DE19933922A1 - Aufblasvorrichtungsstruktur, die zündbares Gaserzeugungsmaterial enthält - Google Patents

Aufblasvorrichtungsstruktur, die zündbares Gaserzeugungsmaterial enthält

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DE19933922A1
DE19933922A1 DE1999133922 DE19933922A DE19933922A1 DE 19933922 A1 DE19933922 A1 DE 19933922A1 DE 1999133922 DE1999133922 DE 1999133922 DE 19933922 A DE19933922 A DE 19933922A DE 19933922 A1 DE19933922 A1 DE 19933922A1
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Bryan W Shirk
Timothy A Swann
Wynsberghe Roy D Van
Jess A Cuevas
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Abstract

Eine Aufblasvorrichtung (10) weist einen Kanister (14) auf, der eine hermetisch abgedichtete Verbrennungskammer (36) definiert. Ein Gaserzeugungsmaterial (12) mit Kohlenstoffatomen ist in der Verbrennungskammer (36) enthalten. Der Kanister (14) besitzt zumindest eine Wand (32), die aus einem reißbaren dünnen Eichblechmaterial aus Metall gefertigt ist, das bei der Verbrennungstemperatur des Gaserzeugungsmaterials (12) nicht brennbar ist. Ein bevorzugtes Blechmetallmaterial ist Kupfer oder Messing. Ein bevorzugtes Gaserzeugungsmaterial weist eine organische Gaserzeugungszusammensetzung auf.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Aufblasvorrichtung für eine aufblasbare Fahrzeuginsassenschutzvorrichtung, insbesondere bezieht sie sich auf eine Aufblasvorrichtung, die einen Körper aus zündbarem Gaser­ zeugungsmaterial enthält.
Hintergrund der Erfindung
Eine Aufblasvorrichtung für eine aufblasbare Fahrzeuginsassenschutzvor­ richtung, wie beispielsweise ein Airbag, kann einen Körper aus zündbarem Gaserzeugungsmaterial enthalten. Solch eine Aufblasvorrichtung besitzt ein steifes Metallgehäuse mit Gasaustrittsöffnungen. Das Gaserzeugungsmate­ rial ist im Gehäuse in einer hermetisch abgedichteten Kammer gespeichert. Die Kammer kann durch einen Kanister definiert sein, der im Gehäuse auf­ genommen ist. Wenn die Aufblasvorrichtung betätigt wird, wird das Gaser­ zeugungsmaterial gezündet und erzeugt schnell ein großes Gasvolumen in der Kammer. Der Kanister wird durch die Gasdruckkräfte gebrochen bzw. gerissen, die nach außen von der Kammer wirken. Das Gas tritt dann vom Kanister innerhalb des Gehäuses aus und strömt schnell nach außen vom Gehäuse durch die Gasaustrittsöffnungen.
Zusammenfassung der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung weist eine Aufblasvorrichtung einen Ka­ nister auf, der eine hermetisch gedichtete Verbrennungskammer definiert. Ein Gaserzeugungsmaterial mit Kohlenstoffatomen ist innerhalb der Kani­ sterverbrennungskammer enthalten. Der Kanister besitzt zumindest eine Wand aus einem reißbaren, dünnen Eichblechmaterial aus einem Metall, das nicht brennbar bei der Verbrennungstemperatur des Gaserzeugungs­ materials ist. Ein bevorzugtes Blechmetall für die Kanister ist Kupfer oder Messing. Ein bevorzugtes Gaserzeugungsmaterial ist eines, das einen orga­ nischen Brennstoff oder ein organisches Oxidationsmittel enthält.
In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weist der Kanister ein erstes dünnes Eichblechmetallmaterial auf, das Kupfer oder Messing ist, und das eine Endwand des Kanisters definiert, und ein zweites dünnes Eichblechmetallmaterial, das Kupfer oder Messing ist, das die gegenüber­ liegende Endwand und die Seitenwand des Kanisters definiert. In einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung besitzt der Kanister nur eine Endwand, die aus dünnem Eich-Kupfer oder Messing gefertigt ist.
Bevorzugterweise besitzt der Kanister eine Längsmittelachse, erste und zweite gegenüberliegende Endwände, die sich über die Achse erstrecken, und eine Seitenwand, die sich in Längsrichtung zwischen den Endwänden erstreckt. Die End- und Seitenwände definieren zusammen die hermetisch abgedichtete Verbrennungskammer.
Die erste Endwand des Kanisters besitzt einen axial ausgenommenen bzw. eingeschnittenen Mittelteil, der teilweise eine Kammer definiert, die extern bezüglich zur Verbrennungskammer ist. Die externe Kammer enthält eine Quelle für pyrotechnische Verbrennungsprodukte, die den Mittelteil der er­ sten Endwand reißen bzw. brechen, und welche in radiale Richtung von der externen Kammer in die Verbrennungskammer sich fortbewegen, um die Gaserzeugungszusammensetzung zu zünden. Die Eichung der Kanisterend­ wand ist ausreichend dünn, um ein solches Brechen zu erlauben.
Die erste Endwand des Kanisters besitzt ferner einen ringförmigen Teil, der sich radial außerhalb vom Mittelteil erstreckt. Der Ringteil der ersten End­ wand besitzt eine Sollbruchstelle bzw. eine Spannungserhöhung, die unter dem Einfluß der Gasdruckkräfte, die nach außen von der Verbrennungs­ kammer wirken, reißbar ist.
Bevorzugterweise ist der gesamte Kanister aus einem dünnen Eich­ blechmetall gefertigt. Die Aufblasvorrichtung weist dickwandige, die Wände des Kanisters unterstützende Komponenten auf, die nicht reißen sollen.
Weil der Kanister aus dünnem Eichblechmetall aus Kupfer und/oder Messing gefertigt ist, ist er nicht brennbar bei den Verbrennungstemperaturen des Gaserzeugungsmaterials, was eine vollständige Verbrennung des Gaser­ zeugungsmaterials ermöglicht. Durch die Verwendung von dünnem Eich­ blechmaterial für die Kanister wird der Aufbau bzw. die Konstruktion der Auf­ blasvorrichtung vereinfacht und das Gewicht der Aufblasvorrichtung redu­ ziert.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Das vorangegangene und andere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden sich dem Fachmann verdeutlichen, auf dessen Gebiet sich die vor­ liegende Erfindung bezieht, und zwar beim Lesen der folgenden Beschrei­ bung der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, wobei:
Fig. 1 eine Ansicht ist, und zwar teilweise geschnitten, einer Aufblas­ vorrichtung, die ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegen­ den Erfindung aufweist; und
Fig. 2 eine Ansicht ist, und zwar teilweise geschnitten, einer Aufblas­ vorrichtung, die ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegen­ den Erfindung aufweist.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
Eine Aufblasvorrichtung 10, die eine erstes Ausführungsbeispiel der vorlie­ genden Erfindung aufweist, ist in Fig. 1 gezeigt. Die Aufblasvorrichtung 10 enthält eine Quelle eines Aufblasströmungsmittels für eine aufblasbare Fahrzeuginsassenschutzvorrichtung, wie beispielsweise einen Airbag. Im ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist die Aufblasströ­ mungsmittelquelle ein Körper aus einem zündbarem Gaserzeugungsmaterial 12. Das Gaserzeugungsmaterial 12 ist in einem Blechmetallkanister 14 ent­ halten. Der Kanister 14 ist in einem Metallgehäuse 16 enthalten.
Ebenso im Gehäuse 16 aufgenommen ist eine elektrisch betätigbare Zün­ danordnung 18. Wenn die Zündanordnung 18 betätigt wird, zündet sie das Gaserzeugungsmaterial 12. Das Gaserzeugungsmaterial 12 erzeugt dann ein großes Gasvolumen. Das Gas reißt den Kanister 14 und strömt schnell nach außen von der Aufblasvorrichtung 10 durch eine Vielzahl von Gasaus­ trittsöffnungen 20 in dem Gehäuse 16.
Der Körper aus Gaserzeugungsmaterial 12 wird durch einen Stapel von ringförmigen Stücken 22 aus Gaserzeugungsmaterial definiert, die als Kör­ ner bekannt sind. Das Material, aus dem die Körner 22 gebildet sind, besitzt Kohlenstoffatome in der Verbindung.
Bevorzugte Kohlenstoff enthaltende Gaserzeugungsmaterialien 12 sind or­ ganische Gaserzeugungszusammensetzungen. Beispiele für organische Gaserzeugungszusammensetzungen, die in der vorliegenden Erfindung ver­ wendet werden können sind: Cyanamide, wie beispielsweise Dicyandiamid und Salze daraus; Tetrazole, wie beispielsweise 5-Amino-Tetrazol (5-AT) und Abwandlungen und Salze aus Tetrazolen; Triazole, wie beispielsweise 3-Nitro-1,2,4-Triazol-5-on (NTO) und Salze daraus; Guanidin und Abwand­ lungen daraus, wie beispielsweise Nitroguanidin; Salze aus Guanidin, wie beispielsweise Triaminoguanidinnitrat (TAGN) oder Guanidinnitrat (GN); Carbonamide, wie beispielsweise Azo-Bis-Dicarbonamid und Salze daraus; Tetramethylammoniumnitrat; Harnstoff und Harnstoffsalze; Triazine und Te­ trazine, wie beispielsweise Trinitro-1,3,5-Triazin (RDX) und Octahydra- 1,3,5,7-Tetranitro-1,3,5,7,-Tetrazin (HNX); und Kombinationen aus den zuvor genannten.
Der Kanister 14 besitzt eine zylindrische Seitenwand 30 und ein Paar von kreisförmigen, gegenüberliegenden Endwänden 32 und 34, die auf einer Längsachse 35 zentriert sind. Die Seitenwand 30 und die Endwände 32 und 34 des Kanisters 14 definieren zusammen eine im allgemeinen zylindrische Verbrennungskammer 36 und umschließen diese, die wiederum das Gaser­ zeugungsmaterial 12 enthält. Ein kreisförmiger Umfangsteil 38 der ersten Endwand 32 wird mit einen ringförmigen Endteil 40 der Seitenwand 30 zu­ sammengecrimpt bzw. gefalzt, um die Verbrennungskammer 36 hermetisch abzuschließen und zu dichten. Ein ringförmiger Teil 42 der ersten Endwand 32 ist radial nach außen von der Achse 35 aus beabstandet und ist im we­ sentlichen senkrecht zur Achse 35. Ein Mittelteil 44 der ersten Endwand 32 erstreckt sich über die Verbrennungskammer 36 in axialer Richtung vom ringförmigen Teil 42 bis nahezu zur zweiten Endwand 34, und er besitzt eine radial abgestufte, zylindrische Konfiguration, die um die Achse 35 zentriert ist. Die zweite Endwand 34 des Kanisters 14 besitzt ein bogenförmiges ra­ diales Profil, das axial nach außen gebogen ist.
Das Gehäuse 16 wird durch ein Paar von gegenüber liegenden, becherför­ migen Gehäuseteilen 50 und 52 definiert. Der erste Gehäuseteil 50 definiert eine erste kreisförmige Endwand 54 des Gehäuses 16. Der zweite Gehäu­ seteil 52 definiert eine zweite kreisförmige Endwand 56 des Gehäuses 16. Eine Seitenwand 58 des zweiten Gehäuseteils 52 überlappt mit einer Sei­ tenwand 60 des ersten Gehäuseteils 50. Die Seitenwände 58 und 60 werden aneinander befestigt und gedichtet durch eine sich in Umfangsrichtung er­ streckende Schweißung 61.
Die Seitenwand 58 des zweiten Gehäuseteils 52 besitzt eine Vielzahl von ringförmigen Innenkantenoberflächen 62, von denen eine jede eine entspre­ chende Gasaustrittsöffnung 20 definiert. Diese Seitenwand 58 besitzt ferner einen ringförmigen Rand 64. Der Rand 64 ist als ein sich radial nach außen erstreckender Montierflansch für das Montieren der Aufblasvorrichtung 10 in einem Fahrzeug auf eine bekannte Weise konfiguriert.
Die zweite Endwand 56 des Gehäuses 16 ist gebogen, und zwar axial nach außen mit der zweiten Endwand 34 des Kanisters 14, und sie liegt völlig über der zweiten Endwand 34 des Kanisters 14. Die erste Endwand 54 des Ge­ häuses 16 ist entgegengesetzt relativ zur zweiten Endwand 56 des Gehäu­ ses 16 gebogen, und sie ist axial von der ersten Endwand 32 des Kanisters 14 beabstandet. Eine ringförmige Innenkantenoberfläche 66 der ersten Endwand 54 definiert eine kreisförmige Öffnung 67, die auf der Achse 35 zentriert ist. Wie weiter unten vollständig beschrieben wird, sieht die Öffnung 67 einen Zugang für eine Verbindung der Zündanordnung 80 in einem elek­ trischen Schaltkreis in einem Fahrzeug vor.
Die Zündanordnung 18 umfaßt einen Zünder bzw. eine Zündvorrichtung 100 und eine Verstärkungs- bzw. Boosterladung 102 eines pyrotechnischen Ma­ terials. Die Zündvorrichtung 100 ist eine elektrisch betätigbare Vorrichtung, die als Zünder oder Initialzünder bekannt ist. Der Zünder 100 besitzt ein im allgemeinen zylindrisches Gehäuse 104 und enthält eine Zündladung 105 eines pyrotechnischen Materials benachbart zu einem Ende 106 des Ge­ häuses 104. Die Zündladung 105 aus pyrotechnischen Material wird auf eine bekannte Weise beim Durchgang von elektrischen Strom durch den Zünder 100 zwischen einem Paar von Elektroden 107 benachbart zum gegenüber­ liegenden Ende 108 des Gehäuses 104 gezündet. Wie zuvor erwähnt, ist der Zünder 100 durch die Öffnung 67 im Gehäuse 16 für eine Verbindung der Elektroden 107 in einem elektrischen Schaltkreis in einem Fahrzeug zugäng­ lich.
Eine Haltehülse 110 trägt den Zünder 100 im Gehäuse 16 in einer zentrier­ ten Position bezüglich zur Achse 35. Ein ringförmiger Innenrandteil 112 der Hülse 110 wird radial nach Innen gegen einen sich verjüngenden Flanschteil 114 des Gehäuses 104 gecrimpt. Der Innenrandteil 112 der Hülse 110 klemmt bzw. klammert den Flanschteil 114 des Gehäuses 104 fest zwischen einem Paar von gegenüber liegenden, sich verjüngenden Innenoberflächen 116 und 118 der Hülse 110. Ein ringförmiger Außenrandteil 120 der Hülse 110 ist innerhalb der Öffnung 67 in der Mitte der ersten Endwand 54 des Gehäuses 16 aufgenommen. Der Außenrandteil 120 der Hülse 110 wird ra­ dial nach außen gegen die ringförmige Innenkantenoberfläche 66 der ersten Endwand 54 gecrimpt bzw. gefalzt, um die Hülse 110 ortsfest an der ersten Endwand 54 zu halten.
Eine Verstärkungsladung 102 aus pyrotechnischem Material ist in einer Ver­ stärkungs- bzw. Boosterkammer 130 enthalten. Wie die Verbrennungskam­ mer 36, wird die Boosterkammer 130 teilweise durch die erste Endwand 32 des Kanisters 14 definiert. Jedoch befindet sich die Boosterkammer 130 ex­ tern bzw. außerhalb des Kanisters 14, wogegen die Verbrennungskammer 36 innerhalb des Kanisters 14 ist. Spezieller wird die Boosterkammer 130 teilweise durch den Mittelteil 44 der ersten Endwand 32 und teilweise durch einen becherförmigen Stopfen 132 definiert, der innerhalb des Mittelteils 44 der ersten Endwand 32 eingepaßt bzw. aufgenommen ist. Der Stopfen 132 ist bevorzugterweise aus dem selben Blechmetallmaterial geformt, das zur Formung des Kanisters 14 verwendet wird. Eine sich in Umfangsrichtung erstreckende Schweißung 134 befestigt und dichtet den Stopfen 132 am Mittelteil 44 der ersten Endwand 32.
Das Innenende 106 des Gehäuses 104 schließt an den Stopfen 132 be­ nachbart zur Boosterladung 102 aus pyrotechnischem Material an. Wenn der Zünder 100 betätigt wird, wird die Zündladung 105 aus pyrotechnischen Material gezündet und erzeugt Verbrennungsprodukte, die das Gehäuse 104 brechen und aus diesem austreten. Solche Verbrennungsprodukte reißen den Stopfen 132 und zünden die Boosterladung 102 aus pyrotechnischem Material. Die Boosterladung aus pyrotechnischem Material 102 erzeugt dann Zusatzverbrennungsprodukte, die den Mittelteil 44 der ersten Endwand 32 reißen und radial von der Boosterkammer 130 in die Verbrennungskammer 36 sich fortpflanzen, um den Körper aus Gaserzeugungsmaterial 12 zu zün­ den.
Wenn der Körper aus Gaserzeugungsmaterial 12 auf die vorangegangene Weise gezündet wird, erzeugt er schnell ein großes Gasvolumen innerhalb der Verbrennungskammer 36. Das Gas legt Druckkräfte nach außen gegen die Umgebungswände 30, 32 und 34 des Kanisters 14 an. Der Kanister 14 reißt dann an den Sollbruchstellen 72 im Ringteil 42 der ersten Endwand 32, und er entläßt somit das Gas für eine Strömung von der Verbrennungskam­ mer 36 zu den Austrittsöffnungen 20 entlang den drei aufeinanderfolgenden Abschnitten 90, 92 und 94 des Strömungsweges 88.
Um die Reißbarkeit des Mittelteils 44 des Kanisters 14 durch die Boosterla­ dung 102, des Stopfens 132 durch die Zündladung 105 und der Sollbruch­ stellen 72 in der Endwand 32 durch den Körper aus Gaserzeugungsmaterial 12 zu erreichen, sind diese Teile des Kanisters 14, und bevorzugterweise der gesamte Kanister, aus dünnem Eichblechmetall gefertigt. Die Herstellung des Kanisters aus dünnem Eichblechmetall reduziert ebenso das Gewicht der Aufblasvorrichtung, ermöglicht das Ziehen der Endwand 32 in die in Fig. 1 gezeigte Konfiguration und ermöglicht das Zusammencrimpen bzw. Zusammenfalzen der Teile 38 und 40 der Endwand 32 und der Seitenwand 30 für eine hermetische Dichtung der Verbrennungskammer 36. Gemäß der vorliegenden Erfindung sind die Endwand 32 und bevorzugterweise der ge­ samte Blechmetallkanister 14 aus Kupfer oder Messing gefertigt. Ebenso ist die Endwand 32 aus Kupfer oder Messing gefertigt, und die anderen Teile des Kanisters können aus Kupfer oder Messing gefertigt sein. Traditionell sind viele Aufblasvorrichtungskomponenten aus Aluminium gefertigt, um Gewicht einzusparen. Jedoch wäre ein dünnwandiger Kanister 14 aus Alu­ minium einer Verbrennung ausgesetzt bei Verbrennungstemperaturen des Gaserzeugungsmaterials 12. Diese Verbrennung würde Sauerstoff konsu­ mieren und eine sauerstoffarme Situation erzeugen. Da das Gaserzeu­ gungsmaterial, beispielsweise eine organische Gaserzeugungszu­ sammensetzung, Kohlenstoffatome enthält, könnte die Verbrennung des Kanisters in der Erzeugung von Kohlenmonoxid resultieren. Kupfer und Messing sind als Materialien in der vorliegenden Erfindung nützlich, da sie nicht brennbar sind bei Verbrennungstemperaturen des Gaserzeugungsma­ terials 12. Durch die Herstellung des Kanisters 14 aus nicht brennbaren Kupfer oder Messing, wird die vollständige Verbrennung des Gaserzeu­ gungsmaterials 12, insbesondere die Verbrennung von Kohlenstoffatomen zu Kohlendioxid ermöglicht. Blechmetall aus Kupfer und Messing ist ebenso leicht in die Konfiguration des Kanisters 14, wie sie in der Fig. 1 gezeigt ist, herzustellen bzw. zu verarbeiten, es ist leicht crimpbar, von leichtem Gewicht und relativ kostengünstig.
Diese Aspekte der vorliegenden Erfindung sind auf die Verwendung irgend­ eines Gaserzeugungsmaterials anwendbar, das eine wesentliche Menge von Kohlenstoffatomen enthält, und auf irgendeine dünne Metallkomponente in einer Airbagaufblasvorrichtung.
Wie zuvor angedeutet, sind die Seitenwand 30 und die zweite Endwand 34 des Kanisters 14 aneinandergrenzende bzw. fortlaufende Teile eines Stüc­ kes eines Blechmetallmaterials, welches gleich zum Blechmetallmaterial der Endwand 32 des Kanisters 14 ist. Dieses Material ist nicht stark genug für die Seitenwand 30 und die zweite Endwand 34, um den Gasdruckkräften zu widerstehen, die nach außen von der Verbrennungskammer 36 wirken, wenn das Gaserzeugungsmaterial 12 gezündet wurde, trotz des Vorsehens des sich radial erstreckenden Kerblinien 70 in der Endwand 32, von denen eine jede einen koextensiven bzw. sich gleich erstreckenden ausgedünnten Ab­ schnitt 72 des Blechmetallmaterials definiert. Damit das Reißen des Kani­ sters 14 an den vorbestimmten Stellen der Kerblinie 70 eintritt, unterstützt ein steifer, dickwandiger Metalltragebecher 80 den Kanister 14 im Gehäuse 16 an Stellen abweichend von dem Ringteil 42 der ersten Endwand 32.
Der Tragebecher 80 besitzt eine nicht perforierte zylindrische Seitenwand 82, die radial nach Innen von den sich überlappenden Seitenwänden 58 und 60 des Gehäuses 16 beabstandet ist. Die Seitenwand 82 des Tragebechers 80 schließt an die Seitenwand 30 des Kanisters 14 im wesentlichen völlig über die Länge und den Umfang der Seitenwand 30 an. Eine ringförmige Endwand 84 des Tragebechers 80 erstreckt sich radial nach innen von der Seitenwand 82 aus. Die Endwand 84 des Tragebechers 80 schließt an die erste Endwand 32 des Kanisters 14 radial außerhalb vom Ringteil 42 der ersten Endwand 32 an, und sie ist radial über den Ringteil 42 der ersten Endwand 32 unterbrochen bzw. diskontinuierlich.
Der Tragebecher 80 besitzt ferner eine Vielzahl von Beinen 86, die sich axial von der Endwand 84 des Tragebechers 80 aus erstrecken, und zwar zur er­ sten Endwand 54 des Gehäuses 16. Die Beine 86 beabstanden die End­ wand 84 des Tragebechers 80, und somit die erste Endwand 32 des Kani­ sters 14 von der ersten Endwand 54 des Gehäuses 16. Darüber hinaus sind die Beine 86 in Umfangsrichtung um den Ringteil 42 der ersten Endwand 32 herum voneinander beabstandet.
Da der Kanister 14, und zwar einschließlich der Endwand 34 und der Sei­ tenwand 30, völlig durch die Kombination der Gehäuseendwand 56, die rela­ tiv dick ist, die relativ dicke Tragebecherseitenwand 82 und die relativ dicke Tragebecherendwand 84 (mit Ausnahme des Gebiets der Kerblinien 70) ge­ tragen wird, kann der Kanister 14 aus einem sehr dünnen Stück eines Blechmetalls zur Gewichtseinsparung gefertigt werden.
Der Tragebecher 80 und das Gehäuse 16 definieren einen Gasströmungs­ weg 88, der drei aufeinander folgende Abschnitte 90, 92 und 94 besitzt, die zusammen sich vom Kanister 14 zu den Gasaustrittsöffnungen 20 erstrec­ ken. Der erste Abschnitt 90 des Gasströmungsweges 88 erstreckt sich von der ersten Endwand 32 des Kanisters 14 zur ersten Endwand 54 des Ge­ häuses 16 benachbart zum Ringteil 42 der ersten Endwand 32. Der zweite Abschnitt 92 des Gasströmungsweges 88 erstreckt sich radial nach Außen vom ersten Anschnitt 90 zwischen den voneinander beabstandeten Beinen 86 des Tragebechers 80. Der zweite Abschnitt 92 erstreckt sich ferner radial nach Außen zwischen den voneinander beabstandeten Endwänden 84 und 54 des Tragebechers 80 und des Gehäuses 16. Der dritte Abschnitt 94 des Gasströmungsweges 88 ist radial zwischen der Seitenwand 82 des Trage­ bechers 80 und den sich überlappenden Seitenwänden 58 und 60 des Ge­ häuses 16 lokalisiert, und er erstreckt sich axial vom zweiten Abschnitt 92 zu den Gasaustrittsöffnungen 20.
Wie schematisch in Fig. 1 gezeigt, ist ein Filter 96 in den zweiten und drit­ ten Abschnitten 92 und 94 des Gasströmungsweges 88 installiert. Der Filter 96 kühlt und entfernt teilchenförmige Verbrennungprodukte aus dem Gas, das durch diese Abschnitte 92 und 94 des Strömungsweges 88 strömt, und er kann aus irgendeinem geeigneten Filtermaterial ausgebildet sein, das im Stand der Technik bekannt ist.
Eine Aufblasvorrichtung 200, die ein zweites Ausführungsbeispiel der vorlie­ genden Erfindung aufweist, ist in Fig. 2 gezeigt. Die Aufblasvorrichtung 200 besitzt viele Teile, die im wesentlichen gleich zu entsprechenden Teilen der Aufblasvorrichtung 10 sind, die zuvor beschrieben wurde. Dies wird ange­ zeigt durch die Verwendung der gleichen Bezugszeichen für solch entspre­ chenden Teile in den Fig. 2 und 1. Demgemäß umfaßt die Aufblasvor­ richtung 200 ein Gehäuse 16 mit Gasaustrittsöffnungen 20, und sie umfaßt eine Zündanordnung 18, die einen Zünder 100 und eine Boosterladung aus pyrotechnischem Material 102 aufweist. Jedoch umfaßt die Aufblasvorrich­ tung 200 einen alternativen Kanister 202.
Gleich zum Kanister 14 des ersten Ausführungsbeispiels besitzt der Kanister 202 des zweiten Ausführungbeispiels eine zylindrische Seitenwand 204 und ein Paar von kreisförmigen, gegenüber liegenden Endwänden 206 bis 208, die auf einer Längsachse 209 zentriert sind. Die Wände 204 und 208 des Kanisters 202 definieren zusammen eine hermetisch abgedichtete Verbren­ nungskammer 210 und definieren diese, die wiederum einen Körper aus zündbarem Gaserzeugungsmaterial 212 enthält. Die erste Endwand 206 des Kanisters 202 besitzt einen ringförmigen Teil bzw. einen Ringteil 214 mit Sollbruchstellen bzw. Spannungserhöhern 216. Die erste Endwand 206 be­ sitzt ferner einen axial ausgenommenen Mittelteil 218, der teilweise eine ex­ terne Booster bzw. Verstärkungskammer 220 definiert, die die Boosterladung aus pyrotechnischem Material 102 enthält. Ein Stopfen 222 hält die Boo­ sterladung aus pyrotechnischen Material 102 in der Boosterkammer 220 auf dieselbe Weise, wie zuvor unter Bezugnahme auf den Stopfen 130 be­ schrieben wurde.
Gemäß einem besonderen Merkmal der vorliegenden Erfindung umfaßt die Aufblasvorrichtung 200 im zweiten Ausführungsbeispiel keinen steifen Me­ talltragebecher zum Tragen des Kanisters 202 im Gehäuse 16. Dies ist der Fall, weil die Seitenwand 204 und die zweite Endwand 208 des Kanisters 202 aus einem Blechmetallmaterial gebildet sind, das wesentlich dicker als das Blechmetallmaterial ist, aus dem der Kanister 14 ausgebildet ist. Das dickere Blechmetallmaterial ist stark genug, um den Gasdruckkräften zu wi­ derstehen, die nach Außen von der Verbrennungskammer 210 wirken. Das dickere Blechmetallmaterial kann Aluminium sein, da es eine Eichdicke hat, die wirksam zum Widerstehen gegen eine Verbrennung bei der Verbren­ nungstemperatur des Gaserzeugungsmaterials ist. Wie beim Ausführungs­ beispiel der Fig. 1, ist die erste Endwand 206 des Kanisters 202 aus dün­ nerem Blechmetall aus Kupfer oder Messing ausgebildet, um sicherzustel­ len, daß die Sollbruchstellen 216 brechen bzw. reißen werden unter dem Einfluß jener Gasdruckkräfte, und ferner das der Mittelteil 218 reißen wird aufgrund des Zündens des pyrotechnischen Materials 102.
Bei Abwesenheit eines Tragebechers, wie der Tragebecher 80, ist der Kani­ ster 202 nicht beabstandet von der ersten Endwand 54 des Gehäuses 16, sondern statt dessen verbleibt er bzw. ruht er auf der ersten Endwand 54 des Gehäuses 16. Wenn die Zündanordnung 18 betätigt wird, wird der Kani­ ster 202 anfänglich durch das Reißen des Mittelteils 218 der ersten Endwand 206 geöffnet. Dies ermöglicht, daß einiges des Gases, das in der Verbren­ nungskammer 210 erzeugt wird, durch den gerissenen Mittelteil 218 der er­ sten Endwand 206 entkommt. Das Gas, das aus der Verbrennungskammer 210 auf diese Weise entkommt, fließt bzw. strömt axial nach unten, und zwar wie in Fig. 2 gesehen, zwischen benachbarten zylindrischen Oberflächen 230 und 232 der Haltehülse 110 und der ersten Endwand 206 des Kanisters 202. Das Gas strömt dann radial nach Außen in einen eingeschlossenen Raum 240, der axial zwischen der ersten Endwand 54 des Gehäuses 16 und der ersten Endwand 206 des Kanisters 202 definiert ist.
Das Gas im Raum 240 entwickelt einen Schub, der gegen den Ringteil 214 der ersten Endwand 206 wirkt, um so den Kanister 202 weg von der ersten Endwand 54 des Gehäuses 16 zu bewegen. Die zweite Endwand 208 des Kanisters 202 ist anfänglich von der zweiten Endwand 56 des Gehäuses 16 beabstandet, wie in Fig. 2 gezeigt, um einen Freiraum für eine solche Be­ wegung des Kanisters 202 vorzusehen. Das Gas, das in der Folge aus der Verbrennungskammer 210 austritt, und zwar beim reißen der Sollbruchstel­ len 216, kann dann radial nach Außen vom Raum 240 und ferner durch ei­ nen Filter 244 strömen, der zwischen dem Raum 240 und den Austrittsöff­ nungen 20 angeordnet ist.
Aus der vorangegangenen Beschreibung der Erfindung nimmt der Fach­ mann Verbesserungen, Veränderungen und Modifikationen war. Solche Verbesserungen, Veränderungen und Modifikationen innerhalb des Fach­ könnens sollen von den beigefügten Ansprüchen abgedeckt sein.

Claims (15)

1. Eine Aufblasvorrichtung, die folgendes aufweist:
  • a) ein Gaserzeugungsmaterial mit Kohlenstoffatomen;
  • b) einen Kanister, der eine hermetisch abgedichtete Verbren­ nungskammer definiert, die das Gaserzeugungsmaterial enthält; und
  • c) wobei zumindest ein Teil des Kanisters aus einem reißbaren Blechmaterial aus einem Metall gefertigt ist, das bei der Verbrennungstem­ peratur des Gaserzeugungsmaterials nicht brennbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Gaserzeugungsmate­ rial eine organische Gaserzeugungszusammensetzung aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei das nicht brennbare Metall Kupfer oder Messing ist.
4. Aufblasvorrichtung, die folgendes aufweist:
  • a) ein Gehäuse;
  • b) Gaserzeugungsmaterial innerhalb des Gehäuses, wobei das Gaserzeugungsmaterial Kohlenstoffatome aufweist;
  • c) eine dünne Metallblechkomponente innerhalb des Gehäuses, die gegenüber dem Gaserzeugungsmaterial ausgesetzt ist, wobei die Kom­ ponente aus Kupfer oder Messing gefertigt ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei das Gaserzeugungsmate­ rial eine organische Gaserzeugungszusammensetzung ist.
6. Aufblasvorrichtung nach Anspruch 5, wobei die dünne Metall­ blechkomponente einen Kanister aufweist, der eine Längsmittelachse, erste und zweite gegenüber liegende Endwände, die sich über diese Achse er­ strecken, und eine Seitenwand besitzt, die sich in Längsrichtung zwischen den Endwänden erstreckt, wobei die Wände des Kanisters zusammen eine hermetisch abgedichtete interne Kammer definieren und diese umschließen, die das Gaserzeugungsmaterial mit Kohlenstoffatomen enthält.
7. Aufblasvorrichtung nach Anspruch 6, wobei die ersten und zweiten gegenüber liegenden Endwänden und die Seitenwand aus Kupfer oder Messing gefertigt sind.
8. Aufblasvorrichtung nach Anspruch 6, wobei eine der ersten und zweiten Endwände aus Kupfer oder Messing gefertigt ist.
9. Aufblasvorrichtung nach Anspruch 6, wobei die erste Endwand einem axial ausgenommenen bzw. eingeschnittenen Mittelteil besitzt, der teilweise eine externe Kammer definiert, wobei die externe Kammer eine Quelle für pyrotechnische Verbrennungsprodukte enthält, die den Mittelteil der ersten Endwand reißen und radial sich von der externen Kammer in die interne Kammer fortbewegen bzw. sich fortpflanzen, um das Gaserzeu­ gungsmaterial zu zünden;
wobei die erste Endwand ferner einen Ringteil besitzt, der sich radial außerhalb vom Mittelteil erstreckt, wobei der Ringteil eine Sollbruchstelle bzw. einen Spannungserhöher besitzt, der unter dem Einfluß der Gasdruck­ kräfte reißbar ist, die nach außen von der internen Kammer wirken;
wobei die erste Endwand ein dünnes Eichblechmetall aus Kupfer oder Messing ist.
10. Eine Aufblasvorrichtung, die folgendes aufweist:
einen Kanister mit einer Längsmittelachse, ersten und zweiten gegen­ über liegenden Endwänden, die sich über die Achse erstrecken, und einer Seitenwand, die sich in Längsrichtung zwischen den Endwänden erstreckt, wobei die Wände des Kanisters zusammen eine hermetisch abgedichtete interne Kammer definiert und diese umschließen, die Gaserzeugungsmateri­ al mit Kohlenstoffatomen enthält;
wobei die erste Endwand einen axial ausgenommenen Mittelteil be­ sitzt, der teilweise eine externe Kammer definiert, wobei die externe Kammer eine Quelle für pyrotechnische Verbrennungsprodukte enthält, die den Mit­ telteil der ersten Endwand reißen und sich radial von der externen Kammer in die interne Kammer zum zünden des Gaserzeugungsmaterials fortbewe­ gen;
wobei die erste Endwand ferner einen Ringteil besitzt, der sich radial außerhalb vom Mittelteil erstreckt, wobei der Ringteil eine Sollbruchstelle besitzt, die unter dem Einfluß der Gasdruckkräfte reißbar ist, die nach außen von der internen Kammer wirken;
wobei die erste Endwand ein dünnes Eichblechmetall aus Kupfer oder Messing ist.
11. Vorrichtung, wie in Anspruch 10 definiert, wobei der Kanister ein erstes einteiliges Blechmetallteil umfaßt, das die Seitenwand und die zweite Endwand definiert, und ein zweites einteiliges Blechmaterial umfaßt, das die erste Endwand definiert und einen kreisförmigen Umfangsteil besitzt, der mit einem ringförmigen Endteil der Seitenwand zusammengecrimpt bzw. gefalzt ist, wobei beide Blechmetallteile bezüglich der Eichung dünn sind und aus Kupfer oder Messing.
12. Vorrichtung, wie in Anspruch 11 definiert, die ferner ein Metall­ trageglied aufweist, das eine nicht perforierte Seitenwand angrenzend an die Seitenwand des Kanisters aufweist, und zwar im wesentlichen völlig über die Länge und den Umfang der Seitenwand des Kanisters.
13. Vorrichtung, wie in Anspruch 12 definiert, wobei das Trageglied ein Tragebecher ist mit einer ringförmigen Endwand, die sich radial nach In­ nen von der nicht perforierten Seitenwand aus erstreckt, wobei die Endwand des Tragebechers an die erste Endwand des Kanisters radial außerhalb des Ringteils der ersten Endwand angrenzt und radial über den Ringteil der er­ sten Endwand unterbrochen ist.
14. Vorrichtung, wie in Anspruch 12 definiert, die ferner ein Gehäu­ se aufweist, das den Tragebecher und den Kanister enthält, wobei das Ge­ häuse eine Endwand und eine Umfangsseitenwand besitzt, die jeweils be­ nachbart zur Endwand und zur Seitenwand des Tragebechers angeordnet sind, wobei die Seitenwand des Gehäuses Gasaustrittsöffnungen besitzt, wobei die benachbarten bzw. angrenzenden Wände des Gehäuses und des Tragebechers voneinander beabstandet sind, um einen Gasströmungsweg zu definieren, der einen ersten Teil besitzt, der sich radial außerhalb zwi­ schen den angrenzenden Endwänden erstreckt, und ferner einen zweiten Teil besitzt, der sich zwischen den angrenzenden Seitenwänden axial vom ersten Teil zu den Öffnungen erstreckt.
15. Vorrichtung, wie in Anspruch 6 definiert, die ferner ein Gehäuse mit einer Umfangsseitenwand mit Gasaustrittsöffnungen aufweist, wobei die erste Endwand des Kanisters aus einem ersten dünnen Eichblechmetallma­ terial ausgebildet ist, das nicht brennbar bei der Verbrennungstemperatur des Gaserzeugungsmaterials ist, wobei die zylindrische Seitenwand und die zweite Endwand des Kanisters aus einem zweiten, dickeren Blechme­ tallmaterial ausgebildet sind, das stark genug ist, um den Gasdruckkräften zu widerstehen, wobei die Vorrichtung frei von einer Metallwandstruktur zwi­ schen der Seitenwand des Kanisters und der Umfangsseitenwand des Ge­ häuses ist.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE112017000743B4 (de) 2016-02-10 2023-12-14 Nippon Kayaku Kabushiki Kaisha Gasgenerator mit Befestigungsabschnitt für einen Zünder

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