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Die
vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen Sicherheitsvorrichtungen,
um die Insassen von sich bewegenden Fahrzeugen zu schützen. Genauer
gesagt, die vorliegende Erfindung betrifft eine Öffnungsvorrichtung für eine Kaltaufblasvorrichtung.
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Die
Fähigkeit,
dass eine Gasspeichervorrichtung schnell Gas freigibt, ist ein sehr
wichtiges Merkmal bei verschiedenen Technologien. Beispiele für derartige
Technologien umfassen aufblasbare Fahrzeuginsassenrückhaltevorrichtungen,
Feuerbekämpfungssysteme
und Notluftbehälter.
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Auf
dem Gebiet der aufblasbaren Fahrzeuginsassenrückhaltevorrichtungen bläst die Kaltaufblasvorrichtung
einen Fahrzeug-Airbag auf, indem gespeichertes Gas freigegeben wird.
Das gespeicherte Gas weist im Allgemeinen ein oder mehrere inerte
Gase auf, wie beispielsweise Argon oder Helium, und im Fall eines
Automobilzusammenstoßes
tritt das gespeicherte Gas aus der Kaltaufblasvorrichtung aus und
strömt
in einen Airbag, wodurch das Aufblasen des Airbags bewirkt wird.
Da Kaltaufblasvorrichtungen gespeichertes Gas freigeben, zeigen
diese Aufblasvorrichtungen nicht die Probleme, die typischerweise
mit anderen Ausführungen
von Aufblasvorrichtungen in Verbindung stehen, wie beispielsweise
giftiges Gas und heißes
Aufblasgas.
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Kaltaufblasvorrichtungen
sind für
eine Verwendung beim Aufblasen von Curtain, Thorax- und Kopf- und
Thorax-Airbags geeignet. Curtain-Airbags sind im Dach eines Fahrzeuges
montiert und schützen,
wenn sie aufgeblasen werden, den Kopf des Insassen. Thorax-Airbags
sind niedriger als Curtain-Airbags
montiert und sind im Allgemeinen in den Fahrzeugsitzen montiert.
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Kaltaufblasvorrichtungen
sind mit einer Austrittsöffnung
ausgestattet, und das gespeicherte Gas muss sich durch diesen Durchgang
bewegen, um den Druckbehälter
zu verlassen. Typischerweise weist die Austrittsöffnung ein Blockierelement
auf, das verhindert, dass das gespeicherte Gas durch die Austrittsöffnung gelangt
und aus dem Druckbehälter entweicht.
Während
eines Automobilzusammenstoßes
muss eine Öffnungsvorrichtung
schnell das Blockierelement entfernen, damit der Airbag schnell
entfaltet werden kann. Es ist ausschlaggebend, dass die Öffnungsvorrichtung
zuverlässig
ist, so dass die Betätigung
einer Öffnungsvorrichtung
immer eine nicht blockierte Austrittsöffnung liefert. Gemeinsam damit, dass
sie zuverlässig
ist, ist es wünschenswert,
dass die Öffnungsvorrichtung
aus so wenigen Teilen wie möglich
hergestellt wird. Als Beispiel funktioniert eine Öffnungsvorrichtung,
indem eine Halterung für
ein Dichtungselement entfernt wird. Sobald das Dichtungselement
seine Halterung verliert, hört
das Dichtungselement damit auf, die Austrittsöffnung zu blockieren, und das
gespeicherte Gas kann durch die Austrittsöffnung strömen. Diese Ausführung von Öffnungsvorrichtung
ist aus dem
US 6247725
B1 bekannt, das die charakteristischen Merkmale des Oberbegriffes
des Patentanspruches 1 zeigt. Eine weitere Ausführung der Öffnungsvorrichtung funktioniert,
indem eine Stoßwelle
erzeugt wird. Die Aufblasvorrichtung im WO 01/42047 A2 benutzt eine Stoßwelle,
um eine Berstscheibe zu öffnen,
was bewirkt, dass das gespeicherte Gas aus dem Gasbehälter entweicht.
Die Aufblasvorrichtung im
US
5022674 A benutzt ebenfalls eine Stoßwelle, um die Scheibe zu zerbrechen,
wodurch gestattet wird, dass das Gas aus dem Druckbehälter austritt.
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Das
US-A-6227562 offenbart eine Aufblasvorrichtung, der einen primären und
einen sekundären
Behälter
für das
Aufblasfluid enthält.
Beide Behälter
umfassen eine Berstscheibe. Die Berstscheibe des primären Behälters wird
im Fall eines Automobilzusammenstoßes mittels eines Initiators
zerbrochen, der durch die Sensoreinrichtung betätigt wird. Die Berstscheibe
des zweiten Behälters
wird mittels einer Nadel zerbrochen, die durch den erhöhten Druck
in der mittleren Kammer betätigt
wird, die mit sowohl dem primären
als auch dem sekundären
Behälter
in Fluidverbindung ist.
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Das
DE-A-4410574 offenbart einen Druckbehälter für die Betätigung eines Airbags, der in
zwei Kammern mittels einer Drosselblende mit einer Öffnung unterteilt
ist. Der Querschnitt für
den Gasstrom durch die Öffnung
ist kleiner als der Querschnitt der Austrittsöffnung, um eine Druckdifferenz
in den zwei Kammern für
das Sichern des aufgeblasenen Zustandes des Airbags über eine
lange Zeitdauer zu erhalten.
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Probleme,
die beim bisherigen Stand der Technik ungelöst blieben, werden durch eine
Aufblasvorrichtung überwunden,
wie er in dem als Anhang beigefügten
Patentanspruch 1 beschrieben wird.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Es
zeigen:
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1 eine
schematische Schnittdarstellung einer Kaltaufblasvorrichtung mit
radialem Fluss;
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2 eine
weitere Ausführung
der Kaltaufblasvorrichtung mit radialem Fluss aus 1;
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3 gleich 1,
außer
dass die Drosselblende weiter stromaufwärts im Druckbehälter angeordnet
ist;
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4 eine
schematische Schnittdarstellung einer Kaltaufblasvorrichtung mit
axialem Fluss;
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5 eine
weitere Ausführung
der Kaltaufblasvorrichtung mit axialem Fluss aus 4;
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6 gleich 4,
außer
dass die Kaltaufblasvorrichtung eine Strömungsablenkeinrichtung aufweist.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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1 zeigt
eine Kaltaufblasvorrichtung, der nicht von der Anmeldung beansprucht
wird, für
eine Verwendung in einem Fahrzeugsicherheitsrückhaltesystem. Die Kaltaufblasvorrichtung
weist ein erstes zylindrisches Element 21 auf, das an einem
zweiten zylindrischen Element 10 befestigt ist. Eine Berstscheibe
ist stationär
am ersten zylindrischen Element befestigt, wobei die Berstscheibe,
das erste zylindrische Element und das zweite zylindrische Element einen
Druckbehälter
definieren. Der Druckbehälter wird
mit gespeichertem Gas 11 gefüllt, das von der Aufblasvorrichtung
während
eines Automobilzusammenstoßes
freigegeben wird, um einen Fahrzeub-Airbag aufzublasen. Das zweite
zylindrische Element 10 weist eine im Allgemeinen zylindrische Form
mit einem kreisförmigen
Querschnitt auf. Das zweite zylindrische Element 10 kann
aus nichtrostendem Stahl, kohlenstoffarmem Stahl oder irgendeinem anderen
Material gebildet werden, das eine ausreichende Festigkeit und extrem
geringe Durchlässigkeit
für das
gespeicherte Gas aufweist.
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Die
ideale Charakteristik für
das gespeicherte Gas 11 ist, dass das Gas inert, nicht
stark temperaturempfindlich ist und eine hohe Aufblasgeschwindigkeit
zeigt. Entsprechend der vorliegenden Erfindung beträgt der Speicherdruck
des inerten Gases annähernd
62053 kPa. Es ist möglich,
eine Kaltaufblasvorrichtung zu konstruieren, der sachgemäß unter
einem Druck zwischen 3447 kPa und 82740 kPa funktioniert, wobei
entweder ein inertes oder ein zweiatomiges Gas verwendet wird.
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Das
gespeicherte Gas kann ein oder mehrere Gase umfassen, die Argon,
Neon, Xenon, Helium und Stickstoff umfassen. Vorzugsweise ist das
gespeicherte Gas 100% Helium. Der Druckbehälter kann mit einer Mischung
von Argon- und Heliumgas gefüllt
werden.
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Der
Druckbehälter
wird mit dem gespeicherten Gas 11 durch die Gasfüllöffnung 13 im
ersten Ende 6 des zweiten zylindrischen Behälters gefüllt. Die
Gasfüllöffnung wird
durch einen Stopfen 12 aus Kohlenstoffstahl abgedichtet,
um das Austreten von Gas zu verhindern, nachdem der Druckbehälter bis zum
gewünschten
Druck gefüllt
wurde. Es wird bevorzug, dass der Stopfen an der Gasfüllöffnung 13 mittels
einer Widerstandsschweißnaht
gesichert wird, aber ein Fachmann realisiert, dass andere Arten
des Schweißens
genutzt werden könnten,
um den Stopfen 12 am zweiten zylindrischen Element 10 zu
verschweißen.
Die Gasfüllöffnung 13 ist
an einem ersten Ende 6 des zweiten zylindrischen Elementes 10 angeordnet,
und ein erstes zylindrisches Element 21 ist mit dem zweiten
Ende 7 des zweiten zylindrischen Elementes 10 verbunden.
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In 1 ist
die Öffnungsvorrichtung
an einem ersten zylindrischen Element 21 befestigt. Das erste
zylindrische Element 21 kann aus nichtrostendem Stahl,
kohlenstoffarmem Stahl oder irgendeinem anderen geeigneten Material
mit einer ausreichenden Konstruktionsfestigkeit gebildet werden.
Das erste zylindrische Element 21 wird teleskopisch in das
zweite zylindrische Element 10 eingesetzt. Das erste zylindrische
Element 21 wird mit dem zweiten zylindrischen Element 10 mittels
einer peripheren Schweißnaht
verbunden, vorzugsweise einer TIG-Schweißnaht (Argonarc-Schweißnaht),
aber andere geeignete Schweißverfahren
können
zur Anwendung gebracht werden. 2 zeigt
eine Aufblasvorrichtung entsprechend der Erfindung, bei dem das erste
zylindrische Element 21 und das zweite zylindrische Element 10 in
einer anderen Art und Weise als in 1 aneinander
angebracht sind. Der Druckbehälterabschnitt 25 des
ersten zylindrischen Elementes 21 ist mit dem zweiten Ende 7 des
zweiten zylindrischen Elementes 10 mittels Reibschweißen verschweißt. Der
Druckbehälterabschnitt 25 des
ersten zylindrischen Elementes 21 und das zweite zylindrische
Element 10 weisen im Wesentlichen den gleichen Radius auf.
Im Ergebnis des Reibschweißvorganges
werden Wülste 24 aus
dem verdrängten
Metall gebildet, das sich sowohl nach außen als auch nach innen von
der Stoßstelle
erstreckt. Die Kaltaufblasvorrichtungen zeigen zwei Verfahrensweisen beim
Befestigen des ersten zylindrischen Elementes 21 und des
zweiten zylindrischen Elementes 10; jedoch erkennt ein
Fachmann, dass andere Verfahrensweisen angewandt werden können, wie
beispielsweise das teleskopische Einsetzen des zweiten Endes 7 des
zweiten zylindrischen Elementes 10 in das erste zylindrische
Element 21. Der Speicherdruck und weitere charakteristische
Merkmale des inerten Gases sind so, wie es vorangehend erwähnt wird.
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In 1 ist
die Berstscheibe 17 an den Schenkeln 23 des ersten
zylindrischen Elementes 21 befestigt. Auf die Schenkel 23 des
ersten zylindrischen Elementes 21 bezieht man sich als „Schenkel", weil diese Konstruktion
teilweise „Schenkeln" ähnelt, wenn im Querschnitt
betrachtet wird. Die Berstscheibe 17 weist eine flache
Form auf, aber die Berstscheibe biegt sich in Richtung der Öffnungsvorrichtung 1,
wenn der Druckbehälter
gefüllt
wird. Der innerste Abschnitt der Schenkel 23 weist eine
gekrümmte
Form auf, und die Berstscheibe nimmt eine komplementäre Form
dazu während
des Füllens
des Druckbehälters
mit Gas an. Das gespeicherte Gas 11 wendet eine gleichmäßige Kraft
an der Berstscheibe an, was zu ihrer Kuppelformkonfiguration führt. Um die
Füllzeit
des Druckbehälters
zu verringern, können sich
die Schenkel 23 während
des Füllens
des Druckbehälters
biegen, wodurch die Belastung auf die Berstscheibe verteilt wird,
was einen verfrühten Bruch
der Berstscheibe 17 während
des Füllens
verhindert. Nach dem Füllen
des Druckbehälters
kehren die Schenkel 23 nicht in ihre ursprüngliche
Form zurück.
Vorzugsweise biegen sich die Schenkel 23 um annähernd 4
Grad. Anstelle dessen, dass man sich darauf verlässt, dass das gespeicherte
Gas die Berstscheibe aufwölbt,
kann die Berstscheibe vorgeformt oder vorgewölbt werden, bevor sie an den Schenkeln 23 des
ersten zylindrischen Elementes 21 befestigt wird. Ein Beispiel
für einen
Vorgang des Vorformens der Berstscheibe ist der Hydroformprozess.
Indem das Vorformverfahren genutzt wird, kann die Gasfüllgeschwindigkeit
für den
Druckbehälter
ohne die Gefahr eines verfrühten
Versagens der Berstscheibe 17 erhöht werden. In 2 ist
die Berstscheibe 17 an der ringförmigen Endplatte 27 des
ersten zylindrischen Elementes 21 befestigt.
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Eine
Berstscheibe 17 dichtet die Austrittsöffnung 14 ab und verhindert,
dass das gespeicherte Gas 11 aus dem Druckbehälter entweicht,
nachdem er mit Gas gefüllt
ist. Die Schenkel 23 des ersten zylindrischen Elementes 21 definieren
die Austrittsöffnung 14.
Für die
vorliegende Erfindung muss die Berstscheibe die folgenden Beschränkungen
erfüllen.
Die Berstscheibe muss das 1,1-fache der Produktionsfüllgeschwindigkeit
oder größer überleben. Die
Berstscheibe muss die USCAR 4500-Druckzyklen
bei keinerlei Heliumaustritt erfüllen.
Die Berstscheibe muss bei –40 °C zuverlässig öffnen. Schließlich muss
die Berstscheibe bei einem minimalen Druck des 1,25-fachen des Prüfdruckes
und einem Maximum vom 0,8-fachen des minimalen Hydroberstdruckes
des Druckbehälters
hydrobersten. Entsprechend der vorliegenden Erfindung kann die Berstscheibe
aus nichtrostendem Stahl, Inconel-Material, Monel-Material oder irgendeinem
anderen geeigneten Material hergestellt werden, das die vorangehend
erwähnten
Beschränkungen
erfüllt.
Die Härte der
Berstscheibe sollte zwischen „halbhart" und „vollhart" liegen, um die Dicke
der Berstscheibe zu minimieren. Die Härte ist der Grad, mit dem ein
Metall einem Schneiden, einem Abrieb, einer Eindringung, Biegung
und Dehnung widerstehen wird. Die angezeigte Härte der Metalle wird etwas
mit der spezifischen Vorrichtung und Verfahrensweise beim Messen
abweichen. Die bevorzugte Dicke für die Berstscheibe beträgt 0,203
mm für
41370 kPa der umgebenden Füllungen
und 0,254 mm für
62053 kPa der umgebenden Füllungen.
Die Berstscheibe wird am ersten zylindrischen Element 21 mittels
eines YAG-Lasers befestigt, könnte
aber mittels anderer Schweißverfahren
befestigt werden.
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Die Öffnungsvorrichtung 1 weist
eine elektrisch betätigte
Zündeinrichtung 3,
eine Endkappe 4 und wahlweise eine Zünddüse 8 auf. Die Öffnungsvorrichtung 1 ist
so positioniert, dass die Längsachse der Öffnungsvorrichtung
im Wesentlichen parallel zu einer Längsachse des ersten zylindrischen
Elementes 10 ist. Die Zündeinrichtung 3 steht
mit einer Zentraleinheit (nicht gezeigt) in Verbindung, die wiederum
mit einer Sensoreinrichtung (nicht gezeigt) in Verbindung steht.
Die Sensoreinrichtung kann irgendein Typ sein, der gegenwärtig im
Fachgebiet verwendet wird, um einen Zusammenstoß oder eine plötzliche Abbremsung
eines Fahrzeuges zu erfassen. Die elektrischen Zündstifte 2 sind voneinander
isoliert und durch einen Brückendraht
(nicht gezeigt) verbunden. Der Brückendraht ist vorzugsweise
in einer oder mehreren Schichten von pyrotechnischen Zusammensetzungen
eingebettet, die so ausgelegt sind, dass eine Stoßwelle erzeugt
wird, um die Berstscheibe 17 zu zerreißen. Ein Beispiel für eine geeignete pyrotechnische
Zusammensetzung oder ein Zündmaterial
für die
vorliegende Erfindung ist Zirconium-Kaliumperchlorat oder ZPP; ein Fachmann
vergegenwärtig
sich jedoch, dass ein anderes Zündmaterial
bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden könnte. Beispiele
für Zündeinrichtungslieferanten
umfassen SDI und EMS-Patvag. Die bevorzugte Ausführung für die vorliegende Erfindung
weist eine Brückendrahtzündeinrichtung
auf, aber eine Halbleiterbrückenzündeinrichtung
oder eine intelligente Zündeinrichtung
können
ebenfalls verwendet werden.
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Eine
Endkappe 4 nimmt die Zündeinrichtung 3 auf.
In 1 wird die Zündeinrichtung 3 auf
die Endkappe gequetscht. Im Gegensatz dazu zeigt die Kaltaufblasvorrichtung,
wie er in 2 gesehen wird, dass die Zündeinrichtung 3 an
das erste zylindrische Element 21 geschweißt ist.
Die bevorzugte Schweißart
ist die MIG-Schweißnaht,
aber es wird erkannt, dass andere Schweißarten angewandt werden können. Ebenfalls
kann die Zündeinrichtung
durch Schrauben oder eine andere geeignete Befestigungseinrichtung
verbunden werden, ohne dass man vom Bereich der vorliegenden Erfindung
abweicht.
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Die Öffnungsvorrichtung 1 kann
ebenfalls eine Zünddüse 8 für das Lenken
einer Ausgangsenergie von der Zündung
des Zündmaterials
in Richtung der Berstscheibe 17 aufweisen. In 1 ist
die Düse
nach innen in der Richtung der Berstscheibe 17 kegelig.
Ohne die Zünddüse 8 würde die
Zündeinrichtung
die Berstscheibe 17 zerreißen, aber wird mit einem zusätzlichen
Zündmaterial
gefüllt
werden müssen.
Es ist ebenfalls möglich,
eine Zündeinrichtung
mit verstärkten
Wänden
zu nutzen, die die Notwendigkeit einer Düse 8 eliminieren würde. Diese Verstärkungswände würden in
einer gleichen Weise wie die Düse 8 wirken,
indem die Ausgangsenergie in der Richtung der Berstscheibe 17 fokussiert
wird.
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In 1 wird
die Düse 8 an
der Endkappe 4 durch Quetschen befestigt, aber andere Methoden der
Befestigung sind geeignet, wie beispielsweise eine Presspassung
oder Schweißen.
Die Düse
wird vorzugsweise aus einem normalen Kohlenstoffstahl hergestellt
und weist eine Öffnung 9 auf,
die kleiner ist als die Größe der Austrittsöffnung 14,
mit einem bevorzugten Bereich von 2 mm bis 8 mm.
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Beim
Nachweis eines Zusammenstoßes oder
einer plötzlichen
Abbremsung wird die Berstscheibe 17 durch die Öffnungsvorrichtung 1 zerbrochen.
Das Zündmatrial
wird durch einen Brückendraht
gezündet.
Die Explosion des Zündmaterials
erzeugt eine Stoßwelle,
die die Berstscheibe 17 auseinander bricht. Damit die Berstscheibe 17 zerbricht, wird
die Öffnungsvorrichtung 1 weniger
als 8,0 mm weg von einer Mitte der vollständig gewölbten Berstscheibe angeordnet.
Sobald die Berstscheibe 17 geöffnet ist, entweicht gespeichertes
Gas aus dem Druckbehälter
durch die Austrittsöffnungen 22 in
einer radialen Richtung. Die Kaltaufblasvorrichtung weist ein Bruchstücksieb 20a auf,
um Bruchstücke von
der zerbrochenen Berstscheibe einzufangen, so dass sich diese Bruchstücke nicht
im Airbag nach oben winden. Mit Bezugnahme auf 2 weist
das erste zylindrische Element 21 einen Leitungsabschnitt 26 auf,
der eine Vielzahl von Austrittsöffnungen 22 um
dessen Umfang aufweist. Das Bruchstücksieb 20a, das in 2 gezeigt
wird, ist zwischen der Endkappe 4 und der Endplatte 27 des
ersten zylindrischen Elementes 21 angeordnet.
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Es
gibt mehrere Verfahren zum Steuern der Gasströmungsgeschwindigkeit. Ein Verfahren
zum Steuern der Gasströmungsgeschwindigkeit
ist die Vergrößerung/Verkleinerung
des Durchmessers der Austrittsöffnungen 22.
Ein anderes Verfahren ist die Vergrößerung/Verkleinerung des Durchmessers
der Austrittsöffnung 14.
Schließlich
kann eine regulierende Drosselblende 18 im zweiten zylindrischen
Element 10 installiert werden, um die Geschwindigkeit des
Gasaustrittes zu steuern. In 1 ist die
Drosselblende 18 bündig
am ersten zylindrischen Element 21 montiert und mittels
Laserschweißen
gesichert. Das gespeicherte Gas 11 strömt durch die Öffnung 19 der
Drosselblende 18. Die Fläche der Öffnung 19 ist kleiner
als die Fläche
der Austrittsöffnung 14.
In 2 ist die Drosselblende auf einem Absatz 25 des
Druckbehälterabschnittes 25 des
ersten zylindrischen Elementes 21 installiert. Anders als
die Drosselblende in 1 ist die Drosselblende 18 nicht auf
das erste zylindrische Element 21 geschweißt. Die
Drosselblende wird mittels eines ringförmigen Absatzes 28 daran
gehindert, die Endplatte 27 zu berühren.
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Außerdem wird
wegen der Wülste 24 verhindert,
dass die Drosselblende in Richtung des zweiten zylindrischen Elementes 10 gleitet.
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3 zeigt
eine alternative Ausführung,
die nicht von der vorliegenden Erfindung eingeschlossen wird, wo
die Drosselblende 18 stromaufwärts im zweiten zylindrischen
Element 10 installiert ist. Das Vorhandensein einer stromaufwärts angeordneten Drosselblende 18 beeinflusst
die Strömungsgeschwindigkeit
des gespeicherten Gases 11 durch die Austrittsöffnung 14,
da die Austrittsöffnung 14 eine größere Fläche aufweist
als die Öffnung 19.
Eine erste Menge des gespeicherten Gases 11, die das gespeicherte
Gas 11 zwischen der Austrittsöffnung 14 und der
Drosselblende 18 ist, strömt durch die Austrittsöffnung 14.
Andererseits muss eine zweite Menge des gespeicherten Gases 11,
die das gespeicherte Gas 11 zwischen der Drosselblende 18 und
dem ersten Ende 6 ist, durch sowohl die Öffnung 19 als auch
die Austrittsöffnung 14 strömen. Es
wird bevorzugt, dass die Drosselblende 18 in einer Position
näher am
zweiten Ende 7 des zweiten zylindrischen Elementes 10 angeordnet
wird als das erste Ende 6, wodurch die Menge des nicht
gedrosselten Gases begrenzt wird. Indem man so verfährt, kann
der Anfang der Druck-Zeit-Kurve reduziert werden, wodurch unterstützt wird,
dass die Aufblasvorrichtung die Out-of-Position-Forderungen während der
Prüfung auf
Insassenniveau erfüllt.
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Eine
Kaltaufblasvorrichtung mit axialem Fluss, der nicht von der Erfindung
beansprucht wird, wird in 4 gezeigt.
Anders als die Kaltaufblasvorrichtung mit radialem Fluss weist die
Kaltaufblasvorrichtung mit axialem Fluss eine Öffnungsvorrichtung auf, die
unter einem Winkel C montiert ist. In 4 ist der
Winkel C der spitze Winkel, der durch den Schnittpunkt der Längsachse
B der Öffnungsvorrichtung
und der Längsachse
A des zweiten zylindrischen Elementes 10 gebildet wird.
Die Öffnungsvorrichtung
könnte
unter irgendeinem Winkel C montiert werden, aber der bevorzugte
Winkel C ist größer als 10°.
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Indem
die Öffnungsvorrichtung
unter einem Winkel montiert wird, wird eine große Strömungsfläche für das Entweichen des Gases
in der axialen Richtung zugelassen, was bessere Packungsanordnungen
gegenüber
den konventionellen Konzepten mit radialem Fluss gestattet, die
das Gas mittels eines externen Krümmers (nicht gezeigt) in einen
axialen Strom überführen. Es
wird bevorzugt, dass die Öffnungsvorrichtung 1 innerhalb
des axialen Strömungskupplungsstückes 31 so
ausgespart ist, dass sich kein Abschnitt der Öffnungsvorrichtung 1 über den
Querschnitt des zweiten zylindrischen Elementes 10 hinaus
erstreckt.
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Die
in 4 und 5 abgebildeten Kaltaufblasvorrichtungen
mit axialem Fluss zeigen etwas abweichende Konstruktionen. In 4 wird
das erste zylindrische Element 21' teleskopisch in das zweite zylindrische
Element 10 eingesetzt, und die zwei Teile werden zusammengeschweißt. Andererseits
wird in 5 das erste zylindrische Element 21' mittels Reibschweißen an das
zweite zylindrische Element 10 geschweißt, wobei gefordert wird, dass
die Abschnitte der zwei Teile, die zusammengeschweißt werden,
im Wesentlichen den gleichen Radius aufweisen. In 4 ist
die Drosselblende 18 am ersten zylindrischen Element mittels
Laser angeschweißt, wohingegen
die Drosselblende 18 in 5 infolge
eines Absatzes 25 und der Wülste 24 an Ort und
Stelle gesichert ist, was vorangehend diskutiert wurde.
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Die
Kaltaufblasvorrichtung mit axialem Fluss weist eine Öffnungsvorrichtung
auf, die der Öffnungsvorrichtung
für 1 gleicht,
die vorangehend diskutiert wurde. Beim Zerbrechen der Berstscheibe 17 wird
das gespeicherte Gas 11 zuerst mittels des Leitungsabschnittes 26 des
ersten zylindrischen Elementes 21' in eine axiale Richtung gelenkt
und in der gleichen Richtung mittels des axialen Strömungskupplungsstückes 31 weitergelenkt.
Das gespeicherte Gas gelangt dann durch das wahlweise Bruchstücksieb 20b am
Ende des axialen Strömungskupplungsstückes. Das
axiale Strömungskupplungsstück lenkt
das Gas so, dass es in einer axialen Richtung strömt, während es
aus der Kaltaufblasvorrichtung austritt. Um den Vorschriften des
U.S.A. Department of Transportation zu entsprechen, kann die Kaltaufblasvorrichtung
mit axialem Fluss eine Strömungsablenkeinrichtung 32 aufweisen,
die am Ende des axialen Strömungskupplungsstückes 31 befestigt
ist, wie in 6 gezeigt wird. Die Strömungsablenkeinrichtung 32 ändert den
Gasfluss der Kaltaufblasvorrichtung vom axialen Fluss zum radialen
Fluss.