DE2339605A1

DE2339605A1 - Druckgasversorgungseinheit in einer aufprallschutzanordnung fuer fahrzeuginsassen

Info

Publication number: DE2339605A1
Application number: DE19732339605
Authority: DE
Inventors: Neuman Richard Frederick
Original assignee: Eaton Corp
Current assignee: Eaton Corp
Priority date: 1972-08-04
Filing date: 1973-08-04
Publication date: 1974-02-21
Also published as: FR2194594B1; BR7305952D0; JPS4944429A; FR2194594A1; IT998323B

Description

Patentanwälte Dipl.-ing. W. Scherrmann Dr.-Ing. R. Roger

7300 Esslingen (Neckar), Fabrikstraße 24, Postfach 348

3. August 1973 ^₁(O₇₁₁J₃₅₆₅₃₉

PA OD Za 359619

Telegramme Patentschutz Esslingenneckar

Eaton Corporation, IQO Erieview Plaza, Cleveland, Ohio

44114/USA

Druckgasversorgungseinheit in einer' Aufprallschutzanordnung für Fahrzeuginsassen

Die Erfindung betrifft eine Druckgasversorgungseinheit in einer Aufprallschutzanordnung für Fahrzeuginsassen, mit einem im Ruhezustand zusammengelegten und im Betriebszustand aufgeblasenen Behälter und mit einer Einrichtung zur Einführung von Gas in den Behälter.

Im Kollisionsfall wirksam werdende Aufprallschutzanordnungen für Fahrzeuginsassen sind aus den US-PSen 3 516 685 und 3 602 527 bekannt. Der aufblasbare Behälter, den man auch als Luftsack oder Luftkissen bezeichnet, besitzt einen zusammengelegten Ruhezustand, in dem er in einem Lenkrad,

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innerhalb eines Armaturenbrettes oder an anderer Stelle innerhalb eines Fahrzeuges vor einem Pahrzeuginsassen untergebracht wird. Wenn ein Aufprallunfall des Fahrzeuges angezeigt worden ist, wird der Behälter gewöhnlich von einer Druckgasversorgung in Form eines Druckgefäßes aufgeblasen, in dem sich eine einzelne Kammer mit gespeichertem Druckgas befindet. Das gespeicherte Gas kommt dadurch aus der Kammer frei, daß ein Abschnitt des Druckgefäßes aufbricht, das dann mit einer Zuführungseinrichtung, z.B. einem Diffusor und dadurch mit dem Inneren des Behälters in Verbindung steht. Die Druckgasversorgung in Form der Einzelkammer arbeitet in den meisten Fällen einwandfrei.

'Obwohl eine solche Aufprallschutzanordnung von einfacher Bauart zu sein scheint, so sind doch die das Betriebsverhalten bestimmenden Kenngrößen äußerst empfindlich. So muß der Behälter beispielsweise im Einsatzfall innerhalb einer Zeitdauer von 100 Millisekunden oder weniger von dem.Zeitpunkt an vollständig aufgeblasen sein, zu dem der Fahrzeugaufprall festgestellt worden ist, um den Fahrzeuginsassen festzuhalten und gegenüber Verletzungen zu schützen. Bei bekannten Druckgasversorgungsanordnungen wird im Einsatzfall die Einzelkammer mit dem hochkomprimierten gespeicherten Gas, beispielsweise Stickstoff bei einem Druck von ca. 250at, schnell geöffnet und das Gas in den Behälter geleitet. Das schnelle öffnen einer das Speichergas enthaltenen Einzelkammer bewirkt in den ersten wenigen Millisekunden nach dem öffnen der Kammer eine äußerst hohe Gasströmungsgeschwindigkeit. Danach nimmt die zeitlich bezogene Gasströmungsmenge in Abhängigkeit von dem Druckabfall innerhalb der Kammer ab. Der schnelle Aufblasvorgang bewirkt eine verhältnismäßig hohe Belastung des Behälters, wobei auf diesen ein hohes Kraftmoment ausgeübt wird und ein verhältnismäßig lautes Geräusch entsteht.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Beanspruchung des Behälters, die Bewegungskraft beim AufblasVorgang und die Geräuschbildung herabzusetzen, um auf diese Weise den Aufbau des Behälters zu vereinfachen, die Herstellungskosten zu senken und das Betriebsverhalten der Anordnung zu verbessern. Im einzelnen soll der Spitzenwert der Gasmengenströmung zwischen der Speicherkammer und dem aufblasbaren Behälter herabgesetzt werden, um den Aufblasvorgang unmittelbar nach der Peststellung eines Kollisionsfalles in gesteuerter Weise und mit solcher Geschwindigkeit durchzuführen, daß ein sich außerhalb seiner Normalstellung befindlicher Pahrzeuginsasse in einen Fahrzeugsitz gedrückt wird, worauf man die Aufblasgeschwindigkeit des Behälters so steuert, daß der Pahrzeuginsasse während des Kollisionsvorganges festgehalten wird. Dabei soll ferner die Geräuschbildung verringert werden.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Druckgasquelle, durch eine Einrichtung, die das Druckgas aus der Quelle zur Zuführungseinrichtung leitet und dadurch einen anfänglichen Aufblasvorgang des Behälters bewirkt und durch eine mit Zeitverzug ansprechende Einrichtung, die mit zusätzlichem Druckgas aus der Druckgasquelle den aufgeblasenen Zustand des Behälters vervollständigt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachfolgend in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Ansicht einer Aufprall-. schutzanordnung mit einer Druckgasversorgung nach der Erfindung,

Fig. 2 eine graphische Darstellung des Verlaufes der Gasströmungsgeschwindigkeit über der Zeit bei einer bekannten Druckgasversorgung mit einer Einzelkammer,

Fig. 3 eine graphische Darstellung des Verlaufes der Gasströmungsmenge Q über der Zeit bei einer

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Druckgasversorgung reich der Erfindung, Fig. 4 einen Teilschnitt durch einen abgeänderten Abschnitt aus der Anordnung nach Fig. 1,

Fig. 5 einen Teilschnitt durch eine andere Ausführungsform einer Druckgasversorgung nach der Erfindung und

Fig. 6 einen Teilschnitt durch eine dritte Ausführungsform nach der Erfindung.

Die Aufprallschutzanordnung nach Fig. 1 enthält eine Druckgas Versorgungseinheit 10 mit einem Primärdruckgefäß 12, das eine Primärdruckkarnmer l4 umschließt, und mit einem Sekundärdruckgefäß l6, das eine Sekundärdruckkammer 18 umschließt« Das Volumen der Primärkammer 14 ist kleiner als das Volumen der Sekundärkammer 18. Die Druckgefäße 12 und 16 sind mittels einer Schweißnaht 20 fest miteinander verbunden. Ein länglicher zylindrischer Diffusor 22 bekannter Bauart besitzt eine Mehrzahl von etwa in Umfangsrichtung verlaufenden Schlitzen 24, die längs der Achse des Diffusors unter Abstand zueinander angeordnet sind und mit einem inneren Gasführungskanal 26 in Verbindung stehen. Ein Ende 28 des Diffusors 22 ist in einen Endabschnitt des Primärdruckgefäßes 12 eingeschraubt.

Im Bereich der Verschraubung zwischen Diffusor 22 und Primärdruckgefäß 12 befindet sich eine normalerweise geschlossene Ventilanordnung 29 mit einer schalenförmigen Zerreißscheibe 30, deren kreisförmiger Endabschnitt 32 an einer Schulter 33 des Primärdruckgefäßes 12 anliegt und dessen Kreisöffnung 34 abdichtend verschließt. Nach Beseitigung der Ventilanordnung 29 dient die öffnung 34 zur Verbindung des Kanals 26 des Diffusors 22 mit der Druckkammer 14. Die schalenförmige Zerreißscheibe 30 besitzt ferner einen kreisringförmigen Umfangsabschnitt 35, der

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an einer Schulter 36 des Diffusorkörpers 22 im Bereich von dessen Verschraubung anliegt. Die Scheibe 30 wird über die Schultern 33 und 36 innerhalb der öffnung 34 an Ort und Stelle gehalten. Innerhalb eines Stopfens 42 aus nicht-kompressiblem Material innerhalb der schalenförmigen Zerreißscheibe 30 sind zwei Sprengladungen 40 angeordnet, deren Einzelheiten näher in der US-PS 3 567 beschrieben sind. Die Sprengladungen 40 sind über elektrische Zündleitungen 44 an einen Aufprallfühler einer in der US-PS 3 414 292 näher beschriebenen Bauart angeschlossen.

Teilweise sichtbar in Fig. 1 ist ein zusammengelegter Behälter 45, der einen Abschnitt des Dlffusors 22 umgibt und im aufgeblasenen Zustand einen Fahrzeuginsassen festhalten soll. Der meist als Luftsack oder Luftkissen bezeichnete Behälter besitzt eine Bauart, die in den US-PSen 3 516 685 und 3 602 527 näher beschrieben und gezeigt ist.

Eine zweite schalenförmige Zerreißscheibe 46 besitzt einen kreisförmigen Scheibenabschnitt 47 und einen kreisringförmigen Umfangsabschnitt 48, mit dem sie über eine Schweißnaht 52 in einer öffnung 50 des Sekundärdruckgefäßes 16 befestigt ist. Innerhalb des Scheibenabschnittes 47 befindet sich eine öffnung 54, die kleiner ist als die öffnungen 34 und 50.

Entweder vor oder nach dem Einbau der Aufprallschutzanordnung in ein Fahrzeug wird unter Druck stehendes Gas über einen Füllstutzen 55 bekannter Bauart in das Sekundärdruekgefäß 16 eingefüllt. Die Füllgeschwindigkeit des Gases wird dabei so bemessen, daß bei dem Durchströmen der öffnung 54 in die Primärdruckkammer 34 die Zerreißscheibe 46 nicht beschädigt wird. Gewöhnlich wird Stickstoff mit einem Druck zwischen ca. 210 und 250 at gespeichert. Die öffnung 54 hat in erster

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Linie die Aufgabe, den Druck zwischen den beiden Druckkammern lh und 18 auszugleichen.

Arbeltsweise der Ausführungsfprm nach Flg. 1

Für ein ausreichendes Verständnis der Arbeitsweise der Erfindung ist es zweckmäßig, sich die Wirkung einer bekannten Einkairaner-Druckgasversorgung klarzumachen. Eine Einkammer-Druckgasversorgung umfaßt ein Druckgefäß mit einer einzigen Kammer, in der ein Gas beispielsweise unter einem Druck von 250 at gehalten wird, und eine einzige zerreißbare öffnung zur Verbindung mit einem Diffusor. Im Betrieb wird die Öffnung zerrissen, worauf das Gas den Behälter aufbläst. Fig. 2 zeigt in einer graphischen Darstellung den Strömungsmengenverlauf des in einer Einkammer-Druckversorgung gespeicherten Gases über der Zeit, gemessen vom Zeitpunkt des Öffnens der Druckgasversorgung an. Nach dem öffnen der Einkammer-Druckversorgung zeigt die zeitliche Durchflußmenge des Gases durch die zerrissene öffnung im Druckgefäß für mehrere Millisekunden steil an und fällt danach allmählich ab, bis die Kammer vollständig entleert ist. Der Scheitelpunkt des Kurvenverlaufes, dh. die maximale Durchflußmenge steht mit den Kräften in Beziehung, die auf den aufblasbaren Behälter ausgeübt werden und dementsprechend mit den Kräften, die auf einen sich außerhalb seiner Normalstellung befindlichen Pahrzeuginsassen ausgeübt werden, und im übrigen auch zu dem durch das System erzeugten Geräusch. Es ist daher wünschenswert, den Höchstwert der Gasdurchflußmenge zu ermäßigen, ohne damit die Zeitdauer t_f zu verringern, die zum vollständigen Aufblasen des Behälters erforderlich 1st. Die zum Aufblasen des Behälters notwendige Gasmenge läßt sich dadurch bestimmen, daß man die Fläche unterhalb der in Fig. 2 gezeigten Kurve berechnet. Wird daher bei einer Einkammer-Gasversorgung die maximale

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Gasströmungsgeschwindigkeit durch Verringerung der Größe der Austrittsöffnung herabgesetzt, so würde die Zeitdauer t„ verlängert. Jede nennenswerte Verlängerung der Zeitdauer t würde jedoch zu einer unsachgemäßen Betriebsweise der Aufprallschutzanordnung und möglicherweise zu Verletzungen des Fahrzeuginsassens führen.

Bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform nach Fig. 1 wird bei der Kollision des Fahrzeuges über die Zündleitungen 42 von einem nicht gezeigten Fühlgerät ein elektrisches Signal an die Sprengladungen 40 herangeführt. Durch Zündung der Sprengladungen wird die Scherscheibe 32 zerrissen, wobei der aus keramischem Material bestehende Stopfen 42 zerbricht und die öffnung 34 freigelegt wird. Das in der Primärdruckkammer 14 gespeicherte Gas entspannt sich durch die öffnung 34 in den Kanal 26 des Diffusors 22 und bewirkt von dort aus über die Schlitze 24 das Aufblasen des Behälters 45. Da die öffnung 34 wesentlich größer ist als die öffnung 54 baut sich sehr schnell zu beiden Seiten der Scherscheibe 46 ein Druckunterschied auf. Durch geeignete Bemessung der Relativgrößen der öffnungen 34 und 54 und durch Auswahl von Material und Dicke der Scherscheibe 46 läßt sich eine Verzögerungszeit erwünschter Größe erzeugen zwischen dem die Sprengladungen 40 erreichenden Signal und dem Zeitpunkt, zu dem die Scherscheibe unter dem Druckunterschied der Gase innerhalb der Primärkammer I¹J und der Sekundärkammer 18 zusammenbricht.

Die Arbeitsweise der Zweikammer-Anordnung nach Fig. 1 ist in dem Kurvenverlauf gemäß Fig. 3 gezeigt, wo die Gasdurchflußmengen aus den Primär- und Sekundär-Druckkammern 14 und 18 über der Zeit aufgetragen sind. Der erste Kurvenscheitel "A" gemäß Fig. 3 zeigt den Spitzenwert der Gasdurchflußmenge durch die öffnung 34. Die Gasdurchflußmenge

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oder -durchflußleistung aus der Druckkammer 14 nach Erreichen des Spitzenwertes beginnt abzuklingen, bis beiderseits der Scherscheibe 46 ein merklicher Druckunterschied entsteht, der die Scherscheibe 46 zerreißen läßt. Nach der Beseitigung der Scherscheibe 46 expandiert das Gas in der Sekundärdruckkammer 18 und strömt durch die Primärdruckkammer 14 und durch die öffnung 34, wobei ein zweiter Kurvenscheitel "B" bzw. ein weiterer Spitzenwert der Gasdurchflußmenge auftritt mit einer anschließenden Abkling- oder Ausgleichszeit, bis die beiden Druckkammern vollständig entleert sind.

Es ist zweckmäßig, vfenn der erste Spitzenwert "A" der Kurve nach Fig. 3 niedriger liegt als der zweite Spitzenwert "B". Auf diese Weise ergibt sich eine anfängliche Impulsübertragung vom Druckgas in der Kammer 14 in den aufblasbaren Behälter 45, um einen seine Normalstellung verlassenden Pahrzeuginsassen mit einer gesteuerten Kraft in den Sitz zurückzudrücken und den Aufblasvorgang des Behälters 45 einzuleiten. Danach erfolgt eine schnellere vollständige Expansion des aufblasbaren Behälters durch das Gas aus der Kammer 18, um den Pahrzeuginsassen während des Fahrzeugaufpralls festzuhalten. Da im Betrieb der Druckgasversorgung gemäß Fig. 1 anstelle von nur einem Spitzenwert entsprechend Fig. 2 zwei Spitzenwerte der zeitlichen Gasströmungsmenge bzw, Einströmmenge in den aufblasbaren Behälter vorhanden sind, ist die Gasbeaufschlagung durch die Druckgasversorgung 10 in der Zeitdauer t - t_f (Zeitpunkt vor der Kollision bis zur vollständigen Expansion des Behälters) gleichbleibender, so daß der Behälter 45 gleichmäßiger aufgeblasen und weniger stark beansprucht wird.

Die Absolutwerte der Kurvenscheitel nach Fig. 3 können erhöht oder erniedrigt werden, wie auch der zeitliche Abstand

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zwischen den beiden Scheitelwerten verlängerbar oder verkürzbar ist, in dem man das Volumen der Druckkkammern 14 und 18, den Querschnitt der öffnungen 34, 50 oder 54 oder das Material und die Größe der Scherscheibe 46 verändert. Sämtliche dieser Einflußgrößen können wahlvieise verändert werden, während der Zeitpunkt t„ bis zur vollständigen Expansion des aufblasbaren Behälters bzw. des Luftsackes unverändert bleibt.

Ausführungsform nach Fig. 4

Fig. 4 zeigt eine Abänderung desjenigen Abschnittes der Druckgasversorgung nach Fig. 1, der die öffnung 50 im Druckgafäß 16 bildet. Die Zerreißscheibe oder Scherscheibe 46 ist in diesem Fall durch eine schalenförmige Ventileinheit 56 ersetzt, die eine schalenförmige Scherscheibe 57» einen in der Scheibe 57 angeordneten keramischen Stopfen 58 und eine Sprengladung 59 umfaßt. Um die Kammern l4 und l8 zu füllen, kann ein zweiter Einfüllstopfen, ähnlich dem Stopfen 55> am Druckgefäß 12 vorgesehen sein, oder es wird eine kleine öffnung vorgesehen, um die Kammer 14 mit der Kammer l8 zu verbinden und den Gasdruck zwischen den beiden Kammern auszugleichen.

Die Arbeitsweise dieser Ausführungsform läuft folgendermaßen ab: Das den Kollisionszustand ermittelnde Fühlglied überträgt ein elektrisches Signal auf die Sprengladung 40 und auf eine nicht gezeigte elektrische Verzögerungsschaltung bekannter Bauart, die an die Sprengladung 59 angeschlossen ist. Beim Zünden der Sprengladungen 40 wird die Scheibe 30 zerrissen, so daß das Gas der Primärkammer 14 in den Behälter 45 einströmt. Dieser Einströmvorgang erzeugt den ersten Spitzenwert bzw. Kurvenscheitel "A" gemäß Fig. 3. Nach einer Zeitdauer von Millisekunden überträgt die Verzogerungsschaltung ein elektrisches Signal auf die Sprengladung 59, wodurch die

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Scheibe 57 reißt und das Gas aus der Sekundärkammer 18 in den Behälter 45 einströmen kann. Diese zweite Gasströmung erzeugt in dem Kurvenverlauf nach Fig. 3 den zweiten ScheitelⁿB". Die zeitliche Verzögerung wird so gewählt, daß die Sprengladung 59 dann zündet, wenn die Gasströmungsmenge aus der Kammer 14 sich zu verringern beginnt.

Aufbau der Ausführungsform nach Flg. 5

Fig« 5 zeigt einen Teil eines Druckgefäßes 60, das eine Druckkammer 62 einschließt. Ein Ende des Druckgefäßes 60 ist durch einen zwei Sprengladungen enthaltenden Deckel 64 versehraubt, wobei der Deckel aus einem Metallstopfen 65 mit Blindbohrungen 66 und 67 besteht, die in der Materialdicke verringerte Scherscheibenabschnitte 68 und 69 bilden. Die Bohrung 66 besitzt einen kleineren Durchmesser als die Bohrung 67· Innerhalb der beiden Bohrungen sind angrenzend an die Scherscheibenabschnitte 68 und 69 Sprengladungen 70 bzw. 71 angeordnet. Diese Sprengladungen sind in keramische Stopfen 72 bzw. 74 eingebettet und an elektrische Zündleitungen 75 bzw. 76 angeschlossen, die über eine elektrische Schaltung mit einem den Kollisionszustand ermittelnden Meßfühler in Verbindung steht.

Ein Gasleitgehäuse 78 mit einem Kanal 80, der mit den Bohrungen 66 und 67 in Verbindung steht, ist über eine Schweißnaht 82 an dem Ende des Druckgefäßes 60 befestigt, an dem der die-Sprengladungen tragende Deckel 64 sitzt. Eine Ringschulter 84 des Gasleitgehäuses 78 liegt am Metallstopfen des Abschlußdeckels 64 an und sorgt dafür, daß sich der Stopfen 65 nicht vom DRuckgefäß 60 löst. Der Kanal 80 ist an den Einlaßkanal 26 des Diffusors 22 angeschlossen Der übrige Aufbau der Gasversorgungseinheit entspricht etwa derjenigen nach Fig. 1 mit der Ausnahme, daß der Kanal 80

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gemäß Pig. 5 direkt mit dem Einlaß 26 des Diffusors 22 in Verbindung steht,

Arbeitsweise der Ausfuhrungsform nach Fig, 5

Gespeichertes Gas, das unter einem Druck van etwa 220 bis 250 at steht, wird über einen Einfüllstopfen 85 bekannter Bauart in die Druckkammer 62 eingeführt. Bei Feststellung eines Kollisionszustandes gelangt über die Leitung 75 ein elektrisches. Signal zur Sprengladung Beim Zünden der Sprengladung 70 wird der aus keramischem Material bestehende Stopfen 72 beseitigt und dadurch der Scheibenabschnitt 68 zerbrochen. Das gespeicherte Gas entströmt der Druckkammer 72 schnell durch die Bohrung 66 in den Durchlaß 80 und von dort gegebenenfalls in den Behälter ^5. Kurze Zeit darauf wird über die Leitung 76 ein zweites elektrisches Signal der Sprengladung 71 zugeführt, so daß der keramische Stopfen 7^ beseitigt wird und der Scheibenabschnitt 69 zerbricht. Dadurch entströmt · die im Druckgefäß 62 verbliebene Gasmenge durch die Eohrungen 66 und 67 in den Durchlaß 80 und von dort in den Behälter 45« Der Zeitverzug zwischen der Zündung der Sprengladung 70 und 71 resultiert aus einer beliebigen bekannten elektrischen Verzögerungsschaltung, die durch ein elektrisches Signal aus dem Meßfühler für den Kollisionszustand betätigt wird.

Die Aufprallschutzanordnung nach Fig. 5 arbeitet sehr ähnlich derjenigen nach Fig. 1. Durch Zünden der Sprengladung 70 und Beseitigung des Scheibenabschnittes 68 ergibt sich ein erster Kurvenscheitel "A", während der zweite Kurvenscheitel bzw. Spitzenwert "B" aus der Zündung des Sprengsatzes 71 und der Beseitigung des Scheibenabschnittes 69 resultiert. Die zwischen den Spitzenwerten "A" und ¹¹B" liegende Zeitdauer bestimmt sich aus dem Zeitverzug zwischen der Zündung der Sprengladungen. Im Betrieb kann dieser

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Zeitverzug im Bereich zwischen 8 und 12 Millisekunden liegen. Die Expansion des aufblasbaren Behälters 45 muß innerhalb einer Zeitdauer von weniger als 100 Millisekunden von dem Zeltpunkt an stattgefunden haben, zu dem der Kollisionszustand erstmals festgestellt worden ist, damit der Fahrzeuginsasse wirksam geschützt wird. Durch Änderung der Durchmesser der Bohrungen 66und 67 läßt sich die relative Größe der Spitzenwerte "A" und "B" wahlweise verändern.

Aufbau der Ausführungsform nach Fig. 6

Die Druckgasversorgung nach Fig. 6 umfaßt ein teilweise angedeutetes Druckgefäß 90, das eine Druckkammer 32 umschließt. Ein Ende des Druckgefäßes 90 besitzt einen verjüngten Abschnitt 94 mit einer Öffnung 96> die durch eine Scherscheibe 98 abgedichtet ist. Der verjüngte Abschnitt 94 ist in ein Gasleitgehäuse 99 eingeschraubt, dessen Wirkungsweise ähnlich dem Leitgehäuse 78 nach Fig. 5 ist. Die Scherscheibe 98 befindet sich zwischen dem Stirnende 100 des verjüngten Abschnittes 9*1 und einer Schulter 102 des Leitgehäuses 99 in Fortsetzung der Gewindeverbindung. In einer Ringnut in der Stirnfläche 100 des verjüngten Abschnittes 9k sitzt ein O-Rlng 104, der an der Scherscheibe 98 anliegt und die Abdichtung der Öffnung 96 unterstützt. Gleiche oder ähnliche Abdichtungen können, falls erforderlich, auch bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen angewendet werden. Ein Durchlaß 105 im Leitgehäuse enthält Sprengladungen IO6 und IO8, die in einem keramischen Stopfen 110 eingebettet sind. Innerhalb des Durchlasses 105 ist ein zylindrischer Stopfen 112 aus einem Material zur pyrotechnischen Gaserzeugung' angeordnet, beispielsweise aus einem unter der Bezeichnung Amoco JT 1/20 bekanntes, von der Amoco-Chemical Company erzeugten Material, das an einer Seite an den

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Sprengladungen 106 und 108 anliegt. Ein Zünder 114 in Form eines Sprengkörpers dichtet die andere Seite des pyrotechnischen Stopfens 112 ab. Der Zünder llM steht über elektrische Leitungen 116 mit dem Meßfühler für den Kollisionszustand in Verbindung. Der Durchlaß 105 ist an den Durchlaß 26 des Diffusors 22 ähnlich der Ausführungsform nach Fig. 5 angeschlossen. Innerhalb der Druckkammer 92 befindet sich Gas unter einem Druck zwischen 220 - 250 at.

Eine Ringscheibe 118 mit einer zentrischen öffnung 120 ist am Leitgehäuse 99 neben dem Zünder 114 angeordnet. Die öffnung 120 wirkt als Blende, um den aus dein pyrotechnischen Stopfen 12 erzeugten Gasdruck zu erhöhen, bevor das Gas in den Durchlaß 105 gelangt. Eine Erhöhung des Gasdruckes führt zu einer Erhöhung der Abbrengesehwin digkeit des pyrotechnischen Stopfens 112 und somit zu einem schnelleren Aufblasvorgang des Behälters.

Arbeitsweise der Ausführungsform nach Flg. 6

Wird ein Kollisionszustand festgestellt, so überträgt der Meßfühler über die Leitungen 116 ein elektrisches Signal zur Sprengladung Il4, mit der der pyrotechnische Stopfen 112 zur Gaserzeugung gezündet wird. Das nach der Zündung erzeugte Gas strömt durch die öffnung 120, den Durchlaß 105 und den Diffusor 22 in den Behälter ^5, der dadurch anfänglich schnell aufgeblasen wird, wobei dieser Vorgang dem ersten Kurvenscheitel "A" nach Fig. 3 entspricht. Wenn das pyrotechnische Material abbrennt, erreicht die Flamme die Sprengladungen 106 und 108, so daß bei der darauf stattfindenden Explosion der keramische Stopfen 110 und die Ringscheibe 118 beseitigt werden und die Scherscheibe 98 zerbricht. Dadurch wird das in der

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Druckkammer 92 gespeicherte Gas freigesetzt, so daß der zv/eite Kurvenscheitel "B" im Verlauf der Gas strömungsmenge aus der Druckgasversorgungseinheit entsteht. Der erste Kurvenscheitel "A" und der zeitliche Abstand zwischen den Kurvenscheiteln "A" und "B" läßt sich durch Einstellung der Abbrenngeschwindigkeit oder der Größe des pyrotechnischen Stopfens 112 beeinflussen. Solche Justierungen sind in der Sprengstoff- und Raketentechnik bekannt.

Zusammenfassung

Sämtliche der vier dargestellten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Druckgasversorgungseinheit erzeugen einen zeitlichen Gasströmungsverlauf mit zwei zeitlich nacheinander liegenden Spitzenwerten entsprechend Fig. 3. Durch verschiedenartige Abänderungen in den jeweiligen Aufbauten läßt sich der Abstand zwischen den beiden Spitzenwerten und die Größe des einzelnen Spitzenwertes einstellen. Das Volumen des in der oder den Druckkammer-(n) gespeicherten Gases wie auch der Druck innerhalb der Kammer(n) kann sich innerhalb der einzelnen Anordnungen ändern. Die Menge des gespeicherten Gases in der jeweiligen Anordnung ist auf die zum Aufblasen des Behälters benötigte Gasmenge abgestimmt.

Um zusätzliche Spitzenwerte oder Kurvenscheitel im zeitlichen Verlauf der Gasströmungsmenge herbeizuführen, können den erläuterten Gasversorgungseinheiten eine oder mehrere Druckkammern angefügt werden. So kann beispielsweise bei der Ausführungsform nach Fig. 1 eine weitere Druckkammer mit einer Scherscheibe in Reihe zur Druckkammer 18 angeordnet werden. Diese mit drei Kammern arbeitende Gasversorgungseinheit würde im zeitlichen Gasströmungsverlauf drei Spitzenwerte besitzen. Die mit pyrotechnischem Material zur Gaserzeugung arbeitende Anordnung nach Fig.

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Claims

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Patentansprüche

/ l.y Druckgasversorgungseinheit einer Aufprallschutzanordnung

Insassen eines Fahrzeuges, mit einem im Ruhezustand zusammengelegten und im Betriebszustand aufgeblasenen Behälter, um die Bewegung eines Fahrzeuginsassen während einer Fahrzeugkollision einzuschränken und mit einem Anschlußgehäuse zur Beaufschlagung des Behälters, gekennzeichnet durch eine Druckgasquelle (14, 18; 62; 92, 112); durch eine erste Einrichtung (32; 68, 114) zur Abführung von Druckgas aus der Druckgasquelle in das Anschlußgehäuse (22) zur Durchführung eines anfänglichen Aufblähens des Behälters (45); und durch eine zweite Einrichtung (46; 96; 98), über die in zeitlich verzögerter Beziehung zum Wirkungsablauf der ersten Einrichtung das Anschlußgehäuse. (22) mit zusätzlichem Druckgas aus der Druckgasquelle beaufschlagbar ist, um den Behälter (45) vollständig aufzublasen.
2. Druckgasversorgungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckgasquelle zwei Druckkammern (14, 18) enthält, die mit Druckgas gefüllt sind, wobei die erste Einrichtung (32) Druckgas aus der einen Kammer (14) und die zweite Einrichtung (46) Druckgas aus der anderen Kammer (18) abführt.

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3. Druckgasversorgungseinheit nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Druckgehäuse (12, 16), das in eine erste und eine zweite Druckkammer (14 bzw. 18) unterteilt bzw. gegliedert und mit Druckgas gefüllt ist.
4. Druckgasversorgungseinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die in der ersten Druckkammer (14) enthaltene Gasmenge kleiner als die Gasraenge der zweiten Druckkammer (18) ist, daß die in den ersten und zweiten Druckkammern enthaltene Gasmenge größer als die zum Aufblasen des Behälters erforderliche Gasraenge ist, und daß die zum Aufblasen des Behälters (45) erforderliche Gasmenge größer ist als diejenige, die in der ersten Kammer

(14) enthalten ist.
5. Druckgasversorgungseinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckgehäuse (12, 16) eine erste Öffnung (30) zur Verbindung der ersten Kammer (14) mit dem Anschlußgehäuse (22) und eine zweite Öffnung (50) zur Verbindung der ersten Kammer (14) mit der zweiten Kammer (18) enthält, und daß die Einrichtung zur Abführung von Druckgas aus der ersten Kamer (14) eine Scherscheibe (32) zur Abdichtung der ersten Öffnung (30) sowie eine auf eine Fahrzeugkollision ansprechende Einrichtung zur Zerstörung der ersten Scherscheibe (32) enthält, während die Einrichtung zur Abführung von Druckgas aus der zweiten Kammer (18) eine zweite Scherscheibe (47) zur Abdichtung der zweiten Öffnung (50) aufweist.
6. Druckgasversorgungseinheit nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Gefäß (90) mit einer darin enthaltenen Druckkammer (92), die mit dem Anschlußgehäuse (22) in Verbindung bringbar ist; durch eine Gaserzeugungseinrichtung (H2) in dem Verbindungskanal (105) zwischen der Druck-

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kammer (92) und dem Anschlußgehäuse (22), um durch Zündung eine Gasmenge zum anfänglichen Aufblähen des Behälters (45) zu erzeugen; und durch eine Scherscheibe (98) zur Abdichtung des Durchgangs zwischen der Gaserzeugungseinrichtung (112) und der Druckkammer (92), die in zeitlich verzögerter Beziehung nach der Zündung der Gaserzeugungseinrichtung zerreißbar ist, um mit dem in der Kammer (9 2) enthaltenen Druckgas den Behälter (45) vollständig aufzublasen (Fig. 6).
7. DruckgasVersorgungseinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß neben der Scherscheibe (98) eine "kündbare Sprengladung (106, 108) angeordnet ist/ um die Scher- oder Zerreißscheibe (98) zu zerbrechen und die abgedichtete öffnung (96) freizulegen, wobei die Sprengladung mit der Gaserzeugungseinrichtung (112) in Verbindung steht.
8. Druckgasversorgungseinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Gaserzeugungseinrichtüng (112) erzeugte Gasmenge kleiner ist als die in der Druckkammer (92) enthaltene Gasmenge.
9. Druckgasversorgungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Druckkammer (62) , die von einem Gefäß (60) umschlossen ist, eine Druckgasmenge zum vollständigen Aufblasen des Behälters (45) enthält und mit

zv/ei Kanälen zur Verbindung mit dem Anschlußgehäuse (78, 22) aufweist, wobei die beiden Kanäle (66, 67) durch Scheiben (68, 69) aus zerreißbarem Material verschlossen sind, die im Kollisionsfall in zueinander zeitlich verzögerter Beziehung nacheinander zerreißbar sind, um zunächst ein anfängliches Aufblähen des Behälters (45) und danach die vollständige Beaufschlagung mit Druckgas durchzuführen.

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10. Druckgasversorgungseinheit nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des ersten Kanals (67) größer ist als der Querschnitt des zweiten Kanals (66).
11. Verfahren zum Aufblasen eines zusammengelegten Behälters in einer Aufprallschutzanlage für die Insassen eines Fahrzeuges, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst der Kollisionszustand des Fahrzeugs ermittelt wird, anschließend der Behälter (45) mit einer ersten Druckgas·: menge zum anfänglichen Aufblähen des Behälters beaufschlagt wird, und daß danach in zeitlich verzögerter Beziehung der Behälter (45) mit einer zv."eiten Druckgasmenge bis zur Vervollständigung des Aufblasvorgangs beaufschlagt wird.

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