DE19545077A1 - Vorrichtung zum Aufblasen eines Airbags (II) - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum schnellen Aufblasen eines Airbags mit einem Druckgasbehälter, der eine mit einer Berstscheibe verschlossene Austrittsöffnung auf­ weist, und einem Treibsatzbehälter, dessen Inhalt bei Zündung zur Erzeugung eines Treibgases und zur Öffnung des Druckgasbehälters benutzt wird.

Vorrichtungen dieser Art sind aus der EP 0464 189 B1 und der EP 0554 919 B1 bekannt. Dabei ist der Druckgasbehälter kreisringförmig mit einem zentralen Gehäuseteil ausgebil­ det, das eine zur Mittelachse des Druckgasbehälters koaxiale, nach unten geöffnete Aus­ nehmung mit Gewinde zum Einschrauben eines Treibsatzbehälters aufweist. Die Ausneh­ mung ist über eine zentrale Bohrung mit einer Mischkammer verbunden, wobei die Boh­ rung einen kleineren Durchmesser aufweist als die Ausnehmung, so daß im zentralen Ge­ häuseteil ein umlaufender Anschlag gebildet wird, an dem der Treibsatzbehälter in mon­ tiertem Zustand stirnseitig anliegt. Oberhalb des Anschlags befindet sich die Mischkam­ mer mit Durchlässen zum ringförmigen Druckgasbehälter. Die die Mischkammer bildende Gehäusewandung endet oben mit einem umlaufenden, kreisförmigen Rezeß. Die Berst­ scheibe besteht einstückig aus einem rohrförmigen Teil und einem scheibenförmigen Teil mit größerem Durchmesser. Sie wird in das zentrale Gehäuseteil so eingesetzt, daß das untere Ende des rohrförmigen Teils in die zentrale Bohrung über der Ausnehmung ein­ greift und der Rand des scheibenförmigen Teils in dem Rezeß am oberen Ende der Mischkammer befestigt ist. Die Berstscheibe dient sowohl zum Verschließen des Druck­ gasbehälters als auch zum Verschließen der Ausnehmung für den Treibsatzbehälter. Nahe dem Verbindungsbereich zwischen rohrförmigen und scheibenförmigen Teil der Berst­ scheibe ist am rohrförmigen Teil eine außen umlaufende Kerbe als erste Sollbruchstelle vorgesehen. Eine weitere Kerbe verläuft kreisringförmig im Randbereich auf der Obersei­ te des scheibenförmigen Teils und bildet eine zweite Sollbruchstelle.

Beim Zünden des Treibsatzes wird der zentrale Bereich der Berstscheibe längs der beiden Sollbruchstellen abgetrennt, womit gleichzeitig die Wege zum Ausströmen des Druckga­ ses und des beim Zünden entstehenden Treibgases in den Airbag freigegeben werden.

Diese Ausführungsform der Berstscheibe und die davon abhängige gleichzeitige Freigabe der beiden für das Füllen des Airbags benötigten Gaskomponenten hat sich für bestimmte Anwendungszwecke, insbesondere für in Lenkräder einzubauende Airbags durchaus be­ währt und wird in großen Stückzahlen hergestellt. Sie ist aber verhältnismäßig kompli­ ziert aufgebaut und erfordert einen erheblichen Fertigungsaufwand. Sie setzt auch eine bestimmte Form des Druckgasbehälters voraus, die nur bei Lenkradairbags vorteilhaft ist, für andere Anwendungszwecke jedoch keineswegs ideal. Als Hauptnachteil wird die ge­ meinsame Berstscheibe für das Verschließen der beiden Zugänge zum Mischraum ange­ sehen, die mit sehr engen Fertigungstoleranzen hergestellt werden muß, wenn sie einer­ seits die doppelte Abdichtfunktion erfüllen und andererseits in ihrer Restfestigkeit präzise Sollbruchstellen aufweisen soll.

Es besteht daher die Aufgabe, ausgehend von einem Druckgasbehälter und einem Treib­ satzbehälter, eine Vorrichtung der eingangs vorgenannten Art vorzuschlagen, die weniger kompliziert ist als die aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen und die eine leichtere Anpassung an verschiedene Einbauverhältnisse ermöglicht. Insbesondere soll eine deutlich preisgünstigere Berstscheibe zur Verfügung gestellt werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemaß eine Vorrichtung vorgeschlagen, die gekennzeichnet ist durch ein Gehäuse mit einer ersten Ausnehmung zur Befestigung des Druckgasbehälters, einer zweiten Ausnehmung zur Befestigung des Treibsatzbehälters und einer dazwischen liegenden Mischkammer mit einer Gasauslaßöffnung zum Airbag, wobei die Ausnehmung und die axial gegenüberliegende Ausnehmung einen Auslaß zur Mischkammer aufweisen und letztere mit einem vorne angespitzten, im Gehäuse geführten und mit einem Flansch versehenen Kolben verschlossen ist, dessen Weg durch das Zusammenwirken des mit dem Kolben verbundenen Flansches und eines im Gehäuse aus­ gebildeten Anschlags begrenzt ist und der bei einer Zündung des Treibsatzes in Richtung der Berstscheibe beschleunigt wird, wodurch diese zerstört und die Auslaßöffnung des Druckgasbehälters freigegeben wird.

Der Erfindung liegt die Erwägung zugrunde, daß man die Öffnung zwischen der Aus­ nehmung für den Treibsatzbehälter und der Mischkammer nicht zwingend druckdicht verschließen muß und daß man sich wesentlich größere Fertigungstoleranzen erlauben kann, wenn die Berstscheibe "aufgestochen" wird. Außerdem kann man nunmehr eine einfache, kreisförmige Berstscheibe verwenden, die sich äußerst preiswert und hinsicht­ lich ihrer Abmessungen sehr exakt herstellen läßt, zumal nur noch Durchmesser, Dicke und Materialqualität als Parameter zu berücksichtigen sind. Damit ist die wohl einfachste Form einer Berstscheibe für Vorrichtungen der gattungsmäßigen Art verfügbar gemacht worden.

Diese Vorteile werden keineswegs mit einer Komplizierung des Treibsatzes erkauft. Der Treibsatz ist so aufgebaut, daß seine Druckenergie vornehmlich in Richtung Kolben und Berstscheibe wirkt. Der zum Aufstechen der Berstscheibe ausgestattete Kolben ist einfach herzustellen und erfordert keine engen Fertigungstoleranzen.

Schließlich kann auch ein wesentlich einfacheres und fertigungstechnisch weniger auf­ wendiges Gehäuse verwendet werden. Im einfachsten Fall kann es aus einem rotations­ symmetrischen Teil bestehen, das - abgesehen von dem Auslaß zum Airbag - mit zwei Maschineneinspannungen drehtechnisch herstellbar ist. Andererseits sind selbstverständ­ lich auch andere Gehäuseformen leicht zu realisieren, wenn es die Einbauverhältnisse er­ fordern. Wichtig ist nur, daß die Berstscheibe in der Bewegungsrichtung des Kolbens liegt.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens sind in den Ansprüchen 2 bis 8 beschrieben. Weitere Einzelheiten werden anhand der in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch einen vergrößert dargestellten Kolben einer zweiten Ausführungsform und

Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine dritte Ausführungsform.

Das in Fig. 1 dargestellte Gehäuse 6 hat eine erste Ausnehmung 7 zur Befestigung eines Druckgasbehälters 1 und eine zweite Ausnehmung 8 zur Befestigung eines Treibsatzbe­ hälters 4. Dazwischen liegt eine Mischkammer 9, die über Auslässe 11/11′ mit den axial gegenüberliegenden Ausnehmungen 7 und 8 in Verbindung steht, wenn die Vorrichtung gezündet wird. Die Auslaßöffnung 3 des Druckgasbehälters 1 ist mit einer Berstscheibe 2 verschlossen, die topfartig ausgebildet sein kann und mit ihrem zylindrischen Teil in die Auslaßöffnung 3 hineinragt. Sie kann aus einem einfachen Drehteil bestehen, dessen maß­ gebliche Abmessungen bei der Fertigung leicht einzuhalten und in engen Toleranzen re­ produzierbar sind. Die Mischkammer 9 ist über eine Gasauslaßöffnung 10 mit dem nicht dargestellten Airbag verbunden.

Der Treibsatzbehälter 4 enthält eine elektrische Zündvorrichtung 20 und einen Preßling 21 aus pyrotechnischem Material. Er ist in die Ausnehmung 8 des Gehäuses 6 einge­ schraubt und durch einen Kolben 12 begrenzt, der in dem Auslaß 11′ geführt ist und des­ sen Bewegung in Richtung auf die Berstscheibe 2 durch das Zusammenwirken des Flan­ sches 13 mit dem Anschlag 14 begrenzt ist. Der vom Kolben 12 bei einer Zündung des Inhalts 5 des Treibsatzbehälters 4 zurücklegbare Weg ist so bemessen, daß die zentral angeordnete Spitze 15 die Berstscheibe 2 durchstechen kann.

Der Kolben 12 besitzt eine Mehrzahl von Durchgangsbohrungen 17, durch die die bei der Zündung entstehenden heißen Gase in die Mischkammer 9 übertreten können, um sich mit dem freigesetzten Druckgas, das bei der Expansion abkühlt, zu mischen. Die bei der Zündung entstehenden heißen Gase stellen einen nicht unerheblichen Anteil der Gasfül­ lung im aufgeblasenen Airbag dar.

Der in Fig. 2 dargestellte Kolben 12 entspricht mit seinem Flansch 13 und den Durch­ gangsbohrungen 17 im wesentlichen dem Kolben 12 gemäß Fig. 1. Anstelle einer zentral angeordneten Spitze ist hier jedoch ein schräg abgeschnittenes Rohrteil 16 zum Aufste­ chen der Berstscheibe 2 vorgesehen. Der Innenraum 22 des Rohrteils 16 ist durch Boh­ rungen 23 mit der Mischkammer 9 verbunden, die einen zusätzlichen Auslaß für das Druckgas bilden, das sich im Bereich der Fluchtpunkte der Bohrungen 17 und 23 mit den heißen Gasen aus dem Treibsatzbehälter 4 mischt.

Fig. 3 unterscheidet sich von Fig. 1 durch die Form der Berstscheibe 2 sowie durch eine zwischen Flansch 13 und Anschlag 14 angeordnete Feder 19, die den Kolben 12 in die Ausgangslage zurückstößt, wenn die vom Treibsatz 5, 21 erzeugte Druckwelle abebbt. Außerdem sind die Durchgangsbohrungen 17 im Kolben 12 mit einer Dichtmasse 18 ver­ schlossen, die bei Zündung des Treibsatzes 5, 21 herausgetrieben wird. Sie dient dem Abschluß des Treibsatzbehälters 4, kann aber auch dazu benutzt werden, das Voraus­ strömen der bei der Zündung entstehenden heißen Gase zu steuern und/oder die Schlag­ kraft des Kolbens 12 einzustellen.

Durch die zweiteilige Ausbildung der Berstscheibe 2 ergeben sich Vorteile bei der Ferti­ gung und Materialauswahl. Verglichen mit den bekannten Berstscheiben hat man bei der Benutzung des Erfindungsgedankens viel mehr Freiheiten für die Gestaltung der Berst­ scheibe 2, deren Funktion hier auf das Verschließen des Druckgasbehälters 1 beschränkt ist und bei deren Auslegung keine anderen Randbedingungen zu beachten sind.

Claims (8)

1. Vorrichtung zum schnellen Aufblasen eines Airbags mit einem Druckgasbehälter (1), der eine mit einer Berstscheibe (2) verschlossene Auslaßöffnung (3) aufweist, und mit einem Treibsatzbehälter (4), dessen Inhalt (5) bei Zündung zur Erzeugung eines Treibgases und zur Öffnung des Druckgasbehälters (1) benutzt wird, ge­ kennzeichnet durch ein Gehäuse (6) mit einer ersten Ausnehmung (7) zur Befesti­ gung des Druckgasbehälters (1), einer zweiten Ausnehmung (8) zur Befestigung des Treibsatzbehälters (4) und einer dazwischen liegenden Mischkammer (9) mit einer Gasauslaßöffnung (10) zum Airbag, wobei die Ausnehmung (7) und die axial gegenüberliegende Ausnehmung (8) einen Auslaß (11, 11′) zur Mischkammer (9) aufweisen und letztere (11′) mit einem vorne angespitzten, im Gehäuse (6) geführ­ ten und mit einem Flansch (13) versehenen Kolben (12) verschlossen ist, dessen Weg durch das Zusammenwirken des mit dem Kolben (12) verbundenen Flan­ sches (13) und eines im Gehäuse (6) ausgebildeten Anschlags (14) begrenzt ist und der bei einer Zündung des Treibsatzes (5) in Richtung der Berstscheibe (2) beschleunigt wird, wodurch diese zerstört und die Auslaßöffnung (3) des Druck­ gasbehälters (1) freigegeben wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (12) eine zentral angeordnete Spitze (15) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das vordere Ende des Kolbens (12) als schräg abgeschnittenes Rohrteil (16) ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (12) eine oder mehrere Durchgangsbohrungen (17) aufweist, durch die die Räume vor und hinter dem Kolben (12) miteinander in Verbindung stehen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchgangsboh­ rungen (17) mit einer Dichtmasse (18) verschlossen sind, die bei Zündung des Treibsatzes (5) herausgetrieben wird.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Beschleunigung des Kolbens (12) entgegenwirkende Feder (19) vorgesehen ist, die den Kolben (12) nach Abbau des bei der Zündung entstehenden Gasdrucks in seine Ausgangsstellung zurückführt.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwi­ schen Mischkammer (9) und Airbag Mittel zum Zurückhalten von ggf. anfallenden Bruchstücken des Kolbens (12) und/oder der Berstscheibe (2) vorgesehen sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Treibsatzbehälter (4) eine elektrische Zündvorrichtung (20) und einen Preßling (21) aus pyrotechnischem Material enthält.