DE3900931C2 - Passives Rückhaltesystem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein passives Rückhaltesystem für ein Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Insbe­ sondere betrifft sie die Verwendung eines ringförmigen Elementes, um zu verhindern, daß heiße Gase und/oder Parti­ kelmaterialien direkt auf die innere Oberfläche des Airbags aufschlagen.

Während der Entfaltung eines passiven Rückhaltesystems im Fall einer Kollision mit einem Fahrzeug, in dem das Gerät installiert ist, treffen Gase und Feststoff-Verbrennungspro­ dukte, die bei Temperaturen von mehr als 1000°F (540°C) während des Beginns des Treibmittel-Brennzyklus erzeugt werden, direkt auf dem Material des Beutels auf. Wenn keine Schutzmaßnahmen ergriffen werden, die beispielsweise 1. das Anbringen zusätzlicher Opferschichten von Gewebe in den Beu­ tel an der Stelle, wo er von den heißen Gasen und den enger­ giegeladenen Feststoffteilchen berührt wird, oder 2. durch Installieren eines Ablenkelementes zwischen dem Generator und dem Airbag, kann dieses Auftreffen dazu führen, daß der Luftsack durchbrennt, was bedeutet, daß das Rückhaltesystem seine Aufgabe nicht mehr erfüllt.

Hersteller der zur Zeit auf dem Markt befindlichen Airbag-Systeme haben im allgemeinen die Wahl getroffen, beides zu tun, d. h. eine Opferschicht und ein Gasablenkelement vorzu­ sehen. Die zur Zeit in Gebrauch befindlichen Ablenkelemente sind jedoch teuere, spanabhebend bearbeitete Teile, die aus schweren Stahlplatten hergestellt werden und nicht mit übli­ chen Stanzeinrichtungen gestanzt werden können. Dies erhöht sowohl die Kosten der Aufblaseinrichtung als auch das Ge­ wicht der vervollständigten Anordnung. Wie es im Kraftfahr­ zeugwesen allgemein bekannt ist, muß jede Vergrößerung des Fahrzeuggewichts wenn möglich vermieden werden, aufgrund ihrer negativen Aufwirkung auf den Treibstoffverbrauch. Die Hauptfunktion dieser spanabhebend bearbeiteten Elemente scheint mehr darauf gerichtet zu sein, einfach einen Airbag an einem Gasgenerator anzubringen, als darauf, heiße Gase und Feststoffe von dem Gewebe des Sacks abzulenken, da sie sich nicht um einen bemerkbaren Abstand in den Mund des Beu­ tels hinein erstrecken.

Weiterhin sind im Hinblick auf die Einrichtungen zum Aufbla­ sen von Airbag-Systemen, wie sie hierin beschrieben werden, viele Arten und Formen von Gasgeneratoren oder Aufblasein­ richtungen bekannt, die brennbare feste Brennstoff-Zusammen­ setzungen zur Erzeugung von Gas verwenden. Unter für diesen Zweck verwendeten Generatoren häufig angetroffene Merkmale sind die Einschließung einer gaserzeugenden Zusammensetzung in ein Gehäuse und Einrichtungen, um das Gas zu filtern und zu kühlen, die zwischen der Zusammensetzung und den von dem Generatorgehäuse gebildeten Gasentladeöffnungen positioniert sind.

Ein derartiger Gasgenerator enthält eine ringförmige Reak­ tions- oder Verbrennungskammer, die von einem äußeren Gehäu­ se oder Gehäusestruktur eingefaßt ist. Die Brennkammer schließt einen zerreißbaren Behälter oder Patrone auf, der/die hermetisch abgedichtet ist und darin ein festes Gas­ erzeugungsmittel in pelletisierter Form enthält, und ist von einem ringförmigen Filter umgeben. Dieser Generator enthält weiterhin ein zentrales Zündungs- oder Auslöserohr und eine toroidale Filterkammer, die an die Brennkammer anschließt und diese umgibt. Ein inneres Gehäuse oder Gehäusestruktur ist um den zerreißbaren Behälter herum in dichter halternder Anordnung angeordnet, wobei das innere Gehäuse von einem Zylinder mit gleichförmig verteilten Umfangsöffnungen im Bereich eines Endes gebildet wird. Diese Öffnungen bilden Auslaßlöcher für die Gasströmung aus der Brennkammer.

Als Alternative kann ein Generatorgehäuse vorgesehen werden, das erste und zweite Baukomponenten oder Schalen enthält, genauer gesagt, eine erste oder Diffusorschale und eine zweite oder Basisschale. Beide Schalen werden geschmiedet und hitzebehandelt, wonach sie maschinell bearbeitet werden, um eine richtige Passung zu erhalten. Die erste Baukomponen­ te, d. h. die Diffusorschale′ wird mit drei integralen kon­ zentrischen Zylindern gebildet, die die inneren Bauwände des Aufblasgerätes bilden und Kammern darin definieren, die das feste Gaserzeugungsmittel, Zündungsmaterialien und Filter enthalten und ebenso Auslaßöffnungen für den Durchgang der Gase von Kammer zu Kammer und anschließend in den Sicher­ helts-Airbag zur Verfügung stellen.

Die zweite Baukomponente dieser Ausführung, die als Basis­ schale bekannt ist, kann eine elektrische Zündkapsel verwen­ den, um das Haupttreibmittel zu zünden, sowie einen Flansch enthalten, um einen Airbag daran anzubringen. Sie enthält ebenfalls drei konzentrische übereinstimmende Oberflächen für die konzentrischen Zylinder der Diffusorschale. Die drei konzentrischen Zylinder der Diffusorschale werden daher mit den entsprechenden konzentrischen Oberflächen verbunden, die auf der Basisschale angeordnet sind.

Gasgeneratoren oder Aufblasgeräte der oben beschriebenen Art müssen während des Gaserzeugungsvorganges für eine kurze Zeit enormen thermischen und mechanischen Belastungen stand­ halten. Daher wurden bis heute Aufblasgeräte, die mit Kraft­ fahrzeugen oder anderen Fahrzeug-Airbags verwendet wurden und zur Zeit noch verwendet werden, unter Verwendung von Stahl für das Gehäuse und andere Bauelemente hergestellt, wobei diese Bauelemente mit Hilfe von Schraubgewinden, Um­ walzen oder Schweißen miteinander verbunden werden.

Die seit neuerem aufgetretene Wichtigkeit der Gewichtsreduzierung bei motorbetriebenen Fahrzeugen für den Zweck der Brennstoffeinsparung hat jedoch einen Bedarf und eine Nach­ frage für ein Aufblassystem mit geringerem Gewicht geschaf­ fen. Dies ist von besonderer Wichtigkeit in einem Zusammen­ prall-Schutzsystem für den Fahrer, in dem die Aufblaseinrichtung an dem Lenkrad des Fahrzeugs befestigt Ist. Die Verfügbarkeit eines Aufblasgerätes mit geringerem Gewicht zur Installation an dieser Stelle macht es möglich, das Gewicht des Lenkrades und der Steuersäule des Fahrzeugs, an dem die Aufblaseinrichtung befestigt ist, weiter zu redu­ zieren.

In dieser Hinsicht verwenden einige seit neuestem eingeführ­ te Aufblasgeräte Aluminium als Gehäusematerialien. Während diese Maßnahme das Problem des zu großen Generatorgewichtes etwas beseitigt, hat dies den Nachteil, daß Aluminiumgenera­ toren höhere Produktionskosten aufweisen als die zur Zeit im allgemeinen Gebrauch stehenden Modelle aus gestanztem rost­ freien Stahl. Was jedoch noch wichtiger ist, Aluminium ten­ diert dazu, bei höheren Temperaturen beachtlich an Festigkeit zu verlieren, was dann von Wichtigkeit wird, wenn das Airbag-System einem Fahrzeugbrand ausgesetzt wird. Da ein Gasgenerator ein Druckgefäß ist, wie oben erwähnt, bestehen Bedenken bzgl. des möglichen Zerbrechens eines geschwächten Aluminium-Generatorgehäuses bei einer plötzlichen Beauf­ schlagung mit einem Überdruck aufgrund einer durch ein der­ artiges Feuer veranlaßten Zündung.

Bei einem bekannten Gasgenerator mit den Merkmalen des Ober­ begriffs des Anspruchs 1 (DE 36 04 843 A1) ist im Abstand vor den Abströmöffnungen des Generatorgehäuses ein Prallblech zum axialen Ablenken der ausströmenden Gase angeordnet. Das Prallblech wird von einem verlängerten Schenkel eines dem Halten des Gaskessels dienenden Rings gebildet.

Weiterhin ist ein Gasgenerator in Blechbauweise bekannt (DE 29 15 202 A1), bei dem das Gas aus einer mittleren Kammer durch eine Ringkammer in eine äußere Ringkammer und von dort aus schräg nach vorne ausströmt.

Bei einem weiteren bekannten Gasgenerator für einen Airbag weist die Kapsel, in der das Gas erzeugt wird, in einer axi­ alen Stirnfläche und in einer Mantelfläche Ausströmöffnungen auf. Vor den Ausströmöffnungen der axialen Stirnfläche ist ein Prallblech angeordnet, so daß das aus diesen Öffnungen ausströmende Gas radial umgelenkt wird.

Ein weiterer Gasgenerator für ein Airbagsystem ist aus US-PS 38 13 112 sowie aus US-PS 36 18 981 bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Rückhaltesystem für Fahrzeuge zu schaffen, das auch im Fall eines plötzlichen Überdrucks des Generators die Insassen vor Verletzungen schützt.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ein Rückhal­ tesystem mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen vor. Wei­ terbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprü­ chen.

Der Ablenkring wird von einem relativ leichtgewichtigen Ma­ terial unter Verwendung herkömmlicher Stanzausrüstungen ge­ stanzt, ohne daß die Notwendigkeit besteht, dieses Element in irgendeiner Weise nachzubearbeiten, insbesondere spanab­ hebend. Zusätzlich besitzt das Ringelement ausreichende strukturelle Festigkeit, um den Airbag gegenüber dem Genera­ tor zu positionieren und an Ort und Stelle zu halten, wenn der Generator zum Aufblasen des Airbags betätigt wird.

Das Material, das für diesen Zweck zur Zeit gebraucht wird, ist Stahl mit niedrigem Kohlenstoffanteil, der ausreichend dauerhaft ist, um Schädigungen durch die heißen Gase und Feststoffmateria­ lien zu widerstehen, die von dem Generator während der Feuerphase ausgestoßen werden. Eine Anzahl anderer Zusammenset­ zungen, beispielsweise Aluminium, Titan und auch nichtro­ stender Stahl, d. h. Metalle mit einem hohen Maß an Festigkeit und geringem Gewicht, können jedoch auch gewählt wer­ den, um den Ablenkring durch Stanzen herzustellen. Das noch geringere Gewicht dieser Materialien kann daher mit dazu verwendet werden, das Gewicht der gesamten passiven Rückhal­ teeinrichtung zu verringern.

Das Ergebnis des oben beschriebenen Stanzvorganges wird der Ablenkring als ein kreisförmiges Element mit einem Quer­ schnitt in form eines J erzeugt. Zusätzlich kann. Der Ring eine Vielzahl von Befestigungslöchern enthalten, die von einem Basisabschnitt des Rings gebildet werden, wobei die Löcher gleichmäßig längs des Umfanges des Rings beabstandet sind. Der Ablenkring wird auf einer Befestigungsplatte mit Hilfe von Befestigungsmitteln befestigt, die durch Öffnungen eingesetzt werden, die von der Platte gebildet werden, und anschließend durch die Befestigungslöcher in dem Ablenkring. Diese Befestigungsmittel können beispielsweise Schrauben, Bolzen oder Niete sein. Andere Befestigungsmittel, wie bei­ spielsweise Kleber, können ebenfalls verwendet werden. Der J-förmige Ablenkring wird derart befestigt, daß ein Ab­ schnitt des Rings mit einem kürzeren Bein benachbart zu dem Generator positioniert ist, während der übrige Abschnitt mit dem längeren Bein an einer Stelle positioniert ist, die von dem Generator relativ entfernt ist.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung enthält das passive Fahrzeug-Rückhaltesystem den Airbag, den Generator und den Ablenkring wie oben beschrieben, wobei der Generator eine Basisplatte und eine Diffusorplatte aufweist, die einen Umfangsabschnitt enthält, der abdichtend mit einem entspre­ chenden Abschnitt der Basisplatte verbunden ist, um so einen Abschnitt eines Generatorgehäuses zu bilden. Die Basisplatte und die Diffusorplatte sind durch Angriffsmittel miteinander verbunden, die senkrecht durch beide Platten gehen. Diese Verbindungseinrichtungen sind in der Lage, eine minimale Trennung zwischen der Diffusorplatte und der Basisplatte für den Fall eines Überdrucks in dem Generator zuzulassen, um Gas von dem Generatorgehäuse sicher wegzuleiten.

Das Generatorgehäuse bildet mindestens drei konzentrisch ausgerichtete toroidale Zonen. Eine erste derartige Zone enthält Mittel, um eine gaserzeugende Zusammensetzung zu zünden. Eine zweite Zone enthält eine feste gaserzeugende Zusammensetzung, die nach Zündung derart wirkt, daß sie Gas und feste Reaktionsprodukte erzeugt. Eine dritte Zone ent­ hält Filtrationsmittel, um das Gas zu kühlen und die Fest­ stoffprodukte aufzufangen. Die dritte Zone ist weiterhin mit einer Vielzahl von Öffnungen zum Abgeben des Gases aus dem Generatorgehäuse versehen.

Bei der oben beschriebenen Ausführungsform wird der Deflek­ torring aus einem relativ leichtgewichtigen Material mit herkömmlichen Stanzeinrichtungen gestanzt, beispielsweise einem Blech aus Stahl mit niedrigem Kohlenstoffanteil. Ver­ schiedene andere Metalle, wie Aluminium, Titan und nicht­ rostender Stahl, können als Ersetzungen für den Stahl mit niedrigem Kohlenstoffanteil aufgrund ihres gegenüber dem Stahl verringerten Gewichtes sinnvoll sein, wie oben er­ wähnt. Der Ablenkring dieser Ausführungsform wird als ein kreisförmiges Element mit einem Querschnitt in Form eines J gestanzt. Der Ring enthält weiterhin eine Vielzahl von Befestigungslöchern durch seinen Basisabschnitt, wobei die Löcher längs des Umfangs des Rings gleichmäßig beabstandet sind.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird der Ablenkring auf einer Befestigungsplatte mit Hilfe von Be­ festigungsmitteln befestigt, die durch von der Platte gebil­ dete Öffnungen eingesetzt werden und durch eine Schicht des Airbag-Materials, die zwischen der Befestigungsplatte und dem Deflektorring eingeschlossen ist, und anschließend durch die Befestigungslöcher im Ablenkring hindurchgehen. Diese Befestigungsmittel können beispielsweise Schrauben, Bolzen oder Niete sein. Es kann zusätzlich ein Kleber verwendet werden, um den Ablenkring an der Befestigungsplatte zu befe­ stigen. Der Ablenkring wird derart angebracht, daß ein Ab­ schnitt mit kürzerem Schenkel des Rings benachbart zu dem Generator positioniert ist, während der andere Abschnitt mit dem längeren Schenkel an einer Stelle relativ von dem Gene­ rator entfernt positioniert ist.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind die Mittel zum Anbringen der Basisplatte an der Diffusorplatte des Generatorgehäuses eine Vielzahl von Nietelementen, die um den äußeren Umfangsabschnitt des Generators herum ange­ ordnet sind. Weiterhin enthalten die Diffusorplatte und die Basisplatte zusätzlich entsprechende Flansche, die längs des äußeren Randabschnittes der Basisplatte angeordnet sind. Jeder Flansch bildet mindestens eine durch ihn durchgehende Öffnung, um den Generator an einer Befestigungsplatte und an dem Ablenkring anzubringen. In der oben beschriebenen Aus­ führungsform sind die Diffusorplatte und die Basisplatte des Generatorgehäuses mindestens teilweise längs ihrer Randkan­ ten mit Hilfe einer leichten Schweißnaht verbunden.

Bei einer nochmals weiteren Ausführungsform der Erfindung enthält die erste Zone des Generators ein Verstärkerpaket mit einer homogenen Mischung aus einem Zündungsverstärkmate­ rial und einer selbstzündenden Zusammensetzung. Zusätzlich kann die zweite Zone des Generators Vorfiltermittel enthal­ ten, die längs eines äußeren Umfangsabschnittes des Genera­ tors angeordnet sind und mindestens eine Schicht aus einem Siebmaterial aufweisen, die derart positioniert ist, daß sie einen Teil der Feststoffprodukte aus dem Gas entfernen.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung enthält die dritte Zone des Generators einen ersten Abschnitt mit ersten Filtermitteln zum Entfernen eines größeren Abschnittes der Feststoff-Reaktionsprodukte aus dem Gas und einen zweiten Abschnitt mit zweiten und dritten Filtermitteln zum Entfer­ nen von im wesentlichen allen verbleibenden Feststoff-Reaktionsprodukten aus dem Gas. Vor dem vollständigen Druck­ aufbau des Generators gelangt das Gas durch das erste Fil­ termittel, bevor es durch die zweiten Filtermittel und an­ schließend durch die dritten Filtermittel gelangt. Sobald das erste Filtermittel im wesentlichen unter Druck steht, was fast augenblicklich geschieht, fließt das Gas nicht län­ ger in das erste Filtermittel, sondern eher direkt in das zweite Filtermittel. Die Trägheit der relativ schweren Me­ tall-Feststoffteile trägt diese jedoch direkt in das erste Filtermittel hinein.

Das erste Filtermittel enthält eine Kammer, die im wesentli­ chen mit einer Vielzahl nicht ausgerichteter Metallfasern gefüllt ist, beispielsweise Stahlwollefasern. Das zweite Filtermittel enthält ein Sieb mit einer vorbestimmten Ma­ schengröße. Diese Maschengröße ist ausreichend, um den Durchgang von im wesentlichen allen partikelförmigen Reak­ tionsprodukten aus dem Gas zu verhindern. Das dritte Filter­ mittel enthält ein Sieb mit einer relativ kleineren Maschen­ größe als bei dem zweiten Filtermittel. Das Gas tritt aus dem Generatorgehäuse durch eine Vielzahl von Diffusionsöffnungen aus, die längs des Umfangsabschnittes der Diffusor­ platte angeordnet sind, benachbart zu dem und außerhalb des dritten Filtermittels.

Eine nochmals weitere Ausführungsform des passiven Fahr­ zeug-Rückhaltesystems enthält einen Airbag, einen Gaserzeu­ ger und einen Ablenkring. Der bei dieser Ausführungsform verwendete Generator enthält ein Gehäuse, das aus einem re­ lativ leichtgewichtigen, korrosionsbeständigen Material mit hoher Zugfestigkeit gebaut ist. Das Gehäuse bildet minde­ stens drei konzentrische Toroid-Zonen. Eine erste Zone ent­ hält Mittel zum Zünden einer gaserzeugenden Zusammensetzung. Eine zweite Zone enthält eine in Feststoff-Form vorliegende Mischung zur Erzeugung von Gas, die nach Zündung derart wirkt, daß sie Gas und feststofförmige Reaktionsprodukte erzeugt. Eine dritte Zone enthält Filtrationsmittel, um das Gas zu kühlen und die Reaktionsprodukte zu fangen. Die drit­ te Zone ist weiterhin mit einer Vielzahl von Gasaustritts­ öffnungen versehen.

Der Gasgenerator dieser Ausführungsform kann zusätzlich eine Basisplatte und eine Diffusorplatte mit einem Umfangsab­ schnitt aufweisen, der mit einem entsprechenden Abschnitt der Basisplatte abdichtend verbunden ist, um einen Abschnitt eines Generatorgehäuses zu bilden. Die Basisplatte und die Diffusorplatte werden mit Eingriffsmitteln miteinander ver­ bunden, die senkrecht durch die Diffusorplatte und die Ba­ sisplatte hindurchgehen. Diese Angriffsmittel sind in der Lage, eine minimale Trennung zwischen beiden Platten für den Fall eines zu großen Drucks in dem Generator zu ermöglichen, um Gase von dem Gehäuse sicher wegzuleiten.

Bei dieser Ausführungsform des Generators sind ebenfalls Mittel enthalten, um die feste gaserzeugende Zusammensetzung bzw. Mischung zu zünden, die innerhalb einer Öffnung in einem zentralen Abschnitt der Basisplatte angeordnet sind. Ein Verstärkungspaket mit einer homogenen Mischung aus einem Zündverstärkermaterial und einer selbstzündenden Zusammen­ setzung ist in der ersten Zone des Generatorgehäuses ange­ ordnet. Weiterhin sind Abstandseinrichtungen zwischen der festen gaserzeugenden Zusammensetzung und dem Generatorge­ häuse angeordnet, um einen Abrieb der gaserzeugenden Zusam­ mensetzung aufgrund der Berührung mit einer inneren Oberflä­ che des Gehäuses zu verhindern.

Zusätzlich sind bei der oben beschriebenen Ausführungsform Vorfiltereinrichtungen enthalten, die längs eines Umfangsab­ schnittes der ersten Zone des Generators zwischen der festen gaserzeugenden Zusammensetzung und der dritten Zone des Ge­ nerators angeordnet sind. Weiterhin sind Filtermittel in der dritten Zone des Generators angeordnet und enthalten einen ersten Abschnitt zur Entfernung eines größeren Teils der Feststoff-Reaktionsprodukte aus dem Gas und einen zweiten Abschnitt zum Entfernen im wesentlichen aller verbleibender feststofförmiger Reaktionsprodukte. Nach der Druckerzeugung des Generators gelangt das Gas durch den zweiten Abschnitt der Filtermittel bevor es durch den dritten Abschnitt hin­ durchgeht. Wie oben erwähnt, fliegen die schwereren Fest­ stoffteilchen direkt in den ersten Abschnitt des Filters, wo sie im folgenden festgehalten werden. Das Generatorgehäuse enthält weiterhin eine Vielzahl von längs des Umfangsabschnittes der Diffusorplatte angeordneten Gasdiffusionsöff­ nungen.

In der oben beschriebenen Ausführungsform ist die feste gas­ erzeugende Zusammensetzung in der Form einer Vielzahl von gepreßten toroidförmigen übereinander gestapelten Scheiben vorgesehen, wobei jede Scheibe Mittel aufweist, um es der Luft zu ermöglichen, um mindestens einen Abschnitt einer ihrer Oberflächen zu zirkulieren. Das durch die Verbrennung der Toroidscheiben erzeugte Gas wird dadurch gekühlt und gereinigt, daß es durch die Vorfilter- und Filtereinrichtun­ gen hindurchgeht.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorzüge der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sowie anhand der Zeichnung. Hierbei zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht, die eine bevor­ zugte Stelle für das hierin beschriebene pas­ sive Rückhaltesystem zeigt;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht des passiven Rückhaltesystems der Erfindung von unten;

Fig. 3 einen Schnitt durch das passive Rückhaltesy­ stem längs Linie 3-3 in Fig. 2; und

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines Ablenk­ ringelementes zur Verwendung mit dem passiven Rückhaltesystem nach der Erfindung.

Gasgeneratoren der hierin beschriebenen Art sind sinnvoll für die schnelle Erzeugung großer Volumina von Gas, wobei die Menge und Art des zu erzeugenden Gases mindestens teil­ weise durch die Art der zur Verwendung in dem Generator aus­ gewählten brennstoff-erzeugenden Zusammensetzung, deren Men­ ge und die von dieser vorgesehenen Brennoberfläche bestimmt wird. Das erzeugte Gas kann toxisch oder nicht-toxisch, ge­ fährlich oder nicht gefährlich sein, in Abhängigkeit von der gewünschten Anwendung und den gewählten Ausgangsmaterialien.

Zum gegenwärtigen Zeltpunkt ist die weitest verbreitete kom­ merzielle Anwendung für derartige Generatoren ihre Verwen­ dung in der Erzeugung eines ausreichenden Volumens von Gas innerhalb eines geeignet kurzen Intervalls, d. h. beispiels­ weise von etwa 35-60 Millisekunden, zum Aufblasen eines Luftkissengerätes, d. h. eines Airbags, In einem passiven Rückhaltesystem eines Fahrzeugs. Die folgende Beschreibung der Erfindung, die unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungsfiguren abgegeben wird, ist daher auf eine derar­ tige Verwendung gerichtet.

Es muß jedoch im Auge behalten werden, daß zwar der im fol­ genden beschriebene Generator ein Aufblasgerät zur Verwen­ dung mit einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung darstellt, das hierin beschriebene Ablenkringelement jedoch auch in Verbindung mit einer Vielzahl von Aufblasgeräten unterschiedlicher Konstruktion verwendet werden kann. Die vorliegende Erfindung sollte daher nicht einfach auf die hierin beschriebenen Ausführungsformen beschränkt werden, sondern sollte so angesehen werden, daß sie alle Modifika­ tionen und Ausführungsformen umfaßt, wie sie von dem Durch­ schnittsfachmann erfaßt werden.

Fig. 1 zeigt in perspektivischer Ansicht ein Rückhaltesystem für einen Fahrzeuggast, das zur Installation beispielsweise In der Steuersäule eines Motorfahrzeugs, beispielsweise eines Automobils, bestimmt ist, um dessen Fahrer zu schüt­ zen. Es sollte jedoch beachtet werden, daß die hierin be­ schriebene Airbag-Anwendung auch die Verwendung, für den Fall einer Kollision zwischen dem Fahrzeug und einem zweiten stationären oder bewegbaren Objekt, eines oder mehrerer der­ artiger Generatoren zum Aufblasen mindestens eines passiven Rückhaltesystems umfaßt, die in der Zone angeordnet ist, das normalerweise von einem Fahrer und in dem Fahrzeug reisenden Passagieren belegt wird.

Die Ansicht zeigt ein im wesentlichen kreisförmiges Lenkrad 10, das auf einer Steuersäule 12 angeordnet ist und mit einem nicht dargestellten Mechanismus zum Schwenken der Vor­ derräder des Fahrzeugs von einer Seite zur anderen verbunden ist. In einem zentralen Abschnitt des Lenkrads 10 ist ein Gehäuse 14 angeordnet, das aus gegenüberliegenden Seitenele­ menten 16, 18 und einem Deckelelement 20 gebildet ist. Der dem Airbag 24 betriebsmäßig zugeordnete Generator 22 ist an Ort und Stelle in dem Gehäuse 14 mit Hilfe der Befestigungsplatte 36 gesichert. Die Platte 36 kann mit dem Generator 22 mit der Verwendung von Öffnungen 35 verbunden werden, die von den Flanschen 30, 32 gebildet werden, und durch die Ver­ bindungselemente, wie Niete, Bolzen oder Schrauben, hin­ durchgeführt werden, die nicht dargestellt sind. Der Airbag 24 ist zur Unterbringung gefaltet und auf der Oberseite des Generators 22 zur Vorbereitung seiner Benutzung gepackt. Das Abdeckelement 20 wird anschließend installiert, um die gesamte Anordnung vor der Sicht zu verbergen und den ästhe­ tischen Eindruck des Inneren des Fahrzeugs zu verbessern.

Der Generator 22 nach der Erfindung ist vorzugsweise aus einem Material konstruiert, beispielsweise geglühtem rost­ freiem 301-Stahl, das leichter, fester und korrosionsbeständiger als das häufig beim Stand der Technik verwendete Mate­ rial zum Bauen derartiger Geräte ist, beispielsweise 4130-Stahl. Tatsächlich kann eine Generatoreinheit, die aus dem oben beschriebenen ausgeglühten rostfreien Stahl konstruiert Ist, bis zu 40% leichter sein als ein Generator, der mit den gleichen Abmessungen aus 4130-Stahl gebaut ist. Diese Gewichtsreduktion wurde erreicht, ohne daß die Zugfestigkeit bei hoher Temperatur geopfert wurde, was auftreten würde, wenn bei spielsweise ein leichtgewichtiges Material, wie Aluminium oder Titan zum Bau des Generators verwendet würde. Die Erfindung sollte jedoch nicht auf das spezielle Material begrenzt sein, beispielsweise geglühten rostfreien 301-Stahl, wie er oben beschrieben ist, da es eine Anzahl von im Stand der Technik bekannten Materialien gibt, die die Merk­ male des verringerten Gewichts und der hohen Festigkeit, auch bei hohen Temperaturen, wie sie beispielsweise während eines Fahrzeugbrandes vorkommen können, in sich vereinen.

Die Ansicht der Fig. 2 zeigt sowohl die untere, d. h. die Basisplatte 26 als auch die obere, d. h. die Diffusorplatte 28, die den Generator 22 der vorliegenden Erfindung umfas­ sen. Diese beiden Platten 26 sind vorzugsweise an Befesti­ gungsflanschen 30, 32 verbunden, die mit Hilfe von Verbin­ dungselementen wie Niete, Schrauben, Bolzen o. dgl. an der strichpunktiert dargestellten Befestigungsplatte 36 befe­ stigt werden können. Die Flansche 30, 32 sind vorzugsweise mit Hilfe einer kleinen 360° Widerstandsplasma- oder Laser­ schweißung abgedichtet, um die Umfangsabschnitte der Platte 26, 28 miteinander abzudichten.

Diese Schweißnaht dient dazu, den aufeinanderliegenden Be­ reich der Flansche abzudichten, um während des Normalbe­ triebs des Generators 22 ein Gaslecken hierdurch zu verhin­ dern, so daß die als Verbrennungsprodukte gebildeten Gase den Generator durch eine Vielzahl von Diffusionsöffnungen 34 verlassen, die von der Diffusorplatte 28 gebildet werden. Für den Fall, daß der Generator 22 aus irgendeinem Grund unter Überdruck gerät, wird diese Schweißnaht durch das expandierende Gas weggeblasen. Diese Anordnung dient dazu, daß Gas von dem Benutzer des Fahrzeugs in einer sicheren nach­ giebigen Art wegzuleiten, ohne das Gehäuse des Aufblasgerä­ tes zu zerreißen.

Die Verwendung einer Schweißnaht, wie oben beschrieben, steht im Kontrast mit der üblichen bekannten Art, das Gene­ ratorgehäuse abzudichten, bei der die Randkanten des Genera­ tors normalerweise zusammengecrimpt werden. Die mit dem vor­ liegenden Generator verwendete Schweißung wirkt daher als ein Sicherheitsventil, um das explosive Abschleudern von Metallbrocken aus dem Generatorgehäuse durch den inneren Teil des Fahrzeugs mit einer sich daraus ergebenden Verlet­ zungs- und/oder Todesgefahr für dessen Insassen zu verhin­ dern.

Eine übliche Ursache für einen derartigen Überdruck in Gene­ ratoren zur Verwendung in einem passiven Rückhaltesystem eines Motorfahrzeugs ist ein Fahrzeugbrand. Die als Ergebnis eines derartigen Brandes auftretenden hohen Temperaturen bewirken häufig, daß die Festigkeit des metallischen Genera­ torgehäuses verringert wird, bevor das Haupttreibmittel ge­ zündet wird. Für andere Anwendungen verwendete Generatoren können selbstverständlich aufgrund des Einflusses anderer bekannter Faktoren unter einen zu hohen Druck geraten.

Ein zweites Merkmal bei der Ausführungsform des Gasgenera­ tors ist die Verwendung von Nieten 38 zur Verbindung der Basisplatte 26 und der Diffusorplatte 28. Niete 38 ersetzen teuere Schraubverbindungen oder unzuverlässige Schweißungen, auf die sich bekannte Aufblasgeräte verlassen. Die Gasgeneratoreinheit der Erfindung ist daher so entworfen, daß sie sich in einer Art ähnlich wie eine Greiferschale öffnet, um Überdruck freizusetzen, anstatt zu explodieren, wenn sich das in dem Generator gespeicherte Treibmittel unter unübli­ chen Bedingungen verschlechtert, beispielsweise wenn das Gerät einem Feuer ausgesetzt ist.

Unter den oben beschriebenen abnormen Bedingungen bricht die die Randabschnitte der Flansche 30 und 32 verbindende Schweißnaht aufgrund der Auswirkung der schnell erzeugten Gase, was dazu führt, daß der Druck innerhalb des Generators allmählich nachläßt. Dies macht es möglich, daß die beiden Hälften der Einheit, d. h. die Basisplatte 26 und die Diffu­ sorplatte 28 sich in einer Art voneinander wegbewegen, die dem Öffnen einer Greiferschale ähnlich ist, jedoch aufgrund der Niete 38 aneinander befestigt bleiben. Die Niete 38 er­ strecken sich daher senkrecht zu den Platten 26, 28 von einer Stelle an der äußeren Oberfläche der Basisplatte 26 und gehen durch den inneren Abschnitt des Generators zu der äußeren Oberfläche der Diffusorplatte 28 hindurch.

Fig. 3 zeigt einige der gleichen Merkmale des Generators 22, die oben unter Bezugnahme auf Fig. 2 beschrieben wurden. Diese Merkmale sind daher in beiden Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Fig. 3 stellt einen Schnitt des Generators 22 der Erfindung dar. Sie zeigt die Greiferschalen-Dichtanordnung zwischen der Basisplatte 26 und der Diffusorplatte 28 mit der Verwen­ dung von Nieten 38, und stellt den gebogenen Weg dar, der von der Gasströmung innerhalb des Generators genommen wird, um das Verbrennungsprodukt zu filtern und zu kühlen. Dieser gewundene Gasweg, der ein weiteres neues Merkmal der Erfin­ dung ist, wird weiter unten noch im einzelnen beschrieben. Während die Basiswirkmethode für Generatoren 22 der hierin beschriebenen Art bekannt ist und nicht weiter erläutert zu werden braucht, hat der Generator der Erfindung mehrere neue Merkmale, die in größerer Einzelheit beschrieben werden. Das Aufblasgerät 22 der Erfindung bildet drei konzentrisch ange­ ordnete toroldförmige Kammern, die als Zündkammer A, Brenn­ kammer B und Filterkammer c bezeichnet werden können, wenn man sich von der Mitte zur Außenseite des Gasgenerators be­ wegt. Die Zündkammer A, der Innere ringförmige Abschnitt des Generators, enthält eine Zündeinrichtung, beispielsweise eine elektrisch aktivierte Zündkapsel 40, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist. Die Zündkapsel 40, die eine kleine Ladung aus elektrisch zündbarem brennbaren Material enthält, kann mit mindestens einem entfernten nicht dargestellten Sensor­ gerät einer an sich bekannten Art verbunden sein, die bei­ spielsweise in der vorderen Stoßstange oder einer seitlichen Scheuerleiste eines Automobils angeordnet ist, und zwar mit Hilfe elektrischer Leitungen 42a, 42b.

Die Zündkammer enthält ebenfalls ein Verstärkerpaket 44, das eine Menge eines Verstärkungsmaterials enthält, beispiels­ weise eine üblicherweise verwendete Borkaliumnitrat-Mi­ schung, die vorzugsweise in pulverförmiger Form 46a ver­ wendet wird, um die maximal mögliche Brennoberfläche für die schnellstmögliche Antwort zur Verfügung zu stellen. Andere bekannte schnell brennbare Materialien können für den glei­ chen Zweck verwendet werden, jedoch haben die Erfinder einen ständig hohen Grad an Leistung mit der Verwendung von Bor­ kaliumnitrat erreicht.

Während Borkaliumnitrat sehr erfolgreich bei der Zündung der In der Brennkammer B angeordneten Haupttreibladung ist, weist es einen ernsten Nachteil auf, der darin besteht, daß die Selbstzündungstemperatur des Materials außerordentlich hoch ist, d. h. etwa 600-700°F (315°C-370°C). Da die für die Haupttreibladung des Generators 22 ausgewählten Zusammensetzungen bei einer noch höheren Temperatur unter den normalerweise bei beispielsweise einen Fahrzeugbrand ange­ troffenen Bedingungen zünden, würde das Zündungsmaterial in der Einheit bei einer Temperatur von mehr als etwa 600°F (315°C) sein, bevor eine Zündung stattfinden würde.

Bei einer derartigen Situation würde das Generatorgehäuse sogar noch höheren Temperaturen unterworfen sein, d. h. im Bereich von etwa 800-900°F (426 °C-482°C), und die Haupttreibladung würde ebenfalls bei einer hohen Temperatur sein, beispielsweise 400-500°F (204°C-260°C). Unter diesen Bedingungen würde unter den den Fachleuten bekannten Gesetzen von Temperatur und Druck die Treibladung sehr schnell brennen und Gas bei einem extrem hohen Druck erzeu­ gen, was eine Situation schaffen würde, bei der ein explosives Zerbrechen des geschwächten Generatorgehäuses eine tat­ sächliche Möglichkeit ist.

Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben daher ein Selbstzündungsmaterial 46b mit dem Borkaliumnitrat in das Verstärkerpaket 44 eingebaut. Dieses Material ist einer Selbstzündung bei einer niedrigeren Temperatur als Borkali­ umnitrat fähig. Seine Verwendung würde zu einer Zündung der Haupttreibladung führen, solange diese Ladung noch bei einer viel niedrigeren Temperatur als der oben beschriebenen ist. Daher kann die Treibladung mit viel geringerer Rate ver­ brannt werden und erzeugt einen wesentlich niedrigeren Druck. Dieses zusätzliche Selbstzündungsmaterial ist vor­ zugsweise eine stabilisierte Nitrozellulose-Zusammensetzung, wie beispielsweise IMR 4895, die bei weniger als etwa 400°F (200°C) selbst zündet. Dieses bevorzugte Material wird von DuPont Corp. hergestellt, jedoch ist auch anderes Material, das sich in dieser Art verhält, zur Verwendung in der vor­ liegenden Erfindung akzeptlerbar.

Die Endwirkung der Kombination eines derartigen selbstzün­ denden Materials mit beispielsweise der Borkaliumnitrat-Ver­ stärkerzusammensetzung, um dadurch diese Mischung zu einem Integralen Teil der Zündungskette der vorliegenden Erfindung zu machen, besteht darin, eine Schwächung des Generatorge­ häuses zu verhindern und daher die Gefahr eines explosiven Überdrucks zu verringern oder vollständig zu beseitigen. Dies beseitigt eine mögliche Gefahr für die Passagiere und/oder in der Nähe befindliche Personen im Falle eines Fahrzeugbrandes.

Die Brennkammer B des vorliegenden Gasgenerators 22 wird von einem äußeren toroidförmigen dreiseitigen Brennbecher 48 gebildet, der längs einer Längsebene offen ist, der den in­ neren Brennbehälter so konzentrisch umgibt, der derart aus­ gebildet ist, daß er in den Becher 48 paßt. Er wird von dem Element 52 hermetisch abgedichtet, um das Eindringen von Feuchtigkeit zu verhindern. Das Element 52 kann beispiels­ weise längs seiner inneren, d. h. in der Nähe der Zündungs­ kammer, und seiner äußeren Randkanten gecrimpt bzw. verpreßt werden, um dadurch den Behälter 50 in geschlossener Stellung zu halten, bevor die Generatoreinheit in Betrieb genommen wird.

Der Becher 48 ist vorzugsweise aus einem Metall gebildet, beispielsweise Aluminium, um seine Festigkeit und Wärmeleit­ eigenschaften auszunützen. Gegebenenfalls kann jedoch der Becher 48 auch aus einem thermoplastischen Material herge­ stellt werden, das sowohl billiger als auch einfacher herzu­ stellen ist, d. h. durch einen Spritzguß. Ein mit der Verwen­ dung eines derartigen Kunststoffes zu berücksichtigender Nachteil ist jedoch die mögliche Bildung toxischer Wasser­ stoffkohlenstoff-Reaktionsprodukte, die vermieden werden sollten, um zu verhindern, daß die Fahrzeuginsassen den Wir­ kungen eines toxischen Gases ausgesetzt werden, wenn der Generator der Erfindung für Airbag-Anwendungen verwendet wird.

In den inneren Behälter 50 ist die Haupttreibladung 54 ein­ gesetzt, die in einer Vielzahl physikalischer Formen gelie­ fert werden kann. Sie kann beispielsweise als Pulver eingegossen oder in der Form einer Anzahl von im wesentlichen kreisförmigen Tabletten eingelegt werden, die in ihrer Größe von der einer Aspirin-Tablette bis zu der Größe einer Alka-Seltzer-Tablette reichen. Die Erfinder haben jedoch heraus­ gefunden, daß bessere Ergebnisse erreicht werden können, wenn die Treibladung in eine Reihe von gepreßten, flachen Toroldscheiben geformt wird, die in einer Anordnung mit gegenseitigem Abstand gehalten werden können, um dadurch die maximal mögliche Brennoberfläche zu bilden. Diese Anordnung mit Abständen läßt sich durch die Verwendung einer oder meh­ rerer erhabener Stege (nicht dargestellt) oder von Abstands­ elementen erreichen, die sich von einem Abschnitt jeder Scheibe nach oben erstrecken, senkrecht zu ihrem Längsdurch­ messer, was den Durchgang einer Flammenfront in dem auf die­ se Weise zwischen ihnen gebildeten Raum erleichtert.

Eine Reihe von Zusammensetzungen bzw. Mischungen, die im Stand der Technik bekannt sind, können als Haupttreibladung für den hierin beschriebenen Gasgenerator verwendet werden. Die Erfinder der vorliegenden Anmeldung bevorzugen die ver­ schiedenen Mischungen, wie sie in US-PS 38 95 098, Re 32 584, beschrieben sind (erteilt am 15.07.1975, Anmel­ der: John F. Pietz, Inhaber: TALLEY AUTIMOTIVE PRODUCTS, INC., Titel: Method and Composition for Generating Nitrogen Gas). Die dortige Offenbarung wird hiermit durch Bezugnahme zum Gegenstand der vorliegenden Offenbarung gemacht. Die wichtigsten unter diesen Treibzusammensetzungen sind jene Treibmittel, die eine Mischung von Natriumazid mit Kupfer­ oxid enthalten.

Statt dessen können auch Mischungen verwendet werden, die Nickel- und Eisen-Oxydantien substituieren. Diese Stoffe haben zwar einen etwas höheren wirksamen Gasausstoß als die oben beschriebene Mischung CuO/NaN₃, erfordern jedoch häufig die Hinzufügung eines Ammoniumperchlorat-Brenngeschwindig­ keitsverstärkers, um ihr volles Potential zu erreichen, wie dies in US-PS 46 04 151 (erteilt am 08.05.1986, Erfinder: Knowlton und Pietz, Inhaber: TALLEY AUTOMOTIVE PRODUCTS, INC., Titel: Method and Composition for Generating Nitrogen Gas including Ammonium Perchlorate Catalyst) beschrieben ist, wobei diese Patentschrift ebenfalls durch Bezugnahme zum Teil diese Anmeldung gemacht wird. Da, wie oben disku­ tiert, eine große Zahl unterschiedlicher gaserzeugender Mi­ schungen bzw. Zusammensetzungen in dem vorliegenden Genera­ tor 22 wirksam sein können, soll die vorliegende Erfindung nicht auf die oben offenbarten Zusammensetzungen beschränkt sein.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann das Treibmittel in ein einzelnes poröses Korn geformt oder ex­ trudiert sein, das dem Volumen und der Form des Brennbechers entspricht. Ein derartiges Korn kann sowohl mit einem Me­ tallbecher, beispielsweise Aluminium, oder einem Kunststoff­ becher, wie oben offenbart, verwendet werden. Ein wichtiges bei der Verwendung eines derartigen porösen Treibkornes zu berücksichtigendes Merkmal ist es, zu gewährleisten, daß das Korn so geformt wird, daß es ein ausreichendes Maß an Poro­ sität aufweist, um eine ausreichende Brennoberfläche zu lie­ fern, die es ermöglicht, daß die Flammenfront sich durch das Korn mit ausreichender Geschwindigkeit vorwärtsbewegt, um ein ausreichendes Volumen von Gas innerhalb der oben be­ schriebenen Periode von beispielsweise 35-60 Millisekunden zu liefern.

Die Haupttreibladung wird gegen Abrieb isoliert, der durch Berührung der oberen und/oder unteren Abschnitte des inneren Brennbehälters so verursacht werden könnte, und zwar durch die Verwendung inerter Abstandskissen 56, 58. Die Kissen 56, 58 können beispielsweise von einem Keramikfiberkissen einer Mischung aus Aluminiumoxid und Siliciumoxid gebildet werden, die unter dem Warenzeichen Fiberfrax von der Sohio Carborun­ dum, Inc., einer Tochtergesellschaft von Standard Oil Corp., verkauft wird. Ebenfalls enthalten in dem Behälter 50 ist ein Vorfilter 60, das aus einer Reihe feinmaschiger Metall­ siebe zusammengesetzt ist, um Feststoffmaterial innerhalb des durch die Verbrennung der Treibladung 54 geschaffenen Gasstroms aufzufangen.

Nach Zündung der Mischung 46a, b innerhalb des Verstärkerpa­ kets 44 durch beispielsweise die Zündkapsel 40 gelangen die so erzeugten heißen Gase durch zwischen der Zündkammer und der Brennkammer, die durch den Brennbecher 48 definiert wird, angeordnete Gasöffnungen 62 und schlagen auf den inne­ ren ringförmigen Abschnitt des Behälters 50 auf und erhitzen dadurch schnell den Behälter 50 und die darin enthaltene Treibladung.

Nach Erreichen der erforderlichen Zündtemperatur für das Treibmittel 54, die in Abhängigkeit von dem gewählten Treib­ mittel unterschiedlich sein kann, brechen die Wände des Be­ hälters 50 an einer Zahl von Stellen, die an den Gasöffnun­ gen 64 anliegen (vorzugsweise dreizehn Öffnungen, obwohl die Menge auch unterschiedlich sein kann), und erlauben es so dem als Produkt der Verbrennung des Treibmittels 54 erzeug­ ten Gas, durch die Vorfilterzone 60 und anschließend aus dem Behälter 40 durch die Gasöffnungen 64 auszutreten.

Sobald das Gas durch die Öffnungen 64 austritt gelangt es in das Schlackenfilter 66, bis dieses Filter vollständig unter Druck steht. Das Filter 66 enthält eine verdrillte Schicht aus einem groben Stahlwollematerial, das in der Lage ist, den größten Teil des restlichen Feststoffmaterials aus dem Gasstrom zu entfernen, während es gleichzeitig die Tempera­ tur der Strömung verringert. Während die Verbrennung des Treibmittels 54 fortfährt und zusätzliche gasförmige Produk­ te bildet, die durch die Öffnung 64 austreten und in dem Filter 66 gelangen, gelangt das Gas an den Filter 66 seit­ lich vorbei und strömt direkt in das Filter 68, während die schwereren festen Teile von diesem Weg abweichen und direkt in das Filter 66 fliegen, wo sie anschließend gefangen wer­ den. Das Filter 68 enthält mehrere Schichten Maschensieb 68a, b mit einer von innen nach außen stetig abnehmenden Maschengröße, die durch ein Abstandskissen 68c der oben be­ schriebenen Art voneinander getrennt sind. Das gekühlte ge­ filterte Gas entweicht dann aus dem Generator durch eine Vielzahl von Diffusoröffnungen 34, die um einen Umfangsab­ schnitt der Diffusorplatte 28 herum angeordnet sind.

Wie oben erwähnt, erzeugt jedoch die Verbrennungsreaktion des festen gaserzeugenden Materials ein gasförmiges Produkt bei einer erhöhten Temperatur. Dieses gasförmige Produkt enthält häufig Feststoffmaterialien, die die Unversehrtheit des Airbags dadurch beschädigen oder zerstören können, daß sie direkt gegen seine innere Oberfläche auftreffen. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben nun einen Ablenkring mit einem J-förmigen Querschnitt erfunden, der sich aus einem relativ leichtgewichtigen Material stanzen läßt, bei­ spielsweise Stahl mit niedrigem Kohlenstoffanteil, der weni­ ger wiegt als die zur Zeit benutzten Stahlteile, die eine spanabhebende Einzelbearbeitung durch hochqualifizierte Fachkräfte erfordern. Eine Anzahl anderer Leichtgewichtiger Metalle, wie Titan, Aluminium und rostfreier Stahl, können als Ersatz für den derzeit in Gebrauch befindlichen Stahl mit niedrigem Kohlenstoffanteil verwendet werden. Der Ring der Erfindung läßt sich mit deutlich niedrigeren Kosten her­ stellen, da er sich stanzen und prägen läßt anstelle einer spanabhebenden Bearbeitung. Zusätzlich führt die von den Erfindern verwendete Stanztechnik zu einer wesentlich gerin­ geren Unterschiedlichkeit der Dimensionen des Rings 72, Im Hinblick auf die Anordnung und Ausrichtung der Befestigungs­ löcher u. dgl. Dennoch behält das Ringelement 72 nach der Erfindung ausreichend Festigkeit, um den Airbag 24 an dem Generator 22 zu befestigen, ungeachtet seiner Leichtge­ wichts-Bauweise.

Zusätzlich erleichtert die jetzt zur Herstellung des Rings 70 nach der Erfindung verwendete Stanz- und Prägemethode die Herstellung eines Ringelementes, das sich weiter in den Mund des Beutels 24 hinein erstreckt als die zur Zeit produzier­ ten spanabhebend bearbeiteten Ringe, und schafft daher ein größeres Maß an Schutz gegen das Auftreffen der heißen Gase und der mit hoher Geschwindigkeit ankommenden Feststoffe. Die neue Anordnung des Ablenkrings der Erfindung verringert oder beseitigt sogar die Notwendigkeit, wie sie von den be­ kannten Techniken demonstriert wird, den Airbag 24 mit einer Opferschicht aus Gewebe zu versehen, der zusätzliche Arbeit und daher zusätzliche Kosten bei der Herstellung eines Air­ bag-Systems erfordert.

In der hier beschriebenen Ausführungsform kann das Gas dazu verwendet werden, einen Airbag 24 aufzublasen, der an der Befestigungsplatte 36 mit Hilfe des Ablenkrings 70 befestigt ist. Die Befestigungsplatte 36 Ist vorzugsweise ein flaches Metallblech mit einer Zentralöffnung, die derart ausgebildet und angeordnet ist, daß mindestens der Diffusorplattenabschnitt des Generators 22 durch sie eingesetzt werden kann. Gleichmäßig verteilt rings um den Umfang dieser Zentralöff­ nung ist eine Vielzahl von Befestigungslöchern, vorzugsweise zwölf, die für den Durchgang von Befestigungsmitteln ausge­ bildet sind, beispielsweise Schrauben, Bolzen, Niete o. dgl.
Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Mundabschnitt des Airbags 24 über den Ablenkring 70 der In Fig. 4 dargestellten Art gefaltet. Der gefaltete Ab­ schnitt des Airbags 24 ist mit einer gleichen Anzahl von nicht dargestellten Befestigungslöchern versehen, die in das Gewebe des Beutels eingenäht sind und einen derartigen Ab­ stand aufweisen, daß sie ihre Ausrichtung mit den Löchern 72 in dem Ring 70 ermöglichen. Sobald der Mund des Beutels 24 derart ausgerichtet ist, wird der Ring 70 zusammen mit dem Sack 24 an einer ersten Seite der Befestigungsplatte 36 mit durch die Befestigungslöcher von der zweiten gegenüberlie­ genden Seite der Platte eingesetzten Befestigungsmitteln befestigt.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden acht derartige Befestigungseinrichtungen verwendet, d. h. zwei in jedem Quadranten, die zunächst durch die Platte 36, dann durch den Airbag 24 und schließlich durch den Deflek­ torring 70 hindurchgehen, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist. Vier nicht benutzte Befestigungslöcher bleiben daher sowohl in der Platte 36 als auch dem Ablenkring 70 übrig, von denen vorzugsweise jeweils eines in jedem Quadranten der Platte 36 in einer quadratischen Konfiguration angeordnet ist. Der Diffusorabschnitt des Generators 22 wird anschlie­ ßend in den Mund des Airbags 24 eingesetzt, indem die Dif­ fusorplatte 28 durch die zentrale Öffnung der Befestigungs­ platte 36 eingesetzt wird, was es ermöglicht, daß von den Flanschen 30, 32 des Generators 22 gebildete Öffnungen 35 mit den vier bleibenden Befestigungslöchern in der Platte 36 sowie mit den entsprechenden Löchern 72 in dem Ringelement 70 ausgerichtet werden.

Befestigungsmittel werden dann durch die Öffnung in den Flanschen 30, 32 durch die Platte 36, dann anschließend den Airbag 24 und schließlich durch die Löcher 72 in dem Ring 70 eingesetzt. Diese Anordnung befestigt den Generator 22 fest auf der Platte 36 in einer solchen Weise, daß die Diffu­ sionsöffnungen 34 des Generators 22 innerhalb des Mundes des Airbags 24 angeordnet sind. Der Ring 70 schafft so eine Bar­ riere zwischen den Diffusionsöffnungen 34 des Generators 22 und der Inneren Oberfläche des Airbags 24, um die heißen Gase und Feststoffpartikel von einem direkten Kontakt mit der Inneren Oberfläche des Beutels und in dessen zentralen Abschnitt weg abzulenken.

Während es offensichtlich ist, daß die hierin beschriebene Erfindung geeignet ist, die oben beschriebenen Aufgaben zu erfüllen, ist zu beachten, daß verschiedene Modifikationen und Ausführungsformen den Fachleuten zur Verfügung stehen, und die beigefügten Patentansprüche alle derartigen Modifi­ kationen und Ausführungsformen umfassen sollen.

Claims (10)

1. Passives Rückhaltesystem für ein Fahrzeug, mit

• (a) einer zwischen einem Insassen des Fahrzeugs und einem Innenabschnitt des Fahrzeugs angeordneten Airbag-Einrichtung (24) zum Schutz des Insassen vor einem Aufschlag auf dem Innenabschnitt im Fall einer Kollision, an der das Fahrzeug beteiligt ist;
• (b) einer Generatoreinrichtung (22) zur Erzeugung einer ausreichenden Menge eines gasförmigen Verbrennungs­ produktes zum Aufblasen der Airbag-Einrichtung (24) in einem Intervall zwischen der Kollision und dem Aufschlag zur Verhinderung des Aufschlags;
• (c) einem zwischen der Airbag-Einrichtung (24) und der Generatoreinrichtung (22) positionierten Ablenk­ ring (70) zum Anbringen des Airbags (24) an dem Generator (22), die sich einen ausreichenden Abstand in einen Innenabschnitt des Airbags (24) hinein erstreckt, um zu verhindern, daß in der Generatoreinrichtung (22) erzeugte heiße Verbren­ nungsgase und Feststoffpartikel direkt gegen eine innere Oberfläche der Airbag-Einrichtung (24) auf­ schlagen,

worin der Ablenkring (70) aus einem relativ leichtge­ wichtigen Material unter Verwendung herkömmlicher Stanzausrüstungen gestanzt und/oder geprägt ist, ohne daß der Ablenkring (70) einer Nachbehandlung unterworfen wird, und worin der Ablenkring (70) ausreichende Festig­ keit besitzt, um die Airbag-Einrichtung (24) gegenüber der Generatoreinrichtung (22) zu positionieren und zu halten, wenn die Generatoreinrichtung (22) zum Aufblasen der Airbag-Einrichtung (24) betätigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Generatoreinrichtung (22) enthält:

eine Basisplatten-Einrichtung (26),
eine Diffusorplatten-Einrichtung (28) mit einem Rand­ abschnitt, der durch eine Schweißnaht dichtend mit einem entsprechenden Abschnitt der Basisplatten-Einrichtung (26) verbunden ist, um einen Abschnitt eines Gehäuses für die Generatoreinrichtung (22) zu bilden und
eine Einrichtung zum Verbinden der Basisplatten-Einrich­ tung (26) mit der Diffusorplatten-Einrichtung (28), die senkrecht durch beide Platteneinrichtungen (26; 28) hin­ durchgeht und in der Lage ist, eine minimale Trennung zwischen den beiden Platten (26; 28) für den Fall eines Überdrucks in der Generatoreinrichtung (22) zuzulassen, um Gas sicher von dem Gehäuse wegzuleiten, wobei die Einrichtung zum Verbinden der Basisplatten-Einrichtung (26) mit der Diffusorplatten-Einrichtung (28) der Gene­ ratoreinrichtung (22) eine Vielzahl von Nieten (38) ist, die entlang des Umfangs des Generatorgehäuses angeordnet sind.

2. Passives Rückhaltesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Generatoreinrichtung (22) enthält:

• a) ein Gehäuse mit mindestens drei konzentrischen toroidförmigen Zonen (A, B, C), von denen eines erste Zone (A) Mittel zum Zünden einer gaserzeugen­ den Mischung, eine zweite Zone (B) eine feste, gaserzeugende Mischung, die nach Zündung Gas und feststoffpartikelförmige Reaktionsprodukte erzeugt, und eine dritte Zone (C) Filtriermittel enthält, um das Gas zu kühlen und die Reaktionsprodukte zu fangen, wobei die dritte Zone (C) weiterhin mit Gasauslaßöffnungs-Einrichtungen versehen ist,
• b) eine Einrichtung (40) zum Zünden der festen gaser­ zeugenden Zusammensetzung (54), die in einer Öffnung in einem zentralen Abschnitt der Basisplat­ ten-Einrichtung (26) angeordnet ist,
• c) ein Verstärkerpaket (44) mit einer homogenen Mischung aus einem Zündungsverstärkungsmaterial (46a) und einer selbstzündenden Mischung (46b), das in der ersten Zone (A) des Gehäuses angeordnet ist,
• d) Abstandseinrichtungen (56, 58) zwischen der festen gaserzeugenden Zusammensetzung (54) und dem Gehäuse zur Verhinderung eines Abriebs der Zusammensetzung aufgrund des Kontakts mit einer inneren Oberfläche des Gehäuses,
• e) längs eines Umfangsabschnitts der ersten Zone (A) zwischen der festen gaserzeugenden Zusammensetzung (54) und der dritten Zone (C) angeordnete Vorfil­ tereinrichtungen (60),
• f) in der dritten Zone (C) angeordnete Filtereinrich­ tungen (66, 68), die einen ersten Abschnitt (66) zum Entfernen eines größeren Teils der Feststoff­ partikel-Reaktionsprodukte aus dem Gas und einen zweiten Abschnitt (68a, 68b) zum Entfernen von im wesentlichen allen übrigen feststofförmigen Reak­ tionsprodukten aus dem Gas aufweist, und
• g) eine Gasentlade-Öffnungseinrichtung mit einer Vielzahl von Diffusionsöffnungen (34), die längs des Umfangsabschnittes der Diffusorplatten-Einrich­ tung (28) angeordnet sind, worin die feste gaserzeugende Zusammensetzung (54) in der Form einer Vielzahl gepreßter toroidförmiger gestapelter Scheiben ist, von denen jede Scheibe eine Einrichtung aufweist, um es zu ermöglichen, daß Luft um mindestens einen Abschnitt einer ihrer Oberflächen zirkulieren kann, und wobei das durch die Verbrennung der toroidförmigen Scheiben erzeug­ te Gas abgekühlt und gereinigt wird, indem es durch die Vorfiltereinrichtungen (60) und anschließend die Filtereinrichtungen (66, 68) hindurchgeht.

3. Rückhaltesystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das relativ leichtgewichtige Material des Ablenkrings (70) Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt, Titan, nichtrostender Stahl oder Aluminium ist.

4. Rückhaltesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ablenkring (70) ein kreisförmiges Element mit einem Querschnitt etwa in Form eines J ist.

5. Rückhaltesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ablenkring (70) eine Vielzahl von durch einen Basisabschnitt gebildeter Befestigungslöcher (72) aufweist, die längs des Umfangs des Rings (70) gleichmäßig verteilt angeordnet sind.

6. Rückhaltesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ablenkring (70) auf der Befestigungsplatte (36) mit Hilfe von Befestigungsmit­ teln befestigt ist, die durch von der Platteneinrichtung gebildete Öffnungen eingesetzt und anschließend durch die Befestigungslöcher (72) des Ablenkrings (70) hin­ durchgeführt sind.

7. Rückhaltesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ablenkring (70) derart befestigt ist, daß ein Abschnitt des Ablenkrings (70) mit einem kürzeren Schenkel benachbart der Generatorein­ richtung (22) angeordnet ist, während der bleibende Abschnitt mit dem längeren Schenkel an einer Stelle von der Generatoreinrichtung (22) entfernt angeordnet ist.

8. Rückhaltesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Basisplatten-Einrichtung (26) und die Diffosorplatten-Einrichtung (28) entspre­ chende Flansche aufweisen, die längs des äußeren Um­ fangsabschnittes angeordnet sind, wobei jeder Flansch mindestens eine durch ihn hindurchgehende Öffnung zur Anbringung des Generators (22) an einer Befestigungs­ platte und dem Ablenkring (70) aufweist.