DE19933556A1 - Aufblasvorrichtung für Kraftfahrzeug-Sicherheitseinrichtungen - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Aufblasvorrichtung für Kraftfahrzeug-Sicherheitseinrichtungen, mit einem Behältnis, in dem eine Ladungskammer zur Aufnahme einer gaserzeugenden Ladung und eine Ausströmkammer mit einer Ausströmöffnung zur Verbindung mit der Sicherheitseinrichtung vorgesehen sind, wobei eine Trennwand mit einer Durchgangsöffnung die beiden Kammern in axialer Richtung voneinander trennt und mit formschlüssigen Verbindungsmitteln fluiddicht mit einer Wandung des Behältnisses verbunden ist. Erfindungsgemäß zeichnet sich die Aufblasvorrichtung dadurch aus, daß die Verbindungsmittel in axialer Richtung nachgiebig ausgebildet sind, derart, daß sie bei Erreichen eines vorgegebenen Drucks in der Ladungskammer axial nachgeben und die Trennwand in axialer Richtung in die Ausströmkammer bewegbar ist. Das Lösen der Verbindungsmittel erfolgt frei von einer radialen Aufweitung der Behältniswandung.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Aufblasvorrichtung für Kraftfahrzeug- Sicherheitseinrichtungen, mit einem Behältnis, in dem eine Ladungskammer zur Aufnahme einer gaserzeugenden Ladung und eine Ausströmkammer mit einer Ausströmöffnung zur Verbindung mit der Sicherheitseinrichtung vorgesehen sind, wobei eine Trennwand mit einer Durchgangsöffnung die beiden Kammern in axialer Richtung voneinander trennt und mit formschlüssigen Verbindungsmitteln fluiddicht mit einer Wandung des Behältnisses verbunden ist.

Derartige Aufblasvorrichtungen werden beispielsweise in Verbindung mit Airbags in Kraftfahrzeugen eingesetzt. Bei einer Zündung der gaserzeugenden Ladung kann das Gas aus der Ladungskammer durch die Durchgangsöffnung hindurch in die Ausströmkammer und von dort aus durch die Ausströmöffnung hindurch in den Luftsack strömen, um diesen aufzublasen.

Herkömmliche Aufblasvorrichtungen dieses Typs sind jedoch in verschiedener Hin­ sicht verbesserungsbedürftig. Wird beispielsweise eine solche Aufblasvorrichtung hohen Außentemperaturen ausgesetzt, wie dies bei einem Feuer der Fall sein kann, steigt auch die Temperatur innerhalb des Behältnisses stark an. Hierdurch erhöht sich die Zündgeschwindigkeit der gaserzeugenden Ladung wesentlich, so daß es bei Zündung der Ladung zu einem äußerst raschen Druckanstieg in der La­ dungskammer kommt. Hierdurch besteht die Gefahr, daß die Kammer bzw. das Behältnis zerbirst und Teile der Kammer mit großer Geschwindigkeit wie Projektile weggeschleudert werden. Darüber hinaus besteht die Gefahr, daß heiße Gase un­ mittelbar in die Fahrgastzelle des Fahrzeuges gelangen.

Es wurde bereits vorgeschlagen, die Trennwand zwischen der Ladungskammer und der Ausströmkammer von der Behältniswandung separat auszubilden und mit dieser durch formschlüssige Verbindungsmittel fluiddicht zu verbinden. Wie Fig. 4 zeigt, wurde hierzu bislang die Behältniswandung ringförmig umlaufend nach Art einer Senke radial nach innen eingedrückt, so daß sich der entstehende Vorsprung auf der Innenseite der Wandung in eine am Außenumfang der Trennwand komple­ mentär ausgebildete ringförmige Vertiefung einschmiegt, d. h. die Verbindungsmittel waren als Einbördelung der Behältniswandung ausgebildet. Bei dieser bekannten Verbindung konnte sich die Trennwand bei sehr hohen Drücken in der Ladungs­ kammer von der Behältniswandung lösen und in die Ausströmkammer hineinbewe­ gen, wodurch das in der Ladungskammer entstehende Gas unmittelbar über die Ausströmöffnung, d. h. ohne den Umweg über die Durchgangsöffnung in der Trennwand zu nehmen, ausströmen konnte. Hierbei wurde jedoch, wie in Fig. 4 gezeigt, die Behältniswand radial aufgeweitet, so daß in dieser Risse entstehen konnten und heißes Gas in den Fahrgastraum entweichen konnte. Ferner war es bei dieser bekannten Verbindung nicht exakt vorhersehbar, bei welchen Drücken in der Ladungskammer die Verbindung der Trennwand nachgeben würde. Dement­ sprechend bestand die Gefahr, daß nicht die Trennwand, sondern das Behältnis an anderer Stelle nachgibt und zerbirst, woraus sich in der Folge wieder die oben ge­ nannten Probleme ergaben.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Aufblasvorrichtung der genannten Art zu schaffen, die die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile vermeidet. Insbesondere soll mit einfachen Mitteln eine erhöhte Sicherheit erreicht werden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Aufblasvorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Verbindungsmittel in axialer Richtung nach­ giebig ausgebildet sind, derart, daß sie bei Erreichen eines vorgegebenen Drucks . in der Ladungskammer axial nachgeben und die Trennwand in axialer Richtung in die Ausströmkammer bewegbar ist.

Das Lösen der Verbindungsmittel bei zu großem Druck in der Ladungskammer er­ folgt also frei von einer radialen Aufweitung der Behältniswandung. Der Formschluß zwischen der Trennwand und der Behältniswandung ist durch eine axiale Verfor­ mung der Verbindungsmittel lösbar, so daß die Trennwand freigegeben wird und dem Druck in der Ladungskammer nachgeben kann, derart, daß eine unmittelbare Verbindung der Ladungskammer mit der Ausströmöffnung der Ausströmkammer geschaffen wird. Es ist also eine Soll-Verformungsstelle zur Erreichung der axialen Nachgiebigkeit vorgegeben. Hierdurch ist sichergestellt, daß das erzeugte Gas stets zu dem für ihn vorgesehenen Bestimmungsort, nämlich über die Ausströmöff­ nung abströmt und nicht unkontrolliert in die Fahrgastzelle gelangen kann. Die Nachgiebigkeit der Verbindung zwischen Trennwand und Behältniswandung ver­ hindert darüber hinaus ein Zerbersten der Aufblasvorrichtung.

In Weiterbildung der Erfindung ist die Trennwand bzw. das trennwandseitige Ver­ bindungsmittel nachgiebig ausgebildet. Die Verbindung zwischen der Trennwand und der Behältniswandung ist ohne Verformung der Behältniswandung lösbar. Hierdurch ist die Gefahr der Rißbildung in der Behältniswandung verhindert. Vor­ zugsweise sind die Verbindungsmittel als Flanschverbindung ausgebildet, die einen radial einwärts gerichteten Behältnisflansch und einen damit zusammenwirkenden, radial auswärts gerichteten Trennwandflansch aufweist. Hierbei ist insbesondere der Trennwandflansch in axialer Richtung nachgiebig ausgebildet, um die Beweg­ barkeit der Trennwand bei zu hohen Drücken in der Ladungskammer zu erreichen.

Vorzugsweise kann der Behältnisflansch integral an die Behältniswandung ange­ formt sein, insbesondere ist er als eine durch Umformung eingeprägte Wulst bzw. Bordelung in der Behältniswandung ausgebildet, die nach innen vorspringt. In ent­ sprechender Weise kann der Trennwandflansch integral an die Trennwand ange­ formt sein, insbesondere ist er als ringscheibenförmiger, am Außenumfang der Trennwand senkrecht zur axialen Richtung vorspringender Steg ausgebildet. Bei Erreichen des vorgegebenen kritischen Drucks in der Ladungskammer wird der radial vorspringende Trennwandflansch umgebogen bzw. verformt, so daß die Trennwand axial an dem Behältnisflansch vorbeibewegt werden kann. Vorzugswei­ se ist der Trennwandflansch derart ausgebildet, daß er bei einem Ladungskam­ merdruck in der Größenordnung von etwa 800 Bar nachgibt. Im Gegensatz hierzu war es bei bisherigen Trennwandverbindungen schwierig vorherzusehen bei wel­ chem Druck die Verbindung nachgab, es trat hierbei eine Schwankungsbreite des Drucks von etwa 103 Bar auf.

Zweckmäßigerweise besitzt die Ausströmöffnung der Ausströmkammer einen grö­ ßeren Querschnitt als die Durchgangsöffnung in der Trennwand. Durch die größere Ausströmöffnung kann das unter Druck stehende Gas rasch ausströmen. Vorzugs­ weise ist die Ausströmöffnung aus der Ausströmkammer in der Behältniswandung ausgebildet und radial nach außen gerichtet. Das Gas strömt in radialer Richtung nach außen aus dem Behältnis. Durch diese Anordnung der Ausströmöffnung wird eine besonders kompakte Anordnung der Aufblasvorrichtung erreicht.

Gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist die Ladungskammer auf der der Trennwand gegenüberliegenden Seite von einer zur axialen Richtung des Behältnisses ebenfalls in etwa senkrecht stehenden Außenwandung begrenzt, die von der Behältniswandung separat ausgebildet und mit dieser durch fluiddichte Verbindungsmittel verbunden ist. Eine solche Außenwandung erlaubt es in einfa­ cher Weise, die gaserzeugende Ladung in die Ladungskammer einzusetzen und diese dann durch Ansetzen der Außenwandung zu verschließen. In Weiterbildung der Erfindung sind die Verbindungsmittel für die Außenwandung fester ausgebildet als die Verbindungsmittel für die Trennwand, d. h. die Verbindung für die Außen­ wandung hält einem größeren Gasdruck in der Ladungskammer stand als die Ver­ bindungsmittel für die Trennwand. Das heiße Gas aus der Ladungskammer strömt stets über die Ausströmöffnung der Ausströmkammer ab. Vor Erreichen der Festig­ keit der Außenwandung bzw. deren Verbindung an der Behältniswandung gibt die Trennwand nach, so daß das Gas durch die Abströmöffnung expandieren kann. Ein Wegschleudern der Außenwandung ist sicher verhindert.

Vorzugsweise ist für die Außenwandung eine Flanschverbindung vorgesehen, die einen radial auswärts gerichteten Außenwandflansch und einen damit zusammen­ wirkenden, radial einwärts gerichteten Behältnisflansch umfaßt. Der Außenwand­ flansch ist dabei fester und dicker als der Trennwandflansch.

Um den Druck in der Ladungskammer aufnehmen zu können, sind die Trennwand sowie die Außenwand zweckmäßigerweise mit ihren Flanschen zwischen den zu­ gehörigen Behältnisflanschen, d. h. auf der innerhalb der Ladungskammer liegen­ den Seite der Behältnisflansche angeordnet.

Nach einer bevorzugten Ausführung der Erfindung sind sowohl die Trennwand als auch die Außenwand in beiden axialen Richtungen an der Behältniswandung fest­ gelegt. Die Verbindungsmittel für die Trennwand und für die Außenwand mit der Behältniswandung sind in beiden axialen Richtungen formschlüssig ausgebildet. Vorzugsweise sind jeweils am Außenumfang der Trennwand und der Außenwand jeweils zwei Flansche in Form von radial vorspringenden, ringscheibenförmig um­ laufenden Stegen vorgesehen, zwischen denen der zugehörige Behältnisflansch sandwichartig aufgenommen ist. Die Verbindung kann in einfacher Weise dadurch bewerkstelligt werde, daß die Trennwand bzw. die Außenwand an die entspre­ chende Stelle in das Behältnis eingesetzt werden und die Behältniswandung von außen her an der entsprechenden Stelle ringförmig nach innen nach Art einer Bor­ delung eingedrückt wird, so daß der auf der Innenseite der Behältniswandung ste­ hende Wulst zwischen den beiden Flanschen der Trennwand bzw. der Außenwand zu liegen kommt. Die hierdurch entstehende Verbindung ist zum einen fluiddicht und zum anderen in axialer Richtung spielfrei. Anstelle der zwei Flansche an der Trennwand bzw. der Außenwand könnte auch jeweils ein zusätzlicher, nach innen vorspringender Flansch an der Behältniswandung angebracht sein, so daß der ent­ sprechende Trennwandflansch bzw. Außenwandflansch zwischen zwei Behältnis­ flanschen sandwichartig eingeschlossen ist. Bei der zuvor beschriebenen Ausfüh­ rung sind jedoch weniger Umformungen an der Behältniswandung erforderlich, was sich positiv auf deren Festigkeit auswirkt.

Eine weitere bevorzugte Ausführung der Erfindung besteht darin, daß neben der Ladungskammer und der Ausströmkammer eine Druckkammer für komprimiertes Gas vorgesehen ist, die über eine Verbindungsöffnung mit der Ausströmkammer verbindbar ist. Die Verbindungsöffnung ist zunächst durch einen lösbaren Ver­ schluß fluiddicht verschlossen. Der Verschluß ist vorzugsweise derart ausgebildet und angeordnet, daß er vom Gasdruck in der Ladungskammer nach Zündung der gaserzeugenden Ladung geöffnet wird und die Verbindungsöffnung freigibt. Zur Betätigung des Verschlusses kann eine Kolben-Zylinder-Einheit vorgesehen sein, deren Kolben vom Gasdruck in der Ladungskammer beaufschlagbar und durch die Verbindungsöffnung treibbar ist. Der Kolben drückt hierbei den Verschluß der Ver­ bindungsöffnung auf. Vorzugsweise kann der Verschluß der Verbindungsöffnung von einem Pfropfen geöffnet werden, der als Verschlußmittel für die Durch­ gangsöffnung dient. Dieser Pfropfen ist auf die oder in die Durchgangsöffnung lös­ bar gesetzt und verschließt diese fluiddicht, wobei der Pfropfen aus der Durch­ gangsöffnung vom Gasdruck in der Ladungskammer herausgedrückt und durch die Verbindungsöffnung zwischen der Druckkammer und der Ausströmkammer getrie­ ben werden kann, so daß er hierbei auch die Verbindungsöffnung öffnet. Zweck­ mäßigerweise ist die Durchgangsöffnung auf ihrer der Druckkammer zugewandten Seite im wesentlichen zylindrisch ausgebildet, so daß der Pfropfen nach Art eines Kolbens in die Durchgangsöffnung eingesetzt werden kann.

Um bei Überdruck in der Ladungskammer ein definiertes und kontrolliertes Nach­ geben der Trennwand zwischen der Ladungskammer und der Ausströmkammer zu erreichen, ist die Trennwand in Weiterbildung der Erfindung an einer Trennwand, die die Druckkammer von der Ausströmkammer trennt, abgestützt. Die Trennwand zwischen der Ausströmkammer und der Druckkammer kann als Boden des Behält­ nisses ausgebildet und integral an dieses angeformt sein, wodurch sich eine große Stabilität ergibt. Die die Druckkammer begrenzenden Wandungen sind vorzugswei­ se separat ausgebildet und fluiddicht mit den Wandungen der Ausströmkammer verbunden, insbesondere verschweißt.

Zur Abstützung der Trennwand zwischen der Ladungskammer und der Ausström­ kammer ist vorzugsweise eine zur Längsachse des Behältnisses symmetrische Führung vorgesehen, die radial von der Behältniswandung beabstandet ist und die Trennwand innerhalb deren Befestigung an der Behältniswandung abstützt. Die Abstützung bzw. Führung ist in Weiterbildung der Erfindung durch Verformung län­ genveränderlich ausgebildet. Sie bildet ein Knautsch- bzw. Dämpfungselement, das bei Bewegung der Trennwand infolge des Drucks in der Ladungskammer gestaucht wird. Vorzugsweise ist hierfür an der Führung eine Soll-Verformungsstelle vorgese­ hen.

Um eine kompakte Struktur der Aufblasvorrichtung zu erreichen kann das Behältnis im wesentlichen als Zylinder, insbesondere als Kreiszylinder, ausgebildet sein und können die Kammern im Innern des Behältnisses entlang der Zylinderachse kon­ zentrisch hintereinander angeordnet sein. Vorzugsweise liegt die Ausströmkammer zwischen der Ladungskammer und der Druckkammer. Die Anordnung der Kam­ mern und der Öffnungen in den Trennwänden zwischen den Kammern ist vorzugs­ weise derart getroffen, daß die Gasströmung aus der Ladungskammer in die Aus­ strömkammer und die Gasströmung aus der Druckkammer in die Ausströmkammer entgegengesetzt gerichtet sind.

Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der nachfolgenden Beschreibung und den zugehörigen Zeichnungen hervor. Anhand derer ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert wird. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch die Längsachse einer Aufblasvorrichtung vom Hy­ brid-Typ nach einer bevorzugten Ausführung der Erfindung,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Aufblasvorrichtung ähnlich Fig. 1, wobei die Aufblasvorrichtung nach einer Gaszündung gezeigt ist, eine Trennwand zwischen Ladungskammer und Ausströmkammer nachgegeben hat und ein Dichtungspfropfen aus seiner eine Durchgangsöffnung in der Trenn­ wand verschließenden Stellung ausgetrieben worden ist,

Fig. 3 eine vergrößerte Schnittdarstellung einer Verbindung der Trennwand mit einer Behältniswandung im Ausschnitt, wobei die Darstellungen a-c die Verbindung in verschiedenen Phasen des Nachgebens zeigen, und

Fig. 4 eine ausschnittsweise Darstellung einer Verbindung zwischen Trenn­ wand und Behältniswandung nach dem Stand der Technik ähnlich der Darstellung nach Fig. 3.

Die Aufblasvorrichtung besitzt ein im wesentlichen zylindrisches Behältnis 1, in dessen Inneren mehrere Kammern angeordnet sind.

Als erste Kammer ist an einem Ende des Behältnisses 1 eine Ladungskamera 2 vorgesehen, die eine gaserzeugende Ladung 3 aufnimmt. Die Ladungskammer 2 wird in radialer Richtung von der zylindrischen Behältniswandung 4 begrenzt. An dem auf einer Seite offenen, gemäß Fig. 1 linken Ende des Behältnisses 1 wird die Ladungskammer 2 von einer Außenwand 5 begrenzt, die in den von der Behältnis­ wandung 4 umschlossenen Innenraum eingeschoben und mit der Behältniswan­ dung 4 fluiddicht verbunden ist. Auf der der Außenwand 5 gegenüberliegenden Seite wird die Ladungskammer 2 von einer Trennwand 6 begrenzt, die sich wie die Außenwand 5 radial erstreckt und mit der Behältniswandung 4 ebenfalls fluiddicht verbunden ist, wie später näher erläutert werden wird.

Die Trennwand 6 begrenzt gleichzeitig ein zweite Kammer im Inneren des Behält­ nisses 1, die in axialer Richtung des Behältnisses 1, d. h. in dessen Längsrichtung, hinter der Ladungskammer 2 angeordnet ist und eine Ausströmkammer für das ex­ pandierende Gas bildet. Die Ausströmkammer 7 wird neben der Trennwand 6 in axialer Richtung von der Behältniswandung 4 und in axialer Richtung von einer weiteren Trennwand 8 begrenzt, die die Ausströmkammer 7 von einer dritten Kammer trennt, die als Druckkammer 9 ausgebildet ist. In der Druckkammer 9 be­ findet sich komprimiertes Gas, welches bei Betätigung der Aulblasvorrichtung aus­ strömt, wie noch erläutert werden wird. Die Druckkammer 9 wird neben der zweiten Trennwand 8 von einem napfförmigen Druckkammer-Wandungsabschnitt 10 be­ grenzt, der fluiddicht an die Trennwand 8 bzw. die Behältniswandung 4 angesetzt und damit verbunden ist. Wie Fig. 1 zeigt, ist der Wandungsabschnitt 10 der Druck­ kammer 9 mit der Behältniswandung 4 verschweißt. Am Boden der Druckkammer 9 ist eine Füllvorrichtung 11 zum Befüllen der Druckkammer 9 mit komprimiertem Gas vorgesehen.

Nachfolgend wird der Aufbau der Aufblasvorrichtung näher erläutert:
Die Außenwand 5 ist im wesentlichen scheibenförmig ausgebildet, an ihrem Au­ ßenumfang besitzt sie zwei voneinander beabstandete Außenwandflansche 12 und 13, die mit einem zugehörigen Behältnisflansch 14 zusammenwirken. Die Außen­ wandflansche 12 und 13 erstrecken sich im wesentlichen radial nach Art von ringscheibenförmigen umlaufenden Stegen senkrecht nach außen und begrenzen zwischen sich eine auf der Außenumfangsfläche der Außenwand 5 umlaufende nutförmige Ausnehmung. Wie Fig. 1 zeigt, ist der Behältnisflansch 14 in der um­ laufenden Ausnehmung zwischen den Außenwandflanschen 12 und 13 aufgenom­ men, er schmiegt sich fluiddicht um den der Ladungskammer 2 zugewandten Au­ ßenwandflansch 13 herum in die zwischen den beiden Außenwandflanschen 12 und 13 liegende nutförmige Ausnehmung. Die dem Behältnisflansch 14 zuge­ wandte Flanke des Außenwandflansches 13 ist dabei zum Fuß der umlaufenden Ausnehmung hin abgerundet, wodurch sich der Behältnisflansch 14 gut anschmie­ gen kann. Der Behältnisflansch 14 kann durch Eindrücken der zunächst zylindri­ schen Behältniswandung 4 hergestellt werden. Hierzu wird die Außenwand 5 von der offenen Seite des Behältnisses her in dieses eingeschoben, bis die Stirnseite der Behältniswandung 4 an dem äußeren Außenwandflansch 12 ansteht. Mit einem geeigneten Werkzeug wird die Behältniswandung 4 nach Art einer Bördelung zwi­ schen den beiden Außenwandflanschen 12 und 13 radial nach innen eingedrückt, so daß die Behältniswandung 4 eine nach innen vorspringende Wulst bildet, die sich in die umlaufende Ausnehmung zwischen den Außenwandflanschen 12 und 13 einschmiegt.

In ähnlicher Weise wird die Trennwand 6 zwischen der Ladungskammer 2 und der Ausströmkammer 7 mit der Behältniswandung 4 fluiddicht verbunden. Die Trenn­ wand 6 besitzt ebenfalls zwei ringscheibenförmig radial senkrecht nach außen vor­ springende Trennwandflansche 15 und 16, die am Außenumfang der insgesamt kreisplattenförmigen Trennwand 6 voneinander beabstandet angeordnet und inte­ gral an der Trennwand 6 angeformt sind. Zwischen den Trennwandflanschen 15 und 16 erstreckt sich der Behältnisflansch 17, der zur Innenseite hin wulstartig vor­ springt und um die Behältniswandung umläuft. Der Behältnisflansch 17 ist ähnlich dem der Außenwand 5 zugeordneten Behältnisflansch 14 durch Eindrücken der ursprünglich zylindrischen Behältniswandung 4 integral an diese angeformt.

Beide Behältnisflansche 14 und 17 sind derart bemessen und ausgebildet, daß die Außenwand 5 bzw. die Trennwand 6 spielfrei gehalten und fluiddicht mit der Be­ hältniswandung 4 verbunden sind. Wie Fig. 1 zeigt, ist der innere, d. h. auf der der Ladungskammer 2 zugewandten Seite des Behältnisflansches 17 angeordnete Trennwandflansch 15 wesentlich dünner ausgebildet als der ihm gegenüberliegen­ de Außenwandflansch 13. Hierdurch besitzt die Verbindung der Außenwand 5 mit der Behältniswandung 4 eine größere Festigkeit als die zwischen der Trennwand 6 und der Behältniswandung 4.

Die zweite Trennwand 8 zwischen der Druckkammer 9 und der Ausströmkammer 7 ist integral an die Behältniswandung 4 angeformt und bildet deren Boden.

Im Inneren der Kammern sind verschiedene Teile bzw. Funktionseinheiten ange­ ordnet. In der Ladungskammer 2 ist die gaserzeugende Ladung 3 angeordnet, die vor Verschließen der Ladungskammer 2 zusammen mit der Außenwand 5 in das Innere des Behältnisses 1 eingeschoben werden kann. In einer zentralen Ausneh­ mung in der Außenwand 5 ist ein Zünder 18 angeordnet, mit Hilfe dessen die ga­ serzeugende Ladung 3 gezündet werden kann.

In der Trennwand 6 zwischen der Ladungskammer 2 und der Ausströmkammer 7 ist eine Durchgangsöffnung 19 eingebracht, die wie Fig. 1 zeigt, von der Ladungs­ kammer 2 her zunächst einen zylindrischen Abschnitt, daran anschließend einen sich kegelig erweiternden Abschnitt und an diesen anschließend einen zweiten zy­ lindrischen Abschnitt besitzt, der im wesentlichen den gleichen Durchmesser besitzt wie der erste zylindrische Abschnitt der Durchgangsöffnung 19. Der zweite zylinan­ sche Abschnitt der Durchgangsöffnung 19 wird von einem rohrförmigen Öffnungs­ stück 28 gebildet, das an die Stirnseite in axialer Richtung der Trennwand 6 ange­ setzt ist und in die Ausströmkammer 7 hineinragt.

Die Trennwand 6 ist, wie Fig. 1 zeigt, mittels eines Führungsstücks 20 an der zweiten Trennwand 8 abgestützt. Das Führungsstück 20 ist über einen zur Aus­ strömkammer 7 hin vorspringenden, ringförmigen Absatz 21 der Trennwand 6 ge­ schoben und an der Trennwand 6 befestigt. Das Führungsstück 20 ist im wesentli­ chen rotationssymmetrisch und konzentrisch zur Längsachse des Behältnisses 1 angeordnet. Es besitzt eine Sollverformungsstelle 22, die als nach innen gerichtete Umbördelung ausgebildet ist. Dieser nach innen vorspringende Flansch bildet gleichzeitig einen Anschlag für das Öffnungsstück 20, insbesondere für dessen sich nach außen erstreckenden Flansch. Das Öffnungsstück 20 kann in axialer Richtung von der Trennwand 6 wegbewegt werden, wie noch erläutert wird.

Die Durchgangsöffnung 19 in der Trennwand 6 zwischen der Ladungskammer 2 und der Ausströmkammer 7 ist durch einen Dichtungspfropfen 23 verschlossen, der in das röhrenförmige Öffnungsstück der Durchgangsöffnung 19 eingeschoben ist und mit einem Absatz an dessen Stirnseite ansteht. Wird der Dichtungspfropfen 23 entfernt, läßt die Durchgangsöffnung 19 in der Trennwand 6 Gas aus der Ladungs­ kammer 2 in die Ausströmkammer 7 entweichen.

Ebenfalls verschlossen ist eine Verbindungsöffnung 24 zwischen der Druckkammer 9 und der Ausströmkammer 7, die als zur Längsachse des Behältnisses 1 konzen­ trische Ausnehmung in der Trennwand 8 ausgebildet ist (vgl. Fig. 1). Diese Verbin­ dungsöffnung 24 ist durch eine Verschlußscheibe 25 fluiddicht verschlossen, die die Verbindungsöffnung 24 in radialer Richtung überragt und von dem in der Druck­ kammer 9 herrschenden Gasdruck an die zweite Trennwand 8 gedrückt wird. Die Verschlußscheibe 25 liegt hierzu auf der der Druckkammer 9 zugewandten Seite der Trennwand 8 in deren die Verbindungsöffnung 24 umgebenden Bereich auf. Ferner wird die Verschlußscheibe 25 von dem Dichtungspfropfen 24 abgestützt, der sich in axialer Richtung in etwa bis zu der der Druckkammer 9 zugewandten Seite der zweiten Trennwand 8 durch die Verbindungsöffnung 24 hindurch erstreckt. Die Verschlußscheibe 25 liegt auf der Stirnseite des Dichtungspfropfens 22 auf und ist daran gehalten.

Bei einem bestimmungsgemäßen Zünden der gaserzeugenden Ladung 6 funktio­ niert die Aufblasvorrichtung folgendermaßen:
Die durch die Zündung der Ladung 3 entstehende Gasmenge expandiert von der Ladungskammer 2 ausgehend durch die Durchgangsöffnung 19 in der Trennwand 6 und beaufschlagt den Dichtungspfropfen 23. Infolge des Gasdrucks aus der La­ dungskammer 2 wird das in dem Führungsstück 20 geführte rohrförmige Öffnungs­ stück 28 zusammen mit dem darin aufgenommenen Dichtungspfropfen 23 axial von der Ladungskammer 2 weg auf die Verbindungsöffnung 24 zu bewegt. Sobald das Öffnungsstück 28 an dem absatzförmigen Anschlag des Führungsstücks 20 ansteht wird der Dichtungspfropfen 23 aus dem Öffnungsstück ausgetrieben. Hierbei öffnet der Dichtungspfropfen 23 auch die Verbindungsöffnung 24, indem er die zugehöri­ ge Verschlußscheibe 25 aufdrückt. Hierdurch kann zum einen das aus der La­ dungskammer 2 durch die Durchgangsöffnung 19 austretende Gas in die Aus­ strömkammer 7 bzw. die Druckkammer 9 expandieren und über die Ausströmöff­ nungen 26 zu der Sicherheitseinrichtung, beispielsweise einem Airbag, strömen. Die Ausströmöffnungen 26 sind in der Behältniswandung 4 ausgebildet, so daß das austretende Gas radial nach außen abströmt. Die Ausströmöffnungen 26 besitzen eine größere Querschnittsfläche als die Durchgangsöffnung 19.

Um das Expandieren des Gases in die Ausströmkammer 7 zu ermöglichen, sind in dem Führungsstück 20 entsprechende Ausnehmungen 29 vorgesehen (vgl. Fig. 1). Ebenso ist eine in die Ausströmkammer 7 eingesetzte Manschette 27 gasdurchläs­ sig insbesondere netzartig ausgebildet, so daß das expandierende Gas durch sie hindurch zu den Ausströmöffnungen 26 hin strömen kann.

Ebenso strömt das komprimierte Gas aus der Druckkammer 9 in die Ausström­ kammer 7, und zwar durch die Verbindungsöffnung 24 in der zweiten Trennwand 8 hindurch. Das aus der Druckkammer 9 expandierende Gas tritt ebenfalls über die Ausströmöffnungen 26 aus der Ausströmkammer 7 aus. Der in die Ausströmkam­ mer 7 eintretende Gasstrom aus der Druckkammer 9 ist dem aus der Ladungs­ kammer 2 in die Ausströmkammer 7 expandierenden Gasstrom entgegengerichtet.

Anhand der Fig. 2 wird nachfolgend die Wirkungsweise der Aufblasvorrichtung er­ läutert, wenn in der Ladungskammer 2 beispielsweise in Folge großer Hitzeeinwir­ kung die gaserzeugende Ladung mit einer zu großen Zündgeschwindigkeit expan­ diert und der in der Ladungskammer 2 entstehende Druck über einen vorgegebe­ nen Wert ansteigt.

Zum einen wird hierbei ähnlich zuvor beschrieben der Dichtungspfropfen 23 aus der Durchgangsöffnung 19 ausgetrieben. Darüberhinaus gibt jedoch auch die Ver­ bindung der Trennwand 6 zwischen der Ladungskammer 2 und der Ausströmkam­ mer 7 nach, so daß die Trennwand 6 von dem Gasdruck in der Ladungskammer 2 in die Ausströmkammer 7 gedrückt werden kann. Hierdurch ist eine unmittelbare Fluidverbindung von der Ladungskammer 2 zu den Ausströmöffnungen 26 freige­ geben, d. h. das in der Ladungskammer 2 gezündete Gas kann ohne den Umweg über die Durchgangsöffnung 19 zu nehmen direkt durch die Ausströmöffnungen 26 ausströmen.

Das Nachgeben der Verbindung der Trennwand 6 mit der Behältniswandung 4 ist aus Fig. 3 ersichtlich. Steigt der Druck in der Ladungskammer 2 über einen vorge­ gebenen Wert an wird der innere Trennwandflansch 15 verformt, d. h. er gibt in axialer Richtung nach (vgl. Fig. 3b). Die Trennwand 6 wird in axialer Richtung von dem Ladungskammerdruck so stark in Richtung zu der Ausströmkammer 7 hin ge­ drückt, daß der zunächst radial senkrecht nach außen stehende Trennwandflansch 15 in axialer Richtung zurückgebogen wird. Der Trennwandflansch 15 schiebt sich dabei über den Behältnisflansch 17 (vgl. Fig. 3c). Vorteilhafterweise besitzt der Be­ hältnisflansch 17 auf der dem Trennwandflansch 15 zugewandten Seite eine ge­ neigt ansteigende Flanke, über die der Trennwandflansch 15 gedrückt wird, so daß dieser sanft umgebogen wird (vgl. Fig. 3c).

Wie Fig. 2 zeigt, wird beim Eindrücken der Trennwand 6 in die Ausströmkammer 7 das Führungsstück 20 zusammengestaucht. Hierdurch wird die auf die Trennwand 6 einwirkende Energie bzw. zumindest ein Teil hiervon absorbiert und gedämpft. Ebenso verformt sich die Manschette 27. Die Manschette 27 sowie das Führungs­ stück 20 werden in ihrer axialen Länge verkürzt.

Die Flanschverbindung zwischen der Trennwand 6 und der Behältniswandung 4 ist derart bemessen und ausgebildet, daß die axiale Nachgiebigkeit der Trennwand ohne eine Verformung der Behältniswandung 4, insbesondere ohne eine radiale Aufweitung der Behältniswandung 4, ermöglicht ist. Darüberhinaus ist die Verbin­ dung zwischen der Trennwand 6 und der Behältniswandung 4 derart nachgiebig, daß stets die Trennwand 6 vor der Außenwand 5 nachgibt. Der innere Trennwand­ flansch 15 der Trennwand 6 besitzt eine geringere Festigkeit als der innere Außen­ wandflansch 13 der Außenwand 5. Hierdurch ist gewährleistet, daß auch bei Über­ druck nicht die Außenwand 5 zerbirst, sondern das Gas stets auf dem dafür vorge­ sehenen Weg aus den Ausströmöffnungen 26 expandiert.

Der Verschluß für die Verbindungsöffnung in der Trennwand zwischen der Druck­ kammer und der Ausströmkammer kann ggf. auch unter Zerstörung des Verschlus­ ses gelöst, d. h. geöffnet werden.

Claims (16)

1. Aufblasvorrichtung für Kraftfahrzeug-Sicherheitseinrichtungen mit einem Be­ hältnis, in dem eine Ladungskammer zur Aufnahme einer gaserzeugenden Ladung und eine Ausströmkammer mit einer Ausströmöffnung zur Verbindung mit der Sicherheitseinrichtung vorgesehen sind, wobei eine Trennwand mit ei­ ner Durchgangsöffnung die beiden Kammern in axialer Richtung voneinander trennt und mit formschlüssigen Verbindungsmitteln fluiddicht mit einer Wan­ dung des Behältnisses verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Ver­ bindungsmittel (15, 16, 17) nachgiebig ausgebildet sind, derart, daß sie bei Er­ reichen eines vorgegebenen Drucks in der Ladungskammer (2) axial nachge­ ben und die Trennwand (6) in axialer Richtung in die Ausströmkammer (7) bewegbar ist.

2. Aufblasvorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Verbin­ dungsmittel als Flanschverbindung (15, 16, 17) ausgebildet sind, die einen ra­ dial einwärts gerichteten Behältnisflansch (17) und einen damit zusammen­ wirkenden radial auswärts gerichteten Trennwandflansch (15) aufweist, wobei insbesondere der Trennwandflansch (15) in axialer Richtung nachgiebig aus­ gebildet ist.

3. Aufblasvorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Behält­ nisflansch (17) integral an die Behältniswandung (4) angeformt, insbesondere als senkenförmig eingedrückte, radial nach innen vorspringende Vertiefung in der Behältniswandung ausgebildet ist.

4. Aufblasvorrichtung nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei der Trennwandflansch (15, 16) integral an die Trennwand (6) angeformt, ins­ besondere als ringscheibenförmiger, umlaufender Steg am Außenumfang der Trennwand ausgebildet ist, und eine Soll-Verformungsstelle der Flanschver­ bindung bildet.

5. Aufblasvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Ausströmöffnung (26) der Ausströmkammer (7) einen größeren Querschnitt als die Durchgangsöffnung (19) in der Trennwand (6) besitzt.

6. Aufblasvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Ausströmöffnung (26) aus der Ausströmkammer (7) in der Behältniswandung (4) ausgebildet und radial nach außen gerichtet ist.

7. Aufblasvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Ladungskammer (2) auf der der Trennwand (6) gegenüberliegenden Seite von einer Außenwand (5) begrenzt ist, die von der Behältniswandung (4) separat ausgebildet und mit dieser durch fluiddichte Verbindungsmittel (12, 13, 14) verbunden ist, wobei die Verbindungsmittel (12, 13, 14) für die Außenwand eine größere Festigkeit besitzen als die Verbindungsmittel (15, 16, 17) für die Trennwand (6).

8. Aufblasvorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Verbin­ dungsmittel (12, 13, 14) für die Außenwand als Flanschverbindung ausgebil­ det sind, die einen radial auswärts gerichteten Außenwandflansch (13) und einen damit zusammenwirkenden radial einwärts gerichteten Behältnisflansch (14) aufweist.

9. Aufblasvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Behältnisflansche (14, 17) auf der der Ladungskammer (2) abgewandten Seite des Trennwandflansches (15) und/oder des Außenwandflansches (13) angeordnet ist.

10. Aufblasvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verbindungsmittel (15, 16, 17; 12, 13, 14) für die Trennwand (6) und/oder die Außenwand (5) mit der Behältniswandung (4) in beide axiale Richtungen formschlüssig ausgebildet sind.

11. Aufblasvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Druckkammer (9) für komprimiertes Gas vorgesehen ist, die über eine Verbin­ dungsöffnung (24) mit der Ausströmkammer (7) verbindbar ist, und die Ver­ bindungsöffnung durch einen lösbaren Verschluß (25) fluiddicht verschlossen ist, wobei vorzugsweise der Verschluß (25) derart ausgebildet und angeordnet ist, daß er vom Gasdruck in der Ladungskammer (2) nach Zündung der gas­ erzeugenden Ladung (3) lösbar ist.

12. Aufblasvorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Durch­ gangsöffnung (19) in der Trennwand (6) mit einem Pfropfen (23) lösbar ver­ schlossen ist, der aus der Durchgangsöffnung in Richtung auf die Verbin­ dungsöffnung (24) zwischen Druckkammer (9) und Ausströmkammer (7) be­ wegbar ist, derart, daß er den Verschluß (25) der Verbindungsöffnung (24) öffnet.

13. Aufblasvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Trennwand (6) zwischen Ladungskammer (2) und Ausströmkammer (7) an ei­ ner Trennwand (8) zwischen der Ausströmkammer (7) und der Druckkammer (9) abgestützt ist.

14. Aufblasvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine in axialer Richtung wirkende, vorzugsweise zur Längsachse des Behältnisses (1) symmetrische Führung (20) zur Abstützung der Trennwand (6) vorgesehen und von der Behältniswandung (4) radial beabstandet ist, wobei die Führung (20) verformbar, insbesondere in axialer Richtung stauchbar ist.

15. Aufblasvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Behältnis (1) im wesentlichen als Zylinder ausgebildet ist und die Kammern im Inneren des Behältnisses entlang der Zylinderachse konzentrisch nacheinan­ der angeordnet sind.

16. Aufblasvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sie in eine Kraftfahrzeug-Sicherheitseinrichtung, insbesondere in eine Airbag- Anordnung, eingebaut ist.