DE19531554A1

DE19531554A1 - Verfahren zum Herstellen eines torusförmigen Druckbehälters, insbesondere für Airbags von Kraftfahrzeugen oder dergleichen

Info

Publication number: DE19531554A1
Application number: DE1995131554
Authority: DE
Inventors: Karl Husemann
Original assignee: Thyssen Industrie AG
Current assignee: ThyssenKrupp Technologies AG
Priority date: 1995-08-28
Filing date: 1995-08-28
Publication date: 1997-03-06

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines torusförmigen Druckbehälters mit einer Außenschale und einer Innenschale, insbesondere für Airbags von Kraftfahrzeugen oder dergleichen.

Derartige Druckbehälter sind als Gasgeneratoren in Airbags für Kraftfahrzeuge bekannt (DE 43 11 276). Sie sind mit einem Gas gefüllt, das in typischer Weise auf einen Druck von 200 bis 300 bar komprimiert ist. Zum Druckbehälter gehören Aggregate, über die der Druckbehälter einerseits mit dem komprimierten Gas gefüllt werden kann und die es andererseits ermöglichen, daß sich der Druckbehälter im Schadensfall schlagartig entleert, wobei das austretende Gas den Airbag aufbläst. - Derartige Druckbehälter können aber auch für andere Zwecke eingesetzt werden.

Bei einem bekannten Verfahren (DE 43 11 276) wird der Druckbehälter aus mehreren Teilen hergestellt. Die Innenschale besteht aus einem im Querschnitt profilierten Ring, der mit Öffnungen und Einrichtungen zum Anbringen zugeordneter Aggregate versehen ist. Die Außenschale besteht aus zwei Halbschalen, die einerseits mit dem Ring der Innenschale und andererseits in einer Mittelebene des torusförmigen Druckbehälters miteinander verbunden sind. Das ist nicht nur herstellungstechnisch aufwendig, sondern bedarf auch besonderer Maßnahmen, um die Stabilität des Druckbehälters zu gewährleisten.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Druckbehälter mit geringem Materialaufwand auf einfache Weise herzustellen, der den vorgegebenen Belastungen ohne weiteres stand hält.

Diese Aufgabe wird bei dem eingangs beschriebenen Verfahren gelöst durch die folgenden Verfahrensschritte:
Die Außenschale wird aus einem Rohrabschnitt gebildet, dessen beide Enden mit einem Innenbördel versehen werden;
die Innenschale wird aus einem Rohrabschnitt gebildet, der einen kleineren Durchmesser aufweist als der Rohrabschnitt der Außenschale und dessen beide Enden mit einem Außenbördel versehen werden;
die Innenschale wird in die Außenschale so eingesetzt, daß die Bördelränder von Innenbördel und Außenbördel aneinanderstoßen, und die aneinanderstoßenden Bördelränder werden miteinander verschweißt.

Das Ausgangsmaterial ist folglich Halbzeug, nämlich Rohrabschnitte, welches keiner besonderen Bearbeitung bedarf. Das Bördeln kann mit üblichen Werkzeugen erfolgen, z. B. durch Rollen oder Stauchen.

Zweckmäßig weisen die Rohrabschnitte für Außenschale und Innenschale die gleiche Länge auf. Im übrigen können die Rohrabschnitte für Außenschale und Innenschale die gleiche Wandstärke aufweisen, die nach Maßgaben der zu erwartenden Belastungen der Druckbehälter gewählt wird. Es ist aber ohne weiteres möglich, Rohrabschnitte, die unterschiedliche Wandstärke aufweisen, für Außenschale und Innenschale zu verwenden, wenn dadurch die Stabilität des fertigen Druckbehälters nicht beeinträchtigt wird.

Einlaß- bzw. Auslaßöffnungen und gegebenenfalls zugeordnete Aggregate können an der Außenschale und/oder der Innenschale vor dem Einsetzen der Innenschale in die Außenschale angebracht werden, also jeweils an einwandige Bauteile.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auch gelöst mit dem eingangs beschriebenen Verfahren, das gekennzeichnet ist durch die folgenden Verfahrensschritte:
Ein Rohrabschnitt, dessen Durchmesser der Durchmesser der Außenschale entspricht, wird in axialer Richtung in eine einseitig offene Matrize gepreßt, deren Form der Außenkontur des torusförmigen Behälters entspricht, dabei werden das in die Matrize eingeführte Ende des Rohrabschnitts sowie die daran anschließenden Bereiche zur Bildung der Innenschale um ca. 180° nach innen umgelenkt;
das freie Ende der Außenschale wird mit einem Innenbördel versehen, und das freie Ende der Innenschale wird mit einem Außenbördel versehen, der gegen den Innenbördel stößt;
die aneinanderstoßenden Bördelränder von Innenbördel und Außenbördel werden miteinander verschweißt. Bei diesem Verfahren weist der Druckbehälter nur eine einzige Schweißnaht auf. Vorzugsweise wird das in die Matrize eingeführte Ende des Rohrabschnitts an einem in die Matrize einsetzbaren Füllstück geführt.

Bei beiden beschriebenen Verfahren ist es vorteilhaft, wenn die Enden der Rohrabschnitte um ca. 90° umgebördelt werden, so daß die Schweißnähte bzw. die Schweißnaht sich im Bereich der Stirnseiten des Druckbehälters befinden bzw. befindet. Im übrigen kann die axiale Länge der Bördel gleich oder kleiner sein als die halbe Axiallänge des torusförmigen Druckbehälters. Das bedeutet, daß es möglich ist, mit dem erfindungsgemäßen Verfahren torusförmige Druckbehälter herzustellen, die einen kreisförmigen Querschnitt oder auch einen ovalen Querschnitt mit jeweils zylindrischen Abschnitten des Außenmantels und des Innenmantels aufweisen.

Es versteht sich, daß nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Druckbehälter nicht nur für Airbags von Kraftfahrzeugen, sondern auch für andere Zwecke eingesetzt werden können.

Im folgenden werden in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert; es zeigen:

Fig. 1-3 Verfahrensschritte zur Herstellung eines torusförmigen Druckbehälters,

Fig. 4-6 andere Verfahrensschritte zur Herstellung eines torusförmigen Druckbehälters,

Fig. 7 schematisch ein Werkzeug zur Ausführung der in den Fig. 4 und 5 wiedergegebene Verfahrensschritte.

In den Fig. 1 bis 3 ist die Herstellung eines torusförmigen Behälters 1 aus einer Außenschale 2 und einer Innenschale 3 wiedergegeben.

Zur Herstellung der Außenschale 2 wird ausgegangen von einem Rohrabschnitt 4, dessen Durchmesser dem Durchmesser der Außenschale 2 entspricht. Der Rohrabschnitt 4 wird an beiden Enden mit einem umlaufenden Innenbördel 5 versehen.

Für die Innenschale wird ausgegangen von einem Rohrabschnitt 6, dessen Durchmesser dem Durchmesser der Innenschale 3 entspricht und dessen Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser des Rohrabschnitts 4 für die Außenschale 2. Dieser Rohrabschnitt 6 wird an beiden Enden mit einem Außenbördel 7 versehen.

Bei der dargestellten Ausführung besitzen die Rohrabschnitte 4, 6 gleiche Länge sowie gleiche Wandstärke. Die Enden der Rohrabschnitte 4, 6 sind um ca. 90° umgebördelt. Die axiale Länge von Innenbördel 5 und Außenbördel 7 ist der halben axialen Länge des torusförmigen Druckbehälters 1.

Nicht dargestellt ist, daß an der Außenschale 2 und/oder der Innenschale 3 in dem Zustand, der in Fig. 2 wiedergegeben ist, Einlaß- bzw. Auslaßöffnungen und gegebenenfalls zugeordnete Aggregate, die für den Betrieb des Druckbehälters notwendig sind, angebracht werden.

Die so vorbereitete Innenschale 3 wird dann in die Außenschale 2 so eingesetzt, daß die Bördelränder von Innenbördel 5 und Außenbördel 7 aneinander gegenüberliegen bzw. aneinanderstoßen. Anschließend werden dann die Bördelränder von Innenbördel 5 und Außenbördel 7 durch Schweißnähte 8 miteinander verbunden, die an den Stirnseiten des fertigen Druckbehälters 1 liegen.

In den Fig. 4 bis 6 ist ein anderes Verfahren zur Herstellung des torusförmigen Behälters 1 wiedergegeben. Ein Rohrabschnitt 9, dessen Durchmesser dem Durchmesser der Außenschale 2 entspricht, wird in axialer Richtung in eine einseitig offenen Matrize 10 gepreßt. Eine solche Matrize 10 ist in Fig. 7 schematisch dargestellt. Die Matrize 10 weist eine Form auf, die der Außenkontur des torusförmigen Druckbehälters 1 entspricht. In die Matrize 10 ist ein Füllstück 11 als Führung für den in die Matrize 10 mit Hilfe eines Stempels 12 eingepreßte Rohrabschnitt 9 eingesetzt. Das vordere Ende des Rohrabschnitts 9 sowie die anschließenden Bereiche werden zwischen der Matrize 10 und dem Füllstück 11 geführt sowie zur Bildung der Innenschale 3 um ca. 180° nach innen umgelenkt.

Anschließend wird das freie Ende der Außenschale 2 mit dem Innenbördel 5 versehen und wird das freie Ende der Innenschale 3 mit dem Außenbördel 7 versehen, der gegen den Innenbördel 5 stößt. Dann können die beiden aneinanderstoßenden Bördelränder von Innenbördel 5 und Außenbördel 7 durch eine einzige Schweißnaht 8 verbunden werden.

Bezugszeichenliste

1 Druckbehälter
2 Außenschale
3 Innenschale
4 Rohrabschnitt
5 Innenbördel
6 Rohrabschnitt
7 Außenbördel
8 Schweißnähte
9 Rohrabschnitt
10 Matrize
11 Füllstück
12 Stempel

Claims

1. Verfahren zum Herstellen eines torusförmigen Druckbehälters mit einer Außenschale und einer Innenschale, insbesondere für Airbags von Kraftfahrzeugen oder dergleichen, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte:
Die Außenschale (2) wird aus einem Rohrabschnitt (4) gebildet, dessen beide Enden mit einem Innenbördel (5) versehen werden;
die Innenschale (3) wird aus einem Rohrabschnitt (6) gebildet, der einen kleineren Außendurchmesser aufweist als der Rohrabschnitt (4) der Außenschale (2) und dessen beide Enden mit einem Außenbördel (7) versehen werden;
die Innenschale (3) wird in die Außenschale (2) so eingesetzt, daß die Bördelränder von Innenbördel (5) und Außenbördel (7) aneinanderstoßen und die aneinanderstoßenden Bördelränder werden miteinander verschweißt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrabschnitte (4, 6) für Außenschale (2) und Innenschale (3) die gleiche Länge aufweisen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrabschnitte (4, 6) für Außenschale (2) und Innenschale (3) die gleiche Wandstärke aufweisen.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrabschnitte (4, 6) für Außenschale (2) und Innenschale (3) unterschiedliche Wandstärke aufweisen.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Einlaß- bzw. Auslaßöffnungen und gegebenenfalls zugeordnete Aggregate an der Außenschale (2) und/oder der Innenschale (3) vor dem Einsetzen der Innenschale (3) in die Außenschale (2) angebracht werden.

6. Verfahren zum Herstellen eines torusförmigen Druckbehälters mit einer Außenschale und einer Innenschale, insbesondere für Airbags von Kraftfahrzeugen oder dergleichen, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte:
Ein Rohrabschnitt (9), dessen Durchmesser dem Durchmesser der Außenschale (2) entspricht, wird in axialer Richtung in eine einseitig offene Matrize (10) gepreßt, deren Form der Außenkontur des torusförmigen Druckbehälters (1) entspricht, dabei werden das in die Matrize (10) eingeführte Ende des Rohrabschnitts (9) sowie die daran anschließenden Bereich zur Bildung der Innenschale (3) um ca. 180° nach innen umgelenkt;
das freie Ende der Außenschale (2) wird mit einem Innenbördel (5) versehen und das freie Ende der Innenschale (3) wird mit einem Außenbördel (7) versehen, der gegen den Innenbördel (5) stößt;
die aneinanderstoßenden Bördelränder von Innenbördel (5) und Außenbördel (7) werden miteinander verschweißt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das in die Matrize (10) eingeführte Ende des Rohrabschnitts (9) an einem in die Matrize (10) einsetzbaren Füllstück (11) geführt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Rohrabschnitte (4, 6, 9) um ca. 90° umgebördelt werden.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Länge der Bördel (5, 7) gleich oder kleiner ist als die halbe axiale Länge des torusförmigen Druckbehälters (1).