DE69511331T2

DE69511331T2 - Vorrichtung zum Aufblasen eines aufblasbaren Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystems

Info

Publication number: DE69511331T2
Application number: DE69511331T
Authority: DE
Inventors: George W. Goetz
Original assignee: TRW Vehicle Safety Systems Inc
Current assignee: ZF Passive Safety Systems US Inc
Priority date: 1994-06-21
Filing date: 1995-06-21
Publication date: 2000-03-23
Anticipated expiration: 2015-06-22
Also published as: EP0688703B1; ATE183155T1; CA2148543C; EP0688703A1; US5468015A; PL309214A1; CA2148543A1; NO952464D0; KR0179997B1; NO952464L; CZ162395A3; DE69511331D1; KR960000648A; JPH0858520A

Description

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Aufblasen einer aufblasbaren Fahrzeuginsassenschutzvorrichtung, wie beispielsweise einen Airbag.

Hintergrund der Erfindung

U.S. Patent Nr. 5, 242, 194 an Popek offenbart eine Vorrichtung zum Aufblasen einer aufblasbaren Fahrzeugrückhaltevorrichtung, wie beispielsweise einen Airbag. Die Vorrichtung umfaßt einen Behälter und eine Betätigungsanordnung. Der Behälter definiert eine zylindrische Speicherkammer, die Gas unter Druck enthält, und er besitzt eine Berstscheibe, die die Speicherkammer abschließt. Ein Körper aus pyrotechnischem Material ist in der Speicherkammer mit dem Gas enthalten. Die Betätigungsanordnung weist einen Kolben, eine Ladung eines pyrotechnischen Materials und einen Zünder zum Zünden der Ladung aus pyrotechnischem Material auf.
Wenn das Fahrzeug eine Verzögerung von zumindest einem vorbestimmten Ausmaß erfährt, was das Auftreten einer Fahrzeugkollision bzw. eines Fahrzeugzusammenstoßes anzeigt, wird die Ladung aus pyrotechnischem Material in der Betätigungsanordnung durch den Zünder gezündet. Die Ladung aus pyrotechnischem Material erzeugt dann Verbrennungsprodukte, die den Kolben kraftvoll gegen die Berstscheibe vorantreiben, um die Berstscheibe zu brechen. Das Gas in der Speicherkammer wird dann für einen Austritt aus der Speicherkammer durch eine Öffnung freigegeben, die durch die gebrochene Berstscheibe definiert wird. Ein Diffusor lenkt dann das Gas in den Airbag, um den Airbag aufzublasen.
Zusätzlich werden durch die Ladung aus pyrotechnischem Material erzeugte Verbrennungsprodukte in die Speicherkammer durch einen Durchlaß gelenkt, der sich durch den Kolben erstreckt. Die Verbrennungsprodukte werden dann gegen den Körper aus pyrotechnischem Material in der Speicherkammer ge lenkt, um den Körper aus pyrotechnischem Material zu zünden. Wenn der Körper aus pyrotechnischem Material in der Speicherkammer brennt, erzeugt er zusätzliche Verbrennungsprodukte, die den Gasdruck in der Speicherkammer durch Erhitzen des gespeicherten Gases und durch Erzeugung von zusätzlichem Gas erhöhen. Im Ergebnis sieht die Vorrichtung Gas zum Aufblasen des Airbags vor, und zwar bei einem erhöhten Druckpegel, der größer als der Druckpegel ist, bei welchem das Gas ursprünglich im Speicherbehälter enthalten war.
Eine ähnliche Vorrichtung zum Aufblasen einer aufblasbaren Fahrzeuginsassenrückhaltevorrichtung ist in der anhängigen U.S.-Patentanmeldung mit der Seriennr. 135, 786 offenbart, die am 13. Oktober 1993 eingereicht wurde, und zwar mit dem Titel "A Vehicle Occupant Restraint Inflator", welche der TRW Vehicle Safety System Inc. zugeschrieben ist. In dieser Vorrichtung enthält die Speicherkammer eine Mischung aus Gasen. Die Mischung aus Gasen umfaßt ein Primärgas zum Aufblasen der Fahrzeuginsassenrückhaltevorrichtung und ferner umfaßt sie ein verbrennbares Gas. Die Vorrichtung weist ferner eine Ladung eines pyrotechnischen Materials zur Erzeugung von Verbrennungsprodukten auf, die einen Kolben kraftvoll gegen eine Berstscheibe vorantreiben, die die Speicherkammer abschließt. Der Kolben reißt dann die Berstscheibe zum Öffnen der Speicherkammer und lenkt ebenso die Verbrennungsprodukte von der Ladung aus pyrotechnischem Material in die Mischung aus Gasen in der Speicherkammer. Das brennbare Gas in der Mischung aus Gasen wird sodann gezündet und im Ergebnis wird die Mischung aus Gasen erhitzt und unter Druck gesetzt.
FR-A-2 256 056 bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Lieferung eines Strömungsmittelmediums, wobei die Vorrichtung ein komprimiertes, gasförmiges Strömungsmittelmedium aufweist, wobei insbesondere vorgesehen ist, daß die Vorrichtung zur Lieferung des Strömungsmittelmediums mit Erwärmungs- bzw. Erhitzungsmitteln ausgestattet ist, um ein schnelles Erhitzen des komprimierten Gases zu bewirken, wenn dasselbe aus einem Zuführbehälter austritt, so daß der Gasablaß wesentlich erhöht wird.
US-A-3,690,695 bezieht sich auf ein Personenrückhaltesystem, das ein in der Form eines Akkordions gefaltetes Aufprallrückhaltepaket besitzt, das flach in einer querverlaufenden U-Biegung gefaltet ist und in einem Gehäuse angeordnet ist, das unter dem Fahrzeugarmaturenbrett befestigt werden kann, und zwar benachbart zum Frontsitz. In einem schnell wirkenden Prozeß wird ein benachbart angeordneter Tank mit einer flüssigen Kohlenstoffdioxidladung schnell durch ein gebrochenes Tankabdichtmetallglied bei der Betätigung eines Aufprallsensors und dem Abfeuern eines Zünders entleert. Gleichzeitig wird Magnesiummetallpulver in die Metallverbrennungskammerleitung geblasen und schnell oxidiert. Die Hitze bzw. Wärme der Verbrennung wird zur Verdampfung des ausgelassenen, flüssigen Kohlenstoffdioxids in Gas in der Kammerleitung verwendet. Das erhitzte Kohlenstoffdioxidgas wird in den gefalteten Aufprallsack geleitet, was den Sack schnell in das Fahrzeugabteilvolumen vor den Personensitzen ausdehnt. Ein zweiter Aufprallsensor kann einen zweiten Kohlenstoffdioxidtank betreiben, der in die Atmosphäre benachbart zum Benzintank entlüftet wird, was als Flutung der Tankumgebung mit Kohlenstoffdioxid dient, um ein Benzinfeuer zu vermeiden oder zu löschen.
Die besonderen Ziele der vorliegenden Erfindung werden gemäß einer Vorrichtung zur Verwendung beim Aufblasen einer aufblasbaren Fahrzeuginsassenrückhaltevorrichtung erreicht, wie sie im unabhängigen Anspruch 1 definiert ist. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen offenbart.

Zusammenfassung der Erfindung

Gemäß der vorliegenden Erfindung weist eine Vorrichtung zur Verwendung beim Aufblasen einer aufblasbaren Fahrzeuginsassenrückhaltevorrichtung, wie beispielsweise einem Airbag, Druckbehältermittel, Betätigungsmittel und ein Lenkungsmittel auf. Die Druckbehältermittel definieren eine geschlossene, Aufblasströmungsmittel enthaltende Speicherkammer Die Betätigungsmittel öffnen die Speicherkammer, um das Aufblasströmungsmittel aus der Spei cherkammer freizugeben, und ferner umfassen sie eine Ladung eines pyrotechnischen Materials. Die Lenkungsmittel lenken das Aufblasströmungsmittel von den Druckbehältermitteln in die Fahrzeuginsassenrückhaltevorrichtung, um die Fahrzeuginsassenrückhaltevorrichtung aufzublasen.
Die Vorrichtung weist ferner Erwärmungs- bzw. Erhitzungsmittel zur Erhöhung des Volumens des Aufblasströmungsmittels an einer Stelle außerhalb der Speicherkammer durch Erhitzung des Aufblasströmungsmittels außerhalb der Speicherkammer auf. Die Erhitzungsmittel umfassen einen Körper aus brennbarem Material, der, wenn er gezündet ist, Verbrennungsprodukte in das Aufblasströmungsmittel ausgibt. Der Körper aus verbrennbarem Material ist außerhalb der Speicherkammer zwischen der Speicherkammer und der Fahrzeuginsassenrückhaltevorrichtung angeordnet.
Als ein Vorteil bezüglich des Standes der Technik können Wände der Druckbehältermittel, die gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaut sind, wesentlich dünner sein, als Wände von ähnlichen Druckbehälterstrukturen, die im Stand der Technik bekannt sind. Dies ist der Fall, weil das Aufblasströmungsmittel erhitzt und auf ein erhöhtes Volumen außerhalb der Speicherkammer gemäß der vorliegenden Erfindung ausgedehnt wird. Daher können die Wände des Druckgefäßes wesentlich dünner sein, als sie ansonsten sein müßten, wenn es erforderlich wäre, daß das Druckgefäß Aufblasströmungsmittel enthält, während es erhitzt wird. Das Gewicht der Vorrichtung ist proportional geringer als Ergebnis dieses Merkmals der vorliegenden Erfindung.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung besitzt der Körper aus verbrennbarem Material eine zylindrische Innenoberfläche, die einen Durchlaß definiert, der sich durch den Körper aus verbrennbarem Material erstreckt. Der Durchlaß definiert einen Teil eines Strömungsmittelflußpfades, der sich von der Speicherkammer zu der aufblasbaren Fahrzeuginsassenrückhaltevorrichtung erstreckt. Der Körper aus verbrennbarem Material definiert somit eine Düse zur Lenkung des Aufblasströmungmittels von der Speicherkammer in Richtung auf die Fahrzeuginsassenrückhaltevor richtung. Das Querschnittsflußgebiet des Durchlasses in der Düse erhöht sich, wenn der Körper aus verbrennbarem Material durch die Verbrennung konsumiert wird. Da der Strömungsmitteldruck in der Speicherkammer abfällt, wenn das Aufblasströmungsmittel aus der Speicherkammer fließt, ermöglicht das vergrößerte Querschnittsflußgebiet in der Düse dem abfallenden Strömungsmitteldruck eine gewünschte Flußrate aus der Speicherkammer beizubehalten.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Das Vorangegangene und andere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden sich dem Fachmann, auf dessen Gebiet sich die vorliegende Erfindung bezieht, beim Lesen der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen verdeutlichen, wobei Folgendes gezeigt ist:
Fig. 1 ist eine schematische Ansicht einer Fahrzeuginsassenrückhaltevorrichtung, die ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung aufweist; und
Fig. 2 ist eine schematische Ansicht, die die Vorrichtung der Fig. 1 in einem Betätigungszustand zeigt.

Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels

Eine Fahrzeuginsassenrückhaltevorrichtung 10, die ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung aufweist, ist schematisch in den Fig. 1 und 2 gezeigt. Die Vorrichtung 10 weist eine aufblasbare Fahrzeuginsassenrückhalteeinrichtung 12 auf, auf die sich im Allgemeinen als ein Airbag bezogen wird. Die Vorrichtung 10 besitzt einen nichtbetätigten Zustand, in welchem der Airbag 12 in einem gefalteten Zustand gespeichert ist, wie in Fig. 1 gezeigt ist. Die Vorrichtung 10 besitzt ebenso einen betätigten bzw. Betätigungszustand, in welchem der Airbag 12 aufgeblasen ist, wie in Fig. 2 gezeigt ist. Wenn das Fahrzeug eine Verzögerung von zumindest einem vorbestimmten Ausmaß erfährt, welches das Auftreten einer Fahrzeugkollision bzw. eines Fahrzeugzusammenstoßes anzeigt, wird die Vorrichtung 10 betätigt. Der Air bag 12 wird dann vom gespeicherten, gefaltetem Zustand in den aufgeblasenen Zustand aufgeblasen. Wenn sich der Airbag 12 im aufgeblasenen Zustand befindet, erstreckt er sich in das Fahrzeuginsassenabteil (nicht gezeigt), um einen Insassen des Fahrzeugs gegen ein kraftvolles Aufschlagen auf Teile des Fahrzeugs zurückzuhalten.
Die Vorrichtung 10 weist ferner ein Druckgefäß 14 und eine Betätigungsanordnung 16 auf. Das Druckgefäß 14 besitzt eine abgedichtete Speicherkammer 18, die Aufblasströmungsmittel unter Druck enthält. Das in der Speicherkammer 18 enthaltene Aufblasströmungsmittel ist bevorzugterweise nicht brennbar, und am Bevorzugtesten besteht es im Wesentlichen aus einer Mischung aus Argon und Sauerstoff. Die Betätigungsanordnung 16 öffnet die Speicherkammer 18, um das Aufblasströmungsmittel aus der Speicherkammer 18 freizugeben, wenn die Vorrichtung 10 betätigt wird. Ein Diffusor 20 lenkt dann das Aufblasströmungsmittel vom Druckgefäß 14 in den Airbag 12, um den Airbag 12 aufzublasen.
Das Druckgefäß 14 weist einen Behälter 22 und einen Verteiler 24 auf. Der Behälter 22 besitzt eine zylindrische Seitenwand 26, eine erste ringförmige Endwand 28 und eine zweite kreisförmige Endwand 30, von denen eine jede bezüglich einer Längsmittelachse 32 zentriert ist. Die erste Endwand 28 des Behälters 22 besitzt eine ringförmige Innenkantenoberfläche 34, die eine kreisförmige Öffnung in der Mitte der ersten Endwand 28 definiert. Die zweite Endwand 28 des Behälters 22 besitzt auf ähnliche Weise eine kreisförmige Innenkantenoberfläche 36, die eine kreisförmige Öffnung in der Mitte der zweiten Endwand 30 definiert.
Eine Endkappe 40 von bekannter Konstruktion ist eng über der Öffnung in der zweiten Endwand 30 des Behälters 22 aufgenommen. Die Endkappe 40 besitzt einen Durchlaß (nicht gezeigt), durch welchen das Aufblasströmungsmittel in die Speicherkammer 18 geleitet wird. Wenn die Speicherkammer 18 mit Aufblasströmungsmittel bis zu einem gewünschten Druck gefüllt wurde, wird der Durchlaß in der Endkappe 40 geschlossen. Die Endkappe 40 kann ebenso einen herkömmlichen Druckschalter aufweisen, der den Strömungsmitteldruck in der Speicherkammer 18 überwacht, um einen Insassen des Fahrzeugs zu alarmieren, wenn der Strömungsmitteldruck unter einen vorbestimmten Pegel fällt. Eine Schweißung 42 blockiert eine Leckage des Aufblasströmungsmittels aus der Speicherkammer 18 zwischen der Endkappe 40 und der zweiten Endwand 30 des Behälters 22.
Ein Verteiler 24 besitzt eine zylindrische Seitenwand 50, eine erste kreisförmige Endwand 52 und eine zweite kreisförmige Endwand 54, von denen eine jede bezüglich der Achse 32 zentriert ist. Die zylindrische Seitenwand 50 des Verteilers 24 ist eng über der Öffnung in der ersten Endwand 28 des Behälters 22 aufgenommen und erstreckt sich leicht in die Speicherkammer 18. Eine Vielzahl von Innenkantenoberflächen 56 der zylindrischen Seitenwand 50 sind außerhalb der Speicherkammer 18 angeordnet. Die Innenkantenoberflächen 56 definieren eine sich in Umfangsrichtung erstreckende Reihe von Strömungsmittelflussöffnungen 58, die sich radial durch die zylindrische Seitenwand 50 erstrecken.
Die zweite Endwand 54 des Verteilers 24 besitzt eine ringförmige Innenkantenoberfläche 60, die eine kreisförmige Austrittsöffnung 62 in der Mitte der zweiten Endwand 54 definiert. Eine metallene Berstscheibe 64 schließt an die zweite Endwand 54 an. Die Berstscheibe 64 besitzt einen gebogenen bzw. ausgebeulten Mittelteil 66 und einen flachen, ringförmigen Randteil 68. Der Mittelteil 66 der Berstscheibe 64 erstreckt sich über die Austrittsöffnung 62. Der Randteil 68 der Berstscheibe 64 ist zwischen die zylindrische Seitenwand 50 und die zweite Endwand 54 des Verteilers 24 geschweißt. Die Berstscheibe 64 wird daher durch den Verteiler 24 in eine Position getragen, um den Fluß des Aufblasströmungsmittels aus der Speicherkammer 18 durch die Austrittsöffnung 62 zu blockieren. Die Speicherkammer 18 wird somit innerhalb des Behälter 22, der Wände 50 und 54 des Verteilers 24 und der Berstscheibe 64 definiert und durch diese abgeschlossen. Eine Schweißung 70 blockiert eine Leckage des Aufblasströmungsmittels aus der Speicherkammer 18 zwischen dem Verteiler 24 und dem Behälter 22.
Die erste Endwand 52 des Verteilers 24 besitzt eine ringförmige Innenkantenoberfläche 74, die eine kreisförmige Öffnung in der Mitte der ersten Endwand 52 definiert. Eine zylindrische, rohrförmige Hülse 76 ist eng koaxial durch die Öffnung in der ersten Endwand 52 aufgenommen. Die Hülse 76 besitzt eine mit Gewinde versehene Innenoberfläche 78 und eine ringförmige Endoberfläche 80. Die ringförmige Endoberfläche 80 definiert eine kreisförmige Öffnung 82, die bezüglich der Achse 32 zentriert ist. Eine Schweißung 84 sichert die Hülse 76 an der ersten Endwand 52 des Verteilers 24 und blockiert eine Leckage des Aufblasströmungsmittels zwischen der Hülse 76 und der ersten Endwand 52.
Die Betätigungsanordnung 16 weist einen Zünder 90 von bekannter Konstruktion auf. Der Zünder 90 besitzt ein Metallgehäuse 92 und umfaßt ein Paar von elektrisch leitenden Stiften 94, die sich in das Gehäuse 92 hinein erstrecken. Das Gehäuse 92 besitzt eine mit Gewinde versehene Außenoberfläche 96, die in Eingriff steht mit der mit Gewinde versehenen Innenoberfläche 78 der Hülse 76, und es besitzt eine kreisförmige Vorderendwand 98, die zur kreisförmigen Öffnung 82 in der Hülse 76 hinweist. Eine Ladung 100 aus pyrotechnischem Material ist im Gehäuse 92 enthalten und wird beim Durchgang eines elektrischen Stromes durch den Zünder 90 zwischen den Stiften 94 gezündet. Die Ladung 100 des pyrotechnischen Materials kann eine geeignete Zusammensetzung besitzen, wie sie im Stand der Technik bekannt ist, und erzeugt schnell Verbrennungsprodukte, einschließlich Wärme und heißer Teilchen, wenn sie gezündet wird. Die durch die Ladung 100 des pyrotechnischen Materials erzeugten Verbrennungsprodukte reißen das Gehäuse 92 an der Vorderendwand 98 und treten schnell aus dem Gehäuse 92 aus. Der Zünder 90 spuckt bzw. läßt daher die Verbrennungsprodukte in den Verteiler 24 durch die Öffnung 82 in der Hülse 76 aus, wenn der Zünder 90 betätigt wird.
Die Betätigungsanordnung 16 weist ferner eine elektrische Schaltung 120 auf in welcher der Zünder 90 eingebunden bzw. verbunden ist. Die elektrische Schaltung 120 weist eine Leistungsquelle 122 auf, die bevorzugterweise die Fahrzeugbatterie und/oder ein Kondensator ist. Die elektrische Schaltung 120 weist ferner einen normalerweise geöffneten Schalter 124 auf. Der Schalter 124 ist bevorzugterweise Teil eines Verzögerungssensors 126, der eine Fahrzeugverzögerung abfühlt. Wenn der Verzögerungssensors 126 eine Fahrzeugverzögerung von zumindest einem vorbestimmten Ausmaß abfühlt, wird der Schalter 124 geschlossen, um die elektrische Schaltung 120 zu schließen bzw. zu vervollständigen. Das vorbestimmte Ausmaß der Verzögerung ist ein Ausmaß, welches das Auftreten eines Fahrzeugzusammenstoßes anzeigt, für welchen das Aufblasen des Airbags 12 zum Rückhalten eines Insassen des Fahrzeugs erwünscht ist.
Der Diffusor 20 besitzt eine erste Endwand 130, eine zweite Endwand 132 und eine zylindrische Seitenwand 134, die sich zwischen den ersten und zweiten Endwänden 130 und 132 erstreckt. Eine ringförmige Innenkantenoberfläche 136 der ersten Endwand 130 definiert eine kreisförmige Öffnung in der Mitte der ersten Endwand 130. Eine zylindrische Seitenwand 50 des Verteilers 24 ist eng über die Öffnung in der ersten Endwand 130 aufgenommen und erstreckt sich leicht nach außen über die erste Endwand 130 hinaus entlang der Achse 32. Eine Schweißung 138 blockiert eine Leckage des Aufblasströmungsmittels zwischen der ersten Endwand 130 und der zylindrischen Seitenwand 50. Die zweite Endwand 132 des Diffusors 20 besitzt eine enge, ringförmige Form und ebenso eine ringförmige Innenkantenoberfläche 140, die eine Mittelöffnung definiert. Die zylindrische Seitenwand 26 des Behälters 22 ist eng über die Öffnung in der zweiten Endwand 132 des Diffusors 20 aufgenommen und erstreckt sich leicht über die zweite Endwand 132 entlang der Achse 32 hinaus. Eine Schweißung 142 blockiert eine Leckage des Aufblasströmungsmittels zwischen der zweiten Endwand 132 und der zylindrischen Seitenwand 26. Ein eingeschlossener bzw. umschlossener Strömungsmittelflußraum 144 wird somit zwischen dem Druckgefäß 14 und dem Diffusor 20 definiert. Der Strömungsmittelflußraum 144 erstreckt sich radial nach Außen vom Verteiler 24 aus und erstreckt sich ferner axial über einen wesentlichen Längenteil des Behälters 22. Eine Vielzahl von Innenkantenoberflächen 146 der Seitenwand 134 des Diffusors 20 definieren Strö mungsmittelauslaßöffnungen 148, die den Strömungsmittelflußraum 144 mit dem Inneren des Airbags 12 verbinden.
Eine Verbrennungsarretierung 150 ist im Strömungsmittelflußraum 144 zwischen dem Druckgefäß 14 und dem Diffusor 20 angeordnet. Die Verbrennungsarretierung 150 ist ein scheibenförmiges Glied und konzentrisch zwischen der zylindrischen Seitenwand 50 des Verteilers 24 und der zylindrischen Seitenwand 14 des Diffusors 20 aufgenommen. Es ist wichtig, daß sich die Verbrennungsarretierung 150 völlig über den Strömungsmittelflußraum 144 an einer Stelle axial zwischen den Strömungsmittelflußöffnungen 58 im Verteiler 24 und den Strömungsmittelauslaßöffnungen 148 im Diffusor 20 erstreckt. Die Verbrennungsarretierung 150 kann aus rostfreier Stahlwolle, einem rostfreien Stahlgitter oder irgendeinem anderen geeigneten Verbrennungsbarrierenmaterial ausgebildet sein, welches im Stand der Technik bekannt ist.
Die Vorrichtung 10 weist ferner einen Körper 160 aus verbrennbarem Material auf, der, wenn er gezündet wird, Verbrennungsprodukte zum Erhitzen und Erhöhen des Volumens des Aufblasströmungsmittels erzeugt. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, das in den Zeichnungen gezeigt ist, ist der Körper 160 aus verbrennbarem Material durch das Druckgefäß 14 an einer Stelle außerhalb der Speicherkammer 18 getragen. Insbesondere ist der Körper 160 aus verbrennbarem Material innerhalb des Verteilers 24 zwischen der zweiten Endwand 54 und den Strömungsmittelflußöffnungen 58 in der zylindrischen Seitenwand 50 enthalten.
Der Körper 160 aus verbrennbarem Material besitzt eine Rohrform mit zylindrischen Innen- und Außenoberflächen 162 und 164, von denen eine jede bezüglich der Achse 32 zentriert ist. Die zylindrische Außenoberfläche 164 stößt mit der zylindrischen Seitenwand 50 des Verteilers 24 zusammen. Eine erste ringförmige Endoberfläche 166 des Körpers 160 ist eng axial beabstandet von den Strömungsmittelflußöffnungen 58. Eine zweite ringförmige Endoberfläche 168 des Körpers 160 stößt an den flachen ringförmigen Randteil 68 der Berst scheibe 64 an. Die zylindrische Innenoberfläche 162 des Körpers 160 besitzt einen konstanten Durchmesser, der im Wesentlichen gleich zum Durchmesser des ausgebeulten Mittelteils 66 der Berstscheibe 64 ist. Die zylindrische Innenoberfläche 162 definiert somit einen zylindrischen Strömungsmittelflußdurchlaß 170, der sich durch den Körper 160 aus verbrennbarem Material entlang der Achse 32 vom Mittelteil 66 der Berstscheibe 64 zu einer Stelle eng beabstandet von den Strömungsmittelflußöffnungen 58 erstreckt. Der Körper 160 aus verbrennbarem Material definiert somit eine Düse zum Lenken des Aufblasströmungsmittels für einen Fluß axial nach Außen vom Mittelteil 68 der Berstscheibe 64 in Richtung auf die Strömungsmittelflußöffnungen 58.
Der Körper 160 aus verbrennbarem Material ist bevorzugterweise vollständig aus Magnesium gebildet. Jedoch kann das verbrennbare Material, aus dem der Körper 160 gebildet ist, irgendeine geeignete Zusammensetzung besitzen, die leicht zündbar ist und schnell Verbrennungsprodukte einschließlich heißer Teilchen und einer großen Wärmemenge erzeugt. Eine aus einem die Zündung verbesserndem Material ausgebildete Beschichtung kann an die Oberflächen des Körpers 160 angewendet werden, um die Zündung des verbrennbaren Materials zu erhöhen, aus dem der Körper 160 ausgebildet ist. Solches die Zündung erhöhendes Material ist im Stand der Technik bekannt. Weiter kann der Körper 160 aus verbrennbarem Material zusätzliche Oberflächen besitzen, die das gesamte zündbare Oberflächengebiet des Körpers 160 erhöhen und welche Ausnehmungen und/oder Durchlässe definieren, die die Verbrennungsprodukte über und durch den Körper 160 leiten. Die Zündung und Verbrennung des Körpers 160 aus verbrennbarem Material würde somit demgemäß weiter erhöht.
Wie zuvor beschrieben, fühlt der Verzögerungssensor 126 im elektrischen Schaltkreis 120 das Auftreten einer vorbestimmten Größe bzw. Menge einer Fahrzeugverzögerung ab, die anzeigend für einen Zusammenstoß ist, für welchen das Aufblasen des Airbags 12 zum Rückhalten eines Insassen des Fahrzeugs erwünscht ist. Der Schalter 124 im Verzögerungssensor 126 wird dann geschlossen, um den elektrischen Schaltkreis 120 zu vervollständigen, wie in Fig. 2 gezeigt. Elektrischer Strom geht dann durch den Zünder 90 zwischen den Verbindungsstiften 94 hindurch und die Ladung 100 aus pyrotechnischem Material im Zünder 90 wird gezündet. Der Zünder 90 spuckt dann Verbrennungsprodukte in den Verteiler 24 durch die Öffnung 82 in der Hülse 76.
Die Verbrennungsprodukte, die vom Zünder 90 an den Verteiler 24 gespuckt bzw. ausgelassen werden, bewegen sich axial von der Öffnung 82 in der Hülse 76 zum Mittelteil 66 der Berstscheibe 64. Diese Verbrennungsprodukte erhitzen den Mittelteil 66 der Berstscheibe 64 schnell auf eine erhöhte Temperatur. Dies reduziert die Zugstärke des Mittelteils 66 der Berstscheibe 64 und bewirkt im Ergebnis, daß der Mittelteil 66 der Berstscheibe 64 unter dem Einfluß des Strömungsmitteldrucks reißt, der nach außen von der Speicherkammer 18 wirkt. Der Mittelteil 66 der Berstscheibe 64 besitzt bevorzugterweise eine Vielzahl von sich radial erstreckenden Kerblinien (nicht gezeigt), die blütenblattähnlich geformte Abschnitte 180 definieren, die nach Außen von der Speicherkammer 18 herausbewegt werden, wenn der Mittelteil 66 gerissen ist, wie in Fig. 2 gezeigt. Das Aufblasströmungsmittel in der Speicherkammer 18 wird somit für einen Fluß nach Außen durch die Austrittsöffnung 62 und ferner durch eine Öffnung 182 freigegeben, die durch den gerissenen Mittelteil 66 der Berstscheibe 64 definiert ist.
Wenn das Aufblasströmungsmittel für einen Austritt aus der Speicherkammer 18 freigegeben ist, entwickelt der Strömungsmitteldruck in der Speicherkammer 18 einen schnellen Fluß des Aufblasströmungsmittels axial durch den Durchlaß 170 im Verteiler 24 und radial in den Strömungsmittelflußraum 144 hinein, und zwar durch die Strömungsmittelflußöffnungen 58 im Verteiler 24. Der Fluß des Aufblasströmungsmittels fährt durch die Verbrennungsarretierung 150 und in den Airbag 12 fort, und zwar durch die Strömungsmittelauslaßöffnungen 148, um den Airbag 12 aufzublasen.
Zusätzlich zum Reißen der Berstscheibe 64 bewegen sich die aus dem Zünder 90 austretenden Verbrennungsprodukte gegen den Körper 160 aus ver brennbarem Material und zünden den Körper 160 aus verbrennbarem Material. Die sich ergebende Verbrennung des Körpers 160 aus verbrennbarem Material bewirkt, daß der Körper 160 zusätzliche Verbrennungsprodukte erzeugt und diese Verbrennungsprodukte in das Aufblasströmungsmittel entläßt bzw. ausläßt, daß durch den Diffusor 24 fließt. Solche Verbrennungsprodukte erhöhen das Volumen des Aufblasströmungsmittels durch Erhitzen des Aufblasströmungsmittels. Als Ergebnis tritt das Aufblasströmungsmittel aus dem Verteiler 24 mit einem erhöhten, volumetrischen Flußpegel aus, der wesentlich größer ist als der volumetrische Flußpegel mit dem es ansonsten aus der Speicherkammer 18 austreten würde.
Das Aufblasströmungsmittel wird fortwährend erhitzt und zu einem erhöhten Volumen ausgedehnt, wenn es durch den Strömungsmittelflußraum 144 von den Strömungsmittelflußöffnungen 58 zum Verbrennungsarretierer 150 fließt. Der Verbrennungsarretierer 150 ist durchlässig genug, um dem Aufblasströmungsmittel zu erlauben, durch den Verbrennungsarretierer 150 mit einer hohen Flußrate zu fließen, jedoch blockiert er die Fortpflanzung der Verbrennung. Der Verbrennungsarretierer 150 blockiert somit die Fortpflanzung der Verbrennung durch den Strömungsmittelflußraum 144 in Richtung auf die Auslaßöffnungen 148.
Wenn das Aufblasströmungsmittel aus der Speicherkammer 18 zum Airbag 12 auf die vorangegangene Weise fließt, verhindert die durch den Strömungsmitteldruck in der Speicherkammer 18 entwickelte Flußrate, daß die Verbrennungsprodukte, die vom Körper 160 aus verbrennbarem Material emittiert werden, in die Speicherkammer 18 in irgendeinem wesentlichen Ausmaß eintreten. Daher wird das Aufblasströmungsmittel im Wesentlichen durch diese Verbrennungsprodukte erhitzt und auf ein erhöhtes Volumen ausgedehnt nur nachdem das Aufblasströmungsmittel aus der Speicherkammer 18 ausgetreten ist. Ferner erhitzen diese Verbrennungsprodukte das Aufblasströmungsmittel und erhöhen dessen Volumen in einem solchen Ausmaß, daß das Aufblasströmungsmittel in der Speicherkammer 18 bei einem relativ geringen Druckpegel enthalten sein kann. Gemäß diesem Merkmal der vorliegenden Erfindung sind die Wände 26, 28 und 30 des Behälters 22 wesentlich dünner als sie ansonsten sein müßten, wenn es erforderlich wäre, daß der Behälter 22 das Aufblasströmungsmittel enthält, während es erhitzt wird. Das Gewicht des Druckbehälters 14 ist proportional geringer als Ergebnis dieses Merkmals der vorliegenden Erfindung.
Gemäß einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung ist der Körper 160 aus verbrennbarem Material größenmäßig so ausgelegt, daß er mit der Verbrennung fortfährt und mit der Emittierung von Verbrennungsprodukten in das Aufblasströmungsmittel zur Erhitzung des Aufblasströmungsmittels fortfährt, und zwar über die Zeit, da das Strömungsmittel nach Außen von der Speicherkammer 18 fließt. Als Konsequenz wird das Aufblasströmungsmittel fortwährend durch den Durchlaß 170 im Körper 160 aus verbrennbarem Material gelenkt, während der Strömungsmitteldruck in der Speicherkammer 18 als Ergebnis des Auswärtsflusses des Aufblasströmungsmittels abfällt. Jedoch wächst der Durchmesser des Durchlasses 170 an, wenn der Körper 160 durch die Verbrennung konsumiert wird. Das Querschnittsflußgebiet bzw. das Querschnittsströmungsgebiet der Düse, die durch den Körper 160 definiert wird, erhöht sich demgemäß, während der Strömungsmitteldruck in der Speicherkammer 18 abfällt. Solch eine Vergrößerung der Düse wirkt der Reduktion des Strömungsmitteldrucks in der Speicherkammer 18 entgegen, so daß der Fluß des Aufblasströmungsmittels nach Außen von der Speicherkammer 18 bei einer gewünschten hohen Rate beibehalten wird. Obwohl der Durchlaß 170 in den Zeichnungen mit konstantem Durchmesser entlang seiner gesamten Länge gezeigt ist, könnte er alternativ einen variierenden Durchmesser besitzen, um so eine Steuerzumessöffnung oder Ähnliches zu definieren.
Aus der vorangegangenen Beschreibung der Erfindung entnimmt der Fachmann Verbesserungen, Veränderungen und Modifikationen. Beispielsweise muß der Diffusor 20 nicht die Form besitzen, in der er in den Zeichnungen gezeigt ist. Insbesondere kann der Diffusor 20 einfach lang genug sein, um den Verbrennungsarretierer 150 zu tragen, und er muß sich nicht entlang der Länge des Behälters 22 erstrecken oder Strömungsmittelauslassöffnungen 148 besitzen. Alternativ kann der Diffusor 22 nur aus der ersten Endwand 130 bestehen, und zwar mit dem Verbrennungsarretierer 150 ausgebildet als ein Ring, der sich zwischen der ersten Endwand 130 und der zweiten Endwand 28 des Behälters 22 erstreckt. Der Verteiler 24, und möglicherweise andere Komponenten oder Oberflächen in einem Fahrzeug, könnten die Lenkung des Aufblasströmungsmittels vom Druckgefäß 14 in den Airbag 12 unterstützen.
Es sei bemerkt, daß die Ziele und Vorteile der Erfindung mittels irgendeiner kompatiblen Kombination (Kombinationen) erreicht werden können, auf die in den angefügten Ansprüchen hingewiesen wird.

Claims

1. Vorrichtung (10) zur Verwendung beim Aufblasen einer aufblasbaren Fahrzeuginsassenrückhaltevorrichtung (12), wobei die Vorrichtung (10) folgendes aufweist:

Druckgefäßmittel (14) zur Definition einer geschlossenen Speicherkammer (18), die ein Aufblasströmungsmittel enthält, wobei die Druckgefäßmittel (14) eine zerbrechbare Verschlußwand (64) aufweisen, die dann, wenn sie zerbrochen ist eine Öffnung (182) definiert durch die Aufblasströmungsmittel aus der Speicherkammer (18) austritt, um die Fahrzeuginsassenrückhaltevorrichtung (12) aufzublasen;

außerhalb der Speicherkammer (18) angeordnete Leitmittel zum Leiten des Aufblasströmungsmittels von den Druckgefäßmitteln (14) in die Fahrzeuginsassenrückhaltevorrichtung (12), wobei die Leitmittel einen Körper (160) aus verbrennbarem Material aufweisen, mit einem Innenoberflächenteil (162) der einen Durchlaß (170) definiert mit einem ersten Ende benachbart zu der zerbrechbaren Verschlußwand (64), und wobei der Durchlaß (170) sich durch den Körper (160) aus brennbarem Material erstreckt; und

Betätigermittel (16) zum Öffnen der Speicherkammer (18) und zum Zünden des Körpers (160) aus brennbarem Material, wobei die Betätigungsmittel (16) einen Körper (100) aus pyrotechnischem Material aufweisen, der Verbrennungsprodukte bei Zündung emittiert, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigermittel (16) Mittel aufweisen, um die Verbrennungsprodukte zur Bewegung von dem Körper (100) aus pyrotechnischem Material zu der zerbrechbaren Verschlußwand (64) zu leiten, und zwar durch den Durchlaß (170), der sich durch den Körper (160) aus brennbarem Material erstreckt, wobei der Durchlaß (170) eine Düse definiert durch welche das Aufblasströmungsmittel beim Austritt aus der Speicherkammer (18) fließt, und zwar durch die Öffnung (182), wobei der Durchlaß (170) eine Querschnittsströmungsmittelflußfläche aufweist, die sich vergrößert, wenn der Körper (160) aus brennbarem Material durch die Verbrennung verbraucht wird, wodurch die Aufrechterhaltung einer gewünschten Strömungsrate an Auf blasströmungsmittel nach außen von der Speicherkammer (18) aufrecht erhalten wird.

2. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei der Durchlaß (170) ein zweites von der zerbrechbaren Verschlußwand (84) beabstandetes Ende aufweist.

3. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei der Durchlaß (170) einen konstanten Durchmesser besitzt.

4. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei die Verbrennungsprodukte sich gegen den Körper (160) aus brennbarem Material bewegen, um den Körper (160) aus brennbarem Material zu zünden.

5. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei die Druckgefäßmittel (14) und die Leitmittel mindestens teilweise einen umschlossenen Strömungsmittelflußraum (144) definieren, der die Druckgefäßmittel (14) mit der Fahrzeuginsassenrückhaltevorrichtung (12) verbindet, wobei die Vorrichtung (10) ferner Verbrennungsarettiermittel (150) aufweist zum Blockieren der Fortpflanzung der Verbrennung, wobei die Verbrennungsarrettiermittel (150) für das Aufblasströmungsmittel durchdringbar oder permeabel sind und angeordnet sind in dem umschlossenen Strömungsmittelflußraum (144) zwischen den Druckgefäßmitteln (14) und der Fahrzeuginsassenrückhaltevorrichtung (12).

6. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei das Aufblasströmungsmittel in der Speicherkammer (18) mit einem Druckpegel enthalten ist, der bewirkt, daß das Aufblasströmungsmittel von der Speicher- oder Aufbewahrungskammer (18) dann nach außen fließt, wenn die Speicherkammer (18) durch die Betätigungsmittel (16) geöffnet wird, wobei der Körper (160) aus verbrennbarem Material wenn gezündet weiterhin die Verbrennungsprodukte in das Aufblasströmungsmittel emittiert über die ganze Zeit hinweg wo das Aufblasströmungsmittel aus der Speicherkammer (18) unter dem Einfluß des Druckes herausfließt.

7. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei die Betätigermittel (16) Mittel (90) aufweisen zum Zünden der Ladung (100) aus pyrotechnischem Material, wobei die Ladung (100) aus pyrotechnischem Material bei Zündung Verbrennungsprodukte erzeugt, die den Körper (160) aus verbrennbarem Material zünden.