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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Aufblasvorrichtung für eine Fahrzeuginsassenschutzvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Es ist bekannt eine aufblasbare Fahrzeuginsassenschutzvorrichtung aufzublasen, um dabei zu helfen, einen Fahrzeuginsassen im Falle eines Fahrzeugzusammenstosses zu schützen. Eine besondere Art einer aufblasbaren Fahrzeuginsassenschutzvorrichtung ist ein Seitenvorhang, der sich vom Fahrzeugdach aus abwärts in den Fahrgastraum hinein zwischen einen Fahrzeuginsassen und der Seitenstruktur des Fahrzeugs aufbläst im Falle einer seitlichen Krafteinwirkung oder eines Überschlags. Ein bekannter Seitenvorhang wird aus einem unaufgeblasenen Zustand durch Aufblasströmungsmittel aufgeblasen, das von einer Aufblasvorrichtung durch einen Füllschlauch oder Füllrohr zu dem Seitenvorhang geleitet wird.
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Aus
GB 2 316 475 A ist eine Gaserzeugungsanordnung für einen Airbag bekannt, bei der eine Explosionsladung gezündet wird, wodurch Stützarme, die eine Membran zum Verschließen einer mit einem unter Druck stehenden Gas gefüllten Kammer halten, weggebogen werden. Durch die wegfallende Stützwirkung wird die Membran aufgrund des Drucks in der Kammer zerrissen, wodurch das Gas in einen Gassack strömt und diesen aufbläst. Es ist weiterhin eine zweite unter Druck stehende Kammer vorhanden, die das darin enthaltene Gas dann mit einer geringeren Rate oder Geschwindigkeit in den Gassack abgibt. Dabei müssen wegen der Empfindlichkeit der Membran die Stützarme genau positioniert sein, was im Einbau vergleichsweise aufwendig ist. Zudem kann bei längerem Betrieb der Vorrichtung die Membran vergleichsweise schnell ermüden.
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Aus der gattungsbildenden
DE 23 05 908 A ist ein Druckerzeuger zum Aufblasen von Sicherheitsanlagen und dergleichen bekannt mit einem abgedichteten Speicher zum Speichern eines Druckmittels und einer Treibmittelkammer, in der eine Treibladung zum Erzeugen eines heißen Gases aufgenommen ist, wobei der Speicher einen Wandteil hat, der bei vorherbestimmtem Druck zerbrechbar ist, wobei die Treibmittelkammer eine Verbindung zwischen der Treibmittelkammer und dem Innern des Speichers herstellt, wenn der Wandteil zerbrochen ist, und wobei eine von dem Wandteil abgedichtete Auslasseinrichtung so betätigbar ist, dass sie nach dem Zerbrechen des Wandteils für das gespeicherte Druckmittel und das heiße Gas einen Auslass aus dem Speicher schafft. Dabei ist zwischen der Treibmittelkammer und dem Wandteil ein Stößel-Glied zur Betätigung durch das Gas der Treibladung nach dem Zünden derselben so angeordnet, dass es den Wandteil zerbricht, wobei sich durch das Stößel-Glied eine Düsenöffnung erstreckt, durch die heißes Gas von der Treibmittelkammer ins Innere des Speichers strömen kann, nachdem der Wandteil zerbrochen ist.
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Die nachveröffentlichte
DE 199 21 108 A1 offenbart eine Vorrichtung zum Aufblasen einer aufblasbaren Fahrzeuginsassenschutzvorrichtung, und zwar mit einem Behälter mit einer Kammer und Aufblasströmungsmittel unter Druck in der Kammer zum Aufblasen der aufblasbaren Vorrichtung. Die Vorrichtung weist eine Auslassöffnung im Behälter zum Leiten des Aufblasströmungsmittels von der Kammer zur aufblasbaren Vorrichtung auf. Die Vorrichtung weist ebenso einen Zünder auf, um, wenn er gezündet ist, Verbrennungsprodukte zu erzeugen. Die Vorrichtung weist ferner ein Trageglied zum Tragen der Zündermittel benachbart zur Kammer auf. Eine Einlassöffnung im Behälter, die beabstandet von der Auslassöffnung ist, lenkt die Verbrennungsprodukte vom Zünder in die Kammer. Die Vorrichtung weist eine einzelne, einteilige Berstscheibe mit einem ersten Teil zum Blockieren der Einlassöffnung und einen zweiten Teil zum Blockieren der Auslassöffnung auf. Der erste Teil der Berstscheibe reißt beim Zünden des Zünders. Der zweite Teil der Berstscheibe reißt nach dem Reißen des ersten Teils, um eine Strömung bzw. einen Fluss des Aufblasströmungsmittels von der Kammer durch die Auslassöffnung zur aufblasbaren Vorrichtung zu ermöglichen.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine dauerhaft verlässlich wirkende Vorrichtung zum Schützen von Fahrzeuginsassen bereitzustellen, die zudem vergleichsweise einfach aufgebaut sein kann und sich einfach herstellen lässt.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die Merkmale der vorliegenden Erfindung werden im folgenden genauer beschrieben unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, in denen zeigt:
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1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung, die dabei helfen soll, einen Fahrzeuginsassen zu schützen, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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2 eine vergrößerte Schnittansicht eines Aufblasvorrichtungsteils der Vorrichtung aus 1;
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3 eine vergrößerte Ansicht eines Teils der Aufblasvorrichtung aus 2;
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4 eine Ansicht ähnlich 3, die ein zerbrech- bzw. zerreißbares Verschlußglied vor dem Eintreten von Aufblasströmungsmittel in einen Behälter zeigt, der von dem Verschlußglied verschlossen wird;
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5 eine Ansicht ähnlich 3, die das Verschlußglied zeigt, nachdem ein Zünder der Aufblasvorrichtung betätigt worden ist;
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6 eine Ansicht ähnlich 5, die einen Teil des Verschlußgliedes zeigt, der weggerissen wurde;
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7 eine Ansicht ähnlich 6, die das Verschlußglied während dem Strömen des Aufblasströmungsmittels aus dem Behälter zeigt;
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8 eine Längsschnittansicht einer weiteren, nicht von der Erfindung umfassten Aufblasvorrichtung;
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9 eine Ansicht einer weiteren, nicht von der Erfindung umfassten Aufblasvorrichtung; und
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10 eine Ansicht einer weiteren, nicht von der Erfindung umfassten Aufblasvorrichtung.
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Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung, die dabei helfen soll, einen Fahrzeuginsassen zu schützen. Im Besonderen bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine aufblasbare Fahrzeuginsassenschutzvorrichtung, wie beispielsweise einer Seitenvorhanganordnung, die dabei helfen soll, einen Fahrzeuginsassen im Falle einer seitlichen Krafteinwirkung auf das Fahrzeug oder eines Fahrzeugüberschlags zu schützen. Repräsentativ für die vorliegende Erfindung stellt 1 schematisch eine Vorrichtung 10 dar, die helfen soll, einen Insassen eines Fahrzeugs 12 zu schützen.
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Die Vorrichtung 10 weist eine aufblasbare Fahrzeuginsassenschutzvorrichtung in Form eines Seitenvorhangs 14 auf. Der Seitenvorhang 14 ist benachbart zu der Seitenstruktur 16 und einem Dach 18 des Fahrzeugs 12 angebracht. Ein Füllrohr 20 erstreckt sich in den Seitenvorhang 14. Eine betätigbare Aufblasvorrichtung 22 leitet bei Betätigung Aufblasströmungsmittel in das Füllrohr 20, das wiederum Aufblasströmungsmittel in den Seitenvorhang 14 leitet, um den Seitenvorhang aufzublasen. Der Seitenvorhang 14 wird von einem unaufgeblasenen und gelagerten Zustand (nicht gezeigt) in einen aufgeblasenen Zustand aufgeblasen, wie in 1 dargestellt ist. In seinem aufgeblasenen Zustand ist der Seitenvorhang 14 zwischen der Seitenstruktur 16 des Fahrzeugs und einem Fahrzeuginsassen gelegen.
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Das Fahrzeug 12 weist einen in der Technik bekannten Sensor 24 auf, um eine seitliche Krafteinwirkung auf das Fahrzeug und/oder einen Fahrzeugüberschlag abzufühlen, um die Aufblasvorrichtung 22 zu betätigen. Der Sensor 24 kann einen Fahrzeugstromkreis aufweisen, um die Aufblasvorrichtung zu betätigen als Reaktion auf das Abfühlen einer seitlichen Krafteinwirkung auf das Fahrzeug und/oder eines Fahrzeugüberschlags. Der Sensor 24 sieht ein elektrisches Signal über Leitungsdrähte 26 zu der Aufblasvorrichtung 22 vor, wenn die Aufblasvorrichtung 22 betätigt werden soll.
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Die Aufblasvorrichtung 22 (2) weist eine Aufblasströmungsmittelquelle für den Seitenvorhang 14 auf. Die Aufblasvorrichtung 22 weist einen Behälter 30 auf, der einen im allgemeinen länglichen Aufbau hat, der einen Hauptkörperteil 32 und eine Endkappe 34 aufweist. Die Endkappe 34 ist an einem offenen Ende 33 des Hauptkörperteils 32 durch Reibschweißung befestigt. Die Endkappe 34 könnte jedoch in jeder in der Technik bekannten Weise an dem Hauptkörperteil 32 befestigt sein, wie beispielsweise durch die Verwendung von Laserschweißungen, Hartlöten oder Schraubgewinde.
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Der Hauptkörperteil 32 des Behälters 30 hat einen rohrförmigen, zylindrischen Aufbau, der eine sich axial erstreckende zylindrische Seitenwand 40 aufweist. Die Seitenwand 40 hat eine zylindrische Innenoberfläche 42, die auf einer Längsmittelachse 44 der Aufblasvorrichtung 22 zentriert ist. Ein zweiter Endteil 46 des Hauptkörperteils 32 wird von einer gewölbten Endwand 48 verschlossen. Die Seitenwand 44 und die Endwand 48 definieren teilweise eine Kammer 50 in dem Behälter 30.
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Die Kammer 50 enthält unter Druck stehendes Aufblasströmungsmittel. Das in der Kammer 50 gespeicherte Aufblasströmungsmittel besteht im wesentlichen aus Helium bei einem Speicherdruck im Bereich von ungefähr 27,58 MPa (4000 psi) bis ungefähr 48,26 MPa (7000 psi). Die Verwendung des Heliums als Aufblasströmungsmittel erleichtert das Unterdrucksetzen des Seitenvorhangs 14 beim Aufblasen des Vorhangs. Gemäß der vorliegenden Erfindung tritt, aufgrund des Joule-Thompson-Koeffizienten des Drosselflusses (throttle flow), das Helium-aufblasströmungsmittel in den Seitenvorhang 14 von einem Füllrohr bei einer Temperatur unterhalb der Umgebungsbedingungen ein. Durch Wärmeübertragung von der Umgebung erhöht sich die Temperatur des Heliumaufblasströmungsmittels, was eine Erhöhung des Drucks des Heliumaufblasströmungsmittels in dem aufgeblasenen Seitenvorhang 14 verursacht. Das hilft dabei, den Seitenvorhang 14 in einem aufgeblasenen Zustand über einen erwünschten Zeitraum zu halten. Der erwünschte Zeitraum beträgt mindestens fünf Sekunden und vorzugsweise mindestens sieben Sekunden.
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Die Endkappe 34 (2 und 3) des Behälters 30 hat einen im allgemeinen zylindrischen Aufbau, der eine sich axial erstreckende zylindrische Seitenwand 70 und eine Endoberfläche 72 aufweist. Aufblasströmungsmittelauslaßdurchlässe 76 werden in einer ringförmigen Anordnung in der Seitenwand 70 der Endkappe 34 gebildet. Die Strömungsfläche, die Anzahl und/oder Anordnung der Auslaßdurchlässe 76 kann gewählt werden, um das Strömen des Heliumaufblasströmungsmittels in den Seitenvorhang 14 durch das Füllrohr 20 zu beschränken oder anderweitig zu steuern. Das Füllrohr 20 ist in einer bekannten Weise mit der Endkappe 34 verbunden, wie schematisch in 1 dargestellt ist.
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Die Endkappe 34 weist eine Oberfläche 78 (2) auf, die sich im allgemeinen parallel zu der Endoberfläche 72 erstreckt. Ein Durchlaß 80 erstreckt sich axial durch die Endkappe 34 und schneidet die Oberfläche 78. Der Durchlaß 80 leitet Heliumaufblasströmungsmittel von der Kammer 50 zu den Auslaßdurchlässen 76. Der Durchlaß 80 ist auf der Achse 44 zentriert.
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Ein zerbrechbares Verschlußglied 92 (2 und 3), wie beispielsweise eine Berstscheibe, ist an der Oberfläche 78 durch eine Laserschweißung 94 befestigt. Die Berstscheibe 92 könnte jedoch in jeder in der Technik bekannten Weise an der Oberfläche 78 befestigt sein, wie beispielsweise durch Hartlöten, Buckelschweißen oder Elektronenstrahlschweißen. Die Berstscheibe 92 ist auf der Achse 44 zentriert und blockiert ein Strömen des Heliumaufblasströmungsmittels durch den Durchlaß 80 und zu den Durchlässen 76.
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Ein Zünder 98, der auf der Achse 44 zentriert ist, ist in einem hohlen Träger 100 untergebracht, welcher das Verschlußglied 92 trägt. Leitungsdrähte 26 erstrecken sich von Verbindungsstiften 101 des Zünders 98 aus, um das elektrische Signal von dem Sensor 24 zu empfangen. Der Träger 100 ist auf der Achse 44 zentriert. Der Träger 100 (2 und 3) hat einen Flansch 102, der an der Endoberfläche 72 der Endkappe 34 eingreift. Der Flansch 102 erstreckt sich radial nach außen von dem Träger 100 und greift ebenfalls an einer sich radial erstreckenden Basis 104 des Zünders 98 ein.
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Ein ringförmiger Randteil 106 erstreckt sich von der Endoberfläche 72. Der Randteil 106 ragt anfangs axial weg von der Endoberfläche 72 und krimmt sich nachfolgend um die Basis 104 der Zünders 98, um den Zünder und den Träger 100 an ihrem Platz in der Endkappe 34 zu halten. Alternativ können der Zünder 98 und der Träger 100 an der Endkappe 34 angeschweißt sein, um den Zünder und den Träger in der Endkappe zu halten.
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Der Träger 100 ragt einwärts entlang der Achse 44 in einen Eingriff mit dem Verschlußglied 92. Der Träger 100 ist daher in einer gewichttragenden Beziehung zu dem Verschlußglied 92 angebracht. Genauer gesagt ist das Verschlußglied 92 dem Speicherdruck des Heliumaufblasströmungsmittels in der Kammer 50 ausgesetzt. Daher überträgt das Verschlußglied 92 eine Strömungsmittelspeicherdruckkraft axial nach außen gegen den Träger 100. Der Träger 100 überträgt wiederum die Speicherdruckkraft auf die Endoberfläche 72 der Endkappe 34, wo der Zünder 98 sich mit dem gekrimmten Rand 106 der Endoberfläche 72 vereinigt.
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Der Träger 100 definiert eine Kammer 110. Ein Endteil 112 des Trägers 100 hat einen kreisförmigen Rand 114, der an dem Verschlußglied 92 eingreift. Der Rand 114 definiert eine Öffnung 116 in der Kammer 110.
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Das Verschlußglied 92 hat einen gewölbeförmigen Mittelteil 122, der sich in die Kammer 110 erstreckt. Ein Teil 124 des Verschlußgliedes 92 umkreist den gewölbeförmigen Teil 122. Der Teil 124 des Verschlußgliedes 92 erstreckt sich von dem kreisförmigen Rand 114 des Trägers 100 zu der Oberfläche 78 der Endkappe 34. Ein weiterer Teil 126 des Verschlußgliedes 92 umkreist den Teil 124 und ist an der Oberfläche 78 angeschweißt.
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Wenn die Kammer 50 nicht mit dem Heliumaufblasströmungsmittel gefüllt ist, wie in 4 gezeigt, ist das Verschlußglied 92 eine flache Scheibe. Das Verschlußglied 92 ist von dem Rand 114 des Trägers 100 beabstandet. Während des folgenden Belastens des Verschlußgliedes 92 durch den Druck des Heliumaufblasströmungsmittels wird das Verschlußglied gedehnt und untergeht einer plastischen Verformung in die Kammer 110 hinein. Das Verschlußglied 92 verformt sich von der in 4 gezeigten flachen Scheibe zu der in 3 gezeigten Form. Eine Bearbeitungsverhärtung des Verschlußgliedes 92 tritt während der plastischen Verformung auf.
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Beim Empfang eines elektrischen Signals von dem Sensor 24 wird der Zünder 98 in einer bekannten Weise betätigt, um eine Schockwelle und Verbrennungsgas zu erzeugen. Der Druck des Verbrennungsgases, gekoppelt mit der Schockwelle, wirkt auf den gewölbeförmigen Teil 122 des Verschlußgliedes 92, um das Gewölbe von der in 3 gezeigten Position zu der in 5 gezeigten Position umzukehren.
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Die große Bewegung des Gewölbes 122 reißt das Gewölbe aus dem Verschlußglied 92, wie in 6 gezeigt. Der Teil 124 des Verschlußgliedes 92 um das Gewölbe 122 herum blockiert weiterhin den Durchlaß 80. Der von dem Heliumaufblasströmungsmittel erzeugte Druck wird nur von der Kraft des Teils 124 getragen, wenn das Gewölbe 122 entfernt wird. Der Druck des Heliumaufblasströmungsmittels führt dazu, daß der Teil 124 des Verschlußgliedes 92 reißt und weg von dem Träger 100 zu der in 7 gezeigten Position treibt. Das Reißen und Wegtreiben des Verschlußgliedes 92 sieht einen Strom von Heliumaufblasströmungsmittel durch den Durchlaß 80 und zu den Auslaßdurchlässen 76 vor und anschließend zu dem Seitenvorhang 14.
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8 stellt eine Aufblasvorrichtung 22a dar. Die Aufblasvorrichtung 22a ist in ihrem Aufbau ähnlich der Aufblasvorrichtung 22 des Ausführungsbeispiels gemäß 1 bis 7 und kann verwendet werden, um einen Seitenvorhang (in 8 nicht gezeigt) ähnlich dem in 1 dargestellten Seitenvorhang 14 aufzublasen. Teile der Aufblasvorrichtung 22a (8), die ähnlich oder identisch mit den entsprechenden Teilen der Aufblasvorrichtung 22 (1 bis 7) sind, erhalten die gleichen Bezugszeichen mit dem Anhang „a”, der der Klarheit wegen angefügt wurde.
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Die Aufblasvorrichtung 22a (8) weist einen Behälter 30a auf, der einen im allgemeinen länglichen Aufbau hat. Der Behälter 30a weist einen Hauptkörperteil 32a und eine Endkappe 34a auf. Die Endkappe 34a ist an dem offenen Ende des Hauptkörperteils 32a durch eine Reibschweißung befestigt, könnte aber alternativ durch andere bekannte Verfahren befestigt sein, wie beispielsweise Laserschweißen, Hartlöten oder Schraubgewinde.
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Der Hauptkörperteil 32a des Behälters 30a hat einen rohrförmigen, zylindrischen Aufbau, der eine sich axial erstreckende zylindrische Seitenwand 40a aufweist, die auf einer Längsmittelachse 44a der Aufblasvorrichtung 22a zentriert ist. Der Hauptkörperteil 32a weist ebenfalls eine gewölbte Endwand 48a auf.
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Der Hauptkörperteil 32a und die Endkappe 34a definieren eine Kammer 50a in dem Behälter 30a. Die Kammer 50a enthält eine Menge Aufblasströmungsmittel, das unter Druck gespeichert ist. Das in der Kammer 50a gespeicherte Aufblasströmungsmittel besteht im wesentlichen aus Helium bei einem Speicherdruck, der sich im Bereich von ungefähr 27,58 MPa (4000 psi) bis ungefähr 48,26 MPa (7000 psi) bewegen kann.
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Ein zerbrechbares Verschlußglied 92a ist an der Endkappe 34a befestigt und blockiert ein Strömen des Heliumaufblasströmungsmittels aus der Kammer 50a. Die Aufblasvorrichtung 22a ist frei von pyrotechnischem Material zum Erzeugen von Gas zum Aufblasen des Seitenvorhangs. Es wird nur das Heliumaufblasströmungsmittel zum Aufblasen des Seitenvorhangs verwendet.
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Die Endkappe 34a des Behälters 30a hat einen im allgemeinen zylindrischen Aufbau, der eine zylindrische Seitenwand 70a aufweist und einen Endteil 72a, der von der Kammer 50a beabstandet ist. Die Seitenwand 70a hat eine zylindrische Außenoberfläche 200. Die Endkappe 34a hat eine Zentralkammer 202. Ein elektrisch betätigbarer Zünder 98a einer bekannten Konfiguration ist auf der Endkappe 34a angebracht und ragt in die Zentralkammer 202 der Endkappe.
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Die Aufblasvorrichtung 22a weist einen primären Aufblasströmungsmittel-Auslaßdurchlaß 210 auf und einen sekundären oder Ausgleichs-Aufblasströmungsmittel-Auslaßdurchlaß 230 zum Ermöglichen eines Stroms des Heliumaufblasströmungsmittels aus der Zentralkammer 202 der Endkappe 34a zu dem Seitenvorhang. Der primäre Auslaßdurchlaß 210 hat einen ersten Teil 212, der sich radial von der Zentralkammer 202 zu der Außenoberfläche 200 der Seitenwand 70a der Endkappe 34a erstreckt. Ein zweiter Teil 214 des primären Auslaßdurchlasses 210 erstreckt sich senkrecht von dem ersten Teil 212 zu der Außenoberfläche 200. Der zweite Teil 214 erstreckt sich in eine Richtung in die Papierebene wie in 8 gesehen, und daher ist nur sein kreisförmiger Einlaß in 8 gezeigt.
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Ein Ventil 220 ist in dem ersten Teil 212 des primären Auslaßdurchlasses 210 angeordnet. Das Ventil 220 weist eine Ventilglied 222, eine Feder 224 und eine Rückhaltevorrichtung 226 auf. Die Rückhaltevorrichtung 226 ist in die Endkappe 34a geschraubt, an einem radial äußeren Ende des ersten Teils 212 des Auslaßdurchlasses 210. Die Feder 224 erstreckt sich zwischen der Rückhaltevorrichtung 226 und dem Ventilglied 222. Die Feder 224 spannt das Ventilglied 222 in eine geschlossene Position gegen eine Ventilsitz 228 vor, der auf der Endkappe 34a benachbart zu dem anderen Ende des ersten Teils 212 des Auslaßdurchlasses 210 gebildet ist. Anders gesagt ist das Ventilglied 222 in Richtung der Zentralkammer 202 und in einer Abwärtsrichtung wie in 8 gesehen vorgespannt.
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Das Ventilglied 222 ist dem Strömungsmitteldruck in der Zentralkammer 202 der Endkappe 34a ausgesetzt. Wenn das Ventilglied 222 sich in der geschlossenen Position befindet, ist das Ventil 220 in einem geschlossenen Zustand, der einen Strömungsmittelstrom aus der Zentralkammer 202 der Endkappe 34a zu dem zweiten Teil 214 des primären Auslaßdurchlasses 210 blockiert.
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Der Ausgleichsauslaßdurchlaß 230 ist ein ständig offener Durchlaß, der sich zwischen der Zentralkammer 202 und der Außenseitenoberfläche 200 der Endkappe 34a erstreckt. Eine radial innerer erster Teil 232 des Ausgleichsauslaßdurchlasses 230 hat einen engen, zylindrischen Aufbau. Ein zweiter Teil 234 des Ausgleichsauslaßdurchlasses 230 erstreckt sich radial auswärts von dem ersten Teil 232. Der zweite Teil 234 verbreitert sich nach außen und hat eine größere Strömungsfläche als der erste Teil 232.
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Der erste Teil 232 des Ausgleichsauslaßdurchlasses 230 hat eine relativ kleine Strömungsfläche und beschränkt daher deutlich einen Strömungsmittelstrom durch den Ausgleichsauslaßdurchlaß. Der primäre Auslaßdurchlaß 210 hat, im Vergleich, eine relativ große Strömungsfläche.
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Im Falle einer Krafteinwirkung auf das Fahrzeug mit einer Größe über einem vorbestimmten Schwellenwert, wird der Zünder 98a in einer bekannten Weise betätigt, um das Verschlußglied 92a zu zerbrechen. Das Heliumaufblasströmungsmittel strömt aus der Kammer 50a und in die Zentralkammer 202 in der Endkappe 34a.
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Das Heliumaufblasströmungsmittel beginnt unmittelbar, aus der Aufblasvorrichtung 22a durch den Ausgleichsauslaßdurchlaß 230 zu strömen, der immer offen ist. Aufblasströmungsmittel strömt nur durch den primären Auslaßdurchlaß 210, wenn sich das Ventil öffnet. Genau gesagt erhöht sich, wenn das Verschlußglied 92a birst, der Strömungsmitteldruck in der Zentralkammer 202 der Endkappe 34a, der auf das Ventilglied 222 wirkt, schnell, bis er die Vorspannungswirkung der Ventilfeder 224 überwindet. Das Ventilglied 222 bewegt sich aus dem Ventilsitz 228 in einer Aufwärtsrichtung wie in 8 zu sehen ist.
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Wenn das Ventilglied 222 sich weit genug bewegt, ist der zweite Teil 214 des primären Auslaßdurchlasses 210 in Strömungsmittelverbindung mit der Zentralkammer 202 der Endkappe 34a verbunden. Das Heliumaufblasströmungsmittel strömt aus der Endkappe 34a durch die ersten und zweiten Teile 212 und 214 des primären Auslaßdurchlasses 210. Wegen der relativ großen Strömungsfläche des primären Auslaßdurchlasses 210 strömt das Heliumaufblasströmungsmittel durch den primären Auslaßdurchlaß mit einer relativ hohen Rate.
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Der Strom des Heliumaufblasströmungsmittels durch den primären Auslaßdurchlaß 210 dauert nur so lange wie der Strömungsmitteldruck in der Zentralkammer 202 der Endkappe 34a ausreicht, um das Ventil 220 offen zu halten. Genau gesagt beginnt, sobald die Aufblasvorrichtung 22a betätigt und das Verschlußglied 92a zerbrochen wird, der Druck in der Kammer 50a zu sinken. Nach einem relativ kurzen Zeitraum sinkt der Druck in der Kammer 202 auf ein Pegel, das niedrig genug ist, damit die Ventilfeder 224 das Ventil 220 schließt. Ein Strom des Heliumaufblasströmungsmittels durch den primären Auslaßdurchlaß 210 endet. Ein Strom des Heliumaufblasströmungsmittels durch den Ausgleichsauslaßdurchlaß 230 dauert über diesen Zeitraum an, da der Ausgleichsauslaßdurchlaß ständig offen ist.
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Der Seitenvorhang wird schnell aufgeblasen aufgrund des relativ hohen Drucks und der Strömungsgeschwindigkeit bzw. -rate des Heliumaufblasströmungsmittels durch den primären Auslaßdurchlaß 210. Dieser Strom dauert für einen kurzen Zeitraum an, zum Beispiel für ungefähr zwanzig Millisekunden. Dieser relativ kurze Zeitraum ist lang genug, um den Seitenvorhang aufzublasen, um dabei zu helfen, einen Fahrzeuginsassen im Falle einer seitlichen Krafteinwirkung auf das Fahrzeug oder eines Fahrzeugüberschlags zu schützen.
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Nach diesem anfänglichen schnellen Strom des Heliumaufblasströmungsmittels in den Seitenvorhang fährt die Aufblasvorrichtung fort, das Heliumaufblasströmungsmittel an den Seitenvorhang durch den Ausgleichsauslaßdurchlaß 230 zu liefern. Dieser Strom hat eine relativ geringe Rate aufgrund der relativ kleinen wirksamen Strömungsfläche des Ausgleichsauslaßdurchlasses 230. Der Ausgleichsauslaßdurchlaß 230 gibt das Heliumaufblasströmungsmittel nur mit einer Rate ab, die ausreichend ist, um einen Druckverlust in dem Seitenvorhang durch Lecks oder Abkühlen zu kompensieren oder auszugleichen. Daher kann der Druck des Heliumaufblasströmungsmittels in dem Seitenvorhang auf einem gewünschten, relativ konstanten Pegel gehalten werden, was es dem Seitenvorhang ermöglicht, für einen gewünschten Zeitraum gefüllt zu bleiben. Der erwünschte Zeitraum beträgt mindestens fünf Sekunden und vorzugsweise mindestens sieben Sekunden. Der erwünschte Zeitraum ist lang genug, um dabei zu helfen, einen Fahrzeuginsassen davor zu schützen, während einer seitlichen Krafteinwirkung oder eines Fahrzeugüberschlags aus dem Fahrzeug geschleudert zu werden.
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Die Strömungsfläche des primären Auslaßdurchlasses 210 ist ungefähr zehnmal oder eine Größenordnung größer als die wirksame Strömungsfläche des Ausgleichsauslaßdurchlasses 230. Die tatsächlichen Ausmaße und relativen Größen der Auslaßdurchlässe 210 und 230 hängen von zahlreichen Faktoren ab, unter anderem, aber nicht ausschließlich, dem Druck, bei dem das Heliumaufblasströmungsmittel gespeichert wird, dem Volumen des Seitenvorhangs, der benötigte Aufblasrate und Durchlässigkeit des Seitenvorhangs, dem benötigte Aufblasdruck zu Beginn und dem benötigte Aufblasdruck zu einem späteren Zeitpunkt, um ein Herausschleudern eines Insassen während eines Überschlagsunfalls zu verhindern.
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9 stellt eine Aufblasvorrichtung 22b dar. Die Aufblasvorrichtung 22b ist in ihrem Aufbau ähnlich der Aufblasvorrichtung 22a (8) und kann verwendet werden, um einen Seitenvorhang (in 9 nicht gezeigt) aufzublasen, der ähnlich dem in 1 dargestellten Seitenvorhang 14 ist. Teile der Aufblasvorrichtung 22b (9), die ähnlich oder identisch mit den entsprechenden Teilen der Aufblasvorrichtung 22a (8) sind, sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen, wobei der Anhang „b” der Klarheit wegen angefügt wurde.
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Die Aufblasvorrichtung 22b weist einen primären Aufblasströmungsmittel-Auslaßdurchlaß 300 auf, um einen Strom von Aufblasströmungsmittel aus der Aufblasvorrichtung zu dem Seitenvorhang zu ermöglichen. Der primäre Auslaßdurchlaß 300 ist ein ständig offener Durchlaß, der sich zwischen der Zentralkammer 202b der Endkappe 34b und der Außenseitenoberfläche 200b der Endkappe erstreckt. Die Strömungsfläche des primären Auslaßdurchlasses 300 ist groß genug, um den Seitenvorhang in einem relativ kurzen Zeitraum zu füllen, zum Beispiel in ungefähr 20 Millisekunden.
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Die Aufblasvorrichtung 22b weist außerdem eine Ausgleichsanordnung 310 auf, um einen relativ langsamen Strom von Aufblasströmungsmittel in den Seitenvorhang vorzusehen, um den mit der Zeit entstehenden Druckverlust in dem Seitenvorhang zu kompensieren oder auszugleichen. Die Ausgleichsanordnung 310 weist einen sekundären Behälter 312 auf. Der sekundäre Behälter 312 weist einen Hauptkörperteil 314 und einen Innenendteil 316 auf. Der Innenendteil 316 hat eine Zentralöffnung oder Durchlaß 318.
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Ein zerbrechbarer Teil 320 des sekundären Behälters 312, wie beispielsweise ein Verschlußglied oder eine Folienmembran, ist an dem Innenendteil 316 befestigt und verschließt den sekundären Behälter 312. Eine Menge unter Druck stehendes Aufblasströmungsmittel ist in dem sekundären Behälter 312 gespeichert. Das Aufblasströmungsmittel, das in dem sekundären Behälter 312 gespeichert ist, besteht im wesentlichen aus Helium bei einem Speicherdruck, der sich im Bereich von ungefähr 27,58 MPa (4000 psi) bis ungefähr 48,26 MPa (7000 psi) bewegen kann.
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Der zerbrechbare Teil 320 blockiert einen Strom des Heliumaufblasströmungsmittels aus dem sekundären Behälter 312 durch die Zentralöffnung 318 in dem Innenendteil 316 des sekundären Behälters.
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Ein mit Gewinde versehener Durchlaß 322 wird in der Seitenwand 70b der Endkappe 34b gebildet. Der Durchlaß 322 erstreckt sich radial von der Zentralkammer 202b zu der Außenoberfläche 200b der Seitenwand 70b der Endkappe 34b. Der Innenendteil 316 des sekundären Behälters 312 ist in den Durchlaß 322 geschraubt. Der Innenendteil 316 hält eine Feder 324 und eine Nadel 326 in dem Durchlaß 322 zurück.
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Die Nadel 326 ist hohl und hat einen Aufblasströmungsmittel-Auslaßdurchlaß 328, der sich über die gesamte Länge der Nadel erstreckt. Ein gespitzter Endteil 330 der Nadel 326 ist in der Zentralöffnung 318 des Innenendteils 316 des sekundären Behälters 312 angeordnet, benachbart zu dem zerbrechbaren Teil 320 des sekundären Behälters. Gegenüber dem gespitzten Endteil 330 hat die Nadel 326 einen Innenendteil 332, der dem Strömungsmitteldruck in der Zentralkammer 202b der Endkappe 34b ausgesetzt ist. Die Feder 324 spannt die Nadel 326 gegen diesen Strömungsmitteldruck vor, in eine Position, die beabstandet von dem zerbrechbaren Teil 320 des sekundären Behälters 312 ist.
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Bei Betätigung der Aufblasvorrichtung 22b wird der Zünder 98b betätigt und zerbricht das Verschlußglied 92b. Das Heliumaufblasströmungsmittel strömt aus der Kammer 50b in den primären Behälter 30b und in die Zentralkammer 202b in der Endkappe 34b. Das Heliumaufblasströmungsmittel beginnt unmittelbar aus der Aufblasvorrichtung 22b durch den primären Auslaßdurchlaß 300 zu strömen.
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Der Druck in der Kammer 50b beginnt zu sinken sobald die Aufblasvorrichtung 22b betätigt und das Verschlußglied 92b zerbrochen wird. Nach einem bestimmten Zeitraum ist der Druck in der Kammer 50b niedrig genug damit der primäre Behälter 30b im wesentlichen geleert wird. Aufgrund der relativ großen Strömungsfläche des primären Auslaßdurchlasses 300 dauert dies typischerweise ungefähr zwanzig Millisekunden. Der Seitenvorhang kann daher schnell aufgeblasen werden aufgrund des relativ hohen Drucks und der Strömungsrate des Heliumaufblasströmungsmittels, das aus dem primären Behälter 30b strömt.
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In der Zwischenzeit überwindet der gestiegene Druck in der Zentralkammer 202b, der auf die Nadel 326 wirkt, die Vorspannungswirkung der Feder 324. Die Nadel 326 bewegt sich in Eingriff mit und zerbricht den zerbrechbaren Teil 320 des sekundären Behälters 312. Heliumaufblasströmungsmittel strömt aus dem sekundären Behälter 312 durch den Auslaßdurchlaß 328 in der Nadel 326 und in die Zentralkammer 202 in der Endkappe 32b. Das Heliumaufblasströmungsmittel aus dem sekundären Behälter 312 vermischt sich mit dem Heliumaufblasströmungsmittel aus dem primären Behälter 30b und strömt aus der Aufblasvorrichtung 22b durch den primären Auslaßdurchlaß 300.
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Aufgrund der relativ kleinen Strömungsfläche des Auslaßdurchlasses 328 in der Nadel 326 wird die Heliumaufblasströmungsfläche aus dem sekundären Behälter 312 mit einer relativ geringen Rate abgegeben. Der sekundäre Behälter 312 gibt das Heliumaufblasströmungsmittel nur mit einer Rate ab, die ausreicht, um den mit der Zeit auftretenden Druckverlust in dem Seitenvorhang durch Lecks oder Abkühlung zu kompensieren. Das Volumen und der Druck des Heliumaufblasströmungsmittels werden gewählt, um diesen Ausgleichsstrom vorzusehen, um den Seitenvorhang über einen gewünschten Zeitraum in einem aufgeblasenen Zustand zu erhalten. Der erwünschte Zustand beträgt mindestens fünf Sekunden und vorzugsweise sieben Sekunden. Daher kann der Strömungsmitteldruck in dem Seitenvorhang auf einem gewünschten relativ konstanten Pegel gehalten werden, was es dem Seitenvorhang ermöglicht für einen längeren Zeitraum für den Insassenschutz gefüllt zu bleiben.
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10 stellt eine Aufblasvorrichtung 22c dar. Die Aufblasvorrichtung 22c ist in ihrem Aufbau ähnlich der Aufblasvorrichtung 22b (9) und kann verwendet werden, um einen Seitenvorhang (in 10 nicht gezeigt) aufzublasen, der ähnlich dem in 1 dargestellten Seitenvorhang 14 ist. Teile der Aufblasvorrichtung 22c (10), die ähnlich oder identisch mit den entsprechenden Teilen der Aufblasvorrichtung 22b (9) sind, sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen, wobei der Anhang „c” der Klarheit wegen angefügt ist.
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Die Aufblasvorrichtung 22c weist eine primäre Aufblasvorrichtung 400 und eine sekundäre Aufblasvorrichtung 420 auf, die identisch sind bis auf das Strömungsmittelvolumen, den Druck und die Ausgabeströmungsrate. Die primäre Aufblasvorrichtung 400 weist einen Behälter oder ein Gehäuse 402 auf, das einen Hauptkörperteil 404 und eine Endkappe 406 hat. Das Aufblasvorrichtungsgehäuse 402 definiert eine Kammer 408, die von einem zerbrechbaren Verschlußglied 410 verschlossen wird. Eine Menge unter Druck stehendes Aufblasströmungsmittel ist in der Kammer 408 gespeichert. Das in der Kammer 408 gespeicherte Aufblasströmungsmittel besteht im wesentlichen aus Helium bei einem Speicherdruck, der sich im Bereich von ungefähr 27,58 MPa (4000 psi) bis ungefähr 48,26 MPa (7000 psi) bewegen kann.
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Die Endkappe 406 hat eine Zentralkammer 414. Das Verschlußglied 410 blockiert einen Strom von Aufblasströmungsmittel 412 aus der Kammer 408 in die Zentralkammer 414. Eine Vielzahl von Auslaßdurchlässen 416 in der Endkappe 406 ermöglicht einen Strom von Aufblasströmungsmittel 412 aus der Zentralkammer 414, wenn das Verschlußglied 410 zerbrochen wird. Jeder der Auslaßdurchlässe 416 hat einen zylindrischen Aufbau und ist ständig offen. Ein auf der Endkappe 406 angebrachter Zünder 418 ragt in die Zentralkammer 414 der Endkappe hinein.
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Die sekundäre Aufblasvorrichtung 420 weist einen Behälter oder ein Gehäuse 422 auf, das einen Hauptkörperteil 424 und eine Endkappe 426 aufweist. Das Aufblasvorrichtungsgehäuse 422 definiert eine Kammer 428, die von einem zerbrechbaren Verschlußglied 430 verschlossen wird. Eine Menge unter Druck stehendes Aufblasströmungsmittels ist in der Kammer 428 gespeichert. Das in der Kammer 428 gespeicherte Aufblasströmungsmittel besteht im wesentlichen aus Helium bei einem Speicherdruck, der sich im Bereich von ungefähr 27,58 MPa (4000 psi) bis ungefähr 48,26 MPa (7000 psi) bewegen kann.
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Die Endkappe 426 hat eine Zentralkammer 434. Das Verschlullglied 430 blockiert einen Strom von Aufblasströmungsmittel aus der Kammer 428 in die Zentralkammer 434. Ein auf der Endkappe 426 angebrachter Zünder 436 ragt in die Zentralkammer 434 der Endkappe hinein.
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Eine Vielzahl Auslaßdurchlässe 440 wird in der Endkappe 426 gebildet und ermöglicht einen Strom des Heliumaufblasströmungsmittels aus der Zentralkammer 343. Jeder der Auslaßdurchlässe 440 hat einen zylindrischen Aufbau und ist ständig offen. Die zusammengenommene Strömungsfläche der Auslaßdurchlässe 440 der sekundären Aufblasvorrichtung 420 ist wesentlich kleiner als die zusammengenommene Strömungsfläche der Auslaßdurchlässe 416 der primären Aufblasvorrichtung 400.
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Beim Betätigen der Aufblasvorrichtung 22c wird der Zünder 418 der primären Aufblasvorrichtung 400 in einer bekannten Weise betätigt und zerbricht das Verschlullglied 410. Das Heliumaufblasströmungsmittel strömt aus der Kammer 408 und in die Zentralkammer 414 in der Endkappe 406. Das Heliumaufblasströmungsmittel beginnt unmittelbar aus der primären Aufblasvorrichtung 400 durch die Auslaßdurchlässe 416 zu strömen.
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Sobald die primäre Aufblasvorrichtung 400 betätigt und ihr Verschlullglied 410 zerbrochen wird, beginnt der Druck in der Kammer 408 zu sinken. Nach einem bestimmten Zeitraum ist der Druck niedrig genug, damit die primäre Aufblasvorrichtung 400 im wesentlichen geleert wird. Aufgrund der relativ großen Strömungsfläche der Auslaßdurchlässe 416 dauert dies typischerweise nur ungefähr zwanzig Millisekunden. Das Volumen und der Druck des Heliumaufblasströmungsmittels in der primären Aufblasvorrichtung 400 werden gewählt, um eine Füllung des Seitenvorhangs in diesem Zeitraum zu ermöglichen.
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In der Zwischenzeit wird die sekundäre Aufblasvorrichtung 420 betätigt und beginnt, das Heliumaufblasströmungsmittel aus den Auslaßdurchlässen 440 abzugeben. Aufgrund der relativ kleinen Strömungsfläche der Auslaßdurchlässe 440 in der sekundären Aufblasvorrichtung 420 wird das Heliumaufblasströmungsmittel aus der sekundären Aufblasvorrichtung mit einer relativ geringen Rate abgegeben. Als Ergebnis davon kann der Heliumaufblasströmungsmittelstrom aus der sekundären Aufblasvorrichtung 420 zu dem Seitenvorhang für einen gewünschten Zeitraum anhalten. Der erwünschte Zeitraum beträgt mindestens fünf Sekunden und vorzugsweise mindestens sieben Sekunden.
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Der Seitenvorhang wird schnell aufgeblasen aufgrund des relativ hohen Drucks und der Strömungsrate des Heliumaufblasströmungsmittels aus der primären Aufblasvorrichtung 400. Nach diesem anfänglichen schnellen Strömen des Heliumaufblasströmungsmittels in den Seitenvorhang, fährt die Anordnung 22c fort, das Heliumaufblasströmungsmittel aus der sekundären Aufblasvorrichtung 22c an den Seitenvorhang zu liefern. Die sekundäre Aufblasvorrichtung 420 gibt das Heliumaufblasströmungsmittel nur mit einer Rate ab, die ausreicht, um den mit der Zeit auftretenden Druckverlust in dem Seitenvorhang durch Lecks oder Abkühlen zu kompensieren. Daher kann der Strömungsmitteldruck in dem Seitenvorhang auf einem gewünschten konstanten Pegel gehalten werden, was es dem Seitenvorhang ermöglicht, für einen gewünschten Zeitraum für den Insassenschutz gefüllt zu bleiben. Der erwünschte Zeitraum beträgt mindestens fünf Sekunden und vorzugsweise mindestens sieben Sekunden.
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Der Seitenvorhang 14 kann aus einem beliebigen geeigneten Material wie beispielsweise Nylon oder Polyester gefertigt sein. Das Nylon kann mit Silikon oder Urethan beschichtet sein. In ähnlicher Weise kann das Polyester beschichtet sein. Eine Urethanbeschichtung hat eine stärkere Bindung an Polyester als an Nylon.
