DE69308808T2

DE69308808T2 - Hybrider Gasgenerator für aufblasbare Luftsack-Rückhaltesysteme

Info

Publication number: DE69308808T2
Application number: DE69308808T
Authority: DE
Inventors: Bradley W Smith
Original assignee: Morton International LLC
Current assignee: Morton International LLC
Priority date: 1992-12-14
Filing date: 1993-12-06
Publication date: 1998-01-02
Anticipated expiration: 2013-12-07
Also published as: CA2102671A1; US5290060A; EP0607671A1; MX9307286A; DE69308808D1; EP0607671B1; JPH09478U; KR940014014A; KR0119930B1; AU648478B1; JPH06206513A; CA2102671C; ES2101963T3

Description

1. Gebiet der Erfindung

Diese Erfindung betrifft eine Aufblasvorrichtung für einen Airbag und insbesondere die Art von Aufblasvorrichtung, die als Hybridaufblasvorrichtung bekannt ist.

2. Stand der Technik

Nach dem Stand der Technik wurden viele Arten von Aufblasvorrichtungen für die Verwendung in einem aufblasbaren Rückhaltesystem beschrieben. Eine beinhaltet die Verwendung einer gelagerten Menge von Druckgas, welche wahlweise freigesetzt wird, um den Airbag aufzublasen. Eine andere leitet eine Gasquelle von einem verbrennbaren Gaserzeugungsmaterial ab, welches nach Entzündung eine Gasmenge erzeugt, die ausreicht, den Airbag aufzublasen. Bei einem dritten Typ ergibt sich das Airbag-Aufblasgas aus einer Kombination gespeicherten Druckgases und eines Gaserzeugungsmaterials. Der letztgenannte Typ wird für gewöhnlich als eine Vergrößerungsgas- oder Hybridaufblasvorrichtung bezeichnet.
Hybridaufblasvorrichtungen, die bisher vorgeschlagen wurden, sind Gegenstand bestimmter Nachteile. Sie erfordern Glas-auf-Metall-Dichtungen oder andere schwierige Abdichtungsverfahren, um die Hochdruckdichtung aufrechtzuerhalten, und/oder erfordern eine (mechanische oder pyrotechnische) Antriebseinrichtung, um die Strömungswege zu dem Airbag zu öffnen. Viele Hybridautblasvorrichtungsanordnungen geben kaltes Aufblasgas gefolgt von Hitzegas ab. Dies bedeutet einen Nachteil für ein Airbag-Antriebssystem. Zusätzlich machen die typischerweise an Hybridaufblasvorrichtungen verwendeten Endausströmräume das Verpacken in Modulen schwierig.
Das Europäische Patent 0 112 127 (auf welchem der Oberbegriff von Anspruch 1 basiert) beschreibt eine Hybridaufblasvorrichtung, bei welcher ein pyrotechnischer Erhitzer ein Ende einer zylindrischen Druckgas-Speicherkammer verschließt. Ein mit Öffnungen versehenes Trägerteil hält ein erstes zerreißbares Diaphragma gegen Druck in der Speicherkammer. Wenn der Erhitzer gezündet wird, bringen daraus stammende Verbrennungsgase das erste Diaphragma dazu, an einer am Umfang befindlichen Reißlinie zu zerreißen, wonach Verbrennungsgase und erhitztes Druckgas von der Speicherkammer durch radial angeordnete Durchgänge in dem Trägerteil und durch eine Verbrennungskammer des pyrotechnischen Erhitzers hindurchströmen und ein zweites Diaphragma zum Zerreißen zu bringen und so Gas aus der Aufblasvorrichtung freizu setzen. Wenn dies geschieht, wird Materie aus der Verbrennungskammer in dem von der Aufblasvorrichtung gelieferten Gasstrom mitgerissen.
Es besteht so ein Bedürfnis und eine Nachfrage für eine Verbesserung bei Hybridaufblasvorrichtungen mit dem Ziel, die vorstehenden Nachteile zu überwinden. Die vorliegende Erfindung wurde erdacht, die Lücke zu füllen, die in dieser Hinsicht im Stand der Technik bestanden hat.

Zusammenfassung der Erfindung

Ein Ziel der Erfindung ist es, eine Hybridaufblasvorrichtung bereitzustellen, die keine Glas-auf-Metall-Dichtungen oder andere schwierige Dichtungsverfahren erfordert, um die Hochdruckdichtung aufrechtzuerhalten.
Ein anderes Ziel der Erfindung ist es, eine Hybridaufblasvorrichtung bereitzustellen, die keine (mechanische oder pyrotechnische) Antriebseinrichtung benötigt, um die Durchgänge für den Fluß von Aufblasgas zu dem Airbag zu öffnen.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, eine Airbag-Aufblasvorrichtung bereitzustellen, welche in ihrer Gesamtheit erhitztes Gas an den Airbag abgibt.
Noch ein anderes Ziel der Erfindung ist es, für die Verwendung mit solch einer verbesserten Hybridaufblasvorrichtung einen mittig angeordneten Ausströmraum bereitzustellen, der ein leichteres Einbauen in Modulen verglichen mit Abschlußausströmräumen, die typischerweise bei Hybridaufblasvorrichtungen verwendet werden, ergibt.
In Erfüllung dieser und anderer Ziel der Erfindung wird eine Hybridgasaufblasvorrichtung, wie sie in Anspruch 1 definiert wird, bereitgestellt. Entsprechend einer bevorzugten Form der Erfindung schließt die Hybridaufblasvorrichtung eine längliche im allgemeinen zylindrische Speicherkammer zum Speichern eines Innertgases unter Hochdruck, zum Beispiel Argon oder Stickstoff, bei 13.79 - 27.58 MPa (2000 - 4000 psi) ein. Die Hybridgasaufblasvorrichtung schließt auch einen pyrotechnischen Erhitzer mit einer Verbrennungskammer ein, welche eine Granulatmischung aus Bor-Kaliumnitrat (BKNO&sub3;) oder einem anderen geeigneten pyrotechnischen Material verwendet, um das gespeicherte Gas zu erhitzen. Ein dünnes Metalldiaphragma, im folgenden als zweites Diaphragma bezeichnet, wird verwendet, um eine Druckabdichtung zwischen der Speicherkammer und einem Ausströmraum für die Aufblasvorrichtung bereitzustellen. Der Ausströmraum enthält mehrere Gasöffnungen für die gleichmäßige Abgabe von Gas in den Airbag-Zusammenbau. Die Gasspeicherkammer wird auch von der Verbrennungskammer des pyrotechnischen Erhitzers durch ein dünnes Metalldiaphragma abgedichtet, das im folgenden ein "erstes Diaphragma" genannt wird. Dieses Diaphragma ist um dessen Umfang herum an ein Ende des pyrotechnischen Erhitzergehäuses angeschweißt und mit einem kompakten Metallstopfen unterlegt. Der Stopfen sitzt in einem benachbarten Ansatz, der die Düsenöffnung der Verbrennungskammer bedeckt und dadurch einen Halt für das dünnne Diaphragma über dessen gesamte Fläche hinweg bietet. Dies ermöglicht es dem Diaphragma, den Ladungen des in der Speicherkammer gespeicherten Hochdruckgases zu widerstehen. Der Ausströmraum schließt ein zylindrisches Gehäuse ein, welches ein erstes Ende, das verschlossen ist, und ein zweites Ende, das in Dichtbeziehung an einem Teil der Hülse zwischen deren Enden befestigt ist, hat, wobei das zweite Diaphragma zwischen der Hülse und dem zweiten Ende des Ausströmraumgehäuses derart angeordnet ist, daß die Speicherkammer vor dem Zerreißen des zweiten Diaphragmas gegen den Ausströmraum abgedichtet ist. Diese Anordnung erlaubt die Bereitstellung eines Aufprallfilters an einem Stopfen, der das gegenüberliegende Ende der Speicherkammer schließt, an welchem sich der pyrotechnische Erhitzer befindet. Ein so positionierter Aufprallfilter wird dazu neigen, Flüssigphasen-Teilchen aus dem pyrotechnisch erhitzten Gas, das auf den Filter aufprallt, zu kondensieren.
Der Hybridgaserzeuger arbeitet wie folgt. Nach Empfang eines Kontrollsignals feuert eine Sprengkapsel in dem pyrotechnischen Erhitzer und entzündet die pyrotechnische Ladung (BKNO&sub3;). Sobald der Druck in der Verbrennungskammer ansteigt und den hohen Druck des gespeicherten Inertgases in der Speicherkammer übersteigt, springt der Stopfen ab. Anschließend zerreißt das erste dünne Diaphragma, da es nicht mehr gehalten wird, wenn der Verbrennungsdruck des pyrotechnischen Erhitzers den Speicherdruck des Inertgases übersteigt. Heißgas und Teilchen aus dem brennenden pyrotechnischen Material erhitzen das gespeicherte Gas, was einen raschen Druckanstieg in der Speicherkammer bewirkt. Wenn der Druck in der Speicherkammer die strukturelle Leistungsfähigkeit des zweiten dünnen Metalldiaphragmas in dem Ausströmraum übersteigt, triff dessen Zerreißen auf. Dies erlaubt es dem erhitzten Gas, durch die Ausströmraumöffnungen in die Airbaganordnung hinein zu entweichen. Zwischen dem Ausströmraumdiaphragma und der Speicherkammer befinden sich eine oder mehrere einschnürende Öffnungen, welche den Gasstrom von der Speicherkammer drosseln und einen geeigneten Befüllungsgrad der Airbaganordnung bereitstellen.
Die verschiedenen Neuheitsgesichtspunkt, welche die Erfindung kennzeichnen, werden insbesondere in den anhängenden und einen Teil dieser Beschreibung bildenden Ansprüchen herausgestellt. Zum besseren Verständnis der Erfindung, ihrer Gebrauchsvorteile und der speziellen durch ihre Verwendung erreichten Ziele wird auf die beiliegenden Zeichnungen und die Beschreibungen Bezug genommen, in welchen eine bevorzgute Ausführungsform der Erfindung erläutert wird.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Mit dieser Beschreibung der Erfindung folgt eine detaillierte Beschreibung, bei der Bezug genommen wird auf die beiliegenden Zeichnungsfiguren, welche einen Teil der Beschreibung bilden, in welchen gleiche Teile durch die bezeichnet werden, und in denen
die Figuren 1, 2 und 3 Vorder-, Seiten- beziehungsweise Rückansichten sind, die die Hybridaufblasvorrichtung der vorliegenden Erfindung darstellen,
Figur 4 eine Querschnittsansicht der Hybridaufblasvorichtung entlang der Linie 4-4 von Figur 1 ist,
Figur 5 eine Querschnittsansicht entlang der Linie 5-5 von Figur 2 ist,
Figur 6 eine vergrößerte weggebrochene Schnittansicht eines Teils der in Figur gezeigten Hybridaufblasvorrichtungs-Abschnittsansicht ist,
Figur 7 das Funktionieren der Hybridaufblasvorrichtung mit einem heißen, auf Umgebungstemperatur befindlichen und kalten Behälter zeigt,
Figur 8 die Aufzeichnung eines umgebenden Airbag-Entfaltungsdruckes zeigt, und
Figur 9 eine Aufzeichnung eines umgebenden Verbrennungsdruckes zeigt.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen wird dort ein Hybridaufblasvorrichtungsaufbau 10 für das Aufblasen eines Rückhalters für Fahrzeuginsassen, wie etwa einem Airbag, gezeigt. Dier Hybridaufblasvorrichtungsaufbau 10 umfaßt einen Druckbehälter 12 einschließlich einer Speicherkammer 14, die mit einem Inertgas, wie etwa Argon oder Stickstoff, gefüllt und auf einen Druck gesetzt ist, der typischerweise in dem Bereich von 13.79 - 27.58 MPa (2000 - 4000 psi) liegt.
Die Kammer 14 wird durch eine längliche zylindrische Hülse 16 begrenzt. Ein Füllstopfen 18 ist durch eine Umfangsschweißung 20 in Dichtbeziehung an einem ersten Ende 22 der Hülse 16 befestigt. Ein pyrotechnischer Erhitzer 24 wird in Dichtbeziehung in die Kammer 14 von einem zweiten Ende 26 der Hülse 16 eingedreht. Ein Ausströmraum 28 erstreckt sich im wesentlichen in einem Winkel von 90º aus der Außenfläche 30 der Hülse 16 an einer Stelle zwischen deren Enden 22 und 26. Der Ausströmraum 28 ist in Dichtbeziehung mit der Hülse 16 angeordnet und stellt einen Durchlaß für den Gasfluß von der Druckkammer 14 durch eine oder mehrere normalerweise geschlossene einschnürende Öffnungen 32, die in der Wand der Hülse 16 vorgesehen sind, bereit.
Der pyrotechnischer Erhitzer 24 umfaßt ein Gehäuse 34 mit einem vergrößerten äußeren Ende 36, das mit dem zweiten Ende 26 der Hülse 16 zusammenpaßt. Die Hülse 16 und das äußere Ende 36 des Gehäuses 34 sind in Dichtbeziehung an einer Umfangsschweißung 38 verbunden. Am inneren Ende 40 des Gehäuses 34 ist eine mittige Öffnung oder eine Düsenöffnung 42 vorgesehen. Die Öffnung 42 ist normalerweise durch einen kompakten Metallstopfen 44 und ein dünnes Metalldiaphragma 46, hier als erstes Diaphragma bezeichnet, abgedeckt. Das Diaphragma 46 ist durch eine Umfangsschweißung 48 an dessen Umfang in Dichtbeziehung mit dem inneren Ende 40 des Gehäuses 34 verbunden. Der Stopfen 44 schafft einen Unterlegträger für das dünne Diaphragma 46 über dessen gesamte Fläche, was so das dünne Diaphragma 46 in die Lage versetzt, den Beladungen mit dem in der Kammer 14 gespeicherten Hochdruckgas zu widerstehen. Hierzu ist die Oberfläche 50 des an dem Diaphragma 46 anliegenden Stopfens 44 bündig mit dem inneren Ende 40 des Gehäuses 34, wobei der Stopfen 44 an einen Ansatz 52 anstößt, der an der Düsenöffnung 42 anliegt, wie man in den Figuren 4 und 6 sieht.
In dem pyrotechnischen Gehäuse 34 sind eine pyrotechnische Ladung 54 einer Granulatmischung aus BKNO&sub3; und eine Sprengkapsel 56 enthalten. Die Sprengkapsel 56 wird durch einen hohlen, im allgemeinen zylindrischen Befestigungsadapter 58 in dem Gehäuse 34 gehalten. Der Befestigungsadapter 58 befindet sich in einer Öffnung 60 in einer mittigen Position in dem äußeren Ende 36 des Gehäuses 34, wobei er darin durch eine O-Ring-Dichtung 61 abgedichtet wird. Eine in dem äußeren Ende 36 des Gehäuses 34 gebildete Umfangsfalz 62 hält den Befestigungsadapter 58 fest in der Öffnung 60. Die elektrischen Kontaktstifte 57 verbinden die Sprengkapsel 56 mit einem (nicht gezeigten) Kollisionssensor.
Die Sprengkapsel 56 hat einen kegelförmigen Abschnitt 63, der mit einem ähnlich geformten konischen Abschnitt in dem Befestigungsadapter 58 in Eingriff steht und damit zusammenpaßt. Ein anderer Abschnitt des Befestigungsadapters 58 bildet einen Falz 64 über einem umgebogenen konischen Abschnitt 65 der Sprengkapsel 56 und hält so die letztere fest in der Öffnung 60.
Die pyrotechnische Ladung 54 ist in einem im allgemeinen zylindrischen Behälter 66 mit einem geschlossenen, in sich zurückkehrenden Abschnitts 68 enthalten, in welchen die Sprengkapsel 56 in enger aber nicht berührender Beziehung hineinpaßt. Das andere Ende des Behälters 66 ist durch einen hutförmigen Behälter 70 verschlossen. Der Behälter 70 schließt einen relativ breiten Rand 72 an dessen offenem Ende ein, der mit einer Aluminiumfoliendichtung 74 abgedichtet ist. Ein Klebstoff 76 kann für das Befestigen der Dichtung 74 an dem Rand 72 vorgesehen werden.
Der Behälter 70 enthält ein Zündermaterial 78. Zur Erleichterung des Einfügens des Behälters 70 in das offene Ende des Behälters 65 und für das Erreichen eines engen Eingriffs mit der Innenwandfläche der letzteren, ist die äußere Umfangskante des Randes 72 wünschenswerterweise abgerundet, wie es am besten in Figur 6 zu sehen ist. Das Abdichten zwischen den Behältern 66 und 70 kann durch einen geeigneten Dichtstoff, wie etwa Silikongummi, der auf bekannte Weise richtig vulkanisiert wurde, bewirkt werden. Wünschenswerterweise kann die Kante 82 des offenen Endes des Behälters 66, wie gezeigt, nach innen gerundet sein, um der Form der Innenwand des pyrotechnischen Gehäuses 34 zu entsprechen, wobei die Oberfläche des Behälters 70 von der Foliendichtung 74 entfernt sich in gutem thermischem Kontakt mit der inneren Endwand des Gehäuses 34 und dem benachbarten Ende des Stopfens 44 befindet.
Obwohl verschiedene pyrotechnische Materialien für die pyrotechnische Ladung 54 in dem Behälter 66 verwendet werden können, ist ein bevorzugtes Material eine Granulatmischung aus 25 Gewichtsprozent Bor und 75 Gewichtsprozent Kaliumnitrat. Diese Mischung wurde als die herausgefunden, die mit einer heißen Flamme brennt, die für das Erhitzen des in der Speicherkammer 16 gespeicherten Gases erfindungsgemäß geeignet ist.
Das Zündermaterial 78 in dem Behälter 70 kann irgendein körniges Pulver oder anderes Material sein, das für lange Zeiträume bei Temperaturen von bis zu 121ºC (250ºF) stabil ist, sich bei den gewünschten Temperaturen von ungelähr 177ºC (350ºF) selbst entzündet und einen Heißgasstrom abgibt, der ausreicht, die pyrotechnische Ladung 54 in dem Behälter 66 zu entzünden. Ein Zündermaterial 78, das als zufriedenstellend befunden wurde, ist du Pont 3031, ein Produkt von E. I. du Pont de Nemours & Co., Inc. of Wilmington, Delaware. Eine Stabilität über lange Zeiträume wird wegen der erwarteten Gebrauchslänge benötigt, welche zehn (10) Jahre oder mehr in dem Fahrzeug betragen kann, in welchem die Hybridautblasvorrichtung 10 eingebaut ist.
Das Material des Gehäuses des Behäters 66 kann 0,0254 bis 0,0508 cm (0,010 bis 0,020 inch) dicke(s) Aluminium oder Stahifolie sein. Der Klebstoff 76 muß Hochtemperaturklebeeigenschaften bis hin zu der Temperatur der Selbstentzündung aufweisen.
Der Zweck des Behälters 66 und des darin enthaltenen Zündermaterials 78 ist, die Aufblasvorrichtung 10 rasch zu zünden, sobald die Selbstentzündungstemperatur der Körnchen des Zündermatenals 78 erreicht ist. Dieses Ergebnis wird durch die Anordnung des Zündermaterials 78 in dichtem oder engem thermischem Kontakt mit der Wand des pyrotechnischen Gehäuses 34 erleichtert, wobei dessen heißer gasförmiger Ausstoß nach der Selbstentzündung in die pyrometrische Ladung 54 in dem Behälter 66 gerichtet wird.
Der Ausströmraum 28 umfaßt eine im allgemeinen zylindrische Hülse 84, die an einem Ende mit der Hülse 16 durch eine Umfangsschweißung 88 mit einem abgesenkten Abschnitt 86 von deren Oberfläche 30, in welchem sich die Öffnung 32 befindet, verbunden ist. Das andere Ende der Hülse 84 ist mit einer gasundurchlässigen Abdeckplatte 90 verbunden und durch diese abgedichtet. Ein dünnes Metalldiaphragma 92, im folgenden als ein zweites Diaphragma bezeichnet, schafft eine Dichtung für die Öffnung 32 in der Wand der Hülse 16, welche die Speicherkammer 14 begrenzt. In der Hülse 84 des Ausströmraums 28 sind mehrere Öffnungen 94 für die gleichmäßige Abgabe von Aufblasgas von der Kammer 14 in die (nicht gezeigte) Airbag- Anordnung vorgesehen.
In dem Ausströmraum 28 ist ein mit 96 angezeigtes Gitter oder ein perforiertes Metallblech vorgesehen, um die Ausströmraumöffnungen 94 abzudecken, um zu verhindern, daß Bruchstücke der Diaphragmen in den Airbag-Aufbau eindringen. Wenn Filterung gewünscht wird, könnte das Gitter 96 durch eine Filteranordnung aus Metallwicklungen und/oder Keramikfasermaterialien, welche in der Technik bekannt sind, ersetzt werden.
Weiteres Filtern wird durch das Plazieren eines bei 98 angezeigten Aufprallfiltermaterials an der Innenfläche der Füllöffnung und des Stopfens 18 gegenüber der mittigen Öffnung 42 oder der Düse des pyrotechnischen Erhitzers 24 erreicht. Der Filter 98 würde aus gewebtem oder mattiertem Metall und/oder Keramikfasern bestehen, welche durch Bereitstellung eines großen Oberflächenbereichs wirken, auf welchem die in den aufprallenden Gase mitgerissenen Flüssigphasen-Teilchen kondensieren können.
Wenn erforderlich, kann eine (nicht gezeigte) Drucküberwachungsvorrichtung an der Füllöffnung und dem Stopfen 18 eingeschlossen sein.
Beim Betrieb des Hybridgaserzeugers feuert nach dem Empfang eines elektrischen Signals, das das Auftreten eines Unfalls, d.h. eine Notwendigkeit der Airbagentfaltung anzeigt, die Sprengkapsel 56 in dem pyrotechnischen Erhitzer 24, wodurch die pyrotechnische Ladung 54 entzündet wird. Sobald der Druck in der in dem Behälter 66 enthaltenen Verbrennungskammer ansteigt und den hohen Druck des in der Kammer 14 gespeicherten Gases übersteigt, springt der die mittige Öffnung 42 verschließende Stopfen 44 in dem pyrotechnischen Gehäuse 34 ab. Anschließend zerreißt das dünne Diaphragma 46, da es nicht mehr gehalten wird, wenn der Verbrennungsdruck des pyrotechnischen Erhitzers 24 den Gasspeicherdruck in der Kammer 14 übersteigt. Heißgas und Partikel aus der brennenden pyrotechnischen Ladung 54 erhitzen das gespeicherte Gas, was einen raschen Druckanstieg in der Speicherkammer verursacht. Wenn der Speicherdruck das strukturelle Leistungsvermögen des dünnen Metalldiaphragmas 92 in dem Ausströmraum 28 übersteigt, zerreißt es, was es dem erhitzten Gas erlaubt, durch die Ausströmraumöffnungen 94 in die Airbag-Anordnung hinein zu strömen. Zwischen dem Ausströmraumdiaphragma 92 und der Speicherkammer 14 befinden sich eine oder mehrere einschnürende Öffnungen 32, welche den Gasstrom von der Speicherkammer 14 drosseln, was den richtigen Befüllungsgrad für den Airbag schafft. Das grobe Sieb oder perforierte Metallblech 96 hält Bruchstücke der Diaphragmen 46 und 92 davon ab, in die Airbag-Anordnung einzudringen. Der Aufprallfilter 98 an der Füllöffnung und dem Stopfen 18 ergibt weiteres Filtern durch das Kondensieren von in den Aufprallgasen mitgerissenen Flüssigphasen-Teilchen daran.
Figur 7 zeigt das Funktionieren der Hybridaufblasvorrichtung 10 mit einem heißen, auf Umgebungstemperatur befindlichen und kalten Behälter.
Figur 8 zeigt die Aufzeichnung eines umgebenden Airbag-Entfaltungsdruckes, und
Figur 9 zeigt eine Aufzeichnung eines umgebenden Verbrennungsdruckes.
In Figur 9 zeigt die Position 100 in der Aufzeichnung 99 an, daß das Zündsignal empfangen wurde und daß die Sprengkapsel gefeuert wurde. Bezugsziffer 101 zeigt, daß der Verbrennungsdruck in dem pyrotechnischen Erhitzer 24 den gespeicherten Gasdruck übersteigt. Ziffer 102 zeigt die Erhitzungsdauer des in der Speicherkammer 14 gespeicherten Gases an. Ziffer 103 zeigt an, daß das zweite Diaphragma 92 zerrissen ist, wobei es das erhitzte Gas in der Speicherkammer 14 freigesetzt hat. Ziffer 104 zeigt die Dauer des Gasauströmens von der Kammer 14 an.
So wurde gemäß der Erfindung eine verbesserte Hybridaufblasvorrichtung bereitgestellt, die keine Glas-auf-Metall-Dichtungen oder andere komplizierte Dichtungsverfahren erfordert, um die Hochdruckdichtung der Speicherkammer für komprimiertes Innertgas aufrechtzuerhalten. Auch erfordert die verbesserte Hybridaufblasvorrichtung keine (mechanische oder pyrotechnische) Antriebseinrichtung, um die Strömungsdurchgänge von der Speicherkammer für komprimiertes Gas zu dem Airbag zu öffnen. Die verbesserte Hybridautblasvorrichtung der Erfindung ist darüber hinaus durch die Abgabe erhitzten Gases in seiner Gesamtheit an den Airbag gekennzeichnet. Zusätzlich weist die verbesserte Hybridaufblasvorrichtung einen mittig angeordneten Ausströmraum auf, der einen leichteren Einbau in Modulen im Vergleich zu Endausströmräumen bietet, die typischerweise an Hybridaufblasvorrichtungen verwendet werden.

Claims

1. Hybridaufblasvorrichtung (10) für einen Airbag mit

einer Speicherkammer (14) zum Speichern von Aufbasgas unter hohem Druck, wobei diese Speicherkammer (14) von einer hohlen zylindrischen Hülse (16) gebildet wird, die an einem Ende (22) verschlossen und an einem entgegengesetzten Ende (26) offen ist,

einer pyrotechnischen Heizeinrichtung (24), die das entgegengesetzte Ende (26) der Hülse (16) verschließt, wobei diese pyrotechnische Heizeinrichtung (24) in die Hülse (16) eingelassen ist und eine Verbrennungskammer mit einer pyrotechnischen Ladung (54) darin, eine Düsenöffnung (42), eine Stopfeneinrichtung (44), die an einer Schulter (52) in Nachbarschaft zu der Düsenöffnung (42) anliegt, und ein erstes Diaphragma (46) einschließt,

einem Ausströmraum (28) mit mehreren Öffnungen (94) zur gleichmäßigen Abgabe von Aufblasgas aus der Speicherkammer (14) in einen Airbag und

einem zweiten Diaphragma (92) zur Steuerung eines Stromes des Aufblasgases aus der Aufblasvorrichtung,

wobei die Speicherkammer (14) gegenüber der Verbrennungskammer durch das erste Diaphragma (46), das von der Stopfeneinrichtung (44) unterlegt ist, gegen den hohen Druck des in der Speicherkammer (14) gespeicherten Aufblasgases abgedichtet ist,

wobei, wenn bei Zündung der pyrotechnischen Ladung (54) der Druck in der Verbrennungskammer ansteigt und den Druck des in der Speicherkammer (14) gespeicherten Aufblasgases übersteigt, das erste Diaphragma (46) zerreißt, da es ununterstützt ist, wenn der Druck in der Verbrennungskammer den Druck in der Speicherkammer (14) übersteigt, und heißes Gas aus der abbrennenden pyrotechnischen Ladung (54) das gespeicherte Aufbasgas in der Speicherkammer (14) erhitzt, was einen raschen Druckanstieg darin bewirkt, so daß, wenn der Druck in der Speicherkammer (14) die strukturelle Leistungsfähigkeit des zweiten Diaphragmas (92) übersteigt, ein Zerreißen des letzteren erfolgt, was erlaubt, daß das erhitzte Gas durch die Ausströmraumöffnungen (94) in einen Airbag abgegeben wird, und

wobei sich die Stopfeneinrichtung (44) vor dem Zerreißen des ersten Diaphragmas von dem ersten Diaphragma (46) abhebt, dadurch gekennzeichnet, daß die Stopfeneinrichtung (44) kompakt ist und der Ausströmraum (28) ein zylindrisches Gehäuse (84) einschließt, welches ein erstes Ende (90), das verschlossen ist, und ein zweites Ende, das in Dichtbeziehung an einem Teil der zylindrischen Hülse (16) zwischen deren Enden befestigt ist, hat, wobei das zweite Diaphragma (92) zwischen der Hülse (16) und dem zweiten Ende des Ausströmraumgehäuses (84) derart angeordnet ist, daß die Speicherkammer (14) vor dem Zerreißen des zweiten Diaphragmas (92) gegen den Ausströmraum (28) abgedichtet ist.

2. Hydridaufblasvorrichtung (10) nach Anspruch 1, bei der sowohl das erste (46) als auch das zweite (92) Diaphragma aus einem dünnen Metall besteht.

3. Hybridaufblasvorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, bei der die hohle zylindrische Hülse (16) an ihrem einen Ende (22) durch eine Füllstopfeneinrichtung (18) verschlossen ist.

4. Hybridaufblasvorrichtung (10) nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei der wenigstens eine der Füllstopfeneinrichtung (18) und der kompakten Stopfeneinrichtung (44) aus Metall besteht.

5. Hybridaufblasvorrichtung (10) nach einem der vorausgehenden Ansprüche, bei der das erste Diaphragma (46) um seinen Umfang herum in Dichtbeziehung zu der Düsenöffnung (42) an die pyrotechnische Heizeinrichtung (24) geschweißt ist.

6. Hybridaufblasvorrichtung (10) nach Anspruch 3, bei der die Füllstopfeneinrichtung (18) in Dichtbeziehung an das eine Ende (22) der Hülse (16) geschweißt ist und die pyrotechnische Heizeinrichtung (24) an das andere Ende (26) der Hülse in Dichtbeziehung geschweißt (38) ist.

7. Hybridaufblasvorrichtung (10) nach einem der vorausgehenden Ansprüche, bei der das erste Ende des Ausströmraumes (28) durch eine Platte (90) verschlossen ist, die in Dichtbeziehung daran geschweißt ist, und das zweite Ende des Ausströmraumes (28) durch Verschweißen gegen die Hülse (16) abgedichtet ist.

8. Hybridaufblasvorrichtung (10) nach einem der vorausgehenden Ansprüche, bei der sich das zylindrische Gehäuse (84) des Ausströmraumes (28) von der Hülse (16) in einem Winkel von im wesentlichen 90º aus erstreckt.

9. Hybridaufblasvorrichtung (10) nach einem der vorausgehenden Ansprüche, weiterhin mit wenigstens einer einschnürenden Öffnung (32) in der Wand der Hülse (16) zwischen der Speicherkammer (14) und dem zweiten Diaphragma (92) zur Drosselung des Gasstromes aus der Speicherkammer (14) beim Zerreißen des zweiten Diaphragmas.

10. Hybridaufblasvorrichtung (10) nach einem der vorausgehenden Ansprüche, weiterhin mit einer Öffnungabdeckungseinrichtung (96), die im Inneren des Ausströmraumes (28) angeordnet ist, um zu verhindern, daß Bruchstücke des Diaphragmas (46, 92) in den Airbag eindringen.

11. Hybridaufblasvorrichtung (10) nach Anspruch 10, bei der die Öffnungsabdeckungseinrichtung (96) ein grobes Sieb oder perforiertes Metallblech umfaßt, welches im Inneren des Ausströmraumes (28) angeordnet ist, um die Ausströmraumöffnungen (94) zu bedecken.

12. Hybridaufblasvorrichtung (10) nach einem der vorausgehenden Ansprüche, weiterhin mit einer Filteranordnung (98) von Metallwickungen und/oder Keramikfasermaterialien im Inneren des Ausströmraumes.

13. Hybridaufblasvorrichtung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, bei der die pyrotechnische Heizeinrichtung (24) weiterhin eine Sprengkapsel (56) zum Zünden der pyrotechnischen Ladung (54) in der Verbrennungskammer einschließt, wobei diese Spreng kapsel (56) bei Empfang eines elektrischen Signals, das die Notwendigkeit eines Aufblasens des Airbags anzeigt, aktiviert wird, um die pyrotechnische Ladung (54) zu zünden.

14. Hybridaufblasvorrichtung (10) nach einem der vorausgehenden Ansprüche, bei der die pyrotechnische Heizeinrichtung (24) weiterhin in der Verbrennungskammer Selbstzündungseinrichtungen mit einem Selbstzündungsmaterial (78) enthält, welches eine Zündtemperatur unter einer Zündtemperatur der pyrotechnischen Ladung (54) hat.