DE10002799A1

DE10002799A1 - Airbagaufblasvorrichtung mit Druckregulierung

Info

Publication number: DE10002799A1
Application number: DE10002799A
Authority: DE
Inventors: Eric R Mcfarland; Lloyd G Green
Original assignee: TRW Inc
Current assignee: Northrop Grumman Space and Mission Systems Corp
Priority date: 1999-03-04
Filing date: 2000-01-24
Publication date: 2001-01-04
Also published as: US6227565B1; JP3285336B2; JP2000255371A

Abstract

Eine Vorrichtung (10) zum Vorsehen von Aufblasströmungsmittel zum Aufblasen einer aufblasbaren Fahrzeuginsassenschutzvorrichtung (14), und zwar aufweisend ein Gehäuse (20) und eine Aufblasströmungsmittelquelle (140) im Gehäuse betätigbar zum Liefern von Aufblasströmungsmittel unter Druck. Das Gehäuse (20) besitzt einen Strömungsmitteldurchlaß (130) zum Leiten von Aufblasströmungsmittelströmung aus dem Gehäuse (20) heraus zu der aufblasbaren Vorrichtung (14). Das Gehäuse (20) deformiert sich infolge des Drucks des Aufblasströmungsmittels im Gehäuse bei Betätigung der Aufblasströmungsmittelquelle (140). Die Strömungsfläche des Strömungsmitteldurchlasses (130) vergrößert sich infolge der Deformation des Gehäuses (20) und verändert sich entsprechend dem Druck des Aufblasströmungsmittels im Gehäuse bei Betätigung der Aufblasströmungsmittelquelle (140). Die Vorrichtung weist auch ein Strömungssteuerglied (180) auf, welches einen Steuerdurchlaß (210) definiert, und zwar angeordnet zwischen der Aufblasströmungsmittelquelle (140) und dem Strömungsmitteldurchlaß (130). Der Steuerdurchlaß (210) besitzt eine kleinere Strömungsfläche als der Strömungsmitteldurchlaß (130). Die Strömungsfläche des Steuerdurchlasses (210) erhöht sich infolge der Deformation des Gehäuses (20) und verändert sich entsprechend dem Druck des Aufblasströmungsmittels im Gehäuse (20) bei Betätigung der Aufblasströmungsmittelquelle (140).

Description

Hintergrund der Erfindung Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Aufblasen einer aufblasbaren Fahrzeuginsassenschutzvorrichtung.

Beschreibung des Standes der Technik

Eine aufblasbare Fahrzeuginsassenschutzvorrichtung wie beispielsweise ein Airbag wird eingesetzt beim Auftreten eines Fahrzeugzusammenstosses. Der Airbag ist Teil einer Fahrzeuginsassenschutzvorrichtung die ferner einen Zu sammenstoßsensor und eine Aufblasvorrichtung umfaßt. Die Aufblasvor richtung weist ein Gehäuse und eine Aufblasströmungsmittelquelle auf wie beispielsweise ein festes Antriebsmittel und zwar im Gehäuse. Wenn der Zu sammenstoßsensor einen Zusammenstoß anzeigenden Zustand von minde stens einem vorbestimmten Schwellenpegel abfühlt, so wird die Aufblasvor richtung betätigt und erzeugt unter Druck stehendes Aufblasströmungsmittel in dem Aufblasvorrichtungsgehäuse. Das unter Druck stehende Aufblasströ mungsmittel wird aus dem Aufblasvorrichtungsgehäuse heraus geleitet und bläst den Airbag in das Fahrzeuginsassenabteil hinein auf. Während der Air bag in dieser Weise eingesetzt wird, so hilft er beim Schutz des Fahrzeugin sassen gegenüber einem kräftigen Aufschlag mit Teilen des Fahrzeugs infol ge des Zusammenstoßes.

Wenn die Aufblasvorrichtung bei einer erhöhten Umgebungstempertur betä tigt wird, so steigt der Druck des Aufblasströmungsmittels in dem Aufblasvor richtungsgehäuse an. Eine Aufblasvorrichtung muß strukturell stark genug sein, um diese erhöhten Drücke zu halten. Wenn der Druck in dem Aufblas vorrichtungsgehäuse auf diese Weise erhöht wird, so kann die Massenströ mungsrate oder Geschwindigkeit des in den Airbag fließenden Aufblasströ mungsmittels über die gewünschte Strömungsrate oder Strömungsgeschwin digkeit hinweg ansteigen. Die Möglichkeit von derart erhöhten Drücken kann es auch unzweckmäßig machen ein festes Antriebsmittel zu verwenden, wel ches einen hohen Verbrennungsratenexponenten besitzt, d. h. eine hohe Empfindlichkeit gegenüber Druckveränderungen.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Vorsehen von Auf blasströmungsmittel zum Aufblasen einer aufblasbaren Fahrzeuginsassen schutzvorrichtung. Die Vorrichtung weist ein Gehäuse und eine Aufblasströ mungsmittelquelle im Gehäuse auf, und zwar betätigbar zum Liefern von Aufblasströmungsmittel unter Druck. Das Gehäuse besitzt einen Strö mungsmitteldurchlaß zum Leiten einer Strömung von Aufblasströmungsmittel aus dem Gehäuse heraus zu der aufblasbaren Vorrichtung. Das Gehäuse deformiert sich infolge des Drucks des Aufblasströmungsmittels im Gehäuse bei Betätigung der Aufblasströmungsmittelquelle. Die Strömungsfläche des Strömungsmitteldurchlasses steigt infolge der Deformation des Gehäuses an und verändert sich entsprechend dem Druck des Aufblasströmungsmittels im Gehäuse bei Betätigung der Aufblasströmungsmittelquelle. Die Vorrichtung weist auch ein Strömungssteuerglied auf, welches einen Steuerdurchlaß an geordnet zwischen der Aufblasströmungsmittelquelle und dem Strömungs mitteldurchlaß definiert. Der Steuerdurchlaß besitzt eine kleinere Strömungs fläche als der Strömungsmitteldurchlaß. Die Strömungsfläche des Steuer durchlasses erhöht sich infolge der Deformation des Gehäuses und verän dert sich entsprechend dem Druck des Aufblasströmungsmittels im Gehäuse bei Betätigung der Aufblasströmungsmittelquelle.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich für den Fachmann auf dem Gebiet auf das sich die vorliegende Erfindung bezieht bei Betrachtung der folgenden Beschreibung der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefüg ten Zeichnungen; in der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Fahrzeuginsassenschutzvor richtung einschließlich einer Aufblasvorrichtung konstruiert ge mäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfin dung;

Fig. 2 einen Schnitt der die Aufblasvorrichtung der Fig. 1 in einem nicht betätigten Zustand zeigt;

Fig. 3 eine Ansicht ähnlich zu Fig. 2 und zeigt die Aufblasvorrichtung in einem betätigten Zustand;

Fig. 4 eine vergrößerte Ansicht eines Teils der Fig. 3;

Fig. 5 eine Draufsicht auf den Boden eines Schwellenkappe, die ein en Teil der Aufblasvorrichtung der Fig. 1 bildet; und

Fig. 6 ein Schnitt der Schwellenkappe längs der Linie 6-6 der Fig. 5.

Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Liefern von Aufblasströmungsmittel zum Aufblasen einer aufblasbaren Fahrzeuginsas senschutzvorrichtung. Repräsentativ für die vorliegende Erfindung zeigt Fig. 1 schematisch eine Aufblasvorrichtung 10 die einen Teil einer Fahrzeugin sassenschutzvorrichtung 12 bildet.

Die Vorrichtung 12 weist eine aufblasbare Fahrzeuginsassenschutzvorrich tung 14 auf. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Schutzvorrichtung 14 ein Airbag. Andere aufblasbare Fahzeuginsassen schutzvorrichtungen die gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wer den können, beispielsweise aufblasbare Sitzgurte, aufblasbare Kniepolster, aufblasbare Kopfauskleidungen oder Seitenvorhänge und Kniepolster betä tigt durch aufblasbare Airbags können ebenfalls vorgesehen sein.

Die Aufblasvorrichtung 10 ist elektrisch betätigbar, um Aufblasströmungs mittel zum Aufblasen des Airbags 14 zu liefern. Wenn der Airbag 14 aufge blasen ist, so erstreckt er sich in ein Fahrzeuginsassenabteil (nicht gezeigt), um beim Schutz eines Fahrzeuginsassen mitzuhelfen, und zwar gegenüber einem kräftigen Aufschlag mit Teilen des Fahrzeugs infolge des Zusammen stoßes.

Die Vorrichtung 12 weist auch einen Zusammenstoßsensor 16 auf. Der Zu sammenstoßsensor 16 ist eine bekannte Vorrichtung, die einen Fahrzeugzu stand abfühlt, der das Auftreten eines Zusammenstoßes anzeigt. Wenn der Fahrzeugzustand abgefühlt durch den Zusammenstoßsensor 16 sich auf oder oberhalb eines vorbestimmten Schwellenpegels befindet, so zeigt er das Auftreten eines Zusammenstoßes mit mindestens einem vorbestimmten Schwellenpegel der Ernsthaftigkeit an. Der Schwellenpegel der Zusammen stoßernsthaftigkeit ist ein Pegel bei dem das Aufblasen des Airbags 14 zum Schutz eines Fahrzeuginsassen erwünscht ist.

Der durch den Zusammenstoßsensor 16 abgefühlte Fahrzeugzustand ist vor zugsweise eine plötzliche Fahrzeugverzögerung die durch einen Zusammen stoß verursacht wird. Die Größe und Dauer der Verzögerung werden durch den Zusammenstoßsensor 16 gemessen. Wenn die Größe und Dauer der Verzögerung vorbestimmte Schwellenpegel erreichen oder übersteigen zei gen sie das Auftreten eines Zusammenstoßes an, der den vorbestimmten Schwellenpegel der Zusammenstoßernsthaftigkeit erreicht oder übersteigt. Sodann wird ein Einsatzsignal zu einer Steuervorrichtung 18 übertragen, um das Auftreten eines solchen Zusammenstoßes anzuzeigen. Die Steuervor richtung 18 schickt ein Betätigungssignal zur Aufblasvorrichtung 10 zur Be tätigung der Aufblasvorrichtung.

Die Aufblasvorrichtung 10 (Fig. 2 bis 4) weist im allgemeinen ein zylindri sches Gehäuse oder einen Mantel 20 auf. Die Aufblasvorrichtung 10 besitzt eine kreisförmige Konfiguration wie man von oben in Fig. 2 und 3 erkennt. Das Gehäuse 20 weist einen ersten oder oberen (vgl. die Zeichnungen) Ge häuseteil 30 auf, der hier als Diffuser bezeichnet wird, und einen zweiten oder unteren (vgl. die Zeichnungen) Gehäuseteil 40, der hier als ein Ver schluß bezeichnet wird.

Der Diffuser 30 besitzt eine umgedrehte napf- oder schalenförmige Konfigu ration einschließlich einer sich radial erstreckenden Endwand 42 und einer sich axial erstreckenden Seitenwand 44. Die Endwand 42 des Diffusers 30 ist dom- oder kuppelförmig, d. h. hat eine kurvenförmige von dem Verschluß 40 wegragende Konfiguration. Die Endwand 42 besitzt eine Innenseitenober fläche 46.

Die Seitenwand 44 des oberen Gehäuseteils 30 besitzt eine zylindrische Konfiguration und zwar zentriert auf eine Achse 50 der Aufblasvorrichtung 10. Eine Vielzahl von Aufblasströmungsmittelauslässen 52 ist in einer kreis förmigen Anordnung auf der Seitenwand 44 angeordnet. Jeder der Auf blasströmungsmittelauslässe 52 erstreckt sich radial durch die Seitenwand 44. Die Auslässe 52 ermöglichen die Strömung von Aufblasströmungsmittel aus der Aufblasvorrichtung 10 heraus und zwar zum Aufblasen des Airbags 14. Die Auslässe 52 besitzen als eine Gruppe eine feste vorbestimmte Strö mungsfläche. Ein ringförmiger Aufblasvorrichtungsbefestigungsflansch 54 erstreckt sich radial nach außen von der Seitenwand 44 an eine Stelle unter halb (vgl. Fig. 2) der Aufblasströmungsmittelauslässe 52.

Der Verschluß 40 besitzt eine tasten- oder napfförmige Konfiguration ein schließlich einer sich radial erstreckenden Endwand 62 und einer sich axial erstreckenden Seitenwand 64. Die Endwand 62 des Verschlusses 40 ist dom- oder kuppelförmig, d. h. besitzt eine getrimmte Konfiguration die von dem oberen Gehäuseteil 30 wegragt. Die Endwand 62 besitzt eine Innensei tenoberfläche 66 die zu der Endwand 42 des oberen Gehäuseteils 30 hin liegt. Eine kreisförmige Öffnung 68 in der Endwand 62 ist auf der Achse 50 zentriert.

Die Seitenwand 64 des Verschlusses 40 besitzt eine auf der Achse 50 zen trierte zylindrische Konfiguration. Der Außendurchmesser der Seitenwand 64 des Verschlusses 40 ist annähernd gleich dem Innendurchmesser der Sei tenwand 44 des Diffusers 30. Der Verschluß 40 ist innerhalb des oberen Ge häuseteils 30 eingebettet, wie man in Fig. 2 erkennt. Die Seitenwand 64 des Verschlusses 40 ist an die Seitenwand 44 des oberen Gehäuseteils 30 mit einer einzigen kontinuierlichen Schweißung 72 angeschweißt.

Die Aufblasvorrichtung 10 weist eine Zünderanordnung 80 auf. Die Zünder anordnung 80 weist ein Zündergehäuse 82 auf. Das Zündergehäuse 82 be sitzt eine im Allgemeinen rohrförmige Konfiguration einschließlich einer sich verjüngenden axial erstreckenden Seitenwand 84, einem Endteil 86 und ei nem Flansch 88.

Das Zündergehäuse 82 besitzt eine Zündkammer 90 radial nach innen ge genüber der Seitenwand gelegen. Eine kreisförmige Anordnung von Öffnun gen oder Durchlässen 87 ist in der Seitenwand 84 ausgebildet. Durchlässe 87 erstrecken sich zwischen der Zündkammer 90 und dem Äußeren des Zündergehäuses 82. Die radial äußeren Enden der Durchlässe 87 sind durch eine Klebefolie 89 abgedeckt. Der Endteil 86 des Zündergehäuses 82 ist an einem Ende der Seitenwand 84 angeordnet und erstreckt sich in die Mittel öffnung 68 in der Endwand 62 des Verschlusses 40.

Die Zünderanordnung 80 umfaßt einen Zünder 92. Der Zünder 92 ist eine bekannte Vorrichtung die elektrisch durch einen elektrischen Strom betätig bar ist, und zwar angelegt durch Anschlüsse 94 um so Verbrennungspro dukte zu erzeugen. Eine Hülse 96 ist durch Presspassung zwischen dem Zünder 92 und der Seitenwand 84 des Zündergehäuses 82 angebracht, um den Zünder in Position in dem Gehäuse zu befestigen.

Zündermaterial 98 ist in der Zündkammer 90 des Zündergehäuses 82 ange ordnet, und zwar benachbart zu und in Kontakt mit dem Zünder 92. Das Zündmaterial 98 ist ein bekanntes Material welches durch den Zünder 92 zündbar ist und welches, wenn es gezündet ist Verbrennungsprodukte er zeugt. Ein geeignetes Material ist Bor-Kalium-Nitrat oder BKNO₃. Die Zün deranordnung 80 weist eine Metallzünderkappe 100 am oberen Ende des Zündergehäuses 82 auf. Die Zünderkappe 100 enthält Zündmaterial 98 in der Zündkammer 90. Die Zünderkappe 100 besitzt einen sich axial erstrec kenden zylindrischen Teil 102 der durch Presspassung innerhalb der Seiten wand 84 des Zündergehäuses 82 gehalten ist. Eine sich radial erstreckende Endwand 104 der Zünderkappe 100 erstreckt sich über die Zündkammer 90 im Zündergehäuse 82 und verschließt diese.

Der Flansch 88 des Zündergehäuses 82 erstreckt sich radial von der Seiten wand 84 des Zündergehäuses nach außen. Der Flansch 88 liegt über dem radial inneren Teil der Endwand 82 des Verschlusses 40. Wenn erwünscht kann eine (nicht gezeigte) Dichtung wie beispielsweise ein Dichtelement oder eine Schicht aus Dichtmaterial zwischen dem Flansch 88 des Zündergehäu ses 82 und der Endwand 62 des Verschlusses 40 vorgesehen sein.

Die Aufblasvorrichtung 10 weist ein erstes Strömungssteuerglied 110 in der Form eines Brenners oder einer Brennerschale 110 auf. Die Brennerschale 110 besitzt eine ringförmige Konfiguration einschließlich einer sich radial er streckenden unteren Endwand 112 und einer sich radial erstreckenden Sei tenwand 114. Die Seitenwand 114 besitzt eine Innenseitenoberfläche 115. Eine ringförmige Antriebsmittelkammer oder Verbrennungskammer 116 ist innerhalb der Verbrennungsschale definiert. Die radial äußere Grenze der Antriebsmittelkammer 116 ist die Seitenwand 114 der Verbrennungsschale 110. Die radial innere Grenze der Antriebsmittelkammer 116 ist die Seiten wand 84 des Zündergehäuses 82.

Die Seitenwand 114 der Verbrennungsschale 110 ist radial nach innen ge genüber den Seitenwänden 44 und 64 des Diffusers 30 bzw. des Verschlus ses 40 angeordnet. Die Verbrennungsschalenseitenwand 114 besitzt eine ringförmige obere Endoberfläche 120. Die obere Endoberfläche 120 besitzt eine im allgemeinen kegelstumpfförmige Konfiguration, welche gegenüber der Innenseitenoberfläche 46 der Endwand 42 des oberen Gehäuseteils 30 abdichtet.

Die untere Endwand 112 der Verbrennungsschale 110 erstreckt sich radial vom unteren Teil der Seitenwand 114 der Verbrennungsschale nach innen. Die untere Endwand 112 besitzt eine Innenseitenoberfläche 122, die zum oberen Gehäuseteil 30 weist. Die untere Endwand 112 besitzt eine Außen seitenoberfläche 124, die in Anstoßeingriff mit der Innenseitenoberfäche 66 der Endwand 62 des Verschlusses 40 steht. Die Axiallänge der Verbren nungsschale 110 wird derart ausgewählt, daß die Verbrennungsschale zwi schen dem oberen Gehäuseteil 30 und dem Verschluß 40 axial eingefangen oder festgelegt ist.

Die obere Endoberfläche 120 der Verbrennungsschalenseitenwand 114 und die Innenseitenoberfläche 46 des oberen Gehäuseteils 30 definieren einen Strömungsdurchlaß 130 (Fig. 2 bis 4) in der Aufblasvorrichtung 10. Da die Verbrennungsschalenseitenwand 114 zylindrisch ist besitzt der Strö mungsmitteldurchlaß 130 eine ringförmige Konfiguration, und zwar sich um die Achse 50 und auch diese zentriert erstreckend. Der Strömungsdurchlaß 130 ist zwischen der Verbrennungskammer 116 und dem Strömungsmittel auslässe 52 angeordnet. Der Strömungsmitteldurchlaß 130 der normalerwei se geschlossen ist, öffnet sich bei Betätigung der Aufblasvorrichtung 10 wie dies oben beschrieben wurde.

Die untere Endwand 112 der Verbrennungsschale 110 besitzt eine ringförmi ge Endoberfläche 126. Die Endoberfläche 126 der unteren Endwand 112 der Verbrennungsschale 110 ist benachbart zum Flansch 88 des Zündergehäu ses 82 angeordnet. Das Zündergehäuse 82 unterstützt die Anordnung der Verbrennungsschale 110 radial in der Aufblasvorrichtung 10.

Die Aufblasvorrichtung 10 weist eine betätigbare Aufblasströmungsmittel quelle 140 in der Form eines festen oder soliden Antriebsmittels auf. Das Antriebsmittel 140 ist in der Verbrennungskammer 116 in der Verbrennungs schale 110 angeordnet. Das Antriebsmittel 140 ist ein bekanntes Material welches durch die Zünderanordnung 80 zündbar ist, und welches dann, wenn es gezündet ist Aufblasströmungsmittel in der Form von Gas unter Druck zum Aufblasen des Airbags 14 erzeugt. Das Antriebsmittel 140 ist als in der Form von Scheiben vorgesehen veranschaulicht.

(Aus Gründen der Klarheit sind die Antriebsmittelscheiben 140 in einigen Gebieten der Verbrennungskammer 116 in Fig. 2 nicht gezeigt.) Das An triebsmittel 140 könnte alternativ in der Form von kleinen Pellets, Pillen oder Tabletten vorgesehen sein oder als große Scheiben die das Zündergehäuse 82 kreisförmig umgeben.

Die Aufblasvorrichtung 10 weist einen Antriebsmittelhalter 150 in der Ver brennungskammer 116 auf. Der Antriebsmittelhalter 150 ist eine ringförmige Metallplatte mit einer Vielzahl von Perforationen oder Löchern 152. Der An triebsmittelhalter 150 ist in der Verbrennungskammer 116 angeordnet und erstreckt sich radial zwischen der Seitenwand 84 des Zündergehäuses 82 und der Seitenwand 114 der Verbrennungsschale 110. Der Antriebsmittel halter 150 teilt die Verbrennungskammer 116 in einen ringförmigen ersten Teil 158 angeordnet zwischen dem Antriebsmittelhalter und dem Verschluß 40 und einem ringförmigem zweiten Teil 159, angeordnet zwischen dem An triebsmittelhalter und dem Diffuser 30.

Die Aufblasvorrichtung 10 weist auch eine Brennerwärmefalle oder - Ableitung 160 in der Verbrennungskammer 116 auf. Die Wärmefalle oder - ableitung 160 besitzt eine ringförmige Konfiguration und erstreckt sich um einen oberen Endteil der Seitenwand 84 des Zündergehäuses 82 herum. Die Wärmefalle 160 ist als ein gestricktes aus rostfreiem Stahldraht bestehendes Rohr oder Schlauch auf die kegelstumpfförmige Form wie in den Zeichnun gen dargestellt aufgedrückt.

Die Aufblasvorrichtung 10 weist ein zweites Strömungsmittelflußsteuerglied in der Form einer Schwellenkappe 180 auf. Die Schwellenkappe 180 ist in der Verbrennungskammer 116 angeordnet und befindet sich axial zwischen der Zünderkappe 100 und dem Diffuser 30. Die Schwellenkappe 180 ist aus gestanztem Metallblech vorzugsweise Aluminium hergestellt, und zwar we sentlich dünner als das für die Gehäuseteile 30 und 40 verwendete Material.

Die Schwellenkappe 180 (Fig. 5 und 6) ist im allgemeinen wie eine Wurf scheibe geformt und besitzt einen kuppelförmigen Hauptkörperteil oder eine Mittelwand 182 zentriert auf der Achse 50. Die Mittelwand 182 besitzt eine kreisförmige Gestalt einschließlich einem ringförmigen Außenkantenteil 184. Die Mittelwand 182 besitzt parallele innere und äußere Seitenoberflächen 186 und 188.

Eine ringförmige Seitenwand 190 der Schwellenkappe 180 erstreckt sich im allgemeinen axial von der Mittelwand 182 weg. Die Seitenwand 190 der Schwellenkappe 180 weist einen ersten Teil 192 auf, der mit dem Außen kantenteil 184 der Mittelwand 182 der Schwellenkappe verbunden ist und sich von diesem aus erstreckt. Der erste Teil 192 besitzt eine leicht kegel stumpfförmige Konfiguration erstreckt sich von der Mittelwand 182 radial nach außen, und zwar während er sich von der Mittelwand 182 weg er streckt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel erstreckt sich der erste Teil 192 der Seitenwand 190 mit einem kleinen Winkel (ungefähr 5°) gegenüber der Achse 50. Ein zweiter Teil 194 der Seitenwand 190 der Schwellenkappe 180 erstreckt sich axial nach unten und radial nach innen gegenüber dem ersten Teil 192.

Die Schwellenkappe 180 besitzt eine Vielzahl von Öffnungen in der Form von Schlitzen 200. Die Schlitze 200 erstrecken sich zwischen Innen- und Außen seitenoberflächen 196, 198 der Seitenwand 190 der Schwellenkappe 180. Die Schlitze 200 sind gleichmäßig entlang der Seitenwand 190 beabstandet und zwar in einer kreisförmigen Anordnung zentriert auf der Achse 50. Jeder der Schlitze 200 besitzt eine entsprechende obere Kante 202.

Die Schlitze 200 in der Schwellenkappe 180 bilden zusammen einen Strö mungsmittelströmungssteuerdurchlaß 210 in der Schwellenkappe. Im darge stellten Ausführungsbeispiel besitzt die Schwellenkappe 180 sechs Schlitze 200. Eine größere oder kleinere Anzahl von Schlitzen 200 kann vorgesehen sein, um die erwünschten Strömungssteuercharakteristika der Aufblasvor richtung 10 zu erhalten.

Die Schwellenkappe 180 (Fig. 2) ist in der Verbrennungskammer 116 in der Aufblasvorrichtung 10 an einer Stelle zentriert auf der Achse 50 angeordnet. Die Innenseitenoberfläche 186 der Mittelwand 182 der Schwellenkappe 180 steht in Anschlußeingriff mit der Endwand 104 der Zünderkappe 100. Der Mittelteil der Außenseitenoberfläche 188 der Mittelwand 182 der Schwellen kappe 180 steht in Anstoßeingriff mit der Innenseitenoberfläche 46 der Mit telwand 32 des Diffusers 30.

Die Schwellenkappe 180 erstreckt sich über die gesamte Verbrennungs kammer 116 der Aufblasvorrichtung 10. Die Außenseitenoberflächen 198 der Seitenwand 190 der Schwellenkappe 180 steht in Anstoßeingriff mit der In nenseitenoberfläche 115 der Seitenwand 114 der Verbrennungsschale 110 nahe dem Strömungsmitteldurchlaß 130.

Die Verbrennungswärmefalle 160 ist axial zwischen der Schwellenkappe 180 und dem Antriebsmittelhalter 150 zusammengedrückt. Die Verbrennungs wärmefalle 160 wirkt als eine Feder und preßt den Antriebsmittelhalter 150 gegen das Antriebsmittel 140. Die Verbrennerwärmefalle 160 hält den An triebsmittelhalter 150 gegenüber Vibrationen. Die konische Form der Wär mefalle 160 macht die Wärmefalle elastisch. Die Elastizität der Wärmefalle 160 eliminiert die Deformation der Teile der Aufblasvorrichtung 10 und das Zerdrücken des Antriebsmittels 140 während des Zusammenbaus.

Die Zündeanordnung 80 ist axial zwischen der Schwellenkappe 180 und dem Verschluß 40 eingefangen oder festgehalten. Speziell wird der Abstand zwi schen der Zünderkappe 100 und dem Flansch 88 des Zündergehäuses 82 derart ausgewählt, daß dann, wenn die Gehäuseteile 30 und 40 miteinander mit der Zünderanordnung 80 Innenseite verschweißt sind, die Endwand 104 der Zünderkappe mit der Innenseitenoberfläche 186 der Mittelwand 182 der Schwellenkappe 180 in Eingriff kommt. Das Zündergehäuse 82 wird axial in Eingriff mit dem Verschluß 40 gedrückt. Der Flansch 88 des Zündergehäuses 82 wird axial nach außen gegen oder in Richtung zur Endwand 62 des Ver schlusses 40 gedrückt.

Vor der Betätigung der Aufblasvorrichtung 10 dichtet die Endoberfläche 120 der Verbrennungsschalenseitenwand 114 gegenüber der Innenseitenoberflä che 46 der Diffuserendwand 42 derart ab, daß der Strömungsmitteldurchlaß 130 geschlossen ist und eine Strömungsfläche von 0 besitzt. Der geschlos sene Strömungsmitteldurchlaß 130 blockiert den Strömungsmittelfluß zwi schen der Verbrennungskammer 116 und den Strömungsmittelauslässen 52 von der Betätigung der Aufblasvorrichtung 10. Es gibt keinen anderen Weg für irgendeine signifikante Strömungsmittelmenge zum Fluß zwischen der Aufblasströmungsmittelquelle 140 und den Strömungsmittelauslässen 52. Bei Betätigung der Aufblasvorrichtung 10 öffnet sich wie oben beschrieben der Strömungsmitteldurchlaß 130 um zu ermöglichen, daß Aufblasströ mungsmittel zwischen der Aufblasströmungsmittelquelle 140 und den Strö mungsmittelauslässen 52 fließt. Der Strömungsmitteldurchlaß 130 besitzt, wenn er offen ist, eine kleinere Strömungsfläche als die Strömungsmitte lauslässe 52 im Diffuser 30.

Vor der Betätigung der Aufblasvorrichtung 10 wird der Steuerdurchlaß 210 in der Schwellenkappe 180 ebenfalls in einem geschlossenen Zustand gehal ten. Der geringe Winkel zwischen der Seitenwand 114 und der Verbren nungskappe 110 und dem ersten Teil 192 der Seitenwand 190 der Schwel lenkappe 180 stellt sicher, daß die Schlitze 200 in der Schwellenkappe fast vollständig durch die Seitenwand der Verbrennungschale abgedeckt sind. Es gibt anfangs keinen signifikanten Spalt zwischen der Seitenwand 190 der Schwellenkappe 180 und der Seitenwand 114 der Verbrennungsschale 110. Die Schwellenkappe 180 blockiert im wesentlichen den Strömungsmittelfluß zwischen der Verbrennungskammer 116 und dem Strömungsmitteldurchlaß 130. Bei Betätigung der Aufblasvorrichtung 10, wie oben beschrieben, be wegt sich die Schwellenkappe 180 und deformiert sich, um die Aufblasströ mungsmittelströmung durch die Schlitze 200 zu ermöglichen.

Im Falle eines Fahrzeugzusammenstoßes bei oder oberhalb des vorbe stimmten Schwellenpegels der Zusammenstoßernsthaftigkeit wird die Auf blasvorrichtung 10 durch ein elektrisches Signal angelegt durch die An schlüsse 94 des Zünders 92 betätigt. Der Zünder 92 wird betätigt und zündet das Zündmaterial 98. Das Zündmaterial 98 erzeugt Verbrennungsprodukte die die Folie 89 zerreißen und durch die Durchlässe 82 in die Verbrennungs kammer 116 fließen wie dies durch die Pfeile in Fig. 3 angedeutet ist. Die Zünderkappe 100 liefert während dieser Zeit eine Dichtung zum Blockieren der Strömung von Verbrennungsprodukten aus dem oberen Ende des Zün dergehäuses 82 heraus.

Die in die Verbrennungskammer 116 fließenden Verbrennungsprodukte zün den das Antriebsmittel 140. Das Antriebsmittel 140 verbrennt und erzeugt Aufblasströmungsmittel unter Druck in der Verbrennungskammer 116. Der Druck in der Verbrennungskammer 116 steigt schnell auf einen Druck im Be reich von ungefähr 1000 psi bis ungefähr 2000 psi oder mehr an.

Die Materialstärke oder -dicke des Gehäuses 20 ist derart ausgewählt, daß die Endwände 42 und 62 sich infolge des Drucks des Aufblasströmungsmit tels im Gehäuse bei Betätigung der Aufblasströmungsmittelquelle 140 de formieren. Speziell deformiert sich die Endwand 42 des Diffusers 30 axial nach außen (in einer Richtung - vgl. Fig. 3 - nach oben) aus dem Zustand gemäß Fig. 2 in den Zustand gemäß Fig. 3. Gleichzeitig deformiert sich die Endwand 62 des Verschlusses 40 in entgegengesetzter Richtfunk axial nach außen und zwar aus dem Zustand gemäß Fig. 2 in den Zustand ge mäß Fig. 3. Die Deformationsgröße oder Auslenkung der Endwände 42 und 62 hängt vom Druck im Gehäuse 20 ab. D. h. je höher der Druck im Gehäuse ist, um so mehr werden die Endwände 42 und 62 nach außen ausgelenkt.

Wenn sich der Diffuser 30 und der Verschluß 40 voneinander weg bewegen, so bewirkt der Strömungsmitteldruck auf der Innenseitenoberfläche 186 der Schwellenkappe 180 die Bewegung der Schwellenkappe mit dem Diffuser weg von dem Verschluß. Gleichzeitig bewegen sich auch die Wärmefalle 160 und der Antriebsmittelhalter 150 zusammen mit dem Diffuser 30 weg vom Verschluß 40. Diese Bewegung der Schwellenkappe 180 öffnet den Steuer durchlaß 210, wie weiter unten im Detail beschrieben, um zu ermöglichen, daß Strömungsmittel aus der Verbrennungskammer 116 durch den Strö mungsmitteldurchlaß 130 fließt.

Der Druck des Aufblasströmungsmittels der auf den Zündergehäuseflansch 88 wirkt, drückt den Flansch gegen die Endwand 62 des Verschlusses 40. Die durch das Aufblasströmungsmittel am Flansch 88 ausgeübte Kraft be wirkt eine strömungsmitteldichte Dichtung zwischen dem Zündergehäuse 82 und dem Verschluß 40.

Infolge der Deformation der Endwände 42 und 62 der Gehäuseteile 30 und 40 steigt der Abstand zwischen der Endwand des Diffusers und der Endwand des Verschlusses an. Die Kraft der Verbrennungsprodukte des Zündermate rials 98 bewirkt, daß die Zünderkappe 100 axial entlang der Seitenwand 84 des Zündergehäuses 82 gleitet und zwar mit der Schwellenkappe 180 und den Diffusor, und zwar in einer Richtung weg vom Verschluß 40.

Wenn sich das Aufblasvorrichtungsgehäuse 20 deformiert, so ist die Ver brennungsschale 110 nicht mehr axial zu dem Diffuser 30 und dem Ver schluß 40 eingefangen. Der Druck des Aufblasströmungsmittels in der Ver brennungskammer 116 der in einer Richtung nach unten (vgl. Fig. 3) auf den unteren Teil 112 der Verbrennungsschale 110 wirkt, hält die Verbren nungsschale in Eingriff mit der Endwand 62 des Verschlusses 40. Die Ver brennungsschale 110 bewegt sich mit der Endwand 62 des Verschlusses 40 weg von der Endwand 42 des Diffusers 30.

Die obere Endoberfläche 120 der Verbrennungsschale 110 bewegt sich von der Innenseitenoberfläche 46 der Endwand 42 des Diffusers 30 weg. Der Strömungsmitteldurchlaß 130 öffnet sich und seine Strömungsfläche steigt an in Folge der Deformation des Gehäuses 20. Die Seitenwand 84 des Zün dergehäuses 82, der Zündergehäuseflansch 88, die Verbrennungsschale 110 und die Schwellenkappe 180 arbeiten zusammen um das Ganze oder im we sentlichen das ganze Aufblasströmungsmittel welches aus der Verbren nungskammer 116 herausfließt zum Fluß durch den Strömungsmitteldurchlaß 130 zu bringen. Es gibt keinen anderen Weg für eine signifikante Menge an Strömungsmittel zum Fluß zwischen der Aufblasströmungsmittelquelle 140 und den Strömungsmittelauslässen 52.

Die Wärmefalle 160 kühlt und filtert das Aufblasströmungsmittel welches aus der Verbrennungskammer 116 herausfließt. Die Wärmefalle 160 filtert auch teilchenförmiges Material aus dem Aufblasströmungsmittel heraus. Der An triebsmittelhalter 150 vermindert toxische Abgaben bei einem Verbrennungs prozeß durch Erhöhen der Vollständigkeit der Verbrennung des Antriebsmit tels 140. Es wird angenommen, daß dies deshalb auftritt, weil flüssige Zwi schenprodukte der Antriebsmittelverbrennung daran gehindert werden sich in der Wärmefalle 160 einzubetten, und gekühlt oder ausgelöscht werden durch die Wärmefalle 160.

Das Aufblasströmungsmittel fließt aus der Verbrennungskammer 110 heraus durch die Schlitze 200 in der Schwellenkappe 180 und zu dem Strömungs mitteldurchlaß 130 hin. Das Aufblasströmungsmittel fließt durch den Strö mungsmitteldurchlaß 130, durch einen Endfilter 220 und zu den Auf blasströmungsmittelauslässen 52 hin. Das Aufblasströmungsmittel fließt aus der Verbrennungskammer 116 heraus, und zwar entlang des gesamten 360°- Ausmaßes des Strömungsmitteldurchlasses 130. Die Strömungsmittelaus lässe 52 leiten Aufblasströmungsmittel zum Fluß aus dem Gehäuse 20 her aus zu der aufblasbaren Vorrichtung 14.

Die Strömungsfläche des Strömungsmitteldurchlasses 130 in dem Gehäuse 20 verändert sich entsprechend dem Druck des Aufblasströmungsmittels im Gehäuse 20. Speziell gilt: je höher der Druck im Gehäuse 20 desto mehr werden die Endwände 42 und 62 ausgelenkt oder nach außen deformiert. Je mehr die Endwände 42 und 62 nach außen ausgelenkt werden um so mehr bewegt sich die Endoberfläche 120 der Verbrennungsschale 110 von der Endwand des Diffuors 30 weg und um so größer wird der Strömungsmittel durchlaß 130. In einem Ausführungsbeispiel ist der Strömungsmitteldurchlaß 130 typischerweise ungefähr einen halben Millimeter in axialer Streckung wenn die Aufblasvorrichtung 10 betätigt ist. Bei extremen Druckbedingungen könnte der Strömungsmitteldurchlaß 130 eine Axialerstreckung von bis zu zwei bis drei Millimetern aufweisen.

Wenn sich das Gehäuse 20 deformiert, so öffnen sich die Schlitze 200 in der Schwellenkappe 180 fortlaufend aber der Strömungsmitteldurchlaß 130 zwi schen dem Diffuser 30 und der Verbrennungsschale 110 öffnet sich schneller. Auf diese Weise wird die Strömungsmittelflußfläche durch die Schlitze 200 in der Schwellenkappe 180 nahezu augenblicklich kleiner als die Strömungs mittelfläche durch den Spalt oder Strömungsmitteldurchlaß 130 zwischen der Verbrennungsschale 110 und dem Diffuser 30. Auf diese Weise wirkt die Schwellenkappe 180 als eine Einschränkung oder Steuerung für die Rate oder Geschwindigkeit des Strömungsmittelflusses aus der Aufblasvorrichtung 10 heraus.

Die Strömungsfläche der Schlitze 200 in der Schwellenkappe 180 die den Steuerdurchlaß 210 bilden variiert auch entsprechend dem Druck des Auf blasströmungsmittels im Gehäuse 20. Speziell gilt: je höher der Druck im Gehäuse 20 um so weiter bewegt sich die Schwellenkappe 180 weg vom Verschluß 40. Zudem flacht sich der Außenkantenteil 184 der Mittelwand 182 der Schwellenkappe 180 gegen die Endwand 32 des Diffusers 30 hin ab. In folge dessen ist ein größerer Teil jedes der Schlitze 200 in der Schwellen kappe 180 freigelegt und der Steuerdurchlaß 210 wird größer.

Da sich die Strömungsfläche des Steuerdurchlasses 210 entsprechend dem Druck des Aufblasströmungsmittels im Gehäuse 20 verändert, ist der Innen betriebsdruck der Aufblasvorrichtung 10 selbstregulierend. Irgendein erhöh ter Druck in der Verbrennungskammer 116 bewirkt, daß sich der Steuer durchlaß 210 weiter öffnet und somit der Druck abgelassen und abgesenkt wird. Der Bereich von Spitzenbetriebsdrücken in der Aufblasvorrichtung 10 wird daher verengt, was die strukturellen Erfordernisse des Aufblasvorrich tungsgehäuses 20 demgemäß reduziert.

Die Steuerung des Strömungsmittelflusses auf diese Art und Weise, d. h. durch Bewegung der geschlitzten Schwellenkappe 180 ist genauer als die Steuerung des Strömungsmittelflusses mit dem Spalt 130 zwischen den zwei deformierenden Gehäuseteilen 30 und 110. Zudem ist es relativ einfach die Strömungsmittelflußcharakteristika für unterschiedliche Aufblasvorrichtungen durch Vorsehen unterschiedlicher Schwellenkappen 180 mit unterschiedli chen Öffnungsgrößen oder -Konfigurationen zu variieren.

Da die Spitzendrücke in der Verbrennungskammer 116 durch die vergrößerte Öffnung des variablen Steuerdurchlasses 210 reduziert werden, werden die Auswirkungen der Temperaturänderung auf den Druck in der Verbrennungs kammer 116 minimiert. Dies kann die Verwendung eines Antriebsmittels 140 ermöglichen, daß druckempfindlich ist, d. h. das einen höheren Verbren nungsraten- oder Verbrennungsgeschwindigkeitsexponenten besitzt.

Aus der obigen Beschreibung der Erfindung erkennt der Fachmann Verbes serungen, Änderungen und Modifikationen der Erfindung. Beispielsweise könnten die Schlitze 200 eine sich von der dargestellten rechteckigen Konfi guration unterschiedliche Konfiguration besitzen. Speziell kann jeder Schlitz 200 eine dreieckige Konfiguration aufweisen einschließlich eines Scheitels nahe der Mittelwand 182 der Schwellenkappe 180 und eine breite Basis an der Kante des Seitenwandteils 194 der Schwellenkappe. Diese Schlitzkonfi guration liefert einen nicht linearen Anstieg des Strömungsmittelflusses durch die Schlitze wenn die Schwellenkappe 180 sich relativ zur Verbren nungsschale 110 bewegt. Diese nicht lineare Strömung kann mithelfen den Auswirkungen der Umgebungstemperatur auf die Ausgangsgröße der Auf blasvorrichtung 10 entgegenzuwirken. Speziell dann, wenn die Aufblasvor richtung 10 kalt ist, verbrennt das Antriebsmittel 140 langsamer und der Druck in der Aufblasvorrichtung steigt langsamer an. In diesem Fall ist er wünscht daß die Strömungsmittelauslaßfläche der Aufblasvorrichtung 10 zu erst relativ klein ist. Die relativ kleine Strömungsfläche die dann vorgesehen ist, wenn die dreieckigen Schlitze sich nur teilweise öffnen, kann mithelfen dieses Resultat zu erreichen. Wenn andererseits die Aufblasvorrichtung 10 heiß ist, so verbrennt das Antriebsmittel 140 schneller und der Druck in der Aufblasvorrichtung steigt schneller an. In diesem Falle ist es erwünscht, daß die Strömungsmittelauslaßfläche der Aufblasvorrichtung 10 relativ groß ist. Die relativ große Strömungsfläche die dann vorgesehen ist, wenn die dreiec kigen Schlitze vollständiger geöffnet sind, kann bei der Erreichung dieses Ergebnisses mithelfen. Derartige Verbesserungen, Änderungen und Modifi kationen liegen innerhalb fachmännischen Handelns und sind durch die bei gefügten Ansprüche abgedeckt.

Claims

1. Vorrichtung zum Vorsehen von Aufblasströmungsmittel zum Aufblasen einer aufblasbaren Fahrzeuginsassenschutzvorrichtung, wobei die Vorrich tung folgendes aufweist:
ein Gehäuse;
eine Aufblasströmungsmittelquelle im Gehäuse betätigbar zum Liefern von Aufblasströmungsmittel unter Druck:
wobei das Gehäuse einen Strömungsmitteldurchlaß besitzt zum Leiten einer Strömung von Aufblasströmungsmittel aus dem Gehäuse zu der auf blasbaren Vorrichtung;
wobei das Gehäuse sich infolge des Drucks des Aufblasströmungs mittels im Gehäuse bei Betätigung der Aufblasströmungsmittelquelle defor miert;
wobei die Strömungsfläche des Strömungsmitteldurchlasses infolge der Deformation des Gehäuses ansteigt und sich entsprechend dem Druck des Aufblasströmungsmittels verändert, und zwar gemäß dem Druck des Aufblasströmungsmittels im Gehäuse bei Betätigung der Aufblasströmungs mittelquelle; und
ein Strömungssteuerglied, welches einen Steuerdurchlaß definiert, und zwar angeordnet zwischen der Aufblasströmungsmittelquelle und dem Strö mungsmitteldurchlaß, wobei der Steuerdurchlaß eine kleinere Strömungsflä che besitzt als der Strömungsmitteldurchlaß, und wobei die Strömungsfläche des Steuerdurchlasses sich infolge der Deformation des Gehäuses erhöht und entsprechend dem Druck des Aufblasströmungsmittels im Gehäuse bei Betätigung der Aufblasströmungsmittelquelle variiert.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Steuerdurchlaß eine Vielzahl von Strömungsmittelsteueröffnungen aufweist, die sich relativ zum Gehäuse bewegen, um deren Strömungsfläche bei Deformation des Gehäuses zu ver größern.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Strömungsmittelsteueröffnun gen sich in einer Anordnung um die Aufblasströmungsmittelquelle herum er strecken.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Aufblasströmungsmittelquelle in einer Verbrennungskammer in der Aufblasvorrichtung angeordnet ist, und wobei das Strömungssteuerglied sich über die gesamte Verbrennungskam mer erstreckt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Gehäuse erste und zweite Gehäuseteile aufweist, die sich relativ zueinander bewegen, um die Strö mungsmittelfläche des Strömungsmitteldurchlasses zu verändern, wobei das Strömungssteuerglied mit dem ersten Gehäuseteil relativ zu dem zweiten Gehäuseteil bewegbar ist, und zwar bei Betätigung der Aufblasströmungs mittelquelle um den Steuerdurchlaß aus dem geschlossenen Zustand in ei nen offenen Zustand zu bewegen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei der zweite Gehäuseteil eine Ver brennungsschale aufweist, die mindestens teilweise die Aufblasströmungs mittelquelle umschließt, wobei die Verbrennungsschale erste und zweite Endteile besitzt, die mit den ersten bzw. zweiten Gehäuseteilen in Eingriff kommt, wenn die Vorrichtung sich in einen nicht betätigten Zustand befindet, wobei der erste Endteil der Verbrennungsschale sich mit dem ersten Gehäu seteil bei Betätigung der Vorrichtung bewegt, und wobei der zweite Endteil der Verbrennungsschale sich weg von dem zweiten Gehäuseteil bewegt, um den Steuerdurchlaß aus dem geschlossenen Zustand in den offenen Zustand zu bewegen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei der Steuerdurchlaß eine Vielzahl von Strömungsmittelsteueröffnungen aufweist, die sich relativ zu dem Ge häuse bewegen, um deren Strömungsfläche bei Deformation des Gehäuses zu vergrößern.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Strömungsmittelströmungs steueröffnungen sich in einer Anordnung um die Aufblasströmungsmittel quelle herum erstrecken.

9. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei das Strömungssteuerglied ein scheibenförmiges Blechmetallglied aufweist, und zwar mit einer Dicke we sentlich kleiner als die Dicke der ersten und zweiten Gehäuseteile.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei eine Verbrennungsschale vorge sehen ist, und eine Zünderanordnung die axial zwischen Endwänden des Gehäuses festgelegt oder eingefangen sind, wobei die Verbrennungsschale und die Zünderanordnung sich relativ zu dem Gehäuse bei Betätigung der Aufblasströmungsmittelquelle bewegen, wobei die Bewegung der Verbren nungsschale bewirkt, daß der Steuerdurchlaß seine Strömungsfläche ver größert.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Strömungssteuerglied im all gemeinen wie eine Wurfscheibe geformt ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei der Steuerdurchlaß eine Vielzahl von Strömungsmittelsteueröffnungen aufweist, die sich relativ zu dem Ge häuse bewegen, um deren Strömungsfläche bei weiterer Deformation des Gehäuses zu erhöhen.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Strömungssteueröffnungen sich in einer Anordnung um die Aufblasströmungsmittelquelle herum erstrec ken.