DE60207448T2

DE60207448T2 - Druckgasbehälter

Info

Publication number: DE60207448T2
Application number: DE60207448T
Authority: DE
Inventors: Damián MARTINEZ HUERTAS; Enrique Alcala Fazio; Antonio Marco CARRASCOSA PEREZ
Original assignee: Dalphi Metal Espana SA
Current assignee: Dalphi Metal Espana SA
Priority date: 2002-04-10
Filing date: 2002-04-10
Publication date: 2006-07-27
Anticipated expiration: 2022-04-11
Also published as: EP1493638B1; ES2248542T3; AU2002251096A1; WO2003084785A8; AU2002251096A8; DE60207448D1; WO2003084785A1; ATE309928T1; EP1493638A1

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Druckgasbehälter, der zum Aufblasen von in Fahrzeugen verwendeten Airbags und für andere Zwecke bestimmt ist, die ein schnelles Ausströmen eines in einem Vorratsbehälter gesammelten Druckgases erfordern, wie zum Beispiel das Vorspannen von Sicherheitsgurten und das Löschen von Feuern und Explosionen.
Spezieller betrifft die vorliegende Erfindung einen Druckgasbehälter, der eine kleine pyrotechnische Ladung verwendet, um den Öffnungsmechanismus des Vorratsbehälters zu aktivieren.
Hintergrund der Erfindung
In der Technik sind verschiedene Arten von Druckgasbehältern mit einem Öffnungsmechanismus bekannt, die durch einen pyrotechnischen Mechanismus aktiviert werden, wobei dieselben Druckgasgeneratoren oder Hybridgasgeneratoren genannt werden, wenn sie eine große Menge von Explosivstoff verwenden.
Die Druckschrift US-A-6 206 420, die die Merkmale des Oberbegriffs von Anspruch 1 zeigt, beschreibt einen Druckgasgenerator, in dem der Gas-Vorratsbehälter eine Öffnung hat, die in einer hermetischen Weise durch eine Platte verschlossen ist, wobei mindestens ein wesentlicher Teil der freien Fläche davon durch ein Element gelagert wird, das von seiner Lagerungsposition durch Explodieren einer pyrotechnischen Ladung zurückgezogen werden kann, die sich in einem Fach der Lagerungsvorrichtung befindet. Wenn dies eintritt, bricht die Verschlussplatte und ermöglicht das Austreten des Gases.
Die Druckschrift US-A-6 234 522 beschreibt einen Hybridgasgenerator für einen Airbag mit einem mechanischen Mechanismus zum Öffnen des Gas-Vorratsbehälters auf der Basis der Betätigung eines Kolbens, der durch das in einer Verbrennungskammer durch eine explosive Ladung erzeugte Gas auf einer ersten Bruchplatte, die den Gasbehälter verschließt, und auf einer zweiten Bruchplatte aktiviert wird, die zwischen der Verbrennungskammer und dem Gleitraum des Kolbens angeordnet ist. In diesem Generator besteht der grundlegende Mechanismus zum Öffnen der Bruchplatte, die den Gas-Vorratsbehälter verschließt, damit aus einem Kolben, der sie perforiert, wobei er in einer Richtung entgegengesetzt zu der des Drucks des Gases darauf wirkt.
Die Patentanmeldung EP 0 862 004 beschreibt einen Druckgasgenerator mit einem Mechanismus zur schnellen Freigabe des in einem Vorratsbehälter enthaltenen Gases mit einer Öffnung, die durch eine Bruchplatte verschlossen ist, in der es eine Einrichtung zur Lagerung der Bruchplatte gibt, die, wenn der Öffnungsmechanismus durch eine kleine Explosion aktiviert wird, aufhört, als eine Lagerungseinrichtung zu wirken und das Austreten des Druckgases und das Regulieren seiner Strömung durch seine Bewegung in einer kontrollierten Weise auf Grund der Dämpfungseinrichtung zulässt.
US-A-6 237 951 beschreibt einen Druckgasgenerator, in dem der Gas-Vorratsbehälter eine Öffnung hat, die durch eine auf einer Lagerung ruhenden Folie hermetisch verschlossen ist, wobei die in einer kontrollierten Weise beim Aktivieren einer Vorrichtung für den Zweck zerstört werden kann. Die Lagerung weist einen Teil auf, der die Folie zerreißt, wenn die Vorrichtung zur Zerstörung der Lagerung ausgelöst wird, aber bevor letztere sich bewegt.
Die Patentanmeldung WO 99/12 775 beschreibt eine Öffnungsvorrichtung für einen Gasbehälter, der zum Aufblasen eines Airbags bestimmt ist, der durch ein mit der Öffnung des Behälters gekoppeltes Gehäuse gebildet wird. Der Behälter hat ein Blockierelement, das die Gasaustrittsöffnung verschließt und das durch einen Druckteil auf einer Gegenlagerung ruht, wobei es dem durch das Gas auf das Blockierelement ausgeübten Druck standhält. Es gibt einen Auslösemechanismus, der die Lagerung des Blockierelements beseitigt, wobei das Öffnen der Gasaustrittsöffnung ermöglicht wird. Um die Gasaustrittströmung zu steuern, ist vor dem betreffenden Blockierelement eine Einengungsplatte enthalten, die eine Druckkammer zwischen den Elementen begrenzt.
Die Patentanmeldung EP 1 075 988 beschreibt einen Druckgasgenerator, in dem die Austrittsöffnung des Gases durch ein zerbrechliches Element verschlossen ist, das auf einer Lagerung ruht, um dem Druck des Gases standzuhalten. Der Teil des zerbrechlichen Elements, der mit der Lagerung in Kontakt ist, wird vom Rest getrennt, wenn eine pyrotechnische Vorrichtung aktiviert wird, die das Austreten des Gases ermöglicht.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung hat die Lösung der verschiedenen Probleme der in der Technik bekannten Hybridgasgeneratoren zur Aufgabe und speziell:

– zu verhindern, dass die Gase, die aus dem Generator austreten, Elemente mitreißen können, die durch die pyrotechnischen Mechanismen erzeugt werden, die die Vorrichtung zum Öffnen des Gas-Vorratsbehälters aktivieren,
– zu verhindern, dass das System zur Lagerung des Verschlusselements der Gasaustrittsöffnung des Vorratsbe hälters Belastungen ausgesetzt ist, die sich von denen des reinen Drucks unterscheiden,
– das Brechen des Verschlusselements der Gasaustrittsöffnung des Vorratsbehälters zu verhindern, das durch einen Mechanismus anders als dem Druckunterschied zwischen seinen zwei Flächen und in einer Richtung und einem Sinn erzeugt wird, die sich von dem des Austretens des Gases unterscheiden,
– die Verschiebung von Teilen in einer Richtung zu beseitigen, die sich von der der Austrittsströmung der Gase unterscheidet, wenn der Lagerungsmechanismus des Verschlusselements der Gasaustrittsöffnung des Vorratsbehälters deaktiviert ist.

Zusätzlich ist es die Absicht der Erfindung, dass ein Sicherheitsmechanismus im Gasgenerator untergebracht ist, der das Austreten des Gases ermöglicht, wenn der Druckunterschied an den zwei Flächen des Verschlusselements der Gasaustrittsöffnung ein bestimmtes Limit erreicht.
Um diese Aufgaben gemäß Anspruch 1 zu erfüllen, wird der Gasbehälter, der der Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, durch einen Vorratsbehälter für die Sammlung von Gas, der einen Verschlussmechanismus in seinem oberen Teil aufweist, der teilweise dem Druck des im Inneren des Vorratsbehälters gesammelten Gases standhält, und der folglich einen zusätzlichen Mechanismus erfordert, der dazu beiträgt, dem Druck standzuhalten, um den Vorratsbehälter geschlossen zu halten, und ein Verteilergehäuse, das starr mit dem oberen Teil des Vorratsbehälters verbunden ist, der in seinem Inneren eine Lagerungsvorrichtung aufnimmt, die die Verschlussvorrichtung mit dem betreffenden zusätzlichen Widerstand bereitstellt, und eine pyrotechnische Vorrichtung gebildet, um die Lagerungsvorrichtung zu zerstören und das Öffnen des Vorratsbehälters und der Gasaustrittskammer mit den Ausströmkanälen ins Äußere zu ermöglichen.
Erfindungsgemäß wird die Verschlussvorrichtung des Vorratsbehälters durch eine geeichte Auslassplatte mit einer Mittelöffnung zum Austreten des Gases gebildet, wobei es an dessen äußeren Fläche in der Austrittsrichtung des Gases eine Bruchplatte gibt, die mit der geeichten Auslassplatte durch eine Umfangsschweißung verbunden ist, die in ihrem Inneren die betreffende Öffnung hat.
Für ihren Teil weist die Lagerungsvorrichtung eine Stütze auf, die, wenn die pyrotechnische Vorrichtung betätigt wird, zu einer im Verteilergehäuse bereitgestellten Freigabekammer verschoben oder zerstört wird, wobei der Rest in diese Freigabekammer fällt und den zusätzlichen Widerstand beseitigt, der durch die Lagerungsvorrichtung bereitgestellt wird, um das Brechen der Bruchplatte zu verhindern. Die Freigabekammer ist in einer Zone angeordnet, die vom Freigabekammer-Gas des Generators abgesondert ist, so dass letzteres nicht mit irgendeinem der Materialien in Berührung kommt, das bei der Verschiebung oder Zerstörung der betreffenden Stütze involviert ist.
In einem ersten Ausführungsbeispiel, in dem die Stütze zur Freigabekammer verschoben wird, wenn die pyrotechnische Vorrichtung betätigt wird, weist die Lagerungsvorrichtung drei Grundelemente auf: eine Scheibenlagerung als direkte Lagerung für die Bruchscheibe, die betreffende Stütze und einen Stopfen in Kontakt mit dem Verteilergehäuse, die, wenn der Vorratsbehälter geschlossen ist, dem reinen Druck durch den Druck des Gases ausgesetzt sind. Um diesen Zustand zu gewährleisten, kann die Vorrichtung als zusätzliche Teile zwei Zentrierteile zwischen den betreffenden Elementen aufweisen.
Die Scheibenlagerung kann sich in einem Kanal des Verteilergehäuses bewegen, der zwischen der Gasaustrittskammer und der Freigabekammer angeordnet ist und einen Teil hat, der als ein Anschlag und Verschluss wirkt, so dass die Kammern nicht in Verbindung stehen.
In einem zweiten Ausführungsbeispiel, in dem die Stütze zerstört wird, wenn die pyrotechnische Vorrichtung betätigt wird, weist die Lagerungsvorrichtung ausschließlich die Scheibenlagerung und die Stütze auf, die wie im ersten Ausführungsbeispiel, dem reinen Druck ausgesetzt sind.
Die Scheibenlagerung weist außerdem in beiden Ausführungsbeispielen einen inneren Kanal auf, der sich in eine Kammer öffnet, die mit der Gasaustrittskammer des Generators durch radiale Kanäle in Verbindung steht. Falls die Bruchplatte bricht, wenn der Druck des Gases einen vorgegebenen Wert übersteigt, tritt das Gas vom Behälter nicht direkt in die Gasaustrittskammer, sondern durch die betreffenden inneren Kanäle der Scheibenlagerung aus, wobei auf diese Weise ein Sicherheitsmechanismus für den Gasbehälter bereitgestellt wird.
Die Kanäle des Gasbehälters gemäß der vorliegenden Erfindung zum Ausströmen der Gase ins Äußere können in einer solchen Weise angeordnet sein, dass deren Achse rechtwinklig oder parallel zur Achse des Behälters ist, wobei seine Anpassbarkeit an unterschiedliche Arten von Vorrichtungen erleichtert wird, ob Airbags, Gurt-Vorspannungsvorrichtungen, Vorrichtungen zum Löschen von Feuern und Explosionen oder andere.
Weitere Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der ausführlichen Beschreibung, die folgt, einem veranschaulichenden und in keiner Weise beschränkenden Ausführungsbeispiel seiner Aufgabe im Verhältnis zu den Zeichnungen gewonnen, die beigefügt sind.
Beschreibung der Abbildungen
Es zeigen:
1 eine Perspektivansicht eines Druckgasbehälters;
2 eine perspektivische und geordnete, auseinander gezogene Ansicht der Gruppe von Elementen, die einen Druckgasbehälter gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung mit verschiebbarer Stütze bilden;
3 eine teilweise Perspektivansicht des Inneren des Druckgasgenerators gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, die die im selben enthaltene Lagerungsvorrichtung und die pyrotechnische Vorrichtung zeigen;
4 eine Perspektivansicht des erfindungsgemäßen Druckgasbehälters, die durch eine vertikale Ebene (mit Bezug auf die Position gemäß 1) geschnitten wird;
5 eine Querschnittsansicht von 4;
6 eine Querschnittsansicht in der gleichen Ebene wie 5 eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung mit zerstörbarer Stütze;
7 und 8 teilweise Ansichten des betreffenden Querschnitts, die den Druckgasbehälter vor und nach dem Aktivieren der pyrotechnischen Vorrichtung zeigen;
9 und 10 teilweise Ansichten des betreffenden Querschnitts, die den Druckgasbehälter vor und nach einem Brechen der Bruchscheibe zeigen;
11 eine Perspektivansicht eines inneren Querschnitts des zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung, die axiale Kanäle zum Ausströmen von Gasen zeigt;
12 eine Perspektivansicht eines inneren Querschnitts des zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung, die Kanäle zum Ausströmen von Gasen zeigt, wobei ein Teil axial und ein anderer radial ist.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
1 bis 5 folgend kann man beobachten, dass der Druckgasbehälter in einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, das unten beschrieben wird, durch einen Vorratsbehälter 1 mit einer zylindrischen Form, in dem das Druckgas gesammelt werden soll, und eine Reihe von Elementen gebildet wird, die in einem Verteilergehäuse 29 angeordnet sind, um es hermetisch verschlossen zu halten, bis ein Öffnungsmechanismus aktiviert wird, um das Austreten des Gases zu erleichtern.
Der Vorratsbehälter 1 wirkt als ein Sammler von Gas, wobei letzteres eine beliebige Art von Gas und insbesondere ein Gemisch aus Edelgasen sein kann. Der Vorratsbehälter 1 muss gasdicht sein, wobei aus diesem Grund sein unterer Teil 12, durch den das Füllen mit dem Gas ausgeführt wird, in einer solchen Weise gestaltet sein muss, dass es zum selben weitergeführt werden kann und so, dass es nach dem Füllen mit Gas hermetisch verschlossen bleiben kann.
An seinem oberen Teil ist der Vorratsbehälter 1 durch eine geeichte Auslassplatte 2, die eine Mittelöffnung 9 mit einem Durchmesser d1 zum Austreten des Gases hat, und die Bruchscheibe 3 verschlossen, die die Öffnung blockiert und mit der Platte 2 verschweißt ist, um das notwendige Niveau der hermetischen Abdichtung zu gewährleisten.
Die Öffnungsvorrichtung, die sich im Verteilergehäuse 29 befindet, weist einerseits eine Lagerungsvorrichtung für die Bruchscheibe 3, um den Vorratsbehälter 1 geschlossen zu halten, und andererseits eine Vorrichtung auf, um das Brechen der Bruchscheibe 3 zu aktivieren, so dass die Gase im gewünschten Moment austreten.
Die Lagerungsvorrichtung besteht aus den folgenden Elementen: die Scheibenlagerung 4, das untere Zentrierteil 5, die Stütze 6, das obere Zentrierteil 7 und den oberen Stopfen 8.
Für seinen Teil besteht der Aktivierungsmechanismus aus der Zündvorrichtung 10 und der Schlagmasse 11.
Besonders 4 und 5 folgend kann man beobachten, dass das in Vorratsbehälter 1 enthaltene Gas eine Spannung an der geeichten Auslassplatte 2 und an der Bruchscheibe 3 auf Grund des inneren Drucks erzeugt.
Die geeichte Auslassplatte 2 hält dieser Spannung dadurch stand, dass sie mit dem Vorratsbehälter 1 durch eine Schweißung mit einer adäquaten Breite verbunden ist.
Die Bruchscheibe 3 steht mit dem Vorratsbehälter 1 durch die in der geeichten Auslassplatte 2 angefertigten Öffnung 9 mit dem Durchmesser d1 in einer solchen Weise in Verbindung, dass sich ihre untere Fläche mit dem Druckgas in Kontakt befindet. Um dem Druck standzuhalten, ist die Bruchscheibe 3 mit der geeichten Auslassplatte 2 in einer Umfangsweise mit dem Durchmesser der Schweißung D verschweißt.
Aufgrund des Gasdrucks ist der Mittelteil der Bruchscheibe 3 in einem Abstand h verformt, einem Wert, der von seiner Dicke und dem Durchmesser der Schweißung D abhängt, der immer größer sein muss als der Durchmesser d1, der für die Öffnung 9 der geeichten Auslassplatte 2 als eine Funktion der Anforderungen zum Ausströmen des Gases ausgewählt wurde.
Die Bruchscheibe 3 ist in einer solchen Weise dimensioniert, dass sie selbst dem inneren Druck des im Vorratsbehälter 1 gesammelten Gases nicht standhalten kann, wobei aus diesem Grund ein zusätzlicher Lagerungsmechanismus erforderlich ist.
3 zeigt in ihrem unteren Teil den Mechanismus, sobald die Elemente, aus denen er besteht, zusammengefügt sind, das heißt, die Scheibenlagerung 4 an einem äußeren Ende, die Stütze 6 in der Mitte, der Stopfen 8 am anderen äußeren Ende und die Zentrierteile 5 und 7 als zusätzliche Elemente. In dieser Abbildung wird auch der Aktivierungsmechanismus zum Öffnen gezeigt, um seine Wirkungsweise zu veranschaulichen: der Zünder 10 löst die Masse 11 aus, die die Stütze 6 aus ihrer Position verschiebt, wobei die Bruchscheibe 3 von der durch die Scheibenlagerung 4 bereitgestellten Lagerung entzogen wird, die frei nach rechts verschoben wird, da sie nicht durch die Stütze 6 behindert wird.
Das erste Element des Lagerungsmechanismus, die Scheibenlagerung 4, ist mit der geeichten Auslassplatte 2 konzentrisch angeordnet und wird durch einen ersten Teil 30 mit einem inneren Kanal 16 mit einem Durchmesser d3, einem zweiten Teil 31, in dem der innere Kanal weitergeführt wird und in dem es auch Kanäle 17, 18 mit einem Durchmesser d4 mit Achsen gibt, die zu der des Kanals 16 rechtwinklig sind, und einem dritten massiven Teil 32 gebildet. Der erste Teil 30 dient als ein Zentrierelement für die geeichte Auslassplatte 2 und für das Verteilergehäuse 29, das wiederum die Scheibenlagerung 4 zentriert.
Der Spannung auf die Bruchscheibe 3 wird durch die Scheibenlagerung 4 entgegengewirkt, die wiederum die Belastung auf die Stütze 6, letztere zum oberen Stopfen 8 und letzterer zum Verteilergehäuse 29 überträgt. Schließlich befindet sich das Verteilergehäuse 29 in einem statischen Gleichgewicht, da sich sein unterer Teil mit dem Verschluss der Öffnung 14 des Vorratsbehälters 1 über der geeichten Auslassplatte 2 in Eingriff befindet, die in der Stufe 15 des oberen Teils des Vorratsbehälters angeordnet ist und die dazu dient, den Abstand h zu begrenzen, den es zwischen der Bruchscheibe 3 und der Scheibenlagerung 4 gibt.
Wie vorher ausgeführt wurde, weist die Scheibenlagerung 4 einen inneren Kanal 1b auf, der mit Bezug auf die Achse des Vorratsbehälters axial ist, dessen Durchmesser d3 als ein parametrierendes Element des Drucks dient, bei dem die Bruchscheibe 3 als Sicherheitsventil wirkt. Sie hat außerdem innere Kanäle 17, 18 rechtwinklig zur Achse des Vorratsbehälters 1 und auch rechtwinklig zueinander, um die Austrittsgeschwindigkeit der Gasströmung in der Situation zu regulieren, in der sie als Sicherheitsventil wirkt.
Am Verteilergehäuse 29 ist der pyrotechnische Zünder 10 montiert, dessen Position mit Bezug auf die Stütze 6 durch die im Verteilergehäuse 29 angefertigte Stufe 27 gesichert wird.
Bei der gewünschten Aktivierung des Systems, die im Fall der Verwendung des Gasbehälters als eine Vorrichtung zum Aufblasen eines Airbags stattfindet, wenn ein Unfall erfasst wird, wird der Zünder 10 elektrisch gespeist und die Explosion der pyrotechnischen Ladung aktiviert, wobei eine Druckspitze in der Kammer 19 erzeugt wird, die die Schlagmasse 11 gegen die Stütze 6 prallen lässt. Dieser Aufprall bewirkt, dass die Stütze 6 in einem Uhrzeigersinn schwenkt, die Reibungskraft überwindet, die zwischen dem oberen Stopfen 8 und der Stütze 6 existiert, und auch den Moment überwindet, der dem Schwenken zwischen der Stütze 6 und der Scheibenlagerung 4 standhält.
Der Unterschied der Oberflächenhärte zwischen der Scheibenlagerung 4 und der Stütze 6, wobei geeignete Materialien für jede derselben ausgewählt werden, erzeugt eine kleine kreisförmige Nut in der Scheibenlagerung 4 auf Grund des Drucks, dem sie ausgesetzt sind, wobei das Schwenken erleichtert wird.
Zusätzlich und ebenfalls aufgrund des Unterschieds des für die Stütze 6 und den oberen Stopfen 8 verwendeten Materials wird eine kleine Ebene in der Stütze 6 erzeugt, die dazu dient, mit der Kraft zu arbeiten, die die Anordnung in ein Gleichgewicht bringt, und um zusätzlich das Schwenken zu erleichtern, wenn die Schlagmasse 11 gegen die Stütze 6 prallt.
Das untere Zentrierteil 5 ist ein Kunststoffteil, dessen Funktion es ist, die Elemente in seinem Inneren, das heißt, die Scheibenlagerung 4 und die Stütze 6 mit Bezug auf das Verteilergehäuse 29 zusätzlich zum Erleichtern der Anordnung zu zentrieren.
Das obere Zentrierteil 7 ist ein Kunststoffteil, dessen Funktion es ist, die Elemente in seinem Inneren, das heißt, die Stütze 6 und den Stopfen 8 mit Bezug auf das Verteilergehäuse 29 zusätzlich zum Erleichtern der Anordnung zu zentrieren.
Beide Zentrierteile 5, 7 weisen Schwachstellen 35, 37 an der Seite auf, die vom Zünder 10 weiter entfernt ist, um die leichte Verschiebung der Stütze 6 zu ermöglichen, wenn die Masse 11 daran aufprallt.
Die Verschiebung der Stütze 6 wird in so einer Weise bewirkt, dass letztere sich nicht mit der Bewegung der Scheibenlagerung 4 behindert. Aufgrund des Volumens der Kammer 20, die im Verteilergehäuse 29 in der Zone begrenzt ist, in der sich die Stütze 6 befindet, und der Form der Scheibenlagerung 4 tritt die Verschiebung der Scheibenlagerung 4 entlang des Kanals 25 ohne permanenten Widerstand auf, der von dem Druck in der Kammer 20 abweicht, der durch den Kanal 21 mit dem Durchmesser d2 geregelt wird und der einen Kontakt mit dem Äußeren herstellt.
6 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung, das sich, wie man durch Vergleichen mit 4 erken nen kann, ausschließlich darin vom ersten Ausführungsbeispiel unterscheidet, dass die Lagerungsvorrichtung nur aus der Scheibenlagerung 4 und einer Stütze 6 besteht und darin, dass die pyrotechnische Vorrichtung gestaltet ist, um die Stütze zu zerstören anstatt sie zu verschieben.
Wenn es notwendig ist, die Vorrichtung zu aktivieren, wenn zum Beispiel ein Unfall erfasst wird und der Generator dazu bestimmt ist, einen Airbag eines Fahrzeugs aufzublasen, wird der Zünder 10 elektrisch gespeist und die Explosion der pyrotechnischen Vorrichtung aktiviert, wobei eine Druckwelle in der Freigabekammer 20 und ein plötzliches Brechen der Stütze 6 aufgrund ihrer inneren Lage und dem Ansteigen der lokalen Spannungen des Materials erzeugt wird.
Das durch die Explosion des Zünders 10 erzeugte Gas wird durch den Kanal 21 mit dem Durchmesser d2 heraus gestoßen, wobei es möglich ist, die Bewegungsgeschwindigkeit der Scheibenlagerung 4 mit dem Druck, der in der Freigabekammer 20 existiert, durch den Durchmesser d2 des Kanals 21 zu regeln.
Durch Verwendung eines geeigneten Materials tritt das Brechen der Stütze 6 in einer solchen Weise auf, dass sich die daraus resultierenden Stücke nicht mit der Bewegung der Scheibenlagerung 4 behindern und dass sie nicht entlang des Kanals 21 austreten können. Aufgrund des Volumens der Kammer 20 und der Form der Scheibenlagerung 4 ermöglicht das Volumen der Stücke des zerstückelten Materials die Verschiebung der Scheibenlagerung 4 entlang des Kanals 25 ohne permanenten Widerstand, der von dem Druck in der Freigabekammer abweicht, der durch den Durchmesser des Kanals 21 geregelt wird.
7 und 8 folgend kann man beobachten, dass beim Verschieben oder Zerstören der Stütze 6 gemäß dem einen oder anderen der beschriebenen Ausführungsbeispiele die Bruch scheibe 3 das Element verliert, das dem internen Druck des Vorratsbehälters 1 entgegengewirkt, und da sie selbst nicht in der Lage ist, dem entgegenzuwirken, wird sie weiter verformt und drückt die Scheibenlagerung 4 in die axiale Richtung bis zu dem Moment, an dem aufgrund der Spannung in der Bruchscheibe 3 ihr Bruch auftritt und das Gas beginnt, zur im Verteilergehäuse 29 bereitgestellten Austrittskammer 22 auszutreten, wobei seine Strömung durch den Durchmesser d1 der Öffnung 9 der geeichten Auslassplatte 2 geregelt wird.
Die nach vorn treibende Kraft der austretenden Strömung wirkt direkt gegen die Scheibenlagerung 4 und zwingt letztere dazu, zu ihrer axialen Grenze im Verteilergehäuse 29 verschoben zu werden.
In dieser Situation wird das vom Vorratsbehälter 1 austretende Gas durch die Austrittskammer 22 und die radial verteilten Austrittskanäle 23 mit dem Durchmesser d5 ins Äußere ausgestoßen.
Anhand der vorangegangenen Erläuterung kann man schlussfolgern, dass die Gasaustrittsströmung nicht zu jeder Zeit mit Teilen in Kontakt kommt, die während der Aktivierung der Öffnungsvorrichtung aufprallen oder zerstört werden.
Für ihren Teil wirkt die Bruchscheibe 3 außerdem als ein Sicherheitsventil, wie unten 9 und 10 folgend zu sehen sein wird.
Solange der Zünder nicht aktiviert wurde, bleiben die Stütze 6 und die Scheibenlagerung 4 in deren normalen Positionen und halten die Kraft, die durch die Bruchscheibe 3 übertragen wird. In dieser Situation kann die Bruchscheibe 3 brechen, wenn der Druckunterschied zwischen ihrer inneren und ihrer äußeren Fläche einen vorgegebenen Grenzwert erreicht. In diesem Fall dringt das Gas in den inneren Kanal 16 der Scheibenlagerung 4, die sich in die Kammer 26 öffnet, die mit der Gasaustrittskammer 22 durch die Kanäle 17, 18 mit dem Durchmesser d4 in Verbindung steht. Das Gas wird ins Äußere aus der Gasaustrittskammer 22 entlang der Kanäle 23 mit dem Durchmesser d5 austreten, die sich im Verteilergehäuse 29 befinden.
In den Ausführungsbeispielen der Erfindung, die gerade beschrieben wurden, weist die Gestaltung des Verteilergehäuses, wie zu sehen war, eine Gasaustrittskammer 22 auf, die von der Freigabekammer 20 getrennt ist, in der die Verschiebung der Stütze der Lagerungsvorrichtung als Folge des Aufpralls durch die Masse 11 oder ihrer Zerstörung durch die Explosion der pyrotechnischen Ladung stattfindet. Diese Gasaustrittskammer 22 hatte radiale Austrittskanäle 23 nahe an der Öffnung des Vorratsbehälters 1. Wie in 11 und 12 mit Bezug auf das zweite Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt wird und ebenfalls auf das erste Ausführungsbeispiel anwendbar wäre, gibt es eine Variante, in der die Austrittskanäle der Gase nicht in der gleichen Weise gestaltet sind wie die betreffenden radialen Kanäle 23. 11 zeigt axiale Kanäle 43, die sich in das obere, äußere Ende des Verteilergehäuses öffnen, wobei 12 Kanäle mit einem axialen Teil 43 und einem radialen Teil 44 zeigt, die von der Öffnung des Vorratsbehälters 1 entfernt sind. Wie in 11 und 12 gezeigt wird, sind diese Kanäle von der Freigabekammer 20 getrennt, so dass die Austrittsgase kein Material von den Elementen mitreißen, die in den Aktivierungsmechanismus der Öffnungsvorrichtung eingebunden sind.
Mit Bezug auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung können jene Modifikationen, die in dem durch die folgenden Ansprüche begrenzten Umfang enthalten sind, eingeführt werden.

Claims

Druckgasbehälter, der aufweist: einen Vorratsbehälter (1) zum Sammeln des Gases mit einer Verschlussvorrichtung (2, 3) in seinem oberen Teil, das auf einer Lagerungsvorrichtung (4, 5, 6, 7, 8) gelagert ist, die damit dazu beiträgt, dem Druck des Gases standzuhalten; eine pyrotechnische Vorrichtung (10, 11), um die betreffende Lagerungsvorrichtung (4, 5, 6, 7, 8) zu zerstören und die Öffnung des Vorratsbehälters (1) und eines mit dem oberen Teil des Vorratsbehälters (1) starr verbundenen Verteilergehäuses (29), in dessen Inneren die Lagerungsvorrichtung (4, 5, 6, 7, 8), die pyrotechnische Vorrichtung (10, 11) und eine Gasaustrittskammer (22) mit Ausströmkanälen (23, 43) in das Äußere untergebracht sind, zu ermöglichen, dadurch gekennzeichnet, dass a) die Verschlussvorrichtung des Vorratsbehälters (1) durch eine kalibrierte Auslassplatte (2) mit einer mittigen Öffnung (9) für den Austritt des Gases ausgebildet ist, an deren äußerer Fläche in der Austrittsrichtung des Gases es eine Bruchplatte (3) gibt, die mit der kalibrierten Auslassplatte (2) durch eine Umfangsschweißung verbunden ist, die in ihrem Inneren die betreffende Öffnung (9) hat; b) die Lagerungsvorrichtung eine Stütze (6) aufweist, die beim Aktivieren die pyrotechnischen Vorrichtung (10, 11) ihre Position in der Ladungsvorrich tung verlässt und in eine Freigabekammer (20) fällt, die im Verteilergehäuse (29) angeordnet ist; c) die Lagerungsvorrichtung eine Scheibenlagerung (4) als eine direkte Lagerung für die Bruchscheibe (3) aufweist, die sich, wenn die Stütze (6) ihre Position verlässt und die Bruchscheibe (3) bricht, in einem Kanal (25) des Verteilergehäuses (29) bewegen kann, der sich zwischen der Gasaustrittskammer (22) und der Freigabekammer (20) befindet, wobei die Scheibenlagerung (4) in einer Weise gestaltet ist, dass sie eine Verbindung zwischen der Gasaustrittskammer (23) und der Freigabekammer (20) verhindert.
Druckgasbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am äußeren Ende, das mit der Bruchscheibe (3) in Kontakt kommt, die Scheibenlagerung (4) einen inneren, axialen Kanal (16) aufweist, der in einer Kammer (26) endet, die mit der Gasaustrittskammer (22) mittels radialer Kanäle (17, 18) in Verbindung steht, um das Ausströmen des Gases im Fall des Brechens der Bruchscheibe (3) zu erleichtern.
Druckgasbehälter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibenlagerung (4) durch einen ersten Teil (30) aus einer zylindrischen Form mit einem Durchmesser, der größer ist als der des betreffenden Kanals (25), der zwischen der Gasaustrittskammer (22) und der Freigabekammer (20) angeordnet ist, wobei sich der betreffende axiale Kanal (16) in seinem Inneren befindet, einen zweiten Teil (31) mit zylindrischer Form und einem Durchmesser, der etwas kleiner ist als der des Kanals (25), um sich darin bewegen zu können, wobei sich die Kammer (26) und die radialen Kanäle (17, 18) in seinem Inneren befinden, und einen dritten Teil (32) mit massiver, zylindrischer Form und einem Durchmesser ausgebildet ist, der kleiner ist als der des zweiten Teils (31).
Druckgasbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerungsvorrichtung außerdem einen Stopfen (8), um den von der Bruchscheibe (3) aufgenommenen Druck auf das Verteilergehäuse (29) zu übertragen, und Zentrierteile (5, 7) zwischen der Stütze (6) bzw. der Scheibenlagerung (4) und dem Stopfen (8) aufweist, um die Lagerungsvorrichtung als ein Ganzes zu fördern, die einer reinen Druckkraft unterliegt.
Druckgasbehälter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die pyrotechnische Vorrichtung durch einen Zünder (10) und eine verschiebbare Masse (11) ausgebildet ist, die gegen die Stütze (6) prallt, wenn der Zünder aktiviert wird, wobei sie ihn in seiner Position in der Lagerungsvorrichtung verschiebt und ihn in der Freigabekammer (20) ablegt.
Druckgasbehälter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Stütze (6) und die Scheibenlagerung (4) aus Materialien unterschiedlicher Oberflächenhärte hergestellt sind, so dass die Druckkraft, der sie unterliegen, eine Oberflächennut in der Scheibenlagerung (4) erzeugt, die das Schwenken der Stütze (6) erleichtert, wenn die Masse (11) aufprallt.
Druckgasbehälter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentrierteile (5, 7) Schwachstellen (35, 37) an deren äußeren Enden in Kontakt mit der Stütze (6) aufweisen, um deren Verschiebung zu erleichtern.
Druckgasbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Lagerungsvorrichtung, die durch die Scheibenlagerung (4) und die Stütze (6) gebildet wird, so im Verteilergehäuse (29) befindet, dass die Stütze (6) den von der Bruchscheibe (3) aufgenommenen Druck dahin überträgt, wobei die Scheibenlagerung (4) und die Stütze (6) einer reinen Druckkraft unterliegen.
Druckgasbehälter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die pyrotechnische Vorrichtung einen Zünder (10) aufweist, um die Explosion einer pyrotechnischen Ladung zu aktivieren, die eine Druckwelle erzeugt, die die Stütze (6) zerstört.
Druckgasbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass sich die geeichte Auslassscheibe (2) in der Öffnung des Vorratsbehälters in der Position befindet, die durch eine Stufe (15) definiert ist, die im Vorratsbehälter (1) begrenzt ist, um festzulegen, dass axiale Abstand zwischen der Bruchscheibe (3) und dem äußeren Ende der Scheibenlagerung (4) eine vorgegebene Größe (h) hat.
Druckgasbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Freigabekammer (20) mit dem Äußeren durch einen Kanal (21) in Verbindung steht.
Druckgasbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle der Gasaustrittskammer (22) zum Ausströmen von Gasen (23) in einer Weise angeordnet sind, dass deren Achse rechtwinklig zur Achse des Vorratsbehälters (1) liegt.
Druckgasbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle der Gasaustrittskammer (22) zum Ausströmen von Gasen (43) in einer Weise angeordnet sind, dass deren Achse parallel zur Achse des Vorratsbehälters (1) liegt.