DE602005000645T2

DE602005000645T2 - Vorrichtung zur Durchtrennung einer Fahrzeugstruktur

Info

Publication number: DE602005000645T2
Application number: DE602005000645T
Authority: DE
Inventors: Evrard Borg; Eric Laspesa; Laurent D'emmanuelle
Original assignee: SNPE Materiaux Energetiques SA
Current assignee: Safran Ceramics SA
Priority date: 2004-04-02
Filing date: 2005-03-24
Publication date: 2007-11-08
Anticipated expiration: 2025-03-25
Also published as: FR2868351B1; EP1582321B1; JP2005288686A; FR2868351A1; ES2281886T3; EP1582321A1; US20050217466A1; ATE355945T1; DE602005000645D1

Description

Das technische Gebiet der Erfindung ist das der Fahrzeugsicherheit, das Vorrichtungen zum Zerteilen einer Struktur, wie zum Beispiel eines Armaturenbretts, um eine Sicherheitsvorrichtung zu betätigen, einschließt. Die erfindungsgemäßen Zerteilungsvorrichtungen sind besonders an den Einsatz von Schutzkissen in einem Kraftfahrzeug angepaßt.
Die Vorrichtungen zum Zerteilen einer Struktur sind bereits Gegenstand mehrerer Patente gewesen.
Genannt werden kann das Patent EP 0 273 061 , das eine Trennfuge zwischen zwei Strukturen mit einer in einer abgeflachten Röhre eingeschlossenen linearen Sprengladung beschreibt. Die zwei Strukturen sind ineinander gesteckt, und das Zünden der Sprengladung bewirkt eine Ausdehnung der Röhre, die nun die eine der zwei Strukturen verformt, was zu deren Trennung führt. Die Sprengladung ist nicht spezifisch beschrieben, jedoch enthüllt die Beschreibung einige Anzeichen, die darauf schließen lassen, daß es sich um eine detonierende Ladung handelt.
Ebenso bringt die in dem Patent US 6,170,400 oder in dem Patent US 5,372,071 offenbarte Trennvorrichtung eine detonierende Schnur zum Einsatz, deren Zündung die Verformung der Röhre, in der sie gelagert ist, bewirken wird, um einen Kolben zurückzudrängen, um zwei Untereinheiten zu trennen.
Schließlich kann das Patent US 5,478,106 genannt werden, das ein Öffnungssystem für das Entfalten eines Airbags beschreibt. Dieses Öffnungssystem umfaßt eine verformte Röhre, die einen verjüngten Teil aufweist und in der eine lineare pyrotechnische Ladung untergebracht ist. Das Zünden der genannten Ladung bewirkt die Ausdehnung der Röhre, deren verjüngter Teil mit der Struktur in Kontakt gelangt, um diese zu zerteilen.
Die erfindungsgemäßen Zerteilungsvorrichtungen verwenden in abgeflachten Röhren gelagerte deflagrierende Schnüre, deren Zünden eine Ausdehnung des Querschnitts der Röhren bewirkt, um eine Struktur zu zerteilen. Die Reaktionsgeschwindigkeiten der deflagrierenden Schnüre sind geringer als die der detonierenden Schnüre, und demzufolge sind die zugeordneten pyrotechnischen Wirkungen weniger heftig, und insbesondere werden die Risiken eines Herausschleuderns von Splittern und eines Aussendens einer Luftstoßwelle zur Außenseite der Vorrichtungen vernachlässigbar. Die erfindungsgemäßen Zerteilungsvorrichtungen sind insbesondere an Kraftfahrzeuge angepaßt, in dem Maße wie sie zuverlässig und wirkungsvoll sind und gleichzeitig ein höheres Sicherheitsniveau dadurch aufweisen, daß die Intensität der Reaktion und folglich die Möglichkeiten von körperlichen Schäden begrenzt werden.
Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft eine Zerteilungsvorrichtung nach Patentanspruch 1.
In dieser Patentanmeldung sind die Ausdrücke „deflagrierende Ladung" und „Ladung, deren Verbrennungsgeschwindigkeit unter 3000 m/s liegt" gleichwertig.
Diese Gleichwertigkeit ist wünschenswert, da eine Deflagration, obwohl sie eine längere und weniger heftige Reaktion als eine Detonation definiert, relativ unbestimmt bleibt, was den Wert einiger Parameter, die sie definieren, anbelangt.
Vorzugsweise liegt die Verbrennungsgeschwindigkeit der pyrotechnischen Ladung zwischen 1000 m/s und 2000 m/s.
Die für die erfindungsgemäßen Zerteilungsvorrichtungen gewählten deflagrierenden Ladungen sind stark genug, um das Zerteilen einer Struktur in einem Kraftfahrzeug zu bewirken, ohne die mit der Verwendung einer detonierenden Ladung verbundenen Unannehmlichkeiten, wie zum Beispiel die Risiken eines Brechens der Zerteilungsvorrichtung mit unerwünschten pyrotechnischen Effekten, wie einer Luftstoßwelle und dem Herausschleudern von Splittern, aufzuweisen.
Vorteilhafterweise umfaßt die pyrotechnische Ladung eine Vielzahl von Strängen, beispielsweise diejenigen, die in dem Patent US 4,220,087 beschrieben sind.
In bevorzugter Weise ist die Röhre metallisch.
Vorteilhafterweise, weist die Röhre eine gute plastische Verformbarkeit auf.
Vorzugsweise ist die Röhre an einem jeden ihrer Enden durch einen Verschluß verschlossen, um die pyrotechnischen Effekte im Inneren der Röhre einzuschließen.
Denn da die Anforderungen in Sachen Fahrzeugsicherheit besonders hoch sind, wird empfohlen, die Risiken einer Ausbreitung von unerwünschten Wirkungen außerhalb der Zerteilungsvorrichtung zu minimieren.
In bevorzugter Weise besteht die Röhre aus Aluminium.
Vorteilhafterweise besteht zwischen der pyrotechnischen Ladung und der Röhre ein Raum, wobei dieser mit einem Elastomerschaum ausgefüllt ist, welcher dazu bestimmt ist, einerseits die Ladung in der Mitte der Röhre zu halten und andererseits das Unterdrucksetzen der Röhre zu erhöhen. Auf diese Weise ermöglicht dies mit einer geringen pyrotechnischen Ladung und folglich einer geringen Menge an erzeugtem Gas, die Spannung selbst in widerstandsfähigen Röhren zu maximieren, damit sie wieder ihre zylindrische Ursprungsform annehmen.
Vorzugsweise ist eine einen Zünder umfassende Vorrichtung zum Zünden der pyrotechnischen Ladung an einem der Enden der Röhre angeordnet.
Vorteilhafterweise ist die abgeflachte Röhre in einer einen ⊔-förmigen Querschnitt aufweisenden Nut der Struktur aufgenommen, wobei der Grund der Nut eine Sekundärnut aufweist und die Röhre mittels eines Verschlußclips gehalten wird.
In bevorzugter Weise beträgt die lineare Dichte der pyrotechnischen Ladung weniger als 4 g/m.
Die erfindungsgemäßen Zerteilungsvorrichtungen weisen den Vorteil auf, daß sie – sei es nun im normalen Betrieb oder im Fehlbetrieb – für Personen ungefährlich sind, in dem Maße wie die erzeugten Wirkungen von geringer Intensität bleiben. Des weiteren sind sie zuverlässig, da das Zünden derartiger Zusammensetzungen perfekt beherrscht wird. Schließlich können sich die erfindungsgemäßen Zerteilungsvorrichtungen aufgrund der großen Vielfalt der verwendbaren deflagrierenden Zusammensetzungen an eine Vielzahl von Konfigurationen anpassen, die vor allem mit der Dicke der zu zerteilenden Struktur, mit dem Material, aus dem die Struktur besteht, mit der zu zerteilenden Oberfläche verbunden sind.
Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand der 1 und 2 eingehend beschrieben.
1 ist eine seitliche Axialschnittansicht einer erfindungsgemäßen Zerteilungsvorrichtung, die gegenüber der zu zerteilenden Struktur positioniert ist und noch nicht in Betrieb war.
2 zeigt die Zerteilungsvorrichtung der 1 nachdem sie in Betrieb war.
Bezugnehmend auf 1 ist die erfindungsgemäße Zerteilungsvorrichtung 1 in eine Nut 2 der zu zerteilenden Struktur 3 eingefügt, wobei die Nut 2 einen ⊔-förmigen Querschnitt aufweist und ihr Grund eine v-förmige Sekundärnut umfaßt, so daß die Dicke der Struktur 3 im Bereich der Sekundärnut 4 minimal ist. Eine von drei Strängen gebildete lineare pyrotechnische Ladung 5 ist in der Mitte einer verformbaren Hohlröhre 6 aus Aluminium aufgenommen, wobei die Röhre 6 abgeflacht ist, so daß sie einen langgestreckten Querschnitt mit zwei flachen, parallel zueinander verlaufenden Seiten aufweist, die durch zwei kreisbogenförmige Segmente miteinander verbunden sind, wobei die Ladung 5 mit den beiden flachen Seiten der Röhre 6 in Kontakt ist. Der zwischen der pyrotechnischen Ladung 5 und der Innenwand der Röhre 6 verbleibende Raum ist mit einem Elastomerschaum 7 ausgefüllt, um dazu beizutragen, die Ladung 5 in der Mitte der Röhre 6 zu halten. Die Röhre 6 ist ohne seitliches Spiel in der Nut 2 aufgenommen; mit anderen Worten gesagt sind die zwei flachen Seiten der Röhre 6 jeweils mit den Wänden der Nut 2 in Kontakt. Die Nut 2 ist in einem Wulst der Struktur 3 ausgebildet, und die Röhre 6 ist in der Nut 2 mittels eines Verschlußclips 8 gehalten, welcher die Nut 2 bedeckt. Die Röhre 6 in der Nut 2 steht sowohl mit dem Grund der Nut 2 als auch mit dem Verschlußclip 8 in Kontakt. Eine Zündvorrichtung, die einen einfachen Zünder umfaßt, ist in der Nähe der Röhre 6 angeordnet. Zwei Verschlüsse verschließen die Enden der Röhre 6.
Bezugnehmend auf die 1 und 2 sieht die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Zerteilungsvorrichtung folgendermaßen aus.
Das Zünden der pyrotechnischen Ladung 5 führt zur Erzeugung von Gas in der Röhre 6, die dann einem hohen Innendruck ausgesetzt ist. Die Röhre 6 reagiert dadurch, daß sie sich verformt, um einen kreisförmigen Querschnitt anzunehmen.
Diese Ausdehnung führt zum Bruch der Struktur 3 im Bereich ihrer durch die Sekundärnut 4 geschaffenen geringsten Dicke, sowie zum Bruch des Verschlußclips 8. Somit ist die Struktur zerteilt und bleiben alle pyrotechnischen Wirkungen in der Röhre 6 eingeschlossen.

Claims

Zerteilungsvorrichtung (1), die eine in einer abgeflachten, verformbaren Röhre (6) angeordnete lineare pyrotechnische Ladung (5) enthält, die geeignet ist, nach dem Verbrennen der Ladung (5) eine Struktur (3) in einem Kraftfahrzeug zu zerteilen, wobei das Verbrennen das Verformen der Röhre (6) nach sich zieht, was deren Querschnitt vergrößert, wobei die Verformung den Bruch der Struktur (3) verursacht, wobei die Zerteilungsvorrichtung (1) dadurch gekennzeichnet ist, daß die Verbrennungsgeschwindigkeit der pyrotechnischen Ladung (5) unter 3.000 m/s liegt.
Zerteilungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrennungsgeschwindigkeit der pyrotechnischen Ladung (5) zwischen 1.000 m/s und 2.000 m/s liegt.
Zerteilungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die pyrotechnische Ladung (5) eine Vielzahl von Strängen aufweist.
Zerteilungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Röhre (6) metallisch ist.
Zerteilungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Röhre (6) an jedem ihrer Enden durch einen Verschluß verschlossen ist, um die pyrotechnischen Effekte im Inneren der Röhre (6) einzuschließen.
Zerteilungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Röhre (6) aus Aluminium besteht.
Zerteilungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Raum zwischen der pyrotechnischen Ladung (5) und der Röhre (6) besteht, wobei der Raum mit einem Elastomerschaum (7) ausgefüllt ist.
Zerteilungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine einen Zünder umfassende Vorrichtung zum Zünden der pyrotechnischen Ladung (5) an einem der Enden der Röhre (6) angeordnet ist.
Zerteilungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die abgeflachte Röhre (6) in einer einen ⊔-förmigen Querschnitt aufweisenden Nut (2) der Struktur (3) aufgenommen ist, wobei der Grund der Nut eine Sekundärnut (4) aufweist und die Röhre (6) mittels eines Verschlußclips (8) gehalten wird.
Zerteilungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die lineare Dichte der pyrotechnischen Ladung (5) kleiner als 4 g/m ist.