DE19526547A1 - Impulsformung für Airbag-Aufblaseeinrichtungen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Aufblasen eines aufblasbaren Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystems, und insbesondere zum Aufblasen eines Airbags.

Mit dem Fortschreiten der Technologie für aufblasbare Fahrzeugrückhaltesysteme, wie z. B. Airbags, wird bestimmten Details der Betriebsweise von Gasgeneratoren oder Aufblaseein­ richtungen mehr Aufmerksamkeit gewidmet. Eines dieser Details ist die Form des von der Aufblaseeinrichtung erzeugten Gasimpulses, der in Form einer Strömungsgeschwindigkeit oder Strömungsrate als Funktion der Zeit beschrieben werden kann.

In vielen der einfacheren oder älteren Aufblaseeinrichtungen ist die Strömungsgeschwin­ digkeit des erzeugten Gases entweder eine monoton abnehmende Funktion der Zeit, wäh­ rend der der Aufblasevorgang fortschreitet, oder sie gleicht in hohem Maße einer derartigen Funktion. Obwohl es einen kurzen Zeitabschnitt gibt, während dem die Zündung fortschrei­ tet und das Innere der Aufblaseeinrichtung seinen Spitzendruck erreicht, ist dieser Zeitab­ schnitt beispielsweise in vielen der rein pyrotechnischen Aufblaseeinrichtungen ein sehr kleiner Teil des Aufblasevorgangs, wobei das bei weitem vorherrschende Phänomen darin besteht, daß die Strömungsgeschwindigkeit im allgemeinen abnimmt, während der Aufbla­ sevorgang fortschreitet. Andere Aufblaseeinrichtungstechnologien können ein gespeichertes Gas enthalten, entweder als die einzige Gasquelle (in dem Fall von reinen Speichergas- Aufblaseeinrichtungen) oder als eine Quelle eines Teils des Gases (wie in dem Fall von Hybrid-Aufblaseeinrichtungen, die ein gespeichertes Gas mit Feststoff-Pyrotechnik kom­ binieren). Für die Abgabe von gespeichertem Gas ist die natürliche Form der Abgabe- Strömungsgeschwindigkeit ungefähr eine abklingende Exponentialfunktion, bei der die Strömungsrate am Anfang am größten ist und danach kontinuierlich abnimmt. In Abhän­ gigkeit von Einzelheiten der Konstruktion einer Aufblaseeinrichtung kann bei Hybrid- Aufblaseeinrichtungen die natürliche Form des Impulses auch eine Strömungsgeschwindig­ keit sein, die allgemein abnimmt, während der Vorgang fortschreitet.

Für Aufblaseeinrichtungen auf der Fahrerseite eines Fahrzeugs kann eine Strömungsge­ schwindigkeit akzeptabel sein, die im allgemeinen abnimmt, während der Vorgang weiter­ geht. Insbesondere bei Aufblaseeinrichtungen für die Beifahrerseite eines Fahrzeugs ist es jedoch wünschenswert, eine kompliziertere oder aufwendigere Betriebsweise der Aufblase­ einrichtung einzusetzen, die hier als Impulsformung bezeichnet wird. Für typische Kraft­ fahrzeuge beträgt die Zeit nach dem Beginn eines Aufpralls, in der die Aufblaseeinrichtung der Beifahrerseite vollständig entladen sein muß, 50 bis 100 ms. Für einen derartigen Auf­ blasevorgang ist es wünschenswert, daß die Strömungsgeschwindigkeit des Gases aus der Aufblaseeinrichtung heraus für die ersten 5 bis 20 ms des Zeitabschnitts niedrig ist oder gewissermaßen sanft verläuft, und daß die Strömungsgeschwindigkeit danach relativ gese­ hen größer sein sollte, wobei die Strömungsgeschwindigkeit dann zu dem Ende des Zeitab­ schnitts hin abfallen sollte. Wenn ein Test der Aufblaseeinrichtung durchgeführt wird, in­ dem die Aufblaseeinrichtung in einen geschlossenen Aufnahmetank hinein entladen wird, wie es im Rahmen der Entwicklung von Aufblaseeinrichtungen im allgemeinen durchge­ führt wird, bedeutet das, daß der Druckverlauf in dem Aufnahmetank als eine sanft anstei­ gende Druckkurve über der Zeit erscheinen sollte, gefolgt von einem steiler ansteigenden Abschnitt der Druckkurve über der Zeit und gefolgt von einem abgefangenen oder flacheren Verlauf an einem Endwert. Diese Charakteristik wird als S-förmige Kurve bezeichnet.

Die S-Kurve ist prinzipiell wünschenswert aufgrund der Möglichkeit, daß sich ein Insasse auf der Beifahrerseite eines Fahrzeugs nicht in seiner vorgesehenen Sitzposition befindet (sog. "out-of-position"-Insasse). Auf der Fahrerseite eines Fahrzeugs ist die zu erwartende Position des Fahrers bei dem Beginn des Unfalls relativ gut bekannt, auf der Beifahrerseite können sich jedoch eines oder zwei Kinder und/oder ein oder zwei Erwachsene in einer be­ liebigen aus einer Vielzahl von Positionen befinden, wobei sie sich auch relativ dicht bei dem Armaturenbrett befinden können. Falls sich der Insasse zu Beginn der Entfaltung des Airbags dicht an dem Armaturenbrett befinden sollte, wenn die Füllrate einer nicht­ impulsgeformten Aufblaseeinrichtung am schnellsten verläuft, könnte die Möglichkeit einer durch den Airbag verursachten Verletzung bestehen. Die sanfte anfängliche Strömungsge­ schwindigkeit des Gases von der Aufblaseeinrichtung ist dahingehend hilfreich, daß der Airbag einen "out-of-position"-Insassen während des frühen Abschnitts des Aufblasevor­ gangs möglicherweise abfangen, abdämpfen oder zurück in seine richtige Position bringen kann, ohne daß der Insasse Verzögerungen ausgesetzt wird, die einen Schaden oder eine Verletzung hervorrufen. Die spätere, schnellere Strömungsgeschwindigkeit ist dazu erfor­ derlich, daß der Airbag seinen Aufblasevorgang innerhalb der Zeitdauer eines typischen Aufpralls vollendet. Das Abfallen oder Abflachen am Ende des Impulses ist schließlich eine natürliche Konsequenz daraus, daß die Aufblaseeinrichtung das Ende ihres Entladeprozesses erreicht. Das kurze, sanfte Anfangsstadium des Aufblasevorgangs kann dazu beitragen, daß die Kräfte auf den Airbag und die zugehörigen Verankerungsvorrichtungen verringert wer­ den, die auftreten, wenn sich der Airbag zu entfalten beginnt. Wenn die Strömungsrate in den sehr frühen Abschnitten des Vorgangs exzessiv wäre, könnten diese Kräfte den Airbag zerreißen.

Es gibt verschiedene Techniken, die zur Erzeugung einer Impulsformung verwendet worden sind oder gegenwärtig verwendet werden. Wie erwähnt, haben reine pyrotechnische Aufbla­ seeinrichtungen naturgemaß eine leichte Tendenz, eine S-förmige Kurve zu erzeugen, je­ doch neigt der Abschnitt der Kurve, der den langsamen Aufbau darstellt, dazu, nur eine sehr kurze Dauer in der Größenordnung einiger Millisekunden zu haben, die jedoch nicht so lan­ ge anhält, wie es für eine Impulsformung mindestens erwünscht wäre. Dieses wird von Peter Materna in der Veröffentlichung Nr. 920120 der Society of Automotive Engineers mit dem Titel "Advances In Analytical Modeling Of Airbag Inflators" beschrieben. Einige pyro­ technische Aufblaseeinrichtungen sind außerdem so konstruiert, daß die pyrotechnische Vorrichtung in mehr als eine Kammer unterteilt ist, um die pyrotechnische Vorrichtung in Stufen zu zünden, um dadurch eine Impulsformung zu erzeugen. Andere Typen von Auf­ blaseeinrichtungen erzeugen eine Impulsformung durch bestimmte Einrichtungen, die von dem Zündvorgang getrennt sind, wie beispielsweise durch Einrichtungen, die im wesentli­ chen den Ausgangsbereich verändern, durch den das Gas fließen kann. Einige Aufblaseein­ richtungen weisen beispielsweise einen beweglichen Gegenstand in der Ausgangsbahn auf, so daß der Gegenstand eine oder mehrere zusätzliche Ausgangsflächen öffnet, während er sich unter dem Einfluß einer Druckdifferenz bewegt. Aufgrund der sehr großen internen Drücke, bei denen die Aufblaseeinrichtungen aufgrund ihrer Auslegung typischerweise ar­ beiten, reicht die Trägheit eines vernünftig dimensionierten beweglichen Gegenstandes al­ lein nicht aus, um eine Impulsform mit der gewünschten Dauer zu erzeugen. Der bewegli­ che Gegenstand ist somit mit einer energieabsorbierenden Substanz oder Komponente hin­ terlegt, wie beispielsweise einer eindrückbaren, gummiartigen Substanz oder einer ein­ drückbaren Wabenstruktur aus Metall. In derartigen Aufblaseeinrichtungen weist das be­ wegliche Teil jedoch Komponenten mit engen Toleranzen auf, wie beispielsweise Kolben und Zylinder, bei denen das Risiko bestehen kann, daß sie sich festfressen, steckenbleiben oder festsitzen, insbesondere bei den üblichen unvorhersehbaren starken Beschleunigungen, die in Fahrzeugen während eines Aufpralls auftreten. Diese Aufblaseeinrichtungen befassen sich auch nicht mit der Frage, wie diese Impulsformung über einen weiten Bereich von Anfangs- oder Initialtemperaturen der Aufblaseeinrichtung bewerkstelligt werden kann. Die Initialtemperatur der Aufblaseeinrichtung beeinflußt nicht nur die Eigenschaften des ener­ gieabsorbierenden Materials (insbesondere in dem Fall von Gummi), sondern auch, wie sich der Druck in dem Inneren der Aufblaseeinrichtung (der auf das energieabsorbierende Mate­ rial einwirkt) mit der Umgebungstemperatur verändern kann. Dieser zuletzt genannte Ein­ fluß ist insbesondere gegenwärtig, wenn gespeichertes Gas betroffen ist. Weiterhin gibt es Impulsformungstechniken, die zwei aktivierende Ereignisse umfassen, nämlich eines, das den Abschnitt der langsamen oder sanften Füllung bewirkt, und ein anderes, das den Ab­ schnitt der schnellen Füllung während des Aufblasevorgangs bewirkt. Typischerweise steu­ ert ein elektronischer Zeitschaltkreis die Abfolge der zwei Ereignisse. Dabei kann beispiels­ weise die aufeinanderfolgende Zündung zweier unterschiedlicher pyrotechnischer Ladungen vorgesehen sein. Vom Standpunkt der Zuverlässigkeit besteht der Nachteil eines derartigen Systems jedoch darin, daß für das System mehr Möglichkeiten bestehen, auszufallen und nicht mehr ordnungsgemäß zu arbeiten. Unter einem Gesichtspunkt der Zuverlässigkeit wä­ re es zu bevorzugen, wenn nur ein einziges Aktivierungsereignis vorgesehen wäre, wie bei­ spielsweise die Zündung einer pyrotechnischen Einrichtung, und daß alle anderen Ereignis­ se, einschließlich der Impulsformung, als eine Konsequenz dieses einen Aktivierungsereig­ nisses folgen würden.

Insgesamt kann gesagt werden, daß es bisher kein vollständig befriedigendes Verfahren zur Erzeugung einer Impulsformung unter den Bedingungen extrem hoher Drücke, kurzer Zeit­ räume sowie sich über einen weiten Bereich verändernder Anfangstemperaturen gibt, wie sie typischerweise bei Airbag-Aufblaseeinrichtungen vorherrschen.

Damit ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Aufblaseeinrichtung zu schaf­ fen, bei der die Strömungsgeschwindigkeit, die Strömungsrate oder das Fließverhalten des abgegebenen Gases einen relativ langsamen Anfangswert hat, dem ein schnellerer Wert folgt, dem wiederum ein Abfallen oder ein Nachlassen folgt, wobei der gesamte Vorgang während des kurzen Zeitintervalls eines typischen Kraftfahrzeugunfalls stattfindet.

Diese Impulsformung soll dabei durch mechanische Mittel bewirkt werden, die Elemente verwenden, die vorzugsweise keine verschiebbaren oder beweglichen Teile mit engen Tole­ ranzen haben, die sich festfressen oder die steckenbleiben könnten. Weiterhin soll durch die Erfindung der Aufblasevorgang unter Verwendung nur eines einzigen aktivierenden Ereig­ nisses erfolgen, wobei alle anderen Ereignisse, einschließlich der Impulsformung, automatisch aus diesem einen aktivierenden Ereignis folgen. Außerdem soll eine Einrichtung zur Impulsformung geschaffen werden, die, falls notwendig, in Abhängigkeit von der verwen­ deten Aufblaseeinrichtungstechnologie, sich selbst so einstellen kann, daß sie in geeigneter Weise in einem weiten Bereich von Umgebungstemperaturen arbeitet. Schließlich soll durch die Erfindung eine Ventileinrichtung geschaffen werden, durch die eine Impulsformung der zuvor genannten Art erzielt wird.

Die vorliegende Erfindung erzeugt eine Impulsformung durch die Verwendung der Kraft oder der Belastung, die durch den Druck des Gases innerhalb der Aufblaseeinrichtung er­ zeugt wird, wobei auf eine Feder oder eine elastische Einrichtung eingewirkt wird, um die Ausgangsfläche für die die Einrichtung verlassende Gasströmung zu verändern. Obwohl die Kraft oder die Belastung in direktester Weise der bestimmende Faktor für das Verhalten der Impulsformungseinrichtung ist, kann die Kraft oder die Belastung durch schwer zu bestim­ mende lokale Strömungsdetails beeinflußt werden, so daß sie nicht leicht meßbar ist. An manchen Stellen bezieht sich diese Offenbarung daher auf das Verhalten der Impulsfor­ mungsvorrichtung als eine Funktion der Druckdifferenz, die über sie wirkt. Eine Druckdif­ ferenz ist viel einfacher zu messen. Gemäß der Erfindung sollte das quasi-statische Verhal­ ten der Impulsformungsvorrichtung so sein, daß sich die Ausgangsfläche im allgemeinen verkleinert, während die Druckdifferenz über die Impulsformungsvorrichtung ansteigt, wo­ bei die Einrichtung jedoch niemals vollständig schließt. Diese Beziehung ist in grafischer Form in Fig. 1 für den einfachsten Fall dargestellt, wobei die Relation als idealisiert darge­ stellt ist, um eine lineare elastische Feder zu repräsentieren, mit einer angenommenen direk­ ten Beziehung zwischen einer mit einem Ventil versehenen Fläche bzw. einer Ventilfläche oder einem Ventilbereich und einer bestimmten Position, und mit einer festen, immer offe­ nen Fläche für Druckdifferenzen, die größer sind als ein bestimmter Wert.

In der Praxis kann die Ausgangsfläche zwei unterschiedliche Strömungsbahnen und Aus­ gangsflächen aufweisen, von denen die eine eine ständig offene konstante Fläche ist, und von denen die andere eine variable Fläche ist, die von der Druckdifferenz über die Impuls­ formungsvorrichtung abhängt. Die variable Fläche ist eine Funktion der Position des be­ weglichen Teils und kann auf Null gehen, wenn der bewegliche Teil in geeigneter Weise positioniert ist. Die ständig offene Fläche kann aus ständig offenen Mündungen oder Öff­ nungen, oder, wie später beschrieben wird, aus Durchbrüchen bestehen, die eine ständig of­ fene Fläche bilden, oder aus ähnlichen geometrischen Eigenschaften, die in die Vorrichtung eingebaut sind. Es ist vorteilhaft, die ständig offene Fläche als eine gewissermaßen getrenn­ te Eigenschaft oder Öffnung vorzusehen, im Gegensatz zu einer Anordnung, bei der die Fläche mit der Beziehung in Verbindung steht, die die variable Fläche steuert. Wenn die minimale Fläche mit der Beziehung verbunden wäre, die die variable Fläche steuert, könnte es möglich sein, daß die gesamte Fläche als ein Ergebnis eines zufälligen Überschwingens des beweglichen Teils der Impulsformungsvorrichtung oder einer Fehlberechnung seiner Position zufällig Null erreicht. Aber selbst wenn dieses nicht auftreten würde, würde die Verbindung der minimalen Fläche mit der Beziehung, die die variable Fläche steuert, das Verhalten vielleicht unerwünscht empfindlich gegenüber genauen Details der Anfangsbe­ dingungen machen. Die Ausbildung mit zwei getrennten, unterschiedlichen Öffnungen soll­ te zu einem gewissermaßen robusteren Verhalten beitragen, ist ein Vorteil bei der Herstel­ lung und garantiert im wesentlichen, daß die ständig offene Fläche nicht zufällig geschlos­ sen werden kann, was ein Vorteil für die Qualifizierung der Vorrichtung selbst unter sol­ chen Gesichtspunkten wie Ausfallverhalten und Wirksamkeitsanalysen ist.

Entsprechend bestimmten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindungen ist das für die Feder bei der Ventilfunktion verwendete Element eine verformbare Scheibe, die in einer Richtung parallel zu ihrer zylindrischen Hauptachse belastet wird, wodurch sie sich als eine Funktion der Belastung verbiegt. Insbesondere kann die verformbare Scheibe eine soge­ nannte "Belleville-Scheibe", ein sogenannter "Belleville-Dichtungsring", eine Scheibenfe­ der oder eine Tellerfeder sein (was hier synonym verwendet wird). Eine Belleville-Scheibe oder Scheibenfeder ist eine Scheibe in der Form eines Rings, deren axiale Dicke relativ klein im Vergleich zu ihren inneren und äußeren Durchmesserdimensionen ist, und die so hergestellt ist, daß sie nicht in einer flachen Ebene liegt sondern sich vielmehr in einer kreisförmig symmetrischen Weise leicht aus einer Ebene heraus neigt, so daß sie einem Tel­ ler oder einer Schüssel ähnelt. Die Scheibe ist normalerweise aus Metall hergestellt. Eine Belleville-Scheibe wird gewöhnlich so verwendet, daß die Richtung der Belastung so ver­ läuft, daß sie dazu neigt, die Scheibe zurück in eine Ebene zu drücken. Belleville-Scheiben sind weitverbreitet zur Aufrechterhaltung einer Klemm- oder Spannbelastung bei Schraub­ verbindungen, und sie werden auch für verschiedene andere Anwendungsfälle verwendet. Im Vergleich zu anderen Federarten, wie beispielsweise Schraubenfedern, sind Belleville- Scheiben oder -Tellerfedern dahingehend bekannt, daß sie für den Betrag der erzeugten Kraft oder der gespeicherten mechanischen Energie relativ kompakt sind. Sie sind auch da­ für bekannt, daß sie in bestimmten Parameterbereichen eine nicht lineare Kraft- Verbiegungs-Charakteristik aufweisen können, selbst wenn das Material der Scheibe nicht über seine elastische Grenze hinaus belastet wird.

In Übereinstimmung mit bestimmten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung, zusätzlich zu einer Verbiegung unter der Einwirkung des Gasdrucks, vollzieht die Belleville-Scheibe auch die Ventilfunktion, da eine oder mehrere ihrer Kanten, Ränder oder Oberflächen, die sich aufgrund der Belastung verbiegen, auch eine oder mehrere Kanten, Ränder oder Oberflächen sind, die eine Strömungsfläche verändern. Diese Kombination von unterschiedlichen Funktionen ist vorteilhaft, da sie den Aufbau vereinfacht, indem die An­ zahl von Teilen reduziert wird und der Bedarf für bewegliche oder verschiebbare Teile mit engen Toleranzen beseitigt wird.

Gemäß bestimmten anderen Ausführungsbeispielen ist ein eigenes kolbenartiges Element zusätzlich zu der Feder vorgesehen (die eine Belleville-Scheibe oder eine Feder einer ande­ ren Art sein kann). Dieses Merkmal bildet ein weiteres Einstellmittel, durch das eine eher willkürliche Beziehung zwischen der Position der Feder und der Fläche der Öffnung erzeugt werden kann.

Bei einer Aufblaseeinrichtung, bei der diese Erfindung anwendbar ist, beginnt der Vorgang, wenn ein Signal von einem Aufprallsensor ein Ereignis bewirkt, das eine große Druckdiffe­ renz über die Impulsformungsvorrichtung erzeugt. Diese Druckdifferenz kann als ein Er­ gebnis einer sehr schnellen Verbrennung oder Zündung, wie beispielsweise einer Detonation innerhalb der Aufblaseeinrichtung zustande kommen, oder sie kann daraus resultieren, daß eine Berstscheibe auf eine andere Weise zerbricht, oder sie kann als das Resultat eines ande­ ren Ereignisses zustande kommen. Zur Vereinfachung der Darstellung und der Erläuterung der Impulsformungsvorrichtung wird angenommen, daß die Druckdifferenz über die Im­ pulsformungsvorrichtung sofort oder jedenfalls schneller als irgendeine andere Zeiteinheit, die bei der vorliegenden Problemstellung wichtig wäre, von Null auf ihren großen Wert an­ steigt. Dennoch erkennt der Fachmann, daß die vorliegende Erfindung selbst bei einer Zün­ dung angewendet werden kann, die langsamer ist als eine Detonation, wie beispielsweise die in konventionellen pyrotechnischen Aufblaseeinrichtungen vorherrschende Zündung.

Die Erzeugung der großen Druckdifferenz über die impulsformende Vorrichtung bewirkt eine Abfolge von Ereignissen, die grafisch in Fig. 2 zusammengefaßt ist. Fig. 2 enthält re­ präsentative Zeitabläufe des Drucks in einem Aufnahmetank, des Drucks in einem Reservoir, der durch die Impulsformungsvorrichtung erhältlichen Strömungsfläche, sowie der Massen-Strömungsgeschwindigkeit oder -Strömungsrate durch die impulsformende Vorrichtung. Die ersten zwei Größen sind typische Kurven für direkte experimentelle Da­ ten, während die anderen zwei Größen daraus abgeleitet sind. Die Bezeichnung von Ereig­ nissen mit der Zeit ist wie folgt: t0 ist die Erzeugung der großen Druckdifferenz über die Impulsformungsvorrichtung, die als sofortiges Ereignis betrachtet wird; t1 ist der Zeitpunkt, zu dem das bewegliche Element auf seinem Sitz aufliegt, oder zu dem die Strömungsfläche so abgenommen hat, daß sie ihren ständig offenen Wert erreicht; t2 ist der Zeitpunkt, zu dem sich das bewegliche Element von seinem Sitz abzuheben beginnt und zu dem die Strö­ mungsfläche wieder über ihren ständig offenen Wert anzusteigen beginnt.

Zwischen t0 und t1 wirkt die Druckdifferenz derart, daß sie das bewegliche Element des Ventils auf einen Punkt drückt, an dem es an einer Sitzoberfläche anliegt. Wenn das beweg­ liche Element an dem Sitz anliegt, ist der variable Abschnitt der Strömungsfläche vollstän­ dig geschlossen, wobei jedoch der ständig offene Abschnitt der Strömungsfläche offen bleibt. Es ergibt sich, daß für die hier interessierenden Anordnungen und Parameterbereiche die Zeit zwischen t0 und t1 kurz ist und typischerweise einige Millisekunden beträgt. Wäh­ rend dieser Zeit zwischen t0 und t1 gibt es einen bestimmten Betrag von Gas, der mit einer großen Strömungsgeschwindigkeit aus der Ausblaseeinrichtung austritt. Dieses Entweichen von Gas ist nicht eines der Merkmale, die gewöhnlicherweise bei der Impulsformung ge­ sucht werden, wie es oben in der Einleitung oder im Zusammenhang mit der Aufgabe der Erfindung beschrieben wurde. Da diese Erscheinung gewöhnlich nur auf die ersten wenigen Millisekunden und die ersten etwa 5 Prozent der Gasströmung beschränkt ist, wird sie den­ noch in Kauf genommen. Sie könnte vielmehr sogar dazu beitragen, das Aufsprengen der Abdeckung (Tür) des Armaturenbretts zu bewirken, was von Details der Konstruktion dieser Komponente abhängt, wie beispielsweise davon, wieviel Energie oder mechanische Arbeit für das Aufsprengen erforderlich ist.

Sobald der bewegliche Teil der Impulsformungsvorrichtung auf dem Sitz zum Zeitpunkt t1 aufliegt, beginnt der sanfte oder langsame Füllabschnitt des Vorgangs, bei dem die Strö­ mung nur die ständig offene Fläche zur Verfügung hat. Da die Strömungsfläche hier am kleinsten ist von allen Zeitpunkten während des Vorgangs, verläuft die Aufwärts-Steigung der Tankdruck-Kurve relativ flach, und die Abwärts-Steigung der Reservoirdruck-Kurve ist in ähnlicher Weise relativ flach. Dieser Vorgang dauert bis zum Zeitpunkt t2. Während dieses Stadiums tritt das Gas aus dem Reservoir aus und verringert den Reservoirdruck, bis zum Zeitpunkt t2 der Reservoirdruck nicht länger ausreicht, das bewegliche Teil in Anlage an seinem Sitz zu halten. Die Konstruktionsparameter müssen so gewählt werden, daß t2 zu einem gewünschten Zeitpunkt während des Vorgangs und bei einem gewünschten Bruchteil der Gasabgabe auftritt. Der Wert des Reservoirdrucks, bei dem die Scheibe beginnt, sich anzuheben, ist für Konstruktionszwecke bedeutsam und wird hier als der Knickpunktdruck oder der Sprung- oder Startdruck bezeichnet. Um den hier in der Darstellung verwendeten Knickpunktdruck oder Startdruck zu erhalten, wird die Reservoirdruck-Kurve in der Nähe des Knickpunkts während des schnellen Abgabeabschnitts des Vorgangs rückwärts extrapo­ liert und die Reservoirdruck-Kurve in der Nähe des Knickpunkts während des langsamen Abgabeabschnitts des Vorgangs vorwärts extrapoliert, um einen Schnittpunkt zu erhalten, wie es in Fig. 1 gezeigt ist. Typischerweise würde ein erwünschter Wert von t2 zwischen 10 und 30 Millisekunden liegen. Ein erwünschter Wert für den Sprung- oder Startdruck würde typischerweise zwischen 70% und 90% des Anfangs- oder Spitzendrucks liegen, was grob angibt, daß der Bruchteil des Gases, das zu dem Zeitpunkt des Sprungs abgegeben worden ist, zwischen 10% und 30% liegt (wobei momentan eine Temperaturveränderung des ver­ bleibenden Gases aufgrund einer Kompressionsverringerung ignoriert wird).

Ungefähr zum Zeitpunkt t2 beginnt das bewegliche Teil der Impulsformungsvorrichtung sich von seinem Sitz abzuheben und in seine ursprüngliche Position zurückzuspringen. Da­ durch werden die Ausgangsfläche und die Strömungsrate bzw. der Durchsatz vergrößert und eine schnellere Füllung erzeugt, wie sie für den späteren Abschnitt des Vorgangs erwünscht ist. Während des gesamten verbleibenden Teils des Vorgangs bleibt das bewegliche Element von dem Sitz entfernt. Schließlich verringert sich die Fließrate des austretenden Gases auf­ grund der Entleerung der Gasquelle.

Das Verhalten der beweglichen Scheibe stellt eine Art Bistabilität dar. Wenn eine Impuls­ formung erzielt werden soll, muß der Reservoirdruck zu Beginn des Vorgangs natürlich größer sein als der Druck an dem Knick- oder Sprungpunkt der Scheibe. Im allgemeinen und für die Zwecke der Erläuterung der Erfindung ist es erforderlich, sich folgende Punkte klarzumachen:

• a. Die Faktoren, die die Existenz und das Ausmaß einer Impulsformung bestimmen, können zuverlässig durch den Konstrukteur gesteuert werden;
• b. es ist erwünscht, daß kein nennenswerter Druckabfall stromabwärts von der impuls­ formenden Ventileinrichtung stattfindet;
• c. in einem gut konstruierten System ist der Bereich der Zustände oder Bedingungen, bei denen eine Impulsformung erzielt wird, relativ groß; und
• d. wenn eine Impulsformung erreicht worden ist, ist sie auch in äußerstem Maße wieder­ holbar.

Die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele sind im allgemeinen so konfiguriert, daß sie eher für eine Aufblaseeinrichtung auf der Beifahrerseite als für eine Aufblaseeinrichtung auf der Fahrerseite geeignet sind, z. T. aufgrund des größeren Bedarfs für eine Impulsformung auf der Beifahrerseite und z. T. aufgrund des größeren verfügbaren Raumangebots, in dem Konstruktionselemente wie beispielsweise eine Impulsformungseinrichtung ergänzt werden können. Aufblaseeinrichtungen für die Beifahrerseite, die typischerweise in dem Armatu­ renbrett eines Fahrzeugs montiert werden, sind typischerweise Zylinder mit einem Durch­ messer zwischen 60 und 100 mm und mit einer Länge von ungefähr 300 mm. Es versteht sich jedoch, daß das Prinzip auch auf Aufblaseeinrichtungen für die Fahrerseite oder auf andere Arten von Aufblaseeinrichtungen angewendet werden kann, fall dort eine Impulsfor­ mung wünschenswert ist.

Gemäß der Erfindung sind darüber hinaus Mittel zur Veränderung des Verhaltens der im­ pulsformenden Einrichtung als Funktion der Anfangstemperatur vorgesehen, in der Kennt­ nis oder der Erwartung, daß die auf die Impulsformungsvorrichtung einwirkende Druckdif­ ferenz als Funktion der Anfangstemperatur einer Veränderung unterliegt. Dieses betrifft hauptsächlich Systeme mit gespeichertem Gas. Ausführungsbeispiele, die dieses Merkmal aufweisen, werden als spätere Ausführungsbeispiele dargestellt. In den meisten Ausfüh­ rungsbeispielen mit einem sich selbst einstellenden Element wird dieses dadurch bewerk­ stelligt, daß die verformbare Scheibe aus Bimetall-Materialien hergestellt wird. In einem anderen Ausfürungsbeispiel ist die verformbare Scheibe aus einem einzigen Material herge­ stellt, wobei der Sitz jedoch aus einem sich thermisch ausdehnenden Material hergestellt ist, wodurch er seine Position verändert. In jedem dieser Verfahren verändert sich der anfängli­ che Spalt der Impulsformungsvorrichtung als Funktion der Anfangstemperatur, in der Kenntnis oder der Erwartung, daß die auf die Impulsformungsvorrichtung einwirkende Druckdifferenz einer Veränderung als Funktion der Anfangstemperatur unterliegt. Zunächst wird aus Gründen der Logik jedoch das einfachere Ausführungsbeispiel erläutert, so daß das zusätzliche Merkmal der Selbstjustierung mit der Temperatur dann als Weiterbildung er­ gänzt werden kann.

Die ersten vier Ausführungsbeispiele, die dargestellt werden, beschreiben Ausführungen, die sich nicht als Funktion der Anfangstemperatur selbst einstellen, und sie können in einem Fall verwendet werden, bei dem die Spitzendruckdifferenz, die über die impulsformende Vorrichtung wirkt, eine Größe ist, die im wesentlichen konstant ist oder die sich nur in ei­ nem relativ engen Bereich (z. B. 5% oder 10%) verändert. Eine Technologie für Aufblase­ einrichtungen, der dieses Ausführungsbeispiel entspricht, ist eine Aufblaseeinrichtung, die ein Gas enthält, das unter einem mittleren Druck während der normalen Fahrzustände gehal­ ten wird, und das durch eine Zündung oder durch pyrotechnische Mittel relativ schnell er­ hitzt wird. Unter der weiteren Annahme, daß die Zündung relativ schnell erfolgt, ist der Druckbehälter in dem Endzustand nach der Zündung mit Gas gefüllt, bevor ein nennenswer­ ter Gasaustritt erfolgt. Für praktische Zwecke ist dieses somit im wesentlichen die Situation, daß die Einrichtung nur für einen einzigen bekannten Wert der Druckdifferenz, die über die impulsformende Vorrichtung wirkt, ausgelegt werden muß.

Diese ersten Ausführungsbeispiele könnten auch dem Fall einer Aufblaseeinrichtung ent­ sprechen, die feste oder flüssige Chemikalien anstelle eines entzündbaren Gases verwendet, um ein Gas zu erzeugen, wenn die gesamte Dauer der Zündung solcher Chemikalien der ei­ ner Detonation ähnelt, d. h. wenn sie für praktische Zwecke kürzer wäre als einige Millise­ kunden, d. h. wenn sie in einem Zeitraum erfolgen würde, der zu kurz ist, daß ein nennens­ werter Gasaustritt erfolgt. Dieses muß im Gegensatz zu den Verhältnissen bei den meisten heute gängigen pyrotechnischen Aufblaseeinrichtungen betrachtet werden, die demgegen­ über so ausgelegt sind, daß die Zündung, obwohl sie für normale menschliche Sinne noch schnell erfolgt, eine Dauer hat, die ungefähr gleich der Zeitdauer ist, die benötigt wird, um den Airbag aufzublasen, und die einige zehn Millisekunden oder in manchen Fällen eher etwa 100 Millisekunden beträgt.

Diese ersten Ausführungsbeispiele könnten auch den Verhältnissen bei einer Speichergas- Aufblaseeinrichtung entsprechen, die lediglich dazu benötigt wird, bei einer einzigen Tem­ peratur oder einem engen Bereich von Temperaturen zu arbeiten, obwohl eine derartige Si­ tuation keine allzu große praktische Bedeutung hat.

Um ein analytisches Verständnis dieses Aufblaseeinrichtungssystems zu erhalten, ist ein nützliches, vereinfachtes Modell ein Modell mit konzentrierten Parametern (lumped­ parameter model), mit dem das Innere des Druckbehälters als ein einziges Volumen und mit einer Ausgangsöffnungsfläche für die Abgabe betrachtet wird. In dem tatsächlichen Aufbau einer impulsgeformten Aufblaseeinrichtung gibt es möglicherweise zwei bedeutungsvolle Öffnungen, nämlich die Öffnung an der Berstscheibe und die (variable) Fläche an der im­ pulsformenden Einrichtung. Wie später beschrieben wird, ist die impulsformende Einrich­ tung vorzugsweise stromabwärts von der Berstscheibenöffnung angeordnet. Zur Verwen­ dung in dem einfachsten Modell mit konzentrierten Parametern wäre es notwendig, diese zwei Öffnungsflächen zu einer einzigen wirksamen Öffnungsfläche zu kombinieren, und es ist wahrscheinlich, falls die Eigenschaften einer kompressiblen Strömung durch Serienöff­ nungen gegeben sind, daß in dieser Situation die Fläche an der deformierbaren Scheibe ei­ nen dominanteren Einfluß bei der Bestimmung der effektiven Fläche einer einzigen äquiva­ lenten Öffnung haben würde. Aufgrund der vorliegenden großen Drücke gibt es eine ge­ drosselte Strömung.

Aus diesem einfachsten Modell der Modelle mit konzentrierten Parametern resultiert eine Skalierungsbeziehung, die eine Zeitkonstante für einen ungefähr exponentiellen Abfall des Drucks in dem Druckspeicherbehälter ergibt. Die Abgabe von Gas kann in dieser Situation ungefähr durch eine Zeitkonstante beschrieben werden, die proportional ist zu

Speicherbehältervolumen/(Ausgangsfläche _* Schallgeschwindigkeit).

Etwas genauer kann diese Formel eine ungefähre Abfallszeitkonstante für die Situation er­ geben, in der die Impulsformungsvorrichtung sich in der Position ihrer minimalen Fläche (der ständig offenen Fläche) befindet, sowie eine andere, unterschiedliche Zeitkonstante für die Situation, in der die Impulsformungsvorrichtung vollständig oder zumindest teilweise offen ist.

Dieses verdeutlicht, daß das Verhältnis der Steigungen der Abschnitte des Vorgangs mit sanfter oder langsamer Füllung und mit schneller Füllung in beträchtlichem Maße in einer Beziehung steht zu dem Verhältnis der ständig offenen Fläche zu der Summe der ständig offenen und der variablen Flächen. Wie bei vielen Airbagentwicklungen ist es häufig natür­ lich eine Herausforderung, ein ausreichend schnelles Aufblasen zu gewährleisten, und dieses besonders, wenn ein ursprünglicher Abschnitt der Füllung absichtlich verlangsamt wird.

Das Volumen des Speicherbehälters kann sich nur innerhalb eines schmalen Bands befin­ den, einerseits bedingt dadurch, daß er genügend Gas enthält, um einen Beifahrerairbag zu füllen, und andererseits bedingt durch die gegebenen praktischen Grenzen der Behälterab­ messungen und des Speicherdrucks. Ein kleineres Volumen und damit eine schnellerer Ab­ gabe könnte mit entsprechend höherem Spitzendruck erreicht werden, jedoch gibt es hier praktische Beschränkungen. Für eine typische, hier betrachtete Aufblaseeinrichtung für die Beifahrerseite beträgt der Spitzendruck innerhalb der Aufblaseeinrichtung (in einem heißen Zustand und in dem Fall einer Speichergas-Aufblaseeinrichtung) ungefähr 20,7 MPa (3000 psi) bis 41,4 MPa (6000 psi), und das bei dem Druck vor der Abgabe vorhandene Gasvolu­ men beträgt etwa 0,9 bis 1,0 Liter bei dem höheren Druck und bis zu etwa 1,7 bis 1,9 l bei dem niedrigeren Druck. Diese Werte sind dafür vorgesehen, einen Airbag mit 150 l zu fül­ len, unter der Annahme typischer Werte eines gewünschten Drucks in dem Airbag oberhalb des atmosphärischen Drucks und unter der Annahme einer geeigneten Entlüftung von dem Airbag, um geeignete Deflations- oder Luftablaßeigenschaften des Airbags bei einem Auf­ prall des Insassen zu gewährleisten. Die zur Verfügung stehende Ausgangsfläche der im­ pulsformenden Einrichtung wird durch Werte der Abmessungen sowie durch die Bewegung und die Materialeigenschaften der Scheiben bestimmt. In diesem Bereich besteht eine ge­ wisse Möglichkeit zur Veränderung der Betriebsweise mittels bestimmter Konstruktions­ merkmale, jedoch gibt es auch hier praktische Beschränkungen. Die dritte wichtige physi­ kalische Eigenschaft ist die Schallgeschwindigkeit des Gases. Die Gase, die die Produkte einer Verbrennung oder Entzündung sind, bestehen typischerweise aus Kohlendioxid und Wasserdampf, wenn die Verbrennung durch eine Kohlen-Wasserstoff-Verbindung erfolgt, was ein möglicher Kandidat für ein entzündbares Speichergas ist. Es können auch einige Teile eines Inert- oder Edelgases vorhanden sein, wie beispielsweise Stickstoff oder Argon. Die Molekulargewichte dieser verschiedenen genannten Gase liegen in einem Bereich von 18 bis 44. In Abhängigkeit von den chemischen Eigenschaften und dem Verhältnis liegt das durchschnittliche oder effektive Molekulargewicht der Gasmischung somit zwischen 18 und 44, und wahrscheinlich am ehesten in der Mitte dieses Bereichs. Die Temperatur dieser Ga­ se nach der Entzündung kann ohne weiteres in den Bereich 2000 K liegen. Folglich kann die Schallgeschwindigkeit der Gase nach der Entzündung ohne weiteres in dem Bereich von 1000 m/s liegen. Bei einer anderen Technologie für Aufblasevorrichtungen, nämlich für die reine Speichergas-Aufblaseeinrichtung, die im Zusammenhang mit der Impulsformung be­ trachtet wird, kann das gespeicherte Gas vorzugsweise Helium in der Nähe der Raumtempe­ ratur sein, wobei dessen Schallgeschwindigkeit ebenfalls ungefähr 1000 m/s beträgt. Diese Werte sind günstig, da es bei dem gegebenen praktischen Bereich des Volumens des Druckbehälters und der möglichen Flächenbegrenzung der impulsformenden Einrichtung hilfreich ist, wenn das Gas eine hohe Schallgeschwindigkeit hat, wie beispielsweise den oben genannten Wert.

Ein weiteres nützliches Ergebnis aus der theoretischen Betrachtung betrifft die Eigenschaf­ ten einer kompressiblen Strömung durch eine Serie von Öffnungen, unter der Annahme, daß zwischen den Öffnungen Volumen vorhanden sind, in denen die Strömung ins Gleichge­ wicht gebracht werden kann (Dissipation von Düsen). Bei einer inkompressiblen Strömung haben zwei Öffnungen mit gleicher Fläche in Serie natürlich gleiche Druckabfälle. Bei einer kompressiblen Strömung in stationären oder quasi-stationären Zuständen ist im Gegensatz dazu der Druckabfall über die weiter stromabwärts gelegene Öffnung der zwei Öffnungen mit gleicher Fläche wesentlich größer als der Druckabfall über die weiter stromaufwärts ge­ legene Öffnung. Bei der weiter stromabwärts gelegenen Öffnung tritt eine Drosselung auf. Falls es erwünscht ist, daß ein Druckabfall in gewisser Weise gleichmäßig über eine Serie von Öffnungen verteilt ist, bedeutet dieses, daß dann solche Öffnungen in dem Maße eine zunehmende Fläche haben sollten, wie die Strömung weiter stromabwärts fortschreitet. Wenn es umgekehrt erwünscht ist, daß eine bestimmte Öffnung den vorherrschenden Druckabfall aufweist, wenn es keine großen Unterschiede zwischen den Strömungsflächen der Öffnungen gibt, ist es am besten, daß diese spezielle Öffnung die am weitesten stromab­ wärts angeordnete Öffnung ist. Im allgemeinen sind derartige Betrachtungen von Flächen­ verhältnissen für stark kompressible Strömungssituationen, wie sie hier auftreten, für die Konstruktion und Auslegung wichtiger als Einzelheiten, die sich auf die Veränderungen von Strömungsrichtungen, stromlinienförmige Verbesserungen usw. beziehen.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden detail­ lierten Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele anhand der beigefügten Zeichnungen.

Fig. 1 ist eine Darstellung bei quasistatischen Bedingungen der Beziehung der Strö­ mungsfläche durch die impulsformende Vorrichtung als Funktion der über sie wirkenden Druckdifferenz,

Fig. 2 ist eine Darstellung vier verschiedener Größen als Funktion der Zeit während des Vorgangs,

Fig. 3 ist eine Schnittansicht einer Aufblaseeinrichtung zusammen mit ihrem Gehäuse und einem Airbag, die die impulsformenden Mittel gemäß einem ersten Ausfüh­ rungsbeispiel zeigt,

Fig. 3a ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht, die die Schlitze oder Durchbrüche des Ausführungsbeispiels aus Fig. 3 zeigt,

Fig. 4 ist eine ähnliche Ansicht eines alternativen Ausführungsbeispiels,

Fig. 5 ist ein zweites Ausführungsbeispiel,

Fig. 5a ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht, die die Schlitze oder Durchbrüche des Ausführungsbeispiels aus Fig. 5 zeigt,

Fig. 6 ist ein drittes Ausführungsbeispiel,

Fig. 7 ist ein viertes Ausführungsbeispiel,

Fig. 8 ist ein fünftes Ausführungsbeispiel,

Fig. 9 ist eine sechstes Ausführungsbeispiel,

Fig. 10 ist ein siebentes Ausführungsbeispiel,

Fig. 11 ist ein achtes Ausführungsbeispiel, das eine Veränderung der Sitzposition an­ stelle der Scheibenposition als Funktion der Temperatur aufweist,

Fig. 11a ist eine vergrößerte Vorderansicht des O-Rings und des Sitzes,

Fig. 12 ist ein neuntes Ausführungsbeispiel,

Fig. 13 zeigt verschiedene Beziehungen zwischen der Strömungsfläche und der Positi­ on, die unter Verwendung der zuvor genannten verschiedenen Ausführungsbei­ spiele erzielt werden können,

Fig. 14 ist ein zehntes Ausführungsbeispiel.

Ausführungsbeispiel 1

Fig. 3 zeigt die Aufblaseeinrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, wie sie wäh­ rend eines normalen Fahrzustands besteht, wobei keine Druckdifferenz oder Nettobelastung über die impulsformende Vorrichtung wirkt. Die Aufblaseeinrichtung weist einen im allge­ meinen zylindrischen Druckbehälter 10 auf, der einen zylindrischen Abschnitt 12, eine semi-ellipsoidische oder halbkugelförmige Endabdeckung 14, die von dem Abgabeende entfernt angeordnet ist, sowie eine Endabdeckung 16 aufweist, die eine Öffnung enthält, die so angeordnet ist, daß sie eine Berstscheibe oder eine berstfähige Wand 20 aufnimmt. Die berstfähige Wand 20 kann so angeordnet sein, daß sie mit der Hauptachse des im allgemei­ nen zylindrischen Druckbehälters 10 zusammenfällt. Innerhalb des Druckbehälters 10 be­ findet sich ein entzündbares Mittel 26, das aufgrund einer Entzündung oder Verbrennung sofort bewirkt, daß der Druckbehälter 10 mit einem Gas unter hohem Druck gefüllt wird. Das entzündbare Mittel 26 kann entweder gasförmig sein oder einen anderen Zustand haben, wobei die vorherrschende Anforderung darin besteht, daß es seine Entzündung oder seine Verbrennung innerhalb einer sehr kurzen Zeit vollendet, wie beispielsweise innerhalb weni­ ger Millisekunden, so daß die Aufgabe der impulsformenden Vorrichtung darin besteht, eine im wesentlichen vollständig erzeugte Gasmenge in einer impulsgeformten Art und Weise abzugeben. Außerdem ist ein Zündmittel 29 vorgesehen, das das entzündbare Mittel 26 aufgrund eines Signals von einem Aufprall-Sensor entzündet. Das Zündmittel 29, das eine Einrichtung ähnlich einer Zündkerze oder auch eine pyrotechnische Einrichtung sein kann, ist in einer der Kuppeln 14 oder 16 angebracht (in der Darstellung hier in Kuppel 14).

Eine Berstscheibe ist ein dünnes Teil aus einem Material, gewöhnlich einem Metall, das ei­ nen Schwachpunkt in einer Druckabgrenzung darstellt, so daß die Berstscheibe bei einem bekannten Druck ihren Bruchpunkt erreicht und spontan aufreißt. Berstscheiben werden im allgemeinen als passive Sicherheitseinrichtung bei Druckbehältern und Anlagen der Verfah­ renstechnik verwendet, um einen übermäßigen Druck zu verhindern, der die Behälter oder die Anlage beschädigen könnte. Zu diesem Zweck werden sie in einem Zustand verwendet, in dem sie spontan zerbrechen können. Wenn die Aufblaseeinrichtung ein entzündbares Gas enthält, gibt es bei einer Aufblaseeinrichtung der hier beschriebenen Art ein Verhältnis von typischerweise fünf zu zehn zwischen dem Druck innerhalb des Druckbehälters 10 wenn die Entzündung vollendet ist und dem Druck der entzündbaren Gasmischung, der innerhalb des Druckbehälters 10 im normalen Fahrzustand herrscht. Wenn der spontane Berstdruck der Berstscheibe etwas größer ist als der Druck der entzündbaren Gasmischung aber kleiner als der Druck nach der Entzündung, reißt die Berstscheibe spontan auf, wenn die Entzündung vollendet ist. (Die Differenz zwischen den Gasdrücken vor der Entzündung und nach der Entzündung ist so groß, daß leicht sichergestellt werden kann, daß der spontane Berstdruck der Berstscheibe in dem geeigneten Bereich liegt).

In dem Druckbehälter 10 befindet sich eine Öffnung 60, durch die der Druckbehälter gefüllt werden kann und die dann verschlossen werden kann. Wahlweise kann außerdem eine Drucküberwachungseinrichtung bzw. ein Drucksensor 62 vorgesehen sein, durch den eine mögliche Gasleckage aus dem Druckbehälter hinaus während einer Langzeitspeicherung ermittelt werden kann. Die Drucküberwachungseinrichtung 62 sollte zusätzlich eine Tempe­ raturüberwachungseinrichtung enthalten, da es erforderlich ist, die Temperatur des Gases zu kennen, dessen Druck gemessen wurde, um eine Druckmessung interpretieren zu können und zu bestimmen, ob Gas entwichen ist. Außerdem ist eine Auffangvorrichtung 64 für Bruchstücke vorgesehen, die im wesentlichen ein Filtersieb oder ein Filtergitter sein kann und die mit einer Halterungsstruktur verbunden ist, wobei die Auffangvorrichtung 64 in Phantomlinien dargestellt ist und unmittelbar stromabwärts von der berstfähigen Wand 20 angeordnet ist. Abhängig von den Einzelheiten der berstfähigen Wand 20 und der Zündein­ richtung 29 kann eine derartige Vorrichtung erforderlich sein, um sicherzustellen, daß keine der Bruchstücke der berstfähigen Wand oder der Zündeinrichtung in die impulsformende Einrichtung oder in den Airbag eintreten können. Es ist wünschenswert, daß die Auffang­ vorrichtung für die Bruchstücke keinen nennenswerten Druckabfall erzeugt, und daher ist die offene Strömungsfläche der Auffangvorrichtung für die Bruchstücke vorzugsweise et­ was größer als die offene Strömungsfläche der Berstscheibe.

Stromabwärts von der Endabdeckung 16 ist ein Rand 18 angeordnet, der sich axial von dem zylindrischen Abschnitt 12 des Druckbehälters 10 erstreckt, wobei er im wesentlichen die gleiche zylindrische Geometrie wie der zylindrische Abschnitt 12 des Druckbehälters 10 hat. Die Scheibe 80, die eine Belleville-Tellerfeder sein kann und die innerhalb des Rands 18 angeordnet ist, ist die Ventileinrichtung, die durch die auf sie wirkende Kraft oder den auf sie wirkenden Druck verbogen wird. Der Rand 18 bildet einen Teil der strukturellen Be­ lastungsbahn, die die auf die Scheibe 80 ausgeübte Belastung zurück zu dem Druckbehälter 10 leitet. Der Rand 18 trägt außerdem dazu bei, die geschlossene mechanische Fluidbegren­ zung zu definieren, die es bedingt, daß das Gas, das durch die berstfähige Wand 20 austritt, in seiner Gesamtheit durch die Impulsformungsvorrichtung fließen muß, um den Airbag zu erreichen. An dem am weitesten von dem Druckbehälter 10 entfernten Ende des Rands 18 ist eine Brückenstruktur 90 vorgesehen, die sich mindestens über einen Teil des offenen Endes des Rands 18 erstreckt und die so angeordnet ist, daß sie die Belastung aufnimmt und diese Belastung von der Scheibe 80 auf den Rand 18 überträgt.

In diesem Ausführungsbeispiel ist die Scheibe 80 an ihrem inneren Umfang konstruktiv ge­ lagert, wobei sich der äußere Umfang bei der Einwirkung einer Druckdifferenz frei bewe­ gen kann. Gas kann unter der beweglichen äußeren Kante oder dem äußeren Rand der Scheibe 80 hindurchfließen, jedoch ist kein Weg für eine Gasströmung unter der inneren, gehalterten Kante oder dem Rand der Scheibe 80 hindurch vorgesehen. Die Scheibe 80 ist konstruktiv in einem Halterungsvorsprung oder Halterungslager 81 gelagert, der wiederum konstruktiv mit der Brückenstruktur 90 verbunden ist, die wiederum konstruktiv mit dem Rand 18 verbunden ist. Der Halterungsvorsprung 81 kann, indem er eine Lippe oder ein ähnliches Merkmal aufweist, außerdem dazu dienen, die Scheibe 80 räumlich anzuordnen und sie vorzugsweise so zu lokalisieren, daß ihre Achse mit der Achse der Strömungsabgabe durch die Auffangvorrichtung 64 für die Bruchstücke zusammenfällt. Wenn die Scheibe 80 eine Belleville-Scheibe oder ein Belleville-Ring ist, kann es bevorzugt werden, daß die Scheibe so montiert ist, daß die Wirkung der Druckdifferenz während des Aufblasevorgangs dazu neigt, die Scheibe zurück in eine Ebene zu drücken, also in eine flachere Stellung als wenn sie unbelastet wäre. Diese Konfiguration kann als eine Konfiguration bezeichnet wer­ den, bei der die Oberseite unten liegt (upside down configuration), und um dieses Ausfüh­ rungsbeispiel von bestimmten späteren Ausführungsbeispielen zu unterscheiden, kann es als Gleichstrom- oder Einzelstromausführungsbeispiel (uniflow) bezeichnet werden, da prin­ zipiell nur eine Strömungsrichtung existiert. Eine Halterung 88 kann derart vorgesehen sein, daß die Scheibe 80 an ihrem Platz gehalten wird oder zwischen dem Halterungsvorsprung bzw. -lager 81 und der Halterung 88 festgehalten wird, um dadurch zu verhindern, daß die Scheibe 80 von ihrer vorgesehenen Position entweder während eines normalen Fahrzustands oder während des Aufblasevorgangs herunterfällt oder wegspringt. Die Halterung 88 kann einen Vorsprung aufweisen, der sich ein kurzes Stück über die Kante der Scheibe 80 an der Seite der Scheibe erstreckt, die nicht in Kontakt mit dem Halterungsvorsprung 81 steht, oder sie kann eine ähnliche Konstruktion aufweisen. Ein kreisförmig symmetrischer Vorsprung oder eine Verlängerung der Brückenstruktur 90 oder des Rands 18, der bzw. die konstruktiv entweder mit der Brückenstruktur 90 oder dem Rand 18 verbunden ist, ist als Sitz oder Wi­ derlager 82 vorgesehen. Die Abmessungen (Durchmesser usw.) des Sitzes 82 müssen so gewählt werden, daß die Scheibe 80 den Sitz 82 berühren kann, wenn die Scheibe 80 in ge­ eigneter Weise belastet wird, und der Sitz 82 muß so angeordnet sein, daß der durch das Brechen der berstfähigen Wand 20 erzeugte Druck die bewegliche Kante bzw. den bewegli­ chen Rand der Scheibe 80 zu dem Sitz 82 hin drückt. Dabei ist der Sitz 82 auf der stromab­ wärts liegenden Seite der Scheibe 80 angeordnet. Darüber hinaus muß der Sitz 82 so an­ geordnet sein, daß mindestens ein Teil der Strömung zwischen dem Sitz 82 und der benach­ barten Kante oder Oberfläche der Scheibe 80 hindurchtreten muß, so daß der Spalt zwischen dem Sitz 82 und der benachbarten Kante oder Oberfläche der Scheibe 80 eine Ventilwir­ kung bildet.

Die Gasströmung von dem Bereich stromaufwärts von der Scheibe 80 zu dem Bereich stromabwärts von der Scheibe 80 erfolgt vorzugsweise über zwei gewissermaßen getrennte und unterschiedliche Strömungsbahnen: eine ständig offene Strömungsbahn 83 und eine Strömungsbahn 85 mit variabler Fläche. Obwohl in manchen Fällen diese zwei Strömungs­ bahnen benachbart zueinander sein können, ist es zum Zwecke der Klarheit und der Erläute­ rung hilfreich, sie getrennt zu identifizieren. Die Strömungsbahn 83 verläuft von der Gas­ quelle durch eine minimale Strömungsfläche oder einen minimalen Strömungsbereich in der Strömungsbahn 83, die bzw. der durch eine konstante Öffnung oder mehrere Öffnungen gebildet wird, deren gesamte Strömungsfläche bzw. gesamter Strömungsbereich durch die Bewegung der Scheibe 80 nicht beeinflußt wird, weiter durch die offene Bahn der Brückenstruktur 90 und schließlich in das Gehäuse 96 und den Airbag 98. In einem Sonder­ fall der ständig offenen Strömungsbahn 83 ist der Sitz bzw. das Widerlager 82 vorzugsweise nicht über den gesamten Umfang herum durchgängig, sondern er enthält vorzugsweise viel­ mehr mehrere kleine Schlitze oder Durchbrüche 86, vorzugsweise in einer symmetrischen Anordnung, die eine ständig offene Strömungsbahn 83 bilden, selbst wenn die Belleville- Scheibe 80 den Sitz 82 berührt (siehe Fig. 3a). Alternativ (und nicht in Fig. 3 dargestellt) kann der Sitz 82 kontinuierlich sein, so daß er einen kontinuierlichen Kontakt mit der Scheibe 80 gewährleistet, wenn die Scheibe 80 gegen den Sitz 82 gedrückt wird, jedoch kann eine ständig offene Öffnung oder eine Serie von Öffnungen an anderer Stelle vorgese­ hen sein, wodurch der Bereich stromaufwärts von der Scheibe 80 mit dem Bereich stromab­ wärts von der Scheibe 80 verbunden wird. Die Strömungsbahn 85 mit variabler Fläche ver­ läuft von der Gasquelle durch eine minimale Strömungsfläche oder einen minimalen Strö­ mungsbereich in der Strömungsbahn 85, die bzw. der durch den Sitz 82 und die benachbar­ te Kante oder Oberfläche der Scheibe 80 definiert wird, die dem Sitz 82 gegenüberliegt, weiter durch die offene Bahn in der Brückenstruktur 90 und schließlich in das Gehäuse 96 und den Airbag 98 hinein. Die minimale Fläche in der Strömungsbahn 85 steht in einer di­ rekten Beziehung zu dem Spalt zwischen dem Sitz 82 und der benachbarten Kante oder Oberfläche der Scheibe 80, wobei sie auf Null geht, wenn die Scheibe 80 den Sitz 82 be­ rührt. In Fig. 3 ist der Sitz 82 so dargestellt, daß er sehr nahe dem äußeren Umfang der Scheibe 80 angeordnet ist. Dieses ist eine Möglichkeit, jedoch eine andere Möglichkeit be­ steht darin, daß der Sitz 82 bei einem etwas kleineren Radius als die äußere Kante der Scheibe 80 angeordnet ist, wodurch eine zusätzliche Variable zur Feinabstimmung der Im­ pulsformung geschaffen werden kann. Die Brückenstruktur 90 erstreckt sich absatzweise über das untere Ende des Rands 18 und sie dient dazu, eine Belastung oder Kraft aufzuneh­ men, die von der inneren Kante der Scheibe 80 ausgeübt wird, wenn eine Druckdifferenz auf die Scheibe einwirkt. Die Brückenstruktur 90 hat vorzugsweise eine im wesentlichen of­ fene Fläche bzw. einen offenen Bereich, so daß das Gas, nachdem es durch die von der Belleville-Scheibe 80 und den Sitz 82 gebildete Ventileinrichtung geströmt ist, ohne nen­ nenswerten Strömungswiderstand weiter durch die Brückenstruktur strömt. Die Brücken­ struktur 90 kann eine rechtwinklige Winkelleitung für die Strömung enthalten, nachdem die Strömung durch die von dem Sitz 82 und der benachbarten Kante oder Oberfläche der Scheibe 80 gebildete Ventileinrichtung getreten ist, so daß die Gasströmung in einer radia­ len Richtung aus der Aufblaseeinrichtung austritt. Denkbar ist weiterhin eine radial austre­ tende Strömung, eine radial aber vorzugsweise in Richtung auf den Airbag hin austretende Strömung sowie eine axial austretende Strömung. Wenn die Strömung radial in einem sym­ metrischen Muster austritt, erzeugt die Aufblaseeinrichtung im Idealfall keine Schubkraft bei der Abgabe. Vorzugsweise ist die offene Strömungsfläche durch die Brückenstruktur 90 größer als und sogar bis zu zwei mal so groß wie die Summe aus der ständig offenen Strö­ mungsfläche und der Ventilströmungsfläche. Nachdem das Gas durch die Brückenstruktur 90 geströmt ist, sammelt das Gehäuse oder ein Diffusor oder eine Leitungseinrichtung 96 das Gas, wenn es den Ausgang der Aufblaseeinrichtung verläßt, wobei die Gasströmung von dem Ausgang der Aufblaseeinrichtung zu dem Airbag geleitet wird. Schließlich wird der Airbag 98 aufgeblasen, um den Insassen des Fahrzeugs zu schützen.

Es wurde festgestellt, daß ein Konstruktionsmerkmal, das dazu beiträgt, die Impulsformung zu erzielen, darin besteht, die Scheibe 80 und den Ventilsitz 82 sowie weitere zugehörige Komponenten stromabwärts von der berstfähigen Wand 20 anzuordnen, wie es in Fig. 3 dargestellt ist, so daß so wenig wie möglich Druckabfall auftritt, nachdem das Gas die Im­ pulsformungsventileinrichtung verlassen hat. In dieser Erfindung ist die Ventilwirkung mit­ tels einer variablen Strömungsfläche der Haupteffekt, so daß der Druckabfall an der Ventileinrichtung der Hauptdruckabfall in dem Strömungskreislauf sein sollte. Aufgrund der Eigenschaften einer kompressiblen Strömung durch eine Serie von Öffnungen bedeutet dieses, daß es erwünscht ist, daß die Ventileinrichtung so weit stromabwärts wie möglich in dem Strömungskreislauf angeordnet ist. In dieser Konfiguration wird es außerdem bevor­ zugt, daß die offene Strömungsfläche an der berstfähigen Wand 20, wenn diese aufgebro­ chen ist, ungefähr gleich oder etwas größer als die Summe aus der ständig offenen Strö­ mungsfläche und der Ventilströmungsfläche in der impulsformenden Ventileinrichtung sein sollte. Dieses trägt dazu bei, sicherzustellen, daß der größte Druckabfall in der Strömungs­ bahn an der impulsformenden Ventileinrichtung vorliegt. Wenn ein Druckabfall erfolgt, nachdem das Gas die impulsformende Ventileinrichtung verläßt, wie es auftreten könnte, wenn die berstfähige Wand 20 anstelle dessen stromabwärts von der Ventileinrichtung (Scheibe 80, Ventilsitz 82 und zugehörige Komponenten) angeordnet wäre, wurde festge­ stellt, daß dieses den Parameterbereich, in dem eine Impulsformung erzielbar ist, einschrän­ ken kann. In der bevorzugten Situation, in der es keine Öffnung oder einen anderen bedeut­ samen Grund für einen Druckabfall stromabwärts von der impulsformenden Einrichtung gibt, kann eine Impulsformung für jegliches Verhältnis (Start- oder Sprung- Druck/Anfangsdruck) bis zu 90% oder möglicherweise mehr erreicht werden. Wenn jedoch ein Grund für einen nennenswerten Druckabfall vorhanden ist, wie beispielsweise eine Öff­ nung stromabwärts von der impulsformenden Einrichtung, kann eine Impulsformung ober­ halb eines Grenzwerts von (Sprung-Druck/Anfangsdruck) abrupt verlorengehen, der weit unterhalb von 90% liegt, selbst wenn der Startdruck der Scheibe nicht beeinflußt wird. Es zeigt sich, daß es erforderlich wäre, daß die berstfähige Wand 20 wesentlich größer ist als es für die in Fig. 3 dargestellte Konfiguration erforderlich ist, damit eine Impulsformung über einen großen Parameterbereich möglich ist, wenn die berstfähige Wand 20 stromabwärts von der impulsformenden Ventileinrichtung sein muß.

Die Wahl des Verhältnisses zwischen einer ständig offenen Fläche und einer vollständig of­ fenen variablen Fläche bestimmt das Verhältnis der Steigungen der Vorgangsabschnitte mit sanfter Füllung und mit schneller Füllung. Wenn dieses Verhältnis so gewählt wird, daß es klein ist, gibt es eine stärkere Differenz oder einen größeren Gegensatz zwischen den zwei Bereichen des Vorgangs. Wenn das Verhältnis größer ist, ist die Differenz weniger stark und es gibt einen geringeren Gegensatz zwischen den zwei Bereichen des Vorgangs. Der Gegensatz ist das, wodurch das Ziel erreicht wird, den früheren Teil des Aufblasevorgangs verschieden zu machen von dem späteren Teil des Vorgangs (nämlich sanfter als diesen), jedoch erfolgt dieser Gegensatz auf Kosten der Gesamtdauer des Vorgangs. Damit die be­ schriebene Impulsformung gut funktioniert, ist es wünschenswert, daß ein bestimmter mini­ maler Bruchteil der Gasmassenabgabe impulsgeformt ist, d. h. daß er während des langsa­ men Abschnitts des Vorgangs abgegeben wird. Dieser minimale Bruchteil beträgt ungefähr 10%. Wenn die Abgabe von mindestens 10% des Gases absichtlich verlangsamt wird, und insbesondere, wenn versucht wird, einen großen Gegensatz zwischen den zwei Abschnitten des Vorgangs zu erhalten, wird die Dauer des sanften Füllabschnitts des Vorgangs verlän­ gert, wobei dieses den Gesamtvorgang ausdehnen kann, bis er für die Zeitdauer des Unfalls, für die er konstruiert ist, zu lang ist. Somit ergibt sich eine gewisse Begrenzung für den Be­ trag des Gegensatzes, den man zwischen den zwei Abschnitten des Vorgangs erwarten kann. Für Fälle von praktischem Interesse liegt das Verhältnis der Steigung des schnellen Abga­ beabschnitts zu der Steigung des langsamen Abgabeabschnitts ungefähr in dem Bereich von zwei bis fünf.

Es zeigt sich, daß der Start- oder Sprungdruck beträchtlich von der Größe des Spalts zwi­ schen der Scheibe 80 und dem Sitz 82 (bei der Abwesenheit einer Kraft oder einer Bela­ stung) abhängt. Umgekehrt beeinflußt der Startdruck die Dauer des sanften Füllabschnitts des Vorgangs. Abmessungstoleranzen an der Sitzhöhe und der Scheibenhöhe müssen so gewählt werden, daß der Spalt innerhalb eines kleinen Bruchteils dieses Nennwerts gesteuert wird. Es kann vorteilhaft sein, daß der Sitz 82 auf der gleichen Höhe wie der Halterungs­ vorsprung 81 angeordnet ist, wenn die Scheibe mit einer geeigneten Anfangshöhe herge­ stellt ist. Somit wird eine Dimension eliminiert und es verbleibt nur die Scheibe selbst, die ein Preß- oder Stanzteil ist, die enge Toleranzen erfordert.

Ausführungsbeispiel 2

Dieses Ausführungsbeispiel ist dem Ausführungsbeispiel 1 ähnlich, abgesehen von einem Austausch der Funktionen der zwei Kanten oder der zwei Ränder der Scheibe. Es ist in Fig. 4 dargestellt, wobei gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind, jedoch er­ gänzt um einen Index "a".

In diesem Ausführungsbeispiel ist die Scheibe 80a konstruktiv an ihrem äußeren Umfang gelagert, wobei sich der innere Umfang aufgrund der Einwirkung einer Druckdifferenz frei bewegen kann. Gas kann unter dem beweglichen inneren Rand der Scheibe 80a hindurch­ fließen, jedoch ist keine Bahn für eine Gasströmung unter dem äußeren gelagerten Rand der Scheibe 80a hindurch vorgesehen. Die Scheibe 80a ist strukturell durch einen Halterungs­ vorsprung 81a gehaltert, der wiederum strukturell mit einer Brückenstruktur 90a verbunden ist, die wiederum strukturell mit einem Rand 18a verbunden ist. Eine Halterungseinrichtung 88a kann wie in dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel vorgesehen sein. Wenn die Scheibe 80a eine Belleville-Scheibe oder eine Belleville-Tellerfeder ist, kann es vorteilhaft sein, daß die Scheibe so montiert ist, daß die Wirkung der Druckdifferenz während des Aufblasevorgangs dazu neigt, die Schale zurück in eine Ebene zu drücken, wo sie eine fla­ chere Gestalt hat, als wenn sie unbelastet ist. Diese Konfiguration kann als eine Einzel­ stromkonfiguration bezeichnet werden, bei der die Richtung der Vorspannung der Scheibe nach oben zeigt (uniflow right side up configuration).

Ein Sitz oder Widerlager 82a muß wie in dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel vorge­ sehen sein, so daß ein durch das Zerbrechen der berstfähigen Wand 20a verursachter Druck die bewegbare Kante der Scheibe 80a gegen den Sitz 82a drückt, wobei die Scheibe 80a den Sitz 82a berühren kann, wenn die Scheibe 80a ausreichend belastet wird, und wobei minde­ stens ein Teil der Strömung zwischen dem Sitz 82a und der benachbarten Kante oder Ober­ fläche der Scheibe 80a hindurchtreten muß, so daß der Spalt zwischen dem Sitz 82a und der benachbarten Kante oder Oberfläche der Scheibe 80a eine Ventilfunktion bewirkt.

Wie bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel umfaßt die Gasströmung von dem Be­ reich stromaufwärts von der Scheibe 80a zu dem Bereich stromabwärts von der Scheibe 80a vorzugsweise zwei gewissermaßen getrennte und unterschiedliche Strömungsbahnen: eine ständig offene Strömungsbahn 83a und eine Strömungsbahn 85a mit variabler Fläche. Die Strömungsbahn 83a verläuft von der Gasquelle durch eine minimale Strömungsfläche in der Strömungsbahn 83a, die durch eine konstante Öffnung oder Öffnungen gebildet wird, deren gesamte Strömungsfläche durch die Bewegung der Scheibe 80a nicht beeinflußt wird, weiter durch die offene Bahn in der Brückenstruktur 90a und schließlich weiter in das Gehäuse 96a und den Airbag 98a hinein. Wie bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel kann die ständig offene Strömungsbahn 83a durch Schlitze oder Durchbrüche 86a in dem Sitz 82a gebildet werden, oder sie kann durch eine ständig offene Öffnung oder durch ständig offene Öffnungen an anderer Stelle gebildet werden. Die Strömungsbahn 85a mit variabler Fläche verläuft von der Gasquelle durch eine minimale Strömungsfläche in der Strömungsbahn 85a, die durch den Sitz 82a und durch die benachbarte Kante oder Oberfläche der Scheibe 80a, die dem Sitz 82a gegenüberliegt, definiert wird, weiter durch die offene Bahn in der Brückenstruktur 90a und schließlich weiter in das Gehäuse 96a und den Airbag 98a hinein. Wiederum hat die Brückenstruktur 90a vorzugsweise eine im wesentlichen offene Fläche, um ihren Strömungswiderstand zu minimieren.

Der Vorteil dieser Geometrie, die als Geometrie bezeichnet werden kann, bei der die Rich­ tung der Vorspannung der Scheibe nach oben zeigt (right-side-up geometry), besteht darin, daß die Scheibe konstruktiv inhärent stabiler ist, indem die resultierende Nettobelastung der Scheibe aufgrund von Druck- und Fluidkräften immer innerhalb des Kontaktumfangs (Halterungspunkte) erfolgt, an dem der äußere Umfang der Scheibe an der Halterung oder der Aufnahme der Scheibe (Brückenstruktur 90a) anliegt. Die konstruktive Ausführung der Brückenstruktur 90a ist außerdem etwas einfacher, da die Hauptbelastung durch die äußere Kante der Scheibe nahezu direkt auf den Rand 18a ausgeübt wird, was in einer kurzen Be­ lastungsbahn resultiert. Der Nachteil dieser Geometrie besteht darin, daß der für die Ven­ tilwirkung verwendete Umfang kleiner ist als bei dem Ausführungsbeispiel 1, nämlich typi­ scherweise um einen Faktor 2, da dieses das Verhältnis des inneren Durchmessers und des äußeren Durchmessers der Belleville-Scheibe ist. Die Ventilfläche ist somit entsprechend kleiner, und dadurch wird die Zeitkonstante der Aufblaseeinrichtung verlangsamt. Es ergibt sich, daß bei identischen Scheiben mit identischen Spalten der Sprung- oder Startdruck un­ gefähr gleich ist, unabhängig davon, ob es sich um eine Geometrie handelt, bei der die Oberseite nach unten gerichtet ist oder bei der die Richtung der Vorspannung der Scheibe nach oben zeigt.

Ausführungsbeispiel 3

Sowohl in Ausführungsbeispiel 1 als auch in Ausführungsbeispiel 2 erfolgte bisher keine Strömung unter dem Rand oder der Kante der Scheibe hindurch, die an dem Halterungsvor­ sprung oder -lager gehaltert war. Es gab nur eine Strömungsbahn mit variabler Fläche, wo­ bei diese unter der bewegbaren Kante der Scheibe hindurch verlief. Ein weiteres Merkmal der Ausführungsbeispiele 1 und 2 bestand darin, daß nahezu die gesamte Oberfläche der Scheibe der gesamten Druckdifferenz ausgesetzt war. Selbst wenn der Sitz etwas einwärts von der bewegbaren Kante der Scheibe in Ausführungsbeispiel 1 oder etwas auswärts von der bewegbaren Kante in Ausführungsbeispiel 2 angeordnet wäre, wäre dennoch ein be­ trächtlicher Teil der Scheibenoberfläche der gesamten Druckdifferenz ausgesetzt. Die Aus­ führungsbeispiele 1 und 2 sind nützlich, sie stellen jedoch nicht die einzigen möglichen und interessierenden Geometrien für die Halterung der Scheibe dar. Daher weist Ausführungsbeispiel 3, das in Fig. 5 dargestellt ist, eine weitere interessierende Geometrie auf. Gleiche Teile werden hierbei mit gleichen Bezugszeichen benannt, die jedoch zusätzlich mit dem Index "b" versehen sind.

In Ausführungsbeispiel 3 ist die äußere Kante bzw. der äußere Rand der Scheibe 80b kon­ struktiv auf dem Halterungsvorsprung 81b gelagert und die innere Kante kann sich frei be­ wegen. Dabei erfolgt eine Strömung sowohl unter der inneren bewegbaren Kante der Schei­ be als auch unter der befestigten äußeren Kante der Scheibe. Um eine Strömung unter die Kante (in diesem Fall die äußere Kante) der Scheibe 80b zu bringen, die von dem Halte­ rungsvorsprung 81b getragen wird, ist es erforderlich, die Lagerfläche zu verändern, auf der die äußere Kante der Scheibe ruht. Dieses wird hier dadurch bewerkstelligt, daß Durchbrü­ che oder Schlitze 89b oder ähnliche Öffnungen für Strömungsbahnen unter der Kante der Scheibe 80b vorgesehen werden, die eine Gasströmung ermöglichen, während sie gleichzei­ tig eine konstruktive Halterung für die unterstützte Kante der Scheibe 80b bilden. Eine Hal­ terungseinrichtung 88b, die die Scheibe hält, muß in ähnlicher Weise ausgebildet sein, um eine gewisse Strömungsfläche oder einen gewissen Strömungsbereich offen oder un­ blockiert zu lassen, so daß die E 62701 00070 552 001000280000000200012000285916259000040 0002019526547 00004 62582rrichtung einer Strömungsbahn um die gelagerte Kante der Scheibe 80b herum ermöglicht wird. Falls die Scheibe 80b eine Belleville-Scheibe bzw. ei­ ne Belleville-Tellerfeder ist, kann es bevorzugt werden, daß die Scheibe so montiert wird, daß die Wirkung der Druckdifferenz während des Aufblasevorgangs dazu neigt, die Scheibe zurück in eine Ebene zu drücken, so daß sie eine flachere Gestalt annimmt, als wie wenn sie unbelastet ist. Diese Konfiguration, bei der es zwei Strömungsrichtungen gibt und bei der die Scheibe so angeordnet ist, daß die Richtung der Vorspannung der Scheibe nach oben zeigt, kann als Doppelstrom-Konfiguration mit nach oben zeigender Vorspannungsrichtung der Scheibe (biflow right side up configuration) bezeichnet werden.

Wie bei den vorhergehenden Ausführungsbeispielen gibt es eine ständig offene Strömungs­ bahn 83b, jedoch gibt es hier jetzt zwei (anstelle von einer) Strömungsbahnen 85b und 87b mit variabler Fläche. Wie zuvor verläuft eine erste Strömungsbahn 85b mit variabler Fläche unter der bewegbaren Kante der Scheibe 80b hindurch, die in diesem Fall die innere Kante ist, und sie tritt dann zwischen dem Sitz 82b und der benachbarten Oberfläche oder Kante der Scheibe 80b hindurch, die dem Sitz 82b gegenüber liegt, als eine Stelle mit minimaler Fläche. Zusätzlich tritt die zweite Strömungsbahn 87b mit variabler Fläche unter der befe­ stigten Kante der Scheibe 80b hindurch, die in diesem Falle die äußere Kante ist. Es kann dann ein Hohlraum oder ein Verteilerbereich 95b unter der Scheibe 80b vorgesehen sein, so daß sich die Ströme, die durch die Öffnungen 89b hindurchgetreten sind, wieder vereinigen können. Die Strömung in der Strömungsbahn 87b tritt anschließend durch den Ventilbereich hindurch, der durch einen Sitz 84b und die nahegelegene Kante oder Oberfläche der Scheibe 80b gebildet wird, als eine Stelle mit minimaler Fläche. Die Strömungsbahnen 85b und 87b vereinigen sich dann und durchlaufen den Rest ihres Strömungskreislaufs gemeinsam. In der Geometrie dieses Ausführungsbeispiels definieren die zwei Ventilsitze 82b und 84b zu­ sammen einen "Abfluß" 91b, der aus dem Zwischenraum zwischen ihnen auf der stromab­ wärts gelegenen Seite der Scheibe gebildet wird. Wie es hier dargestellt ist, kann dieser Ab­ fluß eine ringförmige Rinne oder ein Schlitz sein, wobei die Strömung sowohl von der Einwärtsrichtung (Strömungsbahn 85b) als auch der Auswärtsrichtung (Strömungsbahn 87b) ankommt. Die Strömung wird durch eine Ventilwirkung beeinflußt, da sie über den ei­ nen oder den anderen dieser Ventilsitze fließen muß, um in den Abfluß einzutreten, und die Strömung kann abgeriegelt werden, in dem die Unterseite der Scheibe diese Sitze berührt. In Ausführungsbeispiel 2 wurde die Ventilfläche berechnet aus dem Umfang des Ventilsit­ zes, der ungefähr dem inneren Umfang der Scheibe entspricht, mal dem Spalt oder dem Abstand zu der benachbarten Kante oder Oberfläche der Scheibe. Man erkennt, daß bei der Geometrie des Ausführungsbeispiels 3 die Strömungsbahn 85b im wesentlichen den glei­ chen Betrag an durch eine Ventilwirkung beeinflußter Strömungsfläche auf der Basis des Sitzes aufweist, dessen Umfang ungefähr dem inneren Umfang der Scheibe entspricht, wo­ bei jedoch außerdem eine zusätzliche durch eine Ventilwirkung beeinflußte Strömungsfläche in der Strömungsbahn 87b vorgesehen ist, die dem Umfang des äußeren Ventilsitzes mal dem Spalt oder dem Abstand zu der benachbarten Oberfläche der Scheibe an dieser Stelle entspricht. Es ergibt sich, daß der Umfang an dem äußeren Ventilsitz, der für dieses Ausführungsbeispiel hinzugefügt wurde, etwas größer ist als an dem inneren Ventilsitz, während die Wegstrecke zu der Unterseite der Scheibe etwas reduziert worden ist, was in einer zusätzlichen Fläche resultiert, die wiederum beinahe so groß ist wie die ursprünglich in Ausführungsbeispiel 2 vorhandene Ventilfläche. Damit ist die gesamte Ventilfläche in diesem Ausführungsbeispiel für eine identische Scheibe und einen identischen Spalt beinahe doppelt so groß wie die Ventilfläche der ähnlichen Geometrie aus Ausführungsbeispiel 2, bei der die Richtung der Vorspannung der Scheibe nach oben zeigt. Natürlich trägt dieses dazu bei, daß die Aufblaseeinrichtung das Gas schneller abgibt.

In den vorhergehenden Ausführungsbeispielen bestand eines der Merkmale bezüglich des Strömungsbereichs bzw. der Strömungsfläche für die Strömungsbahnen durch die Brücken­ struktur darin, daß diese gesamte Strömungsfläche etwas größer ist als die gesamte Strö­ mungsfläche der impulsformenden Ventileinrichtung. In ähnlicher Weise ist es bei der Be­ messung des Abflusses 91b vorteilhaft, wenn die Querschnittsströmungsfläche des Abflus­ ses mindestens etwas größer als die gerade berechnete Ventilfläche ist. Wenn die effektive Fläche der Scheibe, die der vollen Druckdifferenz ausgesetzt wird, wesentlich kleiner ist als die gesamte Fläche der Scheibe, ist es offensichtlich, daß die gesamte auf die Scheibe wir­ kende Kraft oder das gesamte Moment beträchtlich verringert werden sollte, verglichen mit der Kraft oder dem Moment bei einer Geometrie wie der des Ausführungsbeispiels 1 oder des Ausführungsbeispiels 2. Dieses ist insbesondere vorteilhaft und sogar erforderlich, wenn es erwünscht ist, daß die Scheibe aus einem Material mit einer niedrigeren Streckfestigkeit oder Streckgrenze und/oder einem niedrigeren Elastizitätmodul (Young′sches Modul) her­ gestellt wird, als es die in den bisherigen Beispielen verwendeten Stahlsorten mit hoher Fe­ stigkeit haben. Wenn eine identische Scheibe auf einer Scheibenhalterung wie in Ausfüh­ rungsbeispiel 2 und einer Scheibenhalterung wie in Ausführungsbeispiel 3 mit einem identi­ schen Spalt angeordnet wird, ergibt sich, daß der Start- oder Sprungdruck für das Ausfüh­ rungsbeispiel 3 typischerweise mehr als doppelt so groß ist wie der des Ausführungsbei­ spiels 2. Wenn es erwünscht ist, einen Startdruck zu haben, der ungefähr dem der Ausfüh­ rungsbeispiele 1 und 2 entspricht, wobei die gleichen inneren und äußeren Durchmesser der Scheibe und das gleiche Stahlmaterial mit hoher Festigkeit für die Scheibe verwendet wer­ den, ist es somit erforderlich, eine etwas dünnere Scheibe zu verwenden.

Die Scheibendicke ist von besonderem Interesse, da das Verhalten der Scheibe mit dieser Scheibendicke und der typischen zugehörigen Tellerabmessung innerhalb eines Nicht- Linearitätsbereichs in der Kraft-Krümmungs-Charakteristik liegen kann. Der Grad der Nicht-Linearität wird durch das Verhältnis h/t beschrieben, wobei h die Tellerabmessung der Scheibe ist, wie sie gestanzt oder geprägt ist (d. h. der Abstand, um den sie aus einer Ebene heraus verformt ist, wenn keine Belastung auf sie wirkt), und wobei t die Dicke der Scheibe ist. Eine Kraft-Krümmungs-Nicht-Linearität kann bei der Auslegung von Einzel­ heiten der Impulsformung nützlich sein, wie beispielsweise der Erzielung einer scharfen Unterbrechung oder Kante zwischen den Abschnitten des Vorgangs mit sanfter Füllung und mit schneller Füllung.

Die gesamte bisher in diesem Ausführungsbeispiel gegebene Beschreibung bezieht sich auf die mit einer Ventilwirkung versehene Strömungsfläche, also die Strömungsbahnen 85b und 87b. Wie in den vorhergehenden Beispielen ist es aber natürlich auch erforderlich, eine ständig offene Strömungsfläche für die Strömungsbahn 83b vorzusehen. Dieses kann über eine getrennte, ständig offene Öffnung 86b erfolgen, wie sie in Fig. 5 dargestellt ist. Die ständig offene Strömungsbahn 83b ist in Fig. 5 so dargestellt, daß sie eine rechtwinklige Krümmung aufweist, so daß die Strömung in einer radialen Richtung symmetrisch austritt, um die Erzeugung einer Schubkraft zu verhindern. Die ständig offene Strömungsbahn kann auch in einer Weise vorgesehen sein, wie sie eher den Ausführungsbeispielen 1 und 2 ent­ spricht, indem Durchbrüche oder Schlitze in einem oder beiden der Ventilsitze 82b und 84b vorgesehen sind, die den Abfluß definieren. Noch eine weitere Art, die ständig offene Flä­ che vorzusehen, die konzeptionell die einfachste Art ist, besteht darin, die Höhen der zwei Ventilsitze 82b und 84b, die den Abfluß definieren, so zu dimensionieren, daß, wenn die Scheibe einen der Sitze 82b oder 84b berührt oder daran anliegt, dennoch ein kleiner Spalt in bezug auf den anderen Sitz 84b oder 82b verbleibt. Die Fläche dieses kleinen verbleiben­ den Spalts stellt dann die ständig offene Strömungsbahn 83b dar.

Bei der Dimensionierung der Schlitze oder Durchbrüche 89b, die eine Strömung unter dem Halterungsvorsprung 81b führen, ist es erwünscht, zu verhindern, daß die Durchbrüche ei­ nen nennenswerten Druckverlust in der Strömungsbahn 87b bilden. Es wäre somit geeignet, die gesamte Strömungsfläche der Durchbrüche 89b ungefähr gleich oder etwas größer als die Ventilströmungsfläche auszubilden, die durch die Ventilwirkung des Sitzes 84b und die benachbarte Oberfläche der Scheibe 80b gebildet wird. Eine geeignete konstruktive Lage­ rung der äußeren Kante der Scheibe 80b kann sichergestellt werden, indem die Strömungs­ fläche durch eine ausreichende Durchbruchstiefe gebildet wird, so daß ein ausreichender Umfang des Halterungsvorsprungs 81b verbleibt, und indem ausreichend viele Durchbrüche vorgesehen werden, so daß jede einzelne nicht getragene Spannweite ausreichend kurz ist.

Ausführungsbeispiel 4

Das Ausführungsbeispiel 4 ähnelt dem Ausführungsbeispiel 3, abgesehen von einem Aus­ tausch der Funktionen der zwei Kanten der Scheibe. Es ist in Fig. 6 dargestellt, wobei glei­ che Teile wiederum mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, die jedoch hier mit dem In­ dex "c" ergänzt sind.

Das Merkmal, eine Strömungsbahn für die Gasströmung unter dem konstruktiv gelagerten Rand der Scheibe vorzusehen, das in Ausführungsbeispiel 3 eingeführt wurde, wird in Aus­ führungsbeispiel 4 weiterverwendet, wobei der konstruktiv gelagerte Rand der Scheibe 80c der innere Rand ist, und wobei der frei bewegbare Rand der äußere Rand ist. Der innere Rand der Scheibe 80c ist konstruktiv auf dem Halterungsvorsprung 81c gelagert, der Schlit­ ze, Durchbrüche oder ähnliche Strömungsdurchgänge 89c enthält. Wie bei dem vorherge­ henden Ausführungsbeispiel muß eine Halterungseinrichtung 88c, die die Scheibe festhält, in ähnlicher Weise konfiguriert sein, um eine gewisse Strömungsfläche offen oder un­ blockiert zu lassen, um die Ausbildung einer Strömungsbahn um den gelagerten Rand der Scheibe 80c herum zu gestatten. Wenn die Scheibe 80c eine Belleville-Scheibe oder eine Belleville-Tellerfeder ist, kann es bevorzugt werden, daß die Scheibe so montiert wird, daß die Wirkung der Druckdifferenz während des Aufblasevorgangs dazu neigt, die Scheibe zu­ rück in eine Ebene zu drücken, in der sie eine flachere Gestalt hat, als wie wenn sie unbela­ stet ist. Diese Konfiguration kann als Doppelstromkonfiguration mit nach unten liegender Oberseite bezeichnet werden (biflow upside-down configuration). Wie in Ausführungsbei­ spiel 3 gibt es eine ständig offene Strömungsbahn 83c und zwei Strömungsbahnen 85c und 87c mit variabler Fläche. Die erste Strömungsbahn 85c mit variabler Fläche verläuft unter der bewegbaren Kante der Scheibe 80c, in diesem Fall also der äußeren Kante, und sie ver­ läuft dann zwischen dem Sitz 82c und der benachbarten Oberfläche oder Kante der Scheibe 80c, die dem Sitz 82c gegenüberliegt, als eine Stelle mit minimaler Fläche. Die zweite Strö­ mungsbahn 87c mit variabler Fläche verläuft unter dem befestigten Rand der Scheibe 80c, in diesem Fall also dem inneren Rand. Es kann dann ein Hohlraum oder ein Verteilerbereich unter der Scheibe 80c vorgesehen sein, so daß sich die Strömungen, die durch die Schlitze 89c hindurchgetreten sind, wieder vereinigen können. Die Strömung in der Strömungsbahn 87c tritt dann durch den von dem Sitz 84c und dem benachbarten Rand oder der Oberfläche der Scheibe 80c gebildeten Ventilbereich als eine Stelle minimaler Fläche hindurch. Die Strömungsbahnen 85c und 87c vereinigen sich dann und fließen gemeinsam durch den Rest ihres Strömungskreislaufs. Wie in dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel definieren die zwei Ventilsitze 82c und 84c bei der Geometrie dieses Ausführungsbeispiels einen "Abfluß" 91c, der aus dem Zwischenraum zwischen ihnen auf der stromabwärts liegenden Seite der Scheibe gebildet wird und der eine ringförmige Rinne oder ein Schlitz sein kann, wobei sich die Strömung sowohl von der Auswärtsrichtung (Strömungsbahn 85c) als auch der Ein­ wärtsrichtung (Strömungsbahn 87c) annähert.

Die Strömungsbahn 85c dieser Geometrie bildet somit im wesentlichen den gleichen Betrag an Ventilströmungsfläche oder -bereich wie das Ausführungsbeispiel 1, wobei dieses auf dem Sitz basiert, dessen Umfang ungefähr gleich dem äußeren Umfang der Scheibe ist. Die Strömungsbahn 87c bildet jedoch eine zusätzliche Ventilströmungsfläche, die dem Umfang des inneren Ventilsitzes mal dem Spalt oder dem Abstand zu der benachbarten Oberfläche der Scheibe an dieser Stelle entspricht. An dem inneren Ventilsitz, der die zusätzliche Strö­ mungsfläche gegenüber dem Ausführungsbeispiel 1 bildet, ist der Umfang etwas kleiner als an dem äußeren Ventilsitz, und die Wegstrecke zu der Unterseite der Scheibe ist außerdem verringert. Damit liegt die gegenüber dem Ausführungsbeispiel 1 gewonnene zusätzliche Ventilfläche nur in einem Bereich von ungefähr 50%.

Die Angaben bezüglich einer Dimensionierung der Strömungsfläche des Abflusses, wie sie bei der Diskussion des vorhergehenden Ausführungsbeispiels gemacht wurden, treffen hier ebenfalls zu, so daß die Größe des Abflusses ähnlich oder nur geringfügig größer sein sollte. Genau wie in dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel ist die effektive Fläche der Scheibe, die der vollen Druckdifferenz ausgesetzt ist, beträchtlich kleiner als die gesamte Fläche der Scheibe, und somit ist die gesamte auf die Belleville-Scheibe wirkende Kraft oder das Moment, verglichen mit einer Geometrie, wie sie in Ausführungsbeispiels 1 oder Ausfüh­ rungsbeispiel 2 vorliegt, beträchtlich verringert. Um einen ähnlichen Start- oder Sprung­ druck zu erhalten, wird die Dicke einer ansonsten identischen Scheibe verglichen mit Aus­ führungsbeispiel 1 wiederum verringert. Die ständig offene Strömungsfläche für die Strö­ mungsbahn 83c kann durch eine ständig offene Öffnung 86c in einer ähnlichen Weise wie der bei Ausführungsbeispiel 3 beschriebenen Weise gebildet sein. Die Durchbrüche oder Schlitze 89c, die die Strömung unter dem Halterungsvorsprung 81c führen, sind ebenfalls so bemessen, wie es bei Ausführungsbeispiel 3 beschrieben wurde.

Der Hauptvorteil des Ausführungsbeispiels 4 gegenüber dem Ausführungsbeispiel 3 besteht in der etwas größeren mit der Ventilwirkung versehenen Strömungsfläche, obwohl die Ver­ besserung nur ungefähr 50% beträgt.

Ausführungsbeispiel 5

Die vorhergehenden Ausführungsbeispiele waren so ausgelegt, daß sie im wesentlichen ge­ rade bei einem Spitzenwert der Druckdifferenz arbeiten, die auf die impulsformende Ein­ richtung während des Vorgangs wirkt, oder zumindest nur in einem schmalen Band solcher Werte. Dieses trifft jedoch nicht notwendigerweise für alle Typen von Aufblaseeinrichtun­ gen zu. Eine interessante Technologie für Aufblaseeinrichtungen weist gespeichertes Gas auf, wobei keine Entzündung bei der Erzeugung oder Erhitzung des Gases, das den Airbag füllen soll, im Spiel ist. Wie früher diskutiert wurde, ist es bei einer Aufblaseeinrichtung mit gespeichertem Gas der hier betrachteten Art zu bevorzugen, daß das gespeicherte Gas Heli­ um oder eine Mischung ist, die einen wesentlichen Anteil von Helium hat, aufgrund der ho­ hen Schallgeschwindigkeit. Für gespeichertes Gas bedeutet der große für einen Betrieb von Aufblaseeinrichtungen typischerweise erforderliche Temperaturbereich (-40°C bis +90°C), daß es eine beträchtliche Veränderung in dem Druck des gespeicherten Gases und da­ mit in der Druckdifferenz gibt, aufgrund der die impulsformende Einrichtung arbeiten muß. Falls ein Impulsformungsmechanismus, wie er in den ersten vier Ausführungsbeispielen be­ schrieben wurde, so konfiguriert wird, daß er bei kalten Bedingungen einen ausreichenden Betrag an Impulsformung liefert, bedeutet dieses, daß der sanfte Füllabschnitt des Vorgangs bei heißen Bedingungen zeitlich viel zu lange ausgedehnt wird, möglicherweise sogar über das Ende des Aufpralls hinaus. Wenn der Impulsformungsmechanismus umgekehrt so kon­ figuriert wird, daß er eine ausreichende Impulsformung bei heißen Bedingungen liefert, kann eine Impulsformung bei kalten Bedingungen überhaupt nicht erfolgen. Folglich muß ein selbstjustierender Mechanismus vorgesehen werden, und somit wird in den folgenden Ausführungsbeispielen eine Selbstjustierung mittels der Technologie geschichteter Bimetall-Materialien in die verformbare Scheibe eingebaut.

Dieses Ausführungsbeispiel ist in Fig. 7 dargestellt, wobei gleiche Teile wiederum mit glei­ chen Bezugsziffern benannt sind, die hier jedoch mit einem Index "d" versehen sind. Ahn­ lich wie bei früheren Ausführungsbeispielen weist dieses Ausführungsbeispiel einen im all­ gemeinen zylindrischen Druckbehälter 10d auf, der einen zylindrischen Abschnitt 12d hat, eine semiellipsoidische oder halbkugelförmige Endabdeckung 14d, die von dem Abgabeen­ de des Behälters entfernt angeordnet ist, sowie eine Endabdeckung 16d, die eine Öffnung enthält, die dafür vorgesehen ist, eine berstfähige Wand 20d aufzunehmen. Bei einer Auf­ blaseeinrichtung mit gespeichertem Gas zerbricht die berstfähige Wand 20d, wie beispiels­ weise eine Berstscheibe, aufgrund eines von einem Aufprallsensor kommenden Signals, wodurch die Gasströmung plötzlich beginnen kann. Dieses erfordert ein Initialisierungsmit­ tel 24d, das das Zerbrechen der berstfähigen Wand 20d induziert. Mittel zum Bewirken des Zerbrechens sind in Fachkreisen bekannt und sind üblicherweise von einer pyrotechnischen Natur. Diese Mittel zur Bewirkung oder Induzierung des Berstens können entweder auf der Außenseite (atmosphärische Seite) der berstfähigen Wand 20d montiert sein, oder auf der Innenseite, wobei dann eine elektrisch isolierte Durchführung durch die Druckbegrenzung zu dem Zweck vorgesehen sein muß, dem Initialisierungsmittel ein elektrisches Signal zu­ zuführen. In der Darstellung der Fig. 7 ist das pyrotechnische Mittel oder Initialisierungs­ mittel 24d auf der Außenseite der berstfähigen Wand 20d angebracht. Das pyrotechnische Mittel sprengt typischerweise durch seinen sehr stark lokalisierten und kurzen Impuls mit hohem Druck ein Loch in die Berstscheibe. Das pyrotechnische Material kann diese Be­ schädigung an einer einzigen Stelle bewirken, wobei dann ein weiteres Aufreißen der Scheibe aufgrund der Druckdifferenz folgt. Das pyrotechnische Material kann auch so an­ geordnet sein, daß es eine Beschädigung um einen wesentlichen Teil des äußeren Umfangs der Berstscheibe herum bewirkt, wobei dann ein Vorgang folgen kann, der eher einem Aus­ scheren eines Teils der Scheibe durch die Kraft aufgrund der Druckdifferenz ähnelt. Jede dieser Techniken kann die Verwendung sogenannter geformter Explosivladungen (shaped charge explosives) enthalten. Die vorliegende Erfindung berücksichtigt außerdem Vorrich­ tungen, die nach Art eines Durchschlags oder eines Durchstoßens arbeiten, um die berstfä­ hige Wand 20d aufzureißen. Als sekundäre Funktion kann die berstfähige Wand 20d auch als passive Überdruck-Schutzeinrichtung wirken, wie sie gewöhnlicherweise bei Druckbe­ hältern und Anlagen der Verfahrenstechnik verwendet wird.

Das fünfte Ausführungsbeispiel entspricht dem Ausführungsbeispiel 3, bei dem die Scheibe 80d in einer Position montiert ist, bei der die Richtung der Vorspannung der Scheibe nach oben zeigt, und bei dem eine Strömung unter beiden Rändern der Scheibe hindurch erfolgt. Für eine Scheibe, die aus dem hier beschriebenen Bimetallmaterial hergestellt ist, dessen Streckfestigkeit oder Streckgrenze und dessen Elastizitätsmodul (Young′sches Modul) klei­ ner sind als bei den für kommerzielle Belleville-Tellerfedern verwendeten Stahlsorten mit hoher Festigkeit, ist es vorteilhaft, eine Scheibenhalterungsgeometrie zu verwenden, bei der eine Strömung unter beiden Rändern der Scheibe hindurch und in einen Abfluß hinein er­ folgt, wie bei Ausführungsbeispiel 3 (oder 4), so daß ein kleinerer Teil der Scheibenoberflä­ che der vollen Druckdifferenz ausgesetzt ist. In diesem Ausführungsbeispiel haben die Scheibe 80d, der Halterungsvorsprung 81d, die Halterungseinrichtung 88d, die Ventilsitze 82d und 84d, die Strömungsbahnen 83d, 85d und 87d, die ständig offene Öffnung 86d so­ wie die Schlitze oder Durchbrüche 89d alle die gleiche Auslegung wie in Ausführungsbeispiel 3. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die verformbare Scheibe 80d so dargestellt, daß sie aus einem bimetallischen geschichteten Material hergestellt ist, das eine Seite 80d′ mit nie­ driger Ausdehnung und eine Seite 80d′′ mit hoher Ausdehnung aufweist. Diese Konfigurati­ on kann als eine Bimetall-Doppelstrom-Konfiguration mit nach oben zeigender Richtung der Vorspannung der Scheibe bezeichnet werden (bimetallic, biflow, right side up configu­ ration). Bimetalle bestehen aus zwei Metall-Legierungen, die unterschiedliche thermische Ausdehnungskoeffizienten haben, die metallurgisch miteinander verbunden sind. Als Er­ gebnis von Temperaturveränderungen erzeugt das Material in seinem Inneren ein Biegemo­ ment, das entweder in einer Verbiegung oder einer Kraft oder beidem resultiert, in Abhän­ gigkeit von Grenzwertbedingungen. Bimetalle werden in großem Umfang in Thermometern, Thermostaten und Überhitzungsschutzeinrichtungen verwendet. Die Scheibe kann aus einer Bimetallkombination hergestellt sein, die von der American Society for Testing and Mate­ rials mit TM1 bezeichnet wird. In dieser Bimetallkombination hat das Material mit hoher Ausdehnung die Zusammensetzung 22% Ni, 3% Cr und Rest- oder Gleichgewichtsanteil Fe. Das Material mit niedriger Ausdehnung, das manchmal als Invar bezeichnet wird, hat die Zusammensetzung 36% Ni und Rest- oder Gleichgewichtsanteil Fe. Das Material ist mit den erforderlichen Werten und vorzugsweise in einem harten (kalt bearbeiteten ) Zustand von der Polymetallurgical Corporation in North Attleboro, MA, USA, erhältlich. Die An­ sprechempfindlichkeit einer Bimetallkombination gegenüber der Temperatur wird durch ei­ ne Größe beschrieben, die als Biegsamkeit (Flexivity) bezeichnet wird, deren Wert für diese Bimetallkombination in dem hier interessierenden Temperaturbereich 140 E-7/F beträgt. Die Scheibenabmessungen sind dabei die gleichen wie bei den früheren Ausführungsbei­ spielen. In der Literatur für Bimetalle gibt es Formeln, wonach sich eine flache kreisförmige Scheibe, die aus einem Bimetall hergestellt ist, als Funktion der Temperatur gemäß folgen­ der Formel verbiegt:

Verbiegung = 0,106 · Biegsamkeit · Delta T · (D² - d²)/t.

Dabei ist D der Außendurchmesser, d der Innendurchmesser und t die Dicke, wobei diese Größen und die Verbiegung alle in Inch gemessen werden; Delta T ist die Temperaturaus­ lenkung oder die Temperaturdifferenz in Fahrenheit; und die "Biegsamkeit" hat die Einheit 1/Fahrenheit. Die Bewegung wird dazu verwendet, die Anfangsposition der Scheibe, und insbesondere den Spalt zwischen den Sitzen und den Ventiloberflächen als Funktion der Anfangstemperatur der Scheibe vor dem Aufblasen zu justieren. Wenn die Anfangstempera­ tur hoch ist (und der Druck des gespeicherten Gases ebenfalls hoch ist), muß der Spalt zwi­ schen der Scheibe 80d und den Sitzen 82d und 84d relativ größer sein, und wenn die An­ fangstemperatur niedrig ist (und der Druck des gespeicherten Gases ebenfalls niedrig ist), muß der Spalt relativ kleiner sein. Damit dies bewerkstelligt wird, besteht die richtige Aus­ richtung des Bimetalls darin, daß die Seite 80d′ der Bimetallscheibe mit niedriger Ausdeh­ nung zu den Ventilsitzen 82d und 84d hin gerichtet ist, und daß die Seite 80d′′ der Bimetall­ scheibe mit hoher Ausdehnung von den Sitzen 82d und 84d weg gerichtet ist.

Dieses Ausführungsbeispiel und die weiteren Ausführungsbeispiele legen zugrunde, daß die bimetallische Belleville-Tellerfeder ihre Position auf der Basis der Anfangstemperatur der Aufblaseeinrichtung vor der Betätigung einstellt, und daß das Verhalten der Scheibe wäh­ rend des Vorgangs durch diese Einstellung bestimmt wird. Mit anderen Worten wird hier implizit angenommen, daß die Scheibe ihre Temperatur während des Vorgangs nicht verän­ dert. In einer etwas weniger genauen Darstellung kann die Betriebsweise einer auf eine Temperaturveränderung reagierenden Scheibe oder einer anderen impulsformenden Einrich­ tung ebenfalls verständlich werden, wenn angenommen wird, daß die Scheibe ihre Tempe­ ratur nicht um einen nennenswerten Betrag während des Teils des Vorgangs verändert, in dem das Verhalten der Scheibe am wichtigsten ist. Der wichtigste Zeitpunkt des Scheiben­ betriebs liegt ganz am Anfang der Gasabgabe, so daß relativ weniger Gelegenheit für die Scheibe besteht, ihre Temperatur während dieses Teils des Vorgangs zu verändern, da sich die Temperatur des austretenden Gases zunächst relativ dicht bei der Anfangstemperatur des gespeicherten Gases befindet, wobei eine beträchtliche Kühlung des Gases durch die De­ kompression erfolgt, die nur während des späteren Teils des Vorgangs stattfindet. Zu Be­ ginn des Abgabevorgangs, wenn das Verhalten der Scheibe am wichtigsten ist, ist außerdem sogar noch weniger Zeit, daß ein Wärmeübergang stattfindet. Aber selbst wenn es eine ge­ wisse Temperaturveränderung der Scheibe während des wichtigen frühen Abschnitts des Vorgangs gibt, sind die Beträge einer derartigen Temperaturveränderung schließlich in allen Fällen ungefähr konsistent, unabhängig von der Anfangstemperatur.

Wenn eine Bewegung erwünscht ist, die weniger temperaturabhängig ist, wie es beispiels­ weise bei bestimmten anderen Technologien für Aufblaseeinrichtungen mit einer anderen Abhängigkeit von der Temperatur der Fall ist, kann die Bimetallbewegung ohne weiteres verringert werden, indem Legierungskombinationen verwendet werden, die in geringerem Maße thermisch aktiv sind, oder indem das Dickenverhältnis der Schichten von dem ge­ wöhnlicherweise verwendeten Verhältnis von ungefähr 50%-50% weg zu einem eher un­ ausgeglichenen Verhältnis hin verändert wird.

Ausführungsbeispiel 6

Dieses Ausführungsbeispiel entspricht dem Ausführungsbeispiel 4, wiederum mit der Ver­ änderung, daß die Scheibe eine bimetallische Scheibe ist, um eine Einstellung der Anfangs­ position der Scheibe als Funktion der Temperatur vorzusehen. Dieses Ausführungsbeispiel ist in Fig. 8 dargestellt, wobei gleiche Teile wiederum mit den gleichen Bezugszeichen be­ nannt sind, die hier jedoch mit dem Index "e" versehen sind. Alle Elemente dieses Ausfüh­ rungsbeispiels sind identisch mit den Elementen des Ausführungsbeispiels 4, mit der Aus­ nahme, daß die Scheibe 80e so modifiziert ist, daß sie das zusätzliche Merkmal zweier ge­ trennter Schichten hat, nämlich einer Seite 80e′ mit niedriger Ausdehnung und einer Seite 80e′′ mit hoher Ausdehnung. Diese Konfiguration kann als Bimetall-Doppelstrom- Konfiguration mit nach unten weisender Oberseite bezeichnet werden (bimetallic, biflow, upside down configuration). Damit bei diesem Ausführungsbeispiel eine Selbstjustierung in der richtigen Richtung erfolgt, d. h. ein größerer Spalt bei einer hohen Anfangstemperatur und ein kleinerer Spalt bei einer kalten Anfangstemperatur, besteht die richtige Bimetall­ ausrichtung darin, daß die Seite 80e′′ der bimetallischen Scheibe mit hoher Ausdehnung zu den Ventilsitzen 82e und 84e hin ausgerichtet ist.

Ausführungsbeispiel 7

Dieses Ausführungsbeispiel entspricht dem Ausführungsbeispiel 1 mit der Veränderung, daß die Scheibe eine bimetallische Scheibe ist, um eine Einstellung der Scheibenanfangsposition als Funktion der Temperatur zu ermöglichen. Dieses Ausführungsbeispiel ist in Fig. 9 dar­ gestellt, wobei gleiche Elemente wieder mit den gleichen Bezugszeichen benannt sind, die hier jedoch mit einem Index "f" versehen sind. Alle Elemente sind identisch mit den Ele­ menten des Ausführungsbeispiels 1, mit der Ausnahme, daß die Scheibe 80f so modifiziert ist, daß sie das zusätzliche Merkmal zweier verschiedener Schichten aufweist, nämlich eine Seite 80f′ mit niedriger Ausdehnung und eine Seite 80f′′ mit hoher Ausdehnung. Diese Konfiguration kann als bimetallische Einzelstromkonfiguration mit nach unten weisender Oberseite bezeichnet werden (bimetallic, uniflow, upside down configuration). Damit bei diesem Ausführungsbeispiel die Selbstjustierung in der richtigen Richtung erfolgt, d. h. ein größerer Spalt bei einer hohen Anfangstemperatur und ein kleinerer Spalt bei einer kalten Anfangstemperatur, besteht die richtige Bimetallausrichtung darin, daß die Seite 80f′′ der bimetallischen Scheibe mit hoher Ausdehnung dem Ventilsitz 82f gegenüberliegt. Da eine bimetallische Scheibe mit identischen Abmessungen nicht so steif oder so stark wie die in Ausführungsbeispiel 1 verwendete Stahlscheibe mit hoher Festigkeit sein würde, könnte dieses Ausführungsbeispiel etwas andere Parametereinstellungen, wie beispielsweise einen niedrigeren Speicherdruck, verwenden.

Ausführungsbeispiel 8

Dieses Ausführungsbeispiel entspricht dem Ausführungsbeispiel 2, mit der Veränderung, daß die Scheibe eine bimetallische Scheibe ist, um eine Justierung der Scheibenanfangspo­ sition als Funktion der Temperatur zu ermöglichen.

Dieses Ausführungsbeispiel ist in Fig. 10 dargestellt, wobei gleiche Elemente wiederum durch gleiche Bezugszeichen benannt sind, die hier jedoch mit dem Index "g" versehen sind. Alle Elemente sind identisch mit den Elementen des Ausführungsbeispiels 2, mit der Aus­ nahme, daß die Scheibe 80g derart modifiziert ist, daß sie das zusätzliche Merkmal zweier verschiedener Schichten hat, nämlich einer Seite 80g′ mit niedriger Ausdehnung und einer Seite 80g′′ mit hoher Ausdehnung. Diese Konfiguration kann als bimetallische Einzelstrom­ konfiguration mit nach oben zeigender Richtung der Vorspannung der Scheibe bezeichnet werden (bimetallic, uniflow, right side up configuration). Damit bei diesem Ausführungs­ beispiel eine Selbsteinstellung in der richtigen Richtung erfolgt, d. h. ein größerer Spalt bei einer hohen Anfangstemperatur und ein kleinerer Spalt bei einer kalten Anfangstemperatur, besteht die richtige Bimetallausrichtung darin, daß die Seite 80g′ der bimetallischen Scheibe mit niedriger Ausdehnung dem Ventilsitz 82g gegenüberliegt. Da eine bimetallische Scheibe identischer Abmessungen nicht so steif oder so stark wie die in Ausführungsbeispiel 2 ver­ wendete Stahlscheibe mit hoher Festigkeit sein würde, könnte dieses Ausführungsbeispiel etwas andere Parametereinstellungen, wie beispielsweise einen niedrigeren Speicherdruck, verwenden.

Alle bisherigen Ausführungsbeispiele haben Ventiloberflächen verwendet, die kreisförmig sind, so daß die zur Verfügung stehende Ventilfläche durch das Produkt des Spalts und des kreisförmigen Umfangs gegeben ist. Wie erwähnt, ist es im Airbag-Bereich häufig eine Herausforderung, eine ausreichend schnelle Abgabe der Aufblaseeinrichtung zu erzielen, und daher kann es erwünscht sein, noch mehr Ventilfläche vorzusehen, als sie bei Ausfüh­ rungsbeispielen mit kreisförmigen Sitzen zur Verfügung steht. Eine Möglichkeit, die Ven­ tilfläche oder den Ventilbereich zu vergrößern, besteht darin, den effektiven Umfang des Ventilsitzes zu vergrößern (bei möglicherweise gegebenen Begrenzungen der Gesamtab­ messungen der Aufblaseeinrichtung und der Scheibe und bei möglichen Begrenzungen der Spaltabmessung). Dieses kann erreicht werden, indem der Ventilsitz serpentinenförmig aus­ gebildet wird.

Mit praktischen Annahmen für minimale Abmessungen bezüglich der Kanäle ist es in einem derartigen Fall möglich, daß der gesamte Umfang des Sitzes zwei- oder mehrfach dem Durchmesser des einfachen kreisförmigen Sitzes aus Ausführungsbeispiel 1 entspricht und daß die Ventilströmungsfläche ebenfalls größer ist als die Ventilfläche bei einem einfachen kreisförmigen Sitz, wie dem aus Ausführungsbeispiel 1.

Damit der serpentinenförmige Sitz funktioniert, ist es außerdem erforderlich, daß alle loka­ len Strömungsflächen, die zu der minimalen Strömungsfläche an dem Ventilsitz hin und von dieser wegführen, größer sind als die minimale Strömungsfläche an dem Ventilsitz. Man erkennt, daß diese Formgebung des Sitzes mit im wesentlichen jeglicher Scheibenhalte­ rungsgeometrie oder Scheibenausrichtung verwendet werden kann und nicht nur in diesem Fall des Ausführungsbeispiels 1. Diese Technik kann entweder bei einer Scheibe aus einem einzigen Material verwendet werden, um im wesentlichen bei einem einzigen Wert der Druckdifferenz zu arbeiten, oder bei einer bimetallischen Scheibe, so daß diese sich selbst für Druckveränderungen aufgrund von Veränderungen der Umgebungstemperatur anpaßt.

Bei allen bisherigen Ausführungsbeispielen haben sich die Ventilsitze auf sich selbst ge­ schlossen, wodurch sie eine kontinuierliche Schleife bilden, so daß es im wesentlichen nur einen Abfluß gibt, d. h. stromabwärts von dem Ventilsitz gibt es nur eine unterscheidbare Strömungsbahn, innerhalb der die gesamte Strömung mit sich selbst zusammenhängt und nicht durch irgendwelche physischen Grenzen getrennt ist. Es ist jedoch auch möglich, mehrere einzelne Abflüsse vorzusehen. Diese Technik kann entweder bei einer Scheibe aus einem einzigen Material verwendet werden, um im wesentlichen bei einem einzigen Wert einer Druckdifferenz zu arbeiten, oder bei einer bimetallischen Scheibe, so daß sie sich selbst für Druckveränderungen aufgrund von Veränderungen der Umgebungstemperatur anpaßt.

Ausführungsbeispiel 9

Von den Ausführungsbeispielen, die eine Selbsteinstellung als Funktion der Anfangstempe­ ratur vorsehen, haben bisher alle ein Bimetallmaterial für die Scheibe verwendet. Das Aus­ führungsbeispiel 9 bewerkstelligt die Selbstjustierung auf eine andere Art und Weise. Im allgemeinen muß tatsächlich der Spalt zwischen der Scheibe und dem Sitz als Funktion der Anfangstemperatur eingestellt werden, so daß die Kraft oder die Druckdifferenz, die not­ wendig ist, um einen Kontakt zwischen dem Sitz und der Scheibe zu erreichen, in der ge­ wünschen Relation zu dem Druck gehalten wird, der innerhalb des Gasspeicherbehälters existiert. Es spielt in der Tat keine Rolle, ob die Höhe der Scheibe oder die Position des Sit­ zes eingestellt wird, solange der Spalt zwischen ihnen geeignet ist. Hier ist die Scheibe eine Standardscheibe, deren Höhe bezügliche der Temperatur konstant bleibt. Vielmehr ist bei diesem Ausführungsbeispiel eine Einstellung der Position des Sitzes vorgesehen, an dem die Scheibe anliegt. Die Sitzposition wird dabei mittels direkter thermischer Ausdehnung ju­ stiert. Dieses Ausführungsbeispiel ist in Fig. 11 dargestellt, wobei gleiche Elemente wieder mit gleichem Bezugszeichen benannt sind, die hier jedoch mit dem Index "h" versehen sind. Dieses Ausführungsbeispiel ist hier so dargestellt, daß es dem Ausführungsbeispiel 1 ent­ spricht.

Ähnlich dem Ausführungsbeispiel 1 weist dieses Ausführungsbeispiel eine Scheibe 80h auf, die an ihrem inneren Rand durch einen Halterungsvorsprung 81h getragen wird, wobei ihr äußerer Rand frei beweglich ist. Die Scheibe 80h wird durch eine Halterungseinrichtung 88h gehalten. Weiterhin sind eine ständig offene Strömungsbahn 83h und eine Strömungs­ bahn 85h mit variabler Fläche vorgesehen. Die ständig offene Strömungsbahn 83h ist hier so dargestellt, daß ihre minimale Strömungsfläche mittels einer gesonderten Öffnung 86h gebildet wird, die aus Gründen der Einfachheit in dieser Darstellung auf der Achse der im allgemeinen zylindrischen Aufblaseeinrichtung angeordnet ist, wobei der Austritt in radialer Richtung erfolgt. Die minimale Strömungsfläche in der Strömungsbahn 85h wird durch den Zwischenraum zwischen dem äußeren Rand der Scheibe 80h und dem Sitz 82h definiert. Die Sitzoberfläche 82h ist eine Oberfläche einer Einheit, die als Sitzring 150 mit thermi­ scher Ausdehnung bezeichnet werden kann.

Um eine nennenswerte thermische Bewegung durch eine direkte thermische Ausdehnung zu erhalten, ist es erforderlich, ein Material mit einem Koeffizienten thermischer Ausdehnung zu verwenden, der so groß wie möglich ist. Es ist in der Tat besser, von einer differentiellen thermischen Ausdehnung zu sprechen, da, während der interessierende Teil (der aus einem Material mit einem relativ großen thermischen Ausdehnungskoeffizienten hergestellt ist) die gewünschte thermische Ausdehnung erfährt, alle verwandten Teile ebenfalls eine gewisse spezifische thermische Ausdehnung haben. Die verwandten Teile sind alle aus einem Metall hergestellt, wodurch es wünschenswert ist, daß die Einstellung der Sitzposition mittels eines Kunststoffs vollzogen wird, der sich in bezug auf ein Metall bewegt. Manche Kunststoffe haben thermische Ausdehnungskoeffizienten, die beträchtlich größer sind als die der übli­ chen Metalle, und insbesondere ist Polytetrafluoräthylen (Teflon) ein geeigneter Kunststoff, da es einen der größten thermischen Ausdehnungskoeffizienten hat. Um die gewünschte thermische Bewegung direkt durch eine thermische Ausdehnung zu erhalten, ist es außer­ dem erforderlich, einen ausreichenden Betrag an Grundlinienabmessung oder Länge des Materials vorzusehen, das sich ausdehnen kann, da die thermische Bewegung proportional sowohl zu den thermischen Ausdehnungskoeffizienten als auch zu der Grundlinienlänge ist.

Es gibt zwei prinzipielle Möglichkeiten für die Richtung des Basisabstands, nämlich axial und radial. Man erkennt, daß eine Umwandlung einer Radialbewegung in einen axialen Ef­ fekt einen Winkel beinhaltet, und insbesondere, daß die Sitzoberfläche geneigt sein muß. Es ergibt sich, daß der Winkel in dem Bereich von 45° sein sollte. Bei einer Scheibe, deren in­ nerer Rand gehaltert ist und deren äußerer Rand bewegbar ist und deren äußerer Rand sich von dem Druckbehälter unter der Wirkung einer Druckdifferenz wegbewegt, und wobei bei heißen Bedingungen ein größerer Spalt zwischen der äußeren Kante der Scheibe und der Sitzoberfläche (sowie ein kleinerer Spalt bei kalten Bedingungen) erforderlich ist, und wo­ bei sich der Sitz mit steigender Temperatur radial nach außen bewegt, ist dieses insbesonde­ re ein Winkel der Sitzoberfläche derart, daß sich die Sitzoberfläche an einer radial kleineren Stelle weiter von dem Druckbehälterende entfernt und an einem radial größeren Abstand dichter an dem Druckbehälterende befindet. Die Anordnung ist dabei so, wie sie in Fig. 11 dargestellt ist. Man erkennt, daß der Winkel des Sitzes eine gewisse konstruktive Flexibilität dahingehend ermöglicht, wie stark eine axiale Einstellung des Kontaktpunkts aus einem ge­ gebenen Betrag eines radialen thermischen Anwachsens resultiert. Es ergibt sich außerdem, daß die Ventilwirkung zwischen einer der äußeren Kanten der Scheibe und der im allge­ meinen konischen Sitzoberfläche stattfindet. Dieses steht im Gegensatz zu den früheren Ausführungsbeispielen, bei denen der Ventilvorgang im allgemeinen gegen eine Oberfläche der Scheibe anstelle einer Kante der Scheibe erfolgte.

Wie in Fig. 11 dargestellt ist, ist der Sitzring 150 mit thermischer Ausdehnung, der aus dem Material mit hoher thermischer Ausdehnung, wie beispielsweise Polytetrafluoräthylen, her­ gestellt ist, im wesentlichen ein Ring mit einem speziellen Querschnitt. Zunächst kann es ein Ring mit einem leeren Zentralbereich sein, wie er in Fig. 11 dargestellt ist, anstelle einer Scheibe, deren Mitte zumindest teilweise gefüllt ist. Aus der Mechanik fester Körper ist es bekannt, daß die Veränderung des Radius aufgrund thermischer Ausdehnung für eine Scheibe und einen Ring gleich groß ist, natürlich unter der Annahme, daß beide Gegenstän­ de den gleichen Außendurchmesser sowie die gleichen Materialeigenschaften und die glei­ che Temperaturveränderung haben. Dieses bedeutet, daß es durchaus zulässig ist, daß die Mitte des Sitzrings mit thermischer Ausdehnung leer ist. Dieses ist hilfreich, da ein Großteil dieses Raums für einen leeren Bereich für die Strömungsdurchgänge und für andere kon­ struktive Merkmale zur Lagerung der Scheibe verwendet werden muß. Der Sitzring 150 mit thermischer Ausdehnung weist die Sitzoberfläche 82h auf, die unter einem Winkel relativ zu den anderen Oberflächen des Sitzrings mit thermischer Ausdehnung angeordnet ist. Der Sitzring 150 weist außerdem eine äußere zylindrische Oberfläche 152 auf, in der eine Nut 153 für einen O-Ring 154 vorgesehen sein kann. Die flache Bodenfläche 151 des Sitzrings 150 mit thermischer Ausdehnung ruht auf einer entsprechenden flachen Oberfläche der Brückenstruktur 90h.

Der O-Ring 154, der den Sitzring 150 mit thermischer Ausdehnung umgibt, kann typi­ scherweise ein solcher O-Ring sein, wie er für Dichtungen in verschiedenen Fluidanwen­ dungen verwendet wird. Ein O-Ring, der üblicherweise aus einem Polymermaterial herge­ stellt ist, ist im wesentlichen ein ringförmiger Körper (Toroid), dessen kleinerer Durchmes­ ser normalerweise viel kleiner ist als sein größerer Durchmesser. Wenn er zur Abdichtung verwendet wird, ist ein O-Ring üblicherweise in einer Nut angeordnet, die durch eine dar­ über angeordnete Gegenfläche geschlossen wird, und er wird so gequetscht, daß sein Quer­ schnitt eine nicht kreisförmige Form annimmt. Die anfängliche Quetschung trägt dazu bei, die Abdichtung aufrechtzuerhalten. In dieser Situation erfüllt der O-Ring die Funktion einer Dichtung, so daß nur die beabsichtigten Strömungsbahnen 83h und 85h für das austretende Gas zur Verfügung stehen.

Der Sitzring 150 mit thermischer Ausdehnung muß zentriert gehalten werden, da er ther­ misch expandiert und kontrahiert, so daß seine Achse im wesentlichen mit der Achse der Scheibe zusammenfällt. Im allgemeinen kann dieses durch jegliche Art von Federeinrich­ tung bewerkstelligt werden, die in einer axialsymmetrischen Weise angeordnet ist. Die Zen­ trierung oder Anordnung des Rings in seiner Ebene wird gemäß der Darstellung von der Außenseite des Rings vollzogen, wobei die Mitte des Rings vollständig offen ist. In der hier dargestellten Konstruktion dient der O-Ring, der für Abdichtungszwecke vorgesehen ist, auch als Zentriereinrichtung. Der O-Ring weist bei höheren Temperaturen einfach eine größere Quetschung (Kompression) auf und eine geringere Quetschung bei niedrigen Tem­ peraturen. In dieser Geometrie hat der O-Ring immer eine vollständige Symmetrie in bezug auf die zylindrische Geometrie, wodurch er den Sitzring mit thermischer Expansion in Aus­ richtung mit der zylindrischen Hauptachse hält. Zur gleichen Zeit sollte die Kraft, die er auf den Sitzring mit thermischer Ausdehnung ausübt, relativ klein sein, und die resultierenden Belastungen sollten relativ mäßig sein, so daß sich hier die Problematik eines Langzeitkrie­ chens des Kunststoffs (wie beispielsweise Polytetrafluoräthylen) nicht ergibt.

Ein wesentlicher Gesichtspunkt bei der Konstruktion eines Sitzrings mit thermischer Aus­ dehnung besteht in der Belastung, die auf diesen während des Abgabevorgangs wirkt, da das Kunststoffmaterial, aus dem er möglicherweise hergestellt ist, im allgemeinen nicht so stark ist wie Metall. Somit wurden einige Überlegungen der Reaktion und dem Ausgleich der Kräfte gewidmet, die auf den Sitzring mit thermischer Ausdehnung wirken können. Es müssen dabei sowohl axiale als auch radiale Fluidkräfte berücksichtigt werden. Hinsichtlich axialer Fluidkräfte ist die flache Bodenfläche 151 des Sitzrings mit thermischer Expansion vorzugsweise auf einer anderen flachen Oberfläche angeordnet, die eine Unterstützung ge­ genüber axialen Reaktionskräften bildet. Da die relativ kleine Strömungsfläche zwischen der Scheibenkante und dem benachbarten Sitzring mit thermischer Ausdehnung den größten Druckabfall in der Aufblaseeinrichtung bildet, wirkt ein großer Druck auf die oberen Ober­ flächen des Sitzrings 150 mit thermischer Expansion, während die untere Oberfläche (wo der Sitzring auf der flachen Oberfläche ruht) in einem Bereich viel niedrigeren Druckes liegt. Dadurch werden beträchtliche axiale Kräfte erzeugt, denen jedoch direkt von der Trä­ gerfläche entgegengewirkt wird. Die axiale Nettokraft auf den Sitzring mit thermischer Ausdehnung, die aus dieser Druckdifferenz resultiert, ist dahingehend nützlich, daß sie eine Reibungskraft erzeugen kann, die einer Bewegung in der radialen Richtung widersteht, auf­ grund von unausgeglichenen Kräften in der radialen Richtung oder aufgrund einer Kraft, die durch die bewegbare Kante der Scheibe ausgeübt wird, wenn diese die Sitzoberfläche be­ rührt.

Eine mögliche Kraft in der radialen Richtung entsteht aus der Tatsache, daß der Abschnitt der geneigten Oberfläche des Sitzrings mit thermischer Ausdehnung, der sich stromabwärts von der minimalen Fläche befindet, die durch die äußere Kante der Scheibe 80h und den benachbarten Sitz gebildet wird, einem relativ niedrigen Druck ausgesetzt ist. Abhängig von der axialen Ausrichtung des O-Rings kann andererseits ein gewisser Teil der äußeren zy­ lindrischen Oberfläche des Sitzrings mit thermischer Ausdehnung, genau wie seine obere Oberfläche, dem relativ großen stromaufwärts gerichteten Druck ausgesetzt sein. Ein Aus­ gleich dieser Kräfte kann durch die axiale Positionierung der Nut des O-Rings an der äuße­ ren Umfangsfläche des Sitzrings mit thermischer Ausdehnung erzielt werden, und vorteil­ hafterweise bietet die axiale Positionierung eine relativ große konstruktive Freiheit. Somit ergibt sich eine weitere wichtige Funktion für den O-Ring. Wenn die Nut des O-Rings in geeigneter Weise positioniert ist, ist es möglich, die radialen Kräfte relativ gut auszuglei­ chen, was aufgrund von Differenzen in dem Fluiddruck in einer geringen einwärts oder aus­ wärts gerichteten (Radial-)Nettokraft resultiert. In der Praxis bedeutet dies, daß die axiale Position, an der der O-Ring die Abdichtung bildet und eine Grenze zwischen den Bereichen mit hohem und mit niedrigem Druck erzeugt, ungefähr gleich der axialen Position der Stelle sein sollte, an der die Scheibenkante den Sitzring mit thermischer Ausdehnung berührt, wenn sie ausreichend stark gedrückt wird.

Ausführungsbeispiel 10

Alle vorhergehenden Ausführungsbeispiele haben die Belleville-Tellerfeder dazu verwen­ det, sowohl die Federfunktion als auch die Ventilfunktion auszuführen. Dieses hat beträcht­ liche Vorteile für die Reduzierung der Anzahl von Teilen und für eine Vereinfachung der Konstruktion. Dennoch ist es auch möglich, diese zwei Funktionen zu trennen, so daß die Feder als ein gesondertes Teil vorliegt und daß ein weiteres gesondertes Teil vorliegt, das beispielsweise einem Kolben ähnelt, um die Ventilfunktion mittels einer Verschiebebewe­ gung durchzuführen, die Schlitze abdeckt oder öffnet. Diese Ausführung ist in Fig. 12 dar­ gestellt, wobei gleiche Teile wiederum durch gleiche Bezugszeichen benannt sind, die hier jedoch mit dem Index "i" versehen sind. Genau wie die Ausführungsbeispiele 1 bis 4 ist dieses Ausführungsbeispiel so ausgelegt, daß es nur bei einem einzigen Wert einer Spitzen­ druckdifferenz arbeitet.

Die Vorrichtung nach diesem Ausführungsbeispiel weist einen Druckbehälter 10i auf, der einen zylindrischen Abschnitt 12i, eine geschlossene Endkuppel 14i und eine Endkuppel 16i hat, die eine berstfähige Wand 20i aufweist. An dem Druckbehälter 10i befindet sich ein Rand 18i. Die Vorrichtung kann weiterhin entzündbare Mittel 26i, eine Zündeinrichtung 29i, eine Öffnung 60i zum Füllen und Abdichten, einen Drucksensor bzw. eine Drucküber­ wachungseinrichtung 62i sowie eine Auffangvorrichtung 64i für Bruchstücke aufweisen. Innerhalb des Rands 18i befindet sich ein Zylinder 172, der dicht mit einem Kolben 170 zu­ sammenpaßt, der so angeordnet ist, daß die Fluidkräfte auf den Kolben 170 wirken, wenn die berstfähige Wand 20i zerbrochen wird. Eine Feder 174 nimmt die Kräfte von dem Kol­ ben 170 auf, und sie überträgt diese Kräfte zu der Endabdeckung oder Brückenstruktur 90i, die diese Kräfte daraufhin zu dem Rand 18i überträgt. In dem Kolben 170 sind Schlitze 171 angeordnet, und in dem Zylinder 172 sind Schlitze 173 angeordnet, wobei die Schlitze in bestimmten Positionen angeordnet sind, um einen Ventileffekt in Abhängigkeit von der re­ lativen Position des Kolbens und des Zylinders zu erzielen. Der Kolben 170 hat vorzugs­ weise einen hohlen Abschnitt in der Nähe der Schlitze 171, um einen Zugang für das Gas zu bilden. Die vorhergehenden Ausführungsbeispiele hatten eine ständig offene Strömungs­ bahn 83i und eine mit der Ventilwirkung versehene Strömungsbahn 85i. Diese Strömungs­ bahnen sind bei diesem Ausführungsbeispiel ebenfalls vorgesehen, wobei die ständig offene Strömungsbahn 83i durch ein ständig offenes Loch oder ständig offene Löcher 86i verlaufen kann. Außerdem kann eine Boden-, Stop- oder Bewegungsbegrenzungseinrichtung 175 derart vorgesehen sein, daß der Kolben 170, wenn er sich in eine bestimmte Position ver­ schiebt, die Bewegungsbegrenzungseinrichtung berührt, an dieser anliegt und sich nicht wei­ ter bewegt. In der Brückenstruktur 90i können ein Entnahme- oder Entlüftungsloch 191 oder eines oder mehrere ähnliche Löcher vorgesehen sein, so daß kein Druckanstieg zwi­ schen der Brückenstruktur 90i und der Stirnfläche des Kolbens 170 erzeugt wird, wenn der Kolben 170 seine Position verändert oder aufgrund einer möglichen Lackage von Gas durch den Spalt zwischen dem Kolben 170 und dem Zylinder 172.

In diesem Ausführungsbeispiel kann die Feder 174, die die Reaktionskraft für den bewegli­ chen Kolben liefert, eine Feder einer beliebigen allgemeinen Art sein. Sie kann eine Belleville-Tellerfeder sein, wie sie in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen verwen­ det wurde, oder sie kann anstelle dessen eine Schraubenfeder, eine Blattfeder oder eine an­ dere Art von Feder sein. Die Feder kann auch eine Kombination von Belleville-Tellerfedern in Serie oder parallel oder beides sein. Möglichkeiten wie diese können eine größere Bewe­ gungsstrecke ermöglichen, die dazu beiträgt, eine ausreichende Ventilfläche und eine aus­ reichend schnelle Abgabe der Aufblaseeinrichtung zu erzielen. Diese Konstruktion gestattet außerdem die Erzielung eher willkürlicher Beträge von Ventilflächen, da mehrere Schlitz­ reihen vorgesehen werden können. Es gibt keine grundlegende Beschränkung für die Ven­ tilfläche, die sich aus einer Überlegung in bezug auf den Umfang der Scheibe ergibt. Wenn die Feder aus einer oder mehreren Belleville-Tellerfedern gebildet ist, sollte die Konstruk­ tion so gewählt werden, daß die Tellerfedern eine nicht lineare Kraft-Krümmungs- Beziehung haben, falls dieses dazu beiträgt, gewünschte Impulsformungseigenschaften zu erzielen.

Diese Konstruktion liefert als weiteres nützliches Merkmal eine weitere bessere Möglich­ keit, die Beziehung zwischen einer offenen Strömungsfläche und der Position des bewegli­ chen Teils zu spezifizieren. Verschiedene Möglichkeiten für Schlitzabmessungen und die zugehörigen Flächenveränderungen sind in Fig. 13 dargestellt. Die Veränderung der Strö­ mungsfläche tritt auf, wenn die Kanten der Schlitze 171 in dem Kolben 170 die Kanten der Schlitze 173 in dem Zylinder 172 abdecken oder öffnen. Wenn alle Schlitze einen recht­ eckigen Querschnitt haben und gleichzeitig beginnen, sich zu öffnen, dann ist die Beziehung zwischen der Strömungsfläche und der Position wiederum eine einfache lineare Beziehung. Jedoch muß die Breite der Schlitze (ihre Abmessungen in der Umfangsrichtung, senkrecht zu der Richtung der Bewegung des beweglichen Teils) nicht konstant sein. Zur Vereinfa­ chung kann angenommen werden, daß die Schlitze 171 in dem Kolben einen konstanten Querschnitt haben, und daß die Schlitze 173 in dem Zylinder eine kompliziertere Form ha­ ben. Die Schlitze 173 in dem Zylinder sind als miteinander verbundene Segmente von Rechtecken dargestellt, obwohl ihr Umfang natürlich auch irgendeine allgemeine Kontur haben kann. Damit ist es möglich, daß die Schlitze 173 in Umfangsrichtung ein Ausmaß haben, wenn das bewegliche Teil nur leicht verschoben ist, und daß sie in Umfangsrichtung ein anderes verschiedenes Ausmaß haben, wenn das bewegliche Teil weiter verschoben ist. Beispielsweise kann die Form des Schlitzes oder der Schlitze so sein, daß bei einer kleinen Verschiebung die volle Schlitzbreite zur Verfügung steht und daß bei einer größeren Ver­ schiebung nur ein Teil der Schlitzbreite zur Verfügung steht. Der umgekehrte Fall kann ebenfalls vorgesehen sein. Jede dieser Anordnungen erzeugt eine Beziehung zwischen der offenen Strömungsfläche und der Verschiebung, die von einer einfachen linearen Beziehung abweicht.

Es ist auch möglich, daß mehrere Reihen einfacher rechtwinkliger Schlitze verwendet wer­ den, wobei die Schlitze am Anfang nicht alle gleichzeitig geschlossen oder geöffnet werden müssen. Die Schlitzreihen können so positioniert und dimensioniert sein, daß bei kleinen Verschiebungen alle Schlitze offen sind und daß bei größeren Verschiebungen einer oder einige der Schlitze bereits geschlossen sind, während andere offen bleiben. Eine bilineare Beziehung mit einer Krümmung in der entgegengesetzten Richtung kann in ähnlicher Weise erreicht werden, wenn mehrere Schlitze mit einem einfachen rechteckigen Querschnitt der­ art positioniert und dimensioniert werden, daß anfänglich alle Schlitze offen sind und daß sich bei kleinen Verschiebungen nur bei einigen der Schlitze die Fläche durch die sich be­ wegende Kante des Kolbens verändert, während bei größeren Verschiebungen alle Schlitze durch die Bewegung des Kolbens betroffen sind.

Durch den Entwurf komplizierterer Beziehungen zwischen Strömungsfläche und Position, wie sie hier erzeugt werden, ist es möglich, daß ein schärferer Knick oder eine schärfere Unterbrechung zwischen dem Abschnitt des Vorgangs mit sanfter, langsamer Füllung und dem Abschnitt des Vorgangs mit schneller Füllung erzeugt wird. Es ist auch möglich, diese Öffnungen so zu bemessen, daß die in den ersten wenigen Millisekunden des Vorgangs an­ zutreffende frühe Gasströmung, wie sie in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen vor­ liegt, reduziert wird. Weitere Vorteile ergeben sich außerdem daraus, daß mehr Ausle­ gungsmöglichkeiten in der Beziehung zwischen Strömungsfläche und Position vorliegen.

Ausführungsbeispiel 11

Dieses Ausführungsbeispiel gleicht dem Ausführungsbeispiel 10, jedoch wird hier ein Bi­ metall verwendet, um eine Selbsteinstellung in bezug auf eine Anfangstemperatur zu er­ möglichen. Dieses Ausführungsbeispiel ist in Fig. 14 dargestellt, wobei gleiche Teile wie­ derum durch gleiche Bezugszeichen benannt sind, die hier jedoch mit einem Index "j" ver­ sehen sind. Da dieses Ausführungsbeispiel mit einem gespeicherten Gas verwendet werden kann, ist eine Zündereinrichtung 24j zur Induzierung eines Zerreißens der berstfähigen Wand 20j dargestellt. Die Verwendung eines Bimetalls ist bei Federeinrichtungen wie bei­ spielsweise Belleville-Tellerfedern und Blattfedern möglich, und daher ist die Vorrichtung mit einer Belleville-Tellerfeder 80j dargestellt, die eine Seite 80j′ mit niedriger Ausdehnung und eine Seite 80j′′ mit hoher Ausdehnung hat. Die Scheibe oder Tellerfeder 80j kann so montiert werden, daß entweder die Richtung der Vorspannung der Scheibe nach oben zeigt oder daß die Oberseite nach unten gekehrt ist. Wie in dem vorhergehenden Ausführungsbei­ spiel beschrieben, kann mehr als eine derartige Scheibe verwendet werden. Die bimetalli­ sche Einrichtung muß so wirken, daß bei heißen Anfangstemperaturen die Kraft, die benö­ tigt wird, um den beweglichen Teil (Kolben) bis zu dem Punkt zu schieben, wo er an der Stopeinrichtung 175 anstößt, relativ größer ist, und daß bei kalten Anfangstemperaturen die Kraft, die benötigt wird, um den beweglichen Teil (Kolben) bis zu dem Punkt zu schieben, wo er anstößt, relativ kleiner ist. Um dieses zu erreichen, besteht die richtige Ausrichtung der Bimetallschichten darin, daß die Seite 80j′ mit niedriger Ausdehnung auf der konkaven Seite der Scheibe angeordnet ist und daß die Seite 80j′′ mit hoher Ausdehnung auf der kon­ vexen Seite angeordnet ist. Bei heißen Anfangsbedingungen ist die Anfangsposition des Kolbens 170 somit dichter bei dem Druckbehälter 10, wobei er einen weiteren Weg zurück­ legen muß, bevor er anstößt, als es der Fall bei kalten Anfangsbedingungen ist.

Bezugszeichenliste

10 Druckbehälter
12 zylindrischer Abschnitt
14 Endabdeckung
16 Endabdeckung
18 Rand
20 Berstscheibe, berstfähige Wand
24 Initialisierungsmittel
26 entzündbares Mittel
29 Zündmittel, Zündeinrichtung
60 Öffnung
62 Drucksensor, Drucküberwachungseinrichtung
64 Auffangvorrichtung für Bruchstücke
80 Belleville-Scheibe/-Ring/-Dichtungsring/-Tellerfeder
80 . . . ′ Seite mit niedriger Ausdehnung
80 . . . ′′ Seite mit hoher Ausdehnung
81 Halterungsvorsprung, Halterungslager
82 Sitz
83 ständig offene Strömungsbahn
84 Sitz
85 Strömungsbahn mit variabler Fläche
86 Schlitz, Durchbruch, Öffnung
87 Strömungsbahn mit variabler Fläche
88 Halterung
89 Schlitz, Durchbruch, Öffnung
90 Brückenstruktur
91 Abfluß
95 Verteilerbereich
96 Gehäuse
98 Airbag
150 Sitzring mit thermischer Ausdehnung
151 Bodenfläche
152 äußere Oberfläche
153 Nut
154 O-Ring
170 Kolben
171 Schlitz
172 Zylinder
173 Schlitz
174 Feder
175 Stopeinrichtung, Bewegungsbegrenzungseinrichtung
191 Entnahme-/Entlüftungsloch.

Die Bezugszeichen der einzelnen Ausführungsbeispiele sind zur Unterscheidung mit Indizes versehen. Dabei bezeichnet:
kein Index: Ausführungsbeispiel 1 (Fig. 3, 3A)
Index a: Ausführungsbeispiel 2 (Fig. 4)
Index b: Ausführungsbeispiel 3 (Fig. 5, 5A)
Index c: Ausführungsbeispiel 4 (Fig. 6)
Index d: Ausführungsbeispiel 5 (Fig. 7)
Index e: Ausführungsbeispiel 6 (Fig. 8)
Index f: Ausführungsbeispiel 7 (Fig. 9)
Index g: Ausführungsbeispiel 8 (Fig. 10)
Index h: Ausführungsbeispiel 9 (Fig. 11, 11A)
Index i: Ausführungsbeispiel 10 (Fig. 12, 13)
Index j: Ausführungsbeispiel 11 (Fig. 14).

Claims (60)

1. Aufblaseeinrichtung für einen Airbag für Kraftfahrzeuge, gekennzeichnet durch fol­ gende Merkmale:

• - einen Behälter (10), der eine Quelle (26) für ein unter Druck stehendes Gas ent­ hält, um einen Airbag (98) aufzublasen, wobei der Behälter (10) einen abge­ dichteten Auslaß (20) und Einrichtungen (29) zur Öffnung des abgedichteten Auslasses (20) in Reaktion auf die Erfassung eines Fahrzeugaufpralls hat;
• - impulsformende Ventileinrichtungen (80, 82, 84; 170, 172, 174), die zwischen der Gasquelle (10, 26) und dem Airbag (98) angeordnet sind und eine variable offene Strömungsfläche (83, 85, 87) haben, durch die das in den Airbag (98) eintretende Gas strömen muß, wobei die Strömungsrate des durch die impuls­ formende Ventileinrichtung (80, 82, 84; 170, 172, 174) strömenden Gases ver­ ändert wird, indem die offene Strömungsfläche (83, 85, 87) der impulsformen­ den Ventileinrichtung (80, 82, 84; 170, 172, 174) als Funktion der auf die im­ pulsformende Ventileinrichtung (80, 82, 84; 170, 172, 174) ausgeübten Kraft gesteuert wird, indem das Gas durch die impulsformende Ventileinrichtung (80, 82, 84; 170, 172, 174) strömt, wobei die Kraft in Beziehung steht zu der Diffe­ renz zwischen dem Druck des Gases in der Quelle (10, 26) und dem Druck in dem Airbag (98).

2. Aufblaseeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die impulsfor­ mende Ventileinrichtung (80, 82, 84; 170, 172, 174) so konstruiert und angeordnet ist, daß das Verhalten der offenen Strömungsfläche (83, 85, 87) der impulsformenden Ventileinrichtung (80, 82, 84; 170, 172, 174) so ist, daß die offene Strömungsfläche (83, 85,87) im allgemeinen mit steigenden Werten der auf die impulsformende Venti­ leinrichtung (80, 82, 84; 170, 172, 174) ausgeübten Kraft abnimmt, wobei sie jedoch immer mindestens so groß wie eine minimale ständig offene Strömungsfläche (83) bleibt, unabhängig davon, wie groß die Belastung wird.

3. Aufblaseeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Zeit­ punkt, zu dem sich der abgedichtete Auslaß (20) in Reaktion auf die Erfassung eines Fahrzeugaufpralls öffnet, die impulsformende Ventileinrichtung (80, 82, 84; 170, 172, 174) in einer derartigen Position ist, daß die offene Strömungsfläche (83, 85, 87) vollständig offen ist; und daß aufgrund des Öffnens des abgedichteten Auslasses (20) und der Erzeugung einer vorgegebenen Druckdifferenz über die impulsformende Ventileinrichtung (80, 82, 84; 170, 172, 174) die offene Strömungsfläche (83, 85, 87) abnimmt, wodurch die Strömungsrate des Gases verringert wird; und daß bei Errei­ chen einer vorgegebenen kleineren Druckdifferenz über die impulsformende Venti­ leinrichtung (80, 82, 84; 170, 172, 174) die offene Strömungsfläche (83, 85, 87) grö­ ßer wird, wodurch die Strömungsrate des Gases erhöht wird; und daß während des verbleibenden Teils des Vorgangs die offene Strömungsfläche (83, 85, 87) sich ent­ weder weiter vergrößert oder vollständig offen bleibt.

4. Aufblaseeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die impulsfor­ mende Ventileinrichtung (80, 82, 84; 170, 172, 174) eine ständig offene Öffnung (83, 86) aufweist, deren Fläche konstant ist, sowie eine variable Öffnung (85), deren Fläche im allgemeinen mit steigender Druckdifferenz über die impulsformende Ven­ tileinrichtung (80, 82, 84; 170, 172, 174) abnimmt und die für ausreichend große Werte der Druckdifferenz über die impulsformende Ventileinrichtung bis auf Null abnehmen kann, wobei die ständig offene Öffnung (83, 86) und die variable Öffnung (85) fluidmechanisch parallel zueinander angeordnet sind.

5. Aufblaseeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die offene Strömungsfläche (83, 85, 87) der impulsformenden Ventileinrichtung (80, 82, 84; 170, 172, 174) durch ein federartiges Element als Funktion der Belastung verändert wird, die auf ein bewegliches Element der impulsformenden Ventileinrichtung aus­ geübt wird.

6. Aufblaseeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das federartige Element eine Scheibe (80) ist, die einen inneren Umfang und einen äußeren Umfang hat und die so angeordnet ist, daß die Kraft auf die Scheibe (80) in einer Richtung ausgeübt wird, die im allgemeinen mit der zylindrischen Hauptachse der Scheibe (80) zusammenfällt.

7. Aufblaseeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (80) so geformt ist, daß bei der Abwesenheit einer äußeren Kraft der innere Umfang und der äußere Umfang der Scheibe (80) um einen Versetzungsabstand aus einer ko­ planaren Anordnung gegeneinander versetzt sind, der einem kleinen Bruchteil des äu­ ßeren Durchmessers der Scheibe (80) entspricht, wobei die verformte Scheibe eine Belleville-Tellerfeder ist.

8. Aufblaseeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Belleville-Tellerfeder (80) so angeordnet ist, daß die Richtung der durch die Fluid­ druckdifferenz ausgeübten Kraft derart verläuft, daß die Kraft dazu neigt, den Verset­ zungsabstand der Belleville-Tellerfeder (80) zu verringern.

9. Aufblaseeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Sitzein­ richtung (82, 84) vorgesehen ist, die zusammen mit einer der Sitzeinrichtung (82, 84) gegenüberliegenden Kante oder Oberfläche der Scheibe (80) den Zwischenraum fest­ legt, der die variable Öffnung (85) definiert.

10. Aufblaseeinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Um­ fang der Scheibe (80) auf einer Halterung (81) ruht, die im wesentlichen keine Strö­ mung des Gases unter dem inneren Umfang hindurch gestattet, und daß sich der äuße­ re Umfang der Scheibe (80) frei bewegen kann und so angeordnet ist, daß Gas daran vorbeifließen kann, wobei die variable Öffnung (85) durch den Zwischenraum defi­ niert ist, der durch den Sitz (82, 84) und die dem Sitz (82, 84) gegenüberliegende Kante oder Oberfläche der Scheibe (80) definiert ist.

11. Aufblaseeinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Um­ fang der Scheibe (80) auf einer Halterung (81) ruht, die im wesentlichen keine Strö­ mung von Gas unter dem äußeren Umfang hindurch gestattet, und daß sich der innere Umfang der Scheibe (80) frei bewegen kann und so angeordnet ist, daß Gas daran vorbeifließen kann, wobei die variable Öffnung (85) durch den Zwischenraum defi­ niert ist, der durch den Sitz (82, 84) und die dem Sitz (82, 84) gegenüberliegende Kante oder Oberfläche der Scheibe (80) definiert ist.

12. Aufblaseeinrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die ständig offene Öffnung Schlitze oder Durchbrüche (86, 89) in dem Sitz (82, 84) auf­ weist.

13. Aufblaseeinrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die ständig offene Öffnung ein Loch oder Löcher (86, 89) in der Fluidbegrenzung auf­ weist, die im allgemeinen den Bereich stromaufwärts von der variablen Öffnung (85) von dem Bereich stromabwärts von der variablen Öffnung (85) trennt.

14. Aufblaseeinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Um­ fang der Scheibe (80) auf einer Halterung (81) ruht und so angeordnet ist, daß Gas zumindest intermittierend darunter hindurchfließen kann, und daß sich der innere Umfang der Scheibe (80) frei bewegen kann und so angeordnet ist, daß das Gas daran vorbeifließen kann, wobei die variable Öffnung (85) durch die Summe aus einem er­ sten minimalen Zwischenraum, der durch einen ersten Sitz und eine dem ersten Sitz gegenüberliegende erste Kante der Scheibe definiert ist, und einem zweiten minimalen Zwischenraum definiert ist, der durch einen zweiten Sitz und eine dem zweiten Sitz gegenüberliegende zweite Kante der Scheibe definiert ist, wobei der erste Sitz eine Ventilwirkung auf die Strömung ausübt, die an dem inneren Umfang der Scheibe vorbeiströmt, und wobei der zweite Sitz eine Ventilwirkung auf die Strömung ausübt, die an dem äußeren Umfang der Scheibe vorbeiströmt, wobei der erste und der zweite Sitz zusammen einen Abfluß (91) definieren, der das gesamte Gas zu dem Airbag (98) leitet.

15. Aufblaseeinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Um­ fang der Scheibe (80) auf einer Halterung (81) ruht und so angeordnet ist, daß Gas zumindest intermittierend darunter hindurchfließen kann, und daß sich der äußere Umfang der Scheibe (80) frei bewegen kann und so angeordnet ist, daß das Gas daran vorbeifließen kann, wobei die variable Öffnung (85) durch die Summe aus einem er­ sten minimalen Zwischenraum, der durch einen ersten Sitz und eine dem ersten Sitz gegenüberliegende erste Kante der Scheibe definiert ist, und einem zweiten minimalen Zwischenraum definiert ist, der durch einen zweiten Sitz und eine dem zweiten Sitz gegenüberliegende zweite Kante der Scheibe definiert ist, wobei der erste Sitz eine Ventilwirkung auf die Strömung ausübt, die an dem inneren Umfang der Scheibe vorbeiströmt, und wobei der zweite Sitz eine Ventilwirkung auf die Strömung ausübt, die an dem äußeren Umfang der Scheibe vorbeiströmt, wobei der erste und der zweite Sitz zusammen einen Abfluß (91) definieren, der das gesamte Gas zu dem Airbag (98) leitet.

16. Aufblaseeinrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die ständig offene Öffnung Durchbrüche oder Schlitze in mindestens einem des ersten Sitzes und des zweiten Sitzes aufweist.

17. Aufblaseeinrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die ständig offene Öffnung mindestens ein Loch (86, 89) in der Fluidbegrenzung auf­ weist, die im allgemeinen den Bereich stromaufwärts von der variablen Öffnung (85) von dem Bereich stromabwärts von der variablen Öffnung (85) trennt.

18. Aufblaseeinrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die ständig offene Öffnung einen ständig offenen Spalt zwischen dem ersten Sitz und der dem ersten Sitz gegenüberliegenden ersten Kante der Scheibe aufweist, der existiert, wenn die Scheibe den zweiten Sitz berührt, oder einen ständig offenen Spalt zwischen dem zweiten Sitz und der dem zweiten Sitz gegenüberliegenden zweiten Kante der Scheibe, der existiert, wenn die Scheibe den ersten Sitz berührt.

19. Aufblaseeinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Sitz eine vorgegebene Konfiguration hat, um einen vergrößerten Umfang zu bilden, wobei aus­ gesparte Bereiche derart vorgesehen sind, daß die minimale Strömungsfläche durch den Zwischenraum zwischen dem Sitz und der dem Sitz gegenüberliegenden Oberflä­ che der Scheibe definiert ist, wobei alle lokalen Strömungsflächen, die zu der minima­ len Strömungsfläche hinführen und von dieser wegführen größer sind als die minimale Strömungsfläche.

20. Aufblaseeinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Sitze vorgesehen sind, die jeweils eine geschlossene Schleife definieren, wobei das Innere jeder dieser geschlossenen Schleifen offen ist, um einen Abfluß festzulegen, wobei al­ le Abflüsse fluidmechanisch parallel zueinander angeordnet sind, wobei ausgesparte Bereiche derart vorgesehen sind, daß die minimale Strömungsfläche durch den Zwi­ schenraum zwischen dem Sitz und der dem Sitz gegenüberliegenden Oberfläche der Scheibe definiert ist, wobei alle lokalen Strömungsflächen, die zu der minimalen Strömungsfläche hinführen und von dieser wegführen größer sind als die minimale Strömungsfläche.

21. Aufblaseeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (80) einen Stahl hoher Festigkeit aufweist.

22. Aufblasevorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Belleville-Tellerfeder in einem Parameterbereich verwendet wird, in dem die Kraft- Krümmungs-Kurve der Tellerfeder nicht linear ist.

23. Aufblaseeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasquelle (26) eine entzündbare Mischung aus Gasen ist, wobei die entzündbare Mischung auf­ grund eines Signals gezündet wird, das einen Fahrzeugaufprall angibt, wobei ein Druck durch die Entzündung erzeugt wird, durch den sich der abgedichtete Auslaß (20) öffnet.

24. Aufblaseeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasquelle (26) ein Reservoir eines gespeicherten nicht entzündbaren Gases ist, wobei der abge­ dichtete Auslaß (20) der Gasquelle (26) aufgrund eines Signals geöffnet wird, das ei­ nen Fahrzeugaufprall angibt.

25. Aufblaseeinrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß das gespei­ cherte nicht entzündbare Gas Helium oder eine Mischung ist, die einen wesentlichen Bestandteil von Helium enthält.

26. Aufblaseeinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der anfängliche Spalt mit der Anfangstemperatur variiert, wobei der anfängliche Spalt definiert ist als der Abstand zwischen dem Sitz oder den Sitzen und der benachbarten Kante oder Oberfläche der Scheibe, wobei der Sitz und die Kante oder Oberfläche der Scheibe zusammen die minimale Strömungsfläche definieren.

27. Aufblaseeinrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Verände­ rung des anfänglichen Spalts aus Veränderungen in der Höhenabmessung der Scheibe (80) resultiert, wobei die Höhenabmessung definiert ist als der Abstand entlang der axialen Richtung der axialsymmetrischen Scheibe (80) zwischen der Kante der Schei­ be (80), die sich am weitesten in eine Richtung entlang der axialen Richtung erstreckt, und der Kante der Scheibe (80), die sich am weitesten in die andere Richtung entlang der axialen Richtung erstreckt, wobei der Abstand in einem Zustand gemessen wird, in dem eine Null-Belastung auf die Scheibe (80) ausgeübt wird, wobei der Sitz in ei­ ner konstanten Position unabhängig von der Anfangstemperatur bleibt.

28. Aufblaseeinrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Verände­ rungen in der Höhenabmessung der Scheibe (80) erzielt werden, indem die Scheibe (80) aus einem bimetallischen Material hergestellt ist, das eine Schicht (80 . . . ′) aus ei­ nem Material mit niedriger thermischer Ausdehnung und eine Schicht (80 . . . ′′) aus ei­ nem Material mit hoher thermischer Ausdehnung aufweist, die miteinander verbunden sind, wobei die Schichten so ausgerichtet sind, daß sie den Abstand zwischen der Scheibe und dem Sitz oder den Sitzen als Funktion der Anfangstemperatur einstellen, wobei der Abstand mit steigender Anfangstemperatur ansteigt und wobei der Abstand in einem Zustand gemessen wird, in dem eine Null-Belastung auf die Scheibe ausge­ übt wird.

29. Aufblaseeinrichtung nach einem der Ansprüche 10, 11, 19 oder 20, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Scheibe (80) ein bimetallisches Material aufweist, um den Abstand zwischen dem Sitz und der dem Sitz gegenüberliegenden Kante oder Oberfläche der Scheibe als Funktion der Anfangstemperatur einzustellen, wobei der Abstand mit zunehmender Anfangstemperatur ansteigt und wobei der Abstand in einem Zustand gemessen wird, in dem eine Null-Belastung auf die Scheibe ausgeübt wird.

30. Aufblaseeinrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (80) ein bimetallisches Material aufweist, um den ersten Abstand zwischen dem ersten Sitz und der dem ersten Sitz gegenüberliegenden ersten Kante der Scheibe (80) als Funktion der Anfangstemperatur einzustellen und um den zweiten Abstand zwischen dem zweiten Sitz und der dem zweiten Sitz gegenüberliegenden zweiten Kante der Scheibe (80) einzustellen, wobei der erste Abstand und der zweite Abstand in einem Zustand gemessen werden, indem eine Null-Belastung auf die Scheibe (80) ausgeübt wird, wobei der erste Abstand und der zweite Abstand mit steigender An­ fangstemperatur zunehmen.

31. Aufblaseeinrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß das bimetalli­ sche Material ein Material hoher Ausdehnung mit der Zusammensetzung 22% Ni, 3% Cr und Restanteil Fe, sowie ein Material niedriger Ausdehnung mit der Zusam­ mensetzung 36% Ni und Restanteil Fe aufweist.

32. Aufblaseeinrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (80) ihre Stellung unabhängig von der Anfangstemperatur beibehält, wobei die Stel­ lung gemessen wird, wenn keine Belastung oder Druckdifferenz auf die Scheibe (80) wirkt, und daß der Sitz (82, 84) seine Stellung als Funktion der Anfangstemperatur einstellt.

33. Aufblaseeinrichtung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Position des Sitzes (82, 84) als Funktion der Anfangstemperatur mittels eines der Sitze (82, 84) eingestellt wird, wobei die Struktur, die den Sitz positioniert, aus einem Material her­ gestellt ist, das einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten hat, der unterschiedlich zu dem thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Materials ist, das für die Scheibe (80) und für die Struktur verwendet wird, die die Scheibe (80) positioniert, wobei sich der Sitz (82, 84) relativ zu der Scheibe (80) unter dem Einfluß einer thermischen Ausdehnung bewegen kann.

34. Aufblaseeinrichtung nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Position des Sitzes (82) durch eine thermische Verschiebung in einer Richtung eingestellt ist, die im allgemeinen mit der axialen Richtung der Hauptgeometrie der im allgemeinen axialsymmetrischen impulsformenden Ventileinrichtung zusammenfällt.

35. Aufblaseeinrichtung nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Position des Sitzes (82) durch eine thermische Verschiebung des Sitzes (82) in einer Richtung eingestellt ist, die im allgemeinen radial in bezug auf die Hauptachsen der im allge­ meinen axialsymmetrischen impulsformenden Ventileinrichtung verläuft, wobei der Sitz (82) eine gewinkelte Oberfläche aufweist, an der eine bewegbare Kante der Scheibe (80) anliegen kann, wobei die gewinkelte Oberfläche so angeordnet ist, daß die Verschiebung des Sitzes (82) in der radialen Richtung in einer Veränderung des axialen Abstands resultiert, um den sich die bewegbare Kante der Scheibe (80) bewe­ gen muß, bevor sie die gewinkelte Oberfläche berührt.

36. Aufblaseeinrichtung nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß sie Zentrier­ einrichtungen (153, 154) aufweist, um den Sitz (82) koaxial zu der Hauptachse der Scheibe (80) zu halten, wenn sich der Sitz (82) aufgrund von Veränderungen der An­ fangstemperatur ausdehnt und zusammenzieht.

37. Aufblaseeinrichtung nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß ein O-Ring (154) vorgesehen ist, um eine Gasströmung durch einen Spalt zu verhindern, der sich aufgrund der thermischen Verschiebung des Sitzes (82) öffnen kann.

38. Aufblaseeinrichtung nach den Ansprüchen 36 und 37, dadurch gekennzeichnet, daß der O-Ring (154) zur Verhinderung der Gasströmung auch als Zentriereinrichtung dient.

39. Aufblaseeinrichtung nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Po­ sition des O-Rings (154) so gewählt ist, daß es keine radial auswärts gerichtete Net­ tokraft oder radial einwärts gerichtete Nettokraft auf den Sitz (82) mit thermischer Expansion aufgrund von Fluiddrücken während des Vorgangs gibt.

40. Aufblaseeinrichtung nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu der thermischen Verschiebung des Sitzes (82) in radialer Richtung eine thermische Verschiebung des Sitzes (82) in axialer Richtung besteht.

41. Aufblaseeinrichtung nach einem der Ansprüche 34, 35 oder 40, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Sitz (82) oder die Struktur, die die Position des Sitzes (82) be­ stimmt, aus einem Polymermaterial hergestellt ist.

42. Aufblaseeinrichtung nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymer­ material Polytetrafluoräthylen ist.

43. Aufblaseeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Element der impulsformenden Ventileinrichtung, das sich in Reaktion auf eine Kraft bewegt, einen Kolben (170) aufweist, der innerhalb eines Zylinders (172) angeordnet ist, wobei die Kraft auf den Kolben (170) durch das Gas ausgeübt wird, das durch die impulsformende Ventileinrichtung strömt, wobei die Belastung durch das federartige Element (174) aufgenommen wird, wobei die offene Strömungsfläche (83, 85, 87) dadurch definiert ist, daß mindestens eine der Kanten des Kolbens (170) derart wirkt, daß Schlitze (173) in dem Zylinder (172) als Funktion der Position des Kolbens (170) geschlossen und geöffnet werden.

44. Aufblaseeinrichtung nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, daß das federartige Element (174) mindestens eine Belleville-Tellerfeder ist.

45. Aufblaseeinrichtung nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, daß die Belleville- Tellerfeder in einem Parameterbereich verwendet wird, in dem die Kraft- Krümmungs-Kurve der Tellerfeder nicht linear ist.

46. Aufblaseeinrichtung nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, daß das federartige Element (174) eine Blattfeder ist.

47. Aufblaseeinrichtung nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, daß das federartige Element (174) eine Schraubenfeder ist.

48. Aufblaseeinrichtung nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitz (173) einen Umfang derart hat, daß sich das Umfangsausmaß des Schlitzes (173) als Funktion der Strecke der Verschiebung des Kolbens (170) verändert.

49. Aufblaseeinrichtung nach Anspruch 48, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitz (173) in dem Zylinder (172) und der Schlitz (171) in dem Kolben (170) zunehmend breiter werden, wenn der Kolben (170) eine zunehmende Verschiebung von der Posi­ tion erfährt, die er innehat, wenn keine Kraft auf ihn ausgeübt wird.

50. Aufblaseeinrichtung nach Anspruch 48, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitz (173) in dem Zylinder (172) und der Schlitz (171) in dem Kolben (170) zunehmend enger werden, wenn der Kolben (170) eine zunehmende Verschiebung von seiner Ru­ heposition erfährt, wobei die Ruheposition die Position ist, die der Kolben innehat, wenn keine Kraft auf ihn ausgeübt wird.

51. Aufblaseeinrichtung nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitz (171) in dem Kolben (170) und der Schlitz (173) in dem Zylinder (172) mehrere Rei­ hen von Schlitzen aufweisen, wobei einige der Schlitze beginnen, geschlossen zu werden, wenn der Kolben (170) beginnt, von seiner Ruheposition weg verschoben zu werden, und wobei andere der Schlitze beginnen, bei einer Verschiebungsposition ge­ schlossen zu werden, die eine weitere Verschiebung aufweist als die unbelastete Posi­ tion des Kolbens (170).

52. Aufblaseeinrichtung nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (171) in dem Kolben (170) und die Schlitze (173) in dem Zylinder (172) mehrere Reihen von Schlitzen aufweisen, wobei einige der Schlitze aufhören, geschlossen zu werden, wenn der Kolben (170) eine bestimmte Verschiebung erreicht, und wobei an­ dere der Schlitze aufhören, bei einer Verschiebung geschlossen zu werden, bevor der Kolben (170) die bestimmte Verschiebung erreicht.

53. Aufblaseeinrichtung für einen Airbag für Kraftfahrzeuge, gekennzeichnet durch fol­ gende Merkmale:

• - einen Behälter (10) für eine Quelle (26) für ein unter Druck stehendes Gas zum Aufblasen eines Airbags (98), wobei der Behälter (10) einen abgedichteten Aus­ laß (20) sowie Einrichtungen (29) zum Öffnen des Auslasses (20) in Reaktion auf das Erfassen eines Fahrzeugaufpralls hat;
• - ein System von Durchgängen zur Kopplung des Auslasses (20) mit dem Inneren des Airbags (98);
• - impulsformende Ventileinrichtungen (80, 82, 84; 170, 172, 174) zur Formung des Impulses von Gas, das durch das System von Durchgängen strömt, als Funktion der Strömung des Gases durch den Auslaß (20), wobei die Strömungs­ rate des Gases durch das System von Durchgängen, die der Öffnung des Auslas­ ses (20) folgt, so gesteuert ist, daß ein monotone Druck-Zeit-Kurve für das Gas erzielt wird, das durch das System von Durchgängen fließt.

54. Aufblaseeinrichtung nach Anspruch 53, dadurch gekennzeichnet, daß die impuls­ formende Ventileinrichtung (80, 82, 84; 170, 172, 174) eine Gasströmungsrate liefert, die während der kurzen Zeitdauer eines Fahrzeugaufpralls einen relativ langsameren Wert über der Zeit hat, gefolgt von einem schnelleren Wert und wiederum gefolgt von einem Abfallen, wobei das System von Durchgängen einen ersten Teil hat, der ständig offen ist, um den relativ langsameren Wert der Gasströmungsrate zu liefern, sowie ei­ nen zweiten Teil, in dem die impulsformende Ventileinrichtung eine Belleville- Scheibe (80) aufweist, die den zweiten Teil des Systems von Durchgängen normaler­ weise öffnet und die den zweiten Teil bei Erreichen eines vorgegebenen Gasdrucks in­ nerhalb des Systems von Durchgängen schließt, um den relativ langsameren Wert der Gasströmungsrate zu liefern, und die den zweiten Teil bei Erreichen eines niedrigeren Gasdrucks öffnet, um den schnelleren Wert der Gasströmungsrate zu liefern, dem ein Abfallen folgt.

55. Aufblaseeinrichtung nach Anspruch 53, dadurch gekennzeichnet, daß das System von Durchgängen einen ersten Teil hat, der ständig offen ist, um einen relativ klein­ eren Wert der Gasströmungsrate zu liefern, und daß Ventileinrichtungen vorgesehen sind, die einen zweiten Teil des Systems von Durchgängen normalerweise öffnen, wobei eine Belleville-Scheibe (80) mit den Ventileinrichtungen gekoppelt ist, um die Ventileinrichtungen zu betätigen, daß sie den zweiten Teil bei Erreichen eines vorge­ gebenen Gasdrucks innerhalb des Systems von Durchgängen schließen, um den lang­ sameren Wert der Gasströmungsrate zu liefern, und wobei die Ventileinrichtungen weiter betätigt werden, um den zweiten Teil bei Erreichen eines niedrigeren vorgege­ benen Gasdrucks innerhalb des Systems von Durchgängen zu öffnen, um einen schnelleren Wert der Gasströmungsrate zu liefern, dem ein Abfallen folgt.

56. Aufblaseeinrichtung nach Anspruch 54 oder 55, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (80) bimetallisch ist, um die Position der Scheibe (80) in Reaktion auf die Umgebungstemperatur einzustellen.

57. Aufblaseeinrichtung nach Anspruch 54 oder 55, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (80) einen äußeren Umfangsrand und einen inneren Umfangsrand sowie Ein­ richtungen zur Verankerung des inneren Rands aufweist.

58. Aufblaseeinrichtung nach Anspruch 54 oder 55, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (80) einen äußeren Umfangsrand und einen inneren Umfangsrand sowie Ein­ richtungen zur Verankerung des äußeren Rands aufweist.

59. Aufblaseeinrichtung nach Anspruch 54 oder 55, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (80) so konstruiert und angeordnet ist, daß sie den zweiten Teil des Systems von Durchgängen anfänglich nur für einen kurzen Moment vor dem Schließen offen­ hält.

60. Aufblaseeinrichtung nach Anspruch 53, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (10) in einem Gehäuse (96) montiert ist und daß ein Airbag (98) mit dem Gehäuse (96) gekoppelt ist, wobei das Innere des Behälters (10) nach dem Öffnen des Auslas­ ses (20) in Fluidverbindung mit dem System von Durchgängen steht.