DE19531294C1 - Druckbehältnis mit einem pyrotechnisch auslösbaren Verschlußorgan - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Druckbehältnis nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei den bekannten Behältnisexemplaren in Rede stehender Gattung sind Ventile gebräuchlich, die eine Platte bzw. Membran mit Sollbruchstellen als Ver­ schlußorgan aufweisen. Die Belastung solch einer Platte bis zum Bruch geschieht bislang mit mechanisch oder pyrotechnisch beschleunigten Schlag­ bolzen oder mit Hohlladungen wie im Fall der DE 24 27 790 C2.

Was bei den bekannten Fallbeispielen zu wünschen übrig läßt, ist die Funk­ tionszuverlässigkeit, vor allem dann, wenn lange Lagerzeiten gefordert sind.

Dem mit einer konstruktiv einfachen Behältnisentwicklung auf kostensparende Weise abzuhelfen, ist die Aufgabe, welche der Erfindung zugrundeliegt.

Gelöst wird dieselbe erfindungsgemäß durch das in Anspruch 1 gekennzeichnete Druckbehältnis. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung geben die Unter­ ansprüche wieder.

Maßnahmen, wie die erfindungsgemäß ergriffenen, lassen sich ohne jedwedes Problem realisieren. Zum wünschenswerten Resultat haben sie ein vielseitig verwendbares Druckbehältnis, dessen Ausgangsquerschnitt in reproduzierbarer Weise schlagartig geöffnet werden kann, und zwar auf Millisekundenbruchteile genau triggerbar. Letzteres ist selbst nach jahrelanger Lagerung noch sicher der Fall, vor allem dann, wenn das Druckbehältnis durch einen Halter mit Berst­ membran hermetisch dicht verschlossen ist. Daß dem so ist, findet eine denkbar einfache Erklärung, nämlich in der Begrenzung auf wenige Bauteile von unauf­ wendiger Beschaffenheit. Auf letztere ist es schließlich auch zurückzuführen, daß sich zur hohen Zuverlässigkeit noch nennenswerte Kostenvorteile gesellen.

Für ein schlagartiges Öffnen des gesamten Ausströmquerschnitts empfiehlt sich besonders eine Treibladung, die den Raum zwischen Berstmembran und Scheibe einnimmt. Kartuschiertes Treibladungspulver ist hierfür ebenso geeignet wie eine lose Pulverschüttung. Als Anzündmittel wird hierbei das herkömmlich bei Airbags eingesetzte verwendet; in einigen Fällen bietet sich aus Gründen der Einfachheit u. a. auch ein Glüh- oder Berstdraht an, der beispielsweise in der Ladungsmasse eingebettet ist. Alternativ hierzu kann solch ein Glüh- oder Berstdraht auch integrierter Bestandteil der Behältniswandung im Treibladungs­ bereich, der Berstmembran oder der Scheibe sein. Eine Treibladungsanzündung mittels einer Zündschnur oder einer anderen pyrotechnischen Zündübertragungs­ ladung kommt ebenfalls infrage.

Bleibt an dieser Stelle noch anzumerken, daß die genannte Scheibe mit der Lochplatte ein robustes Rückschlagventil bildet. Sinn und Zweck desselben ist es, beim Treibladungsabbrand die anfallenden Druckgase daran zu hindern, ihren Weg ins Innere des Druckbehältnisses zu nehmen und so den für ein zu­ verlässiges Abbrandverhalten erforderlichen hohen Betriebsdruck, beispiels­ weise einen solchen von 1000 bar, sicherzustellen. Daraus erklärt sich, weshalb die Berstmembran sicher und rasch herausgedrückt wird.

Nachstehend ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Druckbe­ hältnisses anhand der schematischen Zeichnung näher erläutert.

Die einzige Figur zeigt eine Prinzipskizze von einem längsgeschnittenen Druck­ behältnis 1 in Form einer Flasche 2. Besagte Flasche 2 enthält Druckgas, beispielsweise ein solches zum Aufblasen eines Airbags für ein Insassenrück­ haltesystem. Hals und Öffnung derselben sind in der genannten Reihenfolge mit 3 und 4 bezeichnet. Druckdicht verschlossen ist letztere durch eine Berstmem­ bran 5. Für deren Lagefixierung im Flaschenhals 3 sorgt ein Halter 6, beispiels­ weise in Form eines Ringes, auf den die Berstmembran 5 mit ihrem peripheren Bereich geschweißt ist. Der Membranhalter 6 ist beim vorliegenden Fallbeispiel seinerseits in den Flaschenhals 3 eingeschweißt. Eine mittels O-Ring abge­ dichtete Schraubverbindung zwischen Flaschenhals 3 und Membranhalter 6 kommt ebenso infrage.

In der Flaschenöffnung 4 ist mit Abstand zur ortsfesten Berstmembran 5 auf deren dem Membranhalter 6 abgewandten Seite eine Scheibe 7 axial beweglich angeordnet. Auf diese Weise ist zwischen der Berstmembran 5 und der Scheibe 7 ein Einbauraum 8 geschaffen. Darin befindet sich eine Treibladung 9 zur Druckgaserzeugung, deren Mittel zur Anzündung mit 10 und/oder 10′ bezeichnet sind.

Die Scheibe 7 selbst besteht aus Metall oder Kunststoff. Zusammen mit einer Lochplatte 11 auf ihrer der Treibladung 9 abgewandten Seite bildet sie ein Rückschlagventil. Dessen Sinn und Zweck ist es, das beim Abbrand der Treib­ ladung 9 erzeugte Druckgas an einem Einströmen ins Flascheninnere zu hindern, diese damit nicht zu stark zu belasten und somit ein rasches Herausdrücken der Berstmembran 5 aus der Flaschenöffnung 4 sicherzustellen. Andererseits er­ möglicht das Rückschlagventil erst den für den zuverlässigen Abbrand der Treibladung 9 erforderlichen hohen Druck bis 1000 bar.

Zur Flaschenöffnung 4 sei noch angemerkt, daß der Berstmembran 5 in der­ selben ein Gasfilter 12 in Kegel- oder Kugelform nachgeordnet ist. Demselben kommt die Funktion zu, mitgeschwemmte Partikeln, unverbrannte Treibladungs­ reste und sonstige Verunreinigungen, wie beispielsweise Reste der geborstenen Membran 5, zurückzuhalten.

Claims (10)

1. Druckbehältnis mit mindestens einer Ausströmöffnung für das gespeicherte Druckmedium, einem Verschlußorgan in derselben sowie pyro­ technischen Mitteln zum Öffnen des letzteren, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen einer den Öffnungsquerschnitt (4) versperrenden Berstmembran (5) und einer der Berstmembran (5) in Ausströmrichtung gesehen mit Abstand vorgeordneten Lochplatte (11) eine Treibladung (9) zur Berstdruckerzeugung mit zugeordneten Anzündmittel (10, 10′) befindet und daß zwischen der Treibladung (9) und der Lochplatte (11) noch Platz belassen ist für eine in Richtung der Plattennormalen bewegliche Scheibe (7) zum Schließen der Plattenlöcher während des Berstdruckaufbaus.

2. Druckbehältnis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lochplatte (11) ebenso wie die Berstmembran (5), die Scheibe (7) und die Treibladung (9) in der Ausströmöffnung (4) angeordnet ist, wobei sie sich über den gesamten Öffnungsquerschnitt erstreckt.

3. Druckbehältnis nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Treibladung (9) den gesamten Querschnitt der Ausström­ öffnung (4) einnimmt.

4. Druckbehältnis nach einem der Ansprüche 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß Treibladungspulver in Form einer losen Schüttung als Treibladung (9) dient.

5. Druckbehältnis nach einem der Ansprüche 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß kartuschiertes Treibladungspulver als Treibladung (9) dient.

6. Druckbehältnis nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Berstmembran 5 in Ausströmrichtung gesehen ein Gasfilter (12) in Kegel- oder Kugelform nachgeordnet ist.

7. Druckbehältnis nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in die Treibladung (9) ein Glüh- oder Berstdraht (10) als Anzündmittel eingebettet ist.

8. Druckbehältnis nach Anspruch 1, 2 oder 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein in die Berstmembran (5) integrierter Glüh- oder Berstdraht als Anzündmittel dient.

9. Druckbehältnis nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein in die Scheibe (7) integrierter Glüh- oder Berstdraht als Anzündmittel dient.

10. Druckbehältnis nach einem der Ansprüche 1, 2, 4, 5 und 6, da­ durch gekennzeichnet, daß dessen Wandung (3) im Bereich der Treibladung (9) einen integrierten Glüh- oder Berstdraht (10′) als Anzündmittel aufweist.