DE4141907C3

DE4141907C3 - Aufblasvorrichtungsgehäuse

Info

Publication number: DE4141907C3
Application number: DE19914141907
Authority: DE
Inventors: Timothy A Swann; John P O'loughlin
Original assignee: TRW Inc
Current assignee: Northrop Grumman Space and Mission Systems Corp
Priority date: 1990-12-18
Filing date: 1991-12-18
Publication date: 2001-02-15
Anticipated expiration: 2011-12-19
Also published as: DE4141907C2; DE4141907A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vor richtung zum Aufblasen einer Fahrzeuginsassenrück halteeinrichtung gemäß dem Oberbegriff des An spruchs 1.

Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der Druckschrift JP-2-155857 bekannt. Hier sitzt ein Deckel auf einer Öffnung einer zylindrischen Verbrennungs kammer und ist an einem Ende einer Seitenwand der Verbrennungskammer befestigt. Das Gehäuse besitzt ferner ein äußeres ringförmiges Umschließungsglied, das mit dem die Verbrennungskammer bildenden Bau teil des Gehäuses verbunden ist und eine Diffusorkam mer bildet.

Eine weitere Aufblasvorrichtung ist aus der Druck schrift US 4 178 017 bekannt.

Ein weiteres bekanntes Aufblasvorrichtungsgehäuse ist in der Patentschrift US 4 902 036 gelehrt.

Derartige Aufblasvorrichtungsgehäuse könnten ver bessert werden durch Reduzieren ihres Gewichts, ohne daß die Fähigkeit des Aufblasvorrichtungsgehäuses we sentlich eingeschränkt wird, relativ hohen Gasdrücken zu widerstehen. Zusätzlich ist es wünschenswert, die Kosten der Bauteile des Aufblasvorrichtungsgehäuses zu minimieren und die Leichtigkeit zu verbessern, mit der das Aufblasvorrichtungsgehäuse zusammengebaut wird.

Aus dem "Handbuch der Fertigungstechnik", Band 2, "Umformen", Carl Hanser Verlag München, 1984, Seite 734 ist grundsätzlich bekannt, daß bei normalen Tief ziehvorgangen von Metallteilen in eine Becherform die sich ergebenden Seitenwände aufgrund der Kaltverfor mung eine größere Härte besitzen als die sich ergeben de Endwand.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein stabi les Aufblasvorrichtungsgehäuse mit optimiertem Ver formungsverhalten bei einfachem Aufbau vorzusehen.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausge staltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die vorliegende Erfindung sieht also ein Gehäuse für eine Aufblasvorrichtung vor, welche eine Fahrzeugin sassenrückhalteeinrichtung wie zum Beispiel einen Gas sack (Airbag) aufbläst. Das Aufblasvorrichtungsgehäuse hat eine Kammer, in der gaserzeugendes Material ange ordnet ist. Das gaserzeugende Material liefert, wenn es gezündet wird, Gas, um die Insassenrückhalteeinrich tung aufzublasen. Das Aufblasvorrichtungsgehäuse um faßt einen Verbrennungsbecher, der aus einem einzigen Stück Blech geformt ist. Der Verbrennungsbecher wird von einem Diffusorbecher umschlossen, der auch aus einem einzigen Stück Blech gebildet ist. Ein Deckel schließt eine Kammer in dem Verbrennungsbecher, in dem das gaserzeugende Material angeordnet ist.

Der einstückige Verbrennungsbecher hat eine sich axial erstreckende Seitenwand, die sich auch um das gaserzeugende Material erstreckt. Eine Endwand des Verbrennungsbechers ist nicht durchlöchert, d. h. ge schlossen, und erstreckt sich von der Seitenwand aus nach innen, um zumindest teilweise ein Ende des Ver brennungsbechers zu schließen. An einem Ende des Verbrennungsbechers gegenüber der Endwand er streckt sich ein Flansch von der Seitenwand nach außen.

Der einstückige Diffusorbecher hat eine sich axial erstreckende Seitenwand, die mit Abstand von der Sei tenwand des Verbrennungsbechers angeordnet ist und sich um diese herum erstreckt. Eine Endwand des Diffu sorbechers erstreckt sich von einem Ende der Diffusor becherseitenwand nach innen in einen überlappenden Eingriff mit der Endwand des Verbrennungsbechers. Um das Gewicht zu minimieren, ist eine Öffnung in der Endwand des Diffusorbechers gebildet.

Ein Flansch erstreckt sich von der Diffusorbechersei tenwand aus radial nach außen. Der Diffusorbecher flansch ist in einer überlappenden Beziehung mit dem Flansch an dem Verbrennungsbecher angeordnet. Der Deckel, der die Verbrennungsbecherkammer schließt, ist such in einer überlappenden Beziehung mit dem Flansch an dem Verbrennungsbecher angeordnet.

Die Seitenwände des Verbrennungsbechers und des Diffusorbechers sind durch Streckhärtung der Seiten wände während der Bildung der Verbrennungs- und Diffusorbecher verstärkt. Wegen der Streckhärtung hat die Seitenwand des Verbrennungsbechers eine Streck grenze oder Formänderungsfestigkeit, die größer ist als die Streckgrenze oder Formänderungsfestigkeit der Endwand des Verbrennungsbechers. In ähnlicher Weise hat der Diffusorbecher eine Seitenwand mit einer Streckgrenze oder Formänderungsfestigkeit, die größer ist als die Streckgrenze oder Formänderungsfestigkeit der Endwand des Diffusorbechers.

Wenn das gaserzeugende Material in dem Verbren nungsbecher deflagriert bzw. rasch verbrennt, um Gas zum Aufblasen des Gassacks zu liefern, sind der Ver brennungsbecher, der Deckel und der Diffusorbecher Gas mit hohen Drücken ausgesetzt. Die Verbrennungs becherendwand und der Deckel des Aufblasvorrich tungsgehäuses werden zu einem relativ großen Ausmaß durch den Gasdruck plastisch verformt. Jedoch gibt es eine minimale plastische Verformung der Seitenwand des Verbrennungsbechers. Dies rührt von der hohen Streck- oder Formänderungsfestigkeit (Streckgrenze) der Seitenwand des Verbrennungsbechers und von bau artlicher Verstärkung, welche aus der Zusammenwir kung zwischen dem Verbrennungsbecher, dem Diffu sorbecher und dem Deckel resultiert, her.

Die Eigenschaften der Erfindung werden nach Be trachtung der folgenden Beschreibung eines Ausfüh rungsbeispiels im Zusammenhang mit den begleitenden Zeichnungen deutlich. In den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 einen Teilschnitt einer Sicherheitsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, die auf einem Steu errad eines Fahrzeugs befestigt ist;

Fig. 2 einen vergrößerten Schnitt, der den Aufbau einer Aufblasvorrichtung zeigt, die in der Sicherheits vorrichtung von Fig. 1 verwendet ist;

Fig. 3 einen Schnitt eines Gehäuses, das in der Auf blasvorrichtung von Fig. 2 verwendet ist;

Fig. 4 eine auseinandergezogene bildliche Ansicht, die den Aufbau der Bauteile des Aufblasvorrichtungsge häuses weiter deutlich macht;

Fig. 5 eine schematische Ansicht eines Teils des Ge häuses von Fig. 3;

Fig. 6 eine weitere schematische Ansicht des in Fig. 5 gezeigten Teils des Gehäuses;

Fig. 7 eine schematische Ansicht eines weiteren Teils des Gehäuses von Fig. 3;

Fig. 8 eine weitere schematische Ansicht des in Fig. 7 gezeigten Teils des Gehäuses;

Fig. 9 eine schematische Ansicht noch eines weiteren Teils des in Fig. 3 gezeigten Gehäuses;

Fig. 10 eine weitere schematische Ansicht des in Fig. 9 gezeigten Teils des Gehäuses;

Fig. 11 ein schematischer Schnitt, der die Art und Weise zeigt, in der das Gehäuse von Fig. 3 verformt wird während normalen Einsatzes eines Gassacks in der Sicherheitsvorrichtung von Fig. 1; und

Fig. 12 einen schematischen Schnitt, der die Art und Weise zeigt, in der das Gehäuse von Fig. 3 während eines Gehäusestärketests durch Strömungsmitteldruck verformt wird.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Gas sackaufblasvorrichtung und insbesondere auf eine Auf blasvorrichtung zum Aufblasen eines Gassacks zum Schutz des Fahrers eines Fahrzeugs. Die vorliegende Erfindung ist auf verschiedene Aufblasvorrichtungsbau arten anwendbar. Als typisches Beispiel der vorliegen den Erfindung zeigt Fig. 1 eine Aufblasvorrichtung 10. Ein Gassack 12 ist um die Aufblasvorrichtung 10 gefal tet. Ein Deckel 14 schließt den Gassack 12 und die Auf blasvorrichtung 10 ein. Die Aufblasvorrichtung 10, der Gassack 12 und der Deckel 14 sind Teile eines Moduls, das auf einem Fahrzeugsteuerrad 16 angeordnet ist.

Beim Auftreten einer plötzlichen Fahrzeugverzöge rung, wie sie bei einem Zusammenstoß auftritt, wird die Aufblasvorrichtung 10 betätigt und erzeugt ein großes Gasvolumen. Das Gas von der Aufblasvorrichtung 10 dehnt den Gassack 12 aus. Wenn der Gassack 12 be ginnt sich auszubreiten, bricht er geschwächte Ab schnitte in dem Deckel 14. Einer der geschwächten Ab schnitte ist in Fig. 1 mit 18 bezeichnet. Wenn der Gas sack 12 sich weiter ausdehnt, bewegt er sich in den Raum zwischen dem Fahrer des Fahrzeugs und dem Steuerrad 16, um eine Bewegung des Fahrers in bekann ter Weise zurückzuhalten.

Die Aufblasvorrichtung 10 (Fig. 2) umfaßt ein Gehäu se 40. Das Gehäuse 40 besteht aus drei Teilen, nämlich einem einteiligen Diffusorbecher 42, einem einteiligen Verbrennungsbecher 44 und einem einteiligen Verbren nungskammerdeckel 46. Der Verteilerbecher 42, der Verbrennungsbecher 44 und der Verbrennungskam merdeckel 46 bestehen jeweils aus einem Stück Blech, wie z. B. rostfreiem Stahl UNS S30100.

Der Diffusorbecher 42 ist im allgemeinen becherför mig und ist ein einziges Stück Metallblech und hat eine zylindrische Seitenwand 50, die sich um die Mittelachse 52 der Aufblasvorrichtung 10 erstreckt. Die Seitenwand 50 erstreckt sich zwischen einer flachen oberen ringför migen Endwand 54 und einem flachen unteren ringför migen Flansch 56. Der ringförmige Flansch 56 erstreckt sich von einem Ende des Diffusorbechers gegenüber der Endwand 54 radial nach außen und ist mit der Seiten wand 50 koaxial. Eine kreisförmige innere ringförmige Oberfläche 55 auf der oberen Endwand 54 des Diffusor bechers 42 bildet eine zentrale kreisförmige Öffnung 57 in der oberen Endwand 54, die das Gewicht des Diffu sors minimiert. Die Endwand 54 und der Flansch 56 verlaufen parallel zueinander und senkrecht zu der Ach se 52. Eine ringförmige Anordnung von Gasauslaßöff nungen 58 erstreckt sich umfangsmäßig um einen obe ren Abschnitt der Diffusorbecherseitenwand 50.

Der Verbrennungsbecher 44 ist im allgemeinen be cherförmig und ist ein einziges Stück Metallblech und ist innerhalb des Diffusorbechers 42 angeordnet (Fig. 2 und 3). Der Verbrennungsbecher 44 hat eine zylindri sche Seitenwand 60, die sich um die Achse 52 erstreckt. Die zylindrische Seitenwand 60 erstreckt sich zwischen einer flachen oberen Endwand 64 ohne Öffnungen und einem flachen unteren ringförmigen Flansch 66. Der Flansch 66 ist in koaxialer Beziehung zu der zylindri schen Seitenwand 60 angeordnet und erstreckt sich von einem Ende der Seitenwand 60 gegenüber der Endwand 64 radial nach außen. Die obere Endwand 64 und der untere Flansch 66 sind parallel zueinander und senk recht zu der Achse 52. Eine ringförmige Anordnung von Öffnungen 68 erstreckt sich umfangsmäßig um einen unteren Abschnitt der Verbrennungsbecherseitenwand 60.

Die obere Endwand 64 des Verbrennungsbechers 44 ist mit einer kreisförmigen durchgehenden Schweißung an die ringförmige Oberfläche 55 auf der oberen End wand 54 des Diffusorbechers 42 geschweißt, und zwar an einer Schweißstelle 70, vorzugsweise durch Laser schweißen. Der Verbrennungsbecherflansch 66 ist mit einer kreisförmigen durchgehenden Schweißung an den Diffusorbecherflansch 56 geschweißt an einer Schweiß stelle 72, ebenfalls vorzugsweise durch Laserschweißen. Im zusammengebauten Zustand definieren der Diffu sorbecher 42 und der Verbrennungsbecher 44 eine ring förmige Diffusorbecherkammer 242 (Fig. 3), die die Sei tenwand 60 des Verbrennungsbechers umgibt.

Der Deckel 46 ist ebenfalls aus einem einzigen Stück Blech gebildet. Der Verbrennungskammerdeckel 46 ist ein im allgemeinen flaches kreisförmiges Metallstück, das einen kreisförmigen Mittenabschnitt 80 und einen parallelen, aber geringfügig abgesetzten ringförmigen äußeren Flansch 82 aufweist. Eine kreisförmige Öffnung 84 ist in dem Mittenabschnitt 80 des Kammerdeckels 46 angeordnet. Die Öffnung 84 ist koaxial mit den Diffusor- und Verbrennungsbecherseitenwänden 50 bzw. 60 an geordnet. Der äußere Flansch 82 des Kammerdeckels 46 überlappt den Verbrennungsbecherflansch 66 und ist mit einer durchgehenden Schweißung an den Verbren nungsbecherflansch 66 geschweißt an einer umfangsmä ßigen Schweißstelle 86, wiederum vorzugsweise durch Laserschweißen. Die kreisförmigen Schweißstellen 70, 72 und 86 sind koaxial mit der Mittelachse 52 der Auf blasvorrichtung. Die Schweißungen können mit einem CO₂-Laser ausgeführt werden.

Ein hermetisch abgedichteter Kanister 90 (Fig. 2) be findet sich in der Kammer 240 (Fig. 3), die durch den Verbrennungsbecher 44 definiert wird. Der Kanister 90 besteht aus zwei Teilen, nämlich einem unteren Kani sterteil 92 und einem Deckel 94. Der radial äußere Rand des Kanisterdeckels 94 ist an den benachbarten Rand des unteren Kanisterteils 92 gecrimpt, um den Kanister 90 hermetisch abzudichten. Der Kanister 90 besteht vorzugsweise aus relativ dünnem Aluminium.

Der untere Kanisterteil 92 (Fig. 2) weist eine zylindri sche Außenseitenwand 96 auf, und zwar benachbart zu und innerhalb der Verbrennungsbecherseitenwand 60. Die Seitenwand 96 weist eine verminderte Dicke in dem Gebiet auf, das benachbart zu den Öffnungen 68 in der Verbrennungsbecherseitenwand 60 ist. Der untere Ka nisterteil 92 hat auch eine zylindrische, von der Außen seitenwand 96 radial nach innen beabstandete Innensei tenwand 98. Die Seitenwand 98 besitzt eine verminderte Dicke in dem zu einem Zünder 142 benachbarten Ge biet.

Eine flache ringförmige untere Wand 100 des unteren Kanisterteils 92 verbindet die Außenseitenwand 96 mit der Innenseitenwand 98. Eine kreisförmige innere, obe re Wand 102 des unteren Kanisterteils 92 erstreckt sich radial nach innen von der Innenseitenwand 98 und ver sieht diese mit einem Deckel. Die innere, obere Wand 102 und die zylindrische Innenseitenwand 98 bilden eine sich nach unten öffnende zentrale Ausnehmung 104 in dem Kanister 90.

Der Kanisterdeckel 94 ist allgemein kreisförmig. Eine Vertiefung 106 ist in der Mitte des Kanisterdeckels 94 angeordnet. Ein Paket 108 von Selbstzündungsmaterial ist in der Vertiefung 106 angeordnet und wird in der Vertiefung 106 durch ein Stück von Aluminiumfolien band 109 gehalten.

Eine Vielzahl von ringförmigen Scheiben 110 von Gaserzeugungsmaterial sind innerhalb des Kanisters 90 aufeinander geschichtet. Ein ringförmiges Kissen 112 ist zwischen der obersten gaserzeugenden Scheibe 114 und der Innenseite des Kanisterdeckels 94 angeordnet. Die Scheiben 110 sind aus einem bekannten Material, das Stickstoffgas erzeugt, wenn es gezündet wird. Auch wenn viele Arten von gaserzeugendem Material be nutzt werden könnten, sind doch passende gaserzeugen de Materialien in der Patentschrift US 3 895 098 gelehrt. Obwohl das gaserzeugende Material in Scheiben 110 geformt ist, könnte das gaserzeugende Material in ande ren Formen, wie z. B. Kügelchen (Pellets), ausgebildet sein.

Ein ringförmiger Vorfilter 120 ist in dem Kanister 90 angeordnet. Der Vorfilter 120 ist von den gaserzeugen den Scheiben 110 aus radial außen und von der Außen seitenwand 96 des Kanisters 90 aus radial innen ange ordnet. Es besteht ein kleiner ringförmiger Raum zwi schen dem Vorfilter 120 und der Außenseitenwand 96.

Ein bei 122 schematisch angedeuteter, ringförmiger Schlackenschirm oder -sieb ist in dem Diffusorbecher 42 außerhalb des Verbrennungsbechers 44 angeordnet. Der Schlackenschirm 122 ist von den Öffnungen 68 aus radial außen angeordnet und liegt an der Verbrennungs becherseitenwand 60 an. Jedoch könnte der Schlacken schirm 122 mit Abstand zu den Öffnungen in der Ver brennungsbecherseitenwand 60 angeordnet sein.

Eine bei 124 schematisch angedeutete ringförmige Endfilteranordnung ist innerhalb des Diffusorbechers 42 über dem Schlackenschirm 122 angeordnet. Die Endfil teranordnung 124 befindet sich von den Gasauslaßöff nungen 58 in der Seitenwand 50 des Diffusorbechers 42 aus radial innen. Die Endfilteranordnung 124 besteht aus einer Vielzahl von Lagen aus verschiedenen Mate rialien. Die Lagen erstrecken sich um die Diffusorbe cherseitenwand 50 und sind innerhalb der Seitenwand angeordnet. Der Aufbau im einzelnen der Endfilteran ordnung 124 bildet keinen Teil der Erfindung und wird daher nicht im einzelnen beschrieben.

Ein ringförmiger Filterschild 126 ragt von der Diffu sorbecherseitenwand 50 aus radial nach innen und trennt die Endfilteranordnung 124 und den Schlacken schirm 122. Eine ringförmige Graphitdichtung 128 dich tet die Lücke zwischen dem oberen Rand der Endfilte ranordnung 124 und dem Inneren der oberen Endwand 54 des Diffusorbechers ab. Eine weitere ringförmige Graphitdichtung 130 dichtet die Lücke zwischen dem unteren Rand der Endfilteranordnung 124 und der obe ren Seite des Filterschilds 126 ab.

Die Aufblasvorrichtung 10 umfaßt eine Initiator- oder Zündanordnung 140. Die Zündanordnung 140 ragt durch die Öffnung 84 in dem Kammerdeckel 46 in die zentrale Ausnehmung 104 des Kanisters 90. Die Zünda nordnung 140 umfaßt einen Zünder 142 und einen Schweißadapter 150. Der Zünder 142 und der Schwei ßadapter 150 sind miteinander verbunden. Der Schwei ßadapter 150 ist mit einer durchgehenden Schweißung, vorzugsweise einer Laserschweißung, an den Mittenab schnitt 80 des Kammerdeckels 46 geschweißt, und zwar an einer umfangsmäßigen Schweißstelle 144. Der Schweißadapter verstärkt den Kammerdeckel 46.

Die Zündanordnung 140 umfaßt den Zünder 142. Der Zünder 142 umfaßt ein Paar von Leitungsdrähten 146, die sich von der Zündanordnung 140 nach außen er strecken. Die Leitungsdrähte 146 können mit einem (nicht gezeigten) Zusammenstoßsensor verbunden wer den. Die Leitungsdrähte 146 sind mit einem Wider standsdraht verbunden, der in ein Zündmaterial in dem Zünder eingebettet ist. Der Zünder 142 kann von jeder passenden bekannten Bauart sein. Ein (nicht gezeigter) dünner Plastikfilm ist auf der Außenseite des oberen Abschnitts des Zünders 142 angeordnet, um einen Kon takt von Metall zu Metall zu verhindern, welcher den Zünder 142 erden und die Aufblasvorrichtung 10 außer Betrieb setzen könnte.

Beim Eintritt eines Zusammenstoßes oder Aufpralls oder einer anderen plötzlichen Fahrzeugverzögerung, schließt der Kollisionssensor einen elektrischen Kreis. Ein elektrischer Strom fließt dann durch die Leitungs drähte 146 zum Zünder 142. Der Widerstandsdraht zün det das Zündmaterial, das eine Ladung in dem Zünder 142 zündet. Die Zündung der Ladung bildet heiße Parti kel und Gaserzeugnisse, die von dem Zünder 142 nach außen strömen und die innere, obere Wand 102 sowie die Innenseitenwand 98 des Kanisters 90 durchbrechen. Das heiße Gas von dem Zünder 142 zündet die Scheiben 110 des gaserzeugenden Materials. Die Scheiben 110 des gaserzeugenden Materials erzeugen schnell ein gro ßes Volumen eines anderen heißen Gases.

Der Druck des Gases wirkt auf die zylindrische Sei tenwand 96 des Kanisters 90 und drückt die Seitenwand 96 radial nach außen gegen die Verbrennungsbechersei tenwand 60. Dies ergibt, daß die dünne Seitenwand 96 des Kanisters 90 an den Öffnungen 68 in der Verbren nungsbecherseitenwand 60 durchbrochen oder hinaus geblasen wird. Die verminderte Dicke der Seitenwand 96 benachbart zu den Öffnungen 68 gestattet, daß dieser Abschnitt der Seitenwand 96 bevorzugt von anderen Abschnitten bei einem gewünschten Druck bricht. Das durch das Verbrennen der Scheiben 110 erzeugte Gas strömt dann radial nach außen durch den Vorfilter 120. Der Vorfilter 120 entfernt einige Verbrennungsproduk te der Zündanordnung 140 und der gaserzeugenden Scheiben 110 aus dem strömenden Gas. Der Vorfilter 120 kühlt auch das strömende Gas. Wenn das Gas ab kühlt, lagern sich geschmolzene Produkte auf dem Vor filter 120 ab. Das Gas strömt durch die Öffnungen 68 und in den Schlackenschirm 122.

Der Schlackenschirm 122 entfernt Partikel aus dem strömenden Gas und hält sie fest. Außerdem kühlt der Schlackenschirm das strömende Gas. Wenn das Gas ab kühlt, lagern sich geschmolzene Verbrennungsproduk te, wie zum Beispiel Metall, auf dem Schlackenfilter 122 ab. Der Filterschild 126 zwischen dem Schlackenfilter 122 und der Endfilteranordnung 124 bewirkt einen tur bulenten Strom von Gas in und um den Schlacken schirm 122. Der turbulente Gasstrom fördert die Rück haltung von relativ schweren Partikeln in dem Schlac kenfilter 122 und in dem unteren Abschnitt des Diffusor bechers 42.

Das Gas strömt von dem Schlackenschirm 122 zu der Endfilteranordnung 124 axial nach oben. Das Gas strömt dann radial nach außen durch die Endfilteranord nung 124, die kleine Partikel aus dem Gas entfernt. Die Endfilteranordnung 124 kühlt außerdem das Gas weiter ab, so daß sich geschmolzene Produkte in dem Gas auf Teilen der Endfilteranordnung 124 ablagern können. Die ringförmige Anordnung von Gasauslaßöffnungen 58 leitet den Gasstrom in den Luftsack 12, um den Luft sack 12 aufzublasen.

Wie oben beschrieben, sind der Diffusorbecher 42, der Verbrennungsbecher 44 und der Deckel 46 durch drei kreisförmige Schweißungen 70, 72 und 86 miteinan der verbunden (Fig. 3). Die Schweißungen 70, 72 und 86 haben Mittelachsen, die mit den Mittelachsen des Diffu sorbechers 42 und Verbrennungsbechers 44 überein stimmen.

Die ringförmige Endwand 54 des Diffusorbechers 42 ist in überlappendem Eingriff mit der kreisförmigen Endwand 64 des Verbrennungsbechers 44 angeordnet. Eine sich radial erstreckende flache innere Seitenober fläche 162 (Fig. 3) der Diffusorbecherendwand 54 ist in anstoßendem Eingriff mit der kreisförmigen oberen Sei tenoberfläche 164 auf der Verbrennungsbecherend wand 64 angeordnet. Somit verstärkt die Endwand 54 des Diffusorbechers 42 die Endwand 64 des Verbren nungsbechers 44.

Eine flache ringförmige untere Seitenoberfläche 168 auf dem Diffusorbecherflansch 56 ist in flach anstoßen dem Eingriff mit einer ringförmigen oberen Seitenober fläche 170 auf dem Verbrennungsbecherflansch 66 an geordnet. Die Flansche 56 und 66 auf dem Diffusorbe cher 42 und Verbrennungsbecher 44 wirken zusammen, um den unteren Abschnitt des Diffusorbechers und des Verbrennungsbechers zu verstärken.

Eine ringförmige flache untere Seitenoberfläche 174 auf dem Verbrennungsbecherflansch 66 ist in anstoßen dem Eingriff mit einer ringförmigen oberen Seitenober fläche 176 des Deckelflanschs 82 angeordnet. Der Deckel 46 wirkt mit dem Verbrennungsbecherflansch 66 zusammen, um den unteren Abschnitt des Verbren nungsbechers 44 zu verstärken. Da der Verbrennungs becherflansch 66 mit dem Diffusorbecherflansch 56 ver bunden ist, verstärkt der Deckel 46 auch den Diffusor becher 42. Der Adapter 150 (Fig. 2) ist bei 144 an den Deckel 46 geschweißt und verstärkt den Deckel.

Die Seitenwände 50 und 60 und Flansche 56 und 66 des Diffusorbechers 42 und Verbrennungsbechers 44 (Fig. 3 und 4) sind streckgehärtet (kaltverfestigt), um ihre Streckgrenze und Zug- oder Zerreißfestigkeit zu erhöhen. Die Streckhärtung der Seitenwände 50 und 60 und Flansche 56 und 66 geschieht während des Ziehens von flachen kreisförmigen Rohlingen zum Bilden des Diffusorbechers 42 und Verbrennungsbechers 44. In ei nem speziellen Ausführungsbeispiel der Erfindung, in dem der Diffusorbecher 42 und der Verbrennungsbe cher 44 aus Rohlingen aus rostfreiem Stahl UNS S30100 gezogen wurden, wurde die Zerreißfestigkeit der streckgehärteten Abschnitte der Diffusor- und Verbren nungsbecher um mehr als 100% der Zerreißfestigkeit der Rohlinge, bevor die Rohlinge kaltbearbeitet wur den, erhöht. Diese Erhöhung in der Zerreißfestigkeit ermöglicht es, daß das Aufblasvorrichtungsgehäuse 40 relativ großen Druckkräften widerstehen kann, ohne zu versagen.

Wenn der Verbrennungsbecher 44 aus dem flachen kreisförmigen Rohling gebildet wird, übt ein Stempel Kraft gegen einen zentralen Abschnitt des Rohlings aus, und zwingt den Rohling nach unten in einen Ziehring. Wenn sich der Stempel in den Ziehring nach unten be wegt, wird der Rohling in den Ziehring gezogen. Wenn der Rohling in den Ziehring gezogen wird, wird er pla stisch verformt und wird kalt bearbeitet. Der Stempel bewegt sich in den Ziehring über eine Distanz, die aus reichend ist, um die Seitenwand 60 des Verbrennungs bechers 44 zu bilden mit einem axialen Ausmaß, das zumindest 20mal so groß ist wie die Dicke des Rohlings, aus dem der Verbrennungsbecher geformt wird. Dieses Kaltbearbeiten des Metalls, das den Verbrennungsbe cher 44 bildet, resultiert in einer Streckhärtung des Me talls, welche die Seitenwand des Verbrennungsbechers bildet.

Das streckgehärtete Metall der zylindrischen Seiten wand 60 des Verbrennungsbechers 44 hat eine durch schnittliche Streckgrenze und eine durchschnittliche Zerreißfestigkeit, die mindestens 1,2mal so groß ist wie (d. h. 20% größer ist als) die durchschnittliche Streck grenze und Zerreißfestigkeit der undurchlöcherten kreisförmigen Endwand 64. Allgemein gesagt, hat die Endwand 64 eine Streckgrenze und Zerreißfestigkeit, die nahe an der Streckgrenze und Zerreißfestigkeit des Rohlings sind, aus dem der Verbrennungsbecher 44 ge bildet wurde.

Die Erhöhung der Streckgrenze und Zerreißfestigkeit der Seitenwand 60 des Verbrennungsbechers 44 ist eine direkte Funktion des Ausmaßes, in dem die Seitenwand des Verbrennungsbechers während der Bildung des Verbrennungsbechers streckgehärtet wird. Das Aus maß der Streckhärtung der Seitenwand 60 des Verbren nungsbechers 44 verändert sich als eine Funktion der Größe der plastischen Deformation des Rohlings wäh rend des Ziehvorgangs. Daher ist die Streckhärtung des Metalls um so größer und die Streckgrenze und Zer reißfestigkeit der Seitenwand 60 des Verbrennungsbe chers 44 um so höher, je tiefer das Ziehen ist. Während der Bildung des Verbrennungsbechers 44 geschieht die Streckhärtung des Metalls, das die Seitenwand 60 bildet, nicht gleichmäßig über das axiale Ausmaß der zylindri schen Seitenwand hinweg. Daher ist die Streckgrenze und Zerreißfestigkeit der Verbrennungsbecherseiten wand 60 nicht einheitlich über das axiale Ausmaß der Seitenwand hinweg. Die größte Streckhärtung des Me talls des Rohlings geschieht in der Seitenwand 60 be nachbart zu dem ringförmigen Flansch 66.

Das Ausmaß der Verformung des Rohlings, um die Verbrennungsbecherseitenwand 60 zu bilden, steigt in einer im allgemeinen gleichförmigen Weise an von der Endwand 64 zum Flansch 66. Daher steigt die Streck grenze und Zerreißfestigkeit der Verbrennungsbecher seitenwand 60 in einer im allgemeinen gleichförmigen Weise an von der Endwand 64 zu dem Flansch 66. Je doch treten lokalisierte Abweichungen in der Größe der Streckhärtung in der Verbrennungsbecherseitenwand 60 auf wegen Veränderungen in dem Fluß von Metall während des Ziehens des Rohlings und wegen Unregel mäßigkeiten in der Zusammensetzung des Materials des Rohlings.

Die Dicke der Verbrennungsbecher seitenwand 60 nimmt ab, während sie sich in der Richtung des Pfeils 182 in Fig. 5 erstreckt. Somit ist die zylinderische Ver brennungsbecherseitenwand 60 benachbart zu dem ringförmigen Flansch 66 dicker als benachbart zu der kreisförmigen Endwand 64. Diese Änderung in der Dic ke der Verbrennungsbecherseitenwand 60 ist das Er gebnis von Fließen des Metalls des Rohlings, wenn der Rohling während der Fabrikation des Verbrennungsbe chers durch den Stempel in die Form gezogen wird. Die Öffnungen 68 (Fig. 3 und 4) werden nach dem Ziehen des Verbrennungsbechers 44 gebildet.

Ein spezielles Ausführungsbeispiel des Verbren nungsbechers 44 wurde aus einem kreisförmigen Roh ling aus rostfreiem Stahl UNS S30100 gezogen. Der Rohling aus rostfreiem Stahl hatte eine nominale Dicke von 1,20 bis 1,35 mm und einen Durchmesser von 119,0 mm. Dieser spezielle Rohling wurde gezogen, um eine zylindrische Verbrennungsbecherseitenwand 60 zu bilden, die ein axiales Ausmaß von 35,25 mm hat. Der Verbrennungsbecherflansch 66 hat einen Außendurch messer von 86,50 mm. Die Verbrennungsbecherend wand 64 hat einen Durchmesser von 52,75 mm. Die Dicke der Verbrennungsbecherseitenwand 60 benachbart zu dem Flansch 66 war 1,21 mm an einer Stelle, die in Fig. 5 durch Pfeile 184 bezeichnet ist. An einer durch Pfeile 186 in Fig. 5 angezeigten Stelle hatte die Verbren nungsbecherseitenwand 60 eine Dicke von 0,80 mm. Der Verbrennungsbecherflansch 66 hatte eine Dicke von 1,16 mm an einer Stelle, die in Fig. 5 durch die Pfeile 190 angezeigt ist. Die Verbrennungsbecherendwand 64 hat te eine Dicke von 0,95 mm an einer Stelle, die in Fig. 5 durch die Pfeile 192 angezeigt ist. Eine Ecke zwischen der Seitenwand 60 und dem Flansch 66 des Verbren nungsbechers 44 hatte eine Dicke von 1,14 mm an einer durch die Pfeile 194 bezeichneten Stelle. An der Ecke zwischen der Seitenwand 60 und der Endwand 64 des Verbrennungsbechers 44 hatte das Metall eine Dicke von 0,75 mm an einer mit den Pfeilen 196 angezeigten Stelle.

Wegen der speziellen Eigenschaften des Rohlings und der Art und Weise, in der das Metall des Rohlings wäh rend des Ziehens floß, variierte die Härte der Seiten wand 60 dieses speziellen Verbrennungsbechers 44 an Stellen, die den gleichen Abstand von der Endwand 64 hatten. In ähnlicher Weise variierte die Härte des Me talls der Endwand 64 und des Flansches 66 über die Endwand und den Flansch hinweg. Jedoch hatte die Sei tenwand 60 dieses speziellen Verbrennungsbechers 44 eine durchschnittliche Härte von ungefähr 60 HR30N (Hardness Rockwell mit einem 30 kg Gewicht unter Be nutzung eines Diamantstempels). Die Endwand 64 hat eine durchschnittliche Härte von ungefähr 50 HR30N. Somit hat die Seitenwand 60 des Verbrennungsbechers 44 eine durchschnittliche Härte, die mindestens 1,2mal so groß ist, wie die durchschnittliche Härte der End wand 64. Der Flansch 66 besitzt eine durchschnittliche Härte von ungefähr 58 HR30N.

Die Härte des Verbrennungsbechers wurde an 97 Stellen auf der Oberfläche des Verbrennungsbechers gemessen. Diese Stellen sind in Fig. 6 angezeigt. Die Stellen 1 bis 30 befinden sich in drei sich umfangsmäßig erstreckenden Reihen auf der zylindrischen Außenober fläche der Seitenwand 60 des Verbrennungsbechers 44 (Fig. 6). Die Stellen 31 bis 37 erstrecken sich von dem rechten (wie in Fig. 6 gesehen) Rand des Flansches 66 aus radial nach innen. Die Stellen 38 bis 50 sind in einer sich axial erstreckenden Reihe entlang der Seitenwand 60 des Verbrennungsbechers. Die Stelle 51 ist an einer Ecke zwischen der Verbrennungsbecherseitenwand 60 und der Endwand 64 des Verbrennungsbechers. Die Stellen 52 bis 76 liegen in einer Reihe, die sich diametral über die Verbrennungsbecherendwand 64 erstreckt. Die Stelle 77 (Fig. 6) ist an einer Ecke zwischen den Seiten- und Endwänden 62 und 64 des Verbrennungsbechers 44 und befindet sich diametral gegenüber von der Stelle 51. Die Stellen 78 bis 90 liegen in einer sich axial erstrecken den Reihe entlang der Verbrennungsbecherseitenwand 60 und liegen diametral gegenüber von den Stellen 38 bis 50. Die Stellen 91 bis 97 liegen in einer sich radial erstreckenden Reihe auf dem Verbrennungsbecher flansch 66 diametral gegenüber von den Stellen 31-37.

Die Härte an den verschiedenen in Fig. 6 mit 1 bis 97 gezeichneten Stellen wurde nach einem HR30N-Maß stab gemessen. Der HR30N-Maßstab ist eine Rockwell Oberflächenhärtezahl mit einem 30-kg-Gewicht unter Verwendung eines Diamantstempels. Dieser Maßstab wurde wegen der geringen Dicke des Materials des Ver brennungsbechers 44 und der Härte der verschiedenen Stellen auf der Oberfläche des Verbrennungsbechers verwendet. Die gemessenen Härten an den verschiede nen Stellen auf dem Verbrennungsbecher waren wie folgt:

Härte

Die Streckgrenze und Zerreißfestigkeit des Verbren nungsbechers 44 ist eine direkte Funktion der Härte des Metalls. Somit ist die Streckgrenze des Metalls um so größer, je härter das Metall ist. Ein rostfreier Stahl UNS S30100 mit einer HR30N-Härte von 50 hat eine Streck grenze von ungefähr 620,5 N/mm². Ein rostfreier Stahl UNS S30100 mit einer HR30N-Härte von 60 hat eine Streckgrenze von ungefähr 965,3 N/mm². Bei Härten dieser allgemeinen Größenordnungen entspricht ein Anstieg um 1 in der HR30N-Härte einem Anstieg von ungefähr 34,5 N/mm² in der Streckgrenze von rostfrei em Stahl UNS S30100.

In der vorhergehenden Beschreibung des Verbren nungsbechers 44 wurden spezielle Maße und Materia lien für den Rohling, aus dem der Verbrennungsbecher gebildet wird, und für den Verbrennungsbecher selbst angegeben. Zusätzlich wurden spezielle Härten für ver schiedene Stellen auf dem Verbrennungsbecher 44 an gegeben. Es ist verständlich, daß diese Materialien, Ab messungen und Härten hierin nur zu Zwecken der Klar heit der Beschreibung und nicht zu Zwecken der Ein schränkung der Erfindung angegeben wurden. Es wird daran gedacht, daß der Verbrennungsbecher 44 aus vie len verschiedenen Materialien aus Rohlingen von vielen verschiedenen Ausmaßen gebildet werden könnte. Der Verbrennungsbecher 44 selbst könnte unterschiedliche Ausmaße und Härten aufweisen. Tatsächlich wird daran gedacht, daß spezielle Verbrennungsbecher einer Serie von Verbrennungsbechern 44 mit der gleichen Gesamt größe und hergestellt aus dem gleichen Material aus Rohlingen der gleichen Größe unterschiedliche Wand dicken und/oder Härten haben können.

Der Diffusorbecher 42 wird in der gleichen Weise wie der Verbrennungsbecher 44 gebildet. So wird der Diffu sorbecher 42 durch Ausüben einer Kraft gegen einen zentralen Abschnitt eines ringförmigen Rohlings mittels eines Stempels gezogen. Wenn der Stempel das Metall des Rohlings in den Ziehring zieht, wird das Metall kalt bearbeitet. Der Stempel bewegt sich in den Ziehring über eine Distanz, die ausreichend ist, um die Seiten wand 50 des Diffusorbechers 42 mit einem axialen Aus maß zu bilden, welches mindestens 20mal so groß ist wie die Dicke des Rohlings, aus dem der Diffusorbecher gebildet wird. Dies resultiert in einer Streckhärtung des Metalls, das die Seitenwand 50 und den Flansch 56 des Diffusorbechers 42 bildet. Die kreisförmige zentrale Öffnung 57 ist in dem Rohling, aus dem der Diffusorbe cher geformt wird, ausgebildet. Die Seitenwandöffnun gen 58 (Fig. 3 und 4) werden gebildet, nachdem der Ziehvorgang beendet ist.

Das streckgehärtete Metall der Seitenwand 50 und des Flanschs 56 des Diffusorbechers 42 hat eine durch schnittliche Streckfestigkeit oder Streckgrenze und eine durchschnittliche Zerreißfestigkeit, die mindestens 12mal so groß sind wie (d. h. 20% größer sind als) die durchschnittliche Streckgrenze und Zerreißfestigkeit der Endwand 54. Zum Beispiel ist die durchschnittliche Streckgrenze der zylindrischen Diffusorbecherseiten wand 50 typischerweise größer als 827,4 N/mm², woge gen die ringförmige Endwand 54 eine durchschnittliche Streckgrenze von weniger als 689,5 N/mm² hat. Die durchschnittliche Streckgrenze der Diffusorbechersei tenwand 50 ist mindestens 20% größer als die durch schnittliche Streckgrenze der Diffusorbecherendwand 54. Das Ausmaß der Streckhärtung des Metalls des Dif fusorbechers 42 ändert sich als eine Funktion der plasti schen Verformung des Metalls während des Ziehvor gangs. Daher ist die Streckhärtung des Metalls um so größer und die Streckgrenze und die Zerreißfestigkeit des Metalls um so höher, je tiefer die Ziehung ist.

In einem speziellen Beispiel wurde der Diffusorbe cher 42 aus einem kreisförmigen Rohling aus rostfreiem Stahl UNS S30100 mit einer nominalen Dicke von 1,20 bis 1,35 mm gezogen. Dieser spezielle Rohling hatte ei nen Durchmesser von 134,0 mm und wurde gezogen, um eine zylindrische Diffusorbecherseitenwand 50 mit ei nem axialen Ausmaß von 35,25 mm zu bilden. Der ring förmige Diffusorbecherflansch 56 hatte einen Durch messer von 91,50 mm. Die ringförmige Diffusorbeche rendwand hatte einen Durchmesser von 76,50 mm.

Während des Ziehvorgangs wurde die Diffusorbe cherseitenwand 50 gebildet mit einer Dicke, die in der Richtung des Pfeils 204 in Fig. 7 abnahm. An der durch die Pfeile 206 angezeigten Stelle hatte die Diffusorbe cherseitenwand 50 eine Dicke von ungefähr 1,10 mm. Die zylindrische Diffusor becherseitenwand 50 verjüng te sich auf eine Dicke von ungefähr 0,79 mm an einer Stelle, die in Fig. 7 durch die Pfeile 208 bezeichnet ist.

Der ringförmige Flansch 56 dieses speziellen Diffu sorbechers 42 hatte eine Dicke von 1,23 mm an einer Stelle, die in Fig. 7 durch die Pfeile 210 bezeichnet ist. Die ringförmige Diffusorbecherendwand 54 hatte eine Dicke von 0,90 mm an einer durch die Pfeile 212 be zeichneten Stelle. Die Ecke zwischen dem Flansch 56 und der Seitenwand 50 des Diffusorbechers 42 hatte eine Dicke von 1,05 mm an einer durch die Pfeile 214 bezeichneten Stelle. Die Ecke zwischen der Seitenwand 50 und der Endwand 54 des Diffusorbechers 42 hatte eine Dicke von 0,70 mm an einer durch die Pfeile 216 bezeichneten Stelle. Die Härte des Diffusorbechers 42 variierte um die Seitenwand 50 herum an Stellen, die einen gleichen Abstand von der Endwand 54 hatten. In ähnlicher Weise änderte sich die Härte der Endwand über die Endwand hinweg. Jedoch hatte, allgemein ge sprochen, für diesen besonderen Diffusorbecher 42 der Flansch 56 eine durchschnittliche Härte von ungefähr 61 HR30N (Hardness Rockwell mit einem 30 kg Gewicht unter Verwendung eines Diamantstempels). Die Seiten wand dieses speziellen Diffusorbechers hatte eine Här te, die von einem Maximum von ungefähr 61 HR30N, benachbart zu dem Flansch zu einem Minimum von ungefähr 51 HR30N, benachbart zu der Endwand 54 variierte. Die durchschnittliche Härte der Seitenwand war ungefähr 57 HR30N. Die Endwand hatte eine durchschnittliche Härte von ungefähr 51 HR30N.

Die Härte an verschiedenen Stellen auf der Oberflä che des Diffusorbechers 42 veränderte sich als eine di rekte Funktion des Ausmaßes der Kaltbearbeitung des Metalls des Diffusorbechers an diesen Stellen. Je größer die Kaltbearbeitung, desto größer die Streckhärtung und desto größer die Formänderungsfestigkeit und Zer reißfestigkeit des Materials.

Während des Formens des Diffusorbechers 42 durch einen Ziehvorgang fließt das Metall eines flachen kreis förmigen Rohlings um den Stempel und in einen kreis förmigen Formring. So wird das Metall des Rohlings in die Form gezogen mit einer resultierenden Verminde rung des Durchmessers des Rohlings während des Zieh vorgangs. So wurde während des Ziehvorgangs des vor her erwähnten speziellen Diffusorbechers 42 der Durch messer des Rohlings von 134,0 mm auf ungefähr 95,0 mm vermindert. Der Stempeldurchmesser war 76,5 mm.

In dem vorher erwähnten speziellen Diffusorbecher 42 wurde die Härte des Diffusorbechers an 76 Stellen auf der Oberfläche des Diffusorbechers gemessen (Fig. 8). Die Stellen 1 bis 36 sind in drei sich umfangsmä ßig erstreckenden Reihen auf der äußeren Seitenober fläche der Diffusorbecherseitenwand 50 angeordnet. Die Stellen 37 bis 39 erstrecken sich von dem rechten Rand (wie in Fig. 8 gesehen) des Diffusorbecherflanschs 56 aus radial nach innen. Die Stellen 40 bis 50 befinden sich in einer sich axial erstreckenden Reihe entlang der Diffusorbecherseitenwand 50. Die Stelle 51 ist an einer Ecke zwischen der Diffusorbecherseitenwand 50 und der Endwand 54 angeordnet.

Die Stellen 52 bis 61 sind in einer Reihe angeordnet die sich diametral über die Endwand des Diffusorbe chers 42 erstreckt. Die Stelle 62 ist in einer Ecke zwi schen der Diffusorbecherseitenwand 50 und der End wand 54 und ist diametral gegenüber der Stelle 51. Die Stellen 63 bis 73 sind in einer sich axial erstreckenden Reihe entlang der Diffusorbecherseitenwand 50 ange ordnet und sind diametral gegenüber der Stellen 40 bis 50. Die Stellen 74 bis 76 befinden sich in einer sich radial erstreckenden Reihe auf dem Diffusorbecherflansch 56 diametral gegenüber der Stellen 37 bis 39.

Die gemessene Härte an den verschiedenen Stellen auf dem Diffusorbecher 42 war wie folgt:

Härte

Es versteht sich, daß die vorhergehenden speziellen Materialien, Ausmaße und Härten für den Diffusorbe cher 42 hierin zu Zwecken der Klarheit der Beschrei bung genannt wurden. Es wird erwogen, daß der Diffu sorbecher 42 aus unterschiedlichen Materialien mit un terschiedlichen Ausmaßen und Härten gebildet werden könnte. Tatsächlich wird erwogen, daß spezielle Diffu sorbecher aus einer Serie von Diffusorbechern 42 mit der gleichen Gesamtgröße und aus dem gleichen Mate rial aus Rohlingen der gleichen Größe unterschiedliche Wandstärken und/oder Härten haben kann.

Obwohl der Deckel 46 bei weitem nicht so stark ver formt wird wie der Diffusorbecher 42 und der Verbren nungsbecher 44, wird der Deckel 46 verformt, um einen Flansch 82 und einen Mittelabschnitt 80 zu haben. Der Deckel 46 wird durch Ziehen eines Rohlings gebildet durch Ausüben einer Kraft mit einem Stempel an dem Mittelabschnitt des Rohlings. Wenn der Rohling gezo gen wird, wird er plastisch verformt und kalt bearbeitet. Dies ergibt eine Streckhärtung des Metalls, das den Flansch 82 bildet. Das streckgehärtete Metall des Flan sches 82 hat eine größere durchschnittliche Formände rungs- oder Streckfestigkeit (Streckgrenze) als die durchschnittliche Streckgrenze des Mittenabschnitts 80.

In einem besonderen Beispiel wurde der Deckel 46 aus einem kreisförmigen Rohling aus rostfreiem Stahl UNS S30100 gezogen, der eine nominale Dicke von 1,20 bis 1,35 mm und einen Durchmesser 69,00 mm hat. Die ser Rohling wurde gezogen, um einen Deckel zu bilden, der einen Mittenabschnitt hat, der von dem Flanschab schnitt um einen axialen Abstand von 1,27 mm versetzt war. Der Deckelflansch 82 hatte einen Außendurchmes ser von 63,00 mm. Der Mittenabschnitt 80 dieses spe ziellen Deckels hatte einen Durchmesser von 49,00 mm.

Während des Ziehvorgangs wurde der Deckel 46 ge formt mit einer Dicke, die an verschiedenen Abschnitten des Deckels unterschiedlich war. So hatte der Flansch 82 an einer Stelle, die durch die Pfeile 222 in Fig. 9 ange zeigt ist, eine Dicke von 1,15 mm. Der Mittenabschnitt 80 des Deckels hatte eine Dicke von 1,1 mm an einer Stelle, die durch die Pfeile 224 in Fig. 9 angezeigt ist. An der Stelle, die durch die Pfeile 226 in Fig. 9 angezeigt ist, hatte der Deckel eine Dicke von 1,12 mm. An einer Stel le, die durch die Pfeile 228 in Fig. 9 angezeigt ist, war die Dicke des Deckels 1,07 mm.

Die Härte des Deckels variierte über den Deckel hin weg an Stellen, die einen gleichen Abstand von der Mit te des Deckels aufwiesen. Jedoch hatte, allgemein ge sprochen, für diesen speziellen Deckel der Flansch eine durchschnittliche Härte von ungefähr 81,5 HRB (Hard ness Rockwell mit einem 100 kg Gewicht unter Verwen dung einer 0,158-mm-(1/16 Zoll-)Durchmesser-Kugel). Der Mittenabschnitt dieses speziellen Deckels hatte ei ne durchschnittliche Härte von ungefähr 85 HRB.

Die Härte an verschiedenen Stellen auf dem Deckel 46 veränderte sich als eine direkte Funktion des Ausma ßes der Kaltbearbeitung an diesen Stellen in dem Deckel. Je größer die Kaltbearbeitung, um so größer die Streckhärtung und um so größer die Streckgrenze des Materials, das den Deckel bildet. Während des Formens des Deckels 46 durch einen Ziehvorgang wurde der Durchmesser des Rohlings von 69,00 mm auf ungefähr 65,0 mm vermindert.

Bei diesem speziellen Deckel 46 wurde die Härte des Deckels an 32 Stellen auf der Oberfläche des Deckels gemessen (Fig. 10). Die Stellen 1, 2, 15, 16, 17, 18, 31 und 32 (Fig. 10) sind paarweise an vier Stellen mit gleichem Abstand um den Flansch 82 des Deckels angeordnet. Die Stellen 3 bis 14 und 19 bis 30 sind in zwei sich diametral erstreckenden und sich schneidenden Reihen auf dem Mittenabschnitt 80 des Deckels angeordnet. Die Härte an den verschiedenen Stellen war wie folgt:

Härte

Stelle
HRB
1	80.0
2	82.6
3	87.1
4	84.7
5	84.3
6	83.1
7	83.7
8	85.1
9	83.9
10	83.4
11	83.3
12	84.1
13	85.7
14	87.3
15	81.2
16	84.4
17	80.0
18	80.7
19	88.0
20	85.9
21	83.8
22	82.7
23	82.5
24	83.0
25	86.2
26	84.3
27	84.1
28	84.8
29	86.1
30	88.1
31	82.1
32	81.4

Die Streckgrenze des Materials des Deckels 46 ist eine direkte Funktion der Härte des Metalls. Somit ist die Streckgrenze und Zerreißfestigkeit des Metalls um so größer, je härter das Metall ist. So hat ein Deckel aus rostfreiem Stahl UNS S30100, der eine HRB-Härte von 80 hat, eine Streckgrenze von ungefähr 206,9 N/mm².

Es ist verständlich, daß das vorhergehende Material, die Ausmaße und Härten für einen speziellen Deckel 46 hierin zu Zwecken der Klarheit der Beschreibung ge nannt wurden. Es wird erwogen, daß der Deckel 46 aus verschiedenen Materialien mit verschiedenen Ausma ßen und Härten gebildet werden könnte.

Wie oben beschrieben, wird die Initiator- oder Zünda nordnung 140 beim Eintreten einer plötzlichen Fahr zeugverzögerung betätigt, um die Deflagration der Scheiben 110 des gaserzeugenden Materials zu veran lassen. Wenn die Scheiben 110 rasch verbrennen, wird heißes Stickstoffgas erzeugt. Während der Erzeugung des Gases durch die Verbrennung der Scheiben 110 von gaserzeugendem Material steigt der Strömungsmittel druck in der zylindrischen Verbrennungsbecherkammer 240 (Fig. 3) an. Dieser Strömungsmitteldruck ist ausrei chend, um das Aufblasvorrichtungsgehäuse 40 plastisch zu verformen in einer Weise, wie in Fig. 11 gezeigt. Wenn das heiße Stickstoffgas durch die Verbrennungs becheröffnungen 68 in den Diffusorbecher 42 strömt, steigt auch der Strömungsmitteldruck in der ringförmi gen Diffusorbecherkammer 242 an.

Der maximale Strömungsmitteldruck, der sich in der Diffusorbecherkammer 242 aufbaut, ist geringer als der maximale Strömungsmitteldruck, der sich in der Ver brennungsbecherkammer 240 aufbaut. Dies rührt teil weise daher, daß die Öffnungen 68 in der Seitenwand 60 des Verbrennungsbechers 44 kleiner und geringer in der Anzahl sind, als die Öffnungen 58 in der Seitenwand 50 des Diffusorbechers 42. Auch ist die Temperatur des Gases in der Diffusorbecherkammer 242 geringer als die Temperatur des Gases in der Verbrennungsbecher kammer 240. Die Wirkung des höheren Drucks des Ga ses in der Verbrennungsbecherkammer 240 hat zur Fol ge, daß der Verbrennungsbecher 44 in einem größeren Ausmaß plastisch verformt wird als der Diffusorbecher 42.

Der Strömungsmitteldruck in der Verbrennungs becherkammer 240 bewirkt, daß sich die Endwand 64 und der Deckel 46 plastisch in einer Richtung axial nach außen (Fig. 11) verformen. Die überlappende Bezie hung zwischen der Diffusorbecherendwand 54 und der Verbrennungsbecherendwand 64 ermöglicht, daß Kraft von der Endwand des Verbrennungsbechers 44 zu der Endwand des Diffusorbechers 42 übertragen wird. Die se Kraft wird durch die ringförmige Schweißung 70, die die Diffusorbecherendwand 54 und die Verbrennungs becherendwand 64 miteinander verbindet, übertragen. Die Endwand 54 des Diffusorbechers 44 hält eine Ver formung der Endwand 64 des Verbrennungsbechers 44 axial nach außen zurück, verhindert diese aber nicht. Die Verbrennungsbecherendwand 64 verformt sich in ausreichendem Maß, um sich durch die Öffnung 57 in der Diffusorbecherendwand 54 zu erstrecken.

Während des Formens des Verbrennungsbechers 44 erfährt die Endwand 64 fast keine Bearbeitungshärtung. Daher hat die Verbrennungsbecherendwand 64 eine re lativ geringe Streckgrenze und ist relativ verformbar. Die relativ geringe Streckgrenze der Verbrennungsbe cherendwand 64 ermöglicht, daß diese beginnt, sich zu verformen, bevor andere Abschnitte des Verbrennungs bechers 44 beginnen, sich unter dem Einfluß des anstei genden Gasdrucks in der Kammer 240 zu verformen. Die Verformbarkeit der Verbrennungsbecherendwand 64 ermöglicht, daß sie sich in einem relativ großen Aus maß plastisch verformt, ohne zu reißen. Um eine über mäßige Verformung der Verbrennungsbecherendwand 64 zu verhindern, verzögert die Diffusorbecherendwand 54 ein Ausbeulen der Verbrennungsbecherendwand 64.

Wenn der Strömungsmitteldruck in der Verbren nungsbecherkammer 240 ansteigt, wird der Deckel 46 in der entgegengesetzten Richtung von der Endwand 64 (Fig. 11) plastisch verformt oder ausgebeult. Die Schweißung 86 an der Überlappung zwischen dem Deckel 46 und dem Verbrennungsbecherflansch 66 hält den Deckel von einer übermäßigen plastischen Verformung zurück. Obwohl der Deckel 46 durch die Bildung des Mittenabschnitts 80 und Flanschs 82 in einem gewissen Ausmaße bearbeitungsgehärtet ist, ist der sich ergeben de Anstieg der Streckgrenze des Deckels 46 nicht aus reichend, um eine plastische Verformung des Deckels zu verhindern. Dadurch, daß der Mittenabschnitt 80 des Deckels 46 ausgehend von dem Flansch 82 aus nach innen versetzt ist (Fig. 3), wird die Strukturfestigkeit des Deckels gegen Strömungsmitteldruckkräfte in der Ver brennungsbecherkammer 240 erhöht. Dennoch verfor men sich sowohl die Endwand 64 als auch der Deckel 46 plastisch axial nach außen, wenn der Strömungsmittel druck in der Verbrennungsbecherkammer 240 ansteigt.

Durch die strukturelle Verstärkung, mit der die Diffu sorbecherendwand 54 die Verbrennungsbecherend wand 64 versieht, und da der Durchmesser der Schwei ßung 70 zwischen der Diffusorbecherendwand 54 und der Verbrennungsbecherendwand 64 kleiner ist als der Durchmesser der Schweißung 86 zwischen dem Deckel flansch 82 und dem Verbrennungsbecherflansch 66, er folgt eine größere axiale Verformung des Deckels 46 als der Verbrennungsbecherendwand 64. Die Verformung des Deckels 46 wird durch Schweißen des Zündanord nungsadapters 150 an den Deckel an einer Schweißung 144 um bis zum 50% reduziert.

Die Seitenwand 50 des Verbrennungsbechers 44 kann sowohl in axialer als auch in radialer Richtung verformt werden. Wenn der Strömungsmitteldruck in der Ver brennungsbecherkammer 240 wesentlich ansteigt, steigt die axiale Länge der Verbrennungsbecherseitenwand 60 an. Zusätzlich wird der Endabschnitt der Seitenwand 60 zu der Endwand 64 des Verbrennungsbechers 44 hin radial nach innen verformt, wenn die Endwand 64 sich plastisch axial nach außen verformt.

Es erfolgt eine minimale plastische Verformung der Verbrennungsbecherseitenwand 60 benachbart zu dem unteren Flansch 66. Das relativ geringe Ausmaß der Verformung der Verbrennungsbecherseitenwand 60 be nachbart zu dem Flansch 66, rührt zumindest teilweise von der Streckhärtung des Metalls der Seitenwand 60 bei der Bildung des Verbrennungsbechers her. Wie oben erklärt wurde, erhöht die Streckhärtung des Me talls in der Verbrennungsbecherseitenwand 60 die Streckgrenze des Metalls. Zusätzlich hat die Verbren nungsbecherseitenwand 60 eine relativ dicke Quer schnittsfläche benachbart zu dem Flansch 66.

Der Deckel 46, der Verbrennungsbecherflansch 66 und der Diffusorbecherflansch 56 wirken zusammen, um Strukturfestigkeit vorzusehen, um einer Verformung des unteren Abschnitts des Verbrennungsbechers 44 zu widerstehen. Insbesondere überlappt, wie oben be schrieben, der Flansch 82 auf dem Deckel 46 den Flansch 66 auf dem Verbrennungsbecher 44 und ist an diesen geschweißt. Zusätzlich überlappt der Verbren nungsbecherflansch 66 den Diffusorbecherflansch 56 und ist daran geschweißt. Die überlappende Beziehung zwischen dem Deckelflansch 82, dem Verbrennungsbe cherflansch 66 und dem Diffusorbecherflansch 56 sieht eine relativ starke strukturelle Basis für den Diffusorbe cher 42 und Verbrennungsbecher 44 vor. Die Stärke der Basis, die durch den Deckelflansch 82, den Verbren nungsbecherflansch 66 und den Diffusorbecherflansch 56 vorgesehen ist, wird durch die Streckhärtung dieser Flansche während ihrer Bildung verbessert.

Wegen des etwas geringeren Strömungsmitteldrucks in der Diffusorbecherkammer 242 wird der Diffusorbe cher 42 nicht in dem gleichen Ausmaß plastisch ver formt wie der Verbrennungsbecher 44. Jedoch kann die Endwand 54 des Diffusorbechers 42 axial nach außen verformt werden, in der in Fig. 11 gezeigten Weise, wenn die Endwand 64 des Verbrennungsbechers 44 sich axial nach außen verformt. Da nur relativ geringe Streckhärtung der Diffusorbecherendwand 54 während der Bildung des Diffusorbechers 42 erfolgt, hat die End wand des Diffusorbechers eine relativ geringe Streck grenze und ist relativ verformbar. Dies ermöglicht, daß sich die Endwand 54 des Diffusorbechers 42 benachbart zu der Öffnung 57 in einer Richtung axial nach außen plastisch verformt unter dem kombinierten Einfluß von Gasdruck in der Diffusorbecherkammer 242 und der Kraft, die von der Endwand 64 des Verbrennungsbe chers 44 zu der Endwand 54 des Diffusorbechers 42 übertragen wird.

Obwohl die Endwand 54 des Diffusorbechers 42 pla stisch verformt wird, ist die Endwand des Diffusorbe chers geringerem Strömungsmitteldruck ausgesetzt als die Endwand 64 des Verbrennungsbechers 44. Daher verformt sich die Endwand 54 des Diffusorbechers 42 in einem geringeren Ausmaß als die Endwand 64 des Ver brennungsbechers 44. Dies ermöglicht, daß die End wand 54 des Diffusorbechers 42 die Endwand des Ver brennungsbechers 64 verstärkt, tun eine Verformung der Verbrennungsbecherendwand zu vermindern.

Die Seitenwand 50 des Diffusorbechers 42 kann sich in einer Richtung radial nach außen etwas plastisch ver formen. Jedoch ist die Verformung nach außen der Sei tenwand relativ klein wegen des relativ großen Ausma ßes der Streckhärtung mit einem daraus resultierenden Ansteigen der Streckgrenze der Diffusorbecherseiten wand 50. Ein überlappender Eingriff des Diffusorbe cherflanschs 56 mit dem Verbrennungsbecherflansch 66 hält den unteren Abschnitt der Diffusorbecherseiten wand 50 gegen Verformung zurück.

Wie oben beschrieben, ist das Aufblasvorrichtungsge häuse 40 (Fig. 3 und 4) aus drei Teilen aus Metallblech und dem Adapter 150 gebildet, die zusammenge schweißt sind. Dies ergibt, daß das Aufblasvorrichtungs gehäuse 40 relativ leichtgewichtig, stark, billig herzu stellen und leicht zusammenzubauen ist. Wegen des strukturellen Zusammenwirkens der Bauteile des Auf blasvorrichtungsgehäuses und wegen der Verstärkung von Abschnitten der Bauteile des Aufblasvorrichtungs gehäuses während der Herstellung der Bauteile ist es möglich, die Bauteile des Aufblasvorrichtungsgehäuses 40 aus relativ dünnen Blechstücken zu bilden, ohne die Bauteile des Aufblasvorrichtungsgehäuses übermäßig zu schwächen.

Abschnitte des Aufblasvorrichtungsgehäuses verfor men sich plastisch unter dem Einfluß des heißen Stick stoffgases während des Aufblasens des Gassacks 12. Die Festigkeit des Aufblasvorrichtungsgehäuses 40 ist so gesteuert, daß das Gehäuse während des Aufblasens des Gassacks nicht reißt oder anderweitig versagt. Die pla stische Verformung des Aufblasvorrichtungsgehäuses 40 wird gesteuert durch Erhöhen der Streckgrenze von Abschnitten des Aufblasvorrichtungsgehäuses. Dies wird durch Streckhärtung von Abschnitten der Aufblas vorrichtungsgehäuses während des Formens der Bau teile des Aufblasvorrichtungsgehäuses erreicht. Die pla stische Verformung des Aufblasvorrichtungsgehäuses 40 wird auch durch strukturelles Verstärken von Ab schnitten des Aufblasvorrichtungsgehäuses gesteuert. Dies ermöglicht, daß das Aufblasvorrichtungsgehäuse verminderte Größe und Gewicht haben kann, ohne die Strukturfestigkeit des Aufblasvorrichtungsgehäuses zu beeinträchtigen.

Um die Festigkeit des Aufblasvorrichtungsgehäuses 40 zu testen, wurde das Aufblasvorrichtungsgehäuse ei nem hydraulischen Drucktest ausgesetzt. Während des hydraulischen Drucktests wurde der Verbrennungsbe cher 44 mit Wasser gefüllt bei einem kontinuierlich an steigenden Druck. Wenn das Wasser aus dem Aufblas vorrichtungsgehäuse 40 auszulaufen bzw. zu lecken be gann, wurde der Test gestoppt.

Um zu ermöglichen, daß sich Wasserdruck in dem Aufblasvorrichtungsgehäuse 40 aufbauen konnte, wur de der Diffusorbecher 42 ohne Öffnungen 58 gebildet. Da die Öffnungen 58 in der Seitenwand 50 des Diffusor bechers 42 beseitigt waren, erhöhte sich der Wasser druck sowohl in der Verbrennungsbecherkammer 240 als auch in der Diffusorbecherkammer 242. Als der Strö mungsmitteldruck anstieg, verformte sich das Gehäuse 40 in der in Fig. 12 schematisch gezeigten Weise. Es sei bemerkt, daß der Diffusorbecher 42 sich in einem grö ßeren Ausmaß verformte, als dies bei normalem Einsatz eines Gassacks 12 geschieht (siehe Fig. 11).

Aus der obigen Beschreibung der Erfindung wird der Fachmann Verbesserungen, Veränderungen und Ab wandlungen erkennen. Solche Verbesserungen, Verän derungen und Abwandlungen innerhalb der fachmänni schen Praxis sollen durch die beiliegenden Ansprüche umfaßt werden.

Claims

1. Vorrichtung (10) zum Aufblasen einer Fahrzeug insassenrückhalteeinrichtung mit einem Aufblas vorrichtungsgehäuse (40) und darin angeordnetem gaserzeugenden Material (110), wobei das Aufblasvorrichtungsgehäuse (40) folgen des umfaßt:

- eine zylindrische innere Seitenwand (60), die sich um das gaserzeugende Material (110) herum erstreckt,
- eine erste Endwand (64), die einstückig mit der inneren Seitenwand (60) ausgebildet ist und sich von einem Ende der inneren Seiten wand aus nach innen erstreckt,
- einen ersten ringförmigen Flansch (66), der einstückig mit der inneren Seitenwand (60) ausgebildet ist und sich von dieser aus radial nach außen erstreckt und der obere und untere Hauptoberflächen (170, 174) besitzt,
- einen Deckel (46), der sich von einem Ende der inneren Seitenwand (60) aus nach innen erstreckt und mit dieser sowie mit der ersten Endwand (64) zusammenwirkt, um eine innere Kammer (240) zu definieren, in der das gaser zeugende Material (110) angeordnet ist, wobei die innere Seitenwand (60) eine Vielzahl von Öffnungen (68) aufweist, durch die Gas aus der inneren Kammer (240) strömen kann,
- eine zylindrische äußere Seitenwand (50), die sich um die innere Seitenwand (60) herum erstreckt und mit Abstand dazu angeordnet ist,
- eine zweite Endwand (54), die einstückig mit der äußeren Seitenwand (50) ausgebildet ist, sich von dieser aus radial nach innen erstreckt und mit ihr sowie mit dem ersten Flansch (66) zusammenwirkt, um eine äußere Kammer (242) zu definieren, die sich um die innere Sei tenwand (60) herum erstreckt,
wobei die äußere Seitenwand (50) eine Viel zahl von Öffnungen (58) aufweist, durch die Gas aus der äußeren Kammer (242) strömen kann,

dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (46) den ersten Flansch (66) überlappt und an dessen unterer Hauptoberfläche (174) befestigt ist, und
daß ein zweiter ringförmiger Flansch (56), der ein stückig mit der äußeren Seitenwand (50) ausgebil det ist und sich von dieser aus radial nach außen erstreckt und der eine untere Hauptoberfläche (168) besitzt, von dem ersten Flansch (66) überlappt wird,
wobei die untere Hauptoberfläche (168) des zwei ten Flanschs (56) in Kontakt mit der oberen Haupt oberfläche (170) des ersten Flanschs (66) angeord net ist und die beiden Flansche (66, 56) aneinander befestigt sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die zweite Endwand (54) ringförmig ausgebildet ist und eine Hauptoberfläche (162) in anstoßendem Eingriff mit der ersten Endwand (64) besitzt, und daß ein Abschnitt der ersten Endwand (64) durch eine Öffnung (57) in der zweiten End wand (54) freigelegt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Endwand (64) ge schlossen ist

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Öffnungen (68) in der ersten Sei tenwand (60) gegenüber den Öffnungen (58) in der zweiten Seitenwand (50) in einer axialen Richtung entlang der ersten und zweiten Seitenwände (60; 50) versetzt sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (46) und der erste Flansch (66) an einer Stelle nach außen von der ersten Seitenwand (60) und nach innen von der zweiten Seitenwand (50) in überlappendem Eingriff miteinander angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß das Aufblasvorrichtungsgehäuse (40) aus Metall besteht, und
daß die innere Gehäuseseitenwand (60) eine durch schnittliche Streckgrenze aufweist, die mindestens 1,2mal so groß ist wie die durchschnittliche Streck grenze der ersten Endwand (64).

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn zeichnet, daß die Gehäuseseitenwand (60) derart streckgehärtet wurde, daß sich ihre Härte in Axial richtung der Seitenwand (60) zwischen einem Ge biet minimaler Härte, die mindestens so groß ist wie die durchschnittliche Härte der Endwand (64), und einem Gebiet maximaler Härte, die mindestens 12mal so groß ist wie die durchschnittliche Härte der Endwand (64), ändert.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn zeichnet, daß sich die Dicke der Seitenwand (60) in Axialrichtung der Seitenwand (60) zwischen einem Gebiet minimaler Dicke und einem Gebiet maxi maler Dicke ändert, wobei das Gebiet der Seiten wand (60), das die maximale Härte aufweist, mit dem Gebiet der Seitenwand (60), das die maximale Dicke aufweist, zusammenfällt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn zeichnet, daß die Gehäuseseitenwand (60) eine axiale Ausdehnung aufweist, die mindestens 20mal so groß ist wie die Dicke der Endwand (64).