DE69620114T2 - Unabhängiger,pyrotechnischer Zünder für eine Aufblasvorrichtung - Google Patents

Description

• Diese Erfindung betrifft kostengünstige Gaserzeuger- oder Aufblasvorrichtungen aus Stahl, die die Verbrennung einer Festkraftstoff-Gaserzeuger-Zusammensetzung zum Erzeugen eines Gases für das rasche Aufblasen von aufblasbaren passiven Unfallschutzrückhaltesäcken für Kraftfahrzeuge verwenden, und insbesondere eine Vorrichtung mit einem verbesserten Zündungszug für derartige kostengünstige Aufblasvorrichtungen aus Stahl, die aber auf jede Aufblasvorrichtung anwendbar ist, deren Konstruktion veränderbar ist, um die Verwendung einer solchen Vorrichtung zu gestatten. Aufblasvorrichtungen für das Aufblasen aufblasbarer Unfallschutz- oder "Airbag"-Rückhaltesysteme müssen so konstruiert sein, dass sie den mechanischen und thermischen Belastungen widerstehen, die durch solche Systeme erzeugt werden. Dies hat bei der Konstruktion des Aufblaseinrichtungsgehäuses und anderer struktureller Bauteile zur Verwendung leichterer Systeme aus Aluminium anstelle von Stahl geführt. Eine Form einer leichten Aufblasvorrichtung, die Aluminium für die Gehäusestruktur verwendet, ist in dem U. S. Patent Nr. 5,419,578 beschrieben, das an Kirk Storey, Michael P. Jordan und Brent Olsen und dem Inhaber der vorliegenden Anmeldung ausgestellt wurde. Die Aluminiumgehäusekonstruktionen dieser Aufblasvorrichtungen nach dem Stand der Technik schließen erste und zweite strukturelle Bauteile, einen Diffusor und eine Basis, ein. Der Diffusor und die Basis werden zusammen in einem einzigen Schweißvorgang zum Bilden von Zünd-, Verbrennungs- und Filterkammern zusammengeschweißt, wobei die Anordnung in vollständig beladenem Zustand geschweißt wird.
• Einige der inneren Bauteile der nach dem Stand der Technik bekannten Aufblasvorrichtungen sind in der Lage, nachteilig durch Umwelteinflüsse beeinflußt zu werden. Daraus ergibt sich das Auftreten eines Problems, wenn die Schweißstellen, die zum Zusammenhalten der Diffusor- und Basisbauteile benutzt werden, nicht luftdicht oder hermetisch sind, d. h. die Schweißungen erlauben, daß Luft aus der Aufblasvorrichtung entweicht oder eintritt.
• In dem vorgenannten U. S. Patent wird eine geschweißte Aufblasvorrichtungsgehäusekonstruktion mit Diffusor- und Basisbauteilen aus verschiedenen Aluminiumlegierungsmaterialien beschrieben. Diese verschiedenen Aluminiumlegierungsmaterialien stellen eine Aufblasvorrichtungsgehäusekonstruktion mit einer verbesserten hermetischen Versiegelung, d. h. eine verbesserten Leistung bei der Undichtheitsrate, bereit. Ein Nachteil dieser Konstruktion ist, daß sie teuer bei der Herstellung ist. Eine Airbagaufblasvorrichtung nach dem Stand der Technik, auf welcher der Oberbegriff von Anspruch 1 basiert, wird in dem U. S. Patent Nr. 5,139,280 beschrieben. Die Aufblasvorrichtung schließt ein ringförmiges Gehäuse ein, wobei durch einen radialen Schlitz einer mittigen axialen Öffnung davon Gaserzeugungsmaterial durch eine Zentrifugalkraft eingeführt wird, die durch die schnelle Rotation des Gehäuses entsteht. Ein radial ausdehnbares Drahtgewebeteil wird dann in den Schlitz eingeführt, um den Gaserzeuger an Ort und Stelle zu halten. Der Gaserzeuger wird nur dann von der Umgebung abgedichtet, wenn eine Zündvorrichtung in der zentralen Öffnung des Gehäuses installiert worden ist. Die Aufblasvorrichtung kann dementsprechend nicht ohne die Zündvorrichtung und in einem Zustand gelagert werden, in welchem der Gaserzeuger vor der Umgebung abgeschirmt ist.
• Bei allen Ausführungsformen einer Aufblasvorrichtung mit einer Gehäusekonstruktion aus kostengünstigem Stahl besteht die Notwendigkeit, daß der Zündungszug als letztes eingebaut wird. Neben diesem Erfordernis besteht die Notwendigkeit, die Gaserzeugerzusammensetzung und auch den Zündungszug vor der Umgebung abzudichten. Dies beruht darauf, daß, ähnlich wie bei Aufblasvorrichtungsgehäusekonstruktionen aus Aluminium, die Freisetzung an die Umgebung sich als die richtige Wirkung der Aufblasvorrichtung verringernd oder verhindernd erwiesen hat. Es ist sehr schwierig, diese Erfordernisse miteinander zu kombinieren, da die benötigten Verfahren die Verwendung großer Energien zum Abdichten oder Verschließen des Zündungszuges in dem Hauptkörper, d. h. der Gaserzeuger-Verbrennungskammer, der Aufblasvorrichtungen voraussetzen. Diese Energien können potentiell die Aufblasvorrichtungen während der Herstellung entzünden.
• Andere alternative Ausführungsformen beziehen ausgeklügelte Abdichtungen oder Befestigungsmechanismen ein, welche schwer zusammenzubauen und verhältnismäßig teuer herzustellen sein würden.
• Es besteht daher ein Bedarf für eine Verbesserung der Struktur von Aufblasvorrichtungen mit einer Gehäusekonstruktion aus kostengünstigem Stahl, um dieses Problem, das die Notwendigkeit hinsichtlich des Zündungszuges als letztes und der hermetischen Abdichtung betrifft, zu überwinden. Die vorliegende Erfindung ist auf eine praktikable, kostengünstige Lösung dieses Problem ausgerichtet.
• Ein Ziel der Erfindung ist es, eine Aufblasvorrichtungen mit einem unabhängigen Zündungszug bereitzustellen.
• Ein anderes Ziel der Erfindung ist es, die Notwendigkeiten im Hinblick auf die Installation des Zündungszuges als letztes und die hermetische Abdichtung in einer solchen Art und Weise zu trennen, daß sie voneinander unabhängig werden.
• Ein wiederum anderes Ziel der Erfindung ist es, einen in sich geschlossenen pyrotechnischen Zünder bereitzustellen.
• Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, einen in sich geschlossenen pyrotechnischen Zündungszug bereitzustellen, der auf jede Fahreraufblasvorrichtung oder jede Aufblasvorrichtung anwendbar ist, welche gestaltet werden kann, um die Einpassung einer solchen Vorrichtung darin zu erlauben.
• Ein anderes Ziel der Erfindung ist es, zur Verwendung mit einem Aufblasvorrichtungsdruckbehältnis, das das Gaserzeugungsmaterial, Filter- und Kühlelemente enthält, ein anderes Druckbehältnis oder eine Vorrichtung bereitzustellen, weiche unabhängig von dem Aufblasvorrichtungsdruckbehältnis ist und die ersten und zweiten Zündpyrotechniken enthält, wobei die Trennung der Druckbehälter die Vereinfachung des Zusammenbaus gestattet, was die Installation der ersten und zweiten Zündpyrotechniken als letztes und Abdichtungsvorgänge einschließt, welche für die Verlängerung der Lebensdauer der Aufblasvorrichtungen essentiell sind.
• Zur Verwirklichung dieser und anderer Ziele stellt die Erfindung eine Airbagaufblasvorrichtung bereit, wie sie in Anspruch 1 dargelegt wird. Die Vorrichtung enthält die gesamte erste und zweite Zündpyrotechnik. Das offene Ende des Druckbehälters der Vorrichtung wird durch das Vorhandensein des Zünders verschlossen, welcher sich eng in die Druckbehälterwände einpaßt. Der Druckbehälter der Vorrichtung hat einen Halsbereich in seiner Länge, welcher einen Plenumbereich bildet, wenn er mit dem zweiten Druckbehälter zusammenpaßt, der das gaserzeugende Material etc. enthält. Der Umfang des Druckbehälters der Vorrichtung ist auf solche Art und Weise mit Öffnungen versehen, daß es erlaubt ist, daß die Wände des Zünders ausscheren oder sich heben, wenn der Zünder gefeuert wird. Der Ausfluß des Zünders wird durch die an den mit Löchern versehenen Stellen befindlichen Bruchstellen heraus und in den Plenumbereich hineinbefördert. Die Schlitzanordnung ist so gestaltet, daß sie die Möglichkeit der Erzeugung von Schubkraft durch den ausströmenden Ausfluß verringern. Der Ausfluß in dem Plenumbereich durchbricht dann ähnliche Öffnungen, die in dem Druckbehälter eingearbeitet sind, der gaserzeugendes Material und andere Elemente enthält. Der Ausfluß verteilt sich dann in dem letzteren Druckbehälter und zündet die gaserzeugenden Materialien. Die beiden Druckbehälter sind eng zusammengepaßt, um so Ausfluß daran zu hindern, an ihren Schnittstellenoberflächen auszutreten. Kleine Mengen an Ausfluß oder Gas können durch die Schnittstelle hindurchgelangen, ohne die Leistung der Aufblasvorrichtung nachteilig zu beeinflussen.
• Insofern als die beiden Druckbehälter voneinander unabhängig sind, ist es wünschenswert, daß der Zünddruckbehälter schubneutral sein sollte, und zwar mit einem Nettoschub von Null. Falls der Zünddruckbehälter nicht schubneutral ist, wird er dazu neigen, sich selbst aus der Mitte des zweiten Druckbehälters herauszuschleudem. Ein nicht schubneutraler Zündbehälter würde die Einbeziehung von Vorrichtungen erfordern, um den Behälter während des Betriebs zu halten.
• Die verschiedenen Neuheitsmerkmale, welche die Erfindung kennzeichnen, werden eingehend in den anhängenden und einen Teil dieser Beschreibung bildenden Ansprüchen dargestellt. Zum besseren Verständnis der Erfindung, seiner Betriebsvorteile und spezieller Zwecke, die durch ihre Verwendung erzielt werden, wird Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen und das beschreibende Material genommen, in welchen eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung erläutert wird. Nach der summarischen Zusammenfassung der Erfindung folgt eine detaillierte Beschreibung, bei der Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen genommen wird, die einen Teil der Beschreibung bilden, und in denen
• Fig. 1 eine diametrale Querschnittsansicht einer typischen Airbag-Gaserzeuger- oder Aufblasvorrichtungs-Anordnung nach dem Stand der Technik ist,
• Fig. 2 eine diametrale Querschnittsansicht eines neuen und verbesserten Airbag-Gaserzeugers oder einer Aufblasvorrichtungen und eines Gehäuses ist, die entsprechend den Merkmalen der vorliegenden Erfindung konstruiert sind,
• Fig. 3 eine diametrale Querschnittsansicht eines mittigen Abschnitts mit einer Zündemiete und einem Zündungszug vor dem Einbau in der Aufblasvorrichtungen von Fig. 2 ist, und
• Fig. 4 eine detailliertere diametrale Querschnittsansicht des Zündungszuges mit einer Zünddruckbehälteranordnung ist.
• Obwohl nicht in Fig. 1 gezeigt, hat die Gaserzeuger- oder Aufblasvorrichtungsanordnung 10 eine allgemein zylindrische äußere Umrandung. Die Anordnung 10 schließt eine Gehäusekonstruktion 12 mit zwei strukturellen Bauteilen ein. Die beiden strukturellen Bauteile umfassen eine obere Schale oder einen Diffusor 14 und eine untere Schale oder Basis 16, welche durch drei konzentrische Schwungradreibschweißungen, gezeigt bei 18, 20 und 22, verbunden sind, um die Gehäusekonstruktion 12 zu bilden. Die drei Schwungradreibschweißungen werden gleichzeitig in einem einzigen Schweißvorgang durchgeführt.
• Der Diffusor 14 wird gebildet, indem drei konzentrische Zylinder 24, 26 und 28 geschmiedet werden, wobei jeder der Zylinder sich von einer gemeinsamen flachen oberen Wand 30 des Diffusors 14 nach unten erstrecken, um eine getrennte Schweißschnittstelle mit der Basis 16 zu bilden. Der innere Zylinder 24 bildet in Zusammenspiel mit der Wand 30 des Diffusors 14 und der Basis 16 eine mittige innere Kammer, speziell eine Zündkammer 32. Der mittlere Zylinder 26 bildet in Zusammenspiel mit dem inneren Zylinder 24, der Wand 30 und der Basis 16 eine innere Kammer mit der Form eines ringförmigen Körpers, der eine Verbrennungskammer 34 enthält. Der äußere Zylinder 28 bildet in Zusammenspiel mit dem inneren Zylinder 26, der Wand 30 und der Basis 16 eine äußere Kammer, die ebenfalls die Form eines ringförmigen Körpers hat und eine Filterkammer 36 umfaßt. Die Zylinder 24, 26 und 28 schließen jeweils mehrere in gleichmäßigen Abständen angeordnete Öffnungen oder Auslässe 38, 40 beziehungsweise 42 ein, durch welche das erzeugte Gas oder Aufblasgas hindurch in den (nicht gezeigten) zu füllenden Schutzairbag hineinströmt. Die Basis 16 schließt einen Schnittstellenbefestigungsflansch 44 ein, welcher verwendet wird, um die Aufblasvorrichtungsanordnung 10 an einem Fahrzeug zu befestigen, dessen Insassen geschützt werden sollen.
• Innerhalb der Zündkammer 32 ist eine Zündladungsanordnung 48 mit einem zerreißbaren geschlossenen Behälter 48 positioniert, der pyrotechnisches Zündmaterial 50 enthält. Der Behälter 46, welcher gegen Feuchtigkeit hermetisch abgedichtet sein kann, hat eine Vertiefung oder einen Hohlraum 52, der in dessen Boden 54 gebildet ist und durch einen Haltering 56 in der Kammer 32 gehalten wird. Der Haltering 56 hat eine Form, die mit dem Boden 54 des Behälters 46 einschließlich des Hohlraums 52 übereinstimmt, und kann in die Kammer 32 in Einpreßbeziehung damit eingeführt werden. An seinem oberen Ende wird der Behälter 46 in Abstand zu der inneren Oberfläche der Wand 30 durch Kissenabstandshaltermaterial 58 gehalten, weiches ein keramisches Fasermaterial umfassen kann.
• Obwohl verschiedene pyrotechnische Materialien als Zündmaterial 50 in Frage kommen, ist eine körnige Mischung aus 25% Bor und 75% Kaliumnitrat ein bevorzugtes Material. Diese Mischung hat sich als mit sehr heisser Flamme brennend herausgestellt, die geeignet für das Entzünden des gaserzeugenden Material aus Festkraftstoff ist, das sich in der Aufblasvorrichtungsanordnung 10 befindet.
• Ein Zünder oder eine Sprengkapsel 60 erstreckt sich in den Hohlraum 52 des Behälters 46 hinein. Der Zünder 60 hat einen kegelförmigen unteren Abschnitt und ist in einem Loch 62 mit einem dazu passenden kegelförmigen oberen Abschnitt befestigt, wobei das Loch 62 sich an einer mittigen Stelle in der Basis 16 befindet. Der Zünder 60 wird durch eine Umbördelung 64 in dem Loch 62 gehalten, die in der Basis 16 an dem oberen Ende des Loches 62 gebildet ist und welche den kegelförmigen oberen Abschnitt des Zünders 60 überlappt und in ihn eingreift. Der Zünder 60 ist typischerweise eine herkömmliche elektrische Sprengkapsel mit einem Paar stromführender elektrischer Enden 66, die auf die Einsteckverbindung mit einer (nicht gezeigten) externen Unfallsensoreinrichtung angepaßt ist.
• In der ringförmigen Verbrennungskammer 34 sind Pellets 68 aus einer gaserzeugenden Zusammensetzung gleichmäßig verteilt, welche irgendeine aus einer Reihe von Zusammensetzungen sein kann, die den Erfordernissen an Brenngeschwindigkeit, Ungiftigkeit und Flammentemperatur genügt. Eine Zusammensetzung könnte die sein, die in dem U. S. Patent Nr. 4,203,787, ausgestellt an Fred E. Schneiter und George F. Kirchoff, beschrieben wird, wobei deren Patent an den Inhaber der vorliegenden Anmeldung übertragen wurde. Eine andere Zusammensetzung, die vorteilhafterweise benutzt werden kann, ist die, welche in dem U. S. Patent Nr. 4,369,079, ausgestellt an Graham C. Shaw, beschrieben wird, wobei dessen Patent ebenfalls auf den Inhaber der vorliegenden Erfindung übertragen wurde.
• Die Pellets 68 sind von einer runden inneren Siebpackung oder einem Verbrennungskammerfilter 70 umgeben.
• Zu bemerken ist, daß während der Bildung der Schwungradreibschweißungen 18, 20 und 22, welche durchgeführt wird, wobei die Aufblasvorrichtungsanordnung 10 sich in vollständig beladenem Zustand befindet, die Gußgrate, jeweils bei 72, 74 und 76 gezeigt, um die Enden des konzentrischen Zylinders 24, 26 und 28 herum gebildet werden.
• In der äußeren Kammer 36 befindet sich ein Abweiserring 78. Der Abweiserring 78 ist mit einem nach innen gerichteten gekrümmten Flansch 80 an seinem oberen Ende gebildet. In die ringförmige Kammer 36 ist auch eine äußere Siebpackung oder ein Filter 82 eingeschlossen. Die Siebpackung 82 kann gegebenenfalls wünschenswerterweise eine Grobschicht 84 in der Nähe der inneren Oberfläche des äußeren Zylinders einschließen.
• Die Gehäusekonstruktion 12 stellt eine Struktur zum Enthalten der Hochdruckaufblasgase, welche durch die Verbrennung der gaserzeugenden Plättchen 68 produziert werden, der Betrieb der Aufblasvorrichtungsanordnung 10 beginnt mit einem elektrischen Signal von einem (nicht gezeigten) Unfallsensor an den Zünder 60. Der Zünder 60 feuert in den zerreißbaren Behälter 48 hinein und durchschlägt ihn und heißes Zündungsgas strömt durch die Auslaßöffnungen 38 in dem inneren Zylinder 24 und in die ringförmige Verbrennungskammer 34 hinein. Die heißen Zündungsgase entzünden die gaserzeugenden Pellets 68, welche die Stickstoff-Aufblasgase freigeben. Diese Gase strömen durch die innere Siebfilterpackung 70 und radial durch die Auslaßöffnungen 40 der Verbrennungskammer nach außen. Die Siebfilterpackung 70 dient dazu, die Aufblasgase zu kühlen und Teilchenreste daraus zu entfernen. Sobald die Gase aus den Auslaßöffnungen 40 der Verbrennungskammer austreten, werden sie durch den Abweiserring 78 nach unten gelenkt, wo sie auf den Gußgrat 74 von der mittleren Zylinderschweißnaht 20 aufschlagen. Der Gußgrat 74 dient dazu, den Gasfluß zu unterbrechen, was dazu beiträgt, weiter Teilchenmaterial aus dem Aufblasgasfluß zu entfernen. Die Aufblasgase strömen dann hinauf in die Filtersiebpackung 82 und die Grobschicht 84 hinein und schließlich durch die Auslaßöffnungen oder Öffnungslöcher 42 radial nach außen. Die Siebpackung 82 und die Grobschicht 84 dienen dazu, die Ausstoßgase weiter zu kühlen und Teilchenmaterial zu entfernen.
• Wie die Fachleute erkennen werden, ist die Aufblasvorrichtung 10 nach dem Stand der Technik dadurch gekennzeichnet, daß der Zünder 60 und die Ladungsanordnung Behälter 46 ein erste und ein zweits Zündungssystem umfassen, das einstückig mit der Aufblasvorrichtung ist. Der Grund dafür ist, daß die Aufblasvorrichtung 10 aus einem einzigen Druckbehälter mit mehreren Kammern besteht. Diese Kammern umfassen die Zündungskammer 32, die Verbrennungskammer 36, und die Filterkammer 36, wobei diese Kammern das erste beziehungsweise das zweite Zündungssystem, die gaserzeugenden Materialien und Filter- und Kühlelemente halten.
• In Fig. 2 ist ein neuer und verbesserter Gaserzeuger oder eine Aufblasvorrichtung zum Aufblasen eines Airbag dargestellt, der gemäß den Merkmalen der vorliegenden Erfindung konstruiert ist. Auf diese Aufblasvorrichtung wird sich allgemein mit der Bezugsziffer 86 bezogen. Die Aufblasvorrichtung 86 schließt ein Gehäuse oder einen Behälter, das bzw. der aus Blech, etwa aus Stahl, gebildet ist, und einen oberen, umgekehrten, runden, tassenförmigen Diffusordeckel 88 und eine allgemein ringförmige Basis 90 ein, die zum Bilden einer Kammer oder einer Umhüllung für einen Druckbehälter verbunden sind, der eine Menge an festem, gaserzeugendem Material 92 in Form von Pellets enthalten, die die gleiche Zusammensetzung haben können, wie die Pellets 68 in Fig. 1, oder falls gewünscht, kann das gaserzeugende Material 92 die Form von Plättchen haben. Das gaserzeugende Material 92 ist darauf angepaßt, rasch zu verbrennen, um eine notwendige Menge an Aufblasgas für die Entfaltung eines Airbag in Gastlußverbindung mit der Aufblasvorrichtung 86 bereitzustellen. Der Diffusordeckel 88 schließt eine allgemein runde Oberwand 94 mit einer allgemein mittigen Öffnung 96 darin ein. Eine integrale, sich nach unten erstreckende, zylindrische äußere Seitenwand 98 schließt sich an die äußere Umfangskante der Oberwand 94 an. Ein sich radial nach außen erstreckender Befestigungsflansch 100 ist an der äußeren Seitenwand 98 befestigt, um die Aufblasvorrichtung 86 in einer (nicht gezeigten) Lenkrad-Drehkreuzanordnung eines Kraftfahrzeuges zu befestigen.
• Die zylindrische äußere Seitenwand 98 und die runde Oberwand 94 können in einem Drehform- oder einem Tiefzugvorgang aus Stahlblech gebildet werden. Die äußere Seitenwand 98 ist mit mehreren Gasentladungsöffnungen 102 zum Leiten des in dem Gehäuse 88 erzeugten Gases nach außen in einen (nicht gezeigten) Airbag, wie es durch die sich radial erstreckenden Pfeile 104 angezeigt wird, versehen.
• Die Aufblasvorrichtung 86 schließt eine zylindrische Verbrennungs- und einen Filter enthaltende Kammer 106 ein, die durch den Diffusordeckel 88, die runde Basis 90 und durch die innere zylindrische Seitenwand eines geschmiedeten zylindrischen Teils 108, das wie eine Niete geformt ist, begrenzt ist. Das Teil 108 hat eine kreisförmige Oberwand 100 mit einem mittig darin angeordneten Entlüftungsloch 112. Ein äußerer Kantenabschnitt 114 an der Oberwand 110 des Teils 108 liegt einem tiefliegenden kreisförmigen Kantenabschnitt 116 an der oberen Oberfläche der mittigen Öffnung 96 der Oberwand 94 gegenüber. Zwischen den Kantenabschnitten 114 und 116 ist eine runde abdichtende Dichtung 118 plaziert, um eine luftdichte hermetische Abdichtung bereitzustellen.
• Statt einer abdichtenden Dichtung 118 und für zusätzliche Stärke kann die Außenkante 114 der Oberwand 110 an den tiefliegenden kreisförmigen Kantenabschnitt 116 der Oberwand 94 angeschweißt werden, wobei eine runde Schweißung 120 eine hermetische Abdichtung bildet. Alternativ dazu kann sich eine runde Schweißung 122, wie etwa eine Laserschweißung oder eine Schußschweißung zwischen den Kantenabschnitten 114 und 116 befinden, um eine hermetische Abdichtung statt der Dichtung 118 bereitzustellen.
• Das geschmiedete Teil 108 schließt eine integrale innere Seitenwand 98 ein, die sich von der Unterseite der Oberwand 110 aus nach unten erstreckt. Innerhalb des nietenähnlichen geschmiedeten Teils 108 befindet sich ein Raum 125, in welchem eine allgemein mit 128 bezeichnete Druckbehältervorrichtung positioniert ist. Die innere Seitenwand 124 ist mit mehreren normalerweise abgedichteten Öffnungen 126 gebildet, die, wenn sie durchbrochen werden, eine Verbindung zwischen der Druckbehältervorrichtung 128 und der umgebenden runden Verbrennungs- und Filterkammer 106 bieten. Das gaserzeugende Material 92 ist in einer ringförmigen Masse über die gesamte Bodenhälfte der Kammer 106 und über einen wesentlichen Abschnitt der oberen Hälfte davon, die am nächsten der inneren Seitenwand 124 liegt, angeordnet. Ein ringförmiger Filter 130 ist in der oberen Hälfte der Kammer 106 positioniert, welches die Hälfte ist, die am weitesten von der inneren Seitenwand 124 liegt. Es kann eine Reihe von verschiedenen Typen von ringförmigen Filtern 130 benutzt werden. Im allgemeinen schließt der Filter 130 eine großflächige, zylindrisch geformte innere Seite zum Aufnehmen von heißen Verbrennungsgasen, die in der Kammer 106 erzeugt werden, und eine äußere Oberfläche ein, die sich in gegenüberliegenden Stellungen zu den Diffusor-Gasentladungsöffnungen 102 befindet. Die Diffusoröffnungen 102 sind gegen den Eintritt von äußeren verunreinigenden Elementen während der Lebensdauer der Aufblasvorrichtung 86 vor der Aktivierung mittels eines (nicht gezeigten) klebenden Dichtungsbandes aus Aluminiumfolie abgedichtet, welches leicht durch Gasdruck zerrissen werden kann, wenn die Aktivierung der Aufblasvorrichtung 86 zum Füllen eines angeschlossenen Airbag stattfindet.
• Eine elastische, ringförmige abdichtende Ringdichtung 132, die auf geeignete Weise in abdichtender Form an ihrem äußeren Umfang an der inneren Oberfläche der zylindrischen äußeren Seitenwand 98 des Diffusordeckels 88 angebracht ist, steht bereit, um das Verpuffen (?) der heißen Gase um die unteren Enden des ringförmigen Filters 130 herum zu verhindern. Die abdichtende Ringdichtung 132 stellt eine gute Filterwirkung sicher, indem der Gasfluß innerhalb des Fließquerschnitts des Filters 130 gehalten wird, bis er die Diffusorwandöffnungen 102 erreicht.
• Ein unterer Endabschnitt 134 der zylindrischen inneren Seitenwand 124 ist über einen nahen inneren Kantenabschnitt 136 um eine mittige Öffnung 138 in der ringförmigen Basis 90 herum umgefalzt. Die mittigen Öffnungen 96 und 138 in der jeweiligen Oberwand 94 und Basis 90 stehen in koaxialer Ausrichtung und haben den gleiche Durchmesser, um die innere Wand 124 des geschmiedeten Teils 108, welches sich durch die Öffnungen erstreckt, unterzubringen. Eine abdichtende Dichtung 140 kann sich zwischen dem umgefalzten unteren Endabschnitt 134 der inneren Seitenwand 124 und dem inneren Kantenabschnitt 136 der Wand der Basis um die mittige Öffnung 138 herum befinden.
• Statt der abdichtenden Dichtung 140 kann eine ringförmige Schweißung 142, welche so sein kann, wie die Schweißungen 120 und 122, verwendet werden, um eine hermetische Abdichtung zwischen den Kantenabschnitten 134 und 136 zu bilden. Während des Zusammenbaus der Aufblasvorrichtung 86 wird die Verbindung zwischen den Kantenabschnitten 134 und 136 in einem Falzbildungsvorgang bewirkt.
• Gemäß einem wichtigen Merkmal der vorliegenden Erfindung ist ein unterer Endabschnitt 144 der äußeren zylindrischen Seitenwand 98 umgefalzt, um eine falzförmige Verbindung mit einem äußeren Umfangskantenabschnitt 146 der runden ringförmigen Basis 90 zu bilden, um die Abdichtung oder den Verschluß des Gehäuses oder Behälters 88 zu vervollständigen, nachdem alle inneren Bestandteile in der zylindrischen Verbrennungs- und Filterkammer 106 eingefügt worden sind. Um eine hermetische Abdichtung zwischen den Endabschnitten 144 und 146 bereitzustellen, kann eine ringförmige Schweißung 148 benutzt werden. Die Schweißung 148 kann wie die Schweißungen 120 und 122 sein, die hier bereits zuvor beschrieben worden sind.
• Gemäß der vorliegenden Erfindung enthält die Zündungsdruckbehälteranordnung 128 der Aufblasvorrichtung 86 alle ersten und zweiten Zündungspyrotechniken, die von der Aufblasvorrichtung benötigt werden. Die Vorrichtung 128 besteht aus einem Druckbehälter 150, der in der Lage ist, einem Druck von wenigstens 6000 PSI zu widerstehen, wobei in den Behälter 150 ein Zünder 152 eingefügt ist, der durch ein geeignetes Signal aktiviert wird, das das Eintreten einer Fahrzeugkollision anzeigt. Der Zünder 152 enthält alle ersten und zweiten Pyrotechniken, die von der Aufblasvorrichtung 86 benötigt werden. Insbesondere ist in dem Behälter 150 eine pyrotechnische Ladung 154 eines Gemischs aus Borkaliumnitrat (BKNO&sub3;) und Azid enthalten. Wie in Fig. 4 gezeigt, ist die pyrotechnische Ladung 154 in einer geeigneten Schutzumhüllung 155 enthalten, die sich in dem Druckbehälter 150 befindet. Das offene Ende 156 des Druckbehälters 150 wird durch das Vorhandensein des Zünders 152 verschlossen, welcher eng mit den Wänden des Druckbehälters 150 zusammenpaßt.
• Der Druckbehälter 150 hat einen halsartigen Bereich 158 in seiner Länge, welcher einen Plenumbereich 160 bildet, wenn er mit dem Druckbehälter zusammengepaßt wird, der das gaserzeugende Material 92 etc. enthält. Der Behälter 150 ist in die Zündniete 108 fest eingepreßt. Der Umfang des Druckbehälters 150 ist von normal abgedichteten Öffnungen 162 auf solche Weise durchlöchert, dass es dessen Wänden gestattet ist, auseinanderzubrechen, wenn der Zünder 152 gefeuert wird. Der Ausstoß des Druckbehälters 150 wird durch die an den gelöcherten Stellen erzeugten Risse hindurch nach außen und in den Plenumbereich 160 hinein befördert. Die Schlitzanordnung ist so angeordnet, daß sie die Möglichkeit der Erzeugung eines Schubs aus dem Ausstoß verringert. Der Ausstoß in dem Plenumbereich 160 durchbricht dann ähnliche Öffnungen 126, die in die Zündniete 108 eingearbeitet sind, und verteilt sich dann in dem das gaserzeugende Material 92 enthaltenden Druckbehälter, welcher zur Erleichterung hierin als Druckbehälter 164 bezeichnet wird. Die beiden Druckbehälter 128 und 164 sind so eng eingepaßt, damit das Austreten von Ausstoß an der Schnittstellenoberfläche verhindert wird. Zu bemerken ist aber, daß kleine Mengen an Ausstoß oder Gas durch die Schnittstelle hindurchgelangen können, ohne die Leistung der Aufblasvorrichtung nachteilig zu beeinflussen.
• Die Verwendung von Formvorgängen beim Umfalzen des unteren Endabschnitts 134 der inneren Seitenwand 124 gegen den inneren Kantenabschnitt 136 um die mittige Öffnung 138 in der ringförmigen Basis 90 herum und das Umfalzen eines unteren Endabschnitts 144 gegen den äußeren Umfangsendabschnitt 146 der runden Basiswand 90 erleichtert den raschen Zusammenbau der Airbagaufblasvorrichtung 86. Diese Vorgänge gestatten auch die Verwendung von kostengünstigerem Blechmaterial aus Aluminium oder Stahl anstatt einer kostintensiveren Form- oder Schmiedestruktur. Das starke nietenähnliche geschmiedete Teil 108 bietet einen sicheren Weg des dauerhaften Befestigens mittiger Abschnitte der Oberwand 94 und der Basiswand 90 gegen das Ausbeulen oder das Brechen durch Gasdruck, wenn die Aufblasvorrichtung 86 aktiviert wird.
• Gemäß einem wichtigen Merkmal der vorliegenden Erfindung stellt die Druckbehältervorrichtung 128 in Zusammenspiel mit dem nietenartigen Teil 108 einen Weg dar, um in Bezug auf kostengünstige Aufblasvorrichtungsanordnungen aus Stahl der Notwendigkeit zu entsprechen, daß der das erste und zweite Zündsystem enthaltende Zündungszug als letztes eingebaut wird. Insbesondere dann, wenn der die Verbrennungs- und Filterkammer 106 enthaltende Druckbehälter 64 durch das Falzen des unteren Endabschnitts 104 der äußeren Endwand 98 des Diffusordeckels 88 gegen den äußeren Umfangskantenabschnitt 146 der runden ringförmigen Basis 90 abgedichtet worden ist, kann die zweite Druckbehältervorrichtung 128 in das nietenartige Teil 108 eingefügt werden, wobei er darin, wie in Fig. 3 gezeigt, an den Stellen 166 und 168 eingepreßt wird.
• Auf diese Weise trennt die in den Fig. 2, 3 und 4 gezeigte und hierin beschriebene Aufblasvorrichtungskonstruktion die Notwendigkeiten des letzten Einbauvorgangs und der hermetischen Abdichtung auf eine solche Art und Weise, dass sie voneinander unabhängig sind. Zur Verwendung mit einem Aufblasvorrichtungsdruckbehälter, der das gaserzeugende Material, sowie Filter- und Kühlelemente enthält, steht ein anderer Druckbehälter, speziell ein Zünddruckbehälter, bereit, welcher unabhängig von dem das gaserzeugende Material enthaltenden Druckbehälter ist und welcher das erste und zweite Zündsystem enthält, wobei die Trennung der Druckbehälter die Vereinfachung der Anordnung einschließlich des Einbaus der ersten und zweiten Zündsysteme als letztes und Abdichtungsprozesse, welche für die Verlängerung der Lebensdauer der Aufblasvorrichtung wichtig sind, gestattet.

Claims (12)

1. Airbagaufblasvorrichtung (86) mit einem ersten Druckbehälter (150) mit einem offenen Ende (156), in welches ein Zünder (152) eingesetzt ist, weicher durch ein geeignetes Signal aktiviert werden kann, und welches primäre und sekundäre Zündpyrotechnik (154) enthält, wobei das offene Ende des ersten Druckbehälters durch das Vorhandensein des Zünders verschlossen ist, und mit einem gaserzeugendes Material (92) enthaltendem zweiten Druckbehälter (164), der zu dem ersten Druckbehälter paßt und Zündöffnungen (126) hat, um ein Hineinströmen zu gestatten, wobei der erste Druckbehälter (150) dicht verschlossene Zündungsausgangsöffnungen (162) hat, die in solcher Weise angeordnet sind, daß sie einen Ausfluß von dem ersten Druckbehälter gestatten, um die Zündungsausgangsöffnungen (162) zu entsiegeln und in dem zweiten Druckbehälter zu dispergieren, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündungsöffnungen (126) des zweiten Druckbehälters (164) normalerweise unabhängig vom Passen zu dem ersten Druckbehälter (150) abgedichtet sind und die Zündungsausgangsöffnungen (162) in einer solchen Weise angeordnet sind, daß daraus austretender Ausfluß dann die abgedichteten Zündungsöffnungen (126) durchbricht, die in den zweiten Druckbehälter (164) eingearbeitet sind, um dabei den Auslauf darin dispergieren zu lassen.

2. Aufblasvorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Zünder (152) eine pyrotechnische Ladung enthält, die ein Borkaliumnitrat (BKN03) und Azidgemisch enthält.

3. Aufblasvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der der Zünder (152) dicht zu Wänden des ersten Druckbehälters (150) paßt.

4. Aufblasvorrichtung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, bei der die Zünderausgangsöffnungen (162) von mit Öffnungen versehenen Stellen im Umfang des ersten Druckbehälters (150), der so ausgebildet ist, daß er beim Befeuern des Zünders (152) ausschert, um zu erlauben, daß Ausfluß aus dem ersten Druckbehälter ausfließt, vorgesehen ist.

5. Aufblasvorrichtung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, bei der der erste Druckbehälter (150) eine Länge und einen Halsbereich (158) in seiner Länge aufweist, welcher eine Plenumkammer (160) bildet, wenn er mit dem zweiten Druckbehälter (164) zusammenpaßt, durch welchen der Ausfluß nach dem Durchlaufen der Zündausgangsöffnungen (162) und vor dem Durchlaufen der Zündöffnungen (126) in den zweiten Druckbehälter geht.

6. Aufbtasvorrichtung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, bei der der zweite Druckbehälter (164) vor Aktivierung des Zündungszuges abgedichtet ist und von inneren und äußeren Seitenwänden (124, 98), einer Basis (90) und einer oberen Wand (94) gebildet ist, die ein Paar von einander gegenüberliegenden Endwänden, die damit verbunden sind, und mehrere normalerweise abgedichtete Gasausgangsöffnungen (102) besitzt, um Gas aus ihm ausfließen zu lassen,

die innere Seitenwand mehrere der normalerweise abgedichteten Zündungsöffnungen (126) darin hat und einen mittigen Innenraum (125) in dem Gehäuse für den Zündungszug begrenzt, und

ein Zündungszug mit dem Zünder (152) und der primären und sekundären Zündungspyrotechnik (54) in einem inneren Druckbehälter untergebracht ist, der den ersten Druckbehälter (150) bildet, welcher in den Innenraum eingesetzt ist, Preßsitz gegen die Innenseitenwand aufweist und mehrere der normalerweise abgedichteten Zündungsausgangsöffnungen (162) darin hat, welche in wirkungsmäßiger Vereinigung mit den Zündungsöffnungen (126) in der Innenseitenwand angeordnet sind, wobei der innere Druckbehälter die gesamte primäre und sekundäre Pyrotechnik (154) für die Aufblasvorrichtung enthält.

7. Aufbtasvorrichtung nach Anspruch 5 und 6, worin der Halsbereich (158) einen Plenumbereich (160) durch wirkungsmäßige Vereinigung mit der inneren Seitenwand (124) bildet.

8. Aufblaseinrichtung nach Anspruch 6 oder 7, worin ein ringförmiges Filter (130) in dem zweiten Druckbehälter (164) in Nachbarschaft zu einer inneren Oberfläche der äußeren Seitenwand (98) vorgesehen ist, um Verbrennungsrückstand aus Gas, welches in dem Gehäuse vor dessen Entladung durch die Gasausgangsöffnungen (102) erzeugt wird, einzufangen.

9. Aufblasvorrichtung nach Anspruch 8, worin die Gasausgangsöffnungen (102) in der äußeren Seitenwand (98) in einem oberen Abschnitt desselben liegen,

worin das ringförmige Filter (130) in einem Abschnitt der oberen Hälfte des zweiten Druckbehälters positioniert ist und

das Gehäuse weiterhin einen sich nach innen erstreckenden ringförmigen Dichtungsring (132) einschließt, der an seinem äußeren Umfang an der Innenoberfläche der äußeren Seitenwand befestigt und an dem Filter positioniert ist, um in dem Gehäuse erzeugtes Gas daran zu hindern, an dem Filter vorbeizuströmen, um die Gasausgangsöffnungen zu erreichen.

10. Aufblasvorrichtung nach den Ansprüchen 6, 7, 8 oder 9, worin

die Basis (90) und die obere Wand (94) Abstand voneinander haben und koaxial ausgebildet sind und zusammenpassende ausgerichtete Umfangskanten und ausgerichtete Mittelöffnungen (96, 138) haben,

die äußere Seitenwand (98) sich zwischen den ausgerichteten Umfangskanten der Basis und der oberen Wand erstreckt und die mehreren normalerweise abgedichteten Gasausgangsöffnungen (102) darin gebildet besitzt,

die innere Seitenwand (124) in koaxialer Ausrichtung mit der äußeren Seitenwand ist und ein oberes Ende (110) in Berührung mit der oberen Wand und einen unteren Endabschnitt (134) gegen eine äußere Oberfläche der Basis umgebörtelt hat und

die äußere Seitenwand einen ringförmigen Endflansch an einem unteren Endabschnitt, gegen die Außenoberfläche der Basis umgebörtelt hat, um das Gehäuse zu verschließen, wobei die Basis, die obere Wand, die innere Seitenwand und die äußere Seitenwand eine ringförmige äußere Kammer (106) begrenzen, welche den zweiten Druckbehälter (164) bilden, der das gaserzeugende Material (92) enthält.

11. Aufblasvorrichtung nach Anspruch 10, bei der der mittige Innenraum (125) sich zwischen den ausgerichteten mittigen Öffnungen (96, 138) der Basis (90) und der oberen Wand (94) erstreckt.

12. Aufblasvorrichtung (86) nach einem der vorausgehenden Ansprüche, bei der der erste (150) und zweite (164) Druckbehälter unabhängig und gegenüber der Umgebung hermetisch abgedichtet sind und jeweils einen Zündungszug beherbergen, der den Zünder (152) und die primäre und sekundäre Zündpyrotechnik (154) und das gaserzeugende Material umfaßt, und worin der erste Druckbehälter, der den Zündungszug beherbergt, in der Aufblasvorrichtung als die letzte Zusammenbaustufe der Aufblasvorrichtung installiert wird.