DE4242793A1

DE4242793A1 -

Info

Publication number: DE4242793A1
Application number: DE4242793A
Authority: DE
Inventors: Stuart M Frey; Paul S Headley; John H Semchena; Richard J Thompson; Ernst M Faigle; Gregory B Grace
Original assignee: TRW Vehicle Safety Systems Inc
Current assignee: ZF Passive Safety Systems US Inc
Priority date: 1991-12-17
Filing date: 1992-12-17
Publication date: 1993-07-01
Also published as: US5263740A; JP2559190B2; JPH06144147A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrich tung zum Aufblasen einer aufblasbaren Einrichtung, bei spielsweise einer aufblasbaren Fahrzeuginsassen-Rück haltevorrichtung.

US-Patent Nr. 37 23 205 zeigt eine Aufblasvorrichtungs anordnung zum Aufblasen einer aufblasbaren Einrichtung, wie beispielsweise einer aufblasbaren Fahrzeuginsassen- Rückhaltevorrichtung. Die Aufblasvorrichtungsanordnung umfaßt einen Behälter, der ein Gas unter Druck und einen gaserzeugenden Feststoff enthält. Wenn die Fahrzeugin sassen-Rückhaltevorrichtung aufgeblasen werden soll, wird eine Zündladung betätigt, um den gaserzeugenden Feststoff in dem Behälter zu zünden. Wenn der gaserzeugende Fest stoff verbrannt wird, wird der Druck in dem Behälter durch das Gas und durch Wärme, die sich aus der Verbren nung des gaserzeugenden Feststoffs ergibt, erhöht. Wenn ein vorbestimmter Druck erreicht wird, wird eine Bruch scheibe durchbrochen, um zu ermöglichen, daß Gas von dem Behälter zu der aufblasbaren Fahrzeuginsassen-Rückhalte einrichtung strömt.

Eine weitere Aufblasvorrichtungsanordnung zum Aufblasen einer Fahrzeuginsassen-Rückhalteeinrichtung ist gezeigt in der schwebenden US-Patentanmeldung Ser. No. 7 63 180, eingereicht am 20. September 1991 unter dem Titel "Auf blasvorrichtungsanordnung" ("Inflator Assembly") (ent spricht der deutschen Patent-Anmeldung P 42 31 556.5). Die in der schwebenden Patentanmeldung gezeigte Aufblas vorrichtungsanordnung umfaßt auch einen Behälter, der ein Gas unter Druck und einen gaserzeugenden Feststoff ent hält. Der Behälter ist durch eine Bruchscheibe ver schlossen. Die Aufblasvorrichtungsanordnung umfaßt ferner eine Betätigungsanordnung, die betätigbar ist zum Brechen der Scheibe, um einen Gasstrom aus dem Behälter freizu geben und um den gaserzeugenden Feststoff in dem Behälter zu zünden. Die Betätigungsanordnung umfaßt einen Kolben und eine pyrotechnische Ladung. Wenn sie gezündet wird, erzeugt die pyrotechnische Ladung Druck gegen den Kopf des Kolbens, um den Kolben zu bewegen. Der sich bewegende Kolben bricht die Bruchscheibe, um einen Gasstrom aus dem Behälter freizugeben. Die gezündete pyrotechnische Ladung erzeugt auch Verbrennungsprodukte, die zu dem gaserzeu genden Feststoff durch einen Durchlaß geleitet werden, der sich durch den Kolben erstreckt. Die Verbrennungs produkte zünden den gaserzeugenden Feststoff, der dann Gas und Wärme erzeugt, die den Druck in dem Behälter er höhen. Das unter Druck gesetzte Gas strömt aus dem Be hälter zu der Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtungß um die Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung aufzublasen.

Zusammenfassung der Erfindung. Die vorliegende Erfindung ist eine neue und verbesserte Aufblasvorrichtungsanord nung zum Aufblasen einer aufblasbaren Einrichtung, wie beispielsweise einer aufblasbaren Fahrzeuginsassen-Rück haltevorrichtung. Die Aufblasvorrichtungsanordnung umfaßt Behältermittel, die eine Kammer mit einer zerbrechbaren Wand definieren. Die Kammer enthält ein erstes zündbares Material und Gas. Der Gasdruck in der Kammer wird erhöht, wenn das erste zündbare Material gezündet und in der Kam mer verbrannt wird. Das erste zündbare Material ist vor zugsweise ein Gas oder ein Feststoff, kann aber jegliches zündbare Material sein.

Die Aufblasvorrichtungsanordnung umfaßt Richtmittel und Auslösemittel. Die Richtmittel leiten Gas aus den Behäl termitteln zu der aufblasbaren Einrichtung, wenn die zer brechbare Wand der Kammer zerbrochen wird. Die Auslöse mittel brechen die brechbare Wand der Kammer und zünden das erste zündbare Material innerhalb der Kammer. Die Auslösemittel umfassen ein zweites zündbares Material. Wenn es gezündet wird, erzeugt das zweite zündbare Ma terial eine Druckwelle und emittiert Verbrennungspro dukte. Die zerbrechbare Wand der Kammer ist in dem Pfad der Druckwelle angeordnet und wird durch die Druckwelle zerbrochen. Das erste zündbare Material innerhalb der Kammer ist in dem Pfad der Verbrennungsprodukte angeord net, die durch das zweite zündbare Material emittiert werden, und wird durch die Verbrennungsprodukte gezündet. Vorzugsweise ist das zweite zündbare Material in den Aus lösemitteln außerhalb der Kammer angeordnet.

Eine Aufblasvorrichtungsanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung bläst die aufblasbare Einrichtung effizient auf. Das zweite zündbare Material in den Auslösemitteln erhöht die Funktion des Brechens der zerbrechbaren Wand der Kammer zusätzlich zu der Funktion des Zündens des er sten zündbaren Materials innerhalb der Kammer. Die von dem zweiten zündbaren Material erzeugte Druckwelle bewegt sich direkt gegen die zerbrechbare Wand der Kammer. Daher benötigt die Aufblasvorrichtungsanordnung keine mechani sche Vorrichtung, wie beispielsweise einen Kolben, um die Kraft der Druckwelle von dem zweiten zündbaren Material zu der zerbrechbaren Wand zu übertragen.

Weitere Vorteile, Ziele und Einzelheiten der Erfindung werden deutlich aus der folgenden Beschreibung von Aus führungsbeispielen an Hand der Zeichnung; in der Zeich nung zeigt:

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Fahrzeuginsassen- Rückhaltevorrichtung gemäß eines ersten Aus führungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine Schnittansicht eines Teils der in Fig. 1 ge zeigten Vorrichtung;

Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4 ein drittes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 5A bis 5D Schnittansichten, die ein viertes Ausfüh rungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dar stellen;

Fig. 6 ein fünftes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 6A eine Schnittansicht eines Teils der in Fig. 6 dar gestellten Vorrichtung;

Fig. 7 eine schematische Ansicht einer Fahrzeuginsassen- Rückhaltevorrichtung gemäß eines sechsten Ausfüh rungsbeispiels der vorliegenden Erfindung; und

Fig. 8 ein siebtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Er findung.

Erstes Ausführungsbeispiel

Wie schematisch in Fig. 1 gezeigt, ist ein erstes Aus führungsbeispiel der Erfindung eine Aufblasvorrich tungsanordnung 10. Die Aufblasvorrichtungsanordnung 10 bläst eine aufblasbare Fahrzeuginsassen-Rückhaltevor richtung 12 auf, die üblicherweise als ein Airbag be zeichnet wird. Die Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung 12 wird aufgeblasen infolge einer Fahrzeugverzögerung, die einen Zusammenstoß anzeigt. Wenn sie aufgeblasen ist, hält die Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung 12 eine Bewegung eines Fahrzeuginsassen zurück und schützt den Fahrzeuginsassen davor, gewaltsam auf Teile des Fahr zeuginneren aufzuschlagen.

Die Aufblasvorrichtungsanordnung 10 umfaßt einen Metall behälter 14 mit einer abgedichteten Kammer 16. Die Kammer 16 enthält eine Mischung von Gasen einschließlich eines inerten Gases, eines entflammbaren Brennstoffgases und eines Oxidiergases. Das inerte Gas ist vorzugsweise Stickstoff oder Argon oder eine Mischung aus Stickstoff und Argon. Das Brennstoffgas ist vorzugsweise Wasserstoff oder Methan, oder eine Mischung aus Wasserstoff und Me than, kann jedoch jegliches andere entflammbare Gas sein. Das Oxidiergas ist vorzugsweise Sauerstoff. Alternativ dazu könnte das inerte Gas eliminiert werden und eine brennbare Gasmischung, die sehr brennstoffarm ist, kann verwendet werden. Eine kleine Menge eines inerten Spu rengases, wie beispielsweise Helium, kann zugefügt wer den, um die Dichtigkeitsprüfung der Kammer 16 auf be kannte Weise zu unterstützen. Die Mischung der Gase in der Kammer 16 ist vorzugsweise zusammengestellt gemäß der Erfindung, wie sie in der schwebenden US-Patentanmeldung Ser. No. 7 61 685 beschrieben ist, die am 18. September 1991 im Namen von Jack L. Blumenthal, et al eingereicht wurde unter dem Titel "Vorrichtung zum Aufblasen einer Fahrzeuginsassen-Rückhalteeinrichtung" ("Apparatus for Inflating a Vehicle Occupant Restraint") (entspricht der deutschen Patent-Anmeldung P 42 31 356.2).

Der Behälter 14 weist einen Halsteil 20 auf, der eine kreisförmige Öffnung 22 an einem Ende der Kammer 16 de finiert. Der Halsteil 20 des Behälters 14 besitzt einen kreisförmigen Rand 24 und eine zylindrische Außenober fläche 26 mit Gewinde. Die Öffnung 22 ist durch eine Me tallbruchscheibe 28 geschlossen. Die Bruchscheibe 28 be sitzt eine Außenoberfläche 30 und eine Innenoberfläche 32. Die Innenoberfläche 32 der Bruchscheibe 28 ist an den Rand 24 des Halsteils 20 geschweißt, um die Öffnung 22 abzudichten. Der Behälter 14 weist auch ein Füllrohr 34 auf zum Füllen der Kammer 16. Das Füllrohr 34 weist eine Verengung 35 auf, die verschweißt wird, um das Füllrohr 34 zu schließen.

Die Aufblasvorrichtungsanordnung 10 umfaßt auch eine Auslöseanordnung 36 zum Auslösen des Aufblasens der Fahr zeuginsassen-Rückhaltevorrichtung 12. Die Auslöseanord nung 36 umfaßt eine Zündladung 38, eine Diffusorkappe 40 und ein Zündglied 42.

Die Zündladung 38 besitzt einen zylindrischen Kopfteil 44 und einen zylindrischen Körperteil 46 mit kleinerem Durchmesser. Der zylindrische Körperteil 46 besitzt eine Außenoberfläche 48 mit Gewinde. Die Zündladung 38 enthält ein pyrotechnisches Material und emittiert Verbrennungs produkte des pyrotechnischen Materials auf bekannte Wei se, wenn sie betätigt wird.

Die Diffusorkappe 40 besitzt einen zylindrischen Kopfteil 50 und einen zylindrischen Körperteil 52 mit kleinerem Durchmesser. Der Kopfteil 50 und der Körperteil 52 sind beide mittig auf der Längsachse 54 der Diffusorkappe 40 angeordnet. Die Diffusorkappe 40 weist auch drei, sich axial erstreckende, zylindrische Innenoberflächen 60, 62 und 64 auf, die auf der Längsachse 54 zentriert sind und einen Mitteldurchlaß durch die Diffusorkappe 40 definie ren. Eine ringförmige, sich radial erstreckende Innen oberfläche 66 der Diffusorkappe 40 ist axial zwischen der ersten zylindrischen Innenoberfläche 60 und der dritten zylindrischen Innenoberfläche 64 angeordnet.

Die erste zylindrische Innenoberfläche 60 der Diffusor kappe 40 ist mit einem Gewinde versehen und kann koaxial über dem Halsteil 20 des Behälters 14 aufgenommen werden, und zwar in Eingriff mit der, mit einem Gewinde verse henen Außenoberfläche 26 des Halsteils 20. Die Diffusor kappe 40 ist somit auf der Außenseite des Behälters 14 angebracht durch Schrauben des Körperteils 52 der Diffu sorkappe 40 auf den Halsteil 20 des Behälters 14. Der Körperteil 52 wird vorzugsweise auf den Halsteil 20 ge schraubt, bis die ringförmige Innenoberfläche 66 der Dif fusorkappe 40 an die Außenoberfläche 30 der Bruchscheibe 28 anstößt, wie in Fig. 1 gezeigt ist.

Die zweite zylindrische Innenoberfläche 62 der Diffusor kappe 40 ist ebenfalls mit einem Gewinde versehen. Die Zündladung 38 wird in die Diffusorkappe 40 geschraubt, wobei die mit einem Gewinde versehene Außenoberfläche 48 der Zündladung 38 in Eingriff gebracht wird mit der mit einem Gewinde versehenen Innenoberfläche 62 der Diffusor kappe 40.

Die dritte zylindrische Innenoberfläche 64 der Diffusor kappe 40 ist eine relativ glatte Oberfläche ohne Gewinde, die einen Gasstromdurchlaß 80 definiert, der sich axial zwischen der Bruchscheibe 28 und der Zündladung 38 er streckt. Die Diffusorkappe 40 weist auch vier zusätzliche zylindrische Innenoberflächen 82 auf, von denen zwei in Fig. 1 gezeigt sind. Die zusätzlichen zylindrischen In nenoberflächen 82 erstrecken sich von der dritten zylin drischen Innenoberfläche 64 radial nach außen zu der Außenoberfläche der Diffusorkappe 40. Jede der zusätz lichen zylindrischen Innenoberflächen 82 definiert einen von einer Vielzahl von radialen Gasstromdurchlässen 86, die den axialen Gasstromdurchlaß 80 mit dem Äußeren der Diffusorkappe 40 verbinden.

Wie in Fig. 2 gezeigt, umfaßt das Zündglied 42 ein Ge häuse 90, das mit einem zündbaren Material 92 gefüllt ist. Das Gehäuse 90 ist ein langgestrecktes Kunststoff rohr mit einem mittigen, sich axial erstreckenden Durch laß und vergrößerten gegenüberliegenden Endteilen 94 und 96. Der Mitteldurchlaß hat einen allgemein konstanten Durchmesser über seine gesamte Länge hinweg, aber ver breitert sich radial nach außen in dem ersten Endteil 94 des Gehäuses 90. Wegen des vergrößerten Durchmessers des Mitteldurchlasses enthält der erste Endteil 94 des Ge häuses 90 einen Hauptteil 100 des zündbaren Materials 92. Der Hauptteil 100 ist eine Menge von zündbarem Material 92, die größer ist als die Menge von zündbarem Material 92, die in dem zweiten Endteil 96 des Gehäuses 90 ent halten ist. Der erste Endteil 94 des Gehäuses 90 defi niert auch eine kreisförmige Öffnung 102, die größer ist als die kreisförmige Öffnung 104, die durch den zweiten Endteil 96 definiert wird. Der Hauptteil 100 des zünd baren Materials 92 besitzt somit eine kreisförmige Ober fläche 106, die von dem ersten Endteil 94 nach außen weist und die größer ist als die kreisförmige Oberfläche 108, die von dem zweiten Endteil 96 nach außen weist.

Das zündbare Material 92 in dem Gehäuse 90 besteht vor zugsweise aus 80% Pentaerythritoltetranitrat (PENTN) und 20% eines Siliconelastomers, das von der Dow Corning Corporation unter dem Markennamen SYLGARD 182 vertrieben wird. Metallpartikel, die vorzugsweise aus Zirconium und/oder Titan gebildet sind, sind zu dem zündbaren Ma terial 92 zugefügt. Die Menge des zündbaren Materials 92, die tatsächlich verwendet wird, ist wesentlich geringer als diejenige, die durch die proportionierte Größe des Körpers von zündbarem Material 92 gezeigt ist, wie sche matisch in Fig. 1 dargestellt. Die proportionierte Größe des Körpers von zündbarem Material 92 ist übertrieben be züglich des Behälters 14 aus Gründen der Klarheit der Darstellung. Dies gilt auch für die anderen Ausführungs beispiele der Erfindung, die schematisch in den Zeich nungen gezeigt sind.

Wie in Fig. 1 gezeigt, ist das Zündglied 42 in dem axia len Gasstromdurchlaß 80 in der Diffusorkappe 40 angeord net. Jeder der vergrößerten, gegenüberliegenden Endteile 94 und 96 des Gehäuses 90 besitzt einen Durchmesser, der ungefähr gleich dem Durchmesser des axialen Gasstrom durchlasses 80 ist, so daß die Zündkammer 42 eng in den axialen Gasstromdurchlaß 80 paßt. Die Oberfläche 106 des zündbaren Materials 92 an dem ersten Endteil 94 des Ge häuses 90 stößt vorzugsweise an die Außenoberfläche 30 der Bruchscheibe 28. Die Oberfläche 108 des zündbaren Ma terials 92 an dem zweiten Endteil 96 des Gehäuses 90 stößt vorzugsweise an die Zündladung 38 an.

Eine Diffusoranordnung 120 ist mit dem Behälter 14 und der Diffusorkappe 40 assoziiert, um einen Gasstrom aus dem Behälter 14 und der Diffusorkappe 40 zu der aufblas baren Fahrzeuginsassen-Rückhalteeinrichtung 12 zu leiten. Die Diffusoranordnung 120 umfaßt eine zylindrische Dif fusorwand 122 mit einer Vielzahl von Gasstromzumeßöff nungen 124. Die zylindrische Diffusorwand 122 definiert einen (Plenum-) Raum 128, der die radialen Gasstrom durchlässe 86 in der Diffusorkappe 40 mit den Gasstrom zumeßöffnungen 124 verbindet.

Die Aufblasvorrichtungsanordnung 10 wird betätigt bei Schließen eines elektrischen Kreises 140. Der elektrische Kreis 140 umfaßt die Zündladung 38 in der Auslöseanord nung 36 und umfaßt auch eine Leistungsquelle 142 und einen Schalter 144. Die Leistungsquelle 142 ist vorzugs weise die Fahrzeugbatterie und/oder ein Kondensator. Der Schalter 144 ist vorzugsweise ein Teil eines Fahrzeug verzögerungssensors 146. Der Fahrzeugverzögerungssensor 146 fühlt eine vorbestimmte Fahrzeugverzögerungsrate ab, die einen Zusammenstoß anzeigt, und schließt den Schalter 144 infolge der vorbestimmten Fahrzeugverzögerungsrate. Ein solcher Fahrzeugverzögerungssensor ist dem Fachmann bekannt.

Wenn das Fahrzeug in einen Zusammenstoß verwickelt wird, fühlt der Fahrzeugverzögerungssensor 146 die Verzögerung des Fahrzeugs ab, die durch den Zusammenstoß verursacht wird, und schließt den Schalter 144. Elektrischer Strom fließt dann von der Leistungsquelle 142 durch die Zünd ladung 38, um das pyrotechnische Material in der Zünd ladung 38 zu zünden. Die Verbrennungsprodukte des pyro technischen Materials werden von der Zündladung 38 emit tiert und kommen mit der Oberfläche 108 des zündbaren Ma terials 92 in dem Zündglied 42 in Kontakt. Das zündbare Material 92 wird dann gezündet. Das zündbare Material 92 erzeugt eine Druckwelle und emittiert Verbrennungspro dukte, wenn es gezündet wird.

Die durch das zündbare Material 92 erzeugte Druckwelle bewegt sich von dem zündbaren Material in radiale und axiale Richtungen. Die Bruchscheibe 28, die die Kammer 16 in dem Behälter 14 schließt, ist somit in dem Pfad der Druckwelle angeordnet. Die Druckwelle bewegt sich direkt gegen die Druckscheibe 28, um die Bruchscheibe 28 zu zer brechen und um dadurch die Mischung von Gasen freizuge ben, so daß sie aus der Kammer durch die Öffnung 22 strömt. Insbesondere wird der Mittelteil der Bruchscheibe 28, der radial innerhalb der Öffnung 22 angeordnet ist, von dem Umfangsteil der Bruchscheibe 28 weggeschert, der an den Rand 24 geschweißt ist. Der Mittelteil der Bruch scheibe 28 wird durch die Druckwelle in die Kammer 16 be wegt und blockiert nicht das Gas, das durch die Öffnung 22 aus der Kammer 16 strömt. Der Mittelteil der Bruch scheibe 28 wird durch die Druckwelle in einer Mikrose kunde oder weniger aus der Öffnung 22 wegbewegt. Alter nativ dazu könnte die Bruchscheibe 28 mit Kerbmarkierun gen versehen sein, die geschwächte Teile der Bruchscheibe 28 definieren. Die geschwächten Teile der Bruchscheibe 28 würden unter der Kraft der Druckwelle brechen, um die Gasmischung freizugeben, so daß sie aus der Kammer 16 strömt.

Die durch das zündbare Material 92 erzeugte Druckwelle zerbricht auch das Gehäuse 90. Die Druckwelle gibt damit einen Pfad für das Gas frei, so daß dieses von der Öff nung 22 durch den axialen Gasstromdurchlaß 80 und durch die radialen Gasstromdurchlässe 86 in den Raum 128 strömt. Der Gasstrom geht weiter von dem Raum 128 durch die Gasstromzumeßöffnungen 124 in die Fahrzeuginsassen- Rückhaltevorrichtung 12.

Die von dem zündbaren Material 22 emittierten Verbren nungsprodukte umfassen Flammen, Dämpfe und heiße Parti kel. Die heißen Partikel umfassen die Metallpartikel, die zu dem zündbaren Material 92 zugefügt wurden und die er hitzt werden, wenn das zündbare Material 92 gezündet wird. Einige der Verbrennungsprodukte werden in die Gas mischung in der Kammer 16 fortbewegt und einige der Ver brennungsprodukte treffen auf die Gasmischung, die sich von der Öffnung 22 durch die Diffusorkappe 40 bewegt. Das entflammbare Brennstoffgas in der Gasmischung wird durch die Verbrennungsprodukte des zündbaren Materials 92 gezün det. Das entflammbare Brennstoffgas wird dann in der Ge genwart von Sauerstoff verbrannt, und die Temperatur und der Druck der Gasmischung steigen infolge der Verbrennung des entflammbaren Brennstoffgases. Der Druck des Gases, das aus dem Behälter 14 in die aufblasbare Fahrzeuginsas sen-Rückhaltevorrichtung 12 geleitet wird, wird in aus reichender Weise erhöht, um zu gestatten, daß das in der Kammer 16 gespeicherte Gas die Fahrzeuginsassen-Rückhalte vorrichtung 12 vollständig aufbläst.

Zweites Ausführungsbeispiel

Ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 3 gezeigt. Im zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung enthält die abgedichtete Kammer 16 in dem Behälter 14 nicht die oben beschriebene Gasmischung, die ein inertes Gas, ein entflammbares Brennstoffgas und ein Oxidiergas umfaßt. Statt dessen enthält die Kammer 16 einen brennba ren Metalldraht 148 und ein Gas einschließlich Sauer stoff. Der brennbare Metalldraht 148 ist vorzugsweise aus Zirconium gebildet und erstreckt sich vorzugsweise im we sentlichen über das gesamte Gasvolumen in der Kammer 16. Die Zusammensetzung und Menge des brennbaren Metalldrahts 148 und des Gases in der Kammer 16 werden am besten aus gewählt gemäß der Erfindung, wie sie in der schwebenden US-Patentanmeldung beschrieben ist, eingereicht in Namen von Jack L. Blumenthal und Peter Staudhammer, mit dem Ti tel "Vorrichtung zum Aufblasen einer Fahrzeuginsassen- Rückhalteeinrichtung" ("Apparatus for Inflating a Vehicle Occupant Restraint") (entspricht der deutschen Patent-An meldung P 42 31 356.2).

Der in Fig. 3 gezeigte verbrennbare Metalldraht 148 er füllt die Funktion des entflammbaren Brennstoffgases, das oben mit Bezug auf Fig. 1 beschrieben wurde. Der brenn bare Metalldraht 148 wird auf ähnliche Weise durch die Verbrennungsprodukte des zündbaren Materials 92 gezündet. Der Druck des Gases, das aus dem Behälter 14 zu der auf blasbaren Fahrzeuginsassen-Rückhalteeinrichtung geleitet wird, wird erhöht infolge der Verbrennung des brennbaren Metalldrahtes 148. Alternativ dazu könnte die Kammer 16 sowohl den brennbaren Metalldraht 148 als auch die Gas mischung einschließlich des entflammbaren Brennstoffgases enthalten. Der brennbare Metalldraht 148 würde dann als ein Zusatz zusätzlich zu dem entflammbaren Brennstoffgas in der Gasmischung dienen.

Drittes Ausführungsbeispiel

Ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 4 dargestellt. In dem dritten Ausführungsbeispiel der Er findung enthält die Kammer 16 in dem Behälter 14 einen gaserzeugenden Feststoff 152 und ein Gas. Der gaserzeu gende Feststoff 152 wird durch die von dem zündbaren Ma terial 92 (Fig. 1) emittierten Verbrennungsprodukte ge zündet. Wenn der gaserzeugende Feststoff 152 gezündet und verbrannt wird, erzeugt er ein großes Gasvolumen. Das große Gasvolumen, das durch die Verbrennung des gaserzeu genden Feststoffs 152 erzeugt wurde, vermehrt das Gas, das in dem Behälter 14 gespeichert ist, so daß ein aus reichender Gasstrom von dem Behälter 14 in die Fahrzeug insassen-Rückhaltevorrichtung 12 geleitet werden kann, um die Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung 12 vollständig aufzublasen.

Der gaserzeugende Feststoff 152 weist vorzugsweise eine Verstärkungs- oder Boosterladung 154 und einen Körper aus gaserzeugendem pyrotechnischem Material 156 auf, wie schematisch in Fig. 4 gezeigt. Die Verstärkungsladung 154 wird durch die von den brennbaren Material 92 emittierten Verbrennungsprodukte direkt gezündet. Wenn die Verstär kungsladung 154 verbrannt wird, wird der Körper aus gas erzeugendem, pyrotechnischem Material 156 durch die von der Verstärkungsladung 154 emittierten Verbrennungspro dukte gezündet. Die Verstärkungsladung 154 ist vorzugs weise aus Borkaliumnitrat (BKNO₃) gebildet. Das gaser zeugende pyrotechnische Material 156 kann die folgende Zusammensetzung haben:

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

Alternativ dazu kann der Körper aus gaserzeugendem pyro technischem Material 156 die folgende Zusammensetzung ha ben, die von der Universal Propulsion Company, Inc. eine Firma von Talley Industries, als X167-31 (UPCo 6002) be zeichnet wird:

Bestandteil
Gewichtsprozent
Geon 121 AR (Polyvinylchloridharz)
5,594
Dioctyladipat	8,390
Thermcheck 120 (ein Stabilisierungsstoff)	0,149
Thermcheck SV100 (eine Mischung von aliphatischen Lösungsmitteln, Bariumsalzen, aromatischen Kohlenwasserstoffen und Zinksalzen)	0,075
Natriumcarbonat	4,742
Eisenoxid	0,050
Kaliumperchlorat, 200	52,650
Kaliumperchlorat, 20	28,350

Viertes Ausführungsbeispiel

Ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Fig. 5A-5D gezeigt. Im vierten Ausführungsbeispiel der Er findung wird das in Fig. 1 und 2 gezeigte Zündglied 42 durch ein alternatives Zündglied 150 ersetzt.

Das Zündglied 150 umfaßt ein Gehäuse 152, das ein zünd bares Material 154 enthält. Das Gehäuse 152 besitzt eine zylindrische Seitenwand 156, die um eine Achse 158 zen triert ist. Die Seitenwand 156 des Gehäuses 152 ist vor zugsweise aus Metall gebildet, kann aber auch aus Kunst stoff gebildet sein. Die Seitenwand 156 besitzt ein er stes offenes Ende 160 und ein zweites offenes Ende 162. Eine freiliegende Oberfläche 164 des zündbaren Materials 154 weist aus dem ersten offenen Ende 160 der Seitenwand 156 nach außen. Eine bedeckte Oberfläche 166 des zündba ren Materials 154 weist von dem zweiten offenen Ende 162 der Seitenwand 156 nach außen. Die bedeckte Oberfläche 166 des zündbaren Materials 154 besitzt eine Konusform, die auf der Achse 158 zentriert ist. Das zündbare Mate rial 154 ist somit als eine geformte Ladung ausgebildet. Wenn das zündbare Material 154 an der freiliegende Ober fläche 164 gezündet wird, bewirkt die Konusform der be deckten Oberfläche 166, daß eine Druckwelle die bedeckte Oberfläche 166 auf der Achse 158 zusammenbrechen läßt und Verbrennungsprodukte aus dem zündbaren Material 154 ent lang der Achse 158 konzentriert und leitet.

Das Zündglied 150 umfaßt ferner eine Zwischenlage oder Auskleidung 170, die das zweite offene Ende 162 der Sei tenwand 156 schließt. Die Zwischenlage 170 besitzt eine Konusform mit einem Seitenteil 172, der sich radial und axial von dem zweiten offenen Ende 162 der Seitenwand 156 nach innen erstreckt, und mit einem Basisteil 174, der auf der Achse 158 liegt. Die Zwischenlage 170 ist vor zugsweise aus Metall gebildet, könnte aber aus Kunststoff gebildet werden. Die Zwischenlage 170 erstreckt sich über die bedeckte Oberfläche 166 des zündbaren Materials 154, und zwar in anstoßendem Kontakt mit der bedeckten Ober fläche 166.

Das in Fig. 5A gezeigte Zündglied 150 kann in der Aus löseanordnung 36 aufgenommen werden anstatt des Zünd glieds 42, das oben mit Bezug auf Fig. 1 und 2 beschrie ben wurde.

Wie das Zündglied 42 kann das Zündglied 150 koaxial in dem axialen Gasstromdurchlaß 80 in der Diffusorkappe 40 aufgenommen werden. Wenn die Auslöseanordnung 36 das Auf blasen der Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung 12 aus löst, wird das zündbare Material 154 durch die Zündladung 38 an seiner freiliegenden Oberfläche 164 gezündet. Das zündbare Material 154 erzeugt dann eine Druckwelle 180, wie in den Fig. 5B-5D gezeigt.

Wie in Fig. 5B gezeigt, bewegt sich die durch das zünd bare Material 154 erzeugte Druckwelle 180 gegen die Sei tenwand 156 des Gehäuses 152. Wenn die Druckwelle 180 die Teile der Seitenwand 156 erreicht, die benachbart zu den radialen Gasstromdurchlässen 86 in der Diffusorkappe 40 (Fig. 1) angeordnet sind, werden diese Teile der Seiten wand 156 durch die Druckwelle 180 zerbrochen, um Gasaus laßöffnungen 182 in der Seitenwand 156 zu definieren.

Wenn die Druckwelle 180 den Basisteil 174 der Zwischen lage 170 erreicht, wie in Fig. 5B gezeigt, beginnt die Zwischenlage 170, aus ihrer ursprünglichen Konusform durch die Druckwelle 180 verformt zu werden. Die Zwi schenlage 170 beginnt auch weich zu werden, und sich zu verformen wegen der Wärme, die durch das zündbare Mate rial 154 erzeugt wird. Ein Teil des Materials der Zwi schenlage 170 in und um den Basisteil 174 wird somit in einen im wesentlichen verflüssigten Teil 190 der Zwi schenlage 170 umgeformt.

Das zündbare Material 154 besitzt eine Gestalt einer ge formten Ladung, wie oben beschrieben. Wenn die Kraft der Druckwelle 180 gegen die Zwischenlage 170 gerichtet wird, bricht die Zwischenlage 170 auf sich selbst entlang der Achse 158 zusammen. Die Kraft der Druckwelle 180 wirkt zuerst auf den Basisteil 174 der Zwischenlage 170 und wirkt dann fortschreitend auf den Seitenteil 172 der Zwi schenlage 170. Die Kraft der Druckwelle 180 drückt somit die Zwischenlage 170 auf der Achse 158 fortschreitend zu sammen, und zwar von links nach rechts, wie in den Fig. 5B und 5C gezeigt. Der Basisteil 174 der Zwischenlage 170 wird somit zu einer Bewegung axial aus dem Gehäuse 152 gedrängt, bevor der Seitenteil 172 zu einer Bewegung axial aus dem Gehäuse 152 gedrängt wird. Der verflüssigte Teil 190 der Zwischenlage 170 wird daher entlang der Ach se 158 an dem Seitenteil 172 vorbei vorgetrieben.

Der Basisteil 174 der Zwischenlage 170 wird auch ver flüssigt und wird fortschreitend massiver, während das Material der Zwischenlage 170 aus dem in Fig. 5B gezeig ten Zustand in den in Fig. 5C gezeigten Zustand umgeformt wird. Während der Basisteil 174 massiver wird, wird der verflüssigte Teil 190, der weniger Masse besitzt als der Basisteil 174, entlang der Achse 158 mit einer Ge schwindigkeit bewegt, die größer ist als die Geschwin digkeit des Basisteils 174. Der verflüssigte Teil 190 wird somit in Form eines Strahls (jet) aus dem Gehäuse 152 heraus getrieben. Die Druckwelle 180 drückt schließ lich im wesentlichen das gesamte Material der Zwischen lage 170 in den Basisteil 174 und den verflüssigten Teil 190. Das Material der Zwischenlage 170 tritt dann aus dem Gehäuse 152 in der Form eines Strahls aus, wie in Fig. 5D gezeigt.

Wenn das Material der Zwischenlage 170 aus dem Gehäuse 152 in Form eines Strahles austritt, wie in Fig. 5D ge zeigt, bewegt sich der Strahl entlang der Achse 158 kraftvoll genug, um die Bruchscheibe 28 zu durchstoßen, die den in Fig. 1 gezeigten Behälter 14 schließt. Die Gasmischung in der Kammer 16 wird dann freigegeben, um aus der Kammer 16 durch ein Loch in der Bruchscheibe 28 auszuströmen, das durch den Strahl gebildet wurde. Der Strahl schwächt auch die Bruchscheibe 28, um die Druck welle 180 darin zu unterstützen, die Bruchscheibe 28 vollständig zu zerbrechen. Der Strahl, der erwärmt ist, trifft auf das in der Kammer 16 enthaltene zündbare Ma terial und zündet dieses. Das in der Kammer 16 enthaltene zündbare Material kann ein entflammbares Brennstoffgas, ein brennbarer Metalldraht oder ein gaserzeugender Fest stoff sein.

Fünftes Ausführungsbeispiel

Ein fünftes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 6 gezeigt. In dem fünften Ausführungsbeispiel der Erfin dung ersetzt eine alternative Auslöseanordnung 200 die in Fig. 1 gezeigte Auslöseanordnung 36.

Die Auslöseanordnung 200 umfaßt eine Diffusorkappe 202 und ein Zündglied 204. Die Diffusorkappe 202 besitzt einen axialen Gasstromdurchlaß 206, der auf einer Achse 208 zentriert ist. Eine Vielzahl von radialen Gasstrom durchlässen 210 in der Diffusorkappe 202 verbindet den axialen Gasstromdurchlaß 206 mit dem Äußeren der Diffu sorkappe 202.

Wie in Fig. 6A gezeigt, umfaßt das Zündglied 204 ein zy lindrisches Metallgehäuse 212, das ein zündbares Material 214 enthält. Das Gehäuse 212 besitzt eine Längsachse 216, eine Endwand 218 und ein offenes Ende 220. Eine Metall zwischenlage oder -auskleidung 222 schließt das offene Ende 220 des Gehäuses 212. Die Zwischenlage 222 besitzt eine Konusform, die auf der Achse 216 zentriert ist. Die Zwischenlage 222 bedeckt eine konische Oberfläche 224 des zündbaren Materials 214 in anstoßendem Kontakt mit der konischen Oberfläche 224. Das zündbare Material 214 und die Zwischenlage 222 sind somit angeordnet wie das zünd bare Material 154 und die Zwischenlage 170, die oben mit Bezug auf Fig. 5A beschrieben wurden. Das in Fig. 6A ge zeigte Zündglied 204 ist so konstruiert, daß es einen Strahl aus dem Gehäuse 212 heraus entlang der Achse 216 leitet, wenn das zündbare Material 214 gezündet wird.

Wie in Fig. 6 gezeigt, ist das Zündglied 204 koaxial in dem axialen Gasstromdurchlaß 206 in der Diffusorkappe 202 aufgenommen. Die Zwischenlage 222 ist benachbart zu der Bruchscheibe 28 auf dem Behälter 14 angeordnet. Eine elektrische Leitung 230, die sich durch die Endwand 218 des Gehäuses 212 erstreckt, besitzt einen nicht-isolier ten Teil 232, der sich innerhalb des zündbaren Materials 214 erstreckt. Die elektrische Leitung 230 ist ein Teil eines elektrischen Kreises, der so funktioniert, wie der elektrische Kreis 140, der oben mit Bezug auf Fig. 1 beschrieben wurde. Wenn der elektrische Kreis einschließ lich der elektrischen Leitung 230 auf eine vorbestimmte Fahrzeugverzögerungsrate anspricht, die einen Zusammen stoß anzeigt, fließt elektrischer Strom durch den nicht isolierten Teil 232 der elektrischen Leitung 230. Der nicht-isolierte Teil 232 der elektrischen Leitung 230 wird dann durch insbesondere seinen eigenen (ohmschen) Widerstand erwärmt und zündet das zündbare Material 214.

Das zündbare Material 214 erzeugt eine Druckwelle, wenn es gezündet wird. Die Druckwelle bricht die Teile des Ge häuses 212, die benachbart zu den radialen Gasstromdurch lässen 210 in der Diffusorkappe 202 angeordnet sind. Die Zwischenlage 222 ist wahlweise vorhanden. Wenn die Zwischenlage 222 verwendet wird, wird ein Strahl durch die Zwischenlage 222 gebildet in der Weise, wie sie oben mit Bezug auf die in den Fig. 5A-5D gezeigte Zwischenlage 170 beschrieben wurde. Der Strahl wird entlang der Achsen 208 und 216 vorgetrieben und dringt durch die Bruch scheibe 28 auf dem Behälter 14. Die durchdrungene Bruch scheibe 28 wird durch die Druckwelle vollständig zerbro chen und aus der Öffnung 22 wegbewegt. Die Gasmischung in der Kammer 16 wird somit freigegeben, um durch die Öff nung 22 und durch die Diffusorkappe 202 zu der aufblas baren Einrichtung zu strömen. Zusätzlich zünden der Strahl und/oder andere Verbrennungsprodukte des zündbaren Materials 214 das zündbare Material, das in der Kammer 16 enthalten ist. Das in der Kammer 16 enthaltene zündbare Material kann ein entflammbares Brennstoffgas, ein brenn barer Metalldraht oder ein gaserzeugender Feststoff sein.

Sechstes Ausführungsbeispiel

Wie schematisch in Fig. 7 gezeigt, ist ein sechstes Aus führungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine Auf blasvorrichtungsanordnung 300. Die Aufblasvorrichtungs anordnung 300 bläst eine aufblasbare Fahrzeuginsassen- Rückhaltevorrichtung 302 auf. Die Fahrzeuginsassen-Rück halteeinrichtung 302 wird aufgeblasen infolge einer Fahr zeugverzögerung, die einen Zusammenstoß anzeigt. Wenn die Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung 302 aufgeblasen wird, hält sie eine Bewegung eines Fahrzeuginsassen zu rück und schützt den Fahrzeuginsassen vor einem gewalt samen Aufschlagen auf Teile des Fahrzeuginneren.

Die Aufblasvorrichtungsanordnung 300 umfaßt einen Me tallbehälter 304 mit einer abgedichteten Kammer 306. Die Kammer 306 enthält eine Mischung von Gasen einschließlich eines inerten Gases, eines entflammbaren Brennstoffgases und eines Oxidiergases. Die in der Kammer 306 enthaltene Gasmischung ist vorzugsweise genau so zusammengesetzt, wie in dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, das mit Bezug auf Fig. 1 beschrieben wurde.

Der Behälter 304 besitzt eine Endwand 308 mit einer ring förmigen Oberfläche 310, die eine kreisförmige Öffnung durch die Mitte der Endwand 308 definiert. Der Behälter 304 besitzt auch ein Füllrohr 312 zum Füllen der Kammer 306. Das Füllrohr 312 weist eine Verengung 314 auf, die verschweißt wird, um das Füllrohr 312 zu schließen.

Die Aufblasvorrichtungsanordnung 300 umfaßt auch eine Auslösevorrichtung 322 zum Auslösen des Aufblasens der Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung 302. Die Auslöse vorrichtung 322 umfaßt ein Metallgehäuse 324, das ein Treibmaterial 326 enthält. Das Gehäuse 324 besitzt eine zylindrische Seitenwand 328 mit einer Mittelachse 329, eine erste Endwand 330 und eine zweite Endwand 323. Die zylindrische Seitenwand 328 des Gehäuses 324 wird eng in nerhalb der Öffnung aufgenommen, die durch die Oberfläche 310 auf der Endwand 308 des Behälters 304 definiert wird. Die Öffnung ist abgedichtet, um zu verhindern, daß Gase in der Kammer 306 an der zylindrischen Seitenwand 328 des Gehäuses 324 austreten oder lecken.

Die erste Endwand 330 des Gehäuses 324 schließt das erste Ende der zylindrischen Seitenwand 328 und verhindert, daß die Gase in der Kammer 306 in das Gehäuse 324 strömen. Die erste Endwand 330 des Gehäuses 324 ist brechbar und dient somit als eine brechbare Wand der Kammer 306.

Die zweite Endwand 332 des Gehäuses 324 besitzt eine Vielzahl von Gasstromöffnungen 334. Ein Blatt oder Flä chenelement 336 aus Bruch-oder Platzfolie ist in dem Ge häuse 324 zwischen dem Treibmaterial 326 und den Gas stromöffnungen 334 angeordnet, um eine hermetische Dich tung vorzusehen, die verhindert, daß Feuchtigkeit das Treibmaterial 326 erreicht. Vorzugsweise haftet das Bruchfolienblatt 336 an der Innenoberfläche der zweiten Endwand 332, wie in Fig. 7 gezeigt.

Das Treibmaterial 326 besitzt eine konische Oberfläche 338. Die konische Oberfläche 338 ist auf der Achse 329 zentriert und weist zu der ersten Endwand 330 des Ge häuses 324. Das Treibmaterial 326 hat somit die Gestalt einer geformten Ladung, um einen Strahl von Verbrennungs produkten entlang der Achse 329 zu konzentrieren und zu leiten, wenn das Treibmaterial 326 gezündet wird. Im Gegensatz zu der konischen Oberfläche 166, die oben mit Bezug auf Fig. 5A beschrieben wurde, ist die konische Oberfläche 338 nicht von einer Zwischenlage bedeckt.

Das Treibmaterial 326 kann viele verschiedene Zusammen setzungen haben. Ein Beispiel einer Zusammensetzung des Treibmaterials 326 ist wie folgt:

Bestandteil
Gewichtsprozent
Borkaliumnitrat (BKNO₃)\|72%
Titanhydrid	14%
Kaliumperchlorat	14%

Metallpartikel, vorzugsweise aus Ziconium und/oder Titan gebildet, werden zu dem Treibmaterial 326 zugefügt.

Die Aufblasvorrichtungsanordnung 300 umfaßt ferner eine Diffusoranordnung 350 zum Leiten eines Gasstroms aus dem Behälter 304 zu der aufblasbaren Fahrzeuginsassen-Rück halteeinrichtung 302. Die Diffusoranordnung 350 umfaßt eine zylindrische Diffusorwand 354 mit einer Vielzahl von Gasstromzumeßöffnungen 356. Die zylindrische Diffusorwand 54 definiert einen (Plenum-) Raum 358, der die Gasstrom öffnungen 334 in dem Auslösevorrichtungsgehäuse 324 mit den Gasstromzumeßöffnungen 356 in der Diffusorwand 354 verbindet. Die Gasstromzumeßöffnungen 356 verbinden den Raum 358 mit der Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung 302.

Ein elektrischer Kreis 360 umfaßt die Auslösevorrichtung 322, eine Leistungsquelle 362 und einen Schalter 364. Die Leistungsquelle 362 ist vorzugsweise die Fahrzeugbatterie und/oder ein Kondensator. Der Schalter 364 ist vorzugs weise ein Teil eines Fahrzeugverzögerungssensors 366. Der Fahrzeugverzögerungssensor 366 fühlt eine vorbestimmte Fahrzeugverzögerungsrate ab, die einen Zusammenstoß an zeigt, und schließt den Schalter 364 infolge der vorbe stimmten Fahrzeugverzögerungsrate. Wie oben bemerkt, ist ein solcher Fahrzeugverzögerungssensor dem Fachmann be kannt.

Wenn das Fahrzeug in einen Zusammenstoß verwickelt wird, fühlt der Fahrzeugverzögerungssensor 366 die Verzögerung des Fahrzeugs ab, die durch den Zusammenstoß verursacht wird, und schließt den Schalter 364. Elektrischer Strom fließt dann durch den elektrischen Kreis 360, um die Aus lösevorrichtung 322 zu betätigen. Der elektrische Strom fließt entlang eines nicht isolierten Teils 370 eines Drahts, der sich innerhalb des Treibmaterials 326 er streckt. Der nicht isolierte Teil 370 des Drahts wird dann durch insbesondere seinen eigenen (ohmschen) Wider stand erwärmt und zündet das Treibmaterial 326. Alterna tiv dazu könnte jegliches bekannte Zündsystem verwendet werden, das geeignet ist zum Zünden des Treibmaterials 326.

Das gezündete Treibmaterial 326 emittiert Verbrennungs produkte einschließlich Flamme, Dämpfe und heißer Parti kel. Die heißen Partikel umfassen die Metallpartikel, die zu dem Treibmaterial 326 zugefügt sind und die erhitzt werden, wenn das Treibmaterial 326 gezündet wird. Das ge zündete Treibmaterial 326 erzeugt auch eine Druckwelle. Die konische Form der Oberfläche 338 bewirkt, daß die Druckwelle die Verbrennungsprodukte entlang der Achse 329 in der Form eines Strahls konzentriert und leitet. Der Strahl von Verbrennungsprodukten durchdringt und bricht dann die erste Endwand 330 des Gehäuse 324 und bewegt sich in die Kammer 306. Die Druckwelle öffnet die erste Endwand 330 weiter. Die Gasmischung in der Kammer 306 wird somit freigegeben, um in das Gehäuse 324 zu strömen.

Das gezündete Treibmaterial 326 leitet auch eine Druck welle gegen das Bruchfolienblatt 336 an der zweiten End wand 32 des Gehäuses 324. Das Bruchfolienblatt 336 platzt auf Grund der Kraft der Druckwelle. Die Gasstromöffnungen 334 stehen dann mit dem Inneren des Gehäuses 324 in Ver bindung. Das gezündete Treibmaterial 326 wird schnell durch die Verbrennung verbraucht und gibt den Weg frei, damit die Gase in der Kammer 306 durch das Gehäuse 324 und in den Raum 358 strömen. Die Gase in der Kammer 306 strömen dann durch das Gehäuse 324 und den Raum 358 zu der Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung 302, um die Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung 302 aufzublasen. Alternativ könnte die zweite Endwand 332 des Gehäuses 324 durch ein Kunststoffendfitting ersetzt werden, das das zweite Ende des Gehäuses 324 schließt und das herausge blasen wird, um das zweite Ende des Gehäuses 324 zu öff nen, um einen Gasstrom durch das Gehäuse 324 zu gestat ten.

Wie oben beschrieben, werden einige der Verbrennungs produkte des gezündeten Treibmaterials 326 durch die er ste Endwand 330 und in die Gasmischung der Kammer 306 in der Form eines Strahls getrieben. Zusätzlich treffen ei nige der Verbrennungsprodukte auf die Gasmischung, die sich durch das Auslösevorrichtungsgehäuse 324 bewegt. Das entflammbare Brennstoffgas in der Gasmischung wird durch die Verbrennungsprodukte gezündet. Das entflammbare Brennstoffgas wird dann in der Gegenwart von Sauerstoff verbrannt und die Temperatur und der Druck der Gasmi schung steigen an infolge der Verbrennung des entflamm baren Brennstoffgases. Der Druck des Gases, das aus dem Behälter 304 zu der aufblasbaren Fahrzeuginsassen-Rück halteeinrichtung 302 geleitet wird, wird ausreichend er höht, um zu ermöglichen, daß das in der Kammer 306 ge speicherte Gas die Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung 302 vollständig aufbläst.

In einer Abwandlung des sechsten Ausführungsbeispiels der Erfindung könnte die Oberfläche 338 des Treibmaterials 326 eine Form besitzen, die unterschiedlich ist von der in Fig. 7 gezeigten, axial zentrierten Konusform. Die Form der Oberfläche 338 könnte auf bekannte Weise ange paßt werden, um einen unscharfen oder "defokussierten" Strahl von Verbrennungsprodukten zu ergeben, der nicht vollständig auf der Achse 329 konzentriert ist. Solch ein unscharfer Strahl würde auf ein relativ großes Oberflächen gebiet der ersten Endwand 330 des Gehäuses 324 auftref fen. Der unscharfe Strahl würde daher die erste Endwand 330 vollständiger zerbrechen als ein Strahl, der fokus siert ist, um die erste Endwand 330 auf der Achse 329 punktförmig zu durchstoßen.

In einer weiteren Abwandlung des sechsten Ausführungs beispiels der Erfindung könnte die in Fig. 7 gezeigte Kammer 306 einen brennbaren Metalldraht enthalten, wie beispielsweise den brennbaren Metalldraht 148, der oben mit Bezug auf Fig. 3 beschrieben wurde. Ein solcher in der Kammer 306 angeordneter, brennbarer Metalldraht würde als Ersatz für oder Zusatz zu dem entflammbaren Brenn stoffgas in der Gasmischung dienen, die in der Kammer 306 enthalten ist.

In noch einer weiteren Abwandlung des sechsten Ausfüh rungsbeispiels der Erfindung könnte die in Fig. 7 ge zeigte Kammer 306 einen gaserzeugenden Feststoff ent halten, wie beispielsweise den gaserzeugenden Feststoff 152, der oben mit Bezug auf Fig. 4 beschrieben wurde. Solch ein in der Kammer 306 enthaltener, gaserzeugender Feststoff würde Wärme und ein Gasvolumen erzeugen, wenn es durch die Verbrennungsprodukte gezündet und verbrannt wird, die von dem Treibmaterial 326 in das Auslösevor richtungsgehäuse 324 emittiert werden. Die Wärme und das Gas, die durch die Verbrennung des gaserzeugenden Fest stoffs erzeugt werden, würden den Druck des Gases erhöhen und das Gas vermehren, das in dem Behälter 306 gespei chert ist. Ein ausreichender Gasstrom würde aus dem Be hälter 304 in die Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung 302 geleitet werden, um die Fahrzeuginsassen-Rückhalte vorrichtung 302 vollständig aufzublasen.

Siebtes Ausführungsbeispiel.

Wie teilweise in Fig. 8 gezeigt, ist ein siebtes Ausfüh rungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine Aufblas vorrichtungsanordnung 400 zum Aufblasen einer aufblas baren Einrichtung, wie beispielsweise einer aufblasbaren Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung. Die in Fig. 8 ge zeigten Teile der Aufblasvorrichtungsanordnung 400 um fassen einen Metallbehälter 410 und eine Auslösevorrich tungsanordnung 412.

Der Behälter 410 besitzt eine abgedichtete Kammer 414 und einen dünner gemachten Wandteil 416. Die Kammer 414 ent hält eine Gasmischung, die vorzugsweise so zusammenge setzt ist, wie im ersten Ausführungsbeispiel der Erfin dung, das oben mit Bezug auf Fig. 1 beschrieben wurde. Der dünner gemachte Wandteil 416 des Behälters 410 ist ein zerbrechbarer Wandteil des Behälters 410.

Die Auslösevorrichtungsanordnung 412 umfaßt ein becher förmiges Metallgehäuse 418, das an den Behälter 410 ge schweißt ist. Das Gehäuse 418 besitzt eine Mittelachse 420, eine Vielzahl von Gasstromöffnungen 422 und ein of fenes Ende 424. Das offene Ende 424 des Gehäuses 418 wird über dem dünnen Wandteil 416 des Behälters 410 aufge nommen und umgibt diesen.

Die Auslösevorrichtungsanordnung 412 umfaßt auch ein Treibmaterial 430, das in dem Gehäuse 418 enthalten ist. Das Treibmaterial 430 hat vorzugsweise die gleiche Zu sammensetzung wie das Treibmaterial 326, das oben mit Be zug auf Fig. 7 beschrieben wurde. Metallpartikel, vor zugsweise aus Zirconium und/oder Titan, sind zu dem Treibmaterial 430 zugefügt.

Wie in Fig. 8 gezeigt, hat das Treibmaterial 430 eine ko nische Oberfläche 432, die auf der Achse 420 zentriert ist und die zu dem dünnen Wandteil 416 des Behälters 410 weist. Das Treibmaterial 430 ist somit als eine geformte Ladung ausgebildet, um einen Strahl von Verbrennungspro dukten entlang der Achse 420 zu dem dünnen Wandteil 416 hin zu konzentrieren und zu leiten, wenn das Zündmaterial 430 gezündet wird. Ein oder mehrere Stücke von Bruchfo lienmaterial 434 sind zwischen dem Treibmaterial 430 und den Gasstromöffnungen 422 angeordnet, um eine hermetische Dichtung vorzusehen, die das Treibmaterial 430 vor Feuch tigkeit schützt.

Die Aufblasvorrichtungsanordnung 400 umfaßt auch eine elektrische Leitung 440, die ein Teil eines elektrischen Kreises ist, der wie die oben mit Bezug auf Fig. 1 und 7 beschriebenen elektrischen Kreise 140 und 360 funktio niert. Die elektrische Leitung 440 besitzt einen nicht isolierten Teil 442, der sich innerhalb des Treibmate rials 430 in dem Gehäuse 418 erstreckt. Wenn der elek trische Kreis einschließlich der elektrischen Leitung 440 auf eine vorbestimmte Fahrzeugverzögerungsrate anspricht, die einen Zusammenstoß anzeigt, fließt elektrischer Strom entlang der elektrischen Leitung 440 und erwärmt durch (Ohm′schen) Widerstand den nicht-isolierten Teil 442. Der nicht-isolierte Teil 442 der elektrischen Leitung 440 zündet dann das Treibmaterial 430.

Wenn das Treibmaterial 430 gezündet wird, emittiert es Verbrennungsprodukte einschließlich Flamme, Dämpfe und heißer Partikel. Die heißen Partikel umfassen die Me tallpartikel, die zu dem Treibmaterial 430 zugefügt sind und die erhitzt werden, wenn das Treibmaterial 430 ge zündet wird. Das gezündete Treibmaterial 430 erzeugt auch eine Druckwelle. Die konische Form der Oberfläche 432 be wirkt, daß die Druckwelle die Verbrennungsprodukte ent lang der Achse 420 in der Form eines Strahls konzentriert und leitet. Der Strahl von Verbrennungsprodukten dringt durch den dünnen Wandteil 416 des Behälters 410 und be wegt sich in die Kammer 414. Die Druckwelle bricht den dünnen Wandteil 416 weiter auf. Die Gasmischung in der Kammer 414 wird somit freigegeben, um in das Gehäuse 418 zu strömen.

Das gezündete Treibmaterial 430 leitet auch eine Druck welle gegen das Bruchfolienmaterial 434 an den Gasstrom öffnungen 422 des Gehäuses 418. Das Bruchfolienmaterial 434 platzt durch die Kraft der Druckwelle. Die Gasstrom öffnungen 422 stehen dann mit dem Inneren des Gehäuses 418 in Verbindung. Das gezündete Treibmaterial 430 wird schnell durch Verbrennung verbraucht und gibt den Weg frei, damit die Gase in der Kammer 414 durch das Gehäuse 418 und nach außen aus den Gasstromöffnungen 422 zu der aufblasbaren Einrichtung strömen.

Einige der Verbrennungsprodukte des gezündeten Treibma terials 430 werden durch den dünnen Wandteil 416 des Be hälters 410 und in die Gasmischung in der Kammer 414 in der Form eines Strahls getrieben. Zusätzlich treffen ei nige der Verbrennungsprodukte auf die Gasmischung, die sich durch das Gehäuse 418 bewegt. Das entflammbare Brennstoffgas in der Gasmischung wird durch die Verbren nungsprodukte des Treibmaterials 430 gezündet. Das ent flammbare Brennstoffgas wird dann in der Gegenwart von Sauerstoff verbrannt und die Temperatur und der Druck der Gasmischung steigen infolge der Verbrennung des entflamm baren Brennstoffgases. Der Druck des Gases, das von dem Behälter 410 zu der aufblasbaren Einrichtung geleitet wird, wird ausreichend erhöht, um zu ermöglichen, daß das in der Kammer 414 gespeicherte Gas die Einrichtung voll ständig aufbläst. Wie bei den oben beschriebenen Ausfüh rungsbeispielen der Erfindung könnte die Kammer 414 in dem siebten Ausführungsbeispiel der Erfindung ein ent flammbares Brennstoffgas, einen brennbaren Metalldraht, und/oder einen gaserzeugenden Feststoff enthalten.

Aus der obigen Beschreibung der Erfindung wird der Fach mann Verbesserungen, Veränderungen und Modifikationen er kennen. Beispielsweise könnte jegliche Auslösevorrich tung, die fähig ist, die zerbrechbare Wand des Behälters zu zerbrechen und Verbrennungsprodukte zu emittieren, um das zündbare Material in dem Behälter zu zünden, in der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Ferner könnten, obwohl die Auslösevorrichtungen der vorhergehenden Aus führungsbeispiele so beschrieben wurden, daß sie heiße Partikel und andere Verbrennungsprodukte erzeugen oder emittieren, um das zündbare Material zu zünden, solche Partikel infolge des Brechens der Behälterwand erzeugt werden. Die heißen Partikel würden dann erhitzte Partikel des Wandmaterials sein. Zusätzlich könnte die Druckwelle das in der Kammer enthaltene zündbare Material beim Auf treffen auf das zündbare Material in der Kammer zünden. Solche Verbesserungen, Veränderungen und Modifikationen innerhalb des Fachs sollen durch die beigefügten Ansprü che abgedeckt werden.

Zusammenfassend sieht die Erfindung folgendes vor. Eine Aufblasvorrichtungsanordnung zum Aufblasen einer aufblasbaren Fahrzeuginsassen-Rückhalteeinrichtung umfaßt einen Behälter, der eine Kammer mit einer zerbrechbaren Wand definiert. Die Kammer enthält ein erstes zündbares Material und Gas. Das Gas wird aus dem Behälter zu der aufblasbaren Fahrzeuginsassen-Rückhalteeinrichtung ge leitet, wenn die zerbrechbare Wand der Kammer zerbrochen wird. Die Anordnung umfaßt ferner eine Auslösevorrichtung zum Zerbrechen der zerbrechbaren Wand der Kammer und zum Zünden des ersten zündbaren Materials innerhalb der Kam mer. Die Auslösevorrichtung umfaßt ein zweites zündbares Material. Das zweite zündbare Material erzeugt eine Druckwelle und emittiert Verbrennungsprodukte, wenn es durch die Auslösevorrichtung gezündet wird. Die zerbrech bare Wand der Kammer ist im Pfad der Druckwelle angeord net und wird durch die Druckwelle zerbrochen. Das erste zündbare Material innerhalb der Kammer ist in dem Pfad der von dem zweiten zündbaren Material emittierten Ver brennungsprodukte angeordnet und wird durch die Ver brennungsprodukte gezündet.

Claims

1. Vorrichtung zum Aufblasen einer aufblasbaren Ein richtung, wobei die Vorrichtung folgendes aufweist:
Behältermittel zum Definieren einer Kammer mit einer zerbrechbaren Wand, wobei die Kammer ein erstes zündbares Material und Gas enthält;
Leit- oder Richtmittel zum Leiten von Gas aus den Behältermitteln zu der aufblasbaren Einrichtung, wenn die zerbrechbare Wand des Behälters zerbrochen wird; und
Auslösevorrichtungsmittel zum Zerbrechen der zer brechbaren Wand der Kammer und zum Zünden des ersten zündbaren Materials, wobei die Auslösevorrichtungs mittel ein zweites zündbares Material umfassen, wo bei das zweite zündbare Material eine Druckwelle und Verbrennungsprodukte erzeugt, wenn es gezündet wird, welche die zerbrechbare Wand zerbrechen und eine Zündung des ersten zündbaren Materials bewirken.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die zerbrechbare Wand der Kammer in dem Pfad der Druckwelle angeord net ist, damit sie durch die Druckwelle zerbrochen wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei das zweite zünd bare Material außerhalb der Kammer angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei das erste zündbare Material in der Kammer ein entflammbares Brennstoff gas aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei das erste zündbare Material in der Kammer einen brennbaren Metalldraht aufweist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei das erste zündbare Material in der Kammer einen gaserzeugenden Fest stoff aufweist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Auslösevor richtungsmittel ein rohrförmiges Gehäuse aufweisen mit einem ersten offenen Ende und einem zweiten offenen Ende, wobei das zweite zündbare Material in dem Gehäuse enthalten ist und eine erste Oberfläche aufweist, die zu dem ersten offenen Ende nach außen weist, sowie eine zweite Oberfläche, die zu dem zweiten offenen Ende nach außen weist, wobei die Auslösevorrichtungsmittel das zweite zündbare Ma terial an der zweiten Oberfläche zünden, und wobei die Auslösevorrichtungsmittel das Gehäuse in einer Position tragen, in der die erste Oberfläche zu der zerbrechbaren Wand der Kammer weist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei die erste Ober fläche größer ist als die zweite Oberfläche.

9. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei das zweite zündbare Material Oberflächenmittel aufweist zum Bewirken, daß die Druckwelle die Verbrennungsprodukte entlang einer Achse konzentriert und leitet, wobei die Aus lösevorrichtungsmittel ferner Zwischenlagenmittel über den Oberflächenmitteln aufweisen, wobei die Zwischenlagenmittel durch die Druckwelle in die Form eines Strahls verformbar sind, der durch die Druck welle entlang der Achse bewegbar ist, um die zer brechbare Wand der Kammer zu durchstoßen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei das zweite zünd bare Material Oberflächenmittel besitzt zum Bewir ken, daß die Druckwelle die Verbrennungsprodukte entlang einer Achse in der Form eines Strahls kon zentriert und leitet, um die zerbrechbare Wand der Kammer zu durchstoßen.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei das zweite zünd bare Material außerhalb der Kammer angeordnet ist, und zwar in einem Gehäuse mit einer zylindrischen Seitenwand, einer ersten Endwand und einer zweiten Endwand, wobei die zerbrechbare Wand des Gehäuses die erste Endwand des Gehäuses aufweist, wobei die zweite Endwand des Gehäuses Gasstromöffnungsmittel besitzt zur Verbindung des Inneren des Gehäuses mit dem Äußeren des Gehäuses.

12. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die aufblasbare Einrichtung eine Fahrzeuginsassen-Rückhalteeinrich tung ist, wobei die Mittel zum Zünden des zweiten zündbaren Materials Mittel umfassen zum Abfühlen einer vorbestimmten Verzögerungsgröße eines Fahr zeugs und zum Zünden des zweiten zündbaren Materials infolge des Abfühlens.

13. Vorrichtung zum Aufblasen einer aufblasbaren Fahr zeuginsassen-Rückhalteeinrichtung, wobei die Vor richtung folgendes aufweist:
Behältermittel zum Definieren einer Kammer mit einer zerbrechbaren Wand, wobei die Kammer ein erstes zündbares Material und Gas enthält;
Leit- oder Richtmittel zum Leiten von Gas aus den Behältermitteln zu der aufblasbaren Fahrzeuginsas sen-Rückhalteeinrichtung, wenn die zerbrechbare Wand der Kammer zerbrochen wird; und
Auslösevorrichtungsmittel zum Zerbrechen der zer brechbaren Wand der Kammer und zum Zünden des ersten zündbaren Materials, wobei die Auslösevorrichtungs mittel ein zweites zündbares Material umfassen, wo bei das zweite zündbare Material eine Druckwelle er zeugt und Verbrennungsprodukte emittiert, wenn es gezündet wird, die die zerbrechbare Wand zerbrechen und eine Zündung des ersten zündbaren Materials be wirken.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei die zerbrechbare Wand der Kammer in dem Pfad der Druckwelle angeord net ist, um durch die Druckwelle zerbrochen zu wer den, und wobei das erste zündbare Material in dem Pfad der Verbrennungsprodukte angeordnet ist, um durch die Verbrennungsprodukte gezündet zu werden.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei das zweite zünd bare Material außerhalb der Kammer angeordnet ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei das erste zünd bare Material in der Kammer ein entflammbares Brenn stoffgas aufweist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei das erste zünd bare Material in der Kammer einen brennbaren Metall draht aufweist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei das erste zünd bare Material in der Kammer einen gaserzeugenden Feststoff aufweist.

19. Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei die Auslösevor richtungsmittel ein rohrförmiges Gehäuse umfassen mit einem ersten offenen Ende und einem zweiten of fenen Ende, wobei das zweite zündbare Material in dem Gehäuse enthalten ist und eine erste Oberfläche aufweist, die zu dem ersten offenen Ende nach außen weist, sowie eine zweite Oberfläche, die zu dem zweiten offenen Ende nach außen weist, wobei die Auslösevorrichtungsmittel das zweite zündbare Mate rial an der zweiten Oberfläche zünden, und wobei die Auslösevorrichtungsmittel das Gehäuse in einer Po sition tragen, in der die erste Oberfläche zu der zerbrechbaren Wand der Kammer weist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, wobei die erste Ober fläche größer ist als die zweite Oberfläche.

21. Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei das zweite zünd bare Material Oberflächenmittel besitzt zum Bewir ken, daß die Druckwelle die Verbrennungsprodukte entlang einer Achse konzentriert und leitet, wobei die Auslösevorrichtungsmittel ferner Zwischenlagen mittel aufweisen, die über den Oberflächenmitteln aufgenommen werden, wobei die Zwischenlagenmittel durch die Druckwelle in die Form eines Strahls ver formbar sind, der durch die Druckwelle entlang der Achse bewegbar ist, um die zerbrechbare Wand der Kammer zu durchstoßen.

22. Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei das zweite zünd bare Material Oberflächenmittel besitzt zum Bewir ken, daß die Druckwelle die Verbrennungsprodukte entlang einer Achse in der Form eines Strahls kon zentriert und leitet, um die zerbrechbare Wand der Kammer zu durchstoßen.

23. Vorrichtung nach Anspruch 21, wobei das zweite zünd bare Material außerhalb der Kammer angeordnet ist, und zwar in einem Gehäuse mit einer zylindrischen Seitenwand, einer ersten Endwand und einer zweiten Endwand, wobei die zerbrechbare Wand der Kammer die erste Endwand des Gehäuses aufweist, wobei die zwei te Endwand des Gehäuses Gasstromöffnungsmittel be sitzt zur Verbindung des Inneren des Gehäuses mit dem Äußeren des Gehäuses.

24. Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei die Mittel zum Zünden des zweiten zündbaren Materials Mittel um fassen zum Abfühlen einer vorbestimmten Verzöge rungsgröße des Fahrzeugs und zum Zünden des zweiten zündbaren Materials infolge des Abfühlens.