüber einem Rohr oder Schlauch, mit welchem der Airbag von aus dem Behälter 1 freigegebenen Gas gefüllt wird, ein baugerecht anzuordnen. Vorzugsweise kommt die in der Fig. 2 dargestellte Ausführungsform zum Füllen eines als Seitenauf prallschutz dienenden Airbags in einem Kraftfahrzeug zum Einsatz. Hierzu wird das in der Fig. 2 dargestellte Ausfüh rungsbeispiel im Bereich einer C-Säule des Kraftfahrzeugs angeordnet. Über ein Rohrende 15 ist die Füllvorrichtung an ein nicht näher dargestelltes Füllrohr oder einen Füll schlauch angeschlossen, welcher sich im wesentlichen entlang eines seitlichen Dachholms des Kraftfahrzeugs erstreckt. Eine derartige Airbagvorrichtung ist beispielsweise aus der DE 197 38 741 A1 bekannt. Wie aus den Fig. 1 und 2 zu ersehen ist, wird das Rohrende 15 mit seiner Rohrachse 14 im wesent lichen koaxial ausgerichtet zur Längsachse 13 des Gasabblas stutzens 5 gasdicht mit diesem verbunden. Die gasdichte Ver bindung erfolgt vorzugsweise durch Schweißen am Ende des Gasabblasstutzens 5.

Die Verbindung des Rohrendes 15 mit dem Gasabblasstutzen 5 kann beispielsweise in der Weise erfolgen, wie es in der DE 100 31 865 beschrieben ist.

In der Fig. 4 ist ein Ausführungsbeispiel für einen Gasab blasstutzen 5 dargestellt, welcher mit dem Behälter 1 der Ausführungsbeispiele der Fig. 1 und 2 gasdicht, beispiels weise durch Verschweißen, verbunden werden kann. Dieser Gas abblasstutzen 5 beinhaltet eine Gasausströmöffnung 12, wel che im normalen Betriebszustand durch eine Verschlussein richtung 2 geschlossen ist. Die Verschlusseinrichtung 2 be inhaltet eine Dichtungsfolie 17, welche über eine umlaufende Schweißstelle 11, welche die Gasausströmöffnung 12 umfasst, mit der Innenwand, vorzugsweise eine umlaufenden Auflage schulter des Gasabblasstutzens 5, gasdicht verbunden ist. Die Dichtungsfolie 17 besteht vorzugsweise aus einer Metallfolie. Die Dichtungsfolie 17 ist über eine Stützplatte 16 an einem Wiederlager 24 abgestützt. Das Widerlager 24 ist an einer Seite der Innenwand des Gasabblasstutzens 5 als Vorsprung vorgesehen. Diametral hierzu befindet sich ein zweites Wiederlager in Form eines Verriegelungselementes 18, das an einem nach innen ragenden Vorsprung 25 an der Innenseite des Gasabblasstutzens 5 abgestützt ist. Die Dichtungsfolie 17 kann an einer oder mehreren Schweißstellen 26, welche vorzugsweise um eine als Überdrucksicherung wirkende Öffnung 27 in der Stützplatte 16 ringförmig verläuft bzw. verlaufen, gasdicht mit der Stützplatte 16 gasdicht mit der Stützplatte 16 verbunden sein. Der Gasab blasstutzen 5 mit der Verschlusseinrichtung 2 kann als vor gefertigte Baueinheit ausgebildet sein. Diese vorgefertigte Baueinheit wird über die schon erläuterte gasdichte, als Schweißnaht ausgebildete Verbindungsstelle 7 mit dem Behäl ter 1 verbunden. Im zusammengebauten Zustand (Fig. 1 und 2) befindet sich in Gasausströmrichtung die Drosselöffnung 3, welche im umgeformten Wandteil 4 bzw. 6 angeordnet ist, vor der im Normalbetrieb verschlossenen Gasausströmöffnung 12.

Zum Öffnen der Gasausströmöffnung 12 dient eine Entriege lungseinrichtung 28, welche vor oder nach dem Verbinden des Gasabblasstutzens 5 mit dem Behälter 1 am Gasabblasstutzen 5 angeordnet werden kann. Diese Entriegelungseinrichtung 28 beinhaltet ein Gehäuse 29, welches durch eine nicht näher dargestellte Klammer oder Schelle oder auf andere Weise an der Außenfläche des Gasabblasstutzens 5 befestigt wird. Im Gehäuse 29 befindet sich ein Führungsrohr 21, in welchem ein Kolben 23 angeordnet ist. Am Kolben 23 ist ein Entriege lungsstößel 19 befestigt oder einstückig mit dem Kolben 23 ausgebildet. Der Entriegelungsstößel 19 ragt durch eine im wesentlichen sich radial erstreckende Führungsöffnung 30, welche auf das Verriegelungselement 18 zu gerichtet ist. Die Führungsöffnung 30 erstreckt sich durch die Wand des Gasab blasstutzens 5. Im Gehäuse 29 ist ferner ein pyrotechnischer Treibsatz 20 angeordnet, der in bekannter Weise elektrisch zündbar ist. Beim Zünden des Treibsatzes 20 wird der Kolben 23 und der Entriegelungsstößel 19 auf das Verriegelungsele ment 18 zu bewegt, so dass dieses aus der dargestellten Ver riegelungsstellung entfernt wird. Aufgrund des im Behälter 1 herrschenden hohen Druckes des eingeschlossenen Gases wird die Stützplatte 16 um das Wiederlager 24 geschwenkt, wobei die Dichtungsfolie 17 aufreißt und die Gasausströmöffnung 12 geöffnet wird.

An der Übergangsstelle zwischen dem Kolben 23 und dem Ent riegelungsstößel 19 befindet sich eine Dichtung 22. Diese Dichtung kann aus dem gleichen Material bestehen, wie der Kolben 23 und der Stößel 19 und einstückig an diese ange formt sein. Durch den gezündeten Treibsatz 20 wird diese Dichtung 22 in die Führungsöffnung 30 eingedrückt, so dass beim Entriegeln bzw. beim Freigeben der Gasausströmöffnung 12 das Ende des Entriegelungsstößels 19 mit der in der Fig. 4 dargestellten konischen Form der Dichtung 22 selbstdich tend in der Führungsöffnung 30 sitzt. Hierdurch ist nach dem Entriegelungsvorgang die Führungsöffnung 30 nach außen hin abgedichtet. Das im Behälter 1 befindliche Gas strömt durch den Gasabblasstutzen 5 in das nicht näher dargestellte Füll rohr, welches mit dem Rohrende 15 an den Gasabblasstutzen 5 angeschlossen ist. Durch die Drosselöffnung 3 wird eine ge drosselte Freigabe des im Behälter 1 befindlichen Druckgases in den Gasabblasstutzen 5 gewährleistet.

Das Füllen des Behälters 1 mit dem Druckgas erfolgt, nachdem der Gasabblasstutzen 5 mit der durch die Verschlusseinrich tung 2 verschlossenen Gasausströmöffnung 12 gasdicht, bei spielsweise durch Plasmaschweißen mit dem Behälter 1 verbun den ist. Hierzu ist am zur Drosselöffnung 3 entgegengesetz ten Ende des länglichen Behälters 1 eine Füllöffnung 9 vor gesehen. Wenn im Behälter 1 die erforderliche Menge an Druckgas mit beispielsweise ca. 600 bar eingefüllt ist, wird eine Kugel 10 in die Füllöffnung 9 eingesetzt und mit dem Behälter 1 vorzugsweise durch Plasmaschweißen mit einer ringförmigen Schweißnaht 31 druckdicht verbunden (Fig. 3).

Bezugszeichenliste

1

Behälter

2

Verschlusseinrichtung

3

Drosselöffnung

4

Behälterwandteil

5

Gasabblasstutzen

6

kalottenförmiges Wandteil

7

gasdichte Verbindungsstelle

8

Achse der Drosselöffnung bzw. des Behälters

9

Füllöffnung

10

Kugel

11

Schweißstelle

12

Ausströmöffnung

13

Längsachse des Gasabblasstutzens

14

Rohrachse

15

Rohrende

16

Stützplatte

17

Dichtungsfolie

18

Verriegelungselement

19

Entriegelungsstößel

20

pyrotechnischer Treibsatz

21

Führungsrohr

22

Dichtung (Dichtungskonus)

23

Kolben

24

Wiederlager

25

Vorsprung

26

Schweißstelle

27

Öffnung

28

Entriegelungseinrichtung

29

Gehäuse

30

Führungsöffnung

31

Schweißnaht

Claims

1. Vorrichtung zum Füllen eines Airbags mit einem Behälter (1) für ein Druckgas und einer Verschlusseinrichtung (2), welche den Behälter (1) im Normalbetrieb ver schließt und welche eine Ausströmöffnung (11) zum Füllen des Airbags mit dem freigegebenen Druckgas freigibt, da durch gekennzeichnet, dass die Gasausströmöffnung (12) im Gasabblasstutzen (5) vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlusseinrichtung (2) im Gasabblasstutzen (5) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, dass die Drosselöffnung (3) durch Umformen eines Behälterwandteils (4; 6) gebildet ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die gasdichte Verbindungsstelle (7) des Gasabblasstutzens (5) mit dem Behälter (1) um die Drosselöffnung (3) angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche bis 4, dadurch ge kennzeichnet, dass das Behälterwandteil (6), in welchem die Drosselöffnung (3) vorgesehen ist, kalottenförmig ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass fluchtend mit einer Längsachse (13) des Gasabblasstutzens (5) ein Rohrende (15) eines zum Füllen des Airbags dienenden Rohres oder Schlauches mit dem Gasabblasstutzen (5) gasdicht, insbesondere durch Schweißen verbunden ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsachse (13) des Gasabblas stutzens (5) schräg zur Achse (8) der Drosselöffnung (3) bzw. des Behälters (1) verläuft.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasabblasstutzen (5) mit der eingebauten Verschlusseinrichtung (2) vor dem Verbinden mit dem Behälter (1) als vormontierte Baueinheit ausge bildet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass am Gasabblasstutzen (5) eine Entriegelungseinrich tung (28) zum Öffnen der Verschlusseinrichtung (2) be festigt ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Füllöffnung (9), durch welche der Behälter (1) mit dem Druckgas gefüllt ist, durch ei ne Kugel (10) druckdicht geschlossen ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugel (10) in die Füllöffnung (9) eingeschweißt ist.

12. Vorrichtung, nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zum Öffnen der Verschlusseinrichtung (2) ein Ent riegelungsstößel (19) durch eine Führungsöffnung (30) des Gasabblasstutzens (5) bewegt ist, wobei der Entrie gelungsstößel (19) in seiner Endstellung die Führungs öffnung (30) abdichtet.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass am Entriegelungsstößel (19) ein konisch zulaufender Dichtungsring als Dichtung (22) angeordnet ist.