DE4236617A1

DE4236617A1 -

Info

Publication number: DE4236617A1
Application number: DE4236617A
Authority: DE
Inventors: George W. Rochester Hills Mich. Us Goetz
Original assignee: TRW Vehicle Safety Systems Inc
Current assignee: ZF Passive Safety Systems US Inc
Priority date: 1991-11-01
Filing date: 1992-10-29
Publication date: 1993-05-06
Anticipated expiration: 2012-10-30
Also published as: JPH05213145A; JP2527517B2; DE4236617C2; US5184846A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine neue und verbesserte Aufblasvorrichtungsanordnung zum Aufblasen einer Fahrzeuginsassen-Rückhalteeinrichtung wie bei spielsweise eines Luftsacks.

Eine Aufblasvorrichtungsanordnung zum Aufblasen eines Luftsacks umfaßt üblicherweise ein gaserzeugendes Mate rial. Wenn es gezündet wird, erzeugt das gaserzeugende Material Gas, welches in den Luftsack geleitet wird. Ge wisse gaserzeugende Materialien erzeugen auch, wenn sie gezündet werden, Verbrennungsprodukte, wie beispielsweise partikelförmiges Material und geschmolzenes Material. Es ist wünschenswert, diese Verbrennungsprodukte aus dem er zeugten Gas zu entfernen, bevor das Gas in den Luftsack eintritt. Zu diesem Zweck umfassen viele Aufblasvorrich tungen Filter und komplizierte Gasstrompfade, welche das partikelförmige Material einfangen, und auf die sich das geschmolzene Material aus dem Gasstrom ablagert.

Eine Aufblasvorrichtungsanordnung zum Aufblasen eines Luftsacks ist gezeigt im US-Patent-Nr. 36 18 981. Dieses Patent zeigt eine Aufblasvorrichtung, welche ein gaser zeugendes Material enthält, das zündbar ist zum Vorsehen von Gas zum Aufblasen des Luftsacks. Das erzeugte Gas kontaktiert einen Deflektor oder eine Ablenkeinrichtung mit mehreren gekrümmten Schaufeln oder Flügeln, die das erzeugte Gas nach außen ablenken zu einer Wand einer Kam mer hin. Das erzeugte Gas strömt von der Kammer in den Luftsack, um den Luftsack auf zublasen. Die Aufblasvor richtung weist eine Struktur auf zur Minimierung des Ein tretens von geschmolzenem Material, das durch die Zündung des gaserzeugenden Materials erzeugt wurde, in den Luft sack.

Eine weitere Aufblasvorrichtungsanordnung zum Aufblasen eines Luftsacks ist im US-Patent Nr. 37 23 205 gezeigt. Diese Aufblasvorrichtungsanordnung umfaßt einen Behälter, der ein Gas unter Druck hält. Wenn der Luftsack aufge blasen werden soll, wird eine Zündladung betätigt, um ein gaserzeugendes Material zu zünden. Während das gaserzeu gende Material brennt, wird der Druck in dem Behälter er höht wegen des Gases und der Wärme, die durch das Brennen des gaserzeugenden Materials erzeugt werden. Wenn ein vorbestimmter Druck erreicht ist, wird eine Bruchscheibe zerbrochen, um zu ermöglichen, daß das Gas von dem Behäl ter in den Luftsack strömt.

Zusammenfassung der Erfindung. Eine verbesserte Vorrich tung zum Aufblasen einer Fahrzeuginsassen-Rückhalteein richtung, wie beispielsweise eines Luftsacks (Airbag), umfaßt einen Behälter mit einer Kammer, welche Gas ent hält. Ein Treibmittelkörper ist zündbar zum Erwärmen des gespeicherten Gases und zum Bilden von Gas und anderen Verbrennungsprodukten, wie beispielsweise geschmolzenes Material und partikelförmiges Material. Um die geschmol zenen und partikelförmigen Materialien von dem Gas zu mindest teilweise zu trennen, während das gespeicherte Gas in der Kammer durch den Verbrennungsprodukten erwärmt wird, werden die Verbrennungsprodukte entlang eines all gemein schraubenförmigen oder gewundenen Pfads in die Kammer geleitet.

Die Verbrennungsprodukte strömen entlang eines ersten Teils des schraubenförmigen Pfades in einer Richtung zu einem geschlossenen Ende der Kammer hin, welche das ge speicherte Gas enthält. Die Verbrennungsprodukte strömen dann zurück entlang eines zweiten Teils des schrauben förmigen Pfads zu einer Öffnung an dem gegenüberliegenden Ende der Kammer hin. Während der Bewegung der Verbren nungsprodukte entlang des schraubenförmigen Pfades, be wirkt die Zentrifugalkraft, daß partikelförmiges Material in den Verbrennungsprodukten an den die Kammer definie renden Wänden abgelagert wird, und daß geschmolzenes Ma terial auf die die Kammer definierenden Wände aus dem Gasstrom plattiert wird.

Die vorgenannten und weitere Ziele und Merkmale der vor liegenden Erfindung werden dem Fachmann, an den sich die vorliegende Erfindung richtet, nach dem Lesen der vorlie genden Beschreibung der Erfindung mit Bezug auf die be gleitenden Zeichnungen deutlicher; in der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht einer Aufblas vorrichtungsanordnung, welche gemäß der vorlie genden Erfindung konstruiert ist;

Fig. 1A ist eine schematische Teilansicht, allgemein ent lang der Linie 1A-1A von Fig. 1, welche die Kon struktion der Aufblasvorrichtungsanordnung weiter verdeutlicht;

Fig. 2 ist ein Schnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Aufblasvorrichtungsanordnung gemäß der vor liegenden Erfindung; und

Fig. 3 ist ein Schnitt eines dritten Ausführungsbeispiels einer Aufblasvorrichtungsanordnung gemäß der vor liegenden Erfindung.

Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfin dung.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Aufblas vorrichtungsanordnung zum Aufblasen einer Fahrzeuginsas sen-Rückhalteeinrichtung, wie beispielsweise eines Luft sacks. Die Aufblasvorrichtungsanordnung kann von einer Vielzahl von verschiedenen Konstruktionen sein. Fig. 1 zeigt eine Aufblasvorrichtungsanordnung 10, die für die vorliegende Erfindung repräsentativ ist.

Die Aufblasvorrichtungsanordnung 10 umfaßt einen all gemein zylindrischen Behälter 12, der eine Kammer 14 de finiert. Die Kammer 14 ist mit Gas unter Druck gefüllt. Das in der Kammer 14 gespeicherte Gas ist vorzugsweise Argon. Das Argongas wird vorzugsweise in der Kammer 14 gespeichert bei einem Druck von 2000 bis 3500 psi (138 bis 241 bar). Falls gewünscht, könnte die Kammer 14 an dere Gase bei unterschiedlichen Drücken beinhalten. Bei spielsweise könnte die Kammer 14 Luft oder Stickstoff enthalten.

Der Behälter 12 hat eine geschlossene Endwand 16 mit ei ner allgemein halbkugelförmigen Konfiguration. Eine Aus laßendwand 18 ist an dem Ende des Behälters 12 angeord net, das der geschlossenen Endwand 16 gegenüberliegt, und weist ebenfalls eine allgemein halbkugelförmige Konfigu ration auf. Eine zylindrische Seitenwand 20 erstreckt sich zwischen den halbkugelförmigen Endwänden 16 und 18.

Eine zylindrische Auslaßsammelleitung 24 weist eine zy lindrische Seitenwand 26 auf, die fest mit der Auslaß endwand 18 des Behälters 12 verbunden ist, beispielsweise durch Schweißen. Eine kreisförmige Membran oder Wand 28 ist in der Auslaßsammelleitung 24 vorgesehen. Die Wand 28 ist von einer Wand 42 der Auslaßsammelleitung 24 mit Ab stand angeordnet. Die Wände 28 und 42 definieren teil weise eine zylindrische Sammelleitungs- oder Verteiler kammer 30. Kreisförmige Öffnungen 34 sind in der Seiten wand 26 der Auslaßsammelleitung 24 gebildet und verbinden die Kammer 14 mit der Verteilerkammer 30. Eine Zündladung oder Sprengkappe 32 ist benachbart zu der Wand 28 ange bracht. Wenn sie gezündet wird, bricht die Zündladung 32 die Wand 28 und sieht eine Öffnung vor, durch die Gas aus der zylindrischen Verteilerkammer 30 strömen kann.

Ein zylindrisches Metallgehäuse 36 ist mit einem inneren Ende der Auslaßsammelleitung 24 benachbart zu einer Wand 42 verbunden, beispielsweise durch Schweißen. Das Gehäuse 36 enthält eine zylindrische Zündkammer 40, die in einer Koaxialbeziehung mit der Verteilerkammer 30 angeordnet ist. Das äußere oder (wie in Fig. 1 gesehen) obere Ende der Zündkammer 40 ist durch die kreisförmige Endwand 42 der Auslaßsammelleitung 24 blockiert. Das innere oder un tere Ende der Zündkammer 40 ist blockiert durch eine kreisförmige Endwand 50 des Gehäuses 36.

Ein Treibmittelkörper 44 ist in der Zündkammer 40 ange ordnet. Der Treibmittelkörper 44 ist aus pyrotechnischem Material gebildet. Obwohl der Treibmittelkörper 44 viele verschiedene Zusammensetzungen aufweisen könnte, kann der Treibmittelkörper in einem besonderen Ausführungsbeispiel der Erfindung die folgende Zusammensetzung aufweisen:

Bestandteil
Gewichtsprozent
Kaliumperchlorat
73
Dioctyladipat	8,7
Polyvinylchlorid	6,6
Carbonschwarz	0,05
Stabilisierer (Bor, Chrom)	0,15
Kaliumnitrat	11,5

Alternativ hierzu könnte der Treibmittelkörper die fol gende Zusammensetzung aufweisen, die von der Universal Propulsion Company, Inc., Talley Industries, als X167-31 (UPCo 6002) bezeichnet wird:

Bestandteil
Gewichtsprozent
Geon 121 Ar
5,594
DOA	8,390
Thermcheck 120	0,149
Thermcheck SV100	0,075
Natriumcarbonat	4,742
Eisenoxid	0,050
Kaliumperchlorat, 200	52,650
Kaliumperchlorat, 20	28,350

Obwohl der Treibmittelkörper 44 in Fig. 1 so gezeigt ist, daß er von der Mitte der Zündkammer 40 zu einer Seite versetzt ist, könnte der Treibmittelkörper im wesentlich en die Zündkammer 40 füllen. Er könnte auch eine unter schiedliche Form haben als gezeigt, wie beispielsweise eine zylindrische, keulen-, schleifen- oder lappenförmige (multi-lobe) Form. Falls gewünscht, könnten Durchlässe durch den Treibmittelkörper vorgesehen sein. Jedwede Durchlässe durch den Treibmittelkörper würden Oberflä chengebiete vorsehen, die an Fläche zunehmen würden, wäh rend das Oberflächengebiet auf der Außenseite des Treib mittelkörpers an Fläche abnimmt, während des Verbrennens des Treibmittelkörpers.

Eine Zündladung oder Sprengkappe 48 ist in der Zündkammer 40 vorgesehen, um den Treibmittelkörper 44 zu zünden. Die Zündladung 48 wird durch elektrischen Strom gezündet, der über Drähte oder Leitungen 49 geleitet wird. Obwohl die Zündladung 48 so gezeigt ist, daß sie entlang einer Seite des Treibmittelkörpers 44 angeordnet ist, könnte die Zündladung 48 an dem axial äußeren oder oberen (wie in Fig. 1 gesehen) Ende der Zündkammer 40 angeordnet sein. Der Treibmittelkörper 44 könnte dann an dem axial inneren oder unteren (wie in Fig. 1 gesehen) Ende der Zündkammer 40 angeordnet sein.

Eine Leitung 52 ist vorgesehen zum Leiten von Verbren nungsprodukten aus der Zündkammer 40 zu einer Stelle be nachbart zu der Seitenwand 20 des Behälters 12. Die Lei tung 52 umfaßt einen sich radial erstreckenden Hauptteil 54, der mit der Zündkammer 40 benachbart zu der Endwand 50 in Verbindung steht. Der Hauptteil 54 der Leitung 52 leitet einen Strom von Verbrennungsprodukten radial nach außen aus dem zylindrischen Gehäuse 36.

Ein Auslaßendteil 58 der Leitung 52 verläuft schräg nach unten zu der Endwand 16 (wie in Fig. 1A gesehen) unter einem spitzen Winkel 59 von ungefähr zwanzig Grad (20°). Der Winkel 59 wird relativ zu einer Radialebene 60 gemes sen, die sich durch die zylindrische Seitenwand 20 des Behälters 12 senkrecht zu einer Längsmittelachse A des Behälters erstreckt. Während der Winkel 59 bei 200 ge zeigt ist, könnte der Winkel 59 ein anderer als 20° sein. Somit erstreckt sich der Hauptteil 54 der Leitung 52 in einer Radialrichtung relativ zu der Seitenwand 20 des Be hälters 12 und in einer Radialrichtung relativ zu der Zündkammer 40. Der Auslaßendteil 58 der Leitung 52 er streckt sich zu der geschlossenen Endwand 16 des Behäl ters 12 hin unter einem Winkel 59 von ungefähr 20° (wie in Fig. 1A gesehen) relativ zu der Radialebene 60.

Die zylindrische Seitenwand 20 des Behälters 12 wirkt mit dem Auslaßendteil 58 der Leitung 52 zusammen, um zu be wirken, daß die Verbrennungsprodukte aus der Zündkammer 40 zu der geschlossenen Endwand 16 strömen, und zwar ent lang eines Anfangsteils 62 eines schraubenförmigen Pfads 64. Wenn der schraubenförmige Verbrennungsproduktstrom gegen die allgemein halbkugelförmige geschlossene Endwand 16 prallt oder auftrifft, wird der schraubenförmige Ver brennungsproduktstrom umgedreht zurück zu der Auslaßend wand 18 des Behälters 12 entlang eines zweiten Teils 66 des schraubenförmigen Pfads 64. In der Fig. 1 der Zeich nungen wurde der Anfangsteil 62, entlang welchem die Ver brennungsprodukte zu der geschlossenen Endwand 16 strö men, in relativ dicken Strichlinien gezeichnet. Der zweite Teil 66 des schraubenförmigen Pfads 64, entlang welchem die Verbrennungsprodukte zu der Auslaßendwand 18 strömen, wurde in Fig. 1 mit relativ dünnen Strichlinien bezeichnet.

Die allgemein halbkugelförmige geschlossene Endwand 16 des Behälters 12 wirkt mit dem schraubenförmigen Strom der Verbrennungsprodukte derart zusammen, daß sich für den zweiten Teil 66 des schraubenförmigen Pfads 64 ein kleinerer Durchmesser ergibt als für den Anfangsteil 62 des schraubenförmigen Pfads. Somit umschreibt (oder um gibt) der Anfangsteil 62 des schraubenförmigen Pfads den unteren (wie in Fig. 1 gesehen) Teil des zweiten Teils 66 des schraubenförmigen Pfads. Der zweite Teil 66 des schraubenförmigen Pfads 64, entlang welchem die Verbren nungsprodukte strömen, erstreckt sich um das Zündkam mergehäuse 36 und um den unteren (wie in Fig. 1 gesehen) Teil der zylindrischen Seitenwand 26 der Auslaßsammel leitung 24.

Beim Auftreten einer plötzlichen Fahrzeugverzögerung schließt ein (nicht gezeigter) Verzögerungssensor von be kannter Bauart einen elektrischen Kreis, um die Zünd ladung oder Sprengkappe 32 und die Zündladung oder Sprengkappe 48 zu zünden. Die Drähte oder Leitungen 49 zum Bewirken der Zündung der Zündladung 48 erstrecken sich vorzugsweise in die Zündkammer 40 durch die Leitung 52. Die Zündung der Zündladung der Sprengkappe 32 zer bricht die Membran oder Wand 28. Nicht erwärmtes Gas, das in dem Behälter 12 gespeichert ist, strömt aus der Haupt kammer 14 durch die Sammelleitungsöffnungen 34 und durch die Öffnung, die in der Wand 28 durch die Zündung der Zündladung 32 gebildet wurde. Der Gasstrom wird zu einem (nicht gezeigten) Diffusor und einem Luftsack geleitet, um das Aufblasen des Luftsacks zu beginnen.

Die Zündung der Zündladung 48 zündet den Treibmittel körper 44. Wenn der Treibmittelkörper 44 brennt, werden heiße Verbrennungsprodukte von der Zündkammer 40 durch die Leitung 52 zu der Hauptkammer 14 geleitet. Wenn die heißen Verbrennungsprodukte den Auslaßendteil 58 der Lei tung 52 verlassen, werden sie nach unten (wie in Fig. 1 gesehen) geleitet, und zwar unter einem Winkel 59 zu der Radialebene 60, die sich durch die zylindrische Seiten wand 20 des Behälters 12 erstreckt.

Der Strom nach unten der Verbrennungsprodukte trifft auf die zylindrische Seitenwand 20 des Behälters 12. Dies be wirkt, daß die Verbrennungsprodukte entlang des Anfangs teils 62 des schraubenförmigen Pfads 64 zu der geschlos sen Endwand 16 des Behälters 12 hin strömen. In einem be sonderen Ausführungsbeispiel der Erfindung hatte der Ver brennungsproduktstrom aus dem Auslaßendteil 58 der Lei tung 52 eine Geschwindigkeit von ungefähr 2000 Fuß pro Se kunde (610 m/sek.). In diesem Ausführungsbeispiel der Er findung hatte die Seitenwand 20 des Behälters 12 einen Radius von ungefähr einem Zoll (2,54 cm). Dies ergab, daß die Verbrennungsprodukte sich mit ungefähr 22 500 Radians pro Sekunde bewegten. Dies ergibt, daß die Verbrennungs produkte einer Zentrifugalbeschleunigung von ungefähr 42 200 000 Fuß pro Sekunde pro Sekunde (12 871 000 m/sec²) oder 1 310 000mal der Schwerkraft ausgesetzt sind.

Die Zentrifugalkraft auf die partikelförmigen und ge schmolzenen Materialien in den Verbrennungsprodukten be wirkt, daß die partikelförmigen und geschmolzenen Mate rialien sich radial nach außen in der Kammer 40 bewegen.

Das partikelförmige Material kommt mit der zylindrischen Seitenwand 20 des Behälters 12 in Eingriff und haftet daran. Das geschmolzene Material, wie beispielsweise Kaliumchlorid (KCl)-Salz, wird auf die Innenseitenober fläche der Seitenwand 20 plattiert. Während die wirbeln den Verbrennungsprodukte sich entlang des Anfangsteils 62 des schraubenförmigen Pfads 64 nach unten in Kontakt mit der geschlossenen Endwand 16 bewegen, werden auch parti kelförmige und geschmolzene Materialien in den Verbren nungsprodukten entlang der geschlossenen Endwand 16 abgelagert.

Die geschlossene Endwand 16 wirkt mit dem schraubenför migen Strom von Verbrennungsprodukten zusammen, um den schraubenförmigen Strom nach oben (wie in Fig. 1 gesehen) zu leiten zu der Auslaßendwand 18 des Behälters 12 ent lang des zweiten Teils 66 des schraubenförmigen Pfades 64. Während die Verbrennungsprodukte sich entlang des zweiten Teils 66 des schraubenförmigen Pfads 64 bewegen, fährt die Zentrifugierwirkung fort mit der fortgesetzten Trennung von partikelförmigen und geschmolzenen Materia lien in den Verbrennungsprodukten von den gasförmigen Ma terialien in den Verbrennungsprodukten. Der zweite Teil 66 des schraubenförmigen Pfads 64 erstreckt sich um das Zündkammergehäuse 36 der Verteilerkammeröffnungen 34. Die Verbrennungsprodukte strömen durch die Verteilerkammer öffnungen 34 und die in der Endwand 28 gebildete Öffnung zu der Insassenrückhalteeinrichtung.

Während der Bewegung der Verbrennungsprodukte von der Zündkammer 40 entlang des schraubenförmigen Pfads 64 fin det eine wesentliche Verminderung der Menge von partikel förmigem Material in den Verbrennungsprodukten statt. Es wird angenommen, daß ungefähr 90% der partikelförmigen und geschmolzenen Materialien in den Verbrennungsproduk ten von den gasförmigen Materialien in den Verbrennungs produkten getrennt werden. Dies minimiert die partikel förmigen und geschmolzenen Materialien, die während des Aufblasens des Luftsacks in den Luftsack geleitet werden.

Während der Bewegung der heißen Verbrennungsprodukte ent lang des schraubenförmigen Pfads 64 in der Hauptkammer 14 erwärmen die heißen Verbrennungsprodukte das gespeicherte Gas in der Hauptkammer 14, um den Strömungsmitteldruck in der Hauptkammer 14 zu erhöhen, obwohl eine Öffnung in der Auslaßsammelleitungswand 28 gebildet wurde. Daher kann zum Aufblasen eines Luftsacks mit einem gegebenen Volumen die Menge gespeicherten Gases und das Volumen des Behäl ters 12 minimiert werden. Zusätzlich ergänzt das durch das Verbrennen des Treibmittelkörpers 44 erzeugte Gas das gespeicherte Gas, um das zum Aufblasen des Luftsacks ver fügbare Gasvolumen weiter zu erhöhen.

Zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung.

In dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel der Er findung ist das Zündkammergehäuse 36 in der Hauptkammer 14 des Behälters 12 angeordnet. Der Treibmittelkörper 44 ist in Strömungsmittelverbindung mit der Hauptkammer 14 durch die Leitung 52 verbunden. In dem in Fig. 2 gezeig ten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Zündkam mergehäuse außerhalb der Hauptkammer in dem Behälter angeordnet. Zusätzlich ist eine Membran vorgesehen, um eine Strömungsmittelverbindung zwischen der Hauptkammer in dem Behälter und einer Zündkammer, welche einen Treib mittelkörper enthält, zu blockieren. Da das in Fig. 2 ge zeigte Ausführungsbeispiel der Erfindung im allgemeinen ähnlich zu dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist, werden ähnliche Bezugszeichen benutzt, um ähnliche Bauteile zu bezeichnen, wobei als Suffix der Buchstabe "a" zu den Bezugszeichen der Fig. 2 zugefügt wird, um Verwechslungen zu vermeiden.

Eine Aufblasvorrichtung 10a (Fig. 2) umfaßt einen Be hälter 12a mit einer Hauptkammer 14a zum Speichern von Gas (vorzugsweise Argon) unter Druck. Der Behälter 12a umfaßt eine allgemein halbkugelförmige geschlossene End wand 16a und eine flache allgemein kreisförmige Auslaß endwand 18a gegenüberliegend von der geschlossenen End wand 16a. Eine zylindrische Seitenwand 20a verbindet die Endwände 16a und 18a.

Eine Auslaßsammelleitung 24a weist eine zylindrische Sei tenwand 26a auf. Die Auslaßsammelleitung 24a ist in Strömungsmittelverbindung mit einem (nicht gezeigten) Diffusor und einem (nicht gezeigten) Luftsack. Die zy lindrische Auslaßsammelleitungsseitenwand 26a erstreckt sich in die Hauptkammer 14a.

Eine Zündladung oder Sprengkappe 32a ist in der Auslaß sammelleitung 24a angeordnet. Bei Zündung der Zündladung 32a wird eine Öffnung in einem relativ dünnen oder ge schwächten Seitenteil 88 der Sammelleitungswand 26a ge bildet. Durch die Bildung der Öffnung in dem geschwächten Seitenteil 88 der Sammelleitungswand 26a ist die Haupt kammer 14a in dem Behälter 12a in Strömungsmittelverbin dung mit dem Diffusor und dem Luftsack, und zwar über die Auslaßsammelleitung 24a.

Ein zylindrisches Zündkammergehäuse 36a ist außerhalb des Behälters 12a angeordnet und ist mit der Endwand 18a des Behälters verbunden. Eine zylindrische Zündkammer 40a in dem Gehäuse 36a hält einen Treibmittelkörper 44a. Eine Zündladung 48a ist in der Zündkammer 40a vorgesehen. Bei Zündung der Zündladung 48a wird der Treibmittelkörper 44a gezündet.

Eine Leitung 52a ist vorgesehen, um Verbrennungsprodukte von der Zündkammer 40a zu der Hauptkammer 14a des Behäl ters 12a zu leiten. Die Leitung 52a weist einen Mitten durchlaß 92 auf, der durch eine Membran 94 blockiert ist. Die Membran 94 blockiert normalerweise die Strömungsmit telverbindung zwischen der Hauptkammer 14a und der Zünd kammer 40a. Jedoch steigt bei Zündung des Treibmittel körpers 44a der Strömungsmitteldruck in der Zündkammer 40a an. Der erhöhte Druck zerbricht die Membran, um zu ermöglichen, daß Verbrennungsprodukte von dem brennenden Treibmittelkörper 44a durch die Leitung 52a in die Haupt kammer 14a geleitet werden.

Die Leitung 52a weist nach unten (wie in Fig. 2 gesehen) zu der geschlossenen Endwand 16a des Behälters 12a und ist abgeschrägt relativ zu einer Radialebene, die sich senkrecht zu der Achse A des Behälters 12a und durch die Seitenwand 20a des Behälters 12a erstreckt. In diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Leitung 52a un ter einem Winkel von ungefähr 45° zu der Radialebene ab geschrägt. Die Leitung 52a ist in der gleichen Weise ab geschrägt wie die Leitung 52 in dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und 1A, aber der Abschrägungswinkel ist un terschiedlich. Die Leitung 52a könnte unter einem anderen Winkel relativ zu der Radialebene abgeschrägt sein, falls gewünscht.

Die Leitung 52a leitet einen Verbrennungsproduktstrom von der Zündkammer 40a nach unten (wie in Fig. 2 gesehen) zu der geschlossenen Endwand 16a entlang eines Anfangsteils 62a eines schraubenförmigen Pfades 64a. Wenn die Verbren nungsprodukte sich entlang des Anfangsteils 62a des schraubenförmiges Pfads 64a bewegen, ergibt die Winkel beschleunigung der Verbrennungsprodukte, daß die parti kelförmigen und geschmolzenen Materialien in den Ver brennungsprodukten zentrifugal gegen die Seitenwand 20a des Behälters 12a abgelagert werden. Die Endwand 16a dreht den schraubenförmigen Pfad 64a nach oben um.

Die Verbrennungsprodukte strömen weg von der Endwand 16a entlang eines zweiten Teils 66a des schraubenförmigen Pfads 64a zu der gegenüberliegenden Endwand 18a hin. Der Durchmesser des zweiten Teils 66a des schraubenförmigen Pfades 64a ist geringer als der Durchmesser des Anfangs teils 62a des schraubenförmigen Pfades. Daher umschreibt der Anfangsteil 62a des schraubenförmigen Pfads 64a den zweiten Teil 66a des schraubenförmigen Pfads oder er streckt sich da herum.

Wenn sich die Verbrennungsprodukte nach oben entlang des zweiten Teils 66a des schraubenförmigen Pfads bewegen, setzt sich die Zentrifugalwirkung fort und partikel förmige und geschmolzene Materialien in den Verbrennungs produkten werden weiterhin gegen die Seitenwand 20a des Behälters 12a abgelagert. Die Art und Weise, in der die partikelförmigen und geschmolzenen Materialien von dem gasförmigen Material der Verbrennungsprodukte, die sich aus dem Verbrennen des Treibmittelkörpers 44a in der Zündkammer 40a ergeben, ist die gleiche, wie vorher be schrieben in Verbindung mit dem in Fig. 1 gezeigten Aus führungsbeispiel der Erfindung.

Die Verbrennungsprodukte, von denen die meisten der par tikelförmigen und geschmolzenen Materialien durch die Zentrifugalwirkung getrennt worden sind, während die Ver brennungsprodukte entlang des schraubenförmigen Pfads 64a strömen, werden durch die Öffnung geleitet, die in der Auslaßsammelleitung 26a durch die Zündung der Zündladung 22a gebildet wurde. Die gasförmigen Verbrennungsprodukte werden durch die Auslaßsammelleitung 24a und den (nicht gezeigten) Diffusor zu einem Luftsack oder einer anderen aufblasbaren Insassenrückhalteeinrichtung geleitet.

Drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung.

In den in den Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsbei spielen der Erfindung sind die Aufblasvorrichtungsan ordnungen geeignet zum Anbringen in dem Armaturenbrett eines Fahrzeugs. In dem Fig. 3 gezeigten Ausführungsbei spiel der Erfindung ist die Aufblasvorrichtungsanordnung geeignet, in dem Steuerrad eines Fahrzeugs angebracht zu werden. Da das in Fig. 3 gezeigte Ausführungsbeispiel der Erfindung im allgemeinen ähnlich zu den in den Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispielen der Erfindung ist, wer den ähnliche Bezugszeichen verwendet, um ähnliche Bautei le zu bezeichnen, wobei als Suffix der Buchstabe "b" mit den Bezugszeichen von Fig. 3 assoziiert wird, um Verwir rung zu vermeiden.

Die Aufblasvorrichtungsanordnung 10b von Fig. 3 umfaßt einen Behälter 12b mit einer Hauptkammer 14b, in der Gas unter Druck gespeichert ist. Der Behälter 12b umfaßt eine allgemein halbkugelförmige geschlossene Endwand 16b und eine allgemein halbkugelförmige Auslaßendwand 18b. Die Endwände 16b und 18b sind miteinander verbunden. Falls gewünscht, könnte ein kurzer zylindrischer Seitenwandteil zwischen den halbkugelförmigen Endwänden 16b und 18b vor gesehen sein.

Eine Auslaßsammelleitung 24b ist mit der Auslaßendwand 18b verbunden. Die Auslaßsammelleitung 24b umfaßt eine zylindrische Seitenwand 26b. Öffnungen 34b sind in der Seitenwand 26b ausgebildet.

Ein Kolben 106 ist in der Auslaßsammelleitung 26b vor gesehen. Der Kolben 106 hat ein konisches unteres Ende 108 und ein zylindrisches oberes Ende 110. Eine ringför mige Nut 112 ist in der Endwand 18b gebildet, um eine Öffnung zu bilden, wenn der Kolben 106 nach oben (wie in Fig. 3 gesehen) bewegt wird. Strömungsmittel kann dann von einer Auslaßsammelleitungs- oder -Verteilerkammer 30b durch die Öffnung in der Endwand 18b in einen Diffusor 102 und in die Fahrzeuginsassen-Rückhalteeinrichtung durch Auslaßlöcher 104 strömen.

Ein zylindrisches Zündkammergehäuse 36b ist als eine Fortsetzung der zylindrischen Sammelleitungsseitenwand 26b ausgebildet. Das Zündkammergehäuse 36b ist in einer koaxialen Beziehung mit der Auslaßsammelleitung 24b und dem Kolben 106 angeordnet. Ein ringförmiger Treibmittel körper 44b ist in einer Zündkammer 40b in dem Gehäuse 36b angeordnet. Eine Zündleitung 48b ist in dem Treibmittel körper 44b angeordnet. Eine Vielzahl von Leitungen oder Durchlässen 52b ist in einer Seitenwand 116 des Zündkam mergehäuses 36b ausgebildet. Die Durchlässe 52b werden durch die Bewegung des Kolbens 106 freigegeben oder ge öffnet. Die Durchlässe 52b neigen sich nach unten und tangential nach außen zu der geschlossenen Endwand 16b. Die Durchlässe 52b sind abgeschrägt wie der Durchlaß 52 des Ausführungsbeispiels von Fig. 1, und zwar unter einem Winkel von ungefähr 20° zu einer Ebene, die sich in einer radialen Richtung relativ zu den Endwänden 16b und 18b und senkrecht zu der Achse A der Aufblasvorrichtung 10b erstreckt.

Die Durchlässe 52b leiten einen Strom von Verbrennungs produkten von der Zündkammer 40b nach unten und seitwärts entlang eines Anfangsteils 62b eines schraubenförmigen Pfads 64b zu der Auslaßendwand 16b. Die Auslaßendwand 16b leitet die Verbrennungsprodukte zurück nach oben entlang eines zweiten Teils 66b des schraubenförmigen Pfads 64b mit größerem Durchmesser, und zwar zu der Auslaßendwand 18b. Wenn die Verbrennungsprodukte entlang des schrauben förmigen Pfads 64b strömen, werden partikelförmige und geschmolzene Materialien von dem gasförmigen Material in den Verbrennungsprodukten getrennt, und zwar durch eine Zentrifugalwirkung, wie sie in Verbindung mit den Ausfüh rungsbeispielen von Fig. 1 und 2 oben beschrieben wurde.

Bei Auftreten einer plötzlichen Fahrzeugverzögerung wird die Zündladung 48b gezündet. Die Zündung der Zündladung 48b zündet den Treibmittelkörper 44b, was Druck in der Kammer 40b erzeugt und den Kolben 106 zwingt, sich axial nach oben zu bewegen. Wenn sich der Kolben 106 axial nach oben bewegt, zerbricht die Endwand 18b des Behälters 12b entlang der kreisförmigen Hut 112. Dies bildet eine Öff nung, damit Verbrennungsprodukte von der Auslaßsammel leitungs- oder -Verteilerkammer 30b in den Diffusor 102 strömen können. Auch öffnet die Kolbenbewegung die Durch lässe 52b, wie oben bemerkt.

Der Kolben 106 blockiert einen direkten Strom von Ver brennungsprodukten von der Zündkammer 40b zu der Aus laßverteilerkammer 30b. Daher strömen die Verbrennungs produkte von der Zündkammer 40b durch die Durchlässe 52b in die Hauptkammer 14b des Behälters 12b. Wenn die Ver brennungsprodukte sich in die Hauptkammer 14b bewegen, bewegen sie sich entlang des Anfangsteils 62b des schrau benförmigen Pfads 64b zu der Endwand 16b. Die Verbren nungsprodukte strömen dann zurück entlang des zweiten Teils 66b des schraubenförmigen Pfads 64b zu der Auslaß endwand 18b des Behälters 12b.

Die Verbrennungsprodukte strömen als nächstes durch die Auslaßsammelleitungsöffnungen 34b in die Auslaßsammel leitungs- oder -Verteilerkammer 30b. Von der Verteiler kammer 30b strömen die Verbrennungsprodukte durch die Öffnung, die in der Auslaßendwand 18b gebildet wurde, in den Diffusor 102. Der Diffusor 102 leitet die Verbren nungsprodukte in einen Luftsack.

Aus der obigen Beschreibung der Erfindung wird der Fach mann Verbesserungen, Veränderungen und Modifikationen er kennen. Beispielweise könnten die Treibmittelkörper 44 und 44a nach den Zündladungen 32 und 32a gezündet werden. Somit wird das gespeicherte Gas aus den Behältern 12 und 12a freigegeben. Hach einer vorbestimmten Zeitverzögerung würden die Zündladungen 48 und 48a gezündet. Je größer die Verzögerung zwischen den Zündungen der Zündladungen 32, 32a und der Zündung der Zündladungen 48, 48a, umso geringer ist die Ausgabe oder Abgabe der Aufblasvorrich tung. Dies wäre zweckmäßig zur Verminderung der Abgabe, wenn die Umgebungstemperatur hoch ist. Solche Verbes serungen, Veränderungen und Modifikationen innerhalb des Fachs sollen durch die beigefügten Ansprüche abgedeckt sein.

Zusammenfassend sieht die Erfindung folgendes vor. Eine Vorrichtung zum Aufblasen einer Fahrzeuginsassen-Rück halteeinrichtung umfaßt einen Behälter, der Gas speichert. Ein Körper aus pyrotechnischem Material ist zündbar, um Verbrennungsprodukte zu liefern, um das Gas in dem Behälter zu erwärmen und um erzeugtes Gas zuzu fügen, um das Gas in dem Behälter zu ergänzen bzw. auf zustocken. Die Verbrennungsprodukte aus dem zündbaren Körper aus pyrotechnischem Material werden entlang eines schraubenförmigen Pfads in der Behälterkammer geleitet, um gewisse Materialien von gasförmigen Materialien in den Verbrennungsprodukten zu trennen, während das Gas durch die Verbrennungsprodukte erwärmt wird. Ein Strom von Ver brennungsprodukten wird entlang eines ersten Teils des schraubenförmigen Pfads zu einem geschlossenen Ende des Behälters gegenüberliegend zu einem Auslaß aus dem Be hälter geleitet. Der Strom von Verbrennungsprodukten kon taktiert das geschlossene Ende des Behälters und wird um geleitet zurück zu dem Auslaßende des Behälters entlang eines zweiten Teils des schraubenförmigen Pfads. Der zweite Teil des schraubenförmigen Pfads hat einen Durch messer, der kleiner ist als der Durchmesser des ersten Teils des schraubenförmigen Pfads.

Claims

1. Vorrichtung zum Aufblasen einer Fahrzeuginsassen-Rück halteeinrichtung, wobei die Vorrichtung folgen des aufweist:
Behältermittel mit einer Kammer zum Speichern von Gas;
einen Körper aus zündbarem Material;
Mittel zum Zünden des Körpers aus zündbarem Material, um Verbrennungsprodukte zu bilden einschließlich gasförmiger und anderer Materialien; und
Mittel zum Bewirken, daß die Verbrennungsprodukte entlang eines allgemein schraubenförmigen Pfades in der Kammer strömen, um zumindest teilweise die an deren Materialien von den gasförmigen Materialien zu trennen, während das Gas in der Kammer erwärmt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Mittel zum Be wirken, daß die Verbrennungsprodukte entlang eines allgemein schraubenförmigen Pfades in der Kammer strömen, Leitungsmittel umfassen zum Leiten der Ver brennungsprodukte in die Kammer, wobei die Leitungs mittel abgeschrägt sind unter einem spitzen Winkel zu einer Ebene, welche sich durch die Behältermittel senkrecht zu einer Längsmittelachse der Behälter mittel erstreckt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Behäl termittel eine kreisförmige Innenseitenoberfläche aufweisen, welche zumindest teilweise die Kammer de finiert, wobei die Mittel zum Bewirken, daß die Ver brennungsprodukte entlang eines allgemein schrauben förmigen Pfades strömen, Mittel umfassen zum Leiten eines Stroms von Verbrennungsprodukten entlang der kreisförmigen Innenseitenoberfläche der Behälter mittel.

4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehen den Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 3, wobei die Mittel zum Leiten eines Stromes von Verbren nungsprodukten entlang der kreisförmigen Innensei tenoberfläche der Behältermittel von der kreisförmi gen Innenseitenoberfläche der Behältermittel beab standet sind.

5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehen den Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 3, wobei die Mittel zum Leiten eines Stroms von Verbrennungs produkten entlang der kreisförmigen Innenseitenober fläche der Behältermittel eine Öffnung aufweisen, durch die die Verbrennungsprodukte strömen in einer Richtung, die abgeschrägt ist unter einem spitzen Winkel zu einer Radialebene, die sich durch das kreisförmige Innenseitenoberflächengebiet der Behäl termittel und senkrecht zu der Achse der kreisförmi gen Innenseitenoberfläche erstreckt.

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehen den Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 1, wobei die Vorrichtung ferner Mittel aufweist zum Definie ren einer Zündkammer, in der der Körper aus zünd barem Material angeordnet ist, wobei die Mittel zum Bewirken, daß die Verbrennungsprodukte entlang eines allgemein schraubenförmigen Pfades strömen, Mittel umfassen, die zumindest teilweise einen Auslaß aus der Zündkammer definieren.

7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehen den Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 1, wobei die Vorrichtung ferner Mittel umfaßt zum Definieren einer Zündkammer, in der der Körper aus zündbarem Material angeordnet ist, wobei die Mittel zum Bewir ken, daß die Verbrennungsprodukte entlang eines all gemein schraubenförmigen Pfades strömen, Mittel umfassen zum Bewirken, daß die Verbrennungsprodukte entlang eines allgemein schraubenförmiges Pfades strömen, welcher sich um die Außenseite der Zündkam mer herum erstreckt.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehen den Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 1, wobei die Kammer in den Behältermitteln eine kreisförmige Innenseitenoberfläche aufweist, die koaxial mit ei ner Längsmittelachse der Behältermittel ist, wobei die Vorrichtung ferner Mittel aufweist zum Definier en einer Zündkammer, die innerhalb der Kammer in den Behältermitteln angeordnet ist und in der der Körper aus zündbarem Material angeordnet ist, sowie Leitungsmittel zum Leiten eines Stroms von Verbren nungsprodukten aus der Zündkammer zu einer Stelle benachbart zu der kreisförmigen Innenseitenoberflä che der Kammer in den Behältermitteln, wobei die Mittel zum Bewirken, daß die Verbrennungsprodukte entlang eines allgemein schraubenförmigen Pfads in der Kammer in den Behältermitteln strömen, Oberflä chenmittel umfassen zum Bilden eines Auslasses aus den Leitungsmitteln, der benachbart ist zu dem kreisförmigen Innenseitenoberflächengebiet der Kam mer in den Behältermitteln und durch die die Ver brennungsprodukte in einer Richtung strömen, die unter einem spitzen Winkel zu einer radialen Ebene abgeschrägt ist, die sich durch die kreisförmige Innenseitenoberfläche der Kammer in den Behältermit teln erstreckt.

9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehen den Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 1, wobei Kammer in den Behältermitteln folgendes aufweist: eine erste Endoberfläche, eine zweite Endoberfläche und einen Auslaß, der benachbart zu der zweiten En doberfläche angeordnet ist, wobei die Mittel zum Be wirken, daß die Verbrennungsprodukte entlang eines allgemein schraubenförmigen Pfads in der Kammer strömen, Mittel umfassen zum Bewirken, daß die Ver brennungsprodukte entlang eines ersten Teils des schraubenförmigen Pfads in einer Richtung zu der er sten Endoberfläche der Kammer hin strömen und dann entlang eines zweiten Teils des schraubenförmigen Pfads in einer Richtung weg von der ersten Endober fläche zu der zweiten Endoberfläche und dem Auslaß aus der Kammer hin strömen.

10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehen den Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 9, wobei der erste Teil des schraubenförmigen Pfads einen er sten Durchmesser aufweist und wobei der zweite Teil des schraubenförmigen Pfads einen zweiten Durchmes ser aufweist, der kleiner ist als der erste Durch messer.

11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehen den Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 10, wobei der erste Teil des schraubenförmigen Pfads zumindest einen Teil des zweiten Teils des schraubenförmigen Pfads umschreibt bzw. umgibt.

12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehen den Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 9, wobei die Kammer in den Behältermitteln eine Seitenober fläche aufweist, die sich zwischen den ersten und zweiten Endoberflächen erstreckt, wobei der erste Teil des schraubenförmigen Pfads entlang der Seiten oberfläche angeordnet ist.

13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehen den Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 9, wobei die erste Endoberfläche der Kammer eine bogenförmige Konfiguration aufweist und sich quer zu einer Längs mittelachse des schraubenförmigen Pfads erstreckt, entlang von welchem die Verbrennungsprodukte strö men, wobei die erste Endoberfläche mit dem Verbren nungsproduktstrom zusammenwirken kann, um die Rich tung des Stroms der Verbrennungsprodukte entlang des schraubenförmigen Pfads umzukehren von einer Rich tung zu der ersten Endoberfläche hin in eine Rich tung weg von der ersten Endoberfläche zu der zweiten Endoberfläche und zu dem Auslaß der Kammer hin.

14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehen den Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 13, wobei die erste Endoberfläche der Kammer eine Konfigura tion aufweist, die der Konfiguration eines Teils ei ner Kugel entspricht.

15. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehen den Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 1, wobei die Vorrichtung ferner Mittel umfaßt zum Definieren einer Zündkammer, die außerhalb der Kammer in den Behältermitteln angeordnet ist, wobei der Körper aus zündbarem Material in der Zündkammer angeordnet ist, wobei die Mittel zum Bewirken, daß die Verbrennungs produkte entlang eines allgemein schraubenförmigen Pfads strömen, Mittel umfassen zum Leiten eines Stromes von Verbrennungsprodukten von der Zündkammer in die Kammer in den Behältermitteln.

16. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehen den Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 1, wobei die Kammer in den Behältermitteln folgendes auf weist: eine erste Endoberfläche, eine zweite End oberfläche und einen Auslaß, der benachbart zu der zweiten Oberfläche angeordnet ist, wobei die Mittel zum Bewirken, daß die Verbrennungsprodukte entlang eines allgemein schraubenförmigen Pfads in der Kam mer strömen, Mittel umfaßt zum Leiten eines Stroms von Verbrennungsprodukten zu der ersten Endoberflä che hin, wobei die erste Endoberfläche Oberflä chenmittel umfassen zum Leiten des Stroms von Ver brennungsprodukten zurück zu der zweiten Endober fläche und zu dem Auslaß entlang eines allgemein schraubenförmigen Pfads in der Kammer.