WO2007059864A1 - Verfahren zur befüllung eines airbags mit hochverdichtetem gas - Google Patents

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WO2007059864A1
WO2007059864A1 PCT/EP2006/010761 EP2006010761W WO2007059864A1 WO 2007059864 A1 WO2007059864 A1 WO 2007059864A1 EP 2006010761 W EP2006010761 W EP 2006010761W WO 2007059864 A1 WO2007059864 A1 WO 2007059864A1
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filling
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filled
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Robert Adler
Siegfried Ebner
Esa Mäki
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Linde Aktiengesellschaft
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R21/00—Arrangements or fittings on vehicles for protecting or preventing injuries to occupants or pedestrians in case of accidents or other traffic risks
    • B60R21/02—Occupant safety arrangements or fittings, e.g. crash pads
    • B60R21/16—Inflatable occupant restraints or confinements designed to inflate upon impact or impending impact, e.g. air bags
    • B60R21/26—Inflatable occupant restraints or confinements designed to inflate upon impact or impending impact, e.g. air bags characterised by the inflation fluid source or means to control inflation fluid flow
    • B60R21/268—Inflatable occupant restraints or confinements designed to inflate upon impact or impending impact, e.g. air bags characterised by the inflation fluid source or means to control inflation fluid flow using instantaneous release of stored pressurised gas
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    • B60R2021/2685—Inflatable occupant restraints or confinements designed to inflate upon impact or impending impact, e.g. air bags characterised by the inflation fluid source or means to control inflation fluid flow using instantaneous release of stored pressurised gas comprising a plurality of pressure chambers

Definitions

  • the present invention relates to a method for filling an airbag with highly compressed gas.
  • pyrotechnic processes Three different types of processes are currently known for filling airbags or safety bags: pyrotechnic processes, cold gas processes and hybrid processes, which are a combination of pyrotechnic process and cold gas process.
  • pyrotechnic process explosives are used, whose sudden expansion inflates an airbag.
  • high-pressure gas such as helium
  • a compressed gas tank which usually has a pressure of more than 400 bar, within a very short period of time (0.01 to 6.00 seconds) relaxed in an inflated airbag .
  • Compressed gas container with a volume of some 10 to several 100 ml for use.
  • an airbag for example as a front or side impact airbag in the automotive sector, different properties of the airbag with regard to the speed of filling and the duration of maintaining the filled state are required.
  • Side impact airbags must z. B. quickly filled and remain filled in rollover accidents for a long time.
  • the appropriate filling method should be carefully selected.
  • the filling characteristic is determined by the explosive used and therefore can not be varied significantly.
  • the filling characteristic could previously only be influenced by the gas guide.
  • the filling gas helium that the Be Shell characterizing can be changed by adding argon something.
  • the object of the present invention is to propose a method for filling an airbag, which allows a wide range of filling characteristics and thus various uses for an airbag.
  • the stated object is achieved in that the airbag is filled with more than two different gases, wherein one of the gases used is helium. Likewise, the stated object is achieved by a method in which the airbag is filled with a plurality of different gases, wherein one of the gases used is nitrogen, and by a method in which the airbag is filled with a plurality of different gases, wherein one of the gases used Is hydrogen.
  • a gas from the group of helium, nitrogen and hydrogen is used as the second gas, which differs from the first gas.
  • the third gas used is a gas from the group of helium, nitrogen and hydrogen, which differs from the first two. According to a particularly advantageous embodiment of the invention, therefore, helium, nitrogen and hydrogen are used as filling gases for an airbag.
  • the various gases are expediently each taken from a high-pressure reservoir for the individual gas and fed to the airbag.
  • the amount of nitrogen to be introduced into the airbag is determined in such a way that a proportion in the range from 5% to 16% (percent by volume) of nitrogen is established in the gas mixture contained in the filled airbag.
  • the amount of hydrogen to be introduced into the airbag is determined such that a proportion in the range from 0% to 9% (percent by volume) of hydrogen is established in the gas mixture contained in the filled airbag.
  • the filling characteristics of the airbag is significantly influenced by the choice of these shares.
  • a filling characteristic adapted to the intended use of the airbag is used, wherein the parameters of the filling, such as, for example, the order of the entry of the gases and pressure conditions during the filling, are set to produce the desired filling characteristic.
  • the filling characteristic can advantageously also be changed with flow-reducing means.
  • flow-reducing means for example, by diaphragms and / or adsorption / absorption materials, the gas flow can be delayed and thus the service life, d. H. the time in which the airbag remains bulging, be extended.
  • a pyrotechnic component can additionally be used.
  • the combination of so-called cold gas technology (use of highly compressed gases as described above) with pyrotechnics is called hybrid technology.
  • hybrid technology suitable filling characteristics can be achieved for specific purposes of an airbag. As an example, a combination of very high inflation speed with a required long service life can be given.
  • thermodynamic behavior and properties such as compressibility, density, viscosity and
  • the adjustability of the Be Scholl mystery insects also allows the use of new, thinner materials for the airbag, since the load that acts on the outer skin of the airbag can be selectively limited.

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  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Befüllung eines Airbags mit hochverdichtetem Gas. Der Airbag wird dabei mit mehr als zwei verschiedenen Gasen befüllt, wobei eines der eingesetzten Gase Helium ist. Alternativ wird der Airbag mit mehreren verschiedenen Gasen befüllt wird, wobei eines der eingesetzten Gase Stickstoff oder Wasserstoff ist. Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden Helium, Stickstoff und Wasserstoff als Füllgase für einen Airbag eingesetzt.

Description

Beschreibung
Verfahren zur Befüllung eines Airbags mit hochverdichtetem Gas
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Befüllung eines Airbags mit hochverdichtetem Gas.
Zur Befüllung von Airbags oder Sicherheitsbags sind derzeit drei verschiedene Verfahrenstypen bekannt: Pyrotechnische Verfahren, Kaltgasverfahren und Hybridverfahren, die eine Kombination aus pyrotechnischem Verfahren und Kaltgasverfahren darstellen. Bei den pyrotechnischen Verfahren kommen Explosivstoffe zum Einsatz, deren schlagartige Ausdehnung einen Airbag aufbläst.
Bei den bekannten Kaltgasverfahren wird hochverdichtetes Gas, wie beispielsweise Helium, aus einem Druckgasbehälter, der in der Regel einen Druck von mehr als 400 bar aufweist, innerhalb einer sehr kurzen Zeitspanne (0,01 bis 6,00 Sekunden) in einen aufzublasenden Airbag hinein entspannt. Üblicherweise kommen dabei
Druckgasbehälter mit einem Volumen von einigen 10 bis mehreren 100 ml zum Einsatz.
Je nach dem Einsatzzweck eines Airbags, beispielsweise als Front- oder Seitenaufprall-Airbag im Automobilbereich, sind unterschiedliche Eigenschaften des Airbags hinsichtlich der Geschwindigkeit der Befüllung und der Dauer der Aufrechterhaltung des gefüllten Zustands gefordert. Seitenaufprall-Airbags müssen z. B. schnell gefüllt und bei Überrollunfällen für längere Zeit gefüllt bleiben.
Für eine derartige Befüllcharakteristik ist das geeignete Befüllverfahren mit Bedacht auszuwählen. Bei den pyrotechnischen Verfahren wird die Befüllcharakteristik durch den verwendeten Explosivstoff bestimmt und kann daher nicht wesentlich variiert werden. Bei den bekannten Kaltgasverfahren konnte die Befüllcharakteristik bisher lediglich durch die Gasführung beeinflusst werden. Desweiteren ist für das Füllgas Helium bekannt, dass sich die Befüllcharakteristik durch Beimischung von Argon etwas verändern lässt. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Befüllung eines Airbags vorzuschlagen, das eine breite Palette an Befüllcharakteristiken und damit verschiedene Einsatzzwecke für einen Airbag ermöglicht.
Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Airbag mit mehr als zwei verschiedenen Gasen befüllt wird, wobei eines der eingesetzten Gase Helium ist. Ebenso wird die gestellte Aufgabe durch ein Verfahren gelöst, bei dem der Airbag mit mehreren verschiedenen Gasen befüllt wird, wobei eines der eingesetzten Gase Stickstoff ist, sowie durch ein Verfahren, bei dem der Airbag mit mehreren verschiedenen Gasen befüllt wird, wobei eines der eingesetzten Gase Wasserstoff ist.
Bevorzugt wird als zweites Gas ein Gas aus der Gruppe von Helium, Stickstoff und Wasserstoff eingesetzt, das sich von dem ersten Gas unterscheidet.
Besonders bevorzugt wird als drittes Gas ein Gas aus der Gruppe von Helium, Stickstoff und Wasserstoff eingesetzt wird, das sich von den ersten beiden unterscheidet. Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden also Helium, Stickstoff und Wasserstoff als Füllgase für einen Airbag eingesetzt.
Die verschiedenen Gase werden dabei zweckmäßigerweise je aus einem Hochdruck- Reservoir für das einzelne Gas entnommen und dem Airbag zugeführt. Zur Erzielung ganz bestimmter Befüllcharakteristiken kann es jedoch auch vorteilhaft sein, die Gase zum Teil oder ganz vorgemischt in den Airbag einzutragen. Damit lassen sich andere Befüllcharakteristiken erzielen als beim getrennten, gleichzeitig oder nacheinander erfolgenden, Eintrag der Einzelkomponenten.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird die Menge an in den Airbag einzufüllendem Stickstoff so bestimmt, dass sich ein Anteil aus dem Bereich von 5% bis 16% (Volumenprozent) Stickstoff im in dem befüllten Airbag enthaltenen Gasgemisch einstellt.
Mit besonderem Vorteil wird die Menge an in den Airbag einzufüllendem Wasserstoff so bestimmt, dass sich ein Anteil aus dem Bereich von 0% bis 9% (Volumenprozent) Wasserstoff im in dem befüllten Airbag enthaltenen Gasgemisch einstellt. Für beide Anteile gilt, dass die Befüllcharakteristik des Airbags durch die Wahl dieser Anteile maßgeblich beeinflusst wird.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird eine auf den Einsatzzweck des Airbags abgestimmte Befüllcharakteristik eingesetzt, wobei die Parameter der Befüllung, wie beispielsweise Reihenfolge des Eintrags der Gase und Druckverhältnisse bei der Befüllung, zur Erzeugung der gewünschten Befüllcharakteristik eingestellt werden.
Die Befüllcharakteristik kann vorteilhaft zusätzlich mit Strömungsreduzierenden Mitteln verändert werden. Beispielsweise durch Blenden und/oder Ab-/Adsorptionsmaterialien kann der Gasfluss verzögert werden und damit die Standzeit, d. h. die Zeit in der der Airbag prall gefüllt bleibt, verlängert werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann zusätzlich eine pyrotechnische Komponente eingesetzt werden. Die Kombination der sog. Kaltgastechnik (Einsatz hochverdichteter Gase wie vorangehend beschrieben) mit der Pyrotechnik nennt man Hybridtechnik. Mit der Hybridtechnik können zweckmäßige Befüllcharakteristiken für bestimmte Einsatzzwecke eines Airbags erreicht werden. Als Beispiel kann eine Kombination aus sehr hoher Aufblasgeschwindigkeit mit einer erforderlichen langen Standzeit angeführt werden.
Die vorliegende Erfindung bietet eine ganze Reihe von Vorteilen:
Durch die Auswahl verschiedener Gase, wie Helium, Stickstoff und/oder Wasserstoff , kann über die spezifischen Eigenschaften der einzelnen Gase eine gewünschte Befüllcharakteristik und damit ein gewünschtes Verhalten eines Airbags eingestellt werden. In diesem Zusammenhang sind vor allem das thermodynamische Verhalten und Eigenschaften wie Kompressibilität, Dichte, Viskosität und
Strömungsgeschwindigkeit des Gases oder der Gase von Bedeutung. Auch der Joule- Thomson-Effekt ist gegebenenfalls zu berücksichtigen.
Weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung liegen im Erreichen von schneller Befüllung und langer Standzeit des Airbags, sowie im Einsatz von nicht toxischen Gasen. Der bei herkömmlicher Befüllung oft auftretende Punching-Effekt kann durch die Einstellbarkeit der Befüllcharakteristik vorteilhaft reduziert werden.
Die Einstellbarkeit der Befüllcharakteristik ermöglicht auch den Einsatz von neuen, dünneren Materialien für den Airbag, da die Belastung, die auf die Außenhaut des Airbags wirkt gezielt beschränkt werden kann.
Beispiel für eine besonders vorteilhafte Gasmischung:
10% Stickstoff, 5% Wasserstoff, Rest: Helium.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Befüllung eines Airbags mit hochverdichtetem Gas, dadurch gekennzeichnet, dass der Airbag mit mehr als zwei verschiedenen Gasen befüllt wird, wobei eines der eingesetzten Gase Helium ist.
2. Verfahren zur Befüllung eines Airbags mit hochverdichtetem Gas, dadurch gekennzeichnet, dass der Airbag mit mehreren verschiedenen Gasen befüllt wird, wobei eines der eingesetzten Gase Stickstoff ist.
3. Verfahren zur Befüllung eines Airbags mit hochverdichtetem Gas, dadurch gekennzeichnet, dass der Airbag mit mehreren verschiedenen Gasen befüllt wird, wobei eines der eingesetzten Gase Wasserstoff ist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als zweites Gas ein Gas aus der Gruppe von Helium, Stickstoff und Wasserstoff eingesetzt wird, das sich von dem ersten Gas unterscheidet.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass als drittes Gas ein Gas aus der Gruppe von Helium, Stickstoff und Wasserstoff eingesetzt wird, das sich von den ersten beiden unterscheidet.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge an in den Airbag einzufüllendem Stickstoff so bestimmt wird, dass sich ein Anteil aus dem
Bereich von 5% bis 16% (Volumenprozent) Stickstoff im in dem befüllten Airbag enthaltenen Gasgemisch einstellt.
7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge an in den Airbag einzufüllendem Wasserstoff so bestimmt wird, dass sich ein Anteil aus dem
Bereich von 0% bis 9% (Volumenprozent) Wasserstoff im in dem befüllten Airbag enthaltenen Gasgemisch einstellt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine auf den Einsatzzweck des Airbags abgestimmte Befüllcharakteristik eingesetzt wird, wobei die Parameter der Befüllung, wie beispielsweise Reihenfolge des Eintrags der Gase und Druckverhältnisse bei der Befüllung, zur Erzeugung der gewünschten
Befüllcharakteristik eingestellt werden.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich eine pyrotechnische Komponente eingesetzt wird.
PCT/EP2006/010761 2005-11-24 2006-11-09 Verfahren zur befüllung eines airbags mit hochverdichtetem gas WO2007059864A1 (de)

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