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Dokumentenidentifikation DE60206321T2 21.12.2006
EP-Veröffentlichungsnummer 0001262380
Titel Aufblasvorrichtung
Anmelder Takata Corp., Tokio/Tokyo, JP
Erfinder Nanbu, Yuichi, Minato-ku, Tokyo 106-8510, JP
Vertreter Patent- und Rechtsanwälte Kraus & Weisert, 80539 München
DE-Aktenzeichen 60206321
Vertragsstaaten DE, FR, GB, SE
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 13.05.2002
EP-Aktenzeichen 020101507
EP-Offenlegungsdatum 04.12.2002
EP date of grant 28.09.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 21.12.2006
IPC-Hauptklasse B60R 21/26(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP

Beschreibung[de]
[Detaillierte Beschreibung der Erfindung] [Technisches Gebiet der Erfindung]

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Aufblasvorrichtung zur Erzeugung von Gas zum Aufblasen und Entfalten eines Airbags.

[Beschreibung des Standes der Technik]

Als Gaserzeuger zur Entfaltung eines Airbags sind ein Aufblasvorrichtungstyp (Verbrennungstyp), der ein gaserzeugendes Mittel (Treibgas) verbrennt und Gase durch eine chemische Reaktion erzeugt, und ein Aufblasvorrichtungstyp (Gasspeichertyp), der ein in einem Behälter gespeichertes Hochdruckgas ausstößt, bekannt.

5 zeigt eine Aufblasvorrichtung vom Gasspeichertyp.

5 ist eine schematische Längsschnittansicht einer bekannten Gasspeichertyp Aufblasvorrichtung, die z.B. in der ungeprüften japanischen Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 10-250525 offenbart ist.

Eine Aufblasvorrichtung 100 enthält eine Flasche 101, die mit einem Hochdruckgas zu füllen ist. Eine Hülse 109 ist an einer Öffnung 103 der Flasche 101 mittels eines Ringes 106 verbunden. Der Ring 106 ist mit einer Öffnung 106a versehen, die an einem Mittelteil des Rings 106 ausgebildet ist.

Eine Bruchscheibe (Abdichtplatte) 107 ist an der linken Oberfläche (die Seite der Hülse 109) des Rings 106 mittels Schweißtechnik oder Ähnlichem angebracht. Die Bruchscheibe 107 ist aus Stahl gefertigt und hat eine Dicke von ca. 0,3 mm. Durch den Druck des Gases, das in der Flasche 101 gespeichert ist, wird die Bruchscheibe 107 gedrückt und wölbt sich in Richtung Hülse 109, wie es in der Zeichnung dargestellt ist.

In der Seitenwand der Hülse 109 sind mehrere Gasauslässe 104 ausgebildet, durch die das Hochdruckgas aus der Flasche 101 entweicht, wenn die Aufblasvorrichtung 100 in Betrieb ist. Am Ende der Hülse 109 (in der Zeichnung das offene Ende der linken Seite) ist ein Gehäuse 110 eingepasst. Das Gehäuse 110 umfasst einen Befestigungsteil 110a für eine Zündeinrichtung und einen Zylinder 110b, der von dem Befestigungsteil 110a hervorsteht. Der Befestigungsteil 110a ist an dem Ende der Hülse 109 an dieser befestigt und von dieser gehalten, wobei in den Befestigungsteil 110a eine Zündeinrichtung 112 eingebettet ist. Ein Ende (rechtsseitiges Ende) 112a der Zündeinrichtung 112 ist in den Zylinder 110b eingesetzt.

Ein Kolben 115 ist in dem Zylinder 110b des Gehäuses 110 angeordnet. Ein Ende 115a des Kolbens 115 verjüngt sich konisch. Der Kolben 115 ist mit einem Loch 115b versehen, welches in dem hinteren Ende des Kolbens 115 ausgebildet ist. Das Ende 112a der Zündeinrichtung 112 ist in das Loch 115b eingesetzt. Die Bruchscheibe 107 befindet sich in einem vorbestimmten Abstand zu einem Ende 110c des Zylinders 110b des Gehäuses 110.

Die Gasauslässe 104 der Aufblasvorrichtung 100 sind mit einem (nicht gezeigten) Airbag-Körper verbunden. Im Normalzustand ist die Flasche 101 mit einem Gas gefüllt, und die Flasche 101 ist mit der Bruchscheibe 107 abgedichtet. Wenn das Automobil einen Aufprall erfährt, löst ein Sensor (nicht abgebildet) aus, und die Zündeinrichtung 112 erzeugt eine Gasexplosion. Die Gasexplosion drückt den Kolben 115 in der Zeichnung nach rechts, und das Ende 115a des Kolbens 115 durchbricht die Bruchscheibe 107 an einem Mittelteil davon. Dann entweicht das in die Flasche 101 gefüllte Hochdruckgas und strömt von der Innenseite der Hülse 109 durch die Gasauslässe 104, die in der Umfangsfläche der Hülse 109 ausgebildet sind, in den Airbag-Körper.

Das Ende 115a des Kolbens 115 muss scharfkantig sein, sodass der Kolben 115 zuverlässig die Bruchscheibe 107 durchbricht. In dem oben genannten Beispiel verjüngt sich das Ende 115a konisch.

Ein in einer Aufblasvorrichtung oder Ähnlichem verwendeter Gasgenerator ist z.B. in den ungeprüften japanischen Patentanmeldungsveröffentlichungen Nr. 5-201304, 10-138862 und 12-250525 offenbart, in denen ein Kolben des Gasgenerators jeweils in Form eines Zylinders, eines Kegels bzw. einer Pyramide (polygonal) ausgebildet ist.

6 zeigt eine weitere Form für das Ende des Kolbens.

Das Ende des Kolbens kann als Nadel ausgebildet sein, wie in 6(A) gezeigt, als Zylinder, wie in 6(B) gezeigt, oder als Stempel, wie in 6(C) gezeigt.

Die Nadel ist eine Nadel 121 mit einer sehr feinen Spitze. Der Zylinder ist ein Zylinder 123 mit einer kreisförmigen Aussparung an einem Ende desselben, sodass eine Schnittkante am Umfang ausgebildet ist. Der Stempel ist ein Zylinder 127, der sich an einem Ende desselben zweifach gabelt, sodass zwei Schnittkanten 129 ausgebildet sind.

[Mit der Erfindung zu lösende Probleme]

Es ist allgemein verständlich, dass das zweifach gegabelte stempelförmige Ende die wirkungsvollste Form unter den oben genannten Kolbenformen ist, um die Abdichtplatte zuverlässig mit kleinstmöglicher Kraft zu durchbrechen. Der stempelförmige Kolben durchschneidet die Bruchscheibe an zwei Positionen, die entfernt von dem Scheitel der gewölbten Bruchscheibe liegen.

Der zweifach gegabelte stempelförmige Kolben ist jedoch mit einem nachfolgend beschriebenen Problem verbunden.

7 zeigt schematisch wie sich der zweifach gegabelte stempelförmige Kolben in dem Moment verformt, wenn der Kolben die Bruchscheibe berührt.

Obwohl der Kolben so angeordnet ist, dass eine Achse 131 desselben auf den sphärischen Scheitelpunkt der gewölbten Bruchscheibe trifft, ist die Spitze einer jeden Schnittkante 129 gegenüber der Achse 131 des Kolbens nach außen versetzt. Daher berühren die Spitzen der beiden Schnittkanten 129 die Bruchscheibe an Positionen entfernt vom Scheitelpunkt, wenn der Kolben die sphärisch gewölbte Bruchscheibe berührt. Als Ergebnis werden die Schnittkanten daher nicht im rechten Winkel, sondern in einem kleineren Winkel angesetzt (3). Dadurch rutschen die Schnittkanten 129 manchmal auf der Oberfläche der Bruchscheibe ab und werden nach außen gebogen, wie die gepunkteten Linien in der Figur zeigen. (Bezugszeichen 129'). Daher schneiden die Schnittkanten nicht scharf, und es besteht ein Risiko, dass das Problem auftritt, dass die Bruchscheibe nicht gleichmäßig durchbrochen wird.

Eine Aufblasvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs 1 ist aus der US 6,755,439 B2 bekannt.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Aufblasvorrichtung bereitzustellen, die einen Kolben enthält, der in der Lage ist, eine Bruchscheibe (Abdichtplatte) zuverlässig zu durchbrechen.

[Mittel zur Lösung des Problems]

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Aufblasvorrichtung, wie sie im unabhängigen Anspruch 1 definiert ist, gelöst. Die abhängigen Ansprüche definieren bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.

Die Aufblasvorrichtung der vorliegenden Erfindung umfasst einen Stempel mit einer Schnittkante mit einer konischen Oberfläche an der Außenseite. Die konische Oberfläche ist so ausgebildet, dass ein Winkel zwischen der konischen Oberfläche und einer Längsachse des Stempels größer ist als die Differenz zwischen einem Winkel zwischen einer Linie normal zu einer Abdichtplatte, die zur Abdichtung der Flasche der Aufblasvorrichtung verwendet wird und in Kontakt mit der Schnittkante des Stempels kommt, an dem Kontaktpunkt zwischen der Schnittkante des Stempels und der Abdichtplatte und der Längsachse des Stempels, und einem Reibungswinkel bezüglich der normalen Linie zur Abdichtplatte an dem Kontaktpunkt.

Da die Schnittkante des Stempels konisch ist, ist die Position der Spitze der Schnittkante innerhalb des Umfangs des Stempels. Ein Winkel zwischen der Mittellinie der Schnittkante und der Oberfläche der Abdichtplatte ist vergrößert. Die Schnittkante schneidet daher genau in die gewölbte Abdichtplatte, und eine Verformung der Schnittkante nach außen und ein seitliches Abrutschen auf der sphärischen Oberfläche der Abdichtplatte wird vermieden, wodurch die Abdichtplatte zuverlässig bricht.

[Kurzbeschreibung der Zeichnungen]

1 ist eine Längsschnittdarstellung einer Aufblasvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

2 enthält Darstellungen eines Kolbens der in 1 gezeigten Aufblasvorrichtung. 2(A) ist eine Seitenansicht des gesamten Kolbens. 2(B) ist eine vergrößerte Seitenansicht der Spitze des Kolbens.

3 enthält Darstellungen, die einen Zustand zeigen, in dem die Schnittkanten des Kolbens in Kontakt mit einer Abdichtplatte sind, die sich sphärisch wölbt. 3(A) ist eine der Darstellungen, welche die gesamte Anordnung zeigt. 3(B) ist die andere Darstellung, die das Verhältnis der Winkel zwischen den einzelnen Teilen zeigt.

4 enthält Darstellungen, die den Betrieb der Aufblasvorrichtung nach 1 zeigen. 4(A) zeigt den Betrieb des Kolbens. 4(B) zeigt einen Zustand, in dem Hochdruckgas ausgestoßen wird.

5 ist eine schematische Längsschnittansicht einer bekannten Gasspeichertyp-Aufblasvorrichtung, die z.B. in der ungeprüften japanischen Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 10-250525 offenbart ist.

6 enthält Darstellungen von weiteren Beispielen von Kolbenspitzen.

7 ist eine schematische Ansicht eines zweifach gegabelten stempelförmigen Kolbens, der in dem Moment verformt wird, wenn der Kolben mit einer Bruchscheibe in Kontakt kommt.

[Beschreibung der Ausführungsformen]

Im Folgenden werden Ausführungsformen, unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, beschrieben. In der Beschreibung werden Richtungen (wie z.B. links oder rechts und oben oder unten) gemäß den Figuren referenziert.

1 ist eine Längsschnittansicht einer Aufblasvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Eine Aufblasvorrichtung 1 enthält als Hauptkomponenten eine Flasche 3, eine Abdichtplatte (Bruchscheibe) 5, einen Diffusor 7, eine Zündeinrichtung 9 einen Zylinder 11 und einen Kolben (Stempel) 13.

Die Flasche 3 ist aus Stahl gefertigt und als Zylinder mit Boden ausgebildet. Die Flasche 3 ist mit einem inaktiven Hochdruckgas oder Ähnlichem gefüllt. In der Zeichnung ist ein ringförmiges Teil 16 mit dem linken Ende (offenem Ende) der Flasche 3 verbunden. Ein Flansch 17 ist an der Seite der Flasche 3 des ringförmigen Teils 16 zu der Innenseite des ringförmigen Teils 16 hervorstehend ausgebildet. Der Flansch 17 bildet eine Öffnung 17a an einem Mittelteil davon. In der Zeichnung ist das ringförmige Teil 16 am linken Ende 15 geradlinig offen.

Die Abdichtplatte 5 ist an der rechten Seite des Flansches 17 des ringförmigen Teils 16 durch Schweißen oder dergleichen von der Innenseite der Flasche 3 her befestigt. Die Abdichtplatte 5 ist ein flache Scheibe aus z.B. Stahl und hat eine Dicke von z.B. 0,4 mm. Die Abdichtplatte 5 ist plan, wenn die Flasche 3 nicht mit Hochdruckgas gefüllt ist, und wölbt sich sphärisch in Richtung der Außenseite der Flasche 3 an dem Durchlass 17a des Flansches 17, wenn die Flasche 3 mit Hochdruckgas gefüllt ist.

Der Diffusor 7 ist z.B. aus Stahl und in zylindrischer Form mit zwei offenen Enden ausgebildet. Das Ende 15 des ringförmigen Teils 16 ist am rechten Ende des Diffusors 7 mittels Schraubverbindung befestigt. Das linke Ende des Diffusors 7 dient als Auslass 19 des Hochdruckgases. Der Gasauslass 19 ist mit einem Airbag verbunden, der nicht gezeigt ist. Ein Durchgangsloch 7a ist an der Oberseite des Diffusors 7 ausgebildet. Ein Gehäuse 21 ist in das Durchgangsloch 7a eingesetzt und dort befestigt. Ein Zündstecker 23 und die Zündeinrichtung 9 sind in dem Gehäuse 21 montiert. Das Gehäuse 21 enthält einen Raum 25, der in dem unteren Teil des Gehäuses 21 ausgebildet ist, und sich im Wesentlichen zu der Mitte des Diffusors 7 erstreckt. Das Gehäuse ist mit einem Durchgangsloch 27 in der Seitenwand an einem unteren Teil und an der Flaschenseite des Gehäuses versehen.

Der Zylinder 11 ist mit dem unteren Teil des Gehäuses an dem Durchgangsloch 27 desselben verbunden. Ein Innenloch 11a des Zylinders 11 steht mit dem Raum 25 des Gehäuses 21 in Verbindung. Der Zylinder 11 erstreckt sich in Richtung der Flasche 3 entlang der Achse der Flasche 3. Am rechten Ende des Zylinders 11 ist an der Innenseite eine Stufe 29 ausgebildet, die an einem Teil mit größerem Durchmesser 13b des später beschriebenen Kolben 13 in Berührung kommt. Die Innenwand des Innenlochs 11a des Zylinders 11 reicht von der rechten Seite der Stufe 29 bis zum rechten Ende des Zylinders 11, wobei das Innenloch 11a am rechten Ende des Zylinders 11 offen ist. Der Zylinder 11 ist mit der Innenfläche des Flansches 17 der Flasche 3 am rechten Ende (flaschenseitiges Ende) des Zylinders 11 über eine Stützplatte 31 verbunden. Die Stützplatte 31 ist als Kegelstumpf ausgebildet und mit mehreren Durchgangslöchern 33 versehen. Diese Durchgangslöcher dienen als Gaspfade von der Innenseite der Flasche 3 zur Innenseite des Diffusors 7, wenn die Abdichtplatte 5 gebrochen ist. Ein linkes Ende 31a der Stützplatte 31 ist in das rechte Ende des Innenlochs 11a des Zylinders 11 eingesetzt, wodurch eine Stufe in dem Innenloch 11a gebildet wird.

Der Kolben 13 aus rostfreiem Stahl oder dergleichen ist gleitend in dem Zylinder 11 gelagert. Der Kolben 13 weist am rechten Ende (dem flaschenseitigen Ende) einen Kopf 13a auf und am linken Ende (dem gehäuseseitigen Ende) des Kolbens 13 den Teil mit größerem Durchmesser 13b. Der Kopf 13a hat einen Außendurchmesser kleiner als der Innendurchmesser des Zylinders 11, und das Ende des Kopfes 13a ist zweifach gegabelt (Details sind unten beschrieben). Der Teil mit größerem Durchmesser 13b hat einen Außendurchmesser, der im Wesentlichen gleich dem Innendurchmesser des Zylinders 11 ist. Im mittleren Teil des Teils mit dem größeren Durchmesser 13b ist eine Ringnut 13c ausgebildet. Das linke Ende von dem Teil mit dem größeren Durchmesser 13b des Kolbens 13 ist im Normalzustand in Kontakt mit der Stufe 29 am hinteren Ende des Zylinders 11. Der Kopf 13a ist entfernt von der Abdichtplatte 5 positioniert.

2 enthält Darstellungen des Kolbens der Aufblasvorrichtung, die in 1 gezeigt, ist. 2(A) ist eine Seitenansicht des gesamten Kolbens. 2(B) ist eine vergrößerte Seitenansicht der Kolbenspitze.

Wie oben beschrieben, weist der Kolben 13 den Kopf 13a und den Teil mit dem größeren Durchmesser 13b auf. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform beträgt ein Durchmesser d1 des Kopfes 13a 8 mm. Ein Durchmesser d2 des Teiles mit dem größeren Durchmesser beträgt 10 mm. Die Spitze des Kopfes 13a ist zweifach gegabelt und weist zwei Schnittkanten 35 auf. Eine Tiefe e1 eines Bodens 37 zwischen den beiden Schnittkanten 35 und der Spitze des Kolbens beträgt 3 mm. Der Boden 37 ist so ausgeführt, dass der Radius einer gekrümmten Oberfläche des Bodens R1.5 wird. Die Länge e2 des Teils mit dem größeren Durchmesser 13b längs der Achse des Kolbens beträgt 4 mm.

An der Außenseite jeder Schnittkante ist eine konische Fläche 41, von der Umfangsoberfläche 39 des Kolbens nach innen abgeschrägt, ausgebildet, wie in der vergrößerten Ansicht in 2(b) gezeigt. Jede Schnittkante 35 ist mit der konischen Fläche 41 und einer abgeschrägten Fläche 43, die an der Innenseite angeordnet ist, ausgebildet. Ein Abstand e3 zwischen den beiden Schnittkanten 35 beträgt 6 mm. Eine Länge e4 einer jeden Schnittkante 35 (die Länge der konischen Fläche 41) in axialer Richtung des Kolbens beträgt 1,5 mm.

Der Winkel der konischen Fläche 41 ist im Folgenden beschrieben.

3 enthält Darstellungen der Schnittkanten des Kolbens in Berührung mit der sphärisch gewölbten Abdichtplatte. 3(A) ist eine der Darstellungen, die die gesamte Anordnung zeigt. 3(B) ist die andere Darstellung, die im Detail das Verhältnis der Winkel zwischen allen Teilen zeigt.

Ein konischer Winkel &thgr;, gezeigt in 3(A), ist als Winkel zwischen der Umfangsoberfläche 39 in der Längsrichtung des Kolbens (parallel zur Achse des Kolbens) und einer Verlängerung &Tgr; der konischen Fläche 41 definiert.

Im Folgenden wird ein Verfahren zur Ausbildung der konischen Fläche 41 unter Bezugnahme auf 3(B) beschrieben.

Ein Reibungswinkel &agr; ergibt sich aus einem Reibungskoeffizienten &mgr;, der sich entsprechend aus dem Material des Kolbens 13 und dem Material der Abdichtplatte 5 ergibt, mit tan&agr; = &mgr;. Symbol &bgr; repräsentiert den Winkel zwischen der konischen Fläche 41 und einer normalen Linie A an einem Kontaktpunkt P zwischen der Schnittkante 35 und der Abdichtplatte 5. Die konische Fläche 41 ist so an der Kolbenseite der normalen Linie A angeordnet, dass der Winkel &bgr; zwischen der konischen Fläche 41 und der normalen Linie A kleiner wird als der Reibungswinkel &agr;. Die konische Fläche 41 kann an der bezüglich der normalen Linie A dem Kolben 13 entgegengesetzten Seite angeordnet sein (in einer entgegengesetzten Richtung des Reibungswinkels &agr;), es sei denn der Winkel &bgr; wird ein stumpfer Winkel.

Wenn Symbol &ggr; den Winkel zwischen einer Linie B, die auf der Achse des Kolbens 13 und auf einem Mittelpunkt O einer durch die Abdichtplatte 5 ausgebildeten sphärischen Oberfläche C angeordnet ist, und der normalen Linie A, die auf dem Kontaktpunkt P zwischen der Schnittkante und der Abdichtplatte angeordnet ist, darstellt, dann entspricht der konische Winkel &thgr; der Differenz zwischen dem Winkel &ggr; und dem Winkel &bgr;.

Daher ist der Winkel &bgr;, der kleiner als der Winkel &agr; ist, bestimmt, wenn der Reibungswinkel &agr; durch die Materialien des Kolbens 13 und der Abdichtplatte 5 bestimmt ist. Dann ergibt sich der Winkel &ggr; aus dem Abstand e3 (siehe 2(A)) und dem Radius R der sphärischen Oberfläche der Abdichtplatte. Der konische Winkel &thgr; ergibt sich aus der Subtraktion des Winkels &bgr; vom Winkel &ggr;.

Die Details können überprüft werden, sodass der konische Winkel &thgr; die oben beschriebene Bedingung (&bgr; < &agr;) erfüllt, nachdem die in 2(A) gezeigten Größen grob gewählt wurden. Das heißt, der konische Winkel &thgr; ergibt sich, wenn die Länge e4 der konischen Fläche 41 in axialer Richtung des Kolbens und eine Länge e7 (=(d1 – e3)/2) der konischen Fläche 41 in radialer Richtung des Kolbens gewählt worden sind. Der Winkel &ggr; ist bestimmbar aus dem Abstand e3 zwischen den beiden Schnittkanten des Kolbens und dem Radius R der sphärischen Oberfläche C der Abdichtplatte. Der Winkel &bgr; kann durch Subtraktion des Winkels &thgr; vom Winkel &ggr; erhalten werden. Jede Größe kann so eingestellt werden, dass der Winkel &bgr; kleiner oder gleich dem Winkel &thgr; wird. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform, einem angenommenem Reibungskoeffizienten &mgr; = 0,4, ergibt sich ein Reibungswinkel &agr; = 21,8° und ein konischer Winkel = 20°.

Der Betrieb der Aufblasvorrichtung wird im Folgenden beschrieben.

4 enthält Darstellungen, die den Betrieb der in 1. gezeigten Aufblasvorrichtung zeigen. 4(A) zeigt die Bewegung des Kolbens. 4(B) zeigt die Aufblasvorrichtung, wenn das Hochdruckgas ausgestoßen wird.

Wenn das Automobil einen Aufprall erfährt, beginnt der Zündstecker 23 der Aufblasvorrichtung 1 zu arbeiten. Der Zündstecker 23 zündet die Zündeinrichtung 9. Eine Explosion im Raum 25, der sich im unteren Teil des Gehäuses 21 befindet, wird durch die Zündeinrichtung 9 ausgelöst. Die Explosion geht durch das Durchgangsloch 27, das sich am unteren Teil des Gehäuses befindet, in den Zylinder 11 und drückt den Kolben 13 in Richtung der Flasche 3 entlang der Achse des Zylinders 11. Dann schneiden die Schnittkanten 35 des Kolbens 13 in die Abdichtplatte 5 und brechen dabei einen der Spitze des Kolbens 13 entsprechenden Abschnitt derselben. Der Kolben 13 wird in Richtung der Flasche 3 herausgeschoben bis der Teil mit dem größeren Durchmesser 13b des Kolbens 13 am Ende 31a der Stützplatte 31 (siehe 4(A)) anliegt. Da der Teil mit dem größeren Durchmesser 13b des Kolbens 13 eine definierte Länge hat, bewegt sich der Kolben 13 formstabil in dem Zylinder 11 entlang der Achse desselben.

Da der Winkel &thgr; von jeder konischen Fläche des Kopfes 13a des Kolbens 13 wie oben beschrieben gewählt ist, rutschen die Spitzen der Schnittkanten 35 nicht auf der Oberfläche der Abdichtplatte 5 ab, wenn die Abdichtplatte durchbrochen wird. Die Schnittkanten 35 schneiden derart in die Abdichtplatte 5, dass sie die Abdichtplatte 5 durchstoßen. Daher biegen sich die Schnittkanten 35 nicht nach außen und können die Abdichtplatte zuverlässig durchbrechen.

Wenn die Abdichtplatte 5 gebrochen ist, wird der Kolben 13 mit dem Druck des Hochdruckgases, das in die Flasche 3 gefüllt ist, in der Zeichnung nach links, zurück in die Position, in der der Teil mit dem größeren Durchmesser 13b des Kolbens 13 an der Stufe 29, die im Zylinder 11 angeordnet ist, anliegt, gedrückt. Das in die Flasche 3 gefüllte Hochdruckgas strömt in einen Raum zwischen dem Flansch 17 und der Stützplatte 31 durch einen Teil 5a der Abdichtplatte 5, an der die Abdichtplatte 5 gebrochen ist, gelangt in den Diffusor 7 durch die Durchgangslöcher 33 der Stützplatte 31 und wird durch den Gasauslass 19 ausgestoßen.

[Vorteile]

Wie oben beschrieben wird erfindungsgemäß eine Aufblasvorrichtung bereitgestellt, die geeignet ist, eine Abdichtplatte (Bruchscheibe) zuverlässig und effizient mit jeder Schnittkante eines Kolbens, die eine konische Fläche aufweist, zu durchbrechen.


Anspruch[de]
Aufblasvorrichtung (1), umfassend:

eine mit einer Öffnung versehene Flasche (3), welche mit einem Hochdruckgas zu füllen ist;

eine Abdichtplatte (5) zum Abdichten der Flasche (3) an deren Öffnung;

eine Zündeinrichtung (9) zum Erzeugen einer Gasexplosion als Antriebskraft zum Brechen der Abdichtplatte (5); und

einen Stempel (13) mit einer Schnittkante (35) zum Brechen der Abdichtplatte (5), wobei der Stempel (13) mit der Gasexplosion der Zündeinrichtung (9) beschleunigt wird;

wobei die Abdichtplatte (5) durch den Druck des Hochdruckgases zu dem Stempel (13) hin gewölbt wird;

wobei die Schnittkante (35) des Stempels (13) mit einem gegenüber dem Scheitel der Wölbung der Abdichtplatte (5) versetzten Abschnitt der Abdichtplatte (5) in Kontakt kommt; und

wobei die Schnittkante (35) mit einer konischen Fläche (41) versehen ist, welche an der Außenseite der Schnittkante (35) ausgebildet ist,

dadurch gekennzeichnet,

dass die konische Fläche (41) des Stempels (13) derart ausgebildet ist, dass ein Winkel (&thgr;) zwischen der konischen Fläche (41) und einer Längsachse (B) des Stempels (13) größer ist als die Differenz zwischen einem Winkel (&ggr;) zwischen einer Linie (A), die normal zu der Abdichtplatte (5) bei einem Kontaktpunkt (P), wo die Schnittkante (35) des Stempels (13) die Abdichtplatte (5) kontaktiert, ist, und der Längsachse (B) des Stempels (13) und einem Reibungswinkel (&agr;) bezüglich der bei dem Kontaktpunkt (P) zu der Abdichtplatte (5) normalen Linie (A), wobei der Reibungswinkel (&agr;) gemäß den Materialien des Stempels (13) und der Abdichtplatte (5) bestimmt ist.
Aufblasvorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei die konische Fläche (41) der Schnittkante (35) des Stempels (13) derart ausgebildet ist, dass ein Winkel (&bgr;) zwischen der konischen Fläche (41) und der Linie (A), welche an dem Kontaktpunkt (P), wo die Schnittkante (35) die Abdichtplatte (5) kontaktiert, zu der Abdichtplatte (5) normal ist, kleiner als der Reibungswinkel (&agr;) ist. Aufblasvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Länge der konischen Fläche (41) in Längsrichtung des Stempels (13) 0,5 mm oder größer ist. Aufblasvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1-3, wobei der Stempel (13) die Form eines Kolbens besitzt. Aufblasvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1-4, wobei die Schnittkante (35) des Stempels (13) mit der an der Außenseite der Schnittkante (35) ausgebildeten konischen Fläche (41) an einer von einem Scheitel der Abdichtplatte (5) abgewandten Seite versehen ist.






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