DE102006021833A1

DE102006021833A1 - Vorrichtung zum Aufblasen einer aufblasbaren Fahrzeuginsassenrückhaltevorrichtung

Info

Publication number: DE102006021833A1
Application number: DE102006021833A
Authority: DE
Inventors: Eric J. Macomb Eckelberg
Original assignee: TRW Vehicle Safety Systems Inc
Current assignee: ZF Passive Safety Systems US Inc
Priority date: 2005-05-26
Filing date: 2006-05-10
Publication date: 2006-12-21
Also published as: US20060267322A1

Abstract

Eine Vorrichtung zum Aufblasen eines Airbags umfasst eine erste Aufblasströmungsmittelquelle, die betätigbar ist, um ein Volumen von Aufblasströmungsmittel zu produzieren, und eine zweite Aufblasströmungsmittelquelle, die betätigbar ist, um ein Volumen von Aufblasströmungsmittel zu produzieren. Die Vorrichtung umfasst ebenfalls einen Temperatursensor zum Liefern eines Temperatursignals, das eine Anzeige für die Temperatur der Vorrichtung bildet, und ein Steuersystem, das betriebsmäßig mit dem Temperatursensor verbunden ist. Das Steuersystem betätigt die ersten und zweiten Aufblasströmungsmittelquellen. Die Vorrichtung umfasst ferner eine Verzögerungssschaltung, die an den Temperatursensor und das Steuersystem gekoppelt ist. Die Verzögerungsschaltung spricht auf das Temperatursignal an zur Verzögerung der Betätigung einer der ersten und zweiten Quellen um eine vorbestimmte Zeitperiode nach Betätigung der anderen der ersten und zweiten Quellen.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Aufblasen einer aufblasbaren Fahrzeuginsassenrückhaltevorrichtung, beispielsweise einen Airbag.

Hintergrund der Erfindung

Eine Vorrichtung zum Aufblasen einer aufblasbaren Fahrzeuginsassenrückhaltevorrichtung, beispielsweise ein Airbag, umfasst eine Aufblasvorrichtung, die eine Strömungsmittelquelle zum Aufblasen des Airbags aufweist. Die Strömungsmittelquelle kann beispielsweise ein ein zündbares Gas erzeugendes Material sein, das bei Zündung ein großes Gasvolumen erzeugt. Wenn das Fahrzeug eine Verzögerung erfährt, die das Auftreten eines Fahrzeugzusammenstoßes anzeigt, wird das Gas erzeugende Material gezündet. Das Strömungsmittel, das durch die Verbrennung des Gas erzeugenden Materials erzeugt wird, wird von der Aufblasvorrichtung in den Airbag geleitet, um diesen aufzublasen. Wenn der Airbag aufgeblasen ist, erstreckt er sich in das Fahrzeugabteil, um beim Schutz eines Fahrzeuginsassen zu helfen.

Es ist bisweilen wünschenswert, das Aufblasen des Airbags ansprechend auf unterschiedliche Zustände bzw. Bedingungen zu steuern. Beispielsweise kann es wünschenswert sein, das Aufblasen des Airbags ansprechend auf die Umgebungstemperatur zu steuern. Eine durch U.S. Patent Nr. 5,460,405 offenbarte Vorrichtung umfasst eine Vielzahl von Aufblasströmungsmittelquellen, in der eine oder mehr der Aufblasströmungsmittelquellen ansprechend auf unterschiedliche Bedingungen betätigt werden. Wenn das Aufblasen des Airbags mehr als eine Aufblasquelle verwendet, kann es wünschenswert sein, den Betrieb einer der Quellen, ansprechend auf die Umgebungstemperatur, zu verzögern.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Aufblasen eines Airbags, der eine erste Aufblasströmungsmittelquelle umfasst, die betätigbar ist, um ein erstes Aufblasströmungsmittelvolumen zu produzieren, und eine zweite Aufblasströmungsmittelquelle, die betätigbar ist, um eine zweites Aufblasströmungsmittelvolumen, das sich von dem ersten Volumen unterscheidet, zu produzieren. Die Vorrichtung umfasst ebenso einen Temperatursensor zum Vorsehen eines Temperatursignals, das eine Anzeige für die Temperatur der Vorrichtung bildet, und ein Steuersystem, das betriebsmäßig mit dem Temperatursensor verbunden ist. Das Steuersystem betätigt die ersten und zweiten Aufblasströmungsmittelquellen. Die Vorrichtung umfasst ferner eine Verzögerungsschaltung, die mit dem Temperatursensor und dem Steuersystem gekoppelt ist. Die Verzögerungsschaltung spricht auf das Temperatursignal an, um die Betätigung einer der ersten und zweiten Quellen für eine vorbestimmte Zeitperiode nach Betätigung der anderen der ersten und zweiten Quellen zu verzögern.

Gemäß einem weiteren Aspekt bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Vorrichtung zum Aufblasen einer Airbagaufblasvorrichtung, die eine erste Aufblasströmungsmittelquelle umfasst, die betätigbar ist, um ein Aufblasströmungsmittelvolumen zu produzieren, und eine zweite Aufblasströmungsmittelquelle, die betätigbar ist, um ein Aufblasströmungsmittelvolumen zu produzieren. Die Vorrichtung umfasst ebenfalls einen Temperatursensor, um ein Temperatursignal zu liefern, das eine Anzeige für die Temperatur der Vorrichtung bildet, und ein Steuersystem, das betriebsmäßig mit dem Temperatursensor verbunden ist. Das Steuersystem betätigt die ersten und zweiten Aufblasströmungsmittelquellen. Die Vorrichtung umfasst ferner eine Verzögerungsschaltung, die mit dem Temperatursensor und dem Steuersystem gekoppelt ist. Die Verzögerungsschaltung verzögert die Betätigung einer der ersten und zweiten Quellen um eine vorbestimmte Zeitperiode nach Betätigung der anderen der ersten und zweiten Quellen, und zwar basierend auf dem Temperatursignal. Die vorbestimmte Zeitperiode entspricht 10 Millise kunden + (1 Millisekunde/(Aufblasvorrichtungsumgebungstemperatur in Grad Celsius – 22°C)) für Aufblasvorrichtungsumgebungstemperaturen oberhalb von 22°C.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind in den begleitenden Zeichnungen dargestellt, wobei:
1 eine schematische Ansicht eines Fahrzeuginsassenrückhaltesystems ist, das gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung konstruiert ist;
2 eine schematische Ansicht von Teilen des Systems der 1 ist;
3 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung ist und eine Schnittansicht der Aufblasvorrichtung umfasst; und
4 eine Ansicht entlang der Linie 4-4 in 3 ist.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Ein Fahrzeuginsassenrückhaltesystem 10, das gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung konstruiert ist, ist schematisch in 1 gezeigt. Die Fahrzeuginsassenrückhaltevorrichtung 10 umfasst eine aufblasbare Fahrzeuginsassenrückhaltevorrichtung 12, auf die im Allgemeinen als ein Airbag Bezug genommen wird, zum Zurückhalten der Bewegung eines Fahrzeuginsassen beim Auftreten eines Fahrzeugzusammenstoßes. Der Airbag 12 ist in dem Fahrzeug an einer Stelle benachbart zu dem Fahrzeuginsassenabteil 14 gelagert. Wenn der Airbag 12 eine Vorwärtsbewegung eines Fahrzeuginsassen beim Auftreten eines Zusammenstoßes zurückhalten soll, ist der Airbag 12 benachbart zu der Vorderseite bzw. Front des Fahrzeuginsassenabteils 14 gelagert, beispielsweise in dem Lenkrad des Fahrzeugs oder in dem Armaturenbrett des Fahrzeugs. Wenn der Airbag 12 beim Auftreten eines Zusammenstoßes eine Bewegung des Fahrzeuginsassen zu einer Seite des Fahrzeugs hin zurückhalten soll, ist der Airbag 12 benachbart zu der Seite des Fahrzeuginsassenabteils 14 gelagert, beispielsweise in einer Tür des Fahrzeugs.
Wenn das Fahrzeug eine Verzögerung erfährt, die das Auftreten eines Zusammenstoßes anzeigt, wird der Airbag 12 von einem gelagerten Zustand, schematisch in 1 gezeigt, zu einem aufgeblasenen Zustand aufgeblasen. Wenn sich der Airbag 12 in dem aufgeblasenen Zustand befindet, erstreckt er sich in das Fahrzeuginsassenabteil 14 hinein, um beim Zurückhalten der Bewegung eines Insassen eines benachbarten Fahrzeugsitzes 16 zu helfen: Eine Abdeckung 18 verbirgt bzw. verdeckt den Airbag 12 von dem Fahrzeuginsassenabteil 14, wenn sich dieser in dem gelagerten Zustand befindet. Die Abdeckung 18 öffnet sich beim Aufblasen des Airbags 12 von dem gelagerten Zustand zu dem aufgeblasenen Zustand.
Die Fahrzeuginsassenrückhaltevorrichtung 10 umfasst ebenso eine Aufblasvorrichtungsanordnung 20 zum Liefern von Aufblasströmungsmittel zum Aufblasen des Airbags 12. Die Aufblasvorrichtungsanordnung 20 umfasst eine Vielzahl von Aufblasströmungsmittelquellen, die getrennt und unabhängig voneinander betätigbar sind. In dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, das in 1 gezeigt ist, umfasst die Aufblasvorrichtungsanordnung 20 vier Aufblasströmungsmittelquellen 22, 24, 26 und 28. Wie in 2 gezeigt, weist jede der vier Aufblasströmungsmittelquellen 22, 24, 26 und 28 eine Vielzahl von Körnern 30 des, ein zündbares Gas erzeugenden Materials auf. Das Material aus dem die Körner 30 gebildet sind, produziert bei Zündung ein großes Gasvolumen und kann irgendeine in der Technik bekannte geeignete Zusammensetzung besitzen. Jede der vier Aufblasströmungsmittelquellen 22, 24, 26 und 28 weist ferner eine entsprechende Zündpille bzw. ein Zündelement 32 auf, die bei Zündung die entsprechenden Körner 30 des Gas erzeugenden Materials zündet. Derartige Zündelemente 32 sind in der Technik bekannt.
Die Aufblasvorrichtungsanordnung 20 umfasst ebenfalls mindestens zwei Aufblasströmungsmittelquellen, die entsprechende Volumina von Aufblas strömungsmittel, die sich voneinander unterscheiden, liefern. Vorzugweise liefert jede der vier Aufblasströmungsmittelquellen 22, 24, 26 und 28 ein entsprechendes Gasvolumen, das sich von dem entsprechenden Gasvolumen unterscheidet, das von jedem anderen der vier Aufblasströmungsmittelquellen geliefert wird. Demgemäß unterscheidet sich die Anzahl der Körner 30 des Gas erzeugenden Materials jedes der vier Aufblasströmungsmittelquellen 22, 24, 26 und 28, wie in 2 gezeigt ist.
Die Fahrzeuginsassenrückhaltevorrichtung 10 umfasst ferner eine elektronische Steuervorrichtung 50 und einen Zusammenstoß- bzw. Kollisionssensor 52. Die Steuervorrichtung 50 weist vorzugsweise einen Mikroprozessor bekannter Bauart auf und ist mit einer geeigneten Leistungsquelle 54 durch eine Leitung 56 verbunden. Wenn der Airbag 12 an der Frontseite des Fahrzeugs gelagert ist, weist der Kollisionssensor 52 vorzugsweise einen Beschleunigungssensor auf, der die Beschleunigung entlang einer Längsachse des Fahrzeugs abfühlt. Wenn der Airbag 12 an der Seite des Fahrzeugs gelagert ist, weist der Kollisionssensor 52 vorzugsweise einen Beschleunigungssensor auf, der die Beschleunigung entlang einer Seit-zu-Seit- bzw. Querachse des Fahrzeugs abfühlt oder er weist alternativ einen Knautschsensor auf. Wenn der Kollisionssensor 52 den Fahrzeugzustand abfühlt, der das Auftreten eines Zusammenstoßes, der das Aufblasen des Airbags 12 erfordert, anzeigt, antwortet die Steuervorrichtung 50, die Signale von dem Kollisionssensor über die Leitung 58 empfängt, durch Betätigung einer oder mehrerer der Aufblasströmungsmittelquellen 22, 24, 26 und 28.
Genau gesagt, kommuniziert die Steuervorrichtung 50 mit der ersten Quelle 22 durch eine erste Betätigungsleitung 60 und getrennt und unabhängig kommuniziert sie mit jeder der zweiten, dritten und vierten Quellen 24, 26 und 28 durch zweite, dritte und vierte Betätigungsleitungen 62, 64 bzw. 66. Wenn die erste Aufblasströmungsmittelquelle 22 betätigt werden soll, liefert die Steuervorrichtung 50 ein erstes Betätigungssignal an die erste Quelle 22 über die erste Betätigungsleitung 60. Das Zündelement 32 (2) der ersten Quelle 22 wird dann betätigt. Daraus resultierend werden die Körner 30 des Gas erzeugenden Materials in der ersten Quelle 22 gezündet, um ein erstes Gasvolumen zum Aufblasen des Airbags 12 zu erzeugen. Jede der zweiten, dritten und vierten Aufblasströmungsmittelquellen 24, 26 und 28 wird in der gleichen Art und Weise durch ein zweites, drittes bzw. viertes Betätigungssignal, das von der Steuervorrichtung 50 auf der zweiten, dritten oder vierten Betätigungsleitung 62, 64 oder 66 geliefert wird, betätigt. Zweite, dritte oder vierte Gasvolumina werden demgemäß dann erzeugt.
Die Steuervorrichtung 50 kann irgendeine Anzahl der vier Aufblasströmungsmittelquellen 22, 24, 26 und 28 ansprechend auf das Kollisionssignal, das von dem Kollisionssensor 52 empfangen wird, betätigen. Die Steuervorrichtung 50 kann ebenso irgendeine Anzahl der vier Aufblasströmungsmittelquellen 22, 24, 26 und 28 entweder simultan oder in Folge betätigen. Die Steuervorrichtung 50 kann somit die Aufblasströmungsmittelquellen 22, 24, 26 und 28 in irgendeinem einer Vielzahl von Betriebsmodi betätigen, die sich voneinander in der Anzahl und/oder Zeitsteuerung der Quellen 22, 24, 26 und 28, die betätigt werden, unterscheiden. Die Aufblasströmungsmittelvolumina, die in den unterschiedlichen Betriebsmodi geliefert werden, werden sich demgemäß unterscheiden. Der Modus, in dem die Aufblasströmungsmittelquellen 22, 24, 26 und 28 durch die Steuervorrichtung 50 betätigt werden, spricht auf die Information an, die von einem Positionssensor 70 und einem Temperatursensor 72 empfangen wird.
Der Positionssensor 70 fühlt die Position des Sitzes 16 relativ zu dem Teil des Fahrzeugs ab, in dem der Airbag 12 gelagert ist und liefert ein Positionssignal, das eine Anzeige für die abgefühlte Position bildet. Die Position des Sitzes 16 beeinflusst die Position eines Insassen des Sitzes 16 relativ zu dem Airbag 12. Daher ist das von dem Positionssensor 70 gelieferte Positionssignal auch anzeigend für die Position eines Insassen des Sitzes 16 relativ zu dem Airbag 12. Wenn die Position des Insassen des Sitzes 16 als relativ nahe zu dem Airbag 12 angezeigt wird, kann es wünschenswert sein, den Airbag 12 relativ langsam und/oder auf ein relativ kleines Aufblasvolumen aufzublasen, d.h. ein relativ „weiches" Aufblasen des Airbags 12 vorzusehen. Dies kann beispielsweise erreicht werden durch Betätigung von weniger als allen der vier Aufblasströmungsmittelquellen 22, 24, 26 und 28 und/oder durch Betätigung einer Anzahl von Quellen sequentiell statt gleichzeitig. Obwohl der Positionssensor 70 als die Position des Sitzes 16 abfühlend beschrieben wurde, kann der Positionssensor direkt die Position des Insassen auf dem Sitz abfühlen.
Der Temperatursensor 72 fühlt die Umgebungstemperatur an der Aufblasvorrichtungsanordnung 20 ab und liefert ein Temperatursignal, das eine Anzeige für die abgefühlte Umgebungstemperatur bildet. Die Umgebungstemperatur an der Aufblasvorrichtungsanordnung 20 beeinflusst die Rate, mit der die Körner 30 des Gas erzeugenden Materials verbrennen, um ein Gas zum Aufblasen des Airbags 12 zu erzeugen. Wenn die Umgebungstemperatur sehr niedrig ist, kann es wünschenswert sein, alle der Aufblasströmungsmittelquellen 22, 24, 26 und 28 zu betätigen, um sicherzustellen, das ein ausreichendes Gasvolumen in der Zeit, die zum Aufblasen des Airbags 12 erforderlich ist, erzeugt wird. Alternativ kann, wenn die Umgebungstemperatur sehr hoch ist, es wünschenswert sein, nur eine der Aufblasströmungsmittelquellen 22, 24, 26 und 28 zu betätigen, da eine der Quellen 22, 24, 26 und 28 allein das erwünschte Gasvolumen liefern kann, und zwar resultierend aus einer schnelleren Verbrennung der Körner 30, die bei der höheren Umgebungstemperatur auftritt.
Das System der 1 umfasst ebenso eine Verzögerungsschaltung 51, beispielsweise eine Solid State-Zeitverzögerungsschaltung oder irgendeine andere bekannte Zeitverzögerungsschaltung oder -einrichtung. Die Verzögerungsschaltung 51 ist elektrisch mit der Steuervorrichtung 50 gekoppelt und mit den Positions- und Temperatursensoren 70, 72. Alternativ kann die Verzögerungsschaltung 51 einen Teil der Steuervorrichtung 50 bilden. Die Verzögerungsschaltung 51 spricht auf das Temperatursignal und das Drucksignal an zum Verzögern der Betätigung einer der Quellen 22, 24, 26 und 28, und zwar für eine vorbestimmte Zeitperiode nach Betätigung einer der anderen Quellen. In dem Ausführungsbeispiel der 1 kann die Verzögerungsschal tung 51 verwendet werden, um die Betätigung der zweiten Quelle 24 nach Betätigung der ersten Quelle 22 zu verzögern, um die Betätigung der dritten Quelle 26 nach Betätigung der zweiten Quelle 24 zu verzögern und um die Betätigung der vierten Quelle 28 nach Betätigung der dritten Quelle 26 zu verzögern.
Wenn zwei Quellen, zum Beispiel Quellen 22 und 24 nacheinander betätigt werden, um den Airbag 12 aufzublasen, beträgt eine vorbestimmte Zeitperiode der Verzögerung 10 Millisekunden + (Aufblasvorrichtungsumgebungstemperatur in Grad Celsius – 22°C)) für eine Aufblasvorrichtungsumgebungstemperatur oberhalb von 22°C. Für Temperaturen niedriger oder gleich 22°C beträgt die vorbestimmte Zeitperiode der Verzögerung 10 Millisekunden. Die Aufblasrate des Airbags steigt, wenn die Umgebungstemperatur der Aufblasvorrichtung steigt. Somit wirkt das Erhöhen der Verzögerung, wenn die Umgebungstemperatur über 22°C steigt, dem Anstieg in der Aufblasrate des Airbags infolge des Anstiegs der Umgebungstemperatur, entgegen.
Die Verzögerungsschaltung 51 spricht auf das Positionssignal an, um die Zeitperiode der Verzögerung zu modifizieren. Beispielsweise kann es, wenn die Position des Insassen des Sitzes 16 als relativ nahe zu dem Airbag 12 angezeigt wird, wünschenswert sein, die Verzögerung zu erhöhen, um den Airbag relativ langsam aufzublasen, um eine relativ „weiche" Aufblasung des Airbags vorzusehen. Die Verzögerungsschaltung 51 kann auch auf andere Sensoren ansprechen, beispielsweise solche, die die Größe und das Gewicht eines Insassen bestimmen, um die Zeitperiode der Verzögerung weiterhin zu modifizieren. Die vorbestimmte Zeitperiode der Verzögerung zwischen der Betätigung der ersten und zweiten Quellen überschreitet 30 Millisekunden nicht.
Die Steuervorrichtung 50 spricht auf die Verzögerungsschaltungssignale an, die von der Verzögerungsschaltung 51 zum Liefern von Betätigungssignalen an die ersten, zweiten, dritten und/oder vierten Betätigungsleitungen 60-66 derart, dass eine gewünschte Anzahl der Aufblasströmungsmittelquellen 22, 24, 26 und 28 entweder nacheinander oder die gleichzeitig betätigt werden. Die Steuervorrichtung 50 spricht somit auf das Temperatursignal und das Positionssignal zur Betätigung der Aufblasströmungsmittelquellen 22, 24, 26 und 28 in einem Betriebsmodus an, der den Airbag 12 effizient bei der bestimmten Umgebungstemperatur der Aufblasvorrichtungsanordnung 20 und der angezeigten Insassenposition aufbläst.
Wenn die Steuervorrichtung 50 weniger als alle der Aufblasströmungsmittelquellen 22, 24, 26 und 28 zum Aufblasen des Airbags 12 betätigt, werden die restlichen Quellen immer innerhalb von 100 Millisekunden nach dem Auftreten des Fahrzeugzusammenstoßes betätigt, um eine unbeabsichtigte Aktivierung der restlichen Quellen lange nach dem Auftreten des Fahrzeugzusammenstoßes zu verhindern.
3 offenbart eine Fahrzeuginsassenrückhaltevorrichtung 13, die gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung konstruiert ist. Die Fahrzeuginsassenrückhaltevorrichtung 13 umfasst eine Zweistufen-Airbag-Aufblasvorrichtung 11. Die Vorrichtung 13 umfasst ebenfalls einen Kollisionssensor 452, der einen Fahrzeugzustand abfühlt, der eine Anzeige für das Auftreten eines Fahrzeugzusammenstoßes bildet. Wenn der von dem Kollisionssensor 452 abgefühlte Fahrzeugzustand auf oder über einem ersten vorbestimmten Schwellenwertpegel liegt, zeigt dies das Auftreten eines Zusammenstoßes oder Crashs von einem ersten Schwereniveau an. Das erste Schwereniveau ist ein Niveau, bei dem Aufblasen eines Airbags 414 mit einer relativ niedrigen Rate zum Schutz eines Fahrzeuginsassen erwünscht ist. Wenn der von dem Kollisionssensor 452 abgefühlte Fahrzeugzustand auf oder über einem zweiten vorbestimmten Schwellenwertpegel liegt, zeigt dies das Auftreten eines Crashs von einem zweiten, höheren Schwereniveau an. Das zweite Schwereniveau ist ein Niveau, bei dem Aufblasen eines Airbags 414 mit einer relativ hohen Rate zum Schutz eines Fahrzeuginsassen erwünscht ist.
Der Kollisionssensor 452 ist an eine Steuervorrichtung 450 gekoppelt. Die Steuervorrichtung 450 ist an die Aufblasvorrichtung 11 gekoppelt. Beim Auftreten eines Zusammenstoßes sendet der Kollisionssensor 452 ein Signal an die Steuervorrichtung 450. Die Steuervorrichtung 450 spricht auf das Signal zur Betätigung der Aufblasvorrichtung 11 an.
Die Aufblasvorrichtung 11 umfasst ein im Allgemeinen zylindrisches Gehäuse oder Schale 21. Die Aufblasvorrichtung 11 besitzt eine kreisförmige Konfiguration, wie in 3 von oben gesehen (wie in 4 gezeigt). Das Gehäuse 21 umfasst einen ersten oder oberen (wie in 3 gezeigt) Gehäuseteil 31, hierin als ein Diffusor bezeichnet, und einen zweiten oder unteren (wie in 3 gezeigt) Gehäuseteil 40, hierin als ein Verschluss bezeichnet.
Der Diffusor 31 besitzt eine invertierte becherförmige Konfiguration, die auf einer Achse 350 der Aufblasvorrichtung 11 zentriert ist. Der Diffusor 31 umfasst eine sich radial erstreckende Endwand 42 und eine sich axial erstreckende Seitenwand 44. Die Endwand 42 des Diffusors 31 ist konvex gewölbt bzw. kuppelförmig, d.h. besitzt eine gebogene Konfiguration, die von dem Verschluss 40 weg vorragt. Die Endwand 42 besitzt eine Innenseitenoberfläche 46.
Die Seitenwand 44 des oberen Gehäuseteils 31 besitzt eine zylindrische Konfiguration, die auf der Achse 350 zentriert ist. Multiple Aufblasströmungsmittelauslässe 352 sind in einer kreisförmigen Anordnung auf der Seitenwand 44 gelegen. Jeder der Aufblasströmungsmittelauslässe 352 erstreckt sich radial durch die Seitenwand 44. Die Auslässe 352 ermöglichen die Strömung von Aufblasströmungsmittel aus der Aufblasvorrichtung 11 heraus, um den Airbag 414 aufzublasen. Die Auslässe 352, als Gruppe, besitzen eine feste, vorbestimmte Strömungsfläche. Ein ringförmiger Aufblasvorrichtungsbefestigungsflansch 354 erstreckt sich radial nach außen von der Seitenwand 44 an einer Stelle unterhalb (wie in 3 gezeigt) der Aufblasströmungsmittelauslässe 352.
Der Verschluss 40 besitzt eine becherförmige Konfiguration, die eine sich radial erstreckende Endwand 362 und eine sich axial erstreckende Seitenwand 364 besitzt. Die Endwand 362 des Verschlusses 40 ist konvex gewölbt, d.h. besitzt eine gebogene Konfiguration, die von dem oberen Gehäuseteil 31 weg vorragt. Die Endwand 362 besitzt eine Innenseitenoberfläche 366, die zu der Endwand 42 des oberen Gehäuseteils 31 gerichtet ist. Eine kreisförmige Öffnung 68 in der Endwand 362 ist auf der Achse 350 zentriert.
Die Seitenwand 364 des Verschlusses 40 besitzt eine zylindrische Konfiguration, die auf der Achse 350 zentriert ist. Der Außendurchmesser der Seitenwand 364 des Verschlusses 40 ist ungefähr gleich dem Innendurchmesser der Seitenwand 44 des Diffusors 31. Der Verschluss 40 ist innerhalb des oberen Gehäuseteils 31, wie in 3 gezeigt, genestet. Die Seitenwand 364 des Verschlusses ist an die Seitenwand 44 des oberen Gehäuseteils 31 mit einer einzigen kontinuierlichen Schweißung geschweißt.
Die Aufblasvorrichtung 11 umfasst ein erstes Strömungssteuerglied in Form einer Brennkammer oder eines Verbrennungsbechers 370. Der Verbrennungsbecher 370 besitzt eine ringförmige Konfiguration, die eine sich radial erstreckende untere Endwand 372 und eine sich axial erstreckende Seitenwand 74 besitzt. Die Seitenwand 74 besitzt eine Innenseitenoberfläche 376.
Die Seitenwand 74 des Verbrennungsbechers 370 ist radial einwärts von den Seitenwänden 44 und 364 des Diffusors 31 bzw. des Verschlusses 40 angeordnet. Die Seitenwand 74 besitzt eine ringförmige obere Endoberfläche 80. Die obere Endoberfläche 80 besitzt eine im Allgemeinen kegelstumpfförmige Konfiguration, die gegen die Innenseitenoberfläche 46 der Endwand 42 des oberen Gehäuseteils 31 abdichtet.
Die obere Endoberfläche 80 der Seitenwand 74 des Verbrennungsbechers und die Innenseitenoberfläche 46 des oberen Gehäuseteils 31 definieren einen Strömungsmitteldurchlass 90 (3) in der Aufblasvorrichtung 11. Da die Seitenwand 74 des Verbrennungsbechers zylindrisch ist, besitzt der Strö mungsmitteldurchlass 90 eine ringförmige Konfiguration, die sich um die Achse 350 herum erstreckt und auf ihr zentriert ist. Der Strömungsmitteldurchlass 90 ist nahe zu den Strömungsmittelauslässe 352 gelegen. Der Strömungsmitteldurchlass 90, der normalerweise geschlossen ist, öffnet sich bei der Betätigung der Aufblasvorrichtung 11, wie unten beschrieben.
Die untere Endwand 372 des Verbrennungsbechers 370 erstreckt sich radial nach innen von dem unteren Teil der Seitenwand 74 des Verbrennungsbechers. Die untere Endwand 372 besitzt eine Innenseitenoberfläche 82, die zu dem oberen Gehäuseteil 31 gerichtet ist. Die untere Endwand 372 besitzt eine Außenseitenoberfläche 84, die sich in anstoßendem Eingriff mit der Innenseitenoberfläche 366 der Endwand 362 des Verschlusses 40 befindet. Die axiale Länge des Verbrennungsbechers 370 ist so gewählt, dass der Verbrennungsbecher axial zwischen dem oberen Gehäuseteil 31 und dem Verschluss 40 eingeschlossen oder eingefangen ist. Die untere Endwand 372 des Verbrennungsbechers 370 besitzt ebenfalls eine ringförmige Endoberfläche 86.
Die Aufblasvorrichtung 11 umfasst ein Zündergehäuse 100. Das Zündergehäuse 100 ist zentral in der Aufblasvorrichtung 11 gelegen. Das Zündergehäuse 100 umfasst einen Befestigungsteil 102, eine primäre Zündvorrichtungswand 120, eine sekundäre Zündvorrichtungswand 140 und eine sekundäre Treibstoffkammerwand 160.
Der Befestigungsteil 102 des Zündergehäuses 100 ist an dem unteren Ende des Zündergehäuses 100 gelegen. Ein zylindrischer Endteil 104 des Befestigungsteils 102 erstreckt sich in die kreisförmige Mittelöffnung 68 in der Endwand 362 (3) des Verschlusses 40. Über dem Endteil 104 besitzt der Befestigungsteil 102 eine sich radial erstreckende untere Seitenwand 106, die sich in Eingriff mit der Innenseitenoberfläche 366 des Verschlusses 40 befindet.
Der Befestigungsteil 102 besitzt eine zylindrische Außenseitenoberfläche 108, die sich nach oben von der unteren Seitenoberfläche 106 erstreckt und die sich in Eingriff mit der zylindrischen Endoberfläche 86 auf dem Verbrennungsbecher 370 befindet. Ein Flansch 110 des Befestigungsteils 102 ragt radial nach außen von dem oberen Ende der Seitenoberfläche 108 vor und liegt über der Innenseitenoberfläche 82 des Verbrennungsbechers 370. Eine sich radial erstreckende obere Seitenoberfläche 112 des Befestigungsteils 102 definiert die obere Oberfläche des Flansches 110. Die Endoberfläche 86 des Verbrennungsbechers 370 ist benachbart zu dem Flansch 110 des Zündergehäuses 100 angeordnet und liegt über ihm. Das Zündergehäuse 100 hilft, den Verbrennungsbecher 370 radial in der Aufblasvorrichtung 11 zu lokalisieren.
Die primäre Zündvorrichtungswand 120 des Zündergehäuses 100 ragt axial von der oberen Seitenoberfläche 112 des Befestigungsteils 102 weg. Die primäre Zündvorrichtungswand 120 besitzt eine zylindrische Konfiguration, die parallele sich axial erstreckende innere und äußere Seitenoberflächen 122 und 124 (4) umfasst. Die primäre Zündvorrichtungswand 120 besitzt eine sich radial erstreckende obere Endoberfläche 126. Die primäre Zündvorrichtungswand 120 ist nicht auf der Achse 350 zentriert. Die Achse 350 erstreckt sich durch die primäre Zündvorrichtungswand 120.
Die primäre Zündvorrichtungswand 120 definiert eine primäre Zündkammer 128. Eine primäre Zündvorrichtung 130 ist in der primären Zündkammer 128 angebracht. Die primäre Zündvorrichtung 130 ist eine bekannte Einrichtung, die elektrisch betätigbar ist, und zwar durch einen elektrischen Strom, der durch die Anschlüsse 132 angelegt wird, um Verbrennungsprodukte zu erzeugen.
Genauer gesagt, sendet die Steuervorrichtung 450 ein Betätigungssignal zu den Anschlüssen 132. Eine Hülse 134 ist zwischen die primäre Zündvorrichtung 130 und die primäre Zündvorrichtungswand 120 pressgepasst, um die primäre Zündvorrichtung in Position in dem Zündergehäuse 100 zu befestigen. Die primäre Zündkammer 128 und die primäre Zündvorrichtung 130 sind an einer Stelle in der Aufblasvorrichtung 11 angeordnet, die nicht auf der Achse 350 zentriert ist.
Multiple Anschlüsse oder Durchlässe 136, von denen einer in 3 gezeigt ist, sind in der primären Zündvorrichtungswand 120 oberhalb der primäre Zündvorrichtung 130 ausgebildet. Die Durchlässe 136 erstrecken sich zwischen der primären Zündkammer 128 und dem Äußeren des Zündgehäuses 100.
Die sekundäre Zündvorrichtungswand 140 (3 und 4) des Zündgehäuses 100 ragt axial von der oberen Seitenoberfläche 112 des Befestigungsteils 102 des Zündgehäuses 100 vor. Die sekundäre Zündvorrichtungswand 140 besitzt eine im Allgemeinen zylindrische Konfiguration, die sich parallel zur Achse 350 erstreckt. Die sekundäre Zündvorrichtungswand 140 besitzt eine Außenseitenobenfläche 142 (4) und eine im Allgemeinen ringförmige obere Endoberfläche 146 (3).
Die sekundäre Zündvorrichtungswand 140 besitzt einen Teil 144 (4) gemeinsam mit der primären Zündvorrichtungswand 120. Die sekundäre Zündvorrichtungswand 140 ist nicht auf der Achse 350 zentriert. Die Achse 350 erstreckt sich durch den Teil 144. Die sekundäre Zündvorrichtungswand 140 definiert eine sekundäre Zündkammer 150. Die Mitte der sekundären Zündkammer 150 und die Mitte der primären Zündkammer 128 liegen auf einer geraden Linie, die sich durch die Achse 350 erstreckt, wie in 4 gezeigt ist.
Eine sekundäre Zündvorrichtung 152 ist in der sekundären Zündkammer 150 befestigt. Die sekundäre Zündvorrichtung 152 ist eine bekannte Einrichtung, die elektrisch durch einen elektrischen Strom, der durch die Anschlüsse 154 angelegt wird, betätigbar ist, um Verbrennungsprodukte zu erzeugen. Genau gesagt, sendet die Steuervorrichtung 450 ein Betätigungssignal an die Anschlüsse 154, um die sekundäre Zündvorrichtung 152 zu betätigen. Eine Hülse 156 ist zwischen die sekundäre Zündvorrichtung 152 und die sekundäre Zündvorrichtungswand 140 pressgepasst, um die sekundäre Zündvorrichtung in Position in dem Zündgehäuse 100 zu befestigen.
Die sekundäre Treibstoffkammerwand 160 des Zündgehäuses 100 erstreckt sich axial von der oberen Seitenoberfläche 112 des Befestigungsteils 102 des Zündgehäuses nach oben. Die zweite Treibstoffkammerwand 160 ist, über den größten Teil ihres Umfangs hinweg, von der sekundären Zündvorrichtungswand 140 nach außen beabstandet und umschließt diese. Die sekundäre Treibstoffkammerwand 160 besitzt parallele, sich axial erstreckende innere und äußere Seitenoberflächen 162 und 164 (4). Die sekundäre Treibstoffkammerwand 160 besitzt eine sich radial erstreckende obere Endoberfläche 166 (3).
Die sekundäre Treibstoffkammerwand 160 besitzt in der Draufsicht eine im Allgemeinen nierenförmige Konfiguration (von oben, wie in 3 gezeigt, oder wie in 4 gezeigt). Die sekundäre Treibstoffkammerwand 160 umfasst einen zylindrischen Hauptteil 160 (4), der einen auf der Achse 350 zentrierten Krümmungsradius besitzt und am weitesten von der Achse und am dichtesten von der Seitenwand 74 des Verbrennungsbechers 370 beabstandet ist. Zwei kleinere bzw. Nebenteile 170 und 172 der sekundären Treibstoffkammerwand 160 besitzen einen kleineren Krümmungsradius als der Hauptteil 168. Die Nebenwandteile 170 und 172 biegen sich von den Enden des Hauptwandteils 168 nach innen und verschmelzen zu der primären Zündvorrichtungswand 120.
Eine sekundäre Treibstoffkammer 180 ist innerhalb der sekundären Treibstoffkammerwand 160 definiert. An einer Stelle (wie in 3 gezeigt) oberhalb der oberen Oberfläche 146 der sekundären Zündvorrichtungswand 140 besitzt ein oberer Teil 182 (4) der sekundären Treibstoffkammerwand 180 eine nierenförmige Konfiguration. Die nierenförmige Konfiguration umfasst einen zylindrischen Mittelteil und zwei Zipfel bzw. Lappen, die sich von dem Mittelteil nach außen erstrecken.
An einer Stelle unterhalb der oberen Oberfläche 146 der sekundären Zündvorrichtungswand 140 besitzt ein unterer Teil der sekundären Treibstoffkammerwand 180 zwei Teile, die an gegenüberliegenden Seiten der sekundären Zündvorrichtungswand 140 liegen. Eine Bodenoberfläche 196 an dem Befestigungsteil 102 des Zündgehäuses 100 ist geringfügig oberhalb (wie in 3 gezeigt) der oberen Hauptseitenoberfläche 112 angeordnet. Die Bodenoberfläche 196 weist zwei kleine nierenförmige Teile auf, die innerhalb der sekundären Kammerwand 160 und außerhalb der sekundären Zündvorrichtungswand 140 angeordnet sind. Diese zwei Oberflächenteile 196 bilden den Boden der sekundären Treibstoffkammerwand 180.
Eine ringförmige primäre Treibstoffkammer oder Verbrennungskammer 200 (3) ist innerhalb des Verbrennungsbechers 370 und außerhalb des Zündgehäuses 100 definiert. Die radiale Außengrenzfläche der primären Treibstoffkammer 200 ist die zylindrische Innenseitenoberfläche 376 der Seitenwand 74 des Verbrennungsbechers 370. Die radiale Innengrenzfläche der primären Treibstoffkammer 200 ist durch das Äußere des Zündgehäuses 100 ausgebildet, das die primären Zündvorrichtungskammerwand 120 und die sekundäre Zündvorrichtungskammerwand 160 umfasst.
Die primären und sekundären Zündvorrichtungskammerwände 120 und 160 zusammen besitzen keine zylindrische Außenoberfläche und daher besitzt die primäre Treibstoffkammer 200 keine strikt ringförmige Konfiguration. Stattdessen ist die radiale Ausdehnung oder Breite der primären Treibstoffkammer 200 an unterschiedlichen Punkten um die Kammer herum, wie in 4 gezeigt, unterschiedlich. Genau gesagt, ist der Radialabstand zwischen dem Verbrennungsbecher 370 und dem Zündgehäuse 100 entlang des zylindrischen Teils 169 der sekundäre Treibstoffkammerwand 160 am kleinsten (nach links, wie in 4 gezeigt). Der Radialabstand zwischen dem Verbrennungsbecher 370 und dem Zündgehäuse 100 ist an einer diametral gegenüberliegenden Stelle benachbart der primären Zündvorrichtungswand 120 größer und an den zwei Punkten dazwischen, wo sich die primäre Zündvorrichtungswand 120 und die sekundäre Treibstoffkammerwand 160 treffen, am größten.
Ein primäres Zündmaterial 210 (3) ist in der primären Zündkammer 128 gelegen, und zwar benachbart zu und in Kontakt mit der primären Zündvorrichtung 130. Das primäre Zündmaterial 210 ist ein bekanntes Material, das durch die Primärzündvorrichtung 130 zündbar ist und welches bei Zündung Verbrennungsprodukte erzeugt. Ein geeignetes Material ist Bor-Kaliumnitrat. Ein bekanntes Selbstentzündungsmaterial ist mit dem Primärzündmaterial 210 vermischt.
Eine becherförmige Metallzünderkappe 220 ist in der primären Zündkammer 128 in dem Zündergehäuse 100 angeordnet. Die Zünderkappe 220 enthält das primäre Zündmaterial 210 in der primären Zündkammer 128. Die Zünderkappe 220 besitzt eine sich axial erstreckende zylindrische Seitenwand 222, die in die Primärzünderseitenwand 120 des Zündergehäuses 100 pressgepasst ist. Die Zünderkappe 220 besitzt ebenfalls eine sich radial erstreckende Endwand 224.
Eine Metallfederkappe 230 verschließt das obere Ende der primären Zündkammer 128 in dem Zündergehäuse 100. Die Federkappe 230 ist oberhalb bzw. über der Zünderkappe 220, wie in 3 gezeigt, beabstandet. Die Federkappe 230 besitzt eine ringförmige bzw. anuläre, U-förmige Seitenwand 232, die in die primäre Zündvorrichtungskammerwand 120 pressgepasst ist. Die Federkappe 100 (230 Übers.) besitzt ebenfalls eine sich radial erstreckende Mittelwand 234.
Die Aufblasvorrichtung 11 umfasst eine erste betätigbare Aufblasströmungsmittelquelle 240 in der Form eines festen Treibstoffs. Der Treibstoff 240 ist in der primären Verbrennungskammer 200 gelegen, die das Zündergehäuse 100 umgibt. Der Treibstoff 240 ist ein bekanntes Material, das durch die Verbrennungsprodukte des primären Zündmaterials 210 zündbar ist und welches im gezündeten Zustand Aufblasströmungsmittel zum Aufblasen des Airbags 414 erzeugt. Der Treibstoff 240 ist dargestellt, als in Form einer Vielzahl von Scheiben vorgesehen, die die primäre Treibstoffkammer 200 im Wesentlichen füllen. Der Treibstoff 240 könnte alternativ in Form kleiner Pellets oder Tabletten vorgesehen sein.
Die Aufblasvorrichtung 11 umfasst ebenfall eine zweite betätigbare Aufblasströmungsmittelquelle 250 in Form eines festen Treibstoffs. Der sekundäre Treibstoff 250 ist in der sekundären Treibstoffkammer 180 gelagert. Der sekundäre Treibstoff 250 ist ein bekanntes Material, das durch die sekundäre Zündvorrichtung 152 zündbar ist und welches im gezündeten Zustand Aufblasströmungsmittel zum Aufblasen des Airbags 414 erzeugt. Der sekundäre Treibstoff 250 kann aus dem gleichen Material wie der primäre Treibstoff 240 hergestellt sein. Der sekundäre Treibstoff 250 ist dargestellt als in Form einer Vielzahl von kleinen Pellets vorgesehen, die die sekundäre Treibstoffkammer 180 im Wesentlichen füllen. Der sekundäre Treibstoff 250 könnte alternativ in Form von Scheiben oder Tabletten vorgesehen sein.
Eine sekundäre Kappe 260 verschließt das obere Ende der sekundären Treibstoffkammer 180 in dem Zündergehäuse 100. Die sekundäre Kappe 260 besitzt eine sich radial erstreckende Mittelwand 262. Die sekundäre Kappe 260 besitzt eine Vielzahl von Lappen bzw. Ansätzen 264, die in die sekundäre Verbrennungskammerwand 160 passen, um die Kappe am Platz auf dem Zündergehäuse 100 zu halten.
Die Aufblasvorrichtung 11 umfasst eine Brennkammer-Wärmeableitvorrichtung 270 in der primären Verbrennungskammer 200. Die Wärmeableitvorrichtung 270 besitzt eine ringförmige Konfiguration, die sich um das Zündergehäuse 100 herum erstreckt. Die Wärmeableitvorrichtung 270 ist als Rohr bzw. Schlauch aus rostfreiem Stahldrahtgestrick ausgebildet, das zu der in den Zeichnungen dargestellten allgemeinen Kegelstumpfform zusammen gepresst ist.
Die Aufblasvorrichtung 11 umfasst ebenfalls einen Wärmeableitvorrichtungshalter 280 aus perforiertem Metall, der in der primären Verbrennungskammer 180 gelegen ist. Der Wärmeableitvorrichtungshalter 280 ist zwischen der Wär- Wärmeableitvorrichtung 270 und den Strömungsmitteldurchlass 90 deponiert. Der Wärmeableitvorrichtungshalter 280 ist vorzugsweise aus Streckmetall ausgebildet und besitzt eine im Allgemeinen kegelstumpfförmige Konfiguration, die über die Wärmeableitvorrichtung 270 passt.
Die Aufblasvorrichtung 11 umfasst ein zweites Strömungsmittelströmungssteuerglied in Form einer Schwellenwertkappe 290. Die Schwellenwertkappe 290 ist radial einwärts von dem Verbrennungsbecher 370 angeordnet und ist axial zwischen dem Zündergehäuse 100 und dem Diffusor 31 gelegen. Die Schwellenwertkappe 290 ist aus gestanztem Metallblech, vorzugsweise Aluminium, hergestellt, das wesentlich dünner ist als die Gehäuseteile 31 und 40.
Die Schwellenwertkappe 290 (3) ist im Allgemeinen wie eine Wurfscheibe geformt und besitzt einen konvex gewölbten bzw. kuppelförmigen Hauptkörperteil oder Mittelwand 292, die auf der Achse 350 zentriert ist. Die Mittelwand 292 besitzt eine kreisförmige Konfiguration, die einen ringförmigen Außenkantenteil 294 umfasst. Die Mittelwand 292 besitzt parallele innere und äußere Seitenoberflächen 296 und 298.
Eine ringförmige Seitenwand 300 der Schwellenwertkappe 290 erstreckt sich im Allgemeinen axial von der Mittelwand 292. Die Seitenwand 300 der Schwellenwertkappe 190 besitzt eine Vielzahl von Öffnungen in Form von Schlitzen 302. Die Schlitze 302 sind voneinander in gleichen Abstände entlang der Seitenwand 300 beabstandet und bilden eine kreisförmige Anordnung, die auf der Achse 350 zentriert ist. Die Schlitze 302 definieren kollektiv bzw. gemeinsam einen Strömungsmittelströmungssteuerdurchlass 304 in der Schwellenwertkappe 290.
Die Innenseitenoberfläche 296 der Mittelwand 292 der Schwellenwertkappe 290 steht in anstoßendem Eingriff mit der Endwand 234 der Federkappe 230. Die Außenseitenoberfläche 298 der Mittelwand 292 der Schwellenwertkappe 290 steht in anstoßendem Eingriff mit der Innenseitenoberfläche 46 der Endwand 42 des Diffusors 31. Die Schwellenwertkappe 290 erstreckt sich über die gesamte primäre Verbrennungskammer 200 der Aufblasvorrichtung 11. Die Seitenwand 300 der Schwellenwertkappe 290 steht in anstoßendem Eingriff mit der Innenseitenoberfläche 376 der Seitenwand 74 des Verbrennungsbechers 370, und zwar nahe dem Strömungsmitteldurchlass 90. Der Wärmeableitvorrichtungshalter 280 ist in anstoßendem Eingriff zwischen der Schwellenwertkappe 290 und der Wärmeableitvorrichtung 270 angeordnet. Die Wärmeableitvorrichtung 270 ist in anstoßendem Eingriff zwischen dem Wärmeableitvorrichtungshalter 280 und dem primären Treibstoff 240 angeordnet. Die Wärmeableitvorrichtung 270 ist elastisch und federt den primären Treibstoff 240 ab.
Das Zündergehäuse 100 ist axial zwischen der Schwellenwertkappe 290 und dem Verschluss 40 eingeschlossen oder eingefangen. Genau gesagt, wird der Abstand zwischen der Federkappe 230 und der Unterseitenoberfläche 106 des Befestigungsteils 102 des Zündergehäuses 100 so ausgewählt, dass, wenn die Gehäuse Teile 31 und 40 mit dem Zündergehäuseinneren zusammengeschweißt werden, die Endwand 234 der Federkappe elastisch mit der Innenseitenoberfläche 296 der Mittelwand 292 der Schwellenwertkappe 290 in Eingriff steht. Der Befestigungsteil 102 des Zündergehäuses 100 wird axial in den Eingriff mit dem Verschluss 40 gepresst. Die Unterendwand 372 des Verbrennungsbechers 370 ist axial zwischen dem Flansch 100 des Zündergehäuses 100 und der Endwand 362 des Verschlusses 40 eingeschlossen oder eingefangen.
Vor der Betätigung der Aufblasvorrichtung 11 dichtet die Endoberfläche 80 der Verbrennungsbecherseitenwand 74 gegen die Innenseitenoberfläche 46 der Diffusorendwand 42 ab, so dass der Strömungsmitteldurchlass 90 geschlossen ist und eine Strömungsfläche von Null besitzt. Der geschlossene Strömungsmitteldurchlass 90 blockiert die Strömungsmittelströmung zwischen der primären Verbrennungskammer 200 und den Strömungsmittelauslässen 352 vor der Betätigung der Aufblasvorrichtung 11. Bei Betätigung der Aufblasvorrichtung 11, wie unten beschrieben, öffnet sich der Strömungsmitteldurchlass 90, um zu ermöglichen, dass Aufblasströmungsmittel zwischen der primären Verbrennungskammer 200 und den Strömungsmittelauslässen 352 fließt. Im offenen Zustand besitzt der Strömungsmitteldurchlass 90 eine kleinere Strömungsfläche als die Strömungsmittelauslässe 352 in dem Diffusor 31.
Vor Betätigung der Aufblasvorrichtung 11 befindet sich der Steuerdurchlass 304 in der Schwellenwertkappe 290 ebenfalls in einem geschlossenen Zustand. Die Schlitze 302 in der Schwellenwertkappe sich durch die Seitenwand 74 des Verbrennungsbechers 370 abgedeckt. Anfänglich gibt es keinen Spalt zwischen der Seitenwand 300 der Schwellenwertkappe 290 und der Seitenwand 74 des Verbrennungsbechers 370. Die Schwellenwertkappe 290 blockiert im Wesentlichen die Strömungsmittelströmung zwischen der primären Verbrennungskammer 200 und dem Strömungsmitteldurchlass 90. Bei Betätigung der Aufblasvorrichtung 11 bewegt sich die Schwellenwertkappe 290, um zu ermöglichen, dass Aufblasströmungsmittel durch die Schlitze 302 fließt.
Im Falle eines Fahrzeugcrashs bzw. -zusammenstoßes bei oder oberhalb des ersten Schwereniveaus, aber unterhalb des zweiten Schwereniveaus, wird ein elektrisches Signal nur an die Anschlüsse 132 der primären Zündvorrichtung 130 angelegt. Die primäre Zündvorrichtung 130 wird betätigt und zündet das primäre Zündmaterial 210. Die Verbrennungsprodukte des primären Zündmaterials 210 bewegen die primäre Zündvorrichtungskappe 230 nach oben, wie in 3 gezeigt, und strömen durch die Durchlässe 136 in die primäre Verbrennungskammer 200.
Die Verbrennungsprodukte, die in die primäre Treibstoffkammer 200 fließen, zünden den primären Treibstoff 240. Der primäre Treibstoff 240 verbrennt und erzeugt Aufblasströmungsmittel in der primären Treibstoffkammer 200. Der Druck des Aufblasströmungsmittels in der primären Treibstoffkammer 200 steigt rapide auf einen Druck im Bereich von ungefähr 1000 psi bis ungefähr 2000 psi oder mehr an.
Während dieses Zeitraums blockiert die sekundäre Kappe 260 die Strömung von Aufblasströmungsmittel von der primären Treibstoffkammer 200 in die sekundäre Treibstoffkammer 180. Dies verhindert die Zündung des sekundären Treibstoffs 250, wenn die primäre Zündvorrichtung 130 betätigt wird, die sekundäre Zündvorrichtung 152 aber nicht betätigt wird.
Die Materialdicke des Gehäuses 21 ist so ausgewählt, dass sich die Endwand 42 des Diffusors 31 durch den Druck des Aufblasströmungsmittels in der primären Treibstoffkammer 200 verformt. Genau gesagt, deformiert sich die Endwand 42 des Diffusors 31 axial nach außen, und zwar in einer Aufwärtsrichtung, wie in 3 gezeigt.
Während sich die Endwand 42 des Diffusors 31 verformt, öffnet sich der Strömungsmitteldurchlass 90 während sich die Endwand 42 von der Oberendoberfläche 80 des Verbrennungsbechers 370 weg bewegt. Der Strömungsmitteldruck wirkt auch auf die Innenseitenoberfläche 296 der Schwellenwertkappe 290, um diese mit dem Diffusor weg von dem Verschluss 40 zu bewegen. Gleichzeitig bewegen sich auch die Wärmeableitvorrichtung 270 und der Wärmeableitvorrichtungshalter 280 mit der Schwellenwertkappe 290 und dem Diffusor 31 in einer Richtung weg von dem Verschluss 40. Die Bewegung der Schwellenwertkappe 290 legt die Schlitze 302 frei und öffnet den Steuerdurchlass 304, um zu gestatten, dass Aufblasströmungsmittel aus der primären Treibstoffkammer 200 durch den Strömungsmitteldurchlass 90 heraus fließt.
Die Wärmeableitvorrichtung 270 kühlt und filtert das aus der primären Treibstoffkammer 200 fließende Aufblasströmungsmittel. Die Wärmeableitvorrichtung 270 filtert auch partikuläres Material bzw. suspendierte Partikel aus dem Aufblasströmungsmittel. Der Wärmeableitvorrichtungshalter 280 verhindert, dass das Material der Wärmeableitvorrichtung 270 durch das rapid fließende Aufblasströmungsmittel in die Schlitze 302 der Schwellenwertkappe 290 hinein gezwungen wird. Aufblasströmungsmittel durchströmt einen ringförmigen Endfilter 310, bevor es aus der Aufblasvorrichtung 11 durch die Aufblasströmungsmittelauslässe 352 austritt.
Die Strömungsfläche des Strömungsmitteldurchlasses 90 in dem Gehäuse 21 variiert gemäß dem Druck des Aufblasströmungsmittels in dem Gehäuse 21. Genau gesagt ist die Strömungsfläche des Strömungsmitteldurchlasses 90 umso größer, je höher der Druck in dem Gehäuse 21 ist.
Da der Strömungsmitteldurchlass 90 eine 360°-Umfangserstreckung besitzt und die Schlitze 302 eine begrenzte Umfangserstreckung haben, erhöht sich die Strömungsfläche des Strömungsmitteldurchlasses 90 schneller als die Strömungsfläche des Steuerdurchlasses 304. Somit wird die Strömungsfläche durch die Schlitze 302 in der Schwellenwertkappe 290 fast sofort kleiner als die Strömungsmittelströmungsfläche durch den Strömungsmitteldurchlass 90 zwischen dem Verbrennungsbecher 370 und dem Diffusor 31. Somit wirkt die Schwellenwertkappe 290 als ein Begrenzer zum Steuern der Strömungsmittelströmungsrate aus der Aufblasvorrichtung 11 heraus.
Im Falle eines Fahrzeugcrashs bzw. -zusammenstoßes bei oder oberhalb des zweiten Schwereniveaus, werden sowohl die primäre Zündvorrichtung 130 als auch die sekundäre Zündvorrichtung 152 betätigt. Die Betätigung der primären Zündvorrichtung 130 resultiert in der Zündung des primären Treibstoffs 240, wie oben beschrieben. Das von dem primären Treibstoff 240 produzierte Aufblasströmungsmittel deformiert das Gehäuse 21, bewegt die Schwellenwertkappe 290 und fließt aus der Aufblasvorrichtung 11, wie oben beschrieben, heraus.
Die sekundäre Zündvorrichtung 152 wird durch ein elektrisches Signal betätigt, das an die Anschlüsse 154 der sekundären Zündvorrichtung angelegt wird. Die sekundäre Zündvorrichtung 152 zündet den sekundären Treibstoff 250. Der sekundäre Treibstoff 250 produziert Verbrennungsprodukte, die den Druck in der sekundären Verbrennungskammer 180 erhöhen. Dieser erhöhte Druckt wirkt auf die sekundäre Zünderkappe 260 und bewirkt, dass sich diese aus dem Eingriff mit dem Zündergehäuse 100 heraus bewegt.
Die Verbrennungsprodukte des sekundären Treibstoffs 250 treten zu bzw. vereinigen sich mit den Verbrennungsprodukten des primären Treibstoffs 240 in der primären Verbrennungskammer 200. Die resultierende Erhöhung des Drucks in der primären Verbrennungskammer 200 bewirkt, dass sich das Gehäuse verformt, und zwar mehr als es geschieht, wenn nur der primäre Treibstoff gezündet wird. Diese vergrößerte Verformung des Gehäuses 21 lässt auch mehr Bewegung der Schwellenwertkappe 290 zu und somit eine größere Freilegung der Schlitze 302. Resultierend daraus erhöht sich das Strömungsgebiet des Steuerdurchlasses 304.
Die kombinierten Verbrennungsprodukte des sekundären Treibstoffs 250 und des primären Treibstoffs 240 fließen in die Wärmeableitvorrichtung 270. Die Wärmeableitvorrichtung 270 kühlt und filtert die Verbrennungsprodukte des sekundären Treibstoffs 250. Das aus der Wärmeableitvorrichtung heraus fließende Aufblasströmungsmittel fließt durch die Schlitze 302 in die Schwellenwertkappe 290 und von da aus, in der beschriebenen Art und Weise, aus der Aufblasvorrichtung 11 heraus.
Das Fahrzeuginsassenrückhaltesystem 13 der 3 umfasst ebenfalls eine Verzögerungsschaltung 451, beispielsweise eine Solid-State-Zeitverzögerungsschaltung oder irgendeine andere bekannte Zeitverzögerungsschaltung oder -einrichtung. Die Verzögerungsschaltung 451 ist elektrisch an die Steuervorrichtung 450 gekoppelt. Alternativ kann die Verzögerungsschaltung 451 einen Teil der Steuervorrichtung 450 bilden. Ein Positionssensor 470 und ein Temperatursensor 472 sind elektrisch an die Verzögerungsschaltung 451 gekoppelt.
Der Positionssensor 470 fühlt die Position eines Sitzes relativ zu dem Teil des Fahrzeugs ab, in dem der Airbag 414 gelagert ist und liefert ein Positionssignal an die Verzögerungsschaltung 451. Die Position des Sitzes beeinflusst die Position eines Insassen des Sitzes relativ zu dem Airbag 414. Daher ist das von dem Positionssensor 470 an die Steuervorrichtung 450 gelieferte Posi tionssignal auch anzeigend für die Position eines Insassen des Sitzes relativ zu dem Airbag 414.
Der Temperatursensor 472 fühlt die Umgebungstemperatur an der Aufblasvorrichtung 11 ab und liefert ein Temperatursignal, das eine Anzeige für die Umgebungstemperatur bildet, an die Verzögerungsschaltung 451. Die Umgebungstemperatur an der Aufblasvorrichtung 11 beeinflusst die Rate, mit der die Treibstoffe 240, 250 verbrennen und Gas zum Aufblasen des Airbags 414 erzeugen werden. Diese Rate erhöht sich gewöhnlich beim Ansteigen der Umgebungstemperatur.
Die Verzögerungsschaltung 451 spricht auf das Temperatursignal und das Drucksignal an, um die Betätigung des sekundären Treibstoffs 250 um eine vorbestimmte Zeitperiode nach Betätigung des primären Treibstoffs 240 zu verzögern. Vorzugsweise beträgt die vorbestimmte Zeitperiode der Verzögerung 10 Millisekunden + (1 Millisekunde/(Aufblasvorrichtungsumgebungstemperatur in Grad Celsius – 22°C)) bei einer Aufblasvorrichtungsumgebungstemperatur oberhalb von 22°C. Für Temperaturen weniger oder gleich an 22°C wird die vorbestimmte Verzögerungszeitperiode 10 Millisekunden betragen. Somit wirkt das Vergrößern der Verzögerung bei einem Anstieg der Umgebungstemperatur über 22°C dem Erhöhen der Inflationsrate des Airbags 414 infolge des Anstiegs in der Umgebungstemperatur entgegen. Der Verzögerungsschalter 451 spricht zur Modifizierung der Verzögerungszeitperiode auf den Positionssensor 470 an. Beispielsweise kann es wünschenswert sein, wenn die Position des Insassen des Sitzes als relativ nahe zu dem Airbag 414 angezeigt ist, die Verzögerung zu erhöhen, um den Airbag 414 relativ langsam aufzublasen, um eine relativ „weiches" Aufblasen des Airbags vorzusehen. Der Verzögerungsschalter 451 kann auch auf andere Sensoren, beispielsweise solche, die die Größe und das Gewicht eines Insassen bestimmen, ansprechen, um die Verzögerungszeitperiode zu modifizieren. Die Verzögerungszeitperiode zwischen den ersten und zweiten Treibstoffen 240, 250 übersteigt keine 30 Millisekunden. Der sekundäre Treibstoff 250 wird immer innerhalb 100 Millisekunden nach dem Auftreten einer Fahrzeugkollision akti viert, um eine unbeabsichtigte Aktivierung der zweiten Quelle 250 lange nach dem Auftreten der Fahrzeugkollision zu verhindern.
Aus der obigen Beschreibung der Erfindung werden Fachleute Verbesserungen, Veränderungen und Modifikationen entnehmen. Beispielsweise könnte die Aufblasvorrichtung eine größere oder geringere Anzahl von Aufblasströmungsmittelquellen umfassen, wobei die Anzahl unterschiedlicher Volumina von Aufblasströmungsmittel entsprechend bestimmt werden. Die Aufblasvorrichtung könnte ebenfalls unterschiedliche Bauarten von Aufblassströmungsmittelquellen umfassen, beispielsweise Hybrid- oder verstärkte Aufblasvorrichtungen mit Behältern von unter Druck stehendem Aufblasströmungsmittel. Solche Verbesserungen, Veränderungen und Modifikationen innerhalb des Fachkönnens sollen durch die angefügten Ansprüche abgedeckt werden.

Claims

Eine Vorrichtung zum Aufblasen eines Airbags, die Folgendes aufweist: eine erste Aufblasströmungsmittelquelle, die betätigbar ist, um eine erstes Aufblasströmungsmittelvolumen zu erzeugen; eine zweite Aufblasströmungsmittelquelle, die betätigbar ist, um ein zweites Aufblasströmungsmittelvolumen zu erzeugen, das sich von dem ersten Volumen unterscheidet; einen Temperatursensor zum Liefern eines Temperatursignals, das eine Anzeige für die Temperatur der Vorrichtung bildet; ein Steuersystem, das betriebsmäßig mit dem Temperatursensor verbunden ist, wobei das Steuersystem die ersten und zweiten Aufblasströmungsmittelquellen betätigt; und eine Verzögerungsschaltung, die an den Temperatursensor und das Steuersystem gekoppelt ist, wobei die Verzögerungsschaltung auf das Temperatursignal anspricht zur Verzögerung der Betätigung einer der ersten und zweiten Quellen um eine vorbestimmte Zeitperiode nach Betätigung der anderen der ersten und zweiten Quellen.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die vorbestimmte Zeitperiode der Verzögerung gleich ist an 10 Millisekunden + (1 Millisekunde/(Aufblasvorrichtungsumgebungstemperatur in Grad Celsius – 22°C)) für eine Aufblasvorrichtungsumgebungstemperatur über 22°C.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, die eine Sensoreinrichtung zum Abfühlen eines Zustands und zum Liefern eines Steuersignals umfasst, das eine Anzeige für den Zustand bildet, wobei die Sensoreinrichtung an die Verzögerungsschaltung gekoppelt ist, um die Zeitperiode der Verzögerung, basierend auf dem Steuersignal, zu modifizieren.
Vorrichtung gemäß Anspruch 3, wobei die Sensoreinrichtung ein Positionssensor zum Liefern eines Positionssignals ist, das eine Anzei ge für die Position eines Fahrzeuginsassen bildet, wobei der Positionssensor an die Verzögerungsschaltung gekoppelt ist, um die Zeitperiode der Verzögerung, basierend auf dem Positionssignal, zu modifizieren.
Vorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei der Positionssensor eine Position des Insassen abfühlt, indem er eine relative Position eines Sitzes in dem Fahrzeug abfühlt.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei beide der ersten und zweiten Quellen innerhalb von 100 Millisekunden nach einem Auftreten eines Zusammenstoßes eines Fahrzeugs, das die Vorrichtung aufweist, betätigt werden.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die vorbestimmte Zeitperiode der Verzögerung 30 Millisekunden nicht übersteigt.
Eine Vorrichtung zum Aufblasen eines Airbags, wobei die Vorrichtung Folgendes umfasst: eine erste Aufblasströmungsmittelquelle, die betätigbar ist, um eine Aufblasströmungsmittelvolumen zu erzeugen; eine zweite Aufblasströmungsmittelquelle, die betätigbar ist, um ein Aufblasströmungsmittelvolumen zu erzeugen; einen Temperatursensor zum Liefern eines Temperatursignals, das eine Anzeige für die Temperatur der Vorrichtung bildet; ein Steuersystem, das betriebsmäßig mit dem Temperatursensor verbunden ist, wobei das Steuersystem die ersten und zweiten Aufblasströmungsmittelquellen betätigt; und eine Verzögerungsschaltung, die an den Temperatursensor und das Steuersystem gekoppelt ist, wobei die Verzögerungsschaltung die Betätigung einer der ersten und zweiten Quellen um eine vorbestimmte Zeitperiode nach Betätigung der anderen der ersten und zweiten Quellen verzögert, und zwar basierend auf dem Temperatursignal; wobei die vorbestimmte Zeitperiode gleich ist an 10 Millisekunden + (1 Millisekunde/(Aufblasvorrichtungsumgebungstemperatur in Grad Celsius – 22°C)) für eine Aufblasvorrichtungsumgebungstemperatur über 22°C.
Vorrichtung gemäß Anspruch 8, die eine Sensoreinrichtung zum Abfühlen eines Zustands und zum Liefern eines Steuersignals umfasst, das eine Anzeige für den Zustand bildet, wobei die Sensoreinrichtung an die Verzögerungsschaltung gekoppelt ist, um die Zeitperiode der Verzögerung, basierend auf dem Steuersignal, zu modifizieren.
Vorrichtung gemäß Anspruch 9, wobei die Sensoreinrichtung ein Positionssensor zum Liefern eines Positionssignals ist, das eine Anzeige für die Position eines Fahrzeuginsassen bildet, wobei der Positionssensor an die Verzögerungsschaltung gekoppelt ist, um die Zeitperiode der Verzögerung, basierend auf dem Positionssignal, zu modifizieren.
Vorrichtung gemäß Anspruch 10, wobei der Positionssensor eine Position des Insassen abfühlt, indem er eine relative Position eines Sitzes in dem Fahrzeug abfühlt.
Vorrichtung gemäß Anspruch 8, wobei beide der ersten und zweiten Quellen innerhalb von 100 Millisekunden nach einem Auftreten eines Zusammenstoßes eines Fahrzeugs, das die Vorrichtung aufweist, betätigt werden.
Vorrichtung gemäß Anspruch 8, wobei die vorbestimmte Zeitperiode der Verzögerung 30 Millisekunden nicht übersteigt.