DE2420411A1

DE2420411A1 - Druckmittelversorgung fuer eine aufweitbare anordnung zum auffangen von fahrzeuginsassen sowie verfahren zum herstellen einer solchen druckmittelversorgung

Info

Publication number: DE2420411A1
Application number: DE19742420411
Authority: DE
Inventors: Robert Henry Broucksou; Robert Joseph Kucera
Original assignee: Eaton Corp
Current assignee: Eaton Corp
Priority date: 1973-04-27
Filing date: 1974-04-26
Publication date: 1974-11-14
Also published as: FR2227153B3; FR2227153A1; JPS5014036A; ES425691A1; BR7403450A; IT1010011B

Description

PATENTANWALT DIPL.-LNG. GERHARD SCHWAN

BÜRO: 8000 MÜNCHEN 83 · ELFENSTRASSE 32

2 6. April

73-SSD-151

EATON CORPORATION 100 Erieview Plaza, Cleveland, Ohio 44114, V.St.A.

Druckmittelversorgung für eine aufweitbare Anordnung zum Auffangen von Fahrzeuginsassen sowie Verfahren zum Herstellen einer solchen Druckmittelversorgung

Bei einer Druckmittelversorgung, die Druckmittel zum Aufweiten eines aufweitbaren Körpers abgibt, der dem Auffangen oder Festhalten eines Fahrzeuginsassen während einer Kollision dient, ist es erwünscht, eine Hochdruck- und eine Niederdruck-Druckmittelquelle zur Verfügung zu haben, um sowohl bei schweren als auch Dei leichteren Kollisionen für eine entsprechende Aufweitung des Körpers, ζ „ B. Kissens oder Polsters, sorgen zu können. Es sind Druckmittelversorgungen bekannt, bei denen Gas unter Druck in einem Behälter gespeichert ist und bei denen die Menge des gespeicherten Gases dadurch vergrößert werden kann, daß zusätzlich ein Gaserzeuger vorgesehen ist, der zusätzliches unter Druck stehendes Druckmittel abgibt= Die Gasspeicheranordnungen, bei denen das unter Druck innerhalb des Behälters gespeicherte Gas die einzige Druckmittelquelle bildet, haben den Nachteil, daß in Fällen, in denen ein großes Gasvolumen erforderlich ist, der Behälter groß und/oder der Speicherdruck übermäßig hoch wird, so daß ein starker und dickwandiger Druckbehälter erforderlich ist. Es wurde da-

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FERNSPRECHER: 0811/6012039 · KABEL: ELECTRtCPATENT MÜNCHEN

her bei Druckmittelversorgungen für aufweitbare Anordnungen zum Auffangen von Fahrzeuginsassen der Gasspeicherbehälter mit dem Gaserzeuger derart kombiniert, daß der Gaserzeuger in Abhängigkeit von dem Einleiten der Druckmittel freigäbe aus dem Behälter veranlaßt wird, mit der Gaserzeugung in einem festen Zeitabstand nach Anfang der Speichergasabgabe zu beginnen= Derartige Anordnungen haben den Nachteil, daß in Pollen einer leichten Kollision, der nach einer unbestimmten Verweildauer eine schwere Kollision folgts der Gaserzeuger möglicherweise zu früh betätigt wird, um den aufweitbaren Körper optimal ausnutzen zu können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Druckmittelversorgung mit Folgeschaltung oder stufenweiser Betätigung zu schaffen, bei der eine zweite Stufe unwirksam bleibt, bis ein entsprechender Kollisionszustand eintritt und die zweite Gaserzeugerstufe einen geeigneten Einschaltbefehl erhält.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ein zweistufiger Gaserzeuger mit einer unabhängig betätigbaren zweiten Stufe zur Unterstützung der Speichergasabgabe von einem Druckbehälter vorgesehen wird, Die Druckmittelversorgung nach der Erfindung ist mit einer Dichtung versehen, die durch Sprengwirkung zerreißbar ist, um Druckmittel aus dem Druckbehälter austreten zu lassen. Sie weist ferner eine erste Gaserzeugerstufe auf, die bei einer leichten Kollision gleichzeitig mit der zerreißbaren Dichtung betätigbar ist. Die innerhalb des Behälters sitzende zweite Gaserzeugerstufe wird nur ausgelöst, wenn eine schwere

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Kollision ermittelt wird; andernfalls bleibt die zweite Gaserzeugerstufe unbetätigt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sitzt über der Austrittsöffnung des Behälters eine Düse mit radial verlaufenden Öffnungen, die während der Entladung für eine rückstoßfreie Strömung aus der Düse sorgen= Vorzugsweise ist ferner eine Sicherheitskappe vorgesehen, die die Düse unter Abdichtung umfaßt und die auf der Düse mittels eines Bolzens gehalten ist, der durch eine Öffnung der Sicherheitskappe hindurchgreift. Diese Öffnung und der Bolzen sind so ausgebildet, daß bei unbeabsichtigter Betätigung der DruckmittelVersorgung das den Behälter über die Düse verlassende Druckmittel aus der Sicherheitskappe so abströmen kann, daß ein gefährlicher, auf Trägheitskräfte zurückgehender Rückstoß auf den Behälter vermieden wird. Die Durchflußmenge des abströmenden Druckmittels wird dabei so gering gehalten, daß Personen, die mit der Druckmittelversorgung zum Zeitpunkt der Entladung umgehen, keinen Schaden leiden« Die konstruktive Ausgestaltung der Druckmittelversorgung und das erfindungsgemäße Vorgehen bei der Montage und der Füllung der Druckmittelversorgung mit Speichergas sorgen für verringerte Fertigungskosten sowie für eine erhöhte Betriebssicherheit während der Lagerung und Handhabung, Eine erfindungsgemäß aufgebaute geladene Druckmittelversorgung kann ferner nach Einbau in ein Fahrzeug auf besonders zweckmäßige Weise desaktiviert werden«

Die Erfindung ist im folgenden an Hand eines bevorzugten Ausfüh-

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rungsbeispiels näher erläutert. In den beiliegenden Zeichnungen zeigen:

Figur 1

eine perspektivische Ansicht der Druckmittelversorgung nach der Erfindung mit aufgesetzte·" Sicherheitskappe,

Figur 2 einen Schnitt entlang der Linie 2-2 der Fig. 1, der den Gaserzeuger und die zerreißbare Dichtung innerhalb des Behälters erkennen läßt, und

Figur 3 einen Teilschnitt entlang der Linie 3-3 der Fig, 2, aus dem im einzelnen die Mittel hervorgehen, die es erlauben, die Druckmittelversorgung inaktiv zu machen.

Wie veranschaulicht, weist die Druckmittelversorgung oder Aufweitvorrichtung 1O einen Behälter 11 mit einem Auslaßende 11a und einem Füllende 11b auf. Die Druckmittelversorgung 1O ist in Fig_o 1 in dem Zustand dargestellt, in dem sie nach Einspeichern von Druckmittel für den Versand bereit ist und bei dem über dem Auslaßende 11a eine Sicherheitskappe 12 angebracht ist,

Der Behälter 11 ist ein langgestreckter Hohlkörper von im wesentlichen zylindrischer Gestalt, der an beiden Enden mit einem Gewindeabschnitt zur Aufnahme jeweils eines Stopfens versehen ist. Ein Stopfen 14 ist am Füllende 11b befestigt, vorzugsweise indem

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der Stopfen eingeschraubt ist und indem dann mittels einer um den Außenumfang des Behälters herumlaufenden Schweißnaht für eine dichte Verbindung gesorgt ist. In dem Stopfen 14 ist eine mehrpolige elektrische Steckverbindung 15 montiert, über die die Verbindungen mit einem nicht veranschaulichten Kollisionssensor hergestellt werden. Vorzugsweise ist ein Drucksensor 16 in. Form eines Druckschalters am inneren Ende des Stopfens 14 angebracht und an die elektrische Steckverbindung 15 angeschlossen. Über dem Stopfen 14 sitzt eine Abdeckkappe 17, um die elektrischen Leitungen während des Versands und des Einbaus der Anordnung gegen Beschädigung zu schützen»

In dem gegenüberlxegenden Ende des Behälters sitzt ein mit dem Behälter vorzugsweise verschraubter Stopfen 18. Das Ende des Stopfens 18 ragt in den Behälter hinein und ist mit Befestigungsmitteln, beispielsweise einem in einer Aufbohrung 18b¹ ausgebildeten Innengewinde 18b versehen, um einen Gaserzeuger 19 aufzunehmen. Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform ist am einen Ende des Behälterkörpers 11 ein linksgängiges Innengewinde und am anderen Ende ein rechtsgängiges Innengewinde vorgesehen, Dementsprechend sind der Füllstopfen 14 und der Auslaßstopfen 18 mit entgegengesetzt gerichteten Außengewinden ausgestattet. Das heißt, wenn der Füllstopfen 14 zwecks Verbindung mit dem Behälterkörper 11 ein rechtsgängiges Außengewinde aufweist, ist der Auslaßstopfen 18 mit einem mit dem Behälterkörper 11 in Eingriff kommenden linksgängigen Außengewinde versehen. Ein Abschnitt 18c des Stopfens 18 steht von der Außenseite des Behälters vor und

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ist vorzugsweise kenisch verjüngt, wobei der größere Durchmesser benachbart dem BehäLter liegt. In dem Stopfen 18 ist eine Längsbohrung 18a ausgebildet, die als Austrittsöffnung des Behälters dient. Vorzugsweise ve^rläuft die Bohrung 18a von dem Gewindeabschnitt 18b zur Aufnahme des Gaserzeugers bis zum gegenüberliegenden verjüngten Stopfenende, das aus dem Behälter vorsteht. Die Bohrung 18a ist an ihrem äußeren Ende geschlossen= Der äußere verjüngte Abschnitt 18c weist mehrere mit der Bohrung 18a in Verbindung stehende radial angeordnete Öffnungen 18d auf. Die Öffnungen 18d sind vorzugsweise benachbart dem geschlossenen Ende des verjüngten Abschnitts 18c in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt angeordnet, wodurch eine Düse gebildet wird, über die Druckmittel aus dem Behälter austreten kann» Dadurch, daß die Öffnungen 18d radial verlaufen, wird beim Austritt des Druckmittels für eine trägheitsmä6ig rückstoßfreie Strömung gesorgt. Das Ende der so gebildeten Düse ist mit einem Gewindeabschnitt 18e versehen, um ein Befestigungselement anbringen zu können.

In der Bohrung 18a des Stopfens 18 sitzt eine Dichtung, die den Austritt von Druckmittel aus dem Behälter verhinderte Vorzugsweise ist die Dichtung als zerreißbare gewölbte Membran 2O ausgebildet, die in der Stopfenbohrung derart festgelegt ist, daß kein Druckmittel austreten kann. Falls erwünscht,kann die gewölbte Membran gerieft oder gekerbt sein, um für vorbestimmte Schwächungszonen zu sorgen und damit ein einwandfreies Zerreißen sicherzustellen. Die Membran wird in der Bohrung 18a mittels einer Hülse C gehalten, die in einem aufgebohrten Teil der Längsboh-

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rung 18a sitzt und dort beispielsweise durch Verschweißen festgelegt ist. Die Hülse C steht über das Ende des Pfropfens 18 vor und ist an ihrem Ende mit der Aufbohrung 18b¹ versehen. In der Bohrung des Stopfens 18 sitzt ein erster Elektrosprengkbrper 21 benachbart der Membran. Von dem Sprengkörper 21 aus fUh<~t eine elektrische Leitung zu der Steckverbindung 15 am anderen Ende des Behälters. Der Sprengkörper 21 ist vorzugsweise von einem nachgiebigen Dichtmaterial 22 umgeben, das den Sprengkörper 21 in federndem Kontakt mit der Membran 2O halt,

Der innerhalb des Behälters angeordnete Gaserzeuger 19 wird vorzugsweise von dem Stopfen 18 als Teilbaugruppe frei schwebend getragen. Der Gaserzeuger 19 weist eine erste Gaserzeugerstufe 23 auf, die an dem innerhalb des Behälters liegenden, mit Innengewinde versehenen Endabschnitt des Stopfens 18 angebracht ist. Eine zweite Gaserzeugerstufe 24 wird vom Ende der ersten Gaserzeugerstuf e' frei tragend abgestützt, so daß die aus dem Stopfen 18, der Membran 20, dem Sprengkörper 21 und den beiden Gaserzeugerstufen 23 und 24 bestehende Anordnung vormontiert werden kann, bevor der Stopfen 18 seinerseits im Behalter angebracht wird. Die aus Gaserzeuger und Stopfen bestehende Teilbaugruppe kann dann als Einheit in den Behälter eingesetzt, werden, wenn der Stopfen 18 montiert und mit dem Behälter dicht verschweißt wird. Die erste Gaserzeugerstufe 23 weist ein gaserzeugendes Material

25 sowie einen darin eingebetteten zweiten Elektrosprengkörper

26 auf. Der Sprengkörper 26 ist elektrisch parallel zu dem Sprengkörper 21 geschaltet, so daß beide gleichzeitig auf Grund eines

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Signals von einem nicht v<e< ans·:haul ichter- Kollisionssensor aktiviert werden, Der Gase·- zeuge^{r 1}9 ist mit. einem Gehäuse 27 ausgestattet, an dessen einem Ende eme erste Ausnehmung 27a vorgesehen ist, welche die erste Gaser ?.euge- stuf e 23 aufnimmt, die vorzugsweise eingeschraubt wird. Mehrere querverlaufende Löcher 27b führen durch das Gehäuse 27 hindurch, um eine elektrische Leitung von dem Elektrosprengkorper 21 in der Ausnehmung 27a aus durch die Gehäusewand hindurch zur Steckverbindung 15 führen zu können und das erzeugte Gas in den Behälter gelangen zu lassen. Das Ende des Gehäuses ist mit einem Außengewinde 27d versehen, das mit dem Innengewinde 18b des Stopfens 18 in Eingriff gebracht wird. Eine Teilchenablenk- und Prallplatte in Form einer Metallscheibe 28 ist in die Aufbohrung 18b¹ des Stopfens 18 lose eingesetzt. Die erste Gaserzeugerstufe 23 wird in die Ausnehmung 27a des Gehäuses 27 eingebracht, wobei die von dem Sprengkörper 21 abgehende elektrische Leitung durch das querverlaufende Loch 27b hindurchgeführt ist. Das mit dem Außengewinde 27d versehene Ende des Gehäuses 27 wird dann in das Innengewinde 18b des Stopfens eingeschraubt, so daß die Prallplatte 28 die erste Gaserzeugerstufe 23 in der Ausnehmung 27a festhält.

Die zweite Gaserzeugerstufe 24 weist gaserzeugendes Material 29 auf, in das ein dritter Elektrosprengkörper 3O eingebettet ist. Das der Ausnehmung 27a gegenüberliegende Ende des Gehäuses 27 ist mit einer zweiten Ausnehmung 27c zur Aufnahme der zweiten Gaserzeugerstufe versehen. Es sind mehrere von der Ausnehmung 27c ausgehende querverlaufende Löcher 27e vorgesehen; durch eines

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dieser Löcher ist eine elektrische Leitung hindurchgeführt. Die zweite Gaserzeugerstufe 29 wird in der Ausnehmung 27c im Ende des Gehäuses 27 montiert, wobei die elektrische Leitung ausgehend von dem Sprengkörper 3O durch eines der Löcher 27e hindurchgezogen wird, um an einen der Kontakte der Steckverbindung 15 angeschlossen zu werden. Das die zweite Gaserzeugerstufe aufnehmende Gehäuseende trägt ein Außengewinde 27f, auf das eine mit Innengewinde versehene Kappe 32 geschraubt ist. Vorzugsweise ist die Kappe 32 aus Metall gefertigt und so bemessen, daß sie ausreichende Steifigkeit hat, um die Ausdehnungskraft des brennenden gaserzeugenden Materials 29 abzufangen= Der Sprengkörper 30 ist an einen anderen Kontakt der Steckverbindung 15 angeschlossen als der Sprengkörper der ersten Gaserzeugerstufe; er ist gegen die Sprengkörper 21 und 26 elektrisch isoliert.

Die Hülse C des Stopfens 18 ist benachbart dem das Innengewinde 18b aufweisenden Ende mit mehreren querverlaufenden Löchern 18f versehen, so daß Druckmittel vom Behälter in die Längsbohrung 18a des Auslaßstopfens gelangen kann=

Bei der Montage der Druckmittelversorgung wird die aus dem Auslaßstopfen 18 und den daran angebrachten Gaserzeugerstufen bestehende Teilbaugruppe in das Ende des Behälterkörpers 11 eingesetzt, das mit einem dem Außengewinde des Stopfens 18 entsprechenden Innengewinde versehen ist. Die Anfangswindungen von Stopfen und Behälterkörper werden miteinander in Eingriff gebracht» Die von den Gaserzeugerstufen abgehenden elektrischen Leitungen

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werden durch das gegenüberliegende Ende des Behälterkörpers hindurch herausgeführt und an die Steckverbindung 15 des Füllstopfens 14 angeschlossen. Dann werden die Anfangswindungen des Füllstopfens 14 mit den entsprechenden Windungen des betreffenden Endes des Behälterkörpers 11 in Eingriff, gebracht, Der Füllstopfen 14 und der Auslaßstopfen 18, die mit den gewindetragenden Enden des Behälterkörpers 11 locker in Eingriff stehen, werden jeweils in einer geeigneten, nicht veranschaulichten Halterung so festgelegt,, daß sich die Stopfen nicht gegeneinander drehen können. Nachdem die Endstopfen 14 und 18 auf diese Weise gegen Drehung festgehalten sind, wird der Behälterkörper 11 mit Bezug auf die Stopfen 14 und 18 in solcher Richtung gedreht, daß die Gewinde beider Stopfen mit den betreffenden Gewinden des Behälterkörpers 11 voll in Eingriff kommen und die Stopfen im Behälterkörper festgelegt werden. Vorzugsweise werden die Enden des Behälterkörpers 11 mit den betreffenden Stopfen ringsum verschweißt, um für eine gas- und flüssigkeitsdichte Abdichtung zwischen den Stopfen und dem Behälterkörper zu sorgen.

Im normalen Betrieb wird bei abgenommener Sicherheitskappe die Membran 2O zerrissen, wenn der erste Elektrosprengkorper 21 gezündet wird. Druckmittel strömt dann über die Löcher 18f in die Längsbohrung 18a ein und verläßt die Düse über die radialen Öffnungen 18d. Gleichzeitig zündet der zweite Elektrosprengkorper 26 das gaserzeugende Material 25 der ersten Gaserzeugerstufe 23, Die Prallplatte 28 fängt die Kraft der expandierenden Gase der Gaserzeugerstufe 23 auf. Die von dieser Gaserzeuger stufe ent-

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wickelten Gase strömen über die querverlaufenden Locher 27b in den Behälter und vermehren auf diese Weise den dort gespeicherten Gasvorrat, Bei einer hinreichend schweren Kollision löst ein gesondertes Signal von dem nicht veranschaulichten Kollisionssensor den dritten Elektrosprengkörper 30 aus, Dieser zündet das gaserzeugende Material 29 der zweiten Gaserzeugerstufe. Das Material 29 verbrennt; innerhalb der Ausnehmung 27c wird zusätzliches Gas erzeugt. Das von der zweiten Gaserzeugerstufe 24 abgegebene Gas expandiert durch die Löcher 27e des Gehäuses 27 hindurch und gelangt in den Behälter» dessen Gasvorrat auf diese Weise zusätzlich aufgefüllt wird» Das im Behälter befindliche Gas strömt weiter über die querverlaufenden Löcher 18f des Stopfens 18 in die Bohrung 18a der Düse und gelangt über die radial angeordneten Öffnungen 1 8d der Düse nach außen»

Infolge des gewundenen Weges, dem das von den Gaserzeugerstufen abgegebene Gas folgen muß, bis es von den Gaserzeugerstufen zu den Austrittsöffnungen 18d gelangt, gewährleistet, daß etwaige Feststoffteilchen des gaserzeugenden Materials Wärme auf das gespeicherte Gas übertragen und die Geschwindigkeit dieser Teilchen so weit verringert wird, daß die Teilchen innerhalb des Behälters oder der Bohrung 18a festgehalten werden.

Im normalen Betrieb zerreißt nach Empfang eines Signals vom Kollisionssensor der erste Elektrosprengkörper 21 die Membran 20; gleichzeitig zündet der Sprengkörper 26 das gaserzeugende Material 25, so daß Druckmittel über die Offnungen 18d zu einem aufweit-

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baren Körper, insbesondere Kissen, Polster oder dergleichen, gelangt, um den Fahrzeuginsassen aufzufangen« Vorzugsweise reicht das Druckmittelvolumen, das durch Freisetzen des im Behälter gespeicherten Gases und Aktivieren der ersten Gaserzeugerstufe 23 verfügbar gemacht wird, aus, um einen Körper, beispielsweise ein Polster, in solchem Maße aufzuweiten, daß der Fahrzeuginsasse nur gegen die Folgen einer Kollision mit einem vorbestimmten, verhältnismäßig niedrigen Energiepegel geschützt wird. Falls eine nicht vorherbestimmbare Zeitverzögerung zwischen einer anfänglichen Kollision mit niedrigem Energiepegel und einer weiteren Kollision mit höherem Energiepegel vorliegt, wird die zweite Gaserzeugerstufe 24 in Reserve gehalten, bis sie durch ein zweites Signal von einem Kollisionssensor ausgelöst wird. Nach Eingang eines Signals, das kennzeichnend für eine Kollision mit hohem Energiepegel ist, setzt die zweite Gaserzeugerstufe 24 eine zusätzliche Druckmittelmenge frei, die aus dem Behaltet" abströmt und einen aufweitbaren Körper, insbesondere ein Polster oder dergleichen, ausreichend stark unter Druck setzt, um den mit dem vorbestimmten höheren Energiepegel erfolgenden Aufprall des Fahrzeuginsassen abzufangen. Im Falle einer einzigen schweren Kollision, bei der von einem Kollisionssensor gesonderte Signale für eine Kollision mit hohem Energiepegel und eine Kollision mit niedrigem Energiepegel nahezu gleichzeitig eingehen, detonieren die drei Sprengkörper 21, 26 und 30 praktisch gleichzeitig; beide Gaserzeugerstufen 23 und 24 zünden, so daß vom Behälter aus sofort die maximale Druckmittelmenge an einen aufweitbaren Körper oder ein Polster abgegeben wird.

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Die vorstehend beschriebene Arbeitsweise stellt die Funktionsfolge dar, die auftritt, wenn die Druckmittelversorgung bei abgenommener Sicherheitskappe 12 durch Kollisionssensorsignale absichtlich betätigt wird,

In Fig„ 2 ist die Druckmittelversorgung mit aufgesetzter Sicherheitskappe dargestellt. Die Sicherheitskappe 12 ist über das Auslaßende des Behälters 11 gestülpt und wird dort durch zweckentsprechende Befestigungsmittel gehalten» Die Sicherheitskappe 12 und die Befestigungsmittel können abgenommen werden, um die Druckmittelversorgung zu installieren und an die Anordnung zum Auffangen von Fahrzeuginsassen anzuschließen, Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Sicherheitskappe 12 an dem dem Behälter

11 benachbarten Ende mit einer ersten, die Düse aufnehmenden Öffnung 12a versehen, in die ein Dichtungsring 12b eingesetzt ist. Wenn die Sicherheitskappe 12 über den konisch verjüngten Abschnitt 18c geschoben wird, legt sich der Dichtungsring 12b gegen die konische Oberfläche der Düse dichtend an, um ein Entweichen von Druckmittel zwischen der Düse und der Öffnung 12a der Sicherheitskappe zu verhindern= In dem freien Ende der Sicherheitskappe 12 ist eine zweite Öffnung 12c ausgebildet, die ein Befestigungsmittel, vorzugsweise in Form des Bolzens 13, aufnimmt, mittels dessen die Sicherheitskappe auf der Düse festgehalten wird. Der Bolzen 13 ist an dem durch die zweite Öffnung

12 c hindurchgeführten Ende mit einem Innengewinde 13a versehen. Das Innengewinde 13a des Bolzens steht mit einem Außengewindeteil 18e am Ende der Düse in Eingriff. Der Schaft 13b des Bolzens

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hat einen Durchmesser, der um einen vorbestimmten Betrag kleiner als der Durchmesser der Öffnung 12c der Sicherheitskappe ist, so daß der auf diese Weise gebildete Ringraum eine Dosieröffnung bildet. Vorzugsweise hat die Öffnung 12c einen Durchmesser, der zwischen dem Durchmesser der AbfLachungen und der Kanten des Bolzenkopfes liegt. Wenn die Druckmittelversorgung 10 unbeabsichtigt aktiviert wird oder die Membran 2Q reißt, während die Sicherheitskappe aufgesetzt ist, gelangt das unter Druck stehende Druckmittel durch die radialen Öffnungen 18d in der Düse hindurch und setzt den Innenraum der Sicherheitskappe unter Druck, Von dort aus strömt das Druckmittel in vorbestimmter Menge über die Dosieröffnung ab, die zwischen dem Bolzenschaft und der Wandung der Öffnung 12c der Sicherheitskappe gebildet wird= Die die Dosieröffnung durchlaufende Strömung wird auf diese Weise gedrosselt und durch den Bolzenkopf umgelenkt»

Vorzugsweise wird der Behälter mit einem inerten Druckmittel, beispielsweise Argon mit einem kleinen Anteil von Helium, auf einen Druck von ungefähr 246 kp/cm geladen. Der Druckschalter 16 ist vorzugsweise so ausgelegt, daß er Kontakte aufweist, die normalerweise geschlossen sind, wenn der Druck im Behälter einen gewünschten Wert, vorzugsweise ungefähr 239 kp/cm , erreicht oder übersteigt. Die Schalterkontakte öffnen, wenn der Druck im Behälter unter 239 kp/cm abfällt. Die Dosieröffnung und die Sicherheitskappe sind vorzugsweise so ausgebildet, daß für eine kontrollierte volle Entladung des Behälters in einer Zeitspanne zwischen 5 und 10 Minuten gesorgt wird. Dies führt zu einer hin-

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reichend langsamen Entladung, um einen gefährlichen trägheitsbedingten Rückstoß des Behälters zu vermeiden.

Der Füllstopfen 14 ist mit einer durchgehenden Füllöffnung versehen, die die Außenseite des Stopfens 14 mit dem Innenraum des Behälters in Verbindung bringt, Die Füllöffnung hat die Form einer mit Innengewinde ausgestatteten Axialbohrung 31, wie dies aus Fig = 2 hervorgeht« Die Gewindebohrung 31 weist in der Endfläche des Stopfens eine Aufbohrung 33 auf» Eine mit Flansch versehene Verschlußschraube 34 ist in die Bohrung 31 eingeschraubt= Die Verschlußschraube 34 ist mit einem um den Schraubenkopf herumlaufenden Flansch 34a versehen, der mit engem Sitz in die Aufbohrung 33 eingreift= Zum Füllen des Behälters wird vorzugsweise die zusammenmontierte Druckmittelversorgung 1O bei abgenommener Abdeckkappe 17 und lose in die Füllöffnung eingesetzter Verschlußschraube 34 in eine Ladedruckkammer eingebracht, die mit Argon unter dem gewünschten Ladedruck gefüllt ist. Die Verschlußschraube wird dann ferngesteuert angezogen, während die Druckmittelversorgung sich noch in der Ladedruckkammer befindet- Anschließend wird die Ladedruckkammer druckentlastet; die geladene und abgedichtete Druckmittelversorgung wird herausgenommen= Der Schraubenflansch 34a wird dann entlang seinem Umfang dicht verschweißt, um den Schraubenkopf dauerhaft abzudichten und den Ladedruck im Behälter aufrechtzuerhalten, Statt dessen kann der Schraubenflansch 34a auch dicht verschweißt werden, während sich die Druckmittelversorgung noch in der unter Druck gesetzten Kammer befindet. Diese zuletzt genannte Verfahrensweise ist besonders

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geeignet, wenn es sich bei dem Laded'uckmittel um ein inertes Gas, beispielsweise Argon, handelt.

Figur 3 zeigt im einzelnen eine Ausbildung, die es erlaubt, für eine Druckentlastung des Behälters njch dem Laden zu sorgen, beispielsweise wenn die Druckmittel Versorgung aus dem Fahrzeug ausgebaut oder nach längerer Lagerdauer desaktiviert werden soll,. Eine Druckentlastungsöffnung in Form eines Blindlochs 35 ist in der Stirnseite des Füllstopfens 14 ausgebildet, die dem Behälterinnenraum zugekehrt ist. Das Blmdloch 35 ist. mit einer Aufbohrung versehen, die eine Scheibe 36 aufnimmt, die in der Aufbohrung auf beliebige zweckentsprechende Weise festgelegt ist, beispielsweise über einen Preßsitz cder du^ch Verschweißen, Die Scheibe 36 weist eine Mittelöffnung 36a mit einem vorbestimmten, eine Drosselung des durchgehenden Druckmittelstromes bewirkenden Durchmesser auf. Die Öffnung 36a muß so bemessen sein, daß der von dem durchtretenden Druckmittelstrom ausgeübte Rückstoß geringer als das Gewicht der Druckmittelversorgung ist. Vorzugsweise hat die Öffnung 36a einen Durchmesser von weniger als 1,25 mm, um eine unerwünscht schnelle und gefährliche Entladung des im Behälter gespeicherten Gases zu verhindern. Ein zweites Blindloch 37 ist an der Außenseite des Füllstopfens 14 ausgebildet, wobei das Blindloch 3"? vorzugsweise mit dem Blindloch 35 und der Scheibe 36 koaxial ausgerichtet ist* In der Abdeckkappe ist eine Öffnung 17a vorgesehen, die mit dem Blindloch 37 des Stopfens 14 koaxial ausgerichtet ist. Zwischen den miteinander ausgerichteten Blindlöchern 35 und 37 besteht keine Verbindung« Ein

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Verschluß 38, vorzugsweise ein hohlem" Kunststoffpfropfen, sitzt in der Öffnung 17a der Abdeckkappe 17 und reicht mit seinem Ende in das Blindloch 37 hinein, Wenn für eine Druckentlastung des im Behälter gespeicherten Gases gesorgt werden soll, wird ein nicht veranschaulichter Bohrer in den hohlen Mittelteil des Verschlusses 38 eingeführt, wobei der VerschluS dann als Bohrfutter dient α Das Ende des Verschlusses und der Boden des Blindlochs 37 werden so tief aufgebohrt, daß das Blindloch 37 in der in Fig. 3 gestrichelt angedeuteten Weise mit dem Blindloch 35 in Verbindung kommt ο Wenn die Bohrerspitze zum Blindloch 35 durchbricht, wird zunächst nur eine sehr kleine Öffnung geschaffen, die den Druckmittelstrom entsprechend begrenzt» Mit bei zunehmender Bohrlochtiefe mehr und mehr unbehinderter Verbindung zwischen der Bohrung 37 und dem Boden der Bohrung 35 wird der Druckmittelstrom durch die Öffnung 36a der Scheibe 36 begrenzt. Auf diese Weise kann für eine bequeme und sichere Druckentlastung des in der Druckmittelversorgung gespeicherten Gases gesorgt werden.

Mit der Erfindung wird also eine besonders vorteilhafte Druckmittelversorgung für eine aufweitbore Anordnung zum Auffangen von Fahrzeuginsassen geschaffen, bei der in einem Behälter vorhandenes, unter Druck stehendes Druckmittel durch Druckmittel ergänzt wird, das ein Gaserzeuger liefert,, Der Gaserzeuger kann in zwei Stufen aktiviert werden. Die erste Gaserzeugerstufe wird gleichzeitig mit der Freisetzung des Druckmittels im Behälter ausgelöst, während die zweite Gaserzeugerstufe nur bei Auftreten vorbestimmter Kollisionsbedingungen aktiviert wird,, Die ge-

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schilderte Konstruktion der DruckmittelVersorgung ermöglicht eine vereinfachte Montage sowie ein bequemes Füllen und Druckentlasten« Die Fertigungskosten werden infolgedessen gesenkt; die Druckmittel Versorgung laßt sich besonders sicher speichern und handhaben.

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Claims

Ansprüche

1. Druckmittelversorgung für eine aufweitbare Anordnung zum Auffangen von Fahrzeuginsassen, gekennzeichnet durch einen Behälter (11), der eine vorbestimmte Menge eines unter Druck stehenden Druckmittels aufnimmt und an seinem einen Ende mit einem Auslaß (18a, 18c, 18d) für das Druckmittel versehen ist, eine in dem Auslaß sitzende erste Dichtung (20), die den Austritt des Druckmittels über den Auslaß verhindert, eine erste und eine zweite innerhalb des Behälters untergebrachte Gaserzeugerstufe (23, 24), eine Einrichtung (26) zum Aktivieren der ersten Gaserzeugerstufe (23) und eine Einrichtung (21) zum gleichzeitigen Unwirksammachen der Dichtung (2O), derart, daß Druckmittel in Abhängigkeit von von einem Kollisionssensor kommenden Signalen aus dem Behälter über den Auslaß ausströmen kann, sowie durch eine Einrichtung (30), mittels deren die zweite Gaserzeugerstufe (24) in Abhängigkeit von Signalen eines Kollisionssensors gesondert und unabhängig aktivierbar ist.

2. Druckmittelversorgung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Aktivieren der ersten Gaserzeugerstufe (23) einen ersten Elektrosprengkörper (26) und die Einrichtung zum Unwirksammachen der ersten Dichtung (2O) einen zweiten Elektrosprengkörper (21) aufweist, der gleichzeitig mit dem ersten Elektrosprengkörpe*- auslösbar ist, sowie daß die Einrichtung zum Aktivieren der zweiten Gaserzeuger-

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stufe (24) mit einem dritten Elektrosprengkörper (30) versehen ist, der gesondert und unabhängig von dem ersten und dem zweiten Elektrosprengkörper auslösbar ist.

3. Druckmittel Versorgung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (11) langgestreckt ist, in dem dem Auslaß (18a, 18c, 18d) gegenüberliegenden Ende des Behälters ein Fülldurchlaß (31 ) angeordnet ist und in dem Fülldurchlaß eine zweite Dichtung (34) sitzt, die ein Laden des Behälters mit Druckmittel erlaubt.

4. Druckmittelversorgung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Dichtung eine den Auslaß (18a, 18c, 18d) versperrende zerreißbare Membran (20) aufweist .

5. Druckmittelversorgung nach einem der vorhergehenden Ansprüche; dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß (18a, 18c, 18d)
eine in Längsrichtung abstehende rohrförmige Düse (18c) aufweist, deren Ende verschlossen ist und in deren Rohrwandung
mehrere Öffnungen (18d) in Umfangsrichtung verteilt angeordnet sind.

6. Druckmittelversorgung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenöffnungen (I8d) in Umfangsrichtung in gleichmäßigen Abständen voneinander angeordnet, radial gerichtet und derart bemessen sind, daß beim Austreten von Druckmittel aus

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dem Behälter (11) über den Auslaß (1Sa, 18c, 18d) und die Öffnungen (I8d) die Trägheitskräfte mit Bezug auf den Behälter aufgehoben werden.

7. Druckmittelversorgung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (18c) sich außen konisch verjüngt.

8. Druckmittelversorgung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß über der Düse (18c) eine Sicherheitskappe (12) sitzt, die mit der Außenfläche der Düse in druckmitteldichtem Eingriff stehende Teile aufweist, und daß die Sicherheitskappe auf der Düse mit Hilfe eines lösbaren Befestigungselements (13) gegen Abheben bei unbeabsichtigtem Austritt von Druckmittel über die Düse gesichert ist.

9. Druckmittelversorgung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherheitskappe (12) mit einer Öffnung (12c) versehen ist, durch die das Befestigungselement (13) hindurchgreift,

10. Druckmittelversorgung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (12c) der Sicherheitskappe (12) mit der Achse des rohrförmigen Düsenabschnitts (18c) ausgerichtet ist.

11, Druckmittelversorgung nach Anspruch 9 oder 1O, dadurch gekennzeichnet, daß als Befestigungselement ein Bolzen (13) vorgesehen ist, der mit dem Ende des rohrförmigen Düsenabschnitts

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(I8c) verschraubt ist.

12. DruckmittelVersorgung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungselement (13) derart geformt und bemessen ist, daß es bei unbeabsichtigtem Freisetzen des im Behälter (11) befindlichen Druckmittels das Druckmittel über die Öffnung (12c) in solcher Durchflußmenge austreten läßt, daß sich der Behälter in einer Zeitspanne zwischen 5 und 10 Minuten vollständig entleert.

13. Druckmittelversorgung nach einem der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß an dem dem Fülldurchlaß (31) benachbarten Ende des Behälters (11) eine Anschlußeinrichtung (15) vorgesehen ist, die für eine durch die Behälterwand hindurchführende elektrische Verbindung mit jedem der Elektrosprengkörper (21, 26, 30) sorgt.

14. Druckmittelversorgung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (11) eine innerhalb des Behälters untergebrachte Drucküberwachungseinrichtung (16) aufweist und die elektrische Verbindung mit Mitteln für einen elektrischen Anschluß der Überwachungseinrichtung versehen ist.

15. DruckmittelVersorgung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungseinrichtung (16) als Druckschalter ausgebildet ist«

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16. Druckmittelversorgung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckschalter (16) Kontakte aufweist, die normalerweise geschlossen sind, wenn der Druck des im Behälter

(11) befindlichen Druckmittels einen Wert von ungefähr 239 kp/

2
cm Übersteigt, und die öffnen, wenn der Druck im Behälter un-

ter ungefähr 239 kp/cm absinkt.

17. Druckmittel Versorgung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (11) mit Argon un-

2 ter einem Druck von ungefähr 246 kp/cm gefüllt ist.

18. DruckmittelVersorgung nach einem der Ansprüche 3 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Dichtung (34) ein in den Fülldurchlaß (31) eingeschraubtes und dort verschweißtes Bauteil aufweist, das den Fülldurchlaß dicht verschließt, wenn der Behälter (11) mit dem Druckmittel gefüllt ist.

19. Druckmittelversorgung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (11) einen rohrförmigen Körper aufweist, in dessen beiden Enden jeweils ein Stopfen (14, 18) sitzt, um die Behälterenden dicht zu verschließen O

20= Druckmittelversorgung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß beide Stopfen (14, 18) in das jeweilige Ende des rohrförmigen Körpers eingeschraubt sind,

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21. Druckmittel Versorgung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Stopfen (14 oder 18) im einen Ende des Körpers mit dem Körper über ein rechtsgängiges Gewinde in Eingriff steht, während der Stopfen (18 oder 14) im anderen Ende des Körpers mit dem Körper über ein linksgängiges Gewinde verbunden ist.

22. Druckmittelversorgung nach Anspruch 2O oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Fülldurchlaß (31) in einem (14) der Stopfen ausgebildet ist.

23. Druckmittelversorgung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Innenseite des Behälters (11) auf der dem Auslaß (18a, 18c, 18d) gegenüberliegenden Seite ein erstes Blindloch (35) vorgesehen ist, in dem ein Steuerelement (36) mit einer Dosieröffnung (36a) befestigt ist, und daß an der Außenseite des Behälters koaxial zu dem ersten Blindloch ein zweites Blindloch (37) ausgebildet ist, das so bemessen ist, daß der Behälter normalerweise dicht verschlossen bleibt, das aber zwecks Druckentlastung des Behälters vertieft werden kann, bis es mit dem ersten Blindloch in Verbindung kommt und den Austritt von Druckmittel über die Dosieröffnung erlaubt.

24. Druckmittelversorgung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosieröffnung (36a) einen wesentlich kleineren Durchmesser als das erste Blindloch (35) hat und der Dosier-

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Öffnungsdurchmesser derart bemessen ist, daß der maximale Trägheitsrückstoß des über die Dosieröffnung austretenden Druckmittels kleiner als das Gewicht der Druckmittelversorgung (1O) ist, sowie daß der Durchmesser des ersten Blindlochs (35) wesentlich kleiner als der Durchmesser des zweiten Blindlochs (37) ist.

25. Verfahren zur Herstellung einer Druckmittelversorgung für eine aufweitbare Anordnung zum Auffangen von Fahrzeuginsassen, dadurch gekennzeichnet, daß an dem einen Ende eines rohrförmigen Behälterkörpers ein linksgängiges und am anderen Ende ein rechtsgängiges Innengewinde ausgebildet wird; daß eine Auslaßstopfenbaugruppe mit daran angebrachtem Elektrospreng-Gaserzeu* ger vormontiert und mit einem dem Gewinde am· einen Ende des Behälterkörpers entsprechenden Außengewinde versehen wird; daß eine Füllstopfenbaugruppe mit durch den Füllstopfen hindurchreichendem elektrischem Anschluß für den Gaserzeuger vormontiert und mit einem dem Gewinde am anderen Ende des Behälterkörpers entsprechenden Gewinde versehen wird; daß das Gewinde des Auslaßstopfens mit dem einen Ende des Behälterkörpers in Eingriff gebracht wird, elektrische Verbindungen mit dem Gaserzeuger durch das andere Ende des Behälterkörpers hindurch zu dem elektrischen Anschluß an der Füllstopfenbaugruppe geführt werden und das Gewinde der Füllstopfenbaugruppe mit dem anderen Ende des Behälters in Eingriff gebracht wird; sowie daß die Stopfen gegeneinander unverdrehbar gehalten werden und der Behälterkörper mit Bezug auf die Stopfen derart

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gedreht wird, daß die Gewinde beider Stopfen mit dem Behälterkörper unter Abdichtung voll in Eingriff kommen.

26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Umfang beider Stopfen mit dem Behälterkörper verschweißt wird, nachdem die Stopfen mit dem Behälterkörper voll in Eingriff gebracht sind.

27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Behälter ein Fülldurchlaß mit eingesetztem Dichtelement ausgebildet wird, die montierte Druckmittelversorgung in eine Ladekammer eingebracht und diese Kammer zwecks Ladung des Behälters mit einem inerten Gas unter Druck gesetzt wird, daß das Dichtelement in dem Fülldurchlaß festgelegt wird, während der Behälter sich noch innerhalb der unter Druck befindlichen Ladekammer befindet, um den Behälter gegen die Kammer abzudichten, und daß die Ladekammer dann druckentlastet sowie die gefüllte Druckmittelversorgung aus der Ladekammer herausgenommen wird.

28. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtelement beim Festlegen verschweißt wird, während die DruckmittelVersorgung innerhalb der unter Druck befindlichen Ladekammer angeordnet ist.

29. Verfahren zum Druckentlasten einer Druckmittelversorgung, die einen dicht abgeschlossenen Behälter für unter Druck stehendes

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Druckmittel aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß an der Innenseite des Behälters ein erstes Blindloch ausgebildet wird, daß in diesem Blindloch ein Bauteil mit einer Strömungsdrosselöffnung befestigt wird, deren Durchmesser wesentlich kleiner als der Durchmesser des ersten Blindlochs ist, daß an der Außenseite des Behälters ein zu dem ersten Blindloch koaxiales zweites Blindloch derart ausgebildet wird, daß der Behälter abgedichtet bleibt, und daß in das zweite Blindloch ein Werkzeug eingeführt und Werkstoff am Boden dieses Blindlochs abgetragen sowie das zweite Blindloch vertieft wird, bis das zweite Blindloch mit dem ersten Blindloch in Verbindung kommt und Druckmittel aus dem Behälter über die Strömungsdosieröffnung und das zweite Blindloch entweichen kann.

30. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Blindloch aufgebohrt wird, bis es mit dem ersten Blindloch in Verbindung kommt.

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