DE9218965U1

DE9218965U1 - Vorrichtung zum Aufblasen einer Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung

Info

Publication number: DE9218965U1
Application number: DE9218965U
Authority: DE
Original assignee: TRW Vehicle Safety Systems Inc
Current assignee: ZF Passive Safety Systems US Inc
Priority date: 1991-09-18
Filing date: 1992-09-18
Publication date: 1996-10-17
Anticipated expiration: 2002-09-19
Also published as: JP3203063B2; DE4231356A1; JP3607215B2; JP2001354107A; JP2001347917A; DE4231356B4; JPH05278554A

Description

Vorrichtung zum Aufblasen einer Fahrzeuginsassen-Rückha1tevorrichtung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine neue verbesserte Vorrichtung zum Aufblasen einer aufblasbaren Einrichtung, wie zum Beispiel einer Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung .

Bekannte Strukturen zum Aufblasen einer Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung sind in US-Patenten 3 806 153, 3 868 124 und 3 895 821 offenbart. In jeder in diesen Patenten offenbarten Strukturen wird Luft oder ein anderes Gas und Feststoffgaserzeugungsmaterial in einem Behälter aufbewahrt. Beim Auftreten einer hohen Fahrzeugverlangsamung bzw. -verzögerung, die eine Kollision anzeigt, wird das Gas aus dem Behälter herausgelassen, um eine Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung aufzublasen, die einen Fahrzeuginsassen wegen der Kollision zurückhält. Weiterhin wird beim Auftreten der hohen Fahrzeug-Verzögerungsrate, die eine Fahrzeugkollision anzeigt, das Gaserzeugungsmaterial gezündet. Beim Verbrennen des gaserzeugenden Materials werden heiße Gase oder Dämpfe gebildet, die sich mit dem aufbewahrten Gas mischen und dieses erhitzen, und die erhitzten Mischung von Gasen fließt in die Insassenrückhaltevorrichtung.

Die vorliegende Erfindung sieht eine neue und verbesserte Vorrichtung zum Aufblasen einer aufblasbaren Einrichtung, wie zum Beispiel einer Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung vor. Die Vorrichtung umfaßt Behältermittel zur Aufnahme von Gasen, um eine brennbare Mischung von Gasen vorzusehen. Die Vorrichtung umfaßt auch Zündmittel zum Zünden der Mischung von Gasen, und zwar zum Erwärmen und Erhöhen des Druckes des Gas in den Behältermitteln. Die Vorrichtung umfaßt weiterhin Leitmittel, die Gas vom den Behältermitteln an die aufblasbare Einrichtung leiten.

• ·

• · · »■

Vorzugsweise umfaßt die Mischung von Gasen ein inertes Gas, ein brennbares Brennstoffgas und ein Oxidierungsgas. Das inerte Gas ist vorzugsweise Stückstoff oder Argon oder eine Mischung aus Stickstoff und Argon. Das Brennstoffgas ist vorzugsweise Wasserstoff oder Methan oder eine Mischung aus Wasserstoff und Methan, aber kann auch jedes andere brennbare Gas sein. Das Oxidationsgas ist vorzugsweise Sauerstoff. Alternativ kann das inerte Gas eliminiert und eine brennbare Gasmischung, die sehr Brennstoffarm ist könnte, verwendet werden. Auch eine kleine Menge eines inerten Markiergases kann hinzugefügt werden, um die Lecküberprüfung der Vorrichtung zu unterstützen. Die Behältermittel können eine Mehrzahl von verschiedenen Formen annehmen. In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Behältermittel ein einzelner Behälter bzw. Container zur Aufbewahrung des inerten Gases des Brennstoffgases und des Oxidationsgases, und zwar als eine Mischung von Gasen. Alternativ kann der einzelne Behälter diese brennstoffarme, verbrennbare Gasmischung enthalten.

In einem anderen Ausführungsbeispiel enthält ein erster Behälter das Brennstoffgas, ein zweiter Behälter das Oxidationsgas, und die Aufbewahrungemittel definieren eine Brennkammer, die das Brennstoffgas und das Oxidationsgas aufnehmen und in der die Gasmischung gezündet wird. In diesem Ausführungsbeispiel geht die Menge des verwendeten Oxidationsgases über eine stöchiometrische Menge heraus, um die Verbrennung des Brennstoffgases zu unterstützen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Aufblasrate oder -geschwindigkeit der aufblasbaren Einrichtung gesteuert werden, um bei einer gegebenen Zeit nach Zündung des Brennstoffgases ein erwünschtes Volumen der aufblasbaren Einrichtung vorzusehen. Die Aufblasrate der aufblasbaren Einrichtung und der Druck in der aufblas-

• ·*· &diams;

baren Einrichtung kann gesteuert werden durch die Menge des Brennstoffgases und des Oxidationsgases, um eine erwünschte Verbrennungsrate zu ergeben, die ihrerseits die vorbestimmte Volumenflußrate des warmen Gases in die Aufblaseinrichtung bestimmt. Alternativ oder zusätzlich kann die Aufblasrate gesteuert werden durch Strömungssteuerzumeßöffnungen oder ähnlichem, durch die das Gas in die aufblasbare Einrichtung fließt. Eine andere Technik zum Steuern der Zeit, die benötigt wird, zum Aufblasen ist die Anzahl der Stellen in dem Behältermittel an denen Brennstoffgas gezündet wird.

Ein verbessertes Zündmittel ist vorgesehen zum Zünden einer Mischung von Gasen. Die Zündmittel dienen zum Übertragen von Energie durch einen geschlossenen Wandteil der Behältermittel. Die durch den geschlossenen (nicht perforierten) Wandteil der Behältermittel übertragene Energie bewirkt das Zünden des zündbaren Materials in dem Behältermittel. Insbesondere ist eine zündbare Ladung 0 angeordnet neben einer Außenseite des geschlossenen Wandteils der Behältermittel zündbar, um Zünden einer zündbaren Ladung zu bewirken, die angeordnet ist neben einer Innenseite des geschlossenen Wandteils der Behältermittel. Gemäß einem anderen Merkmal der Zündmittel ist in den Behältermitteln ein länglicher Kern in einer zerbrechlichen Hülle angeordnet. Der längliche Kern wird gezündet mit einem resultierenden Zerbrechen der Hülle und Ausspeien von glühenden Reaktionsprodukten in die Behältermittel.

Die vorhergehenden und weitere Merkmale der Erfindung werden für den Fachmann, an den sich diese Erfindung wendet, durch Lesen der folgenden Beschreibung in Bezug auf die Zeichnung deutlich. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsbeispiels der Erfindung;

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung;

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels der Erfindung; Fig. 4 eine Schnittansicht eines Teils einer Fahrzeuginsassen-Sicherheitsvorrichtung, gebaut gemäß der Erfindung;

Fig. 5 eine graphische Darstellung von Leistungscharakteristiken einer typischen Fahrzeuginsassen-Sicherheitsvorrichtung, gebaut gemäß

der Erfindung;

Fig. 6 eine schematische Darstellung eines vierten Ausführungsbeispiels der Erfindung;

Fig. 7 eine schematische Darstellung eines fünften Ausführungsbeispiels der Erfindung;

Fig. 8 eine vergrößerte teilweise schematische Darstellung von einem Teil der Vorrichtung aus Fig. 7; und

Fig. 9 eine Schnittansicht entlang der Linie 9-9 aus Fig. 8.

Ausführungsbeispiel I

Die vorliegende Erfindung kann in einer Anzahl verschiedener Strukturen verkörpert sein. Als Beispiel zeigt Fig. 1 die vorliegende Erfindung in einer Fahrzeuginsassen-Sicherheitsvorrichtung 10. Die Fahrzeuginsassen-Sicherheitsvorrichtung 10 umfaßt eine aufblasbare Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung 12, und eine Vorrichtung zum Aufblasen der Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung.

Beim Auftreten einer großen Fahrzeugverzögerung oder -Verzögerungsrate, die eine Fahrzeugkollision anzeigt, wird die Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung 12 aufgeblasen, um Bewegung eines Insassens des Fahrzeugs zurückzuhalten. Die aufblasbare Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung 12 wird aufgeblasen in einer Stellung in dem

Fahrzeug, und zwar zwischen dem Insassen und bestimmten Teilen des Fahrzeugs, wie zum Beispiel einem Lenkrad, einem Armaturenbrett oder ähnlichem, bevor sich der Insasse bezüglich zu diesen Teilen bewegt und die Teile während einer Fahrzeugkollisiön gewaltsam trifft. Die aufgeblasene Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung 12 absorbiert kinetische Energie der Bewegung des Insassen und hält die Bewegung des Insassen zurück, so daß der Insasse nicht gewaltsam die Teile des Fahrzeugs trifft.

Eine solche Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung kann durch verschiedene Gase aufgeblasen werden. Ungeachtet des verwendeten Gases zum Aufblasen der Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung 12 wird die Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung normalerweise als Luftsack (Airbag) bezeichnet.

Die Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung 12 wird durch einen Gasfluß aus dem Behälter 14 aufgeblasen. Der Behälter 14 besitzt eine Kammer 16, die eine Gasmischung 18 beinhaltet. Die Gasmischung 18 umfaßt vorzugsweise ein Brennstoffgas, ein Oxidationsgas zur Unterstützung der Verbrennung des Brennstoffgases und ein inertes Gas. Das inerte Gas ist vorzugsweise Stickstoff, Argon oder eine Mischung aus Stickstoff und Argon. Das Oxidationsgas ist vorzugsweise Sauerstoff. Das Brennstoffgas ist vorzugsweise Wasserstoff, kann aber Methan oder eine Mischung aus Wasserstoff und Methan sein.

Alternativ kann die Gasmischung in dem Behälter 14 ein Oxidationsgas und ein Brennstoffgas sein, und zwar in Mengen, die eine sehr brennstoffarme Mischung vorsehen, d. h. die Menge des Oxidationsgases übersteigt die Menge, die benötigt wird zur Unterstützung der Verbrennung des Brennstoffgases.
35

Die Gasmischung 18 in dem Behälter 14 verbrennt leicht, wenn sie gezündet wird, ist aber ansonsten nicht explo-

siv. Als solche könnte die Gasmischung 18 viele verschiedene Zusammensetzungen haben. Das Brennstoffgas kann 2 bis 16 Mol-% der Gasmischung 18 betragen. Das Oxidationsgas könnte 7 bis 98 Mol-% der Gasmischung 18 betragen. Der Rest ist inertes Gas, welches 0 bis 91 Mol-% der Gasmischung 18 betragen kann. Vorzugsweise umfaßt die Gasmischung 18 10 bis 14 Mol-% Wasserstoff, 15 bis 25 Mol-% Sauerstoff und 61 bis 75 Mol-% inertes Gas.

Die Gasmischung 18 in dem Behälter 14 steht normalerweise unter Druck. Der Druck ist abhängig von solchen Faktoren wie dem Volumen der aufzublasenden Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung 12, der vorhandenen Zeit zum Aufblasen, dem erwünschten Aufblasdruck, dem Volumen des Behälters für die Gasmischung 18 und dem Prozentsatz von jedem der Gase in der Gasmischung 18. Normalerweise ist die Gasmischung 18 in dem Behälter 14 bei einem Druck von 500 bis 5000 psi (3,447 &khgr; 10⁶ bis 34,47 X 10⁶ N/m²). Vorzugsweise ist die Gasmischung 18 in dem Behälter 14 auf einem Druck von 1000 bis 3000 psi (6,894 &khgr; &Igr;&Ogr;⁶ bis 20,684 &khgr; 10⁶ N/m²). Jedoch ist die Erfindung unbhängig vom Druck auf jede Gasmischung anwendbar.

In einem bestimmten Ausführungsbeispiel ist die Gasmischung 18 Trockenluft und Wasserstoff. Die Mischung von trockener Luft und Wasserstoff kann sich zwischen Mol-% Luft und 14 Mol-% Wasserstoff sowie 92 Mol-% Luft und 8 Mol-% Wasserstoff bewegen. Jedoch ist es momentan bevorzugt, daß sie einen Bereich von 90 Mol-% Luft und Mol-% Wasserstoff bis 87 Mol-% Luft und 13 Mol-% Wasserstoff besitzen.

Beim Auftreten einer plötzlichen Fahrzeugverzögerung aktiviert ein Verzögerungssensor 22 jeder bekannten und geeigneten Bauart einen Zünder 24 in der Kammer 16, um das Brennstoffgas in der Gasmischung 18 zu zünden. Die Verbrennung des Brennstoffgases wird durch das Oxida-

tionsgas gefördert. Beim Verbrennen der Brennstoffgases erhöht sich der Druck in der Kammer 16 infolge des Erwärmens der Gase durch die Verbrennungswärme, die erzeugt wird durch Verbrennen des Brennstoffgases und der Bildung von zusätzlichen Gasen oder Dampfen, die erzeugt werden durch Verbrennung des Brennstoffgases. Nach einer vorbestimmten Zeit, oder wenn ein vorbestimmter Druck in der Kammer 16 erreicht wird, bricht eine Endwand 28 des Behälters 14 und warmes Gas fließt in die Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung 12 durch eine Strömungssteuerzumeßöffnung. Wenn das Gas in die Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung 12 fließt, bläst das Gas die Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung 12 in eine vorbestimmte Stellung zum Zurückhalten eines Fahrzeuginsassen auf.

Wenn die Menge des Wasserstoffs geringer ist als ungefähr 8 Mol-% könnte man auf Schwierigkeiten beim Zünden des Wasserstoffs treffen. Wenn die Menge des Wasserstoffs mehr als 14 Mol-% beträgt, können unannehmbare bzw. nicht akzeptable Drücke und/oder Temperaturen in der Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung 12 erzeugt werden. Vorzugsweise ist das Brennstoffgas in der Gasmischung 18 in einer solchen Menge vorhanden, daß es im wesentlichen durch die Verbrennung in dem Behälter 14 verbraucht wird. Somit ist die Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung 12 fast ganz aufgeblasen durch inertes Gas, Verbrennungsprodukte und zurückbleibendes Oxidationsgas in dem Fall, wo inertes Gas verwendet wird oder durch zurückbleibends Oxidationsgas und Verbrennungsprodukte in dem Fall, wo inertes Gas nicht verwendet wird.

Wenn das Gas aus dem Behälter 14 in die Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung 12 fließt, dehnt sich das Gas aus und kühlt ab. Zusätzlich kann Luft aus der Umgebung um die Sicherheitvorrichtung 10 in die Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung 12 gesaugt werden, wenn die Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung aufgeblasen wird.

Diese angesaugte Luft kühlt auch das Gas in der Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung 12.

Da das Brennstoffgas in der Gasmischung 18 verbrennt, um Wärme zu erzeugen, was den Druck des Gases in der Kammer 16 erhöht, wird das Gesamtvolumen des Gases, welches in dem Behälter 14 gespeichert werden muß, um die Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung 12 auf einen gewünschten Druck aufzublasen, minimiert. Da die Verbrennung des Brennstoffgases gasförmige Materialien, d. h. Wasserdampf, im Gegensatz zu festeren Materialien bzw. Feststoffen, erzeugt, besteht ferner keine Notwendigkeit für einen Partikelfilter oder ähnliches.

Der Behälter 14 in der Sicherheitsvorrichtung 10 ist in größeren Einzelheiten in Fig. 4 gezeigt. Wie in Fig. 4 gezeigt ist, weist der Behälter 14 einen zylindrischen Tank 30 auf. Der Tank 30 definiert die Kammer 16, die die Gasmischung 18 enthält. Der Tank 30 muß aus einem Material hergestellt sein, das für die in dem Behälter enthaltenen Gase undurchlässig ist. Daher kann der Tank 3 0 aus einem geeigneten Metall, wie zum Beispiel Stahl oder Aluminium, hergestellt sein und kann eine Glasauskleidung besitzen. Ein zylindrischer Gasflußdiffusor 32 umgibt den Tank 30. Der Diffusor 32 besitzt eine Vielzahl von Gasflußöffnungen 35.

Ein Zündergehäuse 34 erstreckt sich durch eine Öffnung an einem Ende des Tanks 30 und trägt den Zünder 24. Der Zün-0 der 24 kann irgendeiner der vielen bekannten Arten von Zündern sein. Somit kann der Zünder eine Zündkerze, ein Blitzlichtzünder (wie zum Beispiel im US-Patent 3 695 179 gezeigt) oder ein pyrotechnischer Zünder sein. Der in Fig. 4 gezeigte spezifische Zünder 24 ist eine bekannte Zündkapsel, die ein pyrotechnisches Material enthält, welches vorzugsweise Zirconkaliumperchlorat ist. Ein einzelner Zünder, wie in Fig. 4 gezeigt, oder eine

Vielzahl von Zündern kann verwendet werden. Der Prozentsatz des Brennstoffgases in der Gasmischung 18 kann verändert werden, um die Zündung des Brennstoffgases durch den Zünder oder die Zünder zu erleichtern. 5

Eine zylindrische Sammelleitung 40 erstreckt sich durch eine Öffnung in dem Ende des Tanks 3 0 gegenüberliegend vom Zünder 24 und erstreckt sich auch durch eine benachbarte Öffnung in dem Diffusor 32. Eine kreisförmige Endwand 42 der Sammelleitung 40, die innerhalb des Tanks 30 angeordnet ist, besitzt eine mittig angeordnete Steuerzumeßöffnung 44. Eine zylindrische Seitenwand 46 der Sammelleitung 40 besitzt eine sich umfangsmäßig erstreckende Anordnung von Gasflußöffnungen 48, angeordnet zwichen dam Tank 30 und dem Diffusor 32. Die Endwand 28, die schematisch in Fig. 1 gezeigt ist, ist eine Berstscheibe, die innerhalb der Sammelleitung 40 zwischen der Steuerzumeßöffnung 44 und den Gasflußöffnungen 48 gehalten wird.

Wenn das Brennstoffgas in der Gasmischung 18 in der Kammer 16 durch den Zünder 24 gezündet wird, erzeugt die Verbrennung des Brennstoffgases Wärme und gasförmige Verbrennungsprodukte, die den Druck in der Kammer 16 erhöhen. Wenn der sich erhöhende Druck in dem Tank 3 0 einen vorbestimmten Pegel erreicht, bricht die Endwand 28.

Unter Druck stehendes Gas fließt dann von der Kammer 16 durch die Sammelleitung 40 zu den Gasflußöffnungen 35 in den Diffusor 32 und durch die Gasflußöffnungen 35 in die Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung 12.

Fig. 5 zeigt graphisch die Beziehung zwischen dem Druck in der Kammer 16 und dem Volumen des Gases in der Fahrzeuginassen-Rückhaltevorrichtung 12 während des Betriebs der Fahrzeuginsassen-Sicherheitsvorrichtung 10. Der Druck 5 in der Kammer 16 ist in Fig. 5 dargestellt durch die Kurve P. Die Einheiten für die Kurve P sind an der linken Seite der Fig. 5 gezeigt. Das Gasvolumen in der Fahr-

zeuginsassen-Rückhaltevorrichtung 12 ist in Fig. 5 durch die Kurve V dargestellt. Die Einheiten für die Kurve V sind auf der rechten Seite der Fig. 5 gezeigt. Zur Zeit To wird das Brennstoffgas in der Gasmischung 18 in der Kammer 16 gezündet, und der Druck in der Kammer 16 beginnt sich über den Speicherdruck Ps zu erhöhen, und zwar als ein Resultat der Verbrennung. Zu einer Zeit Tl bricht die Endwand 28 und das unter Druck stehende Gas beginnt in die Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung 12 zu fließen. Das Gasvolumen in der Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung 12 fängt an sich zu erhöhen, wie dies durch die Kurve V angezeigt ist. Der Druck in der Kammer 16 bleibt anfänglich konstant oder erhöht sich weiter, nachdem die Endwand geöffnet wird, da der Verbrennungsprozeß weiterhin Wärme erzeugt und bewirkt, daß sich die Gasmischung mit einer schnelleren Rate ausdehnt, als das Gas durch die Zumeßöffnung 44 in die Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung 12 ausfließt. Wenn sich die Verbrennung dem Ende nähert, verringert sich der Druck in der Kammer 16, wenn sich das unter Druck stehende Gas von der Kammer 16 in die Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung 12 bewegt. Während sich der Druck in der Kammer verringert, erhöht sich das Gasvolumen in der Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung 12, bis die Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung 12 voll aufgeblasen ist, zum Zwecke des Rückhaltens eines Fahrzeuginsassens.

Fig. 5 ist nur ein Beispiel für die Arbeitsweise einer Aufblasevorrichtung für eine Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Die in Fig. 5 gezeigten Kurven können verändert werden, und zwar in einer Anzahl von Arten, um die Volumen/Zeit-Kurven derart zuzuschneiden bzw. anzupassen, daß das Aufblasen der Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung für eine bestimmte Anwendung für ein bestimmtes Fahrzeug zurechtgeschnitten bzw. angepaßt werden kann. Zum Beispiel kann die Zeit, die zum vollen Aufblasen der

Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung 12 benötigt wird, reduziert werden durch Erhöhen des Brennstoffgehalts der Gasmischung 18 und/oder durch Erhöhen des Oxidationsgasgehaltes. Zusätzlich oder alternativ dazu kann die Anzahl der Stellen, an denen das Brennstoffgas in der Gasmischung 18 gezündet wird, und/oder die Fläche der Steuerzumeßöffnung 44 erhöht werden. Weiterhin können Kombinationen dieser Veränderungen verwendet werden, um die benötigte Zeit zum Aufblasen der Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung 12 zu vermindern. Umgekehrt kann die benötigte Zeit zum vollen Aufblasen der Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung 12 erhöht werden durch zum Beispiel Verringern des Brennstoffgasgehalts und/oder des Oxidationsgasgehalts der Gasmischung 18.

Das oben beschriebene Ausführungsbeispiel 1 ist das bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung. Unten finden sich Beschreibungen anderer Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung, die alternative Arten der Umsetzung bzw. Ausführung der Erfindung sind.

Zweites Ausführungsbeispiel II

Da das in Fig. 2 gezeigte Ausführungsbeispiel der Erfindung im allgemeinen ähnlich dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist, werden ähnliche Bezugszeichen verwendet, um ähnliche Bauteile zu bezeichnen. Das Suffix "a" wird dem Bezugszeichen hinzugefügt zum Bezeichnen der Bauteile des in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiels der Erfindung, um Verwechslungen zu vermeiden.

Eine Fahrzeug-Sicherheitsvorrichtung 10a (Fig. 2) umfaßt eine aufblasbare Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung 12a, welche durch den Fluß eines Gases aus dem Behälter 14a aufgeblasen wird. Der Behälter 14a besitzt eine Kammer 16a, in der eine Gasmischung 18a gehalten wird. Wie die Mischung 18 umfaßt die Gasmischung 18a ein Brennstoff gas, ein Oxidationsgas zum Fördern der Verbrennung des Brennstoffgases und inertes Gas. Alternativ hierzu kann die Gasmischung 18a eine sehr Brennstoffarme brennbare Gasmischung eines Brennstoffgases und eines Oxidationsgases sein. Auch kann die Gasmischung 18a unter Druck stehen.

Beim Auftreten einer Fahrzeugverlangsamung aktiviert ein Verlangsamungssensor 22a einen Öffner 60, um mechanisch ein Endwand 28a des Behälters 14a durchzudrücken. Der Öffner 16a kann einen Kolben 60 aufweisen, der gegen die Endwand 28 durch eine explosive Ladung bewegt wird. Vorzugsweise aktiviert zur selben Zeit der Verlangsamungssensor 22a einen Zünder 24a zum Zünden des Brennstoffgases in der Gasmischung 18a. Somit wird in diesem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel der Erfindung der Behälter 14a durch den Öffner 60 geöffnet, und zwar gleichzeitig mit dem Zünden des Brennstoffgases in der Gasmischung 18a durch den Zünder 24a. Alternativ hierzu könnte die Gasmischung kurze Zeit nach dem Durchdrücken der Endwand gezündet werden, um einen etwas "sanfteren" oder langsameren Anfangsgasfluß in die Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung zu erhalten. Zusätzlich kann die Gasmischung vor dem öffnen der Endwand 28 gezündet werden. Beim Verbrennen des Brennstoffgases wird das Gas in der Kammer 16a erwärmt. Das erwärmte Gas fließt aus der Kammer 16a durch die Öffnung in der Endwand 28a des Behälters 14a in die Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung 5 12a zum Aufblasen der Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung. Die Gasmischung 18a kann viele unterschiedliche Zusammensetzungen besitzen. Die bevorzugten Zusammen-

Setzungen der Gasmischung 18a sind dieselben wie die oben in Hinblick auf Mischung 18 beschriebenen. In einem spezifischen Ausführungsbeispiel umfaßt die Gasmischung 18a Trockenluft zu der ungefähr 11 Mol-% Wasserstoffgas als Brennstoffgas hinzugefügt wurden. Vor dem Öffnen des Behälters bzw. der Kammer 16a durch den Öffner 60 und vor dem Zünden des Wasserstoffgases in der Gasmischung 18a wird die Gasmischung 18a in dem Behälter 14a unter einem Druck von ungefähr 2000 psi (13,789 &khgr; &Igr;&Ogr;⁶ N/m²) gehalten. Die bevorzugten Speicherdrucke für die Gasmischung 18a sind genau dieselben wie die für die oben beschriebene Mischung 18.

Ausführungsbeispiel III

Ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 3 dargestellt. Da die Bauteile dieses Ausführungsbeispiels der Erfindung im allgemeinen ähnlich den Bauteilen der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiele der Erfindung sind, werden ähnliche Bezugszeichen verwendet, um ähnliche Bauteile zu bezeichnen, wobei das Suffix "b" den Bezugszeichen der Fig. 3 hinzugefügt wurde, um Verwechslungen zu verhindern.

Eine Fahrzeugsicherheitvorrichtung 10b (Fig. 3) umfaßt eine Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung 12b, die aufgeblasen wird durch einen Gasfluß aus einem Behälter 14b, und zwar zum Zurückhalten der Bewegung eines Fahrzeuginsassens. Der Behälter 14b umfaßt ein oberes Abteil 70 mit einer Endwand 28b und ein unteres Abteil 72. Die oberen und unteren Abteile 70 und 72 sind voneinander durch eine Zwischenwand 74 getrennt. Das obere Abteil 70 enthält ein unter Druck stehendes Gas 78, das nicht brennbar ist. Das untere Abteil 72 enthält eine unter Druck stehende Gasmischung 80. Die Gasmischung 80 enthält vorzugsweise ein Brennstoffgas, ein inertes Gas und ein Oxidationsgas zur Unterstützung der Verbrennung des Brennstoffgases in

einer Mischung mit dem inerten Gas. Alternativ hierzu könnte die Gasmischung 80 ein Oxidationsgas und ein Brennstoffgas mit Mengen sein, die eine sehr Brennstoffarme Mischung vorsehen.
5

Beim Auftreten einer plötzlichen Fahrzeugverzögerung aktiviert ein Verzögerungssensor 22b einen Öffner 60b, um die Behälterendwand 28b mechanisch zu durchstoßen. Da das Gas 78 in dem oberen Abteil 70 unter Druck gehalten wird, fließt das Gas 78 aus dem oberen Abteil 70 in die Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung 12b, wenn die Endwand 28b durchstoßen wird.

Während das Gas 78 aus dem oberen Abteil 70 in die Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung 12b fließt, wird der Druck in dem oberen Abteil 70 reduziert. Demzufolge wird das Druckdifferential zwischen der Gasmischung 80 in dem unteren Abteil 72 und dem Gas 78 in dem oberen Abteil 70 vergrößert. Wenn eine vorbestimmte Druckdifferenz zwisehen den Gasen in den oberen und unteren Abteilen 70 und 72 erreicht wurde, bricht die Zwischenwand 74 zum Verbinden des unteren Abteils 72 in Strömungsmittelverbindung mit dem oberen Abteil 70. Dies resultiert darin, daß das untere Abteil 72 in Strömungsmittelverbindung mit der Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung 12b durch das obere Abteil 70 verbunden wird.

Das Bersten der Zwischenwand 74 durch die Druckdifferenz wird detektiert durch einen Sensor 86. Alternativ hierzu kann der Sensor 86 detektieren, daß die Wand 74 sich über eine bestimmte voreingestellte Stellung ausgelenkt hat. Beim Detektieren, daß die Zwischenwand 74 gebrochen ist oder abgelenkt wird, über eine bestimmte vorgesetzte Stellung hinaus aktiviert der Sensor 86 einen Zünder 88 zum Zünden des Brennstoffgases in der Gasmischung 80. Das Zünden und das resultierende Verbrennen des Brennstoffgases in der Gasmischung 80 erwärmt das Gas in dem un-

teren Abteil 72. Während das Gas in dem unteren Abteil 72 erwärmt wird, wird der Druck in dem unteren Abteil 72 erhöht. Somit erhöht sich die Gasflußrate oder -menge durch die Zwischenwand 74 und die Endwand 28b zu der Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung 12b und das vorhandene Gasvolumen zum Aufblasen der Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung 12b erhöht sich.

Das obere Abteil 70 kann mit Trockenluft mit einem Druck von 2000 psi (13,789 &khgr; 10⁶ N/m²) gefüllt sein. Die Gasmischung in dem unteren Abteil 72 kann viele verschiedene Zusammensetzungen bei verschiedenen Drücken besitzen. Das untere Abteil 72 kann mit einer Gasmischung mit einem Druck von 2000 psi (13,789 &khgr; &Igr;&Ogr;⁶ N/m²) gefüllt sein. Die Gasmischung 80 in dem unteren Abteil 72 kann aus 85 bis 90 Mol-% Trockenluft und 10 bis 15 Mol-% Wasserstoffgas bestehen. Es wurde ins Auge gefaßt, daß das obere Abteil 70 mit Stickstoffgas gefüllt werden könnte und das untere Abteil 72 mit einer Mischung aus Stickstoffgas, Wasserstoffgas und einem Oxidationsgas gefüllt sein könnte. Die Gasmischung in dem unteren Abteil 72 könnte auch jede Zusammensetzung und/oder Speicherdruck besitzen, wie oben in Bezug auf die Gasmischung 18 in dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 beschrieben wurde.

Obwohl es vorgezogen wird, das untere Abteil 72 in Strömungsmittelverbindung mit dem oberen Abteil 70 und der Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung 12b durch Zerreißen der Zwischenwand 74 zu verbinden, wenn ein vorbestimmtes Druckdifferential zwischen den oberen und unteren Abteilen 70 und 72 hergestellt wurde, könnten aber auch die oberen und unteren Abteile 70 und 72 des Behälters 14b in einer anderen Weise in eine Strömungsmittelverbindung gebracht bzw. verbunden werden. Zum Beispiel könnte ein Öffner ähnlich dem Öffner 60b zum mechanischen Durchstoßen der Zwischenwand 74 vorgesehen werden. Der Betrieb des Öffners zum Durchstoßen der Zwischenwand 74 und

gleichzeitig der Betrieb des Zünders 88 zum Zünden des Brennstoffgases in der Gasmischung 80 würde auftreten an einem vorbestimmten Zeitintervall, nachdem der Verzögerungssensor 22b das Auftreten der plötzlichen Fahrzeugverzögerung detektiert hat.

Ausführungsbeispiel IV

Ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 6 dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird Wasserstoff unter Druck in einem Behälter 100 gespeichert, und Sauerstoff wird unter Druck in einem Behälter 101 gespeichert. Der Behälter 100 besitzt einen Auslaß 102, der mit einer durch Behältermittel 106 definierten Verbrennungskammer 104 in Verbindung steht. Der Behälter 101 besitzt auch einen Auslaß 108, der mit der Verbrennungskammer 104 in Verbindung steht.

Der Auslaß 102 besitzt eine Stromungssteuerzumeßöffnung 0 110 und eine Berstscheibe 112. Wenn sich die Berstscheibe 112 öffnet, fließt Wasserstoff in die Verbrennungskammer 104 der Behältermittel 106. Der Fluß des Wasserstoffs wird teilweise gesteuert durch den Bereich der Stromungssteuerzumeßöffnung 110. Der Auslaß 108 besitzt eine Strömungssteueröffnung 114 und eine Berstscheibe 116. Wenn sich die Berstscheibe 116 öffnet, fließt Sauerstoff in die Verbrennungskammer 104 der Behältermittel 106. Der Fluß des Sauerstoffs wird teilweise durch die Fläche der Stromungssteuerzumeßöffnung 114 gesteuert. Somit erhalten, wenn sich die Berstscheiben 112, 116 öffnen, die Behältermittel 106 Gase, d. h. Wasserstoff und Sauerstoff, um eine brennbare Mischung aus Wasserstoff und Sauerstoff vorzusehen.

Ein geeigneter Zünder 130 ist mit den Behältermitteln 106 assoziiert. Der Zünder 130 zündet, wenn er betätigt wird, die Gasmischung in der Verbrennungskammer 104 der

Behältermittel 106, um den Druck zu erhöhen und das Gas in der Verbrennungskammer 104 zu erwärmen. Das Gas wird aus der Verbrennungskammer 104 durch eine Stromungssteuerzumeßoffnung 131 und eine Auslaßleitung 132 in die aufblasbare Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung 134 geleitet. Die Stromungssteuerzumeßoffnung 131 steuert zum Teil die Gasflußrate an die aufblasbare Insassenrückhaltevorrichtung und den Druck in der Verbrennungskammer 104. Die aufblasbare Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung 134 kann wie die oben im Ausführungsbeispiel 1 beschriebene sein.

Eine geeignete Öffnereinrichtung 140 ist mit der Berstscheibe 112 assoziiert. Wenn die Öffnereinrichtung 140 betätigt wird, wird die Berstscheibe 112 geöffnet. Auch mit der Berstscheibe 116 ist eine geeignete Öffnereinrichtung 142 assoziert. Wenn die Öffnereinrichtung 142 betätigt wird, wird die Berstscheibe 116 geöffnet.

0 Die Öffnereinrichtungen 140, 142 werden durch einen Fahrzeugverzögerungssensor betätigt, der schnelle bzw. starke Fahrzeugverzögerung als Anzeige für eine Kollision abfühlt. Als Resultat fließen der Wasserstoff- und der Sauerstoff in die Verbrennungskammer 104 hinein und 5 mischen sich dort. Der Fahrzeugverlangsamungssensor betätigt auch den Zünder 130, der wiederum die Mischung aus Waserstoff und Sauerstoff in der Verbrennungskammer 104 zündet. Zünden der Gasmischung in der Verbrennungskammer 104 erwärmt das Gas und erhöht den Gasdruck in der Verbrennungskammer 104. Das Gas fließt dann in die Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung 134.

Die Menge des in den Behältern 100, 101 aufbewahrten Wasserstoffs und Sauerstoffs kann variieren. Es ist wünschenswert, daß die Menge an Wasserstoff in der Verbrennungskammer 104 ungefähr 10 Mol-% der Gesamtmenge aus Wasserstoff und Sauerstoff in der Verbrennungskammer 104

beträgt, und daß die Menge des Sauerstoffs in der Verbrennungskammer 104 ungefähr 90 Mol-% der Gesamtmenge aus Wasserstoff und Sauerstoff in der Verbrennungskammer ist. Dies liefert wesentlich mehr Sauerstoff, als gebraucht wird, um die Verbrennung des Wasserstoffs zu

fördern. Somit wird die Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung durch den Sauerstoff und Verbrennungsprodukte der Gasmischung in der Verbrennungskammer 104 aufgeblasen. Die Verbrennungsprodukte umfassen Wasserdampf. 10

Ausführungsbeispiel V

Ein fünftes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Fig. 7, 8 und 9 gezeigt. Da die Bauteile dieses Ausführungsbeispiels der Erfindung im allgemeinen ähnlich den Bauteilen des Ausführungsbeispiels der in Fig. 1 bis 4 gezeigten Erfindung ist, werden ähnliche Bezugszeichen verwendet, um ähnliche Bauteile zu bezeichnen, wobei das Suffix "c" den Bezugszeichen der Fig. 7 bis 9 hinzugefügt wurde, um Verwechslungen zu verhindern.

Eine Fahrzeugsicherheitsvorrichtung 10c (Fig. 7) umfaßt eine Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung (nicht gezeigt) , die durch einen Gasfluß aus einem Behälter 14c 5 aufgeblasen wird. Der Behälter 14c besitzt eine Kammer 16c, die eine Gasmischung 18c enthält. Die Gasmischung 18c umfaßt vorzugsweise ein Brennstoffgas, ein Oxidationsgas zum Fördern der Verbrennung des Brennstoffgases und ein inertes Gas. Alternativ hierzu kann die Gasmischung 18c in dem Behälter 14c ein Oxidationsgas und ein Brennstoffgas sein, und zwar in solchen Mengen, die eine sehr Brennstoffarme Mischung vorsehen, d. h. die Menge des Oxidsationsgases geht über die Menge hinaus, die benötigt wird, um die Verbrennung des Brennstoffgases zu fördern.

Die Gasmischung 18c in dem Behälter 14c verbrennt leicht, wenn sie gezündet wird, ist aber ansonsten nicht explosiv. Die Gasmischung 18c in dem Behälter 14c steht normalerweise unter Druck. Die Gasmischung 18c besitzt die gleiche Zusammensetzung wie die Gasmischung 18, die in Verbindung mit dem in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiel beschrieben wurde.

Beim Auftreten einer plötzlichen Fahrzeugverzögerung überträgt ein Verzögerungssensor (nicht gezeigt) jeder bekannten und geeigneten Bauweise, ein Signal über Leiter 150 und 152 zum Aktivieren eines Zünders 24c. Die Aktivierung des Zünders 24c zündet das Brennstoffgas in der Gasmischung 18c. Die Verbrennung des Brennstoffgases in der Mischung 18c wird durch das Oxidationsgas gefördert. Bei der Verbrennung des Brennstoffgases erhöht sich der Druck in der Kammer 16c infolge der Wärme, die durch den Zünder 24c geliefert wurde, und durch das Verbrennen des Brennstoffgases.
20

Wenn ein vorbestimmter Druck in der Kammer 16c erreicht wurde, oder nach einer vorbestimmten Zeit, birst eine Berstscheibe (nicht gezeigt) in einer Berstscheibenanordnung 156 und warmes Gas fließt in die Fahrzeug-5 insassen-Rückhaltevorrichtung durch eine oder mehrere Fließsteuerzumeßöffnungen. Während das Gas in die Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung fließt, bläst das Gas die Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung in eine vorbestimmte Stellung auf, und zwar zum Zurückhalten 0 eines Fahrzeuginsassen.

Gemäß einem Merkmal dieses Ausführungsbeispiels der Erfindung wirkt der Zünder 24c zum Übertragen von Energie durch einen geschlossenen Wandteil 160 (Fig. 8) des Behälters 14c, um Zündung der Gasmischung 18c in dem Behälter 14c zu bewirken. Der Zünder 24c umfaßt eine zündbare äußere Ladung 164, angeordnet benachbart zu einer

20 "^%

geschlossenen Außenseitenoberfläche 166 des Wandteils 160. Die äußere Ladung 164 ist durch ein zylindrisches Metallgehäuse 170 umgeben, welches an der geschlossenen Außenseite 166 des Wandteils 160 angeschweißt ist. Die äußere Ladung 164 steht mit der geschlossenen Außenseite 166 des Wandteils 160 in Eingriff.

Eine zündbare Innenladung 174 ist in Eingriff mit einer geschlossenen Innenseite 176 des Wandteils 160 angeordnet. Die innere Ladung 174 ist von einem zylindrischen Metallgehäuse 174 umschlossen, welches an der geschlossenen Innenseite 176 des Wandteils 160 angeschweißt ist. Eine kreisförmige Dichtscheibe 186 verhindert, daß die innere Ladung 174 der Gasmischung 18c in der Kammer ausgesetzt ist.

In einem spezifischen Ausführungsbeispiel der Erfindung könnte die zündbare äußere Ladung 164 RDX (Royal Danish Explosive) sein. Jedoch, könnte HMX (Her Majesty's Explosive) verwendet werden, wenn dies erwünscht ist. Die äußere Ladung 164 und die innere Ladung 174 besitzen beide eine zylindrische Gestalt mit einem Durchmesser von ungefähr 0,100 inch (2,54 mm).

In dem spezifischen dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die innere Ladung 174 in zwei Abschnitte einem zylindrischen äußeren Abschnitt 180 und einem zylindrischen inneren Abschnitt 182 aufgeteilt. Der äußere Abschnitt 180 ist aus Penta-erythrit-tetranitrat hergestellt. Der innere Abschnitt 182 ist dargestellt aus Borkaliumnitrat (BKNO3). In diesem spezifischen Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Zylinder 14c aus einer 304 rostfreien Stahl-Vakuumbogenumschmelzung gebildet. Der Teil 160 der Zylinderwand zwischen der äußeren Ladung 164 und der inneren Ladung 174 besitzt eine Dicke von ungefähr 0,085 inch (2,16 mm).

Der Zünder 24c umfaßt auch eine verlängerte Zündungsleitung
192. Die Zündungsleitung 192 besitzt ein Endteil 194, angeordnet benachbart zu der inneren Ladung 174 und eine Dichtscheibe 186. Der Endteil 194 (Fig. 8) der Zündleitung 192 ist teleskopartig an dem Gehäuse 178 angebracht,
so daß das Ende der Zündleitung 192 in anliegendem Eingriff mit der Dichtscheibe 186 steht und eng
benachbart zur inneren Ladung 174 ist. Die Zündungsleitung
192 besitzt eine Längsmittelachse, die mit einer Längsmittelachse der Behälters 14c übereinstimmt. Die
Zündungsleitung 192 erstreckt sich von dem Gehäuse 178
durch ein Mittelteil des Behälters 14c in Richtung eines rechten (wie in Fig. 7 gesehen) Endteil des Behälters.
Somit besitzt die Zündungsleitung 192 ein Endteil 19 6

(Fig. 7), angeordnet benachbart zu der Berstscheibe 156.

Obwohl das Endteil 196 der Zündleitung 192 in Fig. 7 als ungestützt gezeigt ist, kann eine Stütze oder ein Träger an der Innenseite der Berstscheibenanordnung 156 oder der Seitenwand des Behälters 14c vorgesehen werden. Weiterhin könnte die Zündleitung 192 zu einer Seite von der Mittelachse des Behälters 14c versetzt sein.

Die Zündleitung 192 (Fig. 8) umfaßt eine zylindrische
Hülle 202. Die Hülle 202 ist aus einem zerbrechlichen

Material hergestellt, wie zum Beispiel Plastik, Keramik oder einem Verbundmaterial. Ein verlängerter Kern 204 ist innerhalb der Hülle 202 angeordnet. Der Kern 204 ist aus einem nicht-detonativem, zündbaren Material hergestellt 0 und besitzt eine große Verbrennungswärme.

Der Kern 204 wird gebildet aus drei zylindrischen Strängen 206, 208 und 210 (Fig. 9), die von einer geschlossenen zylindrischen Seitenwand der Hülle 202 umgeben sind. Die Stränge 206, 208 und 210 umfassen sich in Längsrichtung erstreckende Stützelemente 214, die mit einer nichtdetonativen zündbaren Mischung eines pulverisierten

Brennstoffes, Oxidationsmittel und einem geeigneten Bindungsmittel überzogen sind. Die Stützelemente 214 werden aus einem Material, wie zum Beispiel Glasfasern, Metall oder einem Polymermaterial, hergestellt. 5

Der durch die Hülle 202 begrenzte Bereich ist größer als der diagonale Querschnittsbereich des Kerns 204.

Daher gibt es Räume 220 zwischen den Kernsträngen 206, 208, 210 und der Hülle 202, und zwischen den Kernsträngen selbst. Eine anhaftende pulvrige Zündlage 222, hergestellt aus demselben Material wie die Stränge 206, 208, 210, ist an der Innenseite der Hülle 202 angeordnet.

Die Zündleitung 192 ist im Handel erhältlich von Explosive Technology in Fairfield, Kalifornien, und ist bekannt als ITLX. Obwohl die Zündleitung 192 mit einer zylindrischen Hülle 202 und einem aus drei Strängen 206, 208· und 210 gebildeten Kern 204 beschrieben wurde, wird ins Auge gefaßt, daß die Zündleitung 192 viele verschiedene Bauweisen aufweisen kann, wie zum Beispiel im US-Patent 4 22 0 087 vom 7. September 1980 mit dem Titel "Lineare Zündsicherung" gezeigt ist.

5 Beim Auftreten einer plötzlichen Fahrzeugverzögerung überträgt der Verzogerungssensor (nicht gezeigt) ein Signal über die Leitungen 150 und 152, um die Zündung der äußeren Ladung 164 zu bewirken. Das Zünden der äußeren Ladung 164 resultiert in einer Vibration des geschlossenen Wandteils 160 des Behälters 14c. Die Kraft, die durch Vibration des Wandteils 160 zwischen den Ladungen 164 und 174 übertragen wird, bewirkt die Zündung des Abschnitts 180 der inneren Ladung 174. Dies zündet den Ladungsabschnitt 182. Die Zündung der Ladungsabschnitte 5 180 und 182 der inneren Ladung 174 zerstört die Dichtungsscheibe 186 und zündet den Kern 204 an dem Endteil 194 der Zündleitung 192.

Beim Zünden des Kerns 204 breitet sich die Zündreaktion mit einer sehr hohen Geschwindigkeit in der Größenordnung von 1000 bis 1500 m/s entlang der Zündleitung 192 aus. Während sich die Reaktion entlang der Zündleitung 192 fortbewegt, wird die Hülle 202 zertrümmert. Das Zertrümmern der Hülle 202 resultiert darin, daß kleine glühende Partikel der Reaktionsprodukte radial von der Zündleitung 192 wegspringen.

Durch die Zündung der Zündleitung 192 gelieferte Wärme erwärmt schnell das direkt benachbart zur Oberfläche der Hülle 202 liegende Gas, und zwar auf eine Temperatur von ungefähr 1000 ⁰F (538 ⁰C). Dies zündet die brennbare Gasmischung 18c in der Kammer 16c. Zusätzlich bewirken die kleinen glühenden Partikel der Reaktionsprodukte, die aus der Zündleitung 192 wegspringen bzw. -sprühen, wenn die Hülle 202 zertrümmert wird, das Zünden der brennbaren Gasmischung 18c an Stellen, die mit Abstand von der Zündleitung angeordnet sind.

Somit bewirkt die Zündleitung 192 die duale Funktion des Heizens der Gasmischung 18c in dem Behälter 14c und des Zündens der Gasmischung. Da die Zündleitung 192 eine wesentliche Wärmemenge zur Gasmischung 18c hinzufügt, wird eine geringer Menge des Brennstoffgases als in dem Fall benötigt, wenn eine andere Art eines Zünders verwendet würde.

Von der oben gegebenen Beschreibung der Erfindung wird der Fachmann Anwendungen, Verbesserungen, Veränderungen und Modifikationen der vorliegenden Erfindung erkennen. Zum Beispiel könnte das Gas in dem Behälter 101 zusätzlich zu Sauerstoff (Fig. 6) ein inertes Gas, wie zum Beispiel Stickstoff, umfassen. In einer Alternative zum 5 Ausführungsbeispiel der Fig. 6 kann ein inertes Gas unter Druck in einem getrennten Behälter ähnlich dem Behälter 100 und 101 gespeichert werden. Die Vorrichtung der

vorliegenden Erfindung kann auch für andere Aufblaseinrichtungen als eine als Airbag bekannte, aufblasbare Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung verwendet werden. Zum Beispiel kann die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung verwendet werden zum Aufblasen eines aufblasbaren Fahrzeugsitzgurtes, eines Floßes, einer Rettungsrutsche usw.. Solche Anwendungen, Verbesserungen, Änderungen und Modifikationen innerhalb des Fachgebiets werden durch die folgenden Ansprüche abgedeckt.

Zusammenfassend sieht die Erfindung also folgendes vor: Eine Vorrichtung zum Aufblasen einer Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung umfaßt Behältermittel zur Aufnahme von Gasen, um eine brennbare Mischung der Gase vorzusehen. Ein Zünder wird aktiviert, um die Zündung der Gasmischung ansprechend auf eine plötzliche Fahrzeugverlangsamung zu bewirken. Leitmittel leiten einen Gasfluß aus den Behältermitteln in die aufblasbare Insassen-Rückhaltevorrichtung. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Gase ein inertes Gas, ein Brennstoffgas und ein Oxidationsgas. Auch eine magere Mischung eines Brennstoffgases und eines Oxidationsgases kann verwendet werden. Ein verbesserter Zünder überträgt Energie durch einen geschlossenen Teil einer Wand der Behältermittel zum Zünden einer Ladung in den Behältermitteln. Der Zünder kann einen länglichen Kern umfassen, der in einer zerbrechlichen Hülle angeordnet ist, die zertrümmert wird, wenn der Kern verbrennt.

Claims

S chut &zgr; ansprüche

1. Vorrichtung zum Aufblasen einer Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung, wobei die Vorrichtung folgendes aufweist:

Behältermittel zur Aufnahme von Gasen, um eine brennbare Mischung der Gase vorzusehen; Zündmittel zum Zünden und Erwärmen der Gasmischung, und zum Erhöhen des Gasdrucks in den Behältermitteln, und

Leitmittel zum Leiten des Gases aus den Behältermitteln zu der Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Zündmittel Mittel umfassen zum Zünden der Gasmischung ansprechend auf plötzliche Fahrzeugverzögerung.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Gasmischung ein inertes Gas, ein Brennstoffgas und ein Oxidationsgas zum Unterstützen der Verbrennung des Brennstoffgases umfaßt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Behältermittel einen einzelnen Behälter zum Aufbewahren des inerten Gases, des Brennstoffgases, und des Oxidationsgases aufweisen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die relativen Mengen des inerten Gases, des Brennstoffgases und des 0 Oxidationsgases so ausgewählt sind, daß sie bei der Verbrennung des Brennstoffgases eine vorbestimmte Volumenflußmenge des erwärmten Gases ergeben, um die Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung aufzublasen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei das Brennstoffgas ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Wasserstoff und einem gasförmigen Kohlenwasserstoff, wobei

das Oxidationsgas Sauerstoff ist, und wobei das inerte Gas ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Stickstoff und Argon.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Behältermittel unter einem Druck von ungefähr 500 bis 5000 psi (3,447 &khgr; 10⁶ bis 34,47 x 10⁶ N/m²) stehen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei das Strömungsmittelgas Wasserstoff ist und ungefähr 10 bis 14 Mol-% der Gasmischung ausmacht, wobei das Oxidationsgas Sauerstoff ist, der ungefähr 15 bis 25 Mol-% der Gasmischung ausmacht, und wobei das inerte Gas Stickstoff ist, der ungefähr bis 75 Mol-% der Gasmischung ausmacht.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Gasmischung aus einer mageren Mischung aus Brennstoffgas und einem Oxidationsgas besteht.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Behältermittel einen einzelnen Behälter für das Brennstoffgas und das Oxidationsgas aufweisen.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1, die weiterhin folgendes umfaßt:

einen ersten Behälter (Container) für das Brennstoffgas, einen zweiten Behälter (Container) für das Oxidationsgas, und Mittel zum Leiten des Brennstoffgases und des Oxidationsgases von dem ersten und zweiten Behälter in die durch die Behältermittel definierte Verbrennungskammer.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Zündmittel die Gasmischung in der Verbrennungskammer zünden.

27

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Leitmittel Gas von der Verbrennungskammer in die Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung leiten.

14. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Zündmittel eine längliche bzw. langgestreckte Wärmequelle umfassen, die sich von einem Endteil der Behältermittel durch einen zentralen Teil der Behältermittel erstrecken.
10

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei die Behältermittel eine Längsmittelachse besitzen, und die langgestreckte Wärmequelle auf der Längsmittelachse der Behältermittel angeordnet ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Zündmittel folgendes umfassen:

einen länglichen bzw. langgestreckten Kern, der in einer zerbrechlichen Hülle in den Behältermitteln angeordnet ist, und Mittel zum Auslösen des Verbrennens des Kerns mit einem daraus resultierenden Zertrümmern der Hülle und Versprühen von glühenden Reaktionsprodukten in die brennbare Gasmischung entlang der Länge des langgestreckten Kerns.

17. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Behältermittel einen geschlossenen Wandteil umfassen und die Zündmittel folgendes umfassen:

eine erste zündbare Ladung, angeordnet benachbart zu einer ersten Seite des geschlossenen Wandteils, und eine zweite zündbare Ladung, angeordnet benachbart zu einer zweiten Seite des geschlossenen Wandteils.

18. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Behältermittel einen geschlossenen Wandteil umfassen und die Zündmittel folgendes umfassen:

eine Energiequelle, angeordnet benachbart zu einer

ersten Seite des geschlossenen Wandteils, und Mittel, angeordnet benachbart zu einer zweiten Seite des geschlossenen Wandteils und betätigbar infolge der durch den geschlossenen Wandteil übertragenen Energie, um die Zündung der brennbaren Gasmischung zu bewirken.

19. Vorrichtung zum Aufblasen einer aufblasbaren Einrichtung, wobei die Vorrichtung folgendes aufweist:

Behältermittel zur Aufnahme von Gasen, um eine brennbare Mischung der Gase vorzusehen; Zündmittel zum Zünden der Gasmischung zum Erwärmen und Erhöhen des Gasdrucks in den Behältermitteln; und

Leitmittel zum Leiten des Gases aus den Behältermitteln zu der Einrichtung.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, wobei die Gasmischung folgendes umfaßt:

ein inertes Gas;

ein Brennstoffgas; und

ein Oxidationsgas zur Unterstützung der Verbrennung des Brennstoffgases.

21. Vorrichtung nach Anspruch 19, wobei die Behältermittel einen einzelnen Behälter (Container) zur Speicherung des inerten Gases, des Brennstoffgases und des Oxidationsgases aufweisen.

22. Vorrichtung nach Anspruch 19, wobei die Behältermittel einen geschlossenen Wandteil umnfassen, und die Zündmittel folgendes umfassen:

23. Vorrichtung nach Anspruch 22, wobei die Zündmittel ferner einen langgestreckten Kern eines zündbaren Materials umfassen, der in einer zerbrechlichen Hülle angeordnet ist, und zwar mit einem Ende des Kerns benachbart zu der zweiten zündbaren Ladung, wobei die erste zündbare Ladung zündbar ist, um Zündung der zweiten zündbaren Ladung und Zündung des langgestreckten Kerns des zündbaren Materials zu bewirken, und wobei der langgestreckte Kern des zündbaren Materials zündbar ist, um ein Zertrümmern der Hülle und Versprühen von glühenden Reaktionsprodukten in die brennbare Gasmischung zu bewirken.

24. Vorrichtung nach Anspruch 19, wobei die Gasmischung aus einer mageren Mischung eines Brennstoffgases und eines Oxidationsgases besteht.

25. Vorrichtung nach Anspruch 24, wobei die Vorrichtung ferner folgendes aufweist:

einen ersten Behälter für das Brennstoffgas, einen zweiten Behälter für das Oxidationsgas, und Mittel zum Leiten des Brennstoffgases und des Oxidationsgases von dem ersten und zweiten Behälter in eine durch die Behältermittel definierte Verbrennungskammer.

26. Vorrichtung zum Aufblasen einer Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung, wobei die Vorrichtung folgendes aufweist:

einen Behälter mit einem geschlossenen Wandteil mit inneren und äußeren Seiten;

ein zündbares Material, angeordnet in dem Behälter; Zündmittel zum Zünden des zündbaren Materials in dem Behälter, um einen Gasfluß aus den Behälter zu bewirken, wobei die Zündmittel eine Energiequelle, die benachbart zu der äußeren Seite des geschlossenen Wandteils des Behälters angeordnet ist, und Mittel

umfassen, die an der inneren Seite des geschlossenen Wandteils des Behälters angeordnet sind und betätigbar sind infolge der durch den geschlossenen Wandteil des Behälters übertragenen Energie, um Zündung des zündbaren Materials in dem Behälter zu bewirken, und Leitmittel zum Leiten des Gases aus dem Behälter zu der Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung.

27. Vorrichtung nach Anspruch 26, wobei die Energiequelle eine erste zündbare Ladung umfaßt und die an dem inneren Seitenteil des geschlossenen Wandteils des Behälters angeordneten Mittel eine zweite zündbare Ladung umfassen, die gezündet wird unter Einfluß von Vibrationen, die durch den geschlossenen Wandteil des Behälters (Containers) ansprechend auf Zünden der ersten zündbaren Ladung übertragen werden.

28. Vorrichtung nach Anspruch 27, wobei die Zündmittel eine langgestreckte Wärmequelle umfassen, die sich von einer Stelle benachbart zu der zweiten zündbaren Ladung durch einen Mittelteil des Behälters erstreckt, um zu ermöglichen, daß Wärme von der langgestreckten Wärmequelle auf das zündbare Material übertragen wird, und zwar entlang der Länge der langgestreckten Wärmequelle.

29. Vorrichtung nach Anspruch 28, wobei der Behälter eine Langsmittelachse besitzt, und die langgestreckte bzw. längliche Wärmequelle auf der Längsmittelachse des Behälters angeordnet ist.

30. Vorrichtung nach Anspruch 26, wobei die Zündmittel einen langgestreckten bzw. länglichen Kern umfassen, der in einer zerbrechlichen Hülle in dem Behälter angeordnet ist, wobei die benachbart zu der inneren Seite der geschlossenen Wand angeordneten Mittel bewirken, daß der Kern anfängt zu brennen, mit einem

resultierenden Zertrümmern der Hülle und Versrprühen von glühenden Reaktionsprodukten in das zündbare Material in dem Behälter.

31. Vorrichtung nach Anspruch 30, wobei der Behälter eine Längsmittelachse besitzt und der längliche Kern und die zerbrechliche Hülle auf der Längsmittelachse des Behälters angeordnet sind.

32. Vorrichtung nach Anspruch 30, wobei der längliche Kern und die zerbrechliche Hülle sich von einem Endteil des Behälters durch einen Mittelteil des Behälters erstrecken, um zu ermöglichen, daß glühende Reaktionsprodukte in Richtung des zündbaren Materials versprüht werden, und zwar mindestens in dem Endteil und dem Mittelteil des Behälters.

33. Vorrichtung nach Anspruch 26, wobei das zündbare Material eine verbrennbare Gasmischung umfaßt.

34. Vorrichtung zum Aufblasen einer Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung, wobei die Vorrichtung folgendes aufweist:

Behältermittel zum Aufnehmen von mindestens zwei Gasen;

Zündmittel zum Zünden eines dieser Gase; und Leitmittel zum Leiten von Gas aus den Behältermitteln zu der Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung zum Aufblasen der Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung.

35. Vorrichtung nach Anspruch 34, wobei die mindestens zwei Gase in den Behältermitteln ein Brennstoffgas und ein Oxidationsgas zur Unterstützung der Verbrennung des Brennstoffgases umfassen.

36. Vorrichtung nach Anspruch 34, wobei die Zündmittel einen länglichen Kern, der in einer zerbrechlichen

Hülle in den Behältermitteln angeordnet ist, und Mittel umfassen zum Starten der Verbrennung des Kerns mit einem resultierenden Zertrümmern der Hülle und Versprühen von glühenden Reaktionsprodukten in die Gase in den Behältermitteln entlang der Länge des länglichen Kerns.

37. Vorrichtung nach Anspruch 34, wobei die Behältermittel einen geschlossenen Wandteil umfassen, und wobei die Zündmittel eine erste zündbare Ladung, die benachbart zu einer ersten Seite des geschlossenen Wandteils angeordnet ist, und eine zweite zündbare Ladung umfassen, die benachbart zu einer zweiten Seite des geschlossenen Wandteils angeordnet ist.

38. Vorrichtung nach Anspruch 34, wobei die Behältermittel einen geschlossenen Wandteil umfassen und die Zündmittel eine Energiequelle, die benachbart zu einer ersten Seite des geschlossenen Wandteils angeordnet ist, und Mittel umfassen, die benachbart zu einer zweiten Seite des geschlossenen Wandteils angeordnet sind und betätigbar sind infolge von Energie, die durch den geschlossenen Wandteil übertragen wird, um Zündung von mindestens einem der Gase in dem 5 Behältermitteln zu bewirken.

39. Vorrichtung zum Liefern eines Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtungs-Aufblasgases zum Aufblasen einer Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung, wobei die Vorrichtung folgendes aufweist: Behälter- bzw. Behältermittel;
ein Brennstoffgas;

ein Oxidationsgas zur Unterstützung der Verbrennung des Brennstoffgases;

wobei zumindest das Brennstoffgas und das Oxidationsgas eine verbrennbare Gasmischung in den Behältermitteln vorsehen;

Dichtmittel, die die Behältermittel bezüglich der Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung abschließen; Zündmittel zum Zünden des Brennstoffgases in den Behältermitteln;

wobei die Gasmischung bei Zündung erwärmte Gase und einen Druckanstieg in den Behältermitteln vorsehen, wobei das Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtungs-Aufblasgas die erwärmten Gase aufweist; und Leitmittel zum Leiten des Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtungs-Aufblasgases aus den Behältermitteln, um die Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung aufzublasen.

40. Vorrichtung zum Aufblasen einer Fahrzeuginsassen-

Rückhaltevorrichtung, wobei die Vorrichtung folgendes aufweist:

erste Mittel, die eine erste Kammer zur Aufnahme eines ersten Gases definieren;
zweite Mittel, die eine zweite Kammer zur Aufnahme 0 eines zweiten Gases definieren; ein erstes Gas in der ersten Kammer; ein zweites Gas, welches eine verbrennbare Gasmischung umfaßt, in der zweiten Kammer; Mittel zur Freigabe des ersten und zweiten Gases zu unterschiedlichen Zeiten bzw. Zeitpunkten, so daß die ersten und zweiten Gase zu unterschiedlichen Zeiten aus der ersten und zweiten Kammer strömen; Zündmittel zum Zünden der verbrennbaren Gasmischung; und

0 Leitmittel zum Leiten des ersten Gases und der gezündeten verbrennbaren Gasmischung in die Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung.

41. Vorrichtung zum Aufblasen einer Fahrzeuginsassen-

5 Rückhaltevorrichtung, wobei die Vorrichtung folgendes aufweist:
Gasbehältermittel mit einer Kammer zur Aufnahme einer

· &diams;

Gasmischung;

eine Gasmischung in der Kammer, wobei die Gasmischung eine verbrennbaren Gasmischung zum Füllen der Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung aufweist und ein zündbares Brennstoffgas umfaßt und eine magere Brennstoffgasmischung ist;

Zündmittel, die die verbrennbare Gasmischung in der Kammer zünden und aus der verbrennbaren Gasmischung ein Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtungs-Aufblasgas bilden, wobei das Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtungs-Aufblasgas die gezündete verbrennbare Gasmischung aufweist; und

Leitmittel zum Leiten des Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtungs-Aufblasgases, welches die gezündete verbrennbare Gasmischung aufweist, aus der Kammer in die Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung, um die Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung aufzublasen.

42. Vorrichtung zum Aufblasen einer Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung, wobei die Vorrichtung folgendes aufweist:

einen ersten Behälter;

einen Treib- bzw. Brennstoff in dem ersten Behälter; einen zweiten Behälter;
ein Oxidationsgas in dem zweiten Behälter; Mittel zum Bewirken, daß der Brennstoff und das Oxidationsgas miteinander in Kontakt kommen und Verbrennungsprodukte erzeugen; und Mittel zum Leiten der Verbrennungsprodukte in die 0 Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung.