DE19702958A1 - Verschlußvorrichtung für einen Druckgasbehälter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Verschlußvorrichtung für einen Druckgasbehälter, insbesondere für Druckflaschen zum Aufblasen von aufblasbaren Vorrichtungen wie Air­ bags, aufblasbaren Schwimmwesten, Seenot-Rettungsin­ seln, Notrutschen in Flugzeugen und dergleichen.

Das Öffnen von Druckgasflaschen, wie sie für die ge­ nannten Einrichtungen benutzt werden, erfolgt in der Regel durch mechanische Vorrichtungen in Form von Na­ deln oder Bolzen, die eine den Druckgasbehälter ver­ schließende Membran aufstoßen. Es ist auch bekannt, die Membran pyrotechnisch zu öffnen, in dem eine Explosiv­ stoffladung gezündet wird, die einen die Membran zer­ störenden Druck erzeugt.

Verschlußvorrichtungen, die mechanisch zu öffnen sind, sind in manchen Fällen nicht funktionssicher, weil nicht gewährleistet ist, daß das mechanische Teil, das oft längere Zeit gelagert wurde, noch funktionsfähig ist. Andererseits stellen pyrotechnische Öffnungs­ mechanismen, die Explosivstoffe enthalten, Gefahrgut dar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ver­ schlußvorrichtung für einen Druckgasbehälter zu schaf­ fen, die schnell und funktionssicher ausgelöst werden kann, um das Gas ausströmen zu lassen und die sich daher insbesondere für Airbags eignet.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen.

Bei der erfindungsgemäßen Verschlußvorrichtung wird in einem Funktionsraum eine elektrische Entladung zwischen Elektroden durchgeführt. Bei dieser Entladung entsteht eine Druckwelle, die von dem Medium auf das Schließor­ gan (die Membran) übertragen wird und dieses zerstört. Als Übertragungsmedium wird vorzugsweise eine Flüssig­ keit benutzt, bei der es sich um Wasser oder Öl handeln kann. Die Entladung in der elektrischen Entladungs­ strecke erfolgt als Stoßentladung, wobei ein Funken oder Lichtbogen entsteht, durch den ein gewisses Volu­ men des Übertragungsmediums kurzzeitig verdrängt wird. Die dadurch entstehende Stoßwelle, die zunächst kugel­ förmig von der Entladungsstrecke ausgeht, gelangt schließlich an das Schließorgan um dieses zu zerstören, so daß das Gas dann austreten kann. Die Verschlußvor­ richtung hat den Vorteil, daß sie keinerlei bewegliche oder pyrotechnische Teile benötigt. Sie kann sehr lange Zeit aufbewahrt werden, ohne ihre Funktionstüchtigkeit zu verlieren. Ein weiterer Vorteil besteht in dem schnellen und reproduzierbaren Ansprechverhalten.

Der Funktionsraum, in dem sich die Entladungsstrecke befindet, ist vorzugsweise im wesentlichen parabelför­ mig gestaltet, wobei die Entladungsstrecke im Brenn­ punkt angeordnet ist. Dadurch gelangen die von der Ent­ ladungsstrecke zunächst kugelförmig ausgehenden Stoß­ wellen - ggf. nach Reflexion an den Wänden des Funk­ tionsraums - auf das die Parabel abschließende Schließ­ organ. Es findet also eine Stoßwellenkonzentration oder "Fokussierung" auf das Schließorgan statt.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist eine Wand des Funktionsraumes als Berstwand ausgebil­ det, die unter dem Druck des Druckgases zerbricht. Diese Berstwand wird durch die von der Entladungs­ strecke ausgehende Stoßwelle zunächst nicht zerstört, weil sie nur von einem relativ geringen Teil dieser Stoßwelle getroffen wird. Nach dem Zerstören des Schließorgans gelangt jedoch der volle Druck der Druck­ gasflasche auf die Berstwand und zerstört diese, so daß das Gas ausströmen kann.

Die Erfindung ist generell für Einmal-Druckbehälter anwendbar, die keine wiederverschließbaren Ventile haben und nach dem Öffnen vollständig entleert werden.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die einzige Figur der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung näher erläutert.

In der Zeichnung ist die Verschlußvorrichtung im Längs­ schnitt dargestellt.

Die Verschlußvorrichtung 10 verschließt einen Druckgas­ behälter 11, bei dem es sich um eine Flasche oder Patrone handelt, welche ein unter hohem Druck stehendes Treibgas enthält. Die Verschlußvorrichtung weist ein aus Kunststoff oder Metall bestehendes Gehäuse 12 auf, welches in die Öffnung des Druckgasbehälters 11 einge­ schraubt ist. Das Gehäuse 12 enthält einen Funktions­ raum 13, der mit einer Flüssigkeit gefüllt ist und durch das als Membran ausgebildete Schließorgan 14 ab­ geschlossen ist. Das Schließorgan 14 trennt den Funk­ tionsraum 13 vom Innern des Druckgasbehälters 11. Der Funktionsraum 13 hat eine rotationssymmetrische para­ belförmige Gestalt und in seinem Brennpunkt befindet sich die Entladungsstrecke 15, die zwischen zwei Elek­ troden 16 und 17 gebildet ist, welche mit ihren Spitzen gegeneinandergerichtet in den Funktionsraum 13 hinein­ ragen. Die Elektroden 16 und 17 sind in isolierenden Buchsen 18 montiert und sie stehen frei von entgegenge­ setzten Seiten her in den Funktionsraum 13 hinein vor. Die Elektroden 16, 17 sind in Reihe mit einem Auslöse­ sensor 19 an eine Spannungsquelle 20 angeschlossen, welche eine Hochspannung liefert. Beim Ansprechen des Auslösesensors 19 wird diese Hochspannung an die Elek­ troden 16, 17 gelegt, so daß an der Entladungsstrecke 15 eine elektrische Stoßentladung erfolgt. Dadurch wird in dem Medium, das sich im Funktionsraum 13 befindet, eine Stoßwelle erzeugt, die sich kugelförmig ausbreitet. In­ folge der parabelförmigen Gestalt der Wand des Funk­ tionsraumes werden alle Teile der Kugelwelle entweder direkt oder nach Reflexion an der Wand des Funktions­ raums auf das Schließorgan 14 gelenkt, das der konzen­ trierten mechanischen Beanspruchung nicht standhält und zerbricht.

Der dem Schließorgan 14 abgewandte Rereich der Wand des Funktionsraums 13 ist als Berstwand 21 ausgebildet.

Wenn der in dem Druckgasbehälter 11 herrschende Druck auf die Berstwand 21 übertragen wird, zerbricht diese und läßt das Druckgas in einen Ausströmkanal 22 durch, welcher mit dem Airbag verbunden ist. Die Berstwand 21 besteht bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel aus der Kalotte der parabolischen Wand des Funktionsraums 13.

Claims (3)

1. Verschlußvorrichtung für einen Druckgasbehälter, mit einem die Behälteröffnung abschließenden Schließorgan (14) und einer Auslösevorrichtung zum Öffnen des Schließorgans (14), dadurch gekennzeichnet, daß die Auslösevorrichtung aus einer elektrischen Entladungsstrecke (15) besteht, die in einem durch das Schließorgan (14) abgeschlossenen, ein Über­ tragungsmedium enthaltenden Funktionsraum (13) angeordnet ist.

2. Verschlußvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Funktionsraum (13) im wesentlichen parabelförmig gestaltet ist, wobei die Entladungsstrecke (15) sich im Brennpunkt be­ findet und von der Entladungsstrecke (15) ausge­ hende Stoßwellen - ggf. nach Reflexion - sämtlich auf das Schließorgan (14) konzentriert werden.

3. Verschlußvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß eine Wand des Funktions­ raumes (13) als Berstwand (21) ausgebildet ist, die unter dem Druck des Druckgases zerbricht.