DE69407477T2

DE69407477T2 - Behandlung für Aufblasgas in einem aufblasbaren Rückhaltesystem

Info

Publication number: DE69407477T2
Application number: DE69407477T
Authority: DE
Inventors: Daniel R Leininger; William G Lowe; Linda M Rink
Original assignee: Morton International LLC
Current assignee: Morton International LLC
Priority date: 1993-05-24
Filing date: 1994-03-04
Publication date: 1998-07-16
Anticipated expiration: 2014-03-05
Also published as: JPH06328993A; US5378015A; JP2604978B2; EP0626295B1; EP0626295A1; DE69407477D1; CA2117134A1

Description

Diese Erfindung betrifft allgemein aufblasbare Rückhaltesysteme und spezieller eine verbesserte Behandlung der Emission einer Aufblaseinrichtung eines solchen aufblasbaren Rückhaltesystems.
Sicherheitsrückhaltesysteme, die sich selbst von einem unentfalteten zu einem entfalteten Zustand ohne Notwendigkeit eines Eingriffs durch den Betätiger entwickeln, d. h. UV passive Rückhaltesysteme", und besonders jene, die aufblas bare Säcke oder Kissen aufweisen, sowie die Verwendung solcher Systeme in Motorfahrzeugen waren Gegenstand vieler Diskussionen, bis die Erwünschtheit der Verwendung solcher passiven Rückhaltesysteme in den Vereinigten Staaten allgemeine Akzeptanz erlangte.
Es ist bekannt, einen Fahrzeuginsassen unter Verwendung eines Kissens oder Sackes, das oder der mit Gas aufgeblasen wird, z. B. einem "Airbag" zu schützen, wenn das Fahrzeug einer plötzlichen Entschleunigung unterliegt, wie beispielsweise bei einem Zusammenstoß. Während der Entfaltung ist das sich rasch entwickelnde Gas, mit welchem der Sack typischerweise gefüllt wird, ein Inertgas, z. B. Stickstoff. In solchen Systemen wird das Kissen normalerweise in einem unaufgeblasenen und gefalteten Zustand in einem Gehäuse aufgenommen, um die Raumerfordernisse zu minimieren. Bei Betätigung des Airbagsystems wird Gas aus einer Aufblaseinrichtung abgegeben, um den Sack rasch aufzublasen. Das Kissen dient nach dem Aufblasen dazu, die Bewegung des Fahrzeuginsassen zu begrenzen, während der Zusammenstoß stattfindet. Im allgemeinen sind solche Airbags gewöhnlich so gestaltet, daß sie in nicht mehr als etwa. 30 bis 60 msec aufgeblasen werden.
Aufblasbare Fahrzeugrückhaltesysteme enthalten allgemein mehrere Aufprallsensoren, die allgemein um den Fahrzeugrahmen und/oder das Chassis des betreffenden Fahrzeugs positioniert oder daran befestigt sind und dazu dienen, plötzliche Entschleunigungen durch das Fahrzeug abzufühlen. Der Sensor seinerseits schickt ein Signal an einen aufblasbaren Airbag/- Kissen-Modul oder eine Anordnung, die strategisch in der Fahrerkabine des Fahrzeugs positioniert ist, um eine Entfaltung des Kissens zu bewirken. Im allgemeinen ist ein aufblasbares Kissen, das zum Schutze des Fahrzeugfahrers vorgesehen ist, d. h. ein Airbag auf der Fahrerseite, in einem Speicherabteil befestigt, das in der Lenksäule des Fahrzeugs untergebracht ist. Stattdessen ist ein aufblasbares Kissen für den Schutz eines Mitfahrers auf dem Vordersitz, d. h. ein Airbag auf der Mitfahrerseite, typischerweise in der Instrumententafel/dem Armaturenbrett des Fahrzeugs befestigt.
Typische aufblasbare Kissenrückhaltesysteme verwenden einen Airbagmodul, der allgemein ein äußeres Reaktionsgehäuse oder einen Kanister einschließt, die allgemein als ein Uureaktionskanisteruu oder kürzer als ein Uukanisteruv bezeichnet werden. Der Reaktionskanister dient allgemein dazu, andere Bestandteile des Airbag-Modulsystems zu unterstützen oder zu enthalten einschließlich dessen, was als eine "Airbagaufbleseinrichtung" oder kürzer als "Aufblaseinrichtung" oder alternativ als ein "Generator" bezeichnet wird. Die Aufblaseinrichtung wirkt bei Betätigung so, daß sie das Gas liefert, um den Airbag/das Kissen aufzublasen.
In solchen Systemen verwendete Aufblasvorrichtungen sind typischerweise entweder solche vom pyrotechnischen Typ oder von verschiedenen Typen von Aufblasvorrichtungen, wie gespeichertes Gas, verbrennbares Gas oder, wie mehr und mehr üblich wurde, eine Aufblaseinrichtung vom Hybridtyp, wobei diese Typen von Aufblaseinrichtungen allgemein eine Gasrückorientierung erfordern, da solche Aufblaseinrichtungen typischerweise an einer Seite oder einem Ende der Aufblaseinrichtungsstruktur Gas abgeben.
Pyrotechnische Aufblaseinrichtungen enthalten allgemein ein gaserzeugendes Material, welches bei der Zündung und Aktivierung Gas erzeugt, welches zum Aufblasen des Airbags/- Kissens verwendet wird. Im allgemeinen wird das durch eine pyrotechnische Aufblaseinrichtung erzeugte Aufblasgas aus Öffnungen oder Emissionsmündungen entlang der Länge der Aufblaseinrichtung emittiert.
Im Gegensatz dazu enthalten Aufblaseinrichtungen vom Hybridtyp typischerweise zusätzlich zu einem Körper von zündbarem pyrotechnischem Material allgemein als das zum Aufblasen des Airbags verwendete Primärgas ein gespeichertes komprimiertes Gas, welches bei geeigneter Betätigung zusammen mit pyrotechnisch erzeugtem Gas aus der Aufblaseinrichtung ausgestoßen wird. Als eine Folge der mit der Speicherung von komprimierten Gasen verbundenen Physik hat die Aufblaseinrichtung, in welcher das komprimierte Gas gespeichert wird, typischerweise eine zylindrische Form. Außerdem verläuft die Abgabe von Gas aus einem solchen zylindrisch geformten Gasspeicherbehälter typischerweise mit Hilfe von Öffnungen oder Emissionsmündungen nur an einem Ende des zylindrischen Behälters. Um jedoch eine geeignete Sackentfaltung zu bekommen, ist es allgemein erwünscht, daß das Gas in einer recht gleichmäßigen Weise in den Airbag/das Kissen emittiert wird. Dies ist besonders erwünscht, wenn das Gas nur aus einem Ende oder einer Seite einer Aufblasvorrichtung abgegeben wird. Mit typischen Airbag/Aufblasvorrichtungsanordnungen wird allgemein eine solche gleichmäßige Emission erreicht, indem man eine relativ gleichmäßige Gasemission in den sich entfaltenden Sack entlang der Länge der Gaseinlaßöffnung des direkt oder indirekt mit der Aufblasvorrichtung verbundenen Sackes hat. Auf diese Weise wird der Sack gut gleichmäßig entfaltet und die Gefahr, daß er sich infolge der Abgabe von Gas nur aus einem Ende des Speicherbehälters in Schräglage entfaltet, vermieden.
Die US-Patentschrift Nr. 5 131 680 beschreibt eine Type von Aufblaseinrichtungsanordnungen mit einer Hybridaufblaseinrichtung und einem Diffusor nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Die beschriebene Aufblasanordnung enthält einen allgemein zylindrischen Behälter, einen allgemein zylindrischen Diffusor und eine Verteileranordnung, die an einem Ende des Behälters befestigt sind. Der Diffusor besitzt einen größeren Durchmesser als der Behälter und ist so angeordnet, daß er sowohl den Behälter als auch die Verteileranordnung umgibt. Weiterhin erstreckt sich der Diffusor, der Öffnungen besitzt, durch welche das Gas zu dem Airbag geführt wird, im wesentlichen über die gesamte Länge der Verteileranordnung und einen wesentlichen Abschnitt der Länge des Behälters. Da dieser Diffusor sowohl den Behälter als auch die Verteileranordnung umgibt und in der Lage sein muß, den während des Betriebs auf ihn ausgeübten Spannungen zu widerstehen, sind solche Diffusoren allgemein voluminöser und schwerer, als dies bevorzugt wäre.
In solchen und ähnlichen Hybridaufblaseinrichtungen führt die Verbrennung der Pyrotechnik (gaserzeugend) und der Zündmaterialien unveränderlich zu der unerwünschten Erzeugung von feinteiligem Material. Verschiedene Versuche wurden gemacht und/oder vorgeschlagen, sich mit solchen feinstoffhaltigen Emissionen von Aufblaseinrichtungen zu befassen.
Ein Weg bestand darin, den Airbag mit der feinstoffhaltigen Aufblaseinrichtungsemission einfach aufzublasen. Als ein Ergebnis hiervon kann Feinstoffmaterial aus dem Airbag und in das Fahrzeug abgeblasen werden. Das Feinstoffmaterial besitzt unterschiedliche Größe und enthält typischerweise eine große Menge an Feinstoff im einatembaren Bereich für Menschen und kann folglich Atemprobleme bei Menschen verursachen, die die Feinstoffe eingeatmet haben. Auch können solche Feinstoffe leicht dispergiert und von Luft aufgenommen werden, um als Rauch aufzutreten und dabei zu dem falschen Eindruck zu führen, daß es ein Feuer oder um das Fahrzeug gibt.
Es wurde auch bereits vorgeschlagen, die gasförmige Emission zu sieben, die aus dem pyrotechnischen Teil solcher Hybridaufblaseinrichtungen kommt. Beispielsweise beschreibt die obengenannte US-Patentschrift Nr. 5 131 680 den Einschluß eines Rundsiebes "128" zwischen dem Körper des pyrotechnischen Materials und der Öffnung, durch welche die pyrotechnisch erzeugte Emission zu der unter Druck stehenden gashaltigen Kammer der Hybridaufblaseinrichtung geht.
Auch die US-Patentschrift Nr. 5 016 914 beschreibt die Verwendung eines Filters, das als eine Metallscheibe mit mehreren Öffnungen geeigneter Abmessung darin bezeichnet ist. Die Scheibe ist so beschrieben, daß sie große Teilchen einfängt, wie sie in dem erzeugten Gas vorliegen können.
Solche Techniken zum Filtrieren oder Sieben der gasförmigen Emission des pyrotechnischen Abschnittes der Hybridaufblasvorrichtung vor der Berührung mit dem gespeicherten Druckgas der Aufblasvorrichtung leidet allgemein etwa unter unerwünschter Verlangsamung oder Verhinderung der Wärmeüberführung zu dem gespeicherten Gas. Im allgemeinen ist in solchen Hybridaufblaseinrichtungen die Wärmeübertragung zu dem gespeicherten Gas erwünscht, um erwünschte Ausdehnung des Gases zu bekommen. Folglich kann die Verlangsamung oder Verhinderung erwünschter Wärmeüberführung zu einer Verminderung der Leistung der Aufblaseinrichtung führen. Das Sieben oder Abfiltrieren von Feinstoffen an dieser Stelle in der Aufblaseinrichtung kann unerwünscht einen Gasstrom in der Aufblaseinrichtung bewirken. Beispielsweise kann der Gasstrom aus der pyrotechnischen Kammer und in die Speichergaskammer der Aufblaseinrichtung unerwünscht eingeschränkt werden, was dazu führt, daß der Druck in der pyrotechnischen Kammer ansteigt und dadurch die Möglichkeit von baulichen Fehlern durch eine solche pyrotechnische Kammer wächst.
Somit besteht ein fortgesetzter Bedarf an einer sicheren und wirksamen wirtschaftlichen Vorrichtung und Technik zur Feinstoffentfernung aus der gasförmigen Emission solcher Aufblaseinrichtungen. Die Entfernung solchen Feinstoffmaterials kann Unannehmlichkeiten, denen ein Fahrzeuginsasse als ein Ergebnis der Verwendung solcher Aufblaseinrichtungen in dem System ausgesetzt sein kann, verhindern, minimieren oder reduzieren. Außerdem kann eine solche Feinstoffentfernung Sicherheitsgefahren verhindern, beispielsweise wenn ein Fahrzeuginsasse unnötigerweise in Panik gerät, wenn er oder sie sieht, daß Feinstoffmaterial in dem Fahrzeug dispergiert wird und in der Luft enthalten ist und somit zu dem falschen Schluß kommt, daß das Fahrzeug in Flammen steht.
Außerdem kann die Temperatur der gasförmigen Emission von Aufblaseinrichtungen typischerweise zwischen 538 und 1093 ºC (1000 und 2000 ºF) variieren, je nach zahlreichen voneinander abhängigen Faktoren einschließlich beispielsweise der angestrebten Höhe der Aufblaseinrichtungsleistung sowie der Type und Menge des darin erzeugten und gespeicherten Gases. Als ein Ergebnis davon, daß sie solch hohen Temperaturen ausgesetzt werden, können Airbags aus herkömmlichen Airbag materialien, wie Nylon oder einem Nylonderivat, bei Entfaltung brennen, was seinerseits die Möglichkeit erhöht, daß der Fahrzeuginsasse brennt. Folglich müssen in Verbindung hiermit verwendete Airbags typischerweise aus einem solch hohen Temperaturen widerstehenden Material bestehen oder mit ihm beschichtet werden. Um beispielsweise einem solchen Brennen bei einem Airbag aus Nylongewebe zu widerstehen, kann das Nylongewebematerial des Airbags mit Neopren beschichtet oder ein oder mehrere mit Neopren beschichtete Nylonstücke können an den Stellen des Airbags angeordnet werden, auf die das Heißgas anfänglich auftritt. Wie auf der Hand liegt, sind solche speziell hergestellten oder präparierten Airbags typischerweise teurer herzustellen.
Somit ist ein System erwünscht, das die wirksame Behandlung derart hochtemperierter gasförmiger Emissionen gestattet.
Im Stand der Technik fehlt, Feinstoffe in diesem Größenbereich geeignet von der gasförmigen Emission solcher Aufblaseinrichtungen, wie sie in solchen Systemen verwendet werden, abzufiltrieren. Außerdem bewirkt das mit bekannten Vorrichtungen und Techniken realisierte Filtrieren nicht die erwünschte Rückorientierung von Gasstrom, da die darin verwendeten Filter typischerweise so arbeiten, daß das feinstoffhaltige Gas einfach durch das Filter geführt oder von dem Filter gesiebt wird.
Die vorliegende Erfindung besteht aus einer Aufblaseinrichtungs-Modulanordnung mit einem länglichen Moduldiffusorgehäuse mit Gasbeförderungsöffnungen entlang seiner Länge und
einer länglichen Aufblaseinrichtung, die in dem Gehäuse untergebracht ist, wobei diese Aufblaseinrichtung bei Betätigung aus einem Ende derselben Gas emittiert,
gekennzeichnet durch eine mehrschichtige Filteranordnung, die in dem Gehäuse außerhalb des Endes der Aufblaseinrichtung, aus welchem Gas emittiert wird, befestigt ist, wobei diese Filteranordnung wirksam zur Behandlung der Gasemission einschließlich
a) eines Herausfilterns wenigstens von Feinstoffen mit einem Durchmesser von 3 um oder mehr und
b) einer Rückführung der Gasemission in das Moduldiffusorgehäuse in einer axialen Richtung ist.
Die Erfindung liefert eine Lösung der Probleme einer Behandlung der gasförmigen Emission einer in Längsrichtung geformten Aufblaseinrichtung, die Gas aus einem Ende derselben emittiert und in einem Iängsgeformten Moduldiffusor in einem aufblasbaren Rückhaltesystem untergebracht ist.
Die Filteranordnung ist vorzugsweise in dem Moduldiffusor um das Ende der Hybridaufblaseinrichtung, von welchem Gas emittiert wird, untergebracht und enthält
a) eine erste Schicht eines gegen die hohe Temperatur beständigen Trägermaterials, das ein Metalldrahtsieb umfaßt,
b) wenigstens eine Schicht eines feinen Metalldrahtsiebes,
c) wenigstens eine Schicht eines keramischen Textilwerkstoffes und
d) wenigstens eine Schicht eines keramischen Papiers.
Wie hier verwendet, bedeutet der Ausdruck "stoßneutral" die Herstellung einer Aufblaseinrichtung mit Null-Stoß, wenn sie beispielsweise während einer Entfaltung oder unbeabsichtigt während des Transportes, der Lagerung oder ihrer Handhabung aktiviert wird. Das heißt, die Gasabgabeöffnungen in der Aufblaseinrichtung sind so positioniert, daß das Gas in entgegengesetzten Richtungen abgegeben wird, wodurch keine resultierenden Kräfte auftreten, die dazu neigen, eine physikalische Bewegung der Aufblaseinrichtung zu verursachen. Somit absorbiert die Aufblaseinrichtung die dabei erzeugte Energie allgemein an der Stelle.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung beschrieben, worin
Fig. 1 eine vereinfachte, teilweise geschnittene Draufsicht auf eine Aufblaseinrichtunganordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist,
Fig. 2 eine vereinfachte, teilweise im Schnitt gezeigte Darstellung der Aufblaseinrichtungsanordnung von Fig. 1 im wesentlichen entlang der Linie 2-2 in Fig. 1 und in der Richtung der Pfeile gesehen ist und
Fig. 3 eine vereinfachte Querschnittsdarstellung der Aufblaseinrichtungsanordnung von Fig. 1 im wesentlichen entlang der Linie 3-3 in Fig. 1 und in der Richtung der Pfeile gesehen ist.
Es wird festgestellt, daß Fig. 3 nicht maßstäblich ist, um eine klarere Darstellung speziell angegebener und diskutierter Merkmale nach der Praxis der Erfindung zu erlauben.
Zur Erleichterung der Erläuterung und Diskussion sind in der Zeichnung gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
In der Zeichnung ist eine Aufblaseinrichtungsanordnung, allgemein mit 10 bezeichnet, für die Verwendung beim Aufblasen eines aufblasbaren Fahrzeugrückhaltekissens für die Beifahrerseite eines Fahrzeuges gezeigt. Obwohl die Erfindung nachfolgend unter Bezugnahme auf eine Airbagmodulanordnung für die Beifahrerseite von Kraftfahrzeugen einschließlich Lieferwagen, Lastwagen und besonders Personenkraftwagen beschrieben ist, ist zu verstehen, daß die Erfindung auch mit anderen Typen oder Arten von Airbagmodulanordnungen anwendbar ist, die Anordnungen auf der Beifahrerseite einschließen.
Unter Bezugnahme auf solche Kraftfahrzeuge liegt es auf der Hand, daß infolge gewöhnlicher physikalischer Unterschiede zwischen Airbagmodulanordnungen auf der Beifahrerseite und der Fahrerseite die Erfindung besondere Brauchbarkeit bei Airbagmodulanordnungen auf der Beifahrerseite hat, da zum Beispiel Airbags auf der Beifahrerseite generell vergleichsweise größer sind als jene, die bei Anordnungen auf der Fahrerseite verwendet werden und somit solche Anordnungen auf der Beifahrerseite typischerweine ein vergleichsweise größeres Volumen an Aufblasgas erfordern.
Wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt, enthält die Aufblaseinrichtungsanordnung 10 eine Hybridaufblaseinrichtung 1 2, einen Moduldiffusor 14 und eine mehrschichtige Filteranordnung 16 für den Gasauftreffpunkt. Die Aufblaseinrichtung 12 ist eine längsgeformte Aufblaseinrichtung vom Flaschentyp, wie oben beschrieben. Die Arbeitsweise solcher Aufblaseinrichtungen ist in der Technik bekannt, und somit wird die Aufblaseinrichtung 12 hier nur unter Bezugnahme auf jene Merkmale oder Aspekte beschrieben, die in die Praxis der vorliegenden Erfindung einbezogen sind. Die Aufblaseinrichtung 1 2 enthält einen Gasspeicher/Produktionsabschnitt 20 mit einem ersten Ende 22 und einem zweiten Ende 24 mit einem allgemein rohrförmigen oder zylindrischen in Längsrichtung länglichen Körperabschnitt 26, der sich dazwischen erstreckt. Eine allgemein zylindrische Aufblaseinrichtungsgasausgangsanordnung 30 mit vier in Abstand voneinander angeordneten Gasemissionsöffnungen, Entgasungsöffnungen oder Ausgängen, von denen jede(r) mit dem Bezugszeichen 32 versehen ist, ist an dem ersten Ende 22 gezeigt (beachte: Eine solche Emissionsabgabeöffnung 32 ist in Fig. 1 gezeigt, und eine zweite Emissionsabgabeöffnung 32 ist in Fig. 2 gezeigt, während Fig. 3 die allgemeine Stelle aller vier dieser Emissionsabgabeöffnungen in der beschriebenen Ausführungsform wiedergibt.). In der erläuterten Aufblaseinrichtung 12 haben die vier Gasemissionsöffnungen allgemein gleichen Abstand von etwa 90º um den Umfang der Gasaustrittsanordnung 30, um so eine gleichmäßigere Verteilung des austretenden Gases um den Umfang der Aufblaseinrichtungsanordnung 10 zu fördern und erwünschtermaßen zu der Anordnung zu kommen, die stoßneutral ist.
Es ist jedoch zu verstehen, daß die Erfindung nicht auf die Verwendung in Verbindung mit einer solchen speziell geformten oder ausgebildeten Gasausgangsanordnung beschränkt ist. Die Erfindung kann beispielsweise mit Gasaustrittsanordnungen verschiedener Form und Größen und mit unterschiedlicher Anzahl, Form oder Geometrie der Gasemissionsabgabeöffnungen praktiziert werden, je nach Faktoren wie einer speziellen Anwendung und den erwünschten Leistungserfordernissen. Im allgemeinen werden jedoch vorzugsweise die Gasemissionsabgabeöffnungen gleichen oder symmetrischen Abstand haben, wie oben beschrieben, um eine gleichmäßigere Verteilung des Gases zu fördern und zu einer stoßneutralen Anordnung zu kommen.
Wie oben angegeben, enthält die Aufblaseinrichtungsanordnung 10 einen Moduldiffusor 14. Dieser beherbergt die Aufblaseinrichtung 1 2 und ist ähnlich wie diese ein allgemein in Längsrichtung ausgeformtes Bauteil mit einem ersten Ende 40 und einem zweiten Ende 42 mit einem allgemein rohrförmigen oder zylindrischen in Längsrichtung länglichen Körperabschnitt 44, der sich dazwischen erstreckt. Die Abmessungen des Moduldiffusors 14, insbesondere der Durchmesser und die Länge, sind allgemein so, daß sie es erlauben, die Aufblaseinrichtung 12 darin in wenigstens einer allgemein konzentrischen Weise entlang der Längsachse und Seitenachse einzupassen, was den Durchgang von Gas, z. B. von Gas aus der Aufblaseinrichtung, im Inneren des Moduldiffusors und um den länglichen Körper der Aufblaseinrichtung gestattet. So können die Länge und der Durchmesser in geeigneter Weise verändert werden, um den Leistungserfordernissen spezieller Anwendungen zu genügen. Typischerweise kann der Moduldiffusor aus mehreren Stücken aufgebaut oder ein einstückiges Bauteil sein.
Der Moduldiffusor 14 hat Primäröffnungen 46 und Sekundäröffnungen 47, durch welche Gas in einen Airbag (nicht gezeigt) gelenkt wird. Wie in der Technik bekannt ist, hat der Airbag eine Gaseinlaßöffnung, die mit dem Moduldiffusor verbunden ist, was es erlaubt, den Airbag aufzublasen.
Die Primäröffnungen 46 erstrecken sich allgemein entlang der Länge des in Längsrichtung länglichen Körperabschnittes 44 des Moduldiffusors und dienen als der Hauptgasbeförderungspunkt aus dem Moduldiffusor zu dem Airbag. Die Sekundäröffnungen 47 liegen an dem Moduldiffusorende 40, d.h. jenem Ende des Moduldiffusors um die Aufblaseinrichtungs- Gasausgangsanordnung 30, welches die Filteranordnung 1 6 beherbergt. Die Öffnungen 47 erlauben, daß Gas aus dem Moduldiffusor austritt, nachdem das Gas durch die Filteranordnung 16 gegangen ist. Im allgemeinen dienen solche Sekundäröffnungen dazu, das über die Primäröffnungen 46 beförderte Gas zu ergänzen und so die Gasbeförderung aus der Aufblaseinrichtung und zu dem Airbag um die gesamte Länge des Moduldiffusors vollständiger zu maximieren. Die Realisierung einer ziemlich gleichmäßigen Verteilung der Gasbeförderung um die Länge der Anordnung, wie oben beschrieben, trägt dazu bei, eine gleichmäßigere Entfaltung des damit verbundenen Airbags zu gewährleisten, wie allgemein erwünscht ist. Wie auf der Hand liegt, kann die Erfindung gegebenenfalls ohne die Verwendung solcher Sekundäröffnungen in dem Moduldiffusor praktiziert werden, allgemein mit wenigstens etwas geringerer Reduktion in der Gesamtleistung der Aufblaseinrichtungsanordnung.
Die Moduldiffusoröffnungen 46 und 47 können in solcher Weise, wie im Stand der Technik bekannt, beabstandet, geformt und dimensioniert sein, um eine allgemein gleichmäßigere Verteilung des Gases aus der Aufblaseinrichtungsanordnung in den Airbag zu fördern und dabei ein Aufblasen des Airbags in geordneterer, gleichmäßigerer Weise zu bekommen. Da solche Moduldiffusoraspekte keine Beschränkung der Durchführung der Erfindung bilden, werden sie hier nicht weiter beschrieben.
Die Aufblaseinrichtung 1 2 ist in dem Moduldiffusor 14 derart untergebracht oder befestigt, wie in der Technik bekannt ist, wie mit Hilfe eines Befestigungsschraubbolzens 48, der auf dem Aufblaseinrichtungsende 24 angeordnet ist. Stattdessen kann die Aufblaseinrichtung in dem Moduldiffusor durch Verwendung einer oder mehrerer Befestigungseinrichtungen oder Befestigungstechniken, wie beispielsweise von Nieten, Schrauben, Schweißverbindungen usw., auf einem Aufblaseinrichtungsende 22 oder 24 oder auf beiden befestigt werden. Es ist jedoch verständlich, daß auch andere Verfahren oder Befestigungs- oder Anordnungsarten für eine Aufblaseinrichtung in einem Moduldiffusor in Betracht zu ziehen sind, und die Praxis der Erfindung ist in weiter Auslegung nicht auf irgendeine derartige spezielle Methode oder Befestigungs- oder Anordnungsweise begrenzt oder beschränkt.
Die Filteranordnung 16 ist auch in dem Moduldiffusorgehäuse 14 befestigt. Beispielsweise und wie gezeigt ist die Filteranordnung 16 radial durch den lnnendurchmesser des Moduldiffusors begrenzt und axial mit Hilfe des Endes des Moduldiffusors und eines axialen Arretierungspunktes begrenzt, wie durch die Prallplatte 49, die zwischen der Gasausgangsanordnung 30 und den Primäröffnungen 46 des Moduldiffusors gerade vor der ersten Primäröffnung 46A liegt. Die Prallplatte 49 erstreckt sich von dem Moduldiffusor 14 zu der Aufblas einrichtung 12 und kann dazu dienen, unerwünschten Gasfluß zu verhindern, der sich Kanäle durch den Diffusor sucht, wobei diese Kanalbildung, wenn sie nicht korrigiert wird, zu einer unerwünschten unsymmetrischen Sackentfaltung führen kann. Während die erläuterte Ausführungsform die Einbeziehung nur einer solchen Prallplatte zeigt, ist zu verstehen, daß weitere Prallplatten etwa gerade vor den Primäröffnungen 46B und 46C, gegebenenfalls auch enthalten sein können. Es ist auch zu verstehen, daß bei der breiteren Anwendung der Erfindung Moduldiffusoren mit oder ohne Prallplatten verwendet werden können.
Andererseits können gegebenenfalls alternative Mittel zum axialen Arretieren der Filteranordnung verwendet werden, wie durch Anschweißen der Anordnung an den Moduldiffusor.
Die Filteranordnung 16 ist an dem Inneren des Moduldiffusors 14 entlang dem Körperabschnitt 44 in Nachbarschaft zu dem ersten Ende 40 gegenüber den Gasemissionsabgabeöffnungen 32 der Gasausgangsanordnung 30 der Aufblaseinrichtung befestigt. So ist die Filteranordnung wenigstens grob an dem Punkt oder Abschnitt des Inneren des Moduldiffusors positioniert, wo das die Aufblaseinrichtung verlassende Gas sonst in Berührung treten oder auftreffen würde.
Obwohl die Lage der Filteranordnung 16 allgemein in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist, ist die Bauweise der Filteranordnung 1 6 in größeren Einzelheiten und spezifischer in Fig. 3 gezeigt. Die Form der Filteranordnung wird allgemein die Form des Moduldiffusors bedingen. In der erläuterten Ausführungsform ist die Filteranordnung allgemein ringförmig konstruiert und enthält beispielsweise, aber nicht ausschließlich, beginnend mit der innersten, der Gasausgangsanordnung 30 der Aufblaseinrichtung am nächsten liegenden Schicht, eine Hülle 50 aus gegen hohe Temperatur beständigem Trägermaterial, wie einem Sieb aus rostfreiem Stahldraht 24 × 24, gefolgt von einer Schicht 52 eines Siebes aus feinem Draht, wie aus Hollandgewebe aus rostfreiem Stahl 24 × 110 oder 45 × 170, gefolgt von einer Schicht 54 eines Keramiktextilmaterials, gefolgt von einer Hülle 56 eines Keramikpapiermaterials und vorzugsweise abschließend mit einer Schicht 58, wie einer Hülle eines Trägermatenals, wie es für die Schicht 50 benutzt wird, um zu der Filteranordnung 1 6 zu gelangen, die ein enthaltener Abschnitt zur Einarbeitung in die Aufblaseinrichtungsanordnung 10 ist.
Eine solche Filteranordnung ist bei der Behandlung der feinstoffhaltigen Gasemission von Aufblaseinrichtungen brauchbar und wirksam, wie für die beschriebenen pyrotechnikhaltigen Hybridaufblaseinrichtungen. Die Behandlung kann beispielsweise eine Filtration, Rück- Orientierung und Kühlen der feinstoffhaltigen Aufblaseinrichtungsemission einschließen, die hindurchgeht oder darauf aufprall.
Die Filtrationsbehandlung der Emission einer Aufblaseinrichtung für ein aufblasbares Rückhaltesystem, wie bei der Erfindung, erfolgt allgemein auf dem Weg einer Feinstoffabtrennung, z. B. der Abtrennung fester Verbrennungsproduktteilchen, von dem hindurchgehenden Gas. Im allgemeinen wird die Natur der Feinstoffe von dem Verbrennungsmaterial, z. B. dem pyrotechnischen Material, abhängen. Beispielsweise können typische pyrotechnikhaltige Hybridaufblaseinrichtungen 3 bis 10 g Rückstand emittieren, je nach der gaserzeugenden Type und der Ladung, und hiervon haben typischerweise wenigstens 50 % einen Durchmesesser von weniger als 3 um.
Obwohl die Größe der erzeugten festen Teilchen in Abhängigkeit von zahlreichen voneinander abhängigen Verfahrens- und Formulierungsvariablen einschließlich der Formulierung und Methode der Herstellung des Gaserzeugungsmittels, der Brenngeschwindigkeit des Gaserzeugungsmittels und der Geschwindigkeit der Emission, welche ihrerseits von zahlreichen Variablen abhängt, wie der Größe und Form der Aufblaseinrichtung sowie beispielsweise der Öffnung, wie jener, die das Speichergas mit der pyrotechnikhaltigen Kammer in einigen Aufblaseinrichtungen vom Hybridtyp verbindet, variieren wird, ist die Filteranordnung der Erfindung vorzugsweise wirksam beim Filtrieren von Feinstoffen mit einer Größe von wenigstens 0,4 bis 3 um im Durchmesser. Bezüglich der Filtration bedeutet "wirksam", daß die Filteranordnung vorzugsweise wenigstens 30 % und besonders bevorzugt wenigstens 50 % der in dem Gemisch, welches dabei behandelt wird, enthaltenen Feinstoffe entfernt. Es ist auch zu verstehen, daß die Filteranordnung typischerweise wenigstens einigen Feinstoff mit noch kleinerem Durchmesser entfernen wird.
Die Gasrückführungsbehandlung, die durch das Praktizieren der Erfindung realisiert wird, ist typischerweise von der Art, daß sie den Strom der gasförmigen Emission in einer axialen Richtung in dem Moduldiffusorgehäuse rückwärtsrichtet. Das heißt, das Gas wird entlang der Länge einer solchen in Längsrichtung geformten Aufblaseinrichtung und eines ähnlich geformten Moduldiffusors beispielhalber derart zurückgeführt, daß die Gasemission in den Airbag/das Kissen aus einem solchen Speicherbehälter in recht gleichmäßiger Weise erfolgt. So kann der Sack günstig gleichmäßiger entfaltet werden, und die Gefahr der Sackentfaltung in einer Schräglage infolge der Gasabgabe nur aus einem Ende der Aufblaseinrichtung wird vermieden.
Als ein Ergebnis der Berührung durch die Gasemission mit der relativ großen Oberfläche, die von der Filteranordnung bereitgestellt wird und die ihrerseits zu erhöhter Reibungs- und Leitungswärmeüberführung führt, ergibt die Erfindung eine Reduzierung der Temperatur der zu behandelnden Gasemission. Das Kühlen des Gases erlaubt die Benutzung von relativ billigen Sackmaterialien, wie von unbeschichtetem Nylon, in der Systemanordnung. Auch wird die Gefahr, daß die Gasemission durch das Sackmaterial hindurchbrennt und möglicherweise den Fahrzeuginsassen verbrennt, dramatisch vermindert, wenn nicht gar ausgeschaltet.
Weiterhin ist zu verstehen, daß die spezielle Bauweise und die speziellen Bestandteile, die in der Filteranordnung verwendet werden, geeignet abgewandelt werden können, um speziellen Erfordernissen für Leistungsanforderungen für bestimmte Installationen zu genügen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform einer solchen Filteranordnung kann die innerste Schicht 50 aus anderen geeigneten Materialien bestehen, die erwünschtermaßen einen Träger für anschließende Schichten liefern, während gleichzeitig die Betriebsfunktion bei den relativ hohen Temperaturen aufrechterhalten bleibt, bei denen die Filteranordnung typischerweise im Betrieb arbeitet. Eine solche Schicht dient vorzugsweise auch dem Filtrieren des hindurchgehenden Gases, primär durch Kondensation auf ihrer Oberfläche.
Wie vom Fachmann erkannt werden wird, kann in Abhängigkeit von Faktoren, wie dem speziellen, von der Aufblaseinrichtung verwendeten Gaserzeuger und dem dabei erzeugten Aufblasgas, die Temperaturtoleranz in der Konstruktion einer solchen Schicht verwendeten Materials variieren und somit die Verwendung eines anderen Werkstoffes für eine solche Trägerschicht gestatten oder erfordern, wie die Verwendung von anderen Metallen als rostfreier Stahl sowie von Sieben varuerender Maschengröße und Drahtdurchmesser. Beispielsweise kann für eine Filteranordnung für die Verwendung bei niedrigeren Arbeitstemperaturen, z. B. für das Arbeiten bei Temperaturen von 649 ºC (1200 ºF) oder weniger, die Trägerschicht unter Verwendung von Aluminium aufgebaut sein. Stattdessen kann für ein Arbeiten bei höheren Temperaturen, z. B. 649 bis 1371 ºC (1200 bis 2500 ºF), die Trägerschicht unter Verwendung eines Materials aufgebaut sein, wie einer korrosionsbeständigen Legierung von Nickel und Chrom, wie INCONEL (Handelsname der Huntington AIIYS, Inco Alloys International, Inc.).
Ähnlich können die Maschengröße und der Drahtdurchmesser geeignet verändert oder variiert werden, um die erwünschte Leistung einschließlich zum Beispiel des Ausmaßes einer Reduzierung der Gasgeschwindigkeit und der Temperatur zu bekommen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Erfindung besteht die Schicht 52 aus Hollandgewebe-Siebmaterial aus rostfreiem Stahl 24 × 110. Hollandgewebe ist ein Gewebe, worin Fülldrähte benachbarte Drähte berühren, was zu einem stärkeren Rundweg für die hindurch zu filtrierende Emission führt. Dabei wird sowohl der Fluß des filtrierten Materials verlangsamt als auch in einer axialen Richtung vor der Berührung mit den feineren filtrierenden, stärker ausgeklügelten Filtermediumschicht(en) dispergiert.
Bei der beschriebenen Ausführungsform muß die Schicht 52 auch in der Lage sein, sowohl hohen Temperaturen als auch hohen Gasgeschwindigkeiten zu widerstehen, und somit zeigt diese Schicht vorzugsweise auch gute bauliche Eigenschaften und hohe Temperaturtoleranz. Außerdem kann bei der beschriebenen Ausführungsform diese Schicht auch dazu dienen, größeren Feinstoff vor der Beröhrung mit den anschließenden Schichten von feineren Filtermedien abzufiltrieren. Die frühe Entfernung dieser größeren Teilchen vermeidet das unerwünschte Verstopfen der folgenden Filterschichten und macht so die anschließenden Filterschichten wirksamer, besonders wirksamer für die Abtrennung feinerer Feinstoffe aus dem Gasstrom, der hindurchgeht.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform besteht die Schicht 54 aus Keramiktextilmaterial, vorzugsweise aus einer endlosgewundenen Kieselsäure-Aiuminiumoxid-Borfaser, wie NEXTEL, hergestellt von 3M. Keramik ist bevorzugt, da sie hohen Temperaturen ausgesetzt werden kann. Ein Textilmaterial ist bevorzugt, da gewebte Materialien im allgemeinen leichter eine größere bauliche Unterstützung liefern können als vergleichsweise nichtgewebte Materialien.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform besteht die Schicht 56 aus einem Keramikpapiermaterial, wie einem Aluminiumoxid-Kieselsäure-Fasermaterial, wie 1530L-Keramikpapier, hergestellt von Lydall Technical Papers. Ein solches Keramikpapier schließt die Naßschichtbildung nichtendloser Aluminiumoxid-Kieselsäure-Fasern in einem Papierherstellungsverfahren ein. Vorzugsweise liefert diese Schicht ein Filtrieren von feinen Partikeln und kann auch hohen Temperaturen ausgesetzt werden.
Bei einer bevorzugten Filteranordnungsgestaltung wird die filtrierte Gasemission als ein Ergebnis der vorausgehenden Schichten der Filteranordnung genügend verlangsamt, daß das Keramikpapier den Gasgeschwindigkeiten widerstehen kann, denen es ausgesetzt wird, so daß die Filterleistung einer solchen Keramikpapierschicht nicht signifikant beeinträchtigt wird. Im allgemeinen können solche Keramikpapiermaterialien hohen Temperaturen widerstehen, z. B. Temperaturen bis zu 1093 ºC (2000 ºF).
Wie oben angegeben, kann die Filteranordnung 16 vorzugsweise mit einer Schicht 58 abgeschlossen werden, die dazu dient, das Zusammenhalten der Filteranordnung 16 als eine Einheit zu unterstützen. Eine solche Schicht kann aus dem gleichen Material bestehen, wie es bei der Bildung der Trägerschicht 50 verwendet wird, oder aus einem anderen. Weiterhin kann, wie nachfolgend beschrieben, die Endschicht 58 kontinuierlich mit der Trägerschicht 50 sein.
Bei der Behandlung der Gasemission der Aufblaseinrichtung ist eine solche Filteranordnung besonders wirksam bei der Entfernung von Feinstoffen mit einem mittleren Durchmesser im Bereich von wenigstens 0,4 bis 3 um.
Die Filteranordnung der Erfindung kann nach verschiedenen Methoden gefertigt oder hergestellt werden. Eine bevorzugte Methode zur Herstellung ist die, eine Schicht des Trägerwerkstoffes, z. B. die Schicht von Metalldrahtsieb, einmal um einen Dorn eines geeigneten Durchmessers zu wickeln, um näherungsweise die Filteranordnungsöffnung zu bekommen, die für die Aufblaseinrichtungsanordnung vorgesehen ist. Das Sieb wird dann durch Heftschweißen auf sich selbst befestigt, wie bei 60 (in Fig. 3 gezeigt), wobei sich eine Länge des Siebes von dort aus erstreckt, die allgemein mit dem Bezugszeichen 62 bezeichnet ist. Die anschließenden Schichten der Filteranordnung, z. B. die Schichten 52, 54 und 56, werden dann um die Tcägerschicht plaziert, wobei jede nachfolgende Schicht um die vorausgehende Schicht angeordnet wird. In der oben beschriebenen bevorzugten Filteranordnung, die eine Endschicht 58 von Trägerwerkstoff einschließt, kann eine solche Endschicht durch einfaches Wickeln der oben angegebenen Überstandslänge des Siebes 62 um die dann vorliegende Filteranordnung hergestellt werden.
Eine solche Verwendung einer einzelnen oder zusammenhängenden Schicht für im wesentlichen "sandwichartig" zusammenwirkenden Filtermediumschichten kann das Herstellungsverfahren erleichtern und so die Verwendung längerer Filtermedienlängen erlauben. Im allgemeinen werden solche längeren Werkstofflängen leichter bei der Herstellung gehandhabt, zum Beispiel werden solche größeren Längen typischerweise leichter bei solchen Aufroll- oder Aufwickelherstellungstechniken gehandhabt. Außerdem kann eine solche Verwendung die Herstellung erleichtern, indem die Anzahl der Bestandteile, die in der Anordnung verwendet werden, reduziert wird.
Auch ist verständlich, daß gegebenenfalls verschiedene der Filterschichten vor dem Zusammenbau der verschiedenen Schichten in dem Filter miteinander vereinigt werden können. Beispielsweise können gegebenenfalls die Schicht 54 aus Keramiktextilmaterial und die Schicht 56 aus Keramikpapiermaterial vereinigt werden, um ein laminiertes Material des Keramiktextilwerkstoffes und Papierwerkstoffes für die Verwendung in der Filteranordnung zu bilden. Beispielsweise kann eine Schicht des Keramiktextilmaterials und eine Schicht des Keramikpapierstoffes durch Verwendung eines Klebers miteinander vereinigt werden, wie mit einem RTV-Silikon, das von Shin-Etsu Chemcial Co., Ltd. vertrieben wird, um diese Schichten miteinander zu laminieren.
Obwohl die Erfindung oben unter Bezugnahmp auf die Verwendung in Verbindung mit einer Hybridaufblaseinrichtung beschrieben wurde, ist verständlich, daß sie auch in Verbindung mit anderen Typen von Aufblaseinrichtungen verwendet werden kann, für welche ein Filtrieren und Rückrichten der gasförmigen Emission in der beschriebenen Weise erwünscht ist. Solche anderen Typen von Aufblaseinrichtungen enthalten typischerweise eine Verbrennungsreaktion und senden Gas aus einer sehr begrenzten Anzahl oder Konzentration von Gasemissionsabgabeöffnungen aus. Solche anderen Typen von Aufblaseinrichtungen können beispielsweise verschiedene pyrotech nische Aufblaseinrichtungen einschließen.

Claims

1. Aufblaseinrichtungsmodulanordnung (10) mit

einem länglichen Moduldiffusorgehäuse (14) mit Gasbeförderungsöffnungen (46) entlang seiner Länge und

einer länglichen Aufbiaseinrichtung (12), die in dem Gehäuse untergebracht ist, wobei diese Aufblaseinrichtung bei Betätigung aus einem Ende (22) derselben Gas emittiert,

gekennzeichnet durch eine mehrschichtige Filteranordnung (16), die in dem Gehäuse außerhalb des Endes (22) der Aufblaseinrichtung, aus welchem Gas emittiert wird, befestigt ist, wobei diese Filteranordnung wirksam zur Behandlung der Gasemission einschließlich (a) eines Herausfilterns wenigstens von Feinstoffen mit einem Durchmesser von 3 um oder mehr und (b) einer Rückführung der Gasemission in das Moduldiffusorgehäuse in einer axialen Richtung ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, bei der die Aufblaseinrichtung (12) eine Hybridaufblaseinrichtung umfaßt.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei der die mehrschichtige Filteranordnung (10) ringförmige Konstruktion hat und sich um das Ende (22) der Aufblaseinrichtung erstreckt, aus welcher Gas emittiert wird.

4. Anordnung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, bei der das Moduldiffusorgehäuse (14) Primärgasbeförderungsöffnungen (46) entlang seiner Länge aufweist und außerdem Sekundärgasbeförderungsöffnungen (47) an dem Ende (40) des Moduldiffusorgehäuses um das Gasemissionsende (22) der Aufblaseinrichtung (12) umfaßt.

5. Anordnung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, bei der die mehrschichtige Filteranordnung (16)

a) wenigstens eine Schicht (50) eines hochtemperaturbeständigen Trägermaterials,

b) wenigstens eine Schicht (54) eines Keramiktextilwerkstoffes und

c) wenigstens eine Schicht (56) eines Keramikpapiers umfaßt.

6. Anordnung nach Anspruch 5, bei der der Keramiktextilwerkstoff (54) Siliciumdioxid- Aluminiumoxid-Bor-Fasern umfaßt.

7. Anordnung nach Anspruch 5 oder Anspruch 6, bei der das Keramikpapier (56) ein Aluminiumoxid-Siliciumdioxid-Fasermaterial umfaßt.

8. Anordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, bei der die Schicht (50) von hochtemperaturbeständigem Trägermaterial die radial innerste Schicht der Filteranordnung ist.

9. Anordnung nach Anspruch 8 weiterhin mit einer abschließenden Schicht (58) des hochtemperaturbeständigen Trägermaterials, die als eine Fortsetzung der innersten Schicht (50) ausgebildet ist.

10. Anordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 9 zusätzlich mit einer Schicht (52) von Metalldünndrahtsieb zwischen der Trägerschicht (50) und der Schicht (54) von Keramiktextilwerkstoff.

11. Anordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, bei der das hochtemperaturbeständige Trägermaterial (50) ein Metalldrahtsieb umfaßt.

12. Anordnung nach Anspruch 11 für die Verwendung bei Betriebstemperaturen von nicht mehr als 649 ºC (1200 ºF), bei der das Metall des Drahtsiebes Aluminium ist.

13. Anordnung nach Anspruch 11 für die Verwendung bei Betriebstemperaturen von 649 bis 1371 ºC (1200 bis 2500 ºF), bei der das Metall des Drahtsiebes eine Nickel- und Chromlegierung ist.

14. Anordnung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, bei der die Filteranordnung (16) so ausgebildet ist, daß sie Feinstoffe mit einem Durchmesser von 0,4 um oder mehr herausfiltriert.

15. Aufblasbares Rückhaltesystem mit einer Aufblaseinrichtungsmodulanordnung nach einem der vorausgehenden Ansprüche.