DE19626809A1

DE19626809A1 - Sofortwirkender Gaserzeuger für Aufblaszwecke

Info

Publication number: DE19626809A1
Application number: DE1996126809
Authority: DE
Inventors: Harald Bauer; Walter Jung
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-08-11
Filing date: 1996-07-03
Publication date: 1997-02-13
Also published as: JPH0952568A

Description

Stand der Technik

Die vorliegende Erfindung betrifft einen sofort wirkenden Gaserzeuger für Aufblaszwecke, welcher für das Aufblasen zum Beispiel eines Airbags für ein Auto oder eines Rettungsbootes geeignet ist.

Gewöhnliche Airbags, die zum Beispiel in Autos und ähnlichem verwendet werden, werden durch ein Verbrennungsgas aufgeblasen, welches sich infolge der Verbrennung einer Sprengladung schnell ausdehnt.

Als Vorrichtungen, die nicht von diesem Typ sind, bei dem ein Aufblasen durch ein Verbrennungsgas erfolgt, wurden weiterhin, wie in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. S. 54-2456 offenbart wurde, Vorrichtungen vorgeschlagen, bei denen ein unter hohem Druck stehendes Gas in einem Druckbehälter eingeschlossen ist und ein Airbag oder ähnliches unter Verwendung dieses Gases aufgeblasen wird. Bei diesen Vorrichtungen vom Druckgas-Typ sind, im Gegensatz zu Vorrichtungen vom Verbrennungsgas-Typ, Maßnahmen zur Handhabung des Verbrennungsgases, Maßnahmen zur Bewältigung der Hitze zum Zeitpunkt der Verbrennung und Maßnahmen, die mit der Herstellung der Sprengladung zusammenhängen, unnötig, und es mußte möglich sein, die Herstellungskosten zu senken.

Bei herkömmlichen Vorrichtungen vom Druckgas-Typ sind jedoch noch keine geeigneten Mechanismen für die augenblickliche Einleitung des in dem Druckbehälter eingeschlossenen Gases in den Airbag entwickelt worden. Zum Beispiel muß im Falle eines Airbags für ein Auto der Airbag innerhalb von beispielsweise 0,03 Sekunden nach der Wahrnehmung einer Kollision aufgeblasen werden, doch mit herkömmlichen Vorrichtungen vom Druckgas-Typ war es bisher schwierig, diese Forderung zu erfüllen.

Bei einer Vorrichtung vom Druckgas-Typ besteht außerdem, wenn Gas aus dem Druckbehälter entwichen ist, die Gefahr, daß der Airbag nicht aufgeblasen wird, wenn er gebraucht wird.

Aus diesen Gründen werden für Airbags immer noch Vorrichtungen vom Verbrennungsgas-Typ verwendet, bei denen Sprengladungen benutzt werden.

Neben Airbags wurde die Verwendung von Vorrichtungen vom Druckgas-Typ als Vorrichtungen zum sofortigen Aufblasen von Rettungsbooten, die als Lebensrettungsausrüstung auf Schiffen verwendet werden, untersucht. In diesem Falle ist, um die Zuverlässigkeit im Hinblick auf Druckverluste zu gewährleisten, in Abständen von einigen Jahren eine Wartung der Druckbehälter erforderlich, und die Ausgaben hierfür summieren sich.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung entstand in Anbetracht dieser Situation, und eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen sofortigen Gaserzeuger vom Druckgas-Typ für Aufblaszwecke bereitzustellen, welcher für das sofortige Aufblasen zum Beispiel eines Airbags für ein Auto oder eines Rettungsbootes oder ähnliches in hohem Maße geeignet und praktisch anwendbar ist.

Um die obengenannte Aufgabe und andere Aufgaben zu lösen, umfaßt ein sofortwirkender Gaserzeuger für Aufblaszwecke gemäß der Erfindung einen Druckbehälter, in dessen Innerem eine Druckkammer ausgebildet ist, in welcher ein unter Druck stehendes Fluid eingeschlossen ist, eine Auslaßplatte, die an dem Druckbehälter ange bracht ist und einen Teil einer Wand bildet, welche die Druckkammer begrenzt, Zerstörungsmittel, die in der Nähe der Auslaßplatte angebracht und für das Zerstören der Auslaßplatte bei einem Aufprallsignal bestimmt sind, und ein Drucksensormittel für die Erkennung des Druckes im Inneren der Druckkammer.

Das Drucksensormittel kann aus einem Stück mit der Oberfläche der Auslaßplatte hergestellt sein.

Weiterhin kann ein sofortwirkender Gaserzeuger für Aufblaszwecke gemäß der Erfindung auch eine als Sicherheitsventil dienende Platte umfassen, die an dem Druckbehälter angebracht ist und einen Teil der Wand bildet, welche die Druckkammer begrenzt.

Weiterhin kann ein sofortwirkender Gaserzeuger für Aufblaszwecke gemäß der Erfindung auch eine als Sicherheitsventil dienende dünne Platte umfassen, die an dem Druckbehälter angebracht ist und einen Teil der Wand bildet, welche die Druckkammer begrenzt, und das Druck sensormittel kann aus einem Stück mit dieser als Sicher heitsventil dienenden Platte hergestellt sein.

Ferner kann ein Sensorhalter, an dem ein Drucksensormittel angebracht ist, an der dünnen Auslaß platte befestigt sein.

Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung umfaßt ein sofortwirkender Gaserzeuger für Aufblaszwecke einen Druckbehälter, in dessen Innerein eine Druckkammer ausge bildet ist, in welcher ein unter Druck stehendes Fluid eingeschlossen ist, eine dünne Abschnitte aufweisende Auslaßplatte, die an dem Druckbehälter angebracht ist und einen Teil einer Wand bildet, welche die Druckkammer begrenzt, Zerstörungsmittel, die in der Nähe der Auslaß platte angebracht und für das Zerstören der Auslaßplatte bei einem Aufprallsignal bestimmt sind, und ein Druck sensormittel, das mit der Auslaßplatte aus einem Stück hergestellt und in der Nähe der dünnen Abschnitte dersel ben angeordnet ist, für die Erkennung des Druckes im Inneren der Druckkammer.

Diese Vorrichtungen für die sofortige Erzeugung eines Gases zum Aufblasen umfassen vorzugsweise weiterhin: Speichermittel für das Lesen von Druckdaten vom Drucksensormittel und das Speichern dieser Druckdaten in vorgegebenen kurzen Zeitabständen; Bestimmungsmittel, um zu bestimmen, ob die in den Speichermitteln gespei cherten Druckdaten über einem vorgegebenen Bezugsdruck liegen oder nicht; Alarmmittel zur Erzeugung eines Ausgangssignals, wie etwa eines Warnsignals, wenn der mit Hilfe der Bestimmungsmittel bestimmte Druck unter dem Bezugsdruck liegt; Aufprall-Wahrnehmungsmittel für das Wahrnehmen eines Aufpralls; und Aufprall-Aufzeichnungs steuerungsmittel, die dazu bestimmt sind, nach der Wahrnehmung eines Aufpralls durch die Aufprall- Wahrnehmungsmittel die Druckdaten eines vorgegebenen Zeitabschnitts nach dem Aufprall in vorgegebenen kurzen Zeitabständen in den Speichermitteln zu speichern.

Da ein Drucksensormittel für die Überwachung des Druckes im Inneren des Druckbehälters vorgesehen ist, kann in einem erfindungsgemäßen sofortwirkenden Gas erzeuger für Aufblaszwecke, wenn im Laufe der Zeit infolge eines Entweichens von Gas aus dem Druckbehälter oder ähnlichem eine Veränderung eingetreten ist, eine ent sprechende Warnung erfolgen. Folglich ist es möglich, eine Situation zu vermeiden, wo der Airbag oder das Rettungsboot nicht aufgeblasen wird, wenn er bzw. es benötigt wird.

Außerdem ist es durch Benutzung des Ausgangssignals des Drucksensormittels möglich, die Druckänderungen, die während einer Kollision im Inneren des Druckbehälters eintreten, nichtflüchtig zu speichern. Durch die Analyse dieser Druckänderungsdaten nach einer Kollision ist es möglich, zu prüfen, ob der Airbag ordnungsgemäß funktioniert hat oder nicht.

Wenn keine sehr hohe Druckfestigkeit (Berstdruck) des Druckbehälters gewährleistet werden kann, ist es vorzuziehen, daß zusätzlich eine als Sicherheitsventil dienende Platte vorgesehen wird, die dünner ist als die Auslaßplatte. Die als Sicherheitsventil dienende Platte ist dazu bestimmt, den Druck zu vermindern, bevor der Druckbehälter birst, wenn aus irgendeinem Grunde der Druck im Inneren des Druckbehälters zu stark angewachsen ist.

Bei der vorliegenden Erfindung werden als Zerstörungsmittel vorzugsweise eine kleine Sprengladung und ein Zünder verwendet.

Diese kleine Sprengladung muß lediglich ausreichend sein, um augenblicklich die Auslaßplatte oder die dünne Abschnitte aufweisende Auslaßplatte zu zerstören, und muß kein Verbrennungsgas zum Aufblasen erzeugen. Durch die kleine Explosion dieser Sprengladung wird die Auslaßplatte oder die dünne Abschnitte aufweisende Auslaßplatte zerstört, und das unter Druck stehende Gas im Inneren des Druckbehälters wird in einen aufzu blasenden Gegenstand, wie etwa einen Airbag oder ein Rettungsboot, eingeleitet.

Im Gegensatz zur Verwendung zum Aufblasen eines Airbag kann es sich bei der Verwendung zum Aufblasen eines Rettungsbootes, da keine so hohe Ansprechgeschwindigkeit erforderlich ist, bei den Zer störungsmitteln um Mittel handeln, welche die Auslaß platte mechanisch durchbohren.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine schematische Schnittzeichnung eines sofortwirkenden Gaserzeugers für Aufblaszwecke gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 2(A) und 2(B) sind vergrößerte Schnittzeich nungen von wesentlichen Abschnitten von Teil II von Fig. 1.

Fig. 3 ist eine vergrößerte Schnittzeichnung von wesentlichen Abschnitten von Teil III von Fig. 1.

Fig. 4 ist ein Schaltplan, welcher ein Beispiel eines Drucksensors zeigt.

Fig. 5 ist eine schematische Schnittzeichnung von wesentlichen Abschnitten eines sofortwirkenden Gas erzeugers für Aufblaszwecke gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 6 ist eine schematische Schnittzeichnung von wesentlichen Abschnitten eines sofortwirkenden Gaser zeugers für Aufblaszwecke gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 7 ist ein Diagramm, welches einen Zusammenhang zwischen plattendicke und Berstdruck bei den in Fig. 1 und Fig. 6 dargestellten Ausführungsformen zeigt.

Fig. 8 ist ein Diagramm, welches einen Zusammenhang zwischen der dimensionslos gemachten Platte ndicke und dem Berstdruck bei den in Fig. 1 und Fig. 6 dargestellten Ausführungsformen zeigt.

Fig. 9 ist eine schematische Schnittzeichnung von wesentlichen Abschnitten eines sofortwirkenden Gaser zeugers für Aufblaszwecke gemäß einer noch weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Fig. 10 ist ein Blockschaltbild einer Schaltung zur Verarbeitung eines Ausgangssignals eines Drucksensors.

Fig. 11 ist ein Diagramm, welches die Druckänderung nach einem Aufprall zeigt.

Fig. 12 ist eine schematische Darstellung, welche die Beziehung zwischen Adressen und Daten, die in einem Speicher gespeichert werden, zeigt.

Fig. 13 ist ein Flußdiagramm, welches die Funk tionsweise von Fig. 10 zeigt.

Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Die erfindungsgemäße Vorrichtung für die sofortige Erzeugung eines Gases zum Aufblasen wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsformen, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind, ausführlich beschrieben.

Erste bevorzugte Ausführungsform

Wie in Fig. 1 dargestellt, hat eine Vorrichtung für die sofortige Erzeugung eines Gases zum Aufblasen 2 dieser bevorzugten Ausführungsform einen Druckbehälter 4, in dessen Innerem eine Druckkammer 7 ausgebildet ist, in welcher ein unter Druck stehendes Fluid eingeschlossen ist. Als im Druckbehälter 4 eingeschlossenes Gas kann zum Beispiel Luft oder ein nicht brennbares Gas vorzugsweise verwendet werden. Der Gasdruck im Druckbehälter 4 wird entsprechend der Anwendung gewählt, für die die Vorrich tung für die sofortige Erzeugung eines Gases zum Aufblasen 2 verwendet werden soll, und wenn sie zum Beispiel als Vorrichtung zum Aufblasen eines Airbags eines Autos oder eines Rettungsbootes verwendet werden soll, ist ein Druck von ungefähr 200 bis 300 kp/cm² vorzuziehen.

Der Druckbehälter 4 wird zum Beispiel aus Kohlenstoffstahl (z. B. S10C) oder rostfreiem Stahl (z. B. SUS430) oder ähnlichem gefertigt. Dieser Druckbehälter ist zylindrisch; wie in Fig. 2(A) dargestellt, ist in einem am hinteren Ende befindlichen Teil 3 dieses Druck behälters eine Öffnung 6 zum Einfüllen von unter Druck stehendem Gas ausgebildet, und nachdem ein unter Druck stehendes Gas mittels eines Verfahrens, das im deutschen Patent Nr. DE 42 08 841 C1 offenbart wurde, durch diese Einfüllöffnung 6 eingefüllt wurde, wird, wie in Fig. 2(B) dargestellt, die Einfüllöffnung 6 mittels Laserschweißen bearbeitet, und ein Schweißabschnitt 15 verschließt die Einfüllöffnung 6.

Wie in Fig. 1 dargestellt, ist am vorderen Ende 5 des Druckbehälters 4 eine Auslaßplatte 8 angebracht. Die Einzelheiten dieses Teils sind in Fig. 3 dargestellt. Wie Fig. 3 zeigt, ist am vorderen Ende 5 des Druckbe hälters 4 ein Auslaß 9 ausgebildet. Dieser Auslaß 9 ist durch die Auslaßplatte 8 verschlossen. Längs des Umfangs der Auslaßplatte 8 ist ein Verstärkungsring 14 ange bracht; mittels Laserschweißen ist von oberhalb des Verstärkungsrings 14 ein Schweißabschnitt 22 ausgebildet, und der Verstärkungsring 14 und die Auslaßplatte 8 sind am vorderen Ende 5 des Druckbehälters 4 befestigt. Infolgedessen bildet die Auslaßplatte 8 einen Teil der Wand der Druckkammer 7 und schließt das unter Druck stehende Gas in der Druckkammer 7 ein.

Im Verstärkungsring 14 ist etwa mittels Verschraubung oder Verstemmung eine Kappe 16 eingebaut. Zwischen der Kappe 16 und der Auslaßplatte 8 sind eine kleine Sprengladung 18 und ein Zünder als Zerstörungs mittel angebracht. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform sind sie an der Innenseite der Kappe 16 angebracht. An den Zünder der kleinen Sprengladung 18 ist ein Eingangs draht 20 angeschlossen. Wenn über den Eingangsdraht 20 ein auf einem Aufprallsignal basierendes Zündsignal gesendet wird, explodiert die kleine Sprengladung 18 und zerstört die Auslaßplatte 8.

In die Auslaßplatte 8 ist ein Drucksensor 10 (Druckwahrnehmungsmittel) eingebaut, der zum Beispiel einen in Fig. 4 dargestellten Schaltungsaufbau besitzt. Bei dem Drucksensor 10 muß es sich nicht um einen Drucksensor von einem bestimmten Typ handeln, doch werden zum Beispiel Dehnungsmeßstreifen 11 verwendet und in der Form einer Wheatstonebrücke von der in Fig. 4 dargestellten Art angeschlossen, so daß sie den Druck erkennen können, der auf die Auslaßplatte 8 einwirkt. Der Drucksensor 10 ist mittels eines Ausgangsdrahtes 12 mit einer äußeren Schaltung verbunden. Dieser Ausgangsdraht 12 kann im gleichen Kabel angeordnet werden wie der Eingangsdraht 20. Das Kabel wird zum Beispiel an der Stelle herausgeführt, wo die Kappe 16 und der Verstärkun gsring 14 miteinander verbunden sind.

Die Auslaßplatte 8 ist keinen besonderen Einschr änkungen unterworfen und besteht zum Beispiel aus rost freiem Stahl (z. B. SUS 301, SUS 304). Die Dicke der Auslaßplatte 8 ist so bemessen, daß die Auslaßplatte 8 dem Druck in der Druckkammer 7 standhalten kann, jedoch durch die Sprengkraft der kleinen Sprengladung 18 zer stört wird; sie ist keinen besonderen Einschränkungen unterworfen, beträgt jedoch bei dieser bevorzugten Ausführungsform ungefähr 0,6 mm. In Anbetracht dessen, daß der Drucksensor 10 mit der Auslaßplatte 8 aus einem Stück hergestellt wird, ist es nicht wünschenswert, daß die Auslaßplatte 8 zu dünn gewählt wird.

Wenn aus irgendeinen Grund der Innendruck zu hoch geworden ist, ist es erforderlich, daß die Auslaßplatte 8 als Sicherheitsventil fungiert, welches den Druck vermindert, bevor der Druckbehälter 4 birst. Das heißt, dadurch, daß die Auslaßplatte 8 als Sicherheitsventil fungiert, wenn keine sehr hohe Druckfestigkeit (Berst druck) des Druckbehälters 4 gewährleistet werden kann, kann verhindert werden, daß der Druck im Inneren des Druckbehälters 4 zu hoch wird.

Bei dieser bevorzugten Ausführungsform wird der Zusammenhang zwischen der Dicke t und dem Berstdruck (dem Druck, bei dem die Auslaßplatte 8 bricht) der Auslaß platte 8, wenn der Innendurchmesser D des Auslasses 9 11 mm beträgt, durch die Kurve vom Typ A in Fig. 7 beschrieben. Aus dieser Kurve ist ersichtlich, daß der Berstdruck um so höher ist, je größer die Dicke t ist. Weiterhin wird der Zusammenhang zwischen einem Wert r/t, den man erhält, indem man die Dicke t der Auslaßplatte 8 mit Hilfe des Innendurchmessers (D = 2r) des Auslasses 9 dimensionslos macht, durch die Kurve vom Typ A in Fig. 8 beschrieben. Aus dieser Kurve ist ersichtlich, daß der Berstdruck um so niedriger ist, je größer der Innendurch messer 2r ist oder je kleiner die Dicke t ist. Die Menge der in Fig. 3 dargestellten kleinen Sprengladung 18 wird auf der Grundlage dieser Zusammenhänge angepaßt.

Da der Drucksensor 10 fuhr die Überwachung des Druckes im Inneren der Vorrichtung für die sofortige Erzeugung eines Gases zum Aufblasen 2 vorgesehen ist, kann in der Vorrichtung für die sofortige Erzeugung eines Gases zum Aufblasen 2, wenn im Laufe der Zeit infolge eines Entweichens von Gas aus dem Druckbehälter 4 oder ähnlichem eine Veränderung eingetreten ist, eine entspre chende Warnung erfolgen. Somit ist es möglich, eine Situation zu vermeiden, wo der Airbag oder das Rettungsboot nicht aufgeblasen wird, wenn er bzw. es benötigt wird.

Ferner explodiert bei dieser bevorzugten Ausführungsform die kleine Sprengladung 18, wenn das Zündsignal über den Eingangsdraht 20 übertragen wird. Dies bewirkt, daß die Auslaßplatte 8 sofort bricht und das im Druckbehälter 4 befindliche, unter Druck stehende Gas augenblicklich in den aufzublasenden Gegenstand eingeleitet wird, wie etwa einen Airbag oder ein Rettung sboot. Infolgedessen kann der Airbag oder das Rettungs boot augenblicklich aufgeblasen werden (zum Beispiel innerhalb von 0,025 Sekunden).

Zweite bevorzugte Ausführungsform

Wie in Fig. 5 dargestellt, ist in einer Vorrich tung für die sofortige Erzeugung eines Gases zum Aufblasen 2a dieser bevorzugten Ausführungsform in einer Richtung, die im wesentlichen zu einem Auslaß 9a am vorderen Ende 5a eines Druckbehälters 4a orthogonal ist, eine Durchgangsbohrung 13 vorgesehen. Eine Auslaßplatte 8a, die mit einem Drucksensor 10 von der gleichen Art wie der bei der ersten bevorzugten Ausführungsform verwendete ausgestattet ist, ist wie oben beschrieben an einem offenen Ende der Durchgangsbohrung 13 befestigt. Diese bevorzugte Ausführungsform stimmt auch darin mit der ersten bevorzugten Ausführungsform überein, daß eine kleine Sprengladung 18a und ein Zünder zwischen der Auslaßplatte 8a und einer Kappe 16a angebracht sind. Ein Eingangsdraht 20a ist an die kleine Sprengladung 18a angeschlossen, und ein Ausgangsdraht 12a ist an den Drucksensor 10 angeschlossen.

Am anderen offenen Ende der Durchgangsbohrung 13 ist eine als Sicherheitsventil dienende Platte 24 ange bracht. Der Umfang dieser als Sicherheitsventil dienenden Platte 24 ist an dem Druckbehälter 4a mittels eines durch Laserschweißen hergestellten Schweißabschnitts 28 befest igt. Diese als Sicherheitsventil dienende Platte 24 bildet, ebenso wie die Auslaßplatte 8a, einen Teil der Wand einer Druckkammer 7.

Die als Sicherheitsventil dienende Platte 24 ist dazu bestimmt, den Druck zu vermindern, bevor der Druck behälter 4a birst, wenn aus irgendeinem Grunde der Innendruck zu stark angewachsen ist. Wenn keine sehr hohe Druckfestigkeit (Berstdruck) des Druckbehälters 4a gewährleistet werden kann, wird getrennt von der Platte 8a eine als Sicherheitsventil dienende Platte 24 vorgese hen, die bei einem Druck von ungefähr 600 kp/cm² bricht. Wenn ein Drucksensor an der Auslaßplatte 8a angebracht werden soll, wird die Dicke der Auslaßplatte 8a mit etwa 0,6 mm gewählt, und sie bricht bei einem Druck von ungefähr 600 kp/cm² nicht. Aus diesem Grunde kann mittels einer als Sicherheitsventil dienenden Platte 24 mit einer Dicke von beispielsweise ungefähr 0,3 mm, welche bricht, wenn der Innendruck so weit ansteigt, verhindert werden, daß der Innendruck des Druckbehälters 4a zu hoch wird. Dieser Zustand kann mit Hilfe des Drucksensors 10 erkannt werden, der an der Auslaßplatte Ba angebracht ist.

Im übrigen sind die Konstruktion und die Funktionsweise dieser bevorzugten Ausführungsform die gleichen wie im Falle der oben beschriebenen ersten bevorzugten Ausführungsform.

Dritte bevorzugte Ausführungsform

Eine Vorrichtung für die sofortige Erzeugung eines Gases zum Aufblasen dieser bevorzugten Ausführungsform ist eine modifizierte Version der in Fig. 5 dargestellten zweiten bevorzugten Ausführungsform, bei welcher der Drucksensor 10 nicht an der Auslaßplatte 8a angebracht ist, sondern statt dessen an der als Sicherhei tsventil dienenden Platte 24 befestigt ist. Im übrigen sind die Konstruktion und die Funktionsweise dieser bevorzugten Ausführungsform die gleichen wie bei der zweiten bevorzugten Ausführungsform.

Vierte bevorzugte Ausführungsform

Eine Vorrichtung für die sofortige Erzeugung eines Gases zum Aufblasen dieser bevorzugten Ausführungsform ist eine modifizierte Version der in Fig. 5 dargestellten zweiten bevorzugten Ausführungsform, bei welcher der Drucksensor 10 nicht an der Auslaßplatte 8a angebracht ist, sondern statt dessen an der als Sicherhei tsventil dienenden Platte 24 befestigt ist. Die Dicke der Platte 24 wurde auf ungefähr 0,6 bis 0,7 mm erhöht, dagegen wurde die Dicke der Auslaßplatte 8a auf ungefähr 0,3 mm verringert. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform fungiert die Platte 24 nicht als Sicherheitsventil, sondern einfach als Halteplatte für den Drucksensor 10. Die Auslaßplatte 8a ist so ausgeführt, daß sie die Funktion eines Sicherheitsventils hat. Das heißt, bei dieser bevorzugten Ausführungsform fungiert die Auslaß platte 8a als Sicherheitsventil und auch als Ventil zum Aus lassen des unter Druck stehenden Gases zum Aufblasen eines Airbags. Im übrigen sind die Konstruktion und die Funktionsweise dieser bevorzugten Ausführungsform die gleichen wie bei der zweiten bevorzugten Ausführungsform.

Fünfte bevorzugte Ausführungsform

Wie in Fig. 6 dargestellt, ist bei einer Vorrichtung für die sofortige Erzeugung eines Gases zum Aufblasen 2b dieser bevorzugten Ausführungsform eine Auslaßplatte 8b, an deren mittlerem Teil ein Sensorhalter 30 befestigt ist, an dem ein Drucksensor 10 angebracht ist, über einem Auslaß 9b des vorderen Endes 5b eines Druckbehälters 4b befestigt. Die Art und Weise, wie diese Auslaßplatte 8b befestigt ist, ist die gleiche wie bei der ersten bevorzugten Ausführungsform. Das heißt, längs des Umfangs der Auslaßplatte 8b ist ein Verstärkungsring 14b angebracht; mittels Laserschweißen ist von oberhalb des Verstärkungsrings 14b ein schweißabschnitt 22b ausgebildet, und der Verstärkungsring 14b und die Auslaß platte 8b sind dadurch am Druckbehälter 4b befestigt. Infolgedessen bildet die Auslaßplatte 8b einen Teil der Wand der Druckkammer 7 und schließt ein unter Druck stehendes Gas in der Druckkammer 7 ein.

Im Verstärkungsring 14b ist etwa mittels Verschraubung oder Verstemmung eine Kappe 16b eingebaut. Zwischen der Kappe 16b und der Auslaßplatte 8b sind eine kleine Sprengladung 18b und ein Zünder als Zerstörungs mittel angebracht. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform sind sie an der Innenseite der Kappe 16b angebracht. An den Zünder der kleinen Sprengladung 18b ist ein Eingangs draht 20b angeschlossen. Wenn über den Eingangsdraht 20b ein auf einem Aufprallsignal basierendes Zündsignal gesendet wird, explodiert die kleine Sprengladung 18b und zerbricht die Auslaßplatte 8b.

Der am Sensorhalter 30 angebrachte Drucksensor 10 ist mittels eines Ausgangsdrahtes 12b mit einer äußeren Schaltung verbunden. Dieser Ausgangsdraht 12b kann im gleichen Kabel angeordnet werden wie der Eingangsdraht 20b. Das Kabel wird zum Beispiel an der Stelle herausgeführt, wo die Kappe 16b und der Verstärkungsring 14b miteinander verbunden sind. Zum Beispiel kann ein handelsüblicher Sensorhalter 30 verwendet werden, und dieser kann etwa mittels Laserschweißen an die Auslaßpla tte 8b angeschweißt werden. Infolgedessen ist es nicht notwendig, den Drucksensor 10 aus einem Stück mit der Auslaßplatte 8b herzustellen, und die Konstruktion ist einfach.

Bei dieser bevorzugten Ausführungsform wird der Zusammenhang zwischen der Dicke t und dem Berstdruck (dem Druck, bei dem die Auslaßplatte 8b bricht) der Auslaß platte 8b, wenn der Innendurchmesser D des Auslasses 9b 11 mm beträgt, durch die Kurve vom Typ B in Fig. 7 beschrieben. Aus dieser Kurve ist ersichtlich, daß der Berstdruck umso höher ist, je größer die Dicke t ist. Weiterhin wird der Zusammenhang zwischen dem Wert r/t, den man erhält, indem man die Dicke t der Auslaßplatte 8b mit Hilfe des Innendurchmessers (D = 2r) des Auslasses 9b dimensionslos macht, durch die Kurve vom Typ B in Fig. 8 beschrieben. Aus dieser Kurve ist ersichtlich, daß der Berstdruck umso niedriger ist, je größer der Innendurchmesser 2r ist oder je kleiner die Dicke t ist. Weiterhin ist ersichtlich, daß im Vergleich zur ersten bevorzugten Ausführungsform, wenn derselbe Innendurchmesser D und dieselbe Dicke t verwendet werden, der Berstdruck niedri ger ist. Daher ist es bei dieser bevorzugten Ausführungs form einfach, die Auslaßplatte 8b als Sicherheitsventil zu verwenden.

Im übrigen sind die Konstruktion und die Funktionsweise dieser bevorzugten Ausführungsform die gleichen wie bei der ersten bevorzugten Ausführungsform.

Sechste bevorzugte Ausführungsform

Wie in Fig. 9 dargestellt, ist bei einem sofortwirkenden Gaserzeuger für Aufblaszwecke 2c dieser bevorzugten Ausführungsform eine Auslaßplatte 8c mit in ihr ausgebildeten dünnen Abschnitten 32 am vorderen Ende 5c eines Druckbehälters 4c befestigt. Die Art und Weise, wie diese Auslaßplatte 8c befestigt ist, ist die gleiche wie bei der ersten bevorzugten Ausführungsform. Das heißt, längs des Umfangs der Auslaßplatte 8c ist ein Schweißabschnitt 22c ausgebildet, und die Auslaßplatte 8c ist dadurch am vorderen Ende des Druckbehälters 4c befestigt. Infolgedessen bildet die Auslaßplatte 8c einen Teil der Wand der Druckkammer 7 und schließt ein unter Druck stehendes Gas in der Druckkammer 7 ein.

An der Außenseite der Auslaßplatte 8c ist etwa mittels Verschraubung oder Verstemmung eine Kappe 16c angebracht. Zwischen der Kappe 16c und der Auslaßplatte 5c sind eine kleine Sprengladung 18c und ein Zünder als Zerstörungsmittel angebracht. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform sind sie an der Innenseite der Kappe 16c angebracht. An den Zünder der kleinen Sprengladung 18c ist ein Eingangsdraht 20c angeschlossen. Wenn über diesen Eingangsdraht 20c ein auf einem Aufprallsignal basierend es Zündsignal gesendet wird, explodiert die kleine Sprengladung 18c und sprengt zumindest die dünnen Abschnitte 32 der Auslaßplatte 8c.

Ein in der Nähe der dünnen Abschnitte 32 angebrachter Drucksensor 10c ist mittels eines Ausgangsdrahtes 12c mit einer äußeren Schaltung verbunden. Dieser Ausgangsdraht 12c kann im gleichen Kabel angeordnet werden wie der Eingangsdraht 20c. Das Kabel wird zum Beispiel an der Stelle herausgeführt, wo die Kappe 16c und der Verstärkungsring 14c miteinander verbunden sind.

Siebente bevorzugte Ausführungsform

Bei einer Vorrichtung für die sofortige Erzeugung eines Gases zum Aufblasen dieser bevorzugten Ausführungsform ist eine in Fig. 10 dargestellte Steuerschaltung an einen Drucksensor 10 irgendeiner der Vorrichtungen für die sofortige Erzeugung eines Gases zum Aufblasen der oben beschriebenen bevorzugten Ausfüh rungsformen angeschlossen.

Wie in Fig. 10 dargestellt, ist ein A/D-Wandler 40 an den Drucksensor 10 angeschlossen. Der A/D-Wandler 40 ist eine Eingangs-Ausgangs-Schaltung für die Umwandlung eines analogen Ausgangs vom Drucksensor 10 in ein digitales Signal. An den A/D-Wandler 40 ist ein Speichermittel 42 angeschlossen. Wie in Fig. 10 dargestellt, ist an das Speichermittel 42 ein Normaldrucküberwachungsmittel 44 angeschlossen, und ein im Speichermittel 42 gespeichertes Drucksignal wird durch dieses Überwachungsmittel 44 überwacht.

Das Speichermittel 42 umfaßt vorzugsweise zum Beispiel einen überschreibbaren nichtflüchtigen Speicher oder ähnliches. An das Speichermittel 42 sind ein Adressenspeichermittel 46 und ein Adressenge nerierungsmittel 48 angeschlossen. Ein Taktsignal von einer Takterzeugungsschaltung 54 wird an den Eingang des Adressengenerierungsmittels 48 und des A/D-Wandlers 40 angelegt. Das Adressengenerierungsmittel 48 erzeugt Adressensignale in Zeitabständen von z. B. 1 ms auf der Basis des Taktsignals von der Takterzeugungsschaltung 54 und sendet diese Signale an das Speichermittel 42 und das Adressenspeichermittel 46.

Wenn Druckdaten eines Zeitraums um den Zeitpunkt eines Aufpralls gespeichert werden sollen, zum Beispiel für 5 Sekunden um den Aufprallzeitpunkt, einschließlich 0,1 Sekunden nach dem Aufprall, wird ein Ausgangssignal von einem 0,1-Sekundenzeitgeber 52 an den Eingang des A/D-Wandlers 40 und des Adressengenerierungsmittels 48 und des Adressenspeichermittels 46 angelegt. In dem 0,1-Sekunden-Zeitgeber 52 werden 0,1 Sekunden auf der Basis eines Ausgangssignals eines Aufprallsensors 50 gemessen, und dieses 0,1-Sekunden-Signal wird an den A/D-Wandler 40, das Adressengenerierungsmittel 48 und das Adressenspeichermittel 46 ausgegeben.

Der Aufprallsensor 50 ist ein Sensor für das Erkennen von Aufprallen einer PKW-Karosserie oder ähnlichem; er erkennt, daß die PKW-Karosserie einen Aufprall erlitten hat, und sendet ein Erkennungssignal an den 0,1-Sekunden-Zeitgeber 52 und das Adressenspeichermittel 46.

Nunmehr soll, hauptsächlich anhand von Fig. 13, die Wirkungsweise der in Fig. 10 dargestellten Schaltung beschrieben werden.

Wie in Fig. 13 dargestellt, werden, wenn die Steuerung beginnt, in Schritt 51 alle 1 ms Druckdaten vom Drucksensor 10 eingelesen, und in Schritt S2 werden diese Druckdaten Pn in dem in Fig. 10 dargestellten Speichermittel 42 gespeichert. Im Speichermittel 42 werden, wie in Fig. 12 dargestellt, die Druckdaten unter Adressen gespeichert, welche vom Adressenge nerierungsmittel 48 generiert werden. Bei diesen Druckdaten handelt es sich ZWR Beispiel um Daten des Innendrucks des in Fig. 1 dargestellten Druckbehälters 4.

Anschließend wird in Schritt S3 von Fig. 13 eingeschätzt, ob die sequentiell eingelesenen Druckdaten Pn größer sind als ein vorgegebener Bezugsdruck Pa. Diese Einschätzung wird durch das in Fig. 10 dargestellte Normaldruck-Überwachungsmittel 44 vorgenommen. Wenn der Druck des Gases, als es am Anfang in den in Fig. 1 dargestellten Druckbehälter 4 eingeschlossen wurde, 250 kp/cm² betrug, so beträgt der Bezugsdruck Pa etwa 80% davon, also etwa 200 kp/cm².

Wenn in dem in Fig. 13 dargestellten Schritt 53 eingeschätzt wird, daß die Druckdaten Pn kleiner sind als der Bezugsdruck Pa, wird in Schritt 54 eine Warnmeldung ausgegeben. Andernfalls wird die Bearbeitung mit Schritt S5 fortgesetzt, in dem geprüft wird, ob von dem in Fig. 10 dargestellten Aufprallsensor 50 ein Aufprallsignal empfangen wurde. Wenn kein Aufprall erkannt wurde, werden die Schritte S1 bis S5 wiederholt.

Wenn in Schritt 5 ein Aufprall erkannt wird, wird die Bearbeitung mit Schritt 56 fortgesetzt, in welchem der in Fig. 10 dargestellte 0,1-Sekunden-Zeitgeber 52 in Gang gesetzt wird. Die Bearbeitung wird dann mit Schritt 57 fortgesetzt, und es werden alle 1 ms Druckdaten im Speichermittel 42 gespeichert.

Wie in Fig. 13 dargestellt, wird nach dem Schritt 57 im Schritt S8 von dem in Fig. 10 dargestellten 0,1-Sekunden-Zeitgeber 52 0,1 Sekunden nach dem Aufprall gemessen, und zu diesem Zeitpunkt werden der A/D-Wandler 40, das Adressengenerierungsmittel 48 und das Adressenspeichermittel 46 gestoppt, und die Steuerung ist beendet.

Fig. 12 zeigt die im Speichermittel 42 gespeicherten Daten, wenn zum Zeitpunkt der Adresse 200 ein Aufprallsignal empfangen worden ist. In dem in Fig. 12 dargestellten Beispiel können Druckdaten maximal 5 Sekunden lang in dem in Fig. 10 dargestellten Speicher mittel 42 gespeichert werden, und Druckdaten von 5 Sekunden vorher werden unter der Adresse eingeschrieben, welche der Adresse folgt, unter der die neuesten Daten gespeichert sind. Wenn 5 Sekunden lang um den Zeitpunkt des Aufpralls (0,1 Sekunden nach dem Aufprall) Druck daten, welche jeweils 1 Byte (8 Bits) Speicherplatz benötigen, in Adressen-Zeitabständen von 1 ms gespeichert werden, ist für die 5 Sekunden eine Speicherkapazität von 5000 Byte erforderlich.

Wenn die Druckdaten dieser 5 Sekunden um den Aufprallzeitpunkt aus dem Speichermittel 42 gelesen und graphisch dargestellt werden, so erhält man das in Fig. 11 dargestellte Diagramm. In Fig. 11 ist die Kurve a eine Kurve, die einem Fall entspricht, in dem ein Airbag ordnungsgemäß funktioniert hat, Kurve b ist eine Kurve, die einem Fall entspricht, wo der Airbag oder der zu dem Airbag führende Weg ein Loch hat, und Kurve c ist eine Kurve, die einem Fall entspricht, in dem ein zu starker Widerstand auf den Airbag einwirkte und das Öffnen des Airbag erschwerte.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen beschränkt, und im Rahmen der Erfindung können verschiedene Veränderungen vorgenommen werden.

Zum Beispiel kann ein von dem in Fig. 10 dargestellten Speichermittel 42 getrennter nichtflüchtiger Speicher oder ein anderes Speichermittel verwendet werden, um Druckdaten aus dem Zeitintervall um einen Aufprallzeitpunkt zu speichern. Vorzugsweise wird das Speichermittel 42 oder zumindest das Speichermittel, in welchem die Daten des Zeitabschnitts nach einem Aufprall gespeichert werden, in einem stoßsicheren Kasten oder ähnlichem angeordnet, so daß es vor Stößen geschützt ist und die Daten später leicht gewonnen werden können. Weiterhin sollte ein Schutzgehäuse (Kasten) eines Speichers, in dem Druckdaten gespeichert werden, nicht nur einfach stoßsicher sein, um den Speicher vor Stößen zu schützen, sondern sollte so etwas wie die Blackbox eines Flugzeuges sein, weiche auch wasserdicht, feuerfest und witterungsbeständig ist.

Weiterhin sollte das Warnmeldungs-Ausgangssignal des Normaldruck-Überwachungsmittels 44 vorzugsweise mittels eines visuellen (optischen) Verfahrens ausgegeben werden können, wie etwa durch Verwendung eines Farbcodes, oder mittels eines auditiven (akustischen) Verfahrens, wie etwa mittels eines Warnsummers; ferner sollte das Warnmeldungs-Ausgangssignal durch drahtlose oder nicht drahtlose Mittel mit einer Warnmeldungsanzeige oder einem Summer in einem zentralen Betriebsraum verbunden sein, und es sollte möglich sein, daß umfassend (so daß ein zentrales Management ermöglicht wird) als System angezeigt wird, welche Druckbehälter welcher Teile anormal sind.

Ferner kann die Warnmeldung des Normaldruck-Überwachungsmittels 44 nicht nur bei gemessenen Werten ausgegeben werden, wie etwa 300 kp/cm² und 250 kp/cm², sondern auch dann, wenn ein Druckabfall von 10% oder 20% gegenüber dem Druck zum Zeitpunkt der Einfüllung des Gases eingetreten ist. In diesem Falle wird der hohe Druck, unter welchem das Gas eingeschlossen wird, genau eingestellt, und mit diesem Druck (Bezugsdruck) Pa als 100% wird, wenn die Druckdaten Pn auf 90% oder 80% des Druckes abgefallen sind, unter welchem das Gas eingeschlossen wurde, eine Warnmeldung ausgegeben, die sich auf diese Tatsache als Abweichung vom Normalzustand bezieht.

Wie oben beschrieben wurde, kann mit dieser Erfindung eine Vorrichtung vom Druckgas-Typ für die sofortige Erzeugung eines Gases zum Aufblasen bereitgestellt werden, welche für das sofortige Aufblasen zum Beispiel eines Airbags für ein Auto oder eines Rettungsbootes oder ähnliches in hohem Maße geeignet und praktisch anwendbar ist.

Insbesondere ist, da bei dieser Erfindung ein Drucksensor mit einer Fläche einer Auslaßplatte aus einem Stück hergestellt wird, die Konstruktion des Gaserzeugers einfach.

Da gemäß der Erfindung auch eine Platte zur Verwendung als Sicherheitsventil vorgesehen ist, ist es ferner möglich, daß die Funktion eines Sicherheitsventils eines Druckbehälters und die Funktion- des Berstens, um ein unter Druck stehendes Gas entweichen zu lassen, von unterschiedlichen Platten erfüllt werden, und die Dicken der betreffenden Platten können daher optimiert werden.

Der Drucksensor kann auf der Seite der als Sicherheitsventil dienenden Platte ausgebildet sein, und in diesem Falle hat die Zerstörung der Auslaßplatte keine nachteiligen Auswirkungen auf den Drucksensor, und die Druckerkennung nach einem Aufprall kann präzise ausgeführt werden.

Indem der Drucksensor mittels eines Sensorhalters angebracht wird, anstelle einer Anbringung unmittelbar an der Auslaßplatte, ist es ferner möglich, existierende Drucksensor-Baugruppen zu verwenden und dadurch Einsparungen zu erzielen.

Weiterhin kann, da gemäß dieser Erfindung die Auslaßplatte mit dünnen Abschnitten versehen ist und die dünnen Abschnitte bersten, die Dicke der Auslaßplatte frei festgelegt werden.

Weiterhin können, da gemäß dieser Erfindung Warnmeldungs-Mittel und Aufprall-Aufzeichnungs steuerungsmittel vorgesehen sind, Druckabfälle leicht erkannt werden, und es ist möglich zu erkennen, wo es zu Aufprallzeitpunkten Probleme in der Anlage gibt, die durch Druckzustände hervorgerufen werden.

Claims

1. Sofortwirkender Gaserzeuger für Aufblaszwecke für die augenblickliche Einleitung von Gas ins Innere eines aufzublasenden Gegenstandes, welcher umfaßt:
einen Druckbehälter, in dessen Innerein eine Druckkammer ausgebildet ist, in welcher ein unter Druck stehendes Fluid eingeschlossen ist,
eine Auslaßplatte, die an dem besagten Druckbe hälter befestigt ist und einen Teil einer Wand bildet, welche die besagte Druckkammer begrenzt,
ein Zerstörungsmittel, das in der Nähe der Auslaßplatte befestigt und für die Zerstörung der Auslaßplatte bei einem Aufprallsignal bestimmt ist, und
ein Drucksensormittel für die Erkennung des Druckes im Inneren der besagten Druckkammer.

2. Sofortwirkender Gaserzeuger für Aufblaszwecke nach Anspruch 1, bei dem der besagte Drucksensor aus einem Stück mit der Oberfläche der besagten Auslaßplatte hergestellt ist.

3. Sofortwirkender Gaserzeuger für Aufblaszwecke nach Anspruch 2, der außerdem eine als Sicherheitsventil dienende Platte umfaßt, die an besagtem Druckbehälter befestigt ist und einen Teil der Wand bildet, welche die besagte Druckkammer begrenzt.

4. Sofortwirkender Gaserzeuger für Aufblaszwecke nach Anspruch 1, der außerdem eine als Sicherheitsventil dienende Platte umfaßt, die an besagtem Druckbehälter befestigt ist und einen Teil der Wand bildet, welche die besagte Druckkammer begrenzt, wobei die besagte als Sicherheitsventil dienende Platte aus einem Stück mit dem besagten Drucksensor hergestellt ist.

5. Sofortwirkender Gaserzeuger für Aufblaszwecke nach Anspruch 1, bei dem an der besagten Auslaßplatte ein Sensorhalter angebracht ist, an dem der besagte Drucksensor befestigt ist.

6. Sofortwirkender Gaserzeuger für Aufblaszwecke für die augenblickliche Einleitung von Gas ins Innere eines aufzublasenden Gegenstandes, welcher umfaßt:

einen Druckbehälter, in dessen Innerem eine Druckkammer ausgebildet ist, in welcher ein unter Druck stehendes Fluid eingeschlossen ist,
eine Auslaßplatte, die an dem besagten Druckbe hälter befestigt ist, einen Teil einer Wand bildet, welche die besagte Druckkammer begrenzt, und einen dünnen Teilabschnitt aufweist,
ein Zerstörungsmittel, das in der Nähe der Auslaßplatte befestigt und für die Zerstörung der Auslaßplatte bei einem Aufprallsignal bestimmt ist, und
ein Drucksensormittel, das in der Nähe des dünnen Abschnitts der besagten Auslaßplatte befestigt ist und mit dieser aus einem Stück besteht, für die Erkennung des Druckes im Inneren der besagten Druckkammer.

7. Sofortwirkender Gaserzeuger für Aufblaszwecke nach einem der Ansprüche 1-6, welcher ferner umfaßt:

ein Speichermittel für das Lesen von Druckdaten von dem besagten Drucksensormittel und das Speichern der Druckdaten in vorgegebenen Minuten-Zeitabständen,
ein Einschätzungsmittel, um einzuschätzen, ob die in dem besagten Speichermittel gespeicherten Druckdaten über einem vorgegebenen Bezugsdruck liegen oder nicht,
ein Alarmmittel zur Erzeugung einer Warnmeldung oder eines anderen Ausgangssignals, wenn der mit Hilfe des Einschätzungsmittels eingeschätzte Druck kleiner als der Bezugsdruck ist,
ein Aufprall-Wahrnehmungsmittel für das Wahrnehmen eines Aufpralls, und
ein Aufprall-Aufzeichnungssteuerungsmittel zum Speichern der Druckdaten eines vorgegebenen Zeitab schnitts nach einem Aufprall in besagtem Speichermittel in vorgegebenen Minuten-Zeitabständen, wenn das besagte Aufprall-Wahrnehmungsmittel einen Aufprall wahrnimmt.