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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Anwendungsgebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf eine Aufblasvorrichtung,
die Gasgeneratoren enthält,
und spezifischer auf eine Zwei-Niveau-Aufblasvorrichtung, die Gas
wahlweise mit unterschiedlichen Raten und Niveaus freigeben kann, und
es damit ermöglicht,
dass ein Airbag oder ein ähnlicher
Typ einer aufblasbaren Sicherheits-Rückhaltevorrichtung
entsprechend verschiedenen Sensoreingaben mit verschiedenen Leistungsniveaus verwendet
werden kann.
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Beschreibung des Standes
der Technik
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In
letzter Zeit hat es einen Bedarf für das Steuern/Regeln der Rate
und der Menge für
das Aufblasen von Sicherheitsvorrichtungen, wie ein Airbag-Rückhaltesystem,
gemäß Variablen
wie Passagiergröße, Position,
Sitzgurt-Verwendung
und der Geschwindigkeit des Fahrzeugs zum Zeitpunkt einer Kollision
gegeben.
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Um
einen optimalen Insassenschutz bereitzustellen, werden von einer
Airbag-Aufblasvorrichtung verschiedene Leistungsniveaus gefordert.
Zum Beispiel wird bei einer Kollision mit hoher Geschwindigkeit
mit einer großen,
nicht angegurteten Person, das vollständige, schnelle Aufblasen des
Airbags gefordert, um die beste Rückhaltungwirkung bereit zu stellen.
Bei Zusammenstößen mit
niedrigerer Geschwindigkeit mit kleineren Insassen oder sogar mit Insassen,
die sich nicht in der vorgesehenen Position befinden, wird eine
niedrigere, langsamere Aufblasrate gefordert, um den Insassen nicht
unbeabsichtigt zu verletzen, wobei aber immer noch genügendes Aufblasen
vorzusehen ist, um Rückhaltung
bereit zu stellen.
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Um
die zwei Aufblasniveaus zu verwirklichen, wurde in dem United States
Patent Nr. 3,773,353 an Trowbridge et al. vorgeschlagen, zwei verschiedene
Ladungen vorzusehen, und eine in dem Fall zu zünden, dass ein langsames Aufblasen erforderlich
ist, und beide in dem Fall einer Hochgeschwindigkeit-Kollision zu
zünden,
um das unter diesen Umständen
notwendige sehr schnelle Aufblasen und das Auslösen des Airbags zu verwirklichen.
In dieser Vorrichtung sind die Ladungen innerhalb eines Behälters angeordnet,
der mit einem nicht-toxischen Gas unter Druck gefüllt ist.
Das Gehäuse
ist mit einer Berstscheibe verschlossen, die von einem Kolben und
einer stangenartigen Anordnung herausgeschlagen wird, wenn eine
erste der zwei Ladungen zur Explosion gebracht ist. Diese Anordnung
leidet jedoch unter dem Nachteil, dass sie relativ komplex ist,
und damit relativ teuer. So sind, zum Beispiel, nicht weniger als
drei Berstscheiben-Anordnungen notwendig. Auch ist jede der Ladungen
durch ein inneres Gehäuse
und einen jeweiligen aufbrechbaren Verschluss von dem Behälter und
dem Behältergas
isoliert.
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United
States Patent Nr. 3,905,515 an Allemann offenbart einen anderen
zweistufigen Aufblas-Aufbau, der zwei einzelne Ladungen verwendet, und
die Ladung in einer Kammer anbringt, die zur Speicherung eines nicht-toxischen
Gases unter Druck verwendet wird. Diese Anordnung ist jedoch noch
komplexer als die in Patent Nr. 3,773,353. In dieser Anordnung formt
ein Bereich der Berstscheibe den Kopf eines gleitbaren Wechselventil-Elements, das
in einen Abgaskanal hineingeführt
werden kann, um das auf eine Explosion einer oder beider der zwei Ladungen
folgende Ausströmen
von Gasen teilweise zu drosseln.
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Ein
weiteres wichtiges Anliegen bei einer Zwei-Niveau-Aufblas-Konstruktion
ist die Entsorgbarkeit des Aufblasvorrichtung-Aufbaus nach der Verwendung,
wenn, zum Beispiel, der Aufblasvorrichtung-Aufbau für die Entsorgung
entfernt wird oder das gesamte Fahrzeug verschrottet wird. In Zwei-Niveau-Vorrichtungen
kann, wenn ein Gasgenerator gezündet
worden ist, zum Beispiel als Reaktion auf eine Kollision bei niedriger
Geschwindigkeit, der andere Generator zündbar bleiben, wodurch er vielleicht
während
der Beseitigung oder der Fahrzeuglagerung mögliche Sicherheitsbedenken
aufwerfen kann. Wenn er unbeabsichtigt gezündet wird, könnte der
zweite Generator heiße
Hochdruckgase erzeugen.
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Aus
diesem Grunde wird es vorgezogen, dass im Fall eines Szenarios,
bei dem nur der erste Generator verwendet wird, auch der zweite
Generator nach dem unmittelbaren Zusammenprall, aber noch innerhalb
des Zusammenstoßereignisses,
das heißt
bis zu 100 Millisekunden nach dem Zusammenprall, verwendet wird.
In diesem Fall ist es wichtig, so wenig Leistungsausstoß wie möglich in
den Airbag vorzusehen, sodass der Airbag sich nicht wieder aufbläst und auf
den Insassen einwirkt.
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Die
europäische
Patentveröffentlichung
Nr. 800965 für
Buchanan offenbart eine Aufblasvorrichtung, die ein kugelförmiges Gehäuse, das
eine Hauptkammer bildet, und zwei in der Hauptkammer angebrachte
Heizvorrichtungen aufweist. Die Heizvorrichtungen werden sequenziell
aktiviert, um einen breiten Leistungsbereich zu erzielen. Jede Heizvorrichtungen
ist jedoch mit einer Sperrhülle überzogenen,
um die Vorrichtung von dem Gas in der Hauptkammer zu isolieren.
Als ein Ergebnis muss der Druck in der Heizvorrichtung auf ein Niveau
ansteigen, das ausreichend ist, um die Sperrhülle zu zerreißen. Auch
verbrennt das Gaserzeugungsmaterial aufgrund der Natur des in Aufblasvorrichtungen
typischerweise verwendeten Gaserzeugungsmaterials unter größerem Druck
schneller, wodurch ein erhöhtes
Aufheizen und/oder erhöhte
Gaserzeugung verursacht werden. Wenn diese Aufblasvorrichtung in
einen dualen Modus betrieben würde,
und nur eine Heizvorrichtung entsprechend einem Aufprall bei niedriger
Geschwindigkeit aktiviert würde,
könnte
die absichtliche oder unbeabsichtigte Zündung des verbleibenden Gasgenerators
ausreichend sein, den Airbag wieder aufzublasen.
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Auch
sind die Heizvorrichtungen von dem gespeicherten Gas isoliert, wodurch
Volumen verschwendet wird, das von dem gespeicherten Gas eingenommen
werden könnte,
was die gesamte Aufblasvorrichtung kleiner machen könnte. U.S.
Patente Nrn. 5,582,482 und 5,630,619 offenbaren andere ähnliche
Aufblasvorrichtungen. Diese Aufblasvorrichtungen sind jedoch mit
mehrfachen Berstscheiben und mehrfachen Behältern unnötig komplex, und es ist außerdem auch
wahrscheinlich, dass sie bei späterer
Zündung
eines nicht genutzten Generators das Wiederaufblasen des Airbags
verursachen. Außerdem
leiden die bei Trowbridge et al. und Allemann oben besprochenen
Vorrichtungen unter ähnlichen Nachteilen
wie die bei Buchanan offenbarte Vorrichtung.
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Das
Dokument
GB 2 312 492 offenbart
eine Hybrid-Aufblasvorrichtung
für einen
Airbag, die einen Gasspeichertank mit einem verschlossenen Ausgang
umfasst; eine in gasförmiger
Form unter Druck in dem Tank gespeicherte Gasversorgung; pyrotechnisches
Material zum effektiven Aufheizen und Expandieren des Versorgungsgases;
Einleitungsmittel zum Zünden
des pyrotechnischen Materials, und Mittel zum Öffnen des verschlossenen Ausgangs,
um es dem aufgeheizten Material zu ermöglichen, durch den Ausgang
zu einem Airbag zu strömen,
wenn es erforderlich ist, dass der Airbag aufgeblasen wird; wobei
das pyrotechnische Material mindestens eine spulenförmig eng
gewickelte Lage pyrotechnischen bahnförmigen Materials umfasst, das
aus einer oder mehreren Substratsschichten oxidierenden polymerischen
Films besteht, mit einer Schicht oxidierbaren Materials auf mindestens
einem Bereich mindestens einer Oberfläche der, oder jeder Substratsschicht, wobei
der polymerische Film und das oxidierbare Material bei einer Zündung gemeinsam
geeignet sind, exotherm zusammen zu reagieren; ein Feuer erzeugendes
Boostermittel, das durch das Einleitungsmittel entzündbar ist,
und so gelegen und angepasst ist, dass das Brennen des Boosters
die spulenförmige Ladung
auf einer gekrümmten
Oberfläche
der Spule im Wesentlichen gleichzeitig entzündet hat.
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Die
Aufgabe des Dokuments ist es, eine Aufblasvorrichtung mit Aufblasraten-Charakteristiken zur
Verfügung
zu stellen, die für
einen sicheren Ablauf der Aufblasvorrichtung über einen weiten Bereich von
Niveaus von Fahrzeugzusammenstoss-Geschwindigkeiten und/oder Insassenpositionen
geeignet ist, wenn ein Fahrzeug in einen Zusammenstoss involviert
ist.
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Folglich
gibt es einem Bedarf für
eine kosteneffektive, kompakte, einfache Zwei-Niveau-Aufblasvorrichtung,
die geeignet ist, nach der Zündung
eines ersten Generators die Zündung
eines zweiten Generators ohne Wiederaufblasen eines eingefallenen
Airbags zu ermöglichen,
um die Einheit so für
eine Beseitigung zu deaktivieren.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es daher, die Nachteile des Stands
der Technik zu überwinden
und eine kosteneffektive, wie auch sichere Zwei-Niveau-Aufblasvorrichtung
zur Verfügung
zu stellen, die eine effektive Zwei-Niveau-Ausführung erlaubt.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Zwei-Niveau-Aufblasvorrichtung vorzusehen,
die das Zünden
eines oder beider Generatoren ermöglicht, wodurch das Aufblasen
des ersten Airbags und die folgende Zündung eines zweiten Generators
verursacht wird, in einem Szenario, das nur die Ausstoßleistung
eines Generators ohne Wiederaufblasen des Airbags fordert.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Zwei-Niveau-Aufblasvorrichtung vorzusehen,
die eine in Einheiten aufgeteilte Generatorkanister-Untergruppe
aufweist, die das für
das gespeicherte Gas verfügbare
interne Volumen maximiert, einfach transportierbar ist, und einfach
an dem Aufblasvorrichtung-Aufbau angebracht ist.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es noch, eine Zwei-Niveau
Aufblasvorrichtung vorzusehen, die die Sicherheit für das Personal nach
einem Fahrzeugunfall verbessert, indem sie die Deaktivierung des
zweiten Generators innerhalb des Zusammenstoßereignisses erlaubt.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Zwei-Niveau-Aufblasvorrichtung vorzusehen,
welche es erlaubt, die Gasgenerator-Ladungen, abhängig von
Systemanforderungen, auf jedem Niveau unabhängig voneinander einzustellen, wodurch
die Möglichkeit
der Massenfertigung maximiert wird.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es noch, eine Zwei-Niveau
Aufblasvorrichtung vorzusehen, die die Kosten und die Größe des Zusammenbaus
minimiert.
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Diese
und andere Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden gelöst, indem
eine Zwei-Niveau Aufblasvorrichtung zum Aufblasen eines Fahrzeug-Rückhaltesystems
zur Verfügung
gestellt wird, die ein äußeres Gehäuse, das
eine Kammer zum Aufnehmen einer Menge gespeicherten Inertgases und
einen Auslass, um das Druckgas in die Fahrzeug-Rückhaltevorrichtung zu leiten,
aufweist, einen ersten in der Kammer angebrachten Generatorkanister,
mit einer ersten Kanisterwand, die einen Hohlraum bildet, der Gaserzeugungsmaterial
und eine Vielzahl von Öffnungen
enthält,
um eine offene Kommunikation zwischen dem Hohlraum und der Kammer
zu erlauben, und einen zweiten in der Kammer angebrachten Generatorkanister,
mit einer zweiten Kanisterwand, die einen Hohlraum bildet, der ein Gaserzeugungsmaterial
und eine Vielzahl von Öffnungen
enthält,
um eine offene Kommunikation zwischen dem Hohlraum und der Kammer
zu ermöglichen,
umfasst. Es ist wichtig, dass das Gaserzeugungsmaterial sowohl in
dem ersten Generatorkanister als auch in dem zweiten Generatorkanister
dem gespeicherten Inertgas ausgesetzt ist, um einen unerwünschten
Druckanstieg in dem jeweiligen Hohlraum bei Zündung des Erzeugungsmaterials
zu verhindern, und das für
das Druckgas verfügbare
interne Volumen zu maximieren, wodurch die Gesamtgröße der Aufblasvorrichtung
minimiert wird. Die Zwei-Niveau Aufblasvorrichtung enthält auch
einen ersten und einen zweiten Zünder
zum Entzünden
des Gaserzeugungsmaterials in dem ersten und dem zweiten Generatorkanister.
Das Gaserzeugungsmaterial in dem ersten und/oder zweiten Generatorkanister
ist von einer Art, die nicht geeignet ist, unter niedrigem Druck
wirksam zu verbrennen. Als ein Ergebnis kann das nicht entzündete Erzeugungsmaterial
in einem der Generatorkanister, auf die Zündung des anderen Generatorkanisters
folgend, entzündet werden,
ohne die verbundene Fahrzeug-Rückhaltevorrichtung,
d.h. den Airbag, wieder aufzublasen.
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Vorzugsweise
enthält
jeder des ersten und zweiten Generatorkanisters eine Boosterladung,
die in dem Hohlraum zwischen dem Zünder und den Erzeugungsmaterial
angebracht ist. Mindestens eine erste Öffnung und mindestens eine
zweite Öffnung enthalten
vorzugsweise eine Boosteröffnung,
die an eine der Boosterladungen angrenzend positioniert ist, und
mindestens einen Zünder.
Die Vielzahl von Öffnungen
erstreckt sich vorzugsweise in Längsrichtung
entlang des jeweiligen Generatorkanisters. Die Vielzahl von Öffnungen
kann zwei Reihen von Öffnungen
enthalten. Der erste Generatorkanister kann eine erste vorbestimmte
Menge von Gaserzeugungsmaterial enthalten, während der zweite Generatorkanister
eine zweite vorbestimmte Menge an Material enthalten kann, die größer oder
geringer als die erste vorbestimmte Menge ist.
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Die
vorliegende Erfindung ist auch auf eine Zwei-Niveau Aufblasvorrichtung
zum Aufblasen eines Fahrzeugsicherheit-Rückhaltesystems
ausgerichtet, die ein äußeres Gehäuse, das
eine Kammer zum Aufnehmen einer Menge von Inertgas mit einem ersten
vorbestimmten Druckniveau, und einen Auslass, um das Druckgas in
das Fahrzeugsicherheit-Rückhaltesystem
zu leiten, aufweist, eine Berstscheibe, die so positioniert ist,
dass sie den Auslass verschließt
und geeignet ist, zu Bruch zu gehen, wenn der Druck in der Kammer
ein zweites vorbestimmtes Druckniveau erreicht, das größer ist
als das erste vorbestimmte Druckniveau, einen ersten in der Kammer
angebrachten Generatorkanister, der einen Gaserzeugungsmaterial
enthaltenden Hohlraum und eine Vielzahl von Öffnungen aufweist, die in dem
Kanister gebildet sind, um eine offene Kommunikation zwischen dem
Hohlraum und der Kammer zu ermöglichen,
und einen zweiten in der Kammer angebrachten Generatorkanister,
der einen Gaserzeugungsmaterial enthaltenden Hohlraum und eine Vielzahl
von Öffnungen
aufweist, um eine offene Kommunikation zwischen dem jeweiligen Hohlraum
und der Kammer zu ermöglichen,
umfasst. Die Zwei-Niveau-Aufblasvorrichtung
enthält
auch einen ersten und einen zweiten Zünder zum Entzünden des
Erzeugungsmaterials in dem ersten und in dem zweiten Generatorkanister.
Es ist wichtig, dass die Zwei-Niveau-Aufblasvorrichtung auch eine
Zündung-Verhinderungsanordnung
enthält,
um unbeabsichtigtes Entzünden
des Gaserzeugungsmaterials in dem zweiten Generatorkanister bei
Entzünden
und Verbrennen des Gaserzeugungsmaterials in dem ersten Generatorkanister zu
verhindern. Bei der Zündung-Verhinderungsanordnung
werden die Vielzahl der Öffnungen
in dem ersten Generatorkanister in einer ausreichenden Distanz voneinander
positioniert sind, damit das aus der Vielzahl von Öffnungen
strömende
Gas durch das Inertgases in der Kammer ausreichend gekühlt wird, bevor
es zu der Vielzahl von Öffnungen
in dem zweiten Generatorkanister gelangt. Jeder des ersten und zweiten
Generatorkanisters umfasst eine erste Seite, die in eine gemeinsame
erste Richtung zeigt, und eine zweite Seite, die in eine gemeinsame
zweite Richtung zeigt, die der ersten Richtung im Wesentlichen gegenüber liegt.
Die Zündung-Verhinderungsanordnung
umfasst die Vielzahl von Öffnungen,
die auf der ersten Seite des ersten Generatorkanisters positioniert
sind, während
die zweite Seite des ersten Generatorkanisters frei von Öffnungen
ist. Die Zündung-Verhinderungsanordnung
umfasst auch die Vielzahl von Öffnungen,
die auf einer zweiten Seite des zweiten Generatorkanisters positioniert
sind, während
die erste Seite des zweiten Generatorkanisters frei von Öffnungen
ist. Zwischen den beiden Generatoren auf der gemeinsamen Basis gibt
es auch eine Abdichtvorrichtung, um eine unbeabsichtigte Zündung des
zweiten Generators zu verhindern.
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Die
vorliegende Erfindung ist auch auf eine Aufblasvorrichtung zum Aufblasen
eines Fahrzeugsicherheit-Rückhaltesystems
gerichtet, die ein äußeres Gehäuse mit
einer Kammer zum Aufnehmen einer Menge gespeicherten Inertgases,
und einen in der Kammer angebrachten in Einheiten aufgeteilten Gasgenerator-Kanister-Aufbau
aufweist, der einen ein Gaserzeugungsmaterial enthaltenden ersten
Generatorkanister und einen zweiten Generatorkanister, der ein Gaserzeugungsmaterial
enthält
und an den ersten Generatorkanister angrenzend positioniert ist, und
eine gemeinsame Basis umfasst, die mit einem ersten Ende sowohl
des ersten als auch des zweiten Generator-Gehäuses verbunden ist, wobei die
gemeinsame Basis mit dem äußeren Gehäuse verbunden
ist. Die Aufblasvorrichtung umfasst auch einen ersten Zünder, der
am ersten Ende des ersten Generatorkanisters, an die gemeinsame
Basis angrenzend, positioniert ist, um das Gaserzeugungsmaterial in
dem ersten Generatorkanister zu entzünden, und einen zweiten Zünder, der
am ersten Ende des zweiten Generatorkanisters, an die gemeinsamen
Basis angrenzend, positioniert ist, um das Gaserzeugungsmaterial
in dem zweiten Generatorkanister zu entzünden. Der erste und der zweite
Generatorkanister sind vorzugsweise zylindrisch geformt, und die
gemeinsame Basis umfasst einen Befestigungsflansch, der von dem
ersten und dem zweiten Generatorkanister auf zwei gegenüberliegenden
Seiten des in Einheiten aufgeteilten Gasgeneratorkanister-Zusammenbaus
quer nach außen
verläuft.
Das äußere Gehäuse weist
vorzugsweise im Allgemeinen einen kreisförmigen Stirnquerschnitt auf,
und die gemeinsame Basis ist innerhalb der Kammer des äußeren Gehäuses positioniert.
Das äußere Gehäuse kann eine
Endkappe umfassen, die angebracht ist, um ein Ende der Kammer zu
verschließen,
und einen Auslass, der auf einem gegenüberliegenden Ende der Kammer
gebildet ist, sodass eine Berstscheibe positioniert werden kann,
um den Auslass zu verschließen
und sie dafür
einzurichten, zu Bruch zu gehen, wenn der Druck in der Kammer ein
vorbestimmtes Druckniveau erreicht. Vorzugsweise sind der erste und
zweite Zünder
an der Endkappe angebracht. Sowohl der erste Generatorkanister als
auch der zweite Generatorkanister umfassen vorzugsweise auch eine
Vielzahl von Öffnungen,
die das Gaserzeugungsmaterial dem gespeicherten Inertgas in der Kammer
aussetzen, um beim Zünden
des zweiten Gaserzeugungsmaterials einen unerwünschten Druckanstieg in dem
Hohlraum zu verhindern.
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KURZBESCHREIBUBG
DER ZEICHNUNGEN
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1a ist
eine Querschnittansicht der erfindungsgemäßen Aufblasvorrichtung, die
den in Einheiten aufgeteilten, in der Ebene 1a-1a von 1b 1b
geschnittenen Gasgenerator Kanister-Aufbau der vorliegenden Erfindung
umfasst;
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1b ist
eine Endansicht eines Endes der Aufblasvorrichtung aus 1a,
die die Positionierung der Zünder
zeigt;
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1c ist
eine Querschnittansicht der Aufblasvorrichtung aus 1a,
die entlang der Ebene 1c-1c geschnitten ist;
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1d ist
eine teilweise Querschnittansicht der erfindungsgemäßen Aufblasvorrichtung,
die entlang der Ebene 1d-1d in 1b geschnitten
ist;
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2a ist
eine Querschnittansicht des in Einheiten aufgeteilten Gasgenerator
Kanister-Aufbaus der vorliegenden Erfindung;
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2b ist
eine perspektivische Ansicht, die eine Seite des in Einheiten aufgeteilten
Gasgenerator-Kanister-Aufbaus der vorliegenden Erfindung zeigt;
und
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2c ist
eine perspektivische Ansicht des in Einheiten aufgeteilten Gasgenerator-Kanister-Aufbaus
in einer umgekehrten Position, die eine gegenüberliegende Seite des Aufbaus
zeigt.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Bezug
nehmend auf 1A, wird eine Zwei-Niveau-Aufblasvorrichtung
oder Gasgenerator (inflator, im folgenden Aufblasvorrichtung genannt) der
vorliegenden Erfindung gezeigt, im Allgemeinen mit 10 gekennzeichnet,
die effektiv und zuverlässig funktioniert,
um ein Aufblasen einer Fahrzeugsicherheit-Rückhaltevorrichtung, d.h. eines
Airbags, auf hohes Niveau und mit hoher Rate im Fall, zum Beispiel, einer
Hochgeschwindigkeit-Fahrzeugkollision zur Verfügung zu stellen, oder, alternativ,
ein Aufblasen eines Airbags auf niedriges Niveau und bei geringer Rate
im Fall einer Kollision bei niedriger Geschwindigkeit. Die Zwei-Niveau
Aufblasvorrichtung 10 umfasst im Allgemeinen ein äußeres Gehäuse 12,
das eine Kammer 14 bildet, einen in der Kammer 14 positionierten,
in Einheiten aufgeteilten Gasgenerator -Kanister-Aufbau 16,
und die ersten und zweiten Zünder 18, 20 zum
Einleiten der Verbrennung des Gaserzeugungsmaterials in dem in Einheiten
aufgeteilten Gasgeneratorkanister-Aufbau 16.
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Wie
in den Figuren 1a–1c gezeigt, enthält das äußere Gehäuse 12 einen
im allgemeinen zylindrisch geformten Gehäusebereich 22, eine auf
einem Ende des Gehäusebereichs 22 so
angebrachte Endkappe 24, dass sie abdichtend die Kammer 14 verschließt, und
ein an einem gegenüberliegenden
Ende des Gehäusebereichs 22 angebrachtes
Auslassstück 26.
Das Auslassstück 26 erstreckt sich
in die Kammer 14 und umfasst Auslassöffnungen 28, um Gas
von der Kammer 14 in einen Airbag (nicht gezeigt) zu leiten.
Ein Diffusor 30 ist unmittelbar vor den Auslassöffnungen 28 angebracht
und eine Berstscheibe 32 ist unmittelbar vor dem Diffusor 30 angebracht.
Die Berstscheibe 32 ist geeignet, unter Anwendung eines
vorbestimmten Drucks zu Bruch zu gehen, wodurch es dem Druckgas
ermöglicht
wird, aus der Kammer 14 durch die Auslassöffnungen 28 in
einen Airbag zu strömen.
Nachdem die Zwei-Niveau Aufblasvorrichtung 10 zusammengebaut
ist, einschließlich
der Installation des in Einheiten aufgeteilten Generatorkanisters 16,
wie im Folgenden ausführlicher
beschrieben, wird die Endkappe 24 hermetisch verschlossen.
Eine Füllöffnung 34 ist
in der Endkappe 24 vorgesehen, um das Beladen der Kammer 14 unter
Druck mit einem ausgewählten, nicht-toxischen
Gas, wie Argon oder Helium, zu erleichtern.
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Wie
in den 1a, 1c und 2a–2c gezeigt,
umfasst der in Einheiten aufgeteilte Gasgenerator-Kanister-Aufbau 16 einen durch
eine erste Kanisterwand 38 gebildeten ersten Generatorkanister 36,
und einen durch eine zweite Kanisterwand 42 gebildeten
zweiten Generatorkanister 40. Sowohl der erste als auch
der zweite Generatorkanister 36 und 40 sind im
Allgemeinen zylindrisch geformt, um die jeweiligen Hohlräume 44 und 46 zu bilden.
Ein Erzeugungsmaterial, mit 48 bezeichnet, ist in jedem
Hohlraum 44, 46 positioniert, um beim Zünden Gas
zu erzeugen. Um die Zwei-Niveau-Funktion zu verwirklichen, ist in
dem ersten Generatorkanister 36 eine ausreichende Menge
von Gaserzeugungsmaterial 48 positioniert, um das Aufblasen
eines Airbags auf ein reduziertes Niveau und bei reduzierter Rate
während,
zum Beispiel, einer Kollision bei niedriger Geschwindigkeit ohne
dass Zünden
und Brennen des zweiten Generatorkanisters 40 zu ermöglichen.
Der zweite Generatorkanister 40 umfasst eine Menge von
Gaserzeugungsmaterial 48, das bei Zündung mit dem ersten Generatorkanister 36 in
Kombination ein höheres
Aufblasniveau und eine höhere
Aufblasrate erzeugen wird, welche, zum Beispiel, bei einer Hochgeschwindigkeit-Kollision
erwünscht
sind. Das Gaserzeugungsmaterial 48 wird in dem jeweiligen
Hohlraum 44, 46 durch eine Vorspannfeder 50 und
einen Federteller 52 in Position gehalten. Der erste und
der zweite Generatorkanister 36, 40 enthalten
jeder auch eine Boosterladung 54, die in einem Boostergehäuse 56 positioniert
ist, das an einem Ende jedes Hohlraums an den ersten Zünder 18 und
den zweiten Zünder 20 angrenzend
angebracht ist. Die Boosterladung 54 bewirkt eine effektivere
und zuverlässigere
Zündung des
Erzeugungsmaterials 48 durch die Zünder 18, 20.
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Der
in Einheiten aufgeteilte Gasgenerator-Kanister-Aufbau ist vorteilhafterweise
als ein integraler, in Einheiten aufgeteilter Aufbau ausgebildet, der
vor dem abschließenden
Zusammenbau einfach transportiert werden kann. Insbesondere werden
der erste und der zweite Generatorkanister 36, 34 aneinander
anstoßend
angebracht und mit einer gemeinsamen Basis 58 verbunden,
wie in 2a–2c deutlich
gezeigt ist. Die Größe des in
Einheiten aufgeteilten Gasgenerator-Kanister-Aufbaus 16 ist durch die Bildung
einer gemeinsamen Basis 58, deren Durchmesser im wesentlichen
nicht größer ist
als die kombinierte äußere Breite
des ersten und zweiten Generatorkanisters 36 und 40,
minimiert. Die gemeinsame Basis 58 umfasst zwei Befestigungsflansche 60,
die sich von einer mittleren Öffnung 62,
die so geformt ist, dass sie ein Ende des ersten und zweiten Generatorkanisters 36, 40 eng
passend aufnehmen kann, radial nach außen erstrecken. Die gemeinsame
Basis 58 umfasst auch einen Stützring 64, der sich
um die mittlere Öffnung 62 herum
erstreckt, um den ersten und zweiten Generatorkanister 36, 40 abzustützen und
einen Aufstellort zur Verbindung der beiden vorzusehen. Der erste
und der zweite Generatorkanister 36, 40 können mit
der gemeinsamen Basis 58, und insbesondere mit dem Stützring 64,
z. B. durch Löten
oder Schweißen,
verbunden werden. Als ein Ergebnis, ist der in Einheiten aufgeteilte
Gasgenerator-Kanister-Aufbau in sich abgeschlossen und hochkompakt,
während
er einfach transportierbar und an das äußere Gehäuse 12 anfügbar ist.
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Wie
in 1a, 1c und 1d gezeigt, ist
der in Einheiten aufgeteilte Gasgenerator-Aufbau 16 in
einer Kammer 14 angebracht, indem die gemeinsame Basis 58 mit
der Endkappe 24 in einer beliebigen herkömmlichen
Weise verbunden wird. Eine Abdichtvorrichtung 75 ist zwischen
der gemeinsamen Basis 58 und der Endkappe 24 angebracht,
um außerdem
sicherzustellen, dass es keine unbeabsichtigte Zündung des zweiten Generators
gibt. Der erste und der zweite Zünder 18 und 20 sind
jeweils an dem inneren Bereich der Endkappe 24 angebracht
und erstrecken sich in den jeweiligen ersten und zweiten Generatorkanister 36 und 40.
Die gegenüberliegende
Seite des ersten und zweiten Zünders 18 und 20 weist
Anschlussstücke
für die
Verbindung mit der geeigneten elektrischen Verkabelung auf, um Zündsignale
an die Zünder
zu liefern.
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Der
erste und der zweite Generatorkanister 36 und 40 weisen
jeder eine Vielzahl von Öffnungen auf,
die in der jeweiligen Kanisterwand gebildet sind, um es dem jeweiligen
Hohlraum zu ermöglichen,
direkt mit der Kammer 14 zu kommunizieren. Wie in 2b und 2c gezeigt,
weist besonders der Generatorkanister 36 eine Vielzahl
von Öffnungen 66 auf,
die auf einer ersten Seite 70 des in Einheiten aufgeteilten
Gasgenerator-Kanister-Aufbaus 16 positioniert sind, während der
zweite Generatorkanister 40 eine Vielzahl von Öffnungen 68 aufweist,
die auf einer zweiten Seite 72 des in Einheiten aufgeteilten Generatorkanister-Aufbaus 16 gebildet
sind. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel,
wie in den 2b und 2c gezeigt,
umfasst die in dem ersten Generatorkanister 36 gebildete
erste Vielzahl von Öffnungen 66 zwei
Reihen von Öffnungen,
die sich in Längsrichtung
entlang des Kanister 36 erstrecken. Die Vielzahl von Öffnungen 66 umfasst
auch ein Paar von Boosteröffnungen 67,
um den Druck von der Boosterladung 54 zu steuern. Ebenso
umfasst die Vielzahl von Öffnungen 68 zwei
Reihen von Öffnungen,
die sich in Längsrichtung
entlang der zweiten Seite des zweiten Generatorkanisters 40 erstrecken und
die Boosteröffnungen 69 enthalten.
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Es
ist wichtig, dass die Vielzahl von Öffnungen 66 und 68 das
Erzeugungsmaterial in dem ersten und zweiten Generatorkanister 36,
beziehungsweise 40, den in der Kammer 14 vorliegenden
Bedingungen direkt aussetzt. Das in dem ersten und zweiten Generatorkanister 36 und 40 positionierte
Erzeugungsmaterial 48 weist keine andere Ummantelung, Hülle oder
Verpackung zwischen dem Erzeugungsmaterial und den Kanisterwänden auf,
was dazu führen
würde,
dass sich in dem jeweiligen Hohlraum der Kanister während der
anfänglichen
als auch der fortgeschrittenen Zündung
und des Verbrennens sowohl des Booster- als auch des Erzeugungsmaterials Druck
aufbauen würde.
Es ist wichtig, dass diese Konstruktion es dem zweiten Generatorkanister 40 ermöglicht,
zu einer vorbestimmten Zeit nach der Zündung des ersten Generatorkanisters 36 ohne Wiederaufblasen
des Airbags nachfolgend gezündet zu
werden. Zum Beispiel, wird während
einer Kollision bei niedriger Geschwindigkeit, der erste Generatorkanister 36 gezündet, wodurch
das von dem ersten Generatorkanister 36 erzeugte heiße Gas in
der Kammer 14 einen weiteren Druckaufbau verursacht. Während das
Erzeugungsmaterial 48 brennt, wird das Gas sofort durch
die Vielzahl der Öffnungen 66 in die
Kammer 14 abgegeben, wodurch in der Kammer 14,
aufgrund einer erhöhten
Gasmenge und einer Temperaturerhöhung,
eine Druckerhöhung
verursacht wird. Bei einem vorbestimmten erhöhten Druckniveau geht die Berstscheibe 32 zu
Bruch, wodurch das Gas in der Kammer 14 durch die Auslassöffnungen 28 in
den Airbag strömt.
Anschließend
ist es wünschenswert,
den zweiten Generatorkanister 40 zu Sicherheitszwecken
zu zünden,
um unbeabsichtigtes Zünden
und Verletzung von Personal zu vermeiden. Diese zweite Zündung sollte
ohne Wiederaufblasen des Airbags geschehen. Die Zwei-Niveau-Aufblasvorrichtung 10 der
vorliegenden Erfindung ermöglicht
aus zwei spezifischen Gründen, dass
ein zweiter Generatorkanister 40 ohne Wiederaufblasen des
Airbags gezündet
wird. Erstens ist das Gaserzeugungsmaterial 48 sowohl in
dem ersten als auch in dem zweiten Generatorkanisters 36, 40 direkt der
Kammer 14 ausgesetzt. Als ein Ergebnis ist die Kammer 14,
wenn der zweite Generatorkanister 40 durch einen zweiten
Zünder 20 gezündet wird,
im Wesentlichen drucklos geworden (ungefähr 100 Millisekunden nach der
ursprünglichen
Ausführung). Das
durch den zweiten Generatorkanister 40 erzeugte Gas ist
in Kombination mit einem schon drucklos gemachten Gasvolumen in
Kammer 14 einfach nicht ausreichend, um den Airbag wieder
aufzublasen. Zweitens ist das Gaserzeugungsmaterial 48 von
dem Typ, der ungeeignet ist, effektiv zu verbrennen, das heißt, in einer
Niedrigdruck-Umgebung mit hoher Rate Gas zu erzeugen. Da das ursprüngliche,
durch das Gaserzeugungsmaterial 48 erzeugte Gas aufgrund
der Vielzahl von Öffnungen
nicht eingeschlossen ist und außerdem
in einer Niedrigdruck-Kammer freigesetzt wird, reicht das Gaserzeugungsmaterial
in dem zweiten Generatorkanister 40 einfach nicht aus, um
ein ausreichendes Gasvolumen, das zum Wiederaufblasen des Airbags
notwendig ist, zu erzeugen. Zum Beispiel kann das Gaserzeugungsmaterial 48 der
in dem U.S Patent Nr. 5,726,382 beschriebene Typ von Material sein.
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Die
Zwei-Niveau-Aufblasvorrichtung 10 umfasst auch eine Zündungsverhinderung-Anordnung, um
eine unbeabsichtigte Zündung
des Erzeugungsmaterials in dem zweiten Generatorkanister 40 bei Zündung und
Verbrennen des Erzeugungsmaterials 48 in dem ersten Generatorkanister 36 zu
verhindern. Während
der Zündung
des ersten Generatorkanisters 36 tritt das durch das Verbrennen
des Erzeugungsmaterial 48 erzeugte Gas bei sehr hoher Temperatur
aus. Dieses Hochtemperaturgas strömt durch eine Vielzahl von Öffnungen 66 in
die Kammer 14 und mischt sich mit dem Inertgas in der Kammer 14. Es
wurde festgestellt, dass das Hochtemperaturgas aus dem ersten Generatorkanister 36 eine
Temperatur induzierte Zündung
des Gaserzeugungsmaterials 48 in dem zweiten Generatorkanister 40 verursachen kann.
Die vorliegende Zündungsverhinderung-Anordnung 74 verhindert
diese Temperatur induzierte Zündung
des Gaserzeugungsmaterials 48 im zweiten Generatorkanister 40,
indem sie einen langen Strömungspfad
zwischen der Vielzahl der in dem ersten Generatorkanister 36 gebildeten Öffnungen 66 und
der Vielzahl der in dem zweiten Generatorkanister 40 gebildeten Öffnungen 68 erzeugt.
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Wie
in den 2b und 2c gezeigt,
ist die Vielzahl der Öffnungen 66 auf
der ersten Seite 70 des ersten Generatorkanisters 36 gebildet,
während die
zweite Seite 72 des Kanisters 36 keine Öffnungen enthält. Auf
der anderen Seite ist die Vielzahl der Öffnungen 68 auf der
zweiten Seite des zweiten Generatorkanisters 40 gebildet,
die in eine gegenüberliegende
Richtung von der Vielzahl der Öffnungen 66 zeigt,
während
die erste Seite 70 des zweiten Generatorkanisters 40 frei
von jeglichen Öffnungen
ist. Daher muss das aus der Vielzahl der Öffnungen 66 fließende Gas
vollständig
um den äußeren Umfang
oder das distale Ende des in Einheiten aufgeteilten Gasgenerator-Kanister-Aufbaus 16 herum strömen, bevor
es in die Vielzahl von Öffnungen 68 eintritt.
Als ein Ergebnis erzeugt die Zündungsverhinderung-Anordnung 74 der
vorliegenden Erfindung einen langen Kühlpfad, durch den das heiße Gas strömt, bevor
es die Öffnungen
des verbleibenden Kanisters erreicht, wodurch das kühlere Inertgas
in Kammer 14 das durch den ersten Generatorkanister 36 erzeugte
heiße
Gas auf eine niedrigere Temperatur kühlen kann, die nicht in der
Lage ist, eine thermisch induzierte Zündung des Erzeugungsmaterials 48 in
dem zweiten Generatorkanister 40 zu verursachen. Zusätzlich verhindert
die zwischen der gemeinsamen Basis 58 und der Endkappe 24 angebrachte
Abdichtvorrichtung 75 einen Heissgas-Strom von dem ersten
Generator in den zweiten Generator. Dies sichert zusätzlich gegen
unbeabsichtigte Zündung
des zweiten Generators. Als Ergebnis erzeugt diese Anordnung eine sicherere
und zuverlässigere
Zwei-Niveau-Aufblasvorrichtung 10.