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Technischer
Bereich der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Aufblasvorrichtung, welche zum
Aufblasen eines Airbags oder ähnlichem
geeignet ist, um Insassen in einem Kraftfahrzeug zu schützen.
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Beschreibung
des Standes der Technik
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Es
gibt eine Aufblasvorrichtung zum Aufblasen eines Airbags, um Insassen
in einem Kraftfahrzeug zu schützen,
welcher ausgestaltet ist, um eine Impulswelle darin bei Betätigung eines
Zünders
zu erzeugen und den vorab beschriebenen Gasausgang durch die erzeugte
Impulswelle zu öffnen
(Patent-Nr. 6,273,462 der Vereinigten Staaten). 2 ist eine
Querschnittsansicht der Aufblasvorrichtung des Patents der Vereinigten
Staaten mit der Nr. 6,273,462.
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Eine
Aufblasvorrichtung 100 ist mit einem im Wesentlichen zylindrischen
Druckbehälter 104 versehen,
welcher einen Gasspeicher 102 aufweist, der mit einem unter
hohem Druck stehenden Gas gefüllt ist.
An einem axialen Ende (distalen Ende) des Druckbehälters 104 ist
ein Gasstromanschluss 106 einer kreisförmigen Öffnung vorhanden. Der Gasstromanschluss 106 ist
mit einer Berstscheibe 108 verschlossen, welche aus einer
Metalltafel oder ähnlichem
ausgebildet ist. Die Berstscheibe ist derart ausgestaltet dass sie
bricht und den Gasstromanschluss 106 öffnet, wenn der Druck in dem
Gasspeicher 102 einen vorbestimmten Wert überschreitet
oder wenn eine Impulswelle durch einen Zünder 116 aufgebracht
wird, welcher später
beschrieben wird.
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An
dem anderen Ende (rückseitigen
Ende) des Druckbehälters 104 ist
ein Zündergehäuse 114 zur
Montage des Zünders
vorhanden. Das Zündergehäuse 114 weist
eine im Wesentlichen zylindrische Form auf, welche von dem rückseitigen
Ende des Druckbehälters 104 in
den Gasspeicher 102 zu dem Gasstromanschluss 106 hin
hervorragt. Der Zünder 116 zum
Erzeugen einer Impulswelle ist in dem Zündergehäuse 114 montiert.
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Der
Zünder 116 ist
derart ausgestaltet, dass er aktiviert wird, wenn ein Paar Elektroden 118, 120, welche
von dem rückseitigen
Ende davon hervorragen, um Leistung zu verteilen, mit Energie versorgt werden,
wobei ein unter hohem Druck stehendes Gas erzeugt wird, dessen Druck
höher als
der Druck in dem Gasspeicher 102 ist und wobei die Druckdifferenz
ausreicht, um eine Impulswelle in dem Gasspeicher 102 zu
erzeugen und das erzeugte unter hohem Druck stehende Gas unmittelbar
von dem distalen Ende davon in den Gasspeicher 102 einströmen zu lassen.
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Die
Aufblasvorrichtung 100 ist somit derart konstruiert, dass,
wenn der Zünder 116 betätigt wird und
das unter hohem Druck stehende Gas von dem Zünder 116 in den Gasspeicher 102 einströmt, eine Impulswelle
in dem Gasspeicher 102 aufgrund des Druckunterschieds zwischen
dem Druck des Gases von dem Zünder 116 und
dem Druck des Gases in dem Gasspeicher 102 erzeugt wird.
Die Impulswelle breitet sich in dem Gasspeicher zu dem Gasstromanschluss 106 hin
aus. Wenn die Impulswelle die Berstscheibe 108 erreicht,
welche den Gasstromanschluss 106 verschließt, bricht
die Berstscheibe 108 aufgrund der Impulswelle, bevor der
Gesamtdruck in dem Gasspeicher 102 einen Bruchdruck der Berstscheibe 108 erreicht
und somit wird der Gasstromanschluss 106 geöffnet. Als
eine Folge strömt Gas
von der Aufblasvorrichtung 100 aus.
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In
der Aufblasvorrichtung 100 ist ein im Wesentlichen kappenförmiger Streukörper 110 auf
dem Gasstromanschluss 106 an dem distalen Ende des Druckbehälters 104 derart
angepasst, dass er denselben überdeckt.
Daher strömt
Gas in dem Gasspeicher 102, wenn die Berstscheibe 108 bricht,
von dem Gasstromanschluss 106 durch den Streukörper 110 und
eine Öffnung 112,
welche auf der Umfangsseitenoberfläche des Streukörpers 110 ausgebildet
ist, und strömt
nach außen.
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Wie
vorab beschrieben ist, kann in der Aufblasvorrichtung 100,
welche derart ausgestaltet ist, dass Gas die Berstscheibe 108 zerbrechen
kann und durch den Stromanschluss 106 strömt, bevor
der Gesamtgasdruck in dem Gasspeicher 102 die Bruchstärke der
Berstscheibe 108 erreicht, Gas mit einem relativ niedrigen
Druck von dem Stromanschluss 106 für eine relativ lange Zeitspanne
ausströmen.
Folglich kann der Airbag relativ langsam aufgeblasen werden und
der innere Druck des Airbags kann für eine relativ lange Zeitspanne
auf einem hohen Niveau gehalten werden.
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Durch die
Erfindung zu lösende
Probleme
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Bei
dem in der vorab beschriebenen 2 dargestellten
Aufblasvorrichtung ist der Zünder 116 derart
ausgestaltet, dass er eine Impulswelle erzeugt, indem Gas zu der
Innenseite des unter hohem Druck stehenden Gasspeichers 102 strömt, wodurch erforderlich
ist, dass der Zünder 116 ein
Hochleistungszünder
ist, welcher ein unter hohem Druck stehendes Gas rasch erzeugen
kann, welches einen ausreichend höheren Druck als das unter einem
hohen Druck stehende Gas aufweist, mit welchem der Gasspeicher 102 gefüllt ist.
Wenn ein Zünder,
welcher einen geringeren bestimmten Grad an Leistungsvermögen aufweist,
verwendet wird, ist es vorstellbar, dass die erzeugte Impulswelle
nicht stark genug ist und damit die Berstscheibe 108 nicht
erreichen kann, oder wenn sie sie erreichen kann, zu schwach ist,
um die Berstscheibe zu brechen. Daher ist es notwendig die Länge des
Druckbehälters
der Aufblasvorrichtung derart zu verkürzen, dass die Impulswelle
ohne Fehlfunktion die Berstscheibe erreicht.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Aufblasvorrichtung
bereitzustellen, in welcher eine Impulswelle erzeugt wird, auch
wenn der Zünder
nicht ein solches unter hohem Druck stehendes Gas, wie vorab beschrieben,
rasch erzeu gen kann, wobei die Impulswelle den Gasausgang des Druckbehälters bricht,
damit Gas ausströmen
kann.
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Mittel zur Lösung der
Probleme
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe durch eine Aufblasvorrichtung, wie sie in Anspruch 1 definiert
ist, gelöst.
Der abhängige
Anspruch definiert eine vorteilhafte oder bevorzugte Ausführungsform der
Erfindung.
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Die
erfindungsgemäße Aufblasvorrichtung weist
einen Druckbehälter,
welcher einen Gasausgang, der sich bei Aufnahme einer Impulswelle öffnet, an
einem Ende aufweist und mit einem unter hohem Druck stehenden Gas
darin gefüllt
ist, und einen Impulswellengenerator, welcher auf dem anderen Ende
des Druckbehälters
vorhanden ist, um eine Impulswelle zu dem Gasausgang hin zu erzeugen,
auf, und wobei der Impulswellengenerator aufweist ein Rohr, welches
ein distales Ende, das durch eine Aufnahme der Impulswelle von der
Innenseite zerbrochen wird, um eine Impulswelle zu dem Gasausgang hin
zu erzeugen und das mit Gas, dessen Druck geringer als derjenige
des unter hohem Druck stehenden Gases ist, gefüllt ist, und einen Zünder, welcher an
dem rückseitigen
Ende des Rohres vorhanden ist, um eine Impulswelle in das Rohr auszusenden,
wenn Gas erzeugt wird.
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Bei
der erfindungsgemäßen, oben
beschriebenen Aufblasvorrichtung wird durch die Druckdifferenz zwischen
dem Druck des durch den Zünder
erzeugten Gases und dem Druck des in dem Rohr befindlichen Gases
eine Impulswelle in dem Rohr erzeugt, wenn der Zünder betätigt wird, wobei dann das distale
Ende des Rohres, welches die Impulswelle aufgenommen hat, zerbrochen
wird, um eine andere Impulswelle aufgrund der Druckdifferenz zwischen dem
Druck in dem Rohr und dem Druck in dem Druckbehälter zu erzeugen. Diese Druckwelle
breitet sich rasch in dem Druckbehälter aus, erreicht den Gasausgang
des Druckbehälters
und bricht den Gasausgang, um diesen zu öffnen. Dementsprechend strömt Gas von
dem Druckbehälter
aus.
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Erfindungsgemäß wird ein
Zünder
in dem Rohr bereitgestellt, dessen Gasdruck relativ niedrig ist.
Da der Zünder
Gas zu der Innenseite des Rohres aussendet und eine Impulswelle
erzeugt, kann die Impulswelle erzeugt werden, auch wenn der Gasdruck,
welcher bei einer Betätigung
des Zünders
erzeugt wird, geringer ist, als es bei dem Zünder 116 in dem vorab
beschriebenen Patent der Vereinigten Staaten mit der Nr. 6,273,462
der Fall ist. Daher kann der hier verwendete Zünder einfach in der Konstruktion
und kostengünstig
sein.
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Die
erfindungsgemäße Aufblasvorrichtung ist
vorzugsweise mit einem Verstärker
versehen, um eine Erzeugung der Impulswelle durch den Zünder zu fördern.
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Der
Verstärker
weist zum Beispiel Treibmittel (Gas ausbildende Mittel) auf, wovon
die Gaserzeugungsreaktion durch einen Gaserzeugungsvorgang des Zünders hervorrufen
wird, und ist derart ausgestaltet, dass, wenn Gas durch den Zünder erzeugt wird,
der durch den Zünder
erzeugte Gasdruck mittels des durch die Treibmittel erzeugten Gasdrucks erhöht wird
und die Erzeugung der Impulswelle in dem Rohr gefördert wird.
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Mit
der Bereitstellung des Verstärkers
in dem Rohr kann die Impulswelle mit einer geringeren Ausgangsleistung
des Zünders
erzeugt werden. Daher ist es möglich,
einen Zünder
einzusetzen, welcher in der Konstruktion einfacher und bei den Kosten
preisgünstiger
ist. Auch wenn ein Druckbehälter
mit einer relativ hohen Kapazität
für die
Aufblasvorrichtung eingesetzt wird oder wenn der Gasdruck in dem Druckbehälter auf
einen relativ hohen Wert eingestellt ist, kann eine Impulswelle,
welche zum Öffnen des
Gasausgangs des Druckbehälters
stark genug ist, durch den Zünder
erzeugt werden, welcher nur ein unter relativ geringem Druck stehendes
Gas erzeugen kann.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine Querschnittsansicht der Aufblasvorrichtung gemäß einer
erfindungsgemäßen Ausführungsform.
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2 ist
eine Querschnittsansicht der Aufblasvorrichtung nach dem Stand der
Technik.
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3 ist
eine Querschnittsansicht der Aufblasvorrichtung gemäß einer
anderen Ausführungsform.
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4 ist
eine Querschnittsansicht der Aufblasvorrichtung gemäß einer
noch anderen Ausführungsform.
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5 ist
eine Querschnittsansicht der Aufblasvorrichtung gemäß einer
weiteren Ausführungsform.
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Beschreibung
der Ausführungsformen
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Mit
Bezug auf die Zeichnungen wird nun eine erfindungsgemäße Ausführungsform
beschrieben. 1 ist eine Querschnittsansicht
der Aufblasvorrichtung gemäß einer
erfindungsgemäßen Ausführungsform.
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Die
Aufblasvorrichtung 1 weist einen im Wesentlichen zylindrischen
Druckbehälter 4 mit
einem mit unter hohem Druck stehendem Gas gefüllten Gasspeicher 2 auf.
Ein Gasstromanschluss 6 ist an einem axialen Ende (distalen
Ende) des Druckbehälters 4 vorhanden.
Der Gasstrahlanschluss 6 ist durch eine Berstscheibe 8 verschlossen.
Die Berstscheibe 8 ist derart ausgestaltet, dass sie zerbrochen
wird, wenn eine Impulswelle von dem Impulswellengenerator 10,
welcher später
beschrieben wird, aufgebracht wird, um den Gasstromausgang 6 zu öffnen.
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Der
Impulswellengenerator 10 zum Erzeugen einer Impulswelle
zum Brechen der Berstscheibe 8 ist an dem anderen Ende
(rückseitigen
Ende) des Druckbehälters 4 vorhanden.
Der Impulswel lengenerator 10 weist auf ein Zündergehäuse 12 zur
Montage des Zünders,
welches an dem rückseitigen
Ende des Druckbehälters 4 angebracht
ist, ein Rohr 14, welches sich von dem Zündergehäuse 12 in
den Gasspeicher 2 erstreckt und zu dem Gasstromanschluss 6 hin
gerichtet ist, einen Zünder 16,
welcher an dem rückseitigen
Ende des Druckbehälters 4 über das Zündergehäuses 12 montiert
und in dem proximalen Ende des Rohres 14 an dem distalen
Ende davon angepasst ist, und eine Verschlussscheibe 18,
welche das distale Ende des Rohres 14 verschließt und derart
ausgestaltet ist, dass sie bei Erzeugung einer Impulswelle in dem
Rohr 14 zerbrochen wird und das distale Ende des Rohres 14 öffnet. In
einem durch die Verschlussscheibe 18 geschlossenen Zustand
wird das Rohr 14 mit Gas gefüllt, welches unter einem Druck
steht, welcher geringer als der Druck in dem Gasspeicher 2 ist.
Dennoch wird eine größere Druckdifferenz
zwischen dem Gasdruck in dem Rohr 14 und dem Gasdruck in
dem Gasspeicher 2 bevorzugt, wobei zum Beispiel angenommen
wird, dass der Gasdruck in dem Rohr eine Atmosphäre beträgt, wobei der bevorzugte Gasdruck
in dem Gasspeicher das 1,5-fache des Gasdrucks in dem Rohr ist.
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Das
in das Rohr 14 zu füllende
Gas und das in den Gasspeicher 2 zu füllende Gas kann nicht brennbares
Gas sein, weshalb zum Beispiel Luft, Stickstoff oder Helium eingefüllt wird.
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Der
Zünder 16 ist
derart ausgestaltet, dass er aktiviert wird, wenn Elektroden 20, 22,
welche an dem rückseitigen
Ende vorhanden sind, um Leistung zu verteilen, mit Energie versorgt
werden, so dass unter hohem Druck stehendes Gas, welches unter einem
höheren
Druck als der Gasdruck in dem Rohr 14 steht und welches
ausreicht, um eine Impulswelle in dem Rohr 14 zu erzeugen,
eingespeist wird.
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Bei
der somit konstruierten Aufblasvorrichtung wird, wenn der Zünder betätigt wird
und unter hohem Druck stehendes Gas von dem Zünder 16 in das Rohr 14 eingespeist
wird, aufgrund des Druckunterschieds zwischen dem Gasdruck, welcher
durch den Zünder
erzeugt wird, und dem Druck in dem Rohr 14 eine Impulswelle
in dem Rohr 14 erzeugt. Die Impulswelle breitet sich in
dem Rohr 14 rasch zu dem distalen Ende des Rohres 14 aus,
um die Verschlussscheibe 18 zu zerbrechen. Folglich wird
aufgrund des Druckunterschieds zwischen dem Druck des in dem Gasspeicher 2 eingefüllten Gases
und dem Druck, welcher durch die Impulswelle von dem Impulswellengenerator 10 erzeugt
wird, eine Impulswelle erzeugt, welche sich in dem Gasspeicher 2 zu dem
Gasstromanschluss 6 hin ausbreitet. Wenn die Impulswelle
die Berstscheibe 8, welche den Gasstromanschluss 6 verschließt, erreicht,
wird die Berstscheibe 8 durch die Impulswelle zerbrochen,
bevor der Gesamtdruck in dem Gasspeicher 2 den Bruchdruck
der Berstscheibe 8 erreicht, und der Gasstromanschluss 6 öffnet sich.
Dementsprechend strömt Gas
von der Aufblasvorrichtung 1 aus.
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Da
bei der vorliegenden Erfindung das distale Ende des Rohres 14 durch
die Verschlussscheibe 18 verschlossen ist, wird der Gasdruck,
welcher durch den Betrieb des Zünders
erzeugt wird, mit einem geringen Druck eines Gases in dem Rohr während der
Periode, bis die Verschlussscheibe durch die Impulswelle zerbrochen
wird, kombiniert und ein Kompressionsdruck aufgebaut. Ein Gas erzeugt
Hitze, wenn es komprimiert wird, wodurch die Verschlussscheibe nicht
nur durch die Impulswelle, sondern auch durch eine Wärmeausdehnung
zerbricht, wodurch eine effektive Gasentladung erzielt wird.
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Bei
der vorab beschriebenen USP-Nr. 6273462 ist das Zündergehäuse nicht
verschlossen, wodurch keine Hitzeerzeugung stattfindet und nur eine
Impulswelle erzeugt wird.
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Bei
dieser Ausführungsform
ist ein Streukörper 24 an
dem distalen Ende des Druckbehälters 4 angepasst
und Gas, welches von dem Gasstromanschluss 6 ausströmt, strömt durch
den Streukörper 24 und
strömt
durch eine Öffnung 26,
welche auf der Umfangsseitenoberfläche des Streukörpers 24 ausgebildet
ist, nach außen.
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Da
bei der Aufblasvorrichtung 1 eine Impulswelle in dem Rohr 14 erzeugt
wird, indem Gas von dem Zünder 16 zu
dem Rohr 14 hin strömt,
dessen Gasdruck geringer als derjenige in dem Gasspeicher 2 ist,
kann die Impulswelle erzeugt werden, auch wenn der Gasdruck von
dem Zünder 16 geringer
als der Gasdruck von dem Zünder 116,
welcher in 2 dargestellt ist, ist. Der
Druck in dem Rohr 14 ist geringer als der Druck in dem
Gasspeicher 2 und kann zum Beispiel genauso gering wie
der Atmosphärendruck
sein. Daher muss der Gasdruck von dem Zünder, welcher zum Erzeugen
einer Impulswelle in dem Rohr 14 erforderlich ist, nicht
so hoch sein und der Zünder
einer relativ geringen Ausgangsleistung kann eine Impulswelle in
dem Rohr 14 erzeugen.
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Dementsprechend
kann in der Aufblasvorrichtung 1 ein Zünder eingesetzt werden, welcher einfach
in der Konstruktion und preisgünstig
bei den Kosten ist.
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3 ist
eine Querschnittsansicht einer Aufblasvorrichtung 1A gemäß einer
anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform.
Bei dieser Ausführungsform
ist ein Streukörper 24A ganzheitlich
an dem distalen Ende eines Druckbehälters 4A vorhanden
und eine Öffnung 26A ist
auf der distalen Endoberfläche des
Streukörpers 24A ausgebildet.
Folglich wird Gas von dem Gasstromanschluss 6 axial bezüglich des Druckbehälters 4A entladen.
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Bei
dieser Ausführungsform
ist ein Rohr 14A des Impulswellengenerators 10 auf
der Seite einer Verschlussscheibe 18A verjüngt. Dementsprechend wird
eine Ausbreitung einer erzeugten Impulswelle zu einer Berstscheibe 8A einfach
erzielt.
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Bei
dieser Aufblasvorrichtung 1A ist der Druckbehälter 4A lang
gezogenen und das Rohr 14A ist ebenfalls lang gezogenen.
Da der Druckbehälter 4A lang
gezogen ist, wird, sogar wenn der Zünder 16 des Impulswellengenerators 10 und
die Berst scheibe 8A entfernt voneinander sind und somit
sich die Impulswelle kaum ausbreitet, die Impulswelle an einer Position,
welche dichter an der Berstscheibe 8A liegt, entladen,
da die Länge
des Rohres 14A lang ist. Daher kann die Berstscheibe 8A ohne
Probleme zerbrochen werden, wodurch die Ausgangsleistung des Zünders 16 nicht
deshalb erhöht
werden muss, da die Aufblasvorrichtung verlängert ist.
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4 und 5 sind
Querschnittsansichten einer Aufblasvorrichtung gemäß verschiedener
erfindungsgemäßer Ausführungsformen,
welche entsprechende Strukturen darstellen, wobei ein Verstärker in dem
Rohr vorhanden ist, um die Erzeugung einer Impulswelle durch den
Zünder
zu fördern.
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Bei
den Aufblasvorrichtungen 1' bzw. 1A' in 4 bzw. 5 ist
ein Verstärker 30 in
den Rohren 14 bzw. 14A derart vorhanden, dass
er sich benachbart zu dem distalen Ende des Zünders 16 befindet. Der
Verstärker 30 weist
Treibmittel (Gas erzeugende Mittel) auf, wovon die Gaserzeugungsreaktion
durch den Gas erzeugenden Vorgang des Zünders 16 verursacht
wird, und ist derart ausgestaltet, dass, wenn Gas durch den Zünder 16 erzeugt
wird, der Gasdruck, welcher durch den Zünder 16 erzeugt wird, durch
den Gasdruck, welcher mittels der Treibmittel erzeugt wird, erhöht wird
und eine Erzeugung der Impulswelle in den Rohren 14, 14A gefördert wird.
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Die
Aufblasvorrichtungen 1', 1A' haben dieselbe
Struktur wie die Aufblasvorrichtung in 1 und die
Aufblasvorrichtung 1A in 3, außer dass der
Verstärker 30 in
den Rohren 14 bzw. 14A vorhanden ist. In 4 und 5 bezeichnen
dieselben Bezugszeichen wie in der 1 und der 3 dieselben
Komponenten.
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Wenn
bei der somit konstruierten Aufblasvorrichtung 1', 1A' der Zünder 16 Gas
erzeugt, weisen die Treibmittel in dem Verstärker 30 eine Gaserzeugungsreaktion
auf und der Gasdruck, welcher durch den Zünder 16 erzeugt wird,
wird durch den Gas druck, welcher durch den Verstärker 30 erzeugt wird, erhöht. Daher
ist der Zünder 16 in
der Lage, eine Impulswelle in den Rohren 14, 14A zu
erzeugen, auch wenn der erzeugte Gasdruck um den Umfang, welcher
dem durch den Verstärker 30 erzeugten
Gasdruck entspricht, geringer als bei den Aufblasvorrichtungen 1, 1A ist,
welche in den vorab erwähnten 1 und 3 dargestellt
sind. Deshalb kann in der Aufblasvorrichtung 1' und in der
Aufblasvorrichtung 1A' der
Zünder
eingesetzt werden, welcher in der Konstruktion noch einfacher und
in den Kosten noch preisgünstiger
ist.
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Auch
bei den Fällen,
bei welchen Druckbehälter 4, 4A eingesetzt
werden, bei welchen der Gasspeicher 2 eine relativ große Kapazität aufweist
oder verlängert
ist oder bei welchen der Druck des in dem Gasspeicher 2 gespeicherten
Gases auf einen relativ hohen Wert eingestellt ist, kann eine Impulswelle, welche
stark genug ist, um die Berstscheiben 8, 8A an
dem Gasstromanschluss 6 zu zerbrechen, durch die Aufblasvorrichtung
erzeugt werden, welche einen relativ geringen Gasdruck erzeugt,
indem der Verstärker 30 in
den Rohren 14, 14A bereitgestellt wird.
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Vorteile
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Wie
vorab beschrieben ist, stellt die vorliegende Erfindung eine Aufblasvorrichtung
bereit, welche sogar mit einem Zünder,
welcher nicht außerordentlich
rasch ein unter hohem Druck stehendes Gas erzeugen kann, in der
Lage ist, eine Impulswelle zu erzeugen, wobei die Impulswelle den
Gasausgang des Druckbehälters
zerbrechen kann, damit Gas davon ausströmt.