DE4222780A1

DE4222780A1 - Zweiteiliges gehaeuse fuer ein airbag-aufblassystem

Info

Publication number: DE4222780A1
Application number: DE4222780A
Authority: DE
Inventors: Torbjorn Thuen; Allen Breed
Original assignee: Breed Automotive Technology Inc
Current assignee: Breed Automotive Technology Inc
Priority date: 1991-07-10
Filing date: 1992-07-10
Publication date: 1993-01-14
Also published as: SE9202121L; FR2678877B1; SE9202121D0; US5201542A; ITTO920579A1; GB2257401B; CA2073531A1; FR2678877A1; US5544916A; GB9214565D0; GB2257401A; CA2073531C; US5642904A; JPH05193436A; IT1267112B1; ITTO920579A0

Description

Diese Erfindung betrifft ein Insassenrückhaltesystem mit Gaskissen-Aufprallschutzvorrichtung (Airbag), insbesondere ein Gehäuse, in welchem die Elemente zum Aufblasen des Air bags eines solchen Systems untergebracht sind.

Aktive Insassenrückhaltesysteme und insbesondere solche, welche sich eines Airbags bedienen, haben sich für die Ver hütung von schweren Verletzungen bei Zusammenstößen von Kraftfahrzeugen als sehr effizient und sogar lebensrettend erwiesen. Typischer Bestandteil dieser Systeme ist ein Ge häuse eines Druckgaserzeugers, in welchem sich chemische Re aktionsstoffe befinden, die beispielsweise bei einem Zusam menstoß zur Erzeugung eines großen Gasvolumens gezündet wer den. Dieses Gehäuse ist so angeordnet und ausgebildet, daß das Gas einem Gassack (Airbag) zugeführt wird, welcher sich dabei aufbläht. Der Gassack fängt den Fahrzeuginsassen wie ein Kissen auf.

Frühere Gasgeneratoren und Aufblassysteme enthielten zwei Metallschalen, die an ihrem Umfang so aneinander befestigt waren, daß sie eine Druckkammer bildeten. Da die Drücke in nerhalb eines Gasgenerators typischerweise 140 bar (2.000 psi) erreichen, mußten die Wandstarken der Schalen derart bemessen sein, daß sie mit einem üblichen Sicherheitsfaktor 2 diesem Druck standhielten. Die typische Verbindung dieser Schalen erfolgte durch Schweißnähte, Schraubgewinde oder me chanisches Biegen der einen Schale um die andere herum.

Um Einsparungen beim Gesamtgewicht des Gasgenerators durch Verringerung der Wandstärken der Schalen zu erreichen, such te man nach Wegen, die beiden Schalen auf einem weiter innen liegenden Durchmesser körperlich miteinander zu verbinden. Eine der herkömmlichen Konstruktionen enthielt zusätzlich zur peripheren Befestigung einen inneren Lochkreis von Nieten als Zusatzbefestigung sowie ein zweiteiliges, mit einem Gewinde versehenes Bauteil, welches sowohl dazu diente, den elektrischen Zündsatz aufzunehmen, als auch die obere mit der unteren Halbschale mechanisch zu verbinden. Die periphere Verbindung bei diesem Aufpumpsystem erfolgte durch Schweißen.

Eine andere Bauart bediente sich einer Stumpfschweißtechnik, wobei die zwei Schalenhälften sowohl am peripheren als auch am inneren Durchmesser durch Reibungsschweißen miteinander verbunden wurden. Weitere Konstruktionen benutzten mehrere miteinander verbundene schalenförmige Bauteile, die mittels Laser- oder Elektronenstrahl verschweißt wurden, und erreichten so die gewünschte Mehrfachbefestigung der Druckkammer des Gasgenerators. Einige der Gehäuse für Aufblassysteme nach herkömmlichen Stand der Technik sind in den US-Patenten Nr. 47 11 466 und 45 61 675 beschrieben. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß sich die Schweißtechnik beim Zusammenbau der Gehäuse für Aufpumpsysteme hinsichtlich der Herstellungskosten und des Gewichts nachteilig auswirkt. Darüber hinaus ist es in einigen Fällen von Vorteil, wenn sich ein zusammengebautes Gehäuse wieder demontieren läßt, um z. B. eine Qualitätskontrolle durchführen zu können, oder um unbrauchbar gewordene bzw. gealterte Reagenzstoffe austauschen zu können. Ein verschweißtes Gehäuse ist jedoch schwer zu zerlegen.

Angesichts dieser Nachteile der herkömmlichen Technik soll nach der vorliegenden Erfindung ein Gehäuse für ein Aufblassystem geschaffen werden, welches sich kostengünstig zusammenbauen läßt.

Ferner soll ein Gehäuse für ein Aufblassystem geschaffen werden, dessen Montage keinerlei Gewichtserhöhung zur Folge hat.

Weiterhin soll ein Gehäuse für ein Aufblassystem geschaffen werden, welches sich im Bedarfsfalle leicht zerlegen läßt.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgen den Beschreibung: Ein auf der Grundlage der Erfindung kon struiertes Gehäuse für ein Aufblassystem hat zwei schalen förmige Teile, die zusammengesetzt Kammern bilden, welche dazu dienen, einen Zünder und die chemischen Reagenzstoffe für die Gaserzeugung aufzunehmen. Die Schalen sind so ge formt und ausgestaltet, daß sie miteinander verschraubt wer den können.

Der Fortschritt in der Technologie der Produktionsma schinen-Werkzeuge hat es im Laufe der letzten zehn Jahre ermöglicht, daß konzentrische, an der gleichen Stelle begin nende Gewinde auf zwei verschiedenen Durchmessern herge stellt werden können und so die Anbringung eines derartig geformten Bauteils an einem zweiten Bauteil ermöglichen, welches ebenfalls mit den dazu passenden, an derselben Stel le beginnenden Gewinden ausgestattet ist. Diese Technik ist daher ideal dafür geeignet, zwei Gehäuseschalen eines Auf blassystems zur Bildung einer Druckkammer körperlich mitein ander zu verbinden, wobei die Verbindung sowohl am äußeren wie am inneren Durchmesser erfolgt. Diese Technik der dopp pelten Befestigung erlaubt es, die Wandstärken der Halbscha len des Gehäuses zu reduzieren und so bei gleichen Anforde rungen an den Innendruck das Gewicht des Aufblassystems zu verringern, zugleich aber die beiden erforderlichen Druck kammern im Inneren des Aufblassystems bereitzustellen, wobei eine für die Aufnahme der Verstärkungsladung bzw. des Initi alstoffes bestimmt ist und die andere das Ausgangsmaterial für die Druckgaserzeugung enthält. Zur Erzielung einer maxi malen Druckaufnahme sind alle Gewinde Sägezahngewinde.

Das mit einem doppelten Gewinde versehene Gehäuse kann aus Aluminium hergestellt werden. Zur weiteren Reduzierung des Gewichts und der Herstellungskosten werden auch aus Kunststoff geformte Gehäuse verwendet. Dabei ist anzunehmen, daß diese Technik der Verschraubung wahrscheinlich die einzig praktikable Methode der Montage von Kunststoffgehäusen ist.

Dieser verschraubte Aufbau des Aufblassystems eignet sich sowohl für den Einsatz einer elektrischen Initialzündung, bei der ein externer, auf Unfallverzögerung reagierender Sensor einen elek trischen Stromkreis schließt, der durch den Anzündinitiator verläuft und so eine Gaserzeugung einleitet, wenn der Airbag benötigt wird, als auch für den Einsatz eines vollkommen integrierten Zündfühlers mit einem im Gasgenerator enthaltenen mechanischen Zünder.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 ist ein Aufriß eines erfindungsgemäßen Gehäuses eines Aufpumpsystems.

Fig. 2 ist eine Draufsicht auf die untere Schale des Gehäuses in Fig. 2.

Fig. 3 ist eine Explosivdarstellung des Gehäuses in Fig. 1 und 2.

Wie den Abbildungen zu entnehmen ist, besteht ein Gehäuse 10 für ein Aufpumpsystem aus zwei Schalen, nämlich einer unteren Schale 12 und einer oberen Schale 14, welche beispielsweise aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gefertigt sind, oder auch aus Kunststoff geformt sein können. Die untere Schale 12 besitzt einen im wesentlichen quadratisch geformten Grundsockel 16 mit einer Reihe von Montagebohrungen 18.

Mit Hilfe des Grundsockels 16 kann das Gehäuse 10 auf einer Montagefläche 20 angebracht werden, die beispielsweise Teil des Lenkrades oder des Handschuhfaches eines Kraftfahrzeugs sein kann. Das Gehäuse ist darüber hinaus mit einem Gassack (Airbag) 22 verbunden, der in Abb. 1 ausschnittsweise abgebildet ist. Der Gassack umgibt das Gehäuse derart, daß die darin erzeugten Gase den Gassack aufblasen können.

Wie in Abb. 3 detaillierter dargestellt, besitzt die untere Schale 12 eine von dem Grundsockel 16 aufwärts strebende äußere zylindrische Wandung 24. Die Wandung 24 kann sich bis etwa zur halben Höhe des Gehäuses 10 erstrecken. Die untere Schale 12 besitzt außerdem eine innere zylindrische Wandung 26, die konzentrisch zur äußeren zylindrischen Wandung 24 angeordnet ist. Die innere zylindrische Wandung 26 erstreckt sich im wesentlichen über die ganze Höhe des Gehäuses 10. Darüber hinaus ist im Grundsockel 16 eine röhrenförmige Wandung 28 ausgeformt, die durch den Boden des Grundsockels verläuft und einen Gummidichtring 30 aufnimmt.

Die Wandung 26 ist mit einer Vielzahl von Bohrungen 32 ausgestattet. Diese verlaufen vorzugsweise unter einem Winkel von 45° Zumindest der obere Teil der inneren zylindrischen Wandung 26 ist mit einem Gewinde 34 auf der Außenfläche 27 versehen. In ähnlicher Weise besitzt die äußere zylindrische Wandung 24 im oberen Bereich ein Gewinde 36 auf ihrer Außenfläche 25. Am oberen Ende ist an der Wandung 26 ein ringförmiger dünner Steg 38 ausgeformt.

Die Stirnfläche 40 der oberen Schale 14 ist im wesentlichen kreisrund ausgeformt. Aus der Stirnfläche 40 erstreckt sich, wie in Abb. 3 dargestellt, eine äußere zylindrische Wandung 42 nach unten. Diese Wandung 42 ist mit einer Vielzahl von Gasaustrittsbohrungen 44 versehen.

Die Innenfläche 46 der äußeren zylindrischen Wandung 42 ist mit einem Gewinde 48 ausgestattet, welches in seiner Steigung mit dem Gewinde 36 der Wandung 24 übereinstimmt. Die obere Schale 14 hat ebenfalls eine innere zylin drische Wandung 50, die in bezug auf die äußere Wandung 42 konzentrisch angeordnet ist. Auch die Innenfläche 52 der inneren Wandung 50 ist mit einem Gewinde 54 versehen, dessen Steigung mit derjenigen des Gewindes 34 auf der Wandung 26 übereinstimmt. Die beiden Schalen 12 und 14 sind derart dimensioniert und geformt, daß sie zum Gehäuse 10 zusammengefügt werden können, indem die obere Schale 14 auf die untere Schale 12 aufgesetzt wird und eine oder beide Schalen gedreht werden, um so die Gewinde miteinander zu verschrauben. Wichtig ist hierbei, daß die Verschraubung der entsprechenden Gewindepaare 36/48 und 34/54 simultan abläuft. Nach der Verschraubung beinhalten die zwei Schalen zwei Kammern: eine zentrale zylindrische Kammer 56 sowie eine ringförmige Kammer 58, die konzen trisch um die Kammer 56 angeordnet ist. Die Kammer 58 wird durch einen Ring 62 in einen oberen Bereich 60 und einen unteren Bereich 61 unterteilt. Vorzugsweise besteht der Ring 62, wie in Abb. 3 dargestellt, aus einem ebenen Bereich 64, welcher sich im wesentlichen radial erstreckt und mit einem röhrenförmigen Abschnitt 66 verbunden ist, der sich in axialer Richtung erstreckt, d. h. der Ring 62 besitzt ganz allgemein einen L-förmigen Querschnitt.

In der zentralen Kammer 56 ist ein Beschleunigungssensor 68 untergebracht. Die Funktionsweise des Beschleunigungs sensors 68 kann entweder mechanisch oder elektrisch sein. Ein elektrischer Beschleunigungssensor kann mit einem Anschlußkabel 70 versehen sein, über welches der Sensor durch den Gummidichtring 30 hindurch mit dem nötigen Strom versorgt wird. Wie aus Abb. 1 ersichtlich, ist der Beschleunigungssensor 68 im oberen Bereich der zentralen Kammer 56 angebracht. Nötigenfalls können eine oder auch mehrere Zündkapseln 72 in einem durch die zylindrischen Wandungen 28 und 26 begrenzten, unteren ringförmigen Bereich 74 der inneren zylindrischen Kammer 56 angebracht sein. Die Zündkapsel 72 ist auf der Oberfläche einer BKNO₃-Pulvermischung 73 angeordnet. Der untere Bereich 61 der ringförmigen Kammer 58 dient der Aufnahme einer Vielzahl von Kapseln 76, bei deren Abbrand Gas erzeugt wird. Der obere Bereich 60 der ringförmigen Kammer 58 dient zur Aufnahme eines Filtersystems 78.

Der Zusammenbau des Gehäuses 10 geschieht wie folgt: Zunächst werden die Zündkapsel 72, die Pulvermischung 73 und der Beschleunigungssensor 68 innerhalb der Wandung 26 unter gebracht. Das Anschlußkabel 70 wird (falls vorgesehen) für den späteren Anschluß an die Spannungsquelle bzw. an einen (optionalen) nicht abgebildeten Monitor für den Sensor durch den Gummidichtring 30 geführt. Um den Sensor in seiner Position zu halten, wird der dünne Steg 38 an der Wandung 26 radial nach innen gebogen, bis er die in Abb. 1 gezeigte Stellung einnimmt. Die Kapseln 76 werden in den ringförmigen Raum zwischen den Wandungen 24 und 26 eingebracht. Als nächstes wird der Ring 62 derart aufge setzt, daß er auf der Wandung 24 oben anliegt. Dabei ist zu bemerken, daß an dieser Stelle ein schmaler Ringzwischenraum 80 zwischen dem Bereich 66 des Rings 62 und der Wandung 26 gebildet wird. Schließlich wird ein aus einem primären Schlackenfilter 77 und einem sekundären Filtergeflecht 78 bestehendes Filtersystem oberhalb des Rings 62 eingefügt. Die obere Schale 14 wird dann über die untere Schale 12 gesetzt, und eine oder beide Schalen 12 bzw. 14 werden gedreht, um die Gewinde miteinander zu verschrauben. Dieser Vorgang wird fortgesetzt, bis die zwei Schrauben, wie in Abb. 1 dargestellt, fest verschraubt sind. Das Gebäude des Aufpumpsystems wird dann gemäß der obigen Beschreibung ein Kraftfahrzeug eingebaut.

Im folgenden ist die Funktionsweise des Gehäuses 10 beschrieben: Wird das Fahrzeug in einen Unfall (Aufprall) verwickelt, verliert es an Geschwindigkeit. Falls diese Verlangsamung einen bestimmten, vorgegebenen Wert überschreitet, aktiviert der Beschleunigungssensor 68 den Zünder 72. Dieser entzündet das BKNO3-Pulvergemisch 73, das seinerseits durch die Bohrungen 32 hindurch die Kapseln 76 in Brand setzt. Die verbrennenden Kapseln 76 erzeugen auf chemischem Wege ein großes Gasvolumen sowie Feststoffpartikel, die als Nebenprodukt bei der Ver brennung der Kapseln entstehen. Die Gase strömen durch den Ringzwischenraum 80 und entweichen anschließend durch den primären und sekundären Filter 77, 78 und die Bohrungen 44. Die von den Gasen mitgerissenen Feststoffpartikel werden vom primären Schlackenfilter 77 aufgenommen. Die Gaserzeugung findet unter hoher Temperatur und hohem Druck, bezogen auf Umgebungsbedingungen, statt. Für den Fachmann ist die zweifache Funktion der zwei Gewindepaare des Gehäuses für ein Aufpumpsystem offensichtlich: Sie gewährleisten eine druckbeständige Verbindung der beiden Schalen und verhindern so, daß diese aufgrund des hohen Drucks getrennt werden; außerdem dichten sieß die Kammern im Gehäuse hermetisch ab, so daß eine Beeinträchtigung der Funktion des Sensors 68 durch das in der äußeren Kammer 58 entstandene Gas ausgeschlossen ist.

Claims

1. Gehäuse für einen Gasgenerator eines Insassenrückhalte systems mit Airbag (Gaskissen-Aufprallschutzvorrichtung) in einem Kraftfahrzeug, gekennzeichnet durch

a) einen ersten und einen zweiten Gehäuseteil mit Wän den und Gewinden an den Wänden zum Zusammenfügen der Gehäuseteile unter Bildung einer Kammer,
b) Mittel zur Gaserzeugung (ein Gasgenerator), die in der Kammer untergebracht sind,
c) Aktivierungsmittel zur gezielten Aktivierung des Gasgenerators.

2. Gehäuse gemäß Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuseteile schalenförmig ausgebildet sind.

3. Gehäuse gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuseteile eine Kammer für den Gasgenerator und eine weitere Kammer für die Aufnahme der Aktivierungs mittel bilden.

4. Gehäuse gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß besagte Aktivierungsmittel einen Beschleunigungssensor und einen Zünder enthalten.

5. Gehäuse gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Gehäuseteile eine innere Wandung und eine äu ßere Wandung besitzt, wobei alle inneren Wandungen und äußeren Wandungen mit Gewinden versehen sind, die zum Verbinden der inneren Wandung des ersten Gehäuseteils mit der inneren Wandung des zweiten Gehäuseteils und der äußeren Wandung des ersten Gehäuseteils mit der äußeren Wandung des zweiten Gehäuseteils dienen.

6. Gasgenerator gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und zweite Gehäuseteil aus metallischem Material hergestellt sind.

7. Gasgenerator gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß besagtes erstes und zweites Gehäuseteil aus Kunst stoff hergestellt sind.

8. Ein Aufblassystem für ein Insassenrückhaltesystem in ei nem Kraftfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, daß

a) es ein erstes und zweites Gehäuseteil enthält, wel che über Gewinde derartig miteinander verbunden sind, daß sie mindestens eine erste und eine zweite Kammer bilden,
b) ein Gasgenerator in der ersten Kammer untergebracht ist und
c) Mittel zur Aktivierung des Gasgenerators in der zweiten Kammer untergebracht sind.

9. Aufblassystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Gehäuseteile eine äußere Wandung mit Ge winde zur Verschraubung der Gehäuseteile aufweist.

10. Aufblassystem gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasgenerator Feststoffpartikel produziert und das Aufblassystem ein Filter zum Ausfiltern der Fest stoffpartikel enthält.

11. Aufblassystem gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß besagte Aktivierungseinrichtung einen Initialzünder zur Zündung des Gasgenerators und einen Beschleunigungs fühler für die Aktivierung besagten Initialzünders ent hält.

12. Aufblassystem gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuseteile innere Wandungen besitzen, die be sagten Gasgenerator und besagte Aktivierungseinrichtun gen trennen.

13. Aufblassystem gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Gehäuseteile eine innere Wandung besitzt und die inneren Wandungen durch Gewinde miteinander ver bunden werden.

14. Aufblassystem für ein Airbag-System in einem Kraftfahr zeug, gekennzeichnet durch

a) eine erste Schale und eine zweite Schale, wobei jede der Schalen eine innere und eine äußere zylindrische Wandung besitzt;
b) Gewinde, die so ausgebildet und angeordnet sind, daß sie jeweils eine der inneren und äußeren zylindri schen Wandungen derart miteinander verbinden, daß eine Gasgeneratorkammer entsteht;
c) einen Gasgenerator, der in der Gasgeneratorkammer angeordnet ist, und
d) Aktivierungsmittel zum Aktivieren des Gasgenerators.

15. Aufblassystem gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß es weiterhin einen Ring enthält, der sein Gehäuse in einen ersten und einen zweiten Bereich unterteilt, wobei der Gasgenerator in dem ersten Bereich untergebracht ist.

16. Aufblassystem gemäß Anspruch 15, gekennzeichnet durch Filtermittel, die im zweiten Bereich untergebracht sind und zur Filterung der vom Gasgenerator herrührenden Feststoffpartikel dienen.

17. Aufblassystem gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Wandungen eine innere Kammer bilden, wo bei die Aktivierungsmittel in der inneren Kammer unter gebracht sind.

18. Aufblassystem nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Aktivierungsmittel einen Beschleunigungssensor enthält, der Beschleunigungen des Kraftfahrzeuges fühlt, sowie einen Initialzünder, der durch den Beschleuni gungssensor aktiviert wird.

19. Aufblassystem gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasgeneratorkammer die innere Kammer ringförmig umschließt.

20. Aufblassystem gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Schale aus Aluminium herge stellt sind.

21. Aufblassystem gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Schale aus Kunststoff herge stellt sind.