DE102005056101A1 - Air bag filling method for use in automotive industry, involves filling airbag with more than two different gases, where one of utilized gases is helium, and other gas is selected from group of helium, nitrogen and hydrogen - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Befüllung eines Airbags mit hochverdichtetem Gas.The The present invention relates to a method for filling a Airbags with highly compressed gas.
Zur Befüllung von Airbags oder Sicherheitsbags sind derzeit drei verschiedene Verfahrenstypen bekannt: Pyrotechnische Verfahren, Kaltgasverfahren und Hybridverfahren, die eine Kombination aus pyrotechnischem Verfahren und Kaltgasverfahren darstellen. Bei den pyrotechnischen Verfahren kommen Explosivstoffe zum Einsatz, deren schlagartige Ausdehnung einen Airbag aufbläst.to filling of airbags or safety bags are currently three different ones Process types known: Pyrotechnic process, cold gas process and hybrid methods comprising a combination of pyrotechnic process and cold gas process represent. In the pyrotechnic process explosives are used, their sudden expansion inflates an airbag.
Bei den bekannten Kaltgasverfahren wird hochverdichtetes Gas, wie beispielsweise Helium, aus einem Druckgasbehälter, der in der Regel einen Druck von mehr als 400 bar aufweist, innerhalb einer sehr kurzen Zeitspanne (0,01 bis 6,00 Sekunden) in einen aufzublasenden Airbag hinein entspannt. Üblicherweise kommen dabei Druckgasbehälter mit einem Volumen von einigen 10 bis mehreren 100 ml zum Einsatz.at the known cold gas process is high-density gas, such as Helium, from a pressurized gas container, which usually has a pressure of more than 400 bar, within a very short period of time (0.01 to 6.00 seconds) in a aufzublasenden Airbag in relaxed. Usually come here compressed gas tank with a volume of some 10 to several 100 ml used.
Je nach dem Einsatzzweck eines Airbags, beispielsweise als Front- oder Seitenaufprall-Airbag im Automobilbereich, sind unterschiedliche Eigenschaften des Airbags hinsichtlich der Geschwindigkeit der Befüllung und der Dauer der Aufrechterhaltung des gefüllten Zustands gefordert. Seitenaufprall-Airbags müssen z. B. schnell gefüllt und bei Überrollunfällen für längere Zeit gefüllt bleiben.ever according to the intended use of an airbag, for example as a front or Side impact airbag in the automotive sector, are different Properties of the airbag with regard to the speed of filling and Duration of maintenance of the filled state required. Side impact airbags have to z. B. filled quickly and in rollover accidents for a long time filled stay.
Für eine derartige Befüllcharakteristik ist das geeignete Befüllverfahren mit Bedacht auszuwählen. Bei den pyrotechnischen Verfahren wird die Befüllcharakteristik durch den verwendeten Explosivstoff bestimmt und kann daher nicht wesentlich variiert werden. Bei den bekannten Kaltgasverfahren konnte die Befüllcharakteristik bisher lediglich durch die Gasführung beeinflusst werden. Desweiteren ist für das Füllgas Helium bekannt, dass sich die Befüllcharakteristik durch Beimischung von Argon etwas verändern lässt.For such Befüllcharakteristik is the suitable filling method to choose wisely. at The pyrotechnic process is the filling characteristic by the used explosive substance and therefore can not be material be varied. In the known cold gas process could the filling so far only by the gas guide to be influenced. Furthermore, it is known for the filling gas helium that the filling characteristic by adding argon something can change.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Befüllung eines Airbags vorzuschlagen, das eine breite Palette an Befüllcharakteristiken und damit verschiedene Einsatzzwecke für einen Airbag ermöglicht.task The present invention is a method for filling a Airbags suggest that a wide range of filling characteristics and thus allows various uses for an airbag.
Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Airbag mit mehr als zwei verschiedenen Gasen befüllt wird, wobei eines der eingesetzten Gase Helium ist. Ebenso wird die gestellte Aufgabe durch ein Verfahren gelöst, bei dem der Airbag mit mehreren verschiedenen Gasen befüllt wird, wobei eines der eingesetzten Gase Stickstoff ist, sowie durch ein Verfahren, bei dem der Airbag mit mehreren verschiedenen Gasen befüllt wird, wobei eines der eingesetzten Gase Wasserstoff ist.The Asked task is solved by the airbag with more filled as two different gases is where one of the gases used is helium. Likewise will the object is achieved by a method in which the airbag with filled with several different gases is, wherein one of the gases used is nitrogen, and by a method in which the airbag with several different gases filled is where one of the gases used is hydrogen.
Bevorzugt wird als zweites Gas ein Gas aus der Gruppe von Helium, Stickstoff und Wasserstoff eingesetzt, das sich von dem ersten Gas unterscheidet.Prefers the second gas is a gas from the group of helium, nitrogen and hydrogen different from the first gas.
Besonders bevorzugt wird als drittes Gas ein Gas aus der Gruppe von Helium, Stickstoff und Wasserstoff eingesetzt wird, das sich von den ersten beiden unterscheidet. Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden also Helium, Stickstoff und Wasserstoff als Füllgase für einen Airbag eingesetzt.Especially preferred as the third gas is a gas from the group of helium, Nitrogen and hydrogen is used, different from the first two different. According to one particularly advantageous embodiment of the invention are therefore Helium, nitrogen and hydrogen are used as filling gases for an airbag.
Die verschiedenen Gase werden dabei zweckmäßigerweise je aus einem Hochdruck-Reservoir für das einzelne Gas entnommen und dem Airbag zugeführt. Zur Erzielung ganz bestimmter Befüllcharakteristiken kann es jedoch auch vorteilhaft sein, die Gase zum Teil oder ganz vorgemischt in den Airbag einzutragen. Damit lassen sich andere Befüllcharakteristiken erzielen als beim getrennten, gleichzeitig oder nacheinander erfolgenden, Eintrag der Einzelkomponenten.The Different gases are expediently each from a high-pressure reservoir for the individual Gas taken and fed to the airbag. To achieve very specific Befüllcharakteristiken However, it may also be advantageous to partially or completely the gases premixed into the airbag. This allows others Befüllcharakteristiken achieve a separation, simultaneous or consecutive, Entry of the individual components.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird die Menge an in den Airbag einzufüllendem Stickstoff so bestimmt, dass sich ein Anteil aus dem Bereich von 5% bis 16% (Volumenprozent) Stickstoff im in dem befüllten Airbag enthaltenen Gasgemisch einstellt.According to one advantageous development of the invention, the amount of in the Airbag einzufüllendem Nitrogen determined so that a proportion from the range of 5% to 16% (by volume) nitrogen in the filled airbag adjusts the gas mixture contained.
Mit besonderem Vorteil wird die Menge an in den Airbag einzufüllendem Wasserstoff so bestimmt, dass sich ein Anteil aus dem Bereich von 0% bis 9% (Volumenprozent) Wasserstoff im in dem befüllten Airbag enthaltenen Gasgemisch einstellt.With particular advantage is the amount of einzufüllendem in the airbag Hydrogen is determined so that a proportion in the range of 0% to 9% (volume percent) of hydrogen in the filled airbag adjusts the gas mixture contained.
Für beide Anteile gilt, dass die Befüllcharakteristik des Airbags durch die Wahl dieser Anteile maßgeblich beeinflusst wird.For both Shares applies that the filling characteristic the airbag is significantly influenced by the choice of these shares.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird eine auf den Einsatzzweck des Airbags abgestimmte Befüllcharakteristik eingesetzt, wobei die Parameter der Befüllung, wie beispielsweise Reihenfolge des Eintrags der Gase und Druckverhältnisse bei der Befüllung, zur Erzeugung der gewünschten Befüllcharakteristik eingestellt werden.According to one Another advantageous embodiment of the invention is an on the charging purpose of the airbag tuned filling characteristics used, where the parameters of the filling, such as order of entry of gases and pressure ratios during filling, to produce the desired Befüllcharakteristik be set.
Die Befüllcharakteristik kann vorteilhaft zusätzlich mit strömungsreduzierenden Mitteln verändert werden. Beispielsweise durch Blenden und/oder Ab-/Adsorptionsmaterialien kann der Gasfluss verzögert werden und damit die Standzeit, d. h. die Zeit in der der Airbag prall gefüllt bleibt, verlängert werden.The Befüllcharakteristik can be beneficial in addition with flow-reducing Funds changed become. For example, by screens and / or Ab- / Adsorptionsmaterialien the gas flow can be delayed and thus the service life, d. H. the time in the airbag filled up stays longer become.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann zusätzlich eine pyrotechnische Komponente eingesetzt werden. Die Kombination der sog. Kaltgastechnik (Einsatz hochverdichteter Gase wie vorangehend beschrieben) mit der Pyrotechnik nennt man Hybridtechnik. Mit der Hybridtechnik können zweckmäßige Befüllcharakteristiken für bestimmte Einsatzzwecke eines Airbags erreicht werden. Als Beispiel kann eine Kombination aus sehr hoher Aufblasgeschwindigkeit mit einer erforderlichen langen Standzeit angeführt werden.According to one further advantageous embodiment of the invention may additionally a pyrotechnic component can be used. The combination of so-called cold gas technology (use of highly compressed gases as above described) with the pyrotechnics is called hybrid technology. With the Hybrid technology can appropriate filling characteristics for certain Purpose of an airbag can be achieved. As an example, a Combination of very high inflation rate with a required one long service life become.
Die
vorliegende Erfindung bietet eine ganze Reihe von Vorteilen:
Durch
die Auswahl verschiedener Gase, wie Helium, Stickstoff und/oder
Wasserstoff, kann über
die spezifischen Eigenschaften der einzelnen Gase eine gewünschte Befüllcharakteristik
und damit ein gewünschtes
Verhalten eines Airbags eingestellt werden. In diesem Zusammenhang
sind vor allem das thermodynamische Verhalten und Eigenschaften
wie Kompressibilität,
Dichte, Viskosität
und Strömungsgeschwindigkeit
des Gases oder der Gase von Bedeutung. Auch der Joule-Thomson-Effekt ist
gegebenenfalls zu berücksichtigen.The present invention offers a number of advantages:
By selecting different gases, such as helium, nitrogen and / or hydrogen, a desired filling characteristic and thus a desired behavior of an airbag can be adjusted via the specific properties of the individual gases. In this context, especially the thermodynamic behavior and properties such as compressibility, density, viscosity and flow velocity of the gas or gases are of importance. If necessary, the Joule-Thomson effect should also be considered.
Weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung liegen im Erreichen von schneller Befüllung und langer Standzeit des Airbags, sowie im Einsatz von nicht toxischen Gasen. Der bei herkömmlicher Befüllung oft auftretende Punching-Effekt kann durch die Einstellbarkeit der Befüllcharakteristik vorteilhaft reduziert werden.Further Advantages of the present invention are in achieving faster filling and long service life of the airbag, as well as in the use of non-toxic gases. The at conventional Filling often occurring punching effect can be achieved by the adjustability of the filling be reduced advantageous.
Die Einstellbarkeit der Befüllcharakteristik ermöglicht auch den Einsatz von neuen, dünneren Materialien für den Airbag, da die Belastung, die auf die Außenhaut des Airbags wirkt gezielt beschränkt werden kann.The Adjustability of the filling characteristic allows also the use of new, thinner ones Materials for the airbag, since the load, which acts on the outer skin of the airbag targeted limited can be.
Beispiel
für eine
besonders vorteilhafte Gasmischung:
10% Stickstoff,
5%
Wasserstoff,
Rest: Helium.Example of a particularly advantageous gas mixture:
10% nitrogen,
5% hydrogen,
Rest: helium.
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