DE4231356A1

DE4231356A1 - Vorrichtung zum aufblasen einer fahrzeuginsassen-rueckhaltevorrichtung

Info

Publication number: DE4231356A1
Application number: DE19924231356
Authority: DE
Inventors: Jack L Blumenthal; Nahum Gat; John H Semchena; Earnest M Faigle; Richard J Thompson
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: 1993-04-15
Anticipated expiration: 2012-09-19
Also published as: JP3203063B2; JP2001347917A; JPH05278554A; JP2001354107A; JP3607215B2; DE9218965U1; DE4231356B4

Description

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

Bekannte Strukturen zum Aufblasen einer Fahzeuginsassen- Rückhaltevorrichtung sind in US-Patenten 38 06 153, 38 68 124 und 38 95 821 offenbart. In jeder in diesen Pa tenten offenbarten Strukturen wird Luft oder ein anderes Gas und Feststoffgaserzeugungsmaterial in einem Behälter aufbewahrt. Beim Auftreten einer hohen Fahr zeugverlangsamung oder Verzögerung, die eine Kollision anzeigt, wird das Gas aus dem Behälter herausgelassen, um eine Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung aufzublasen, die einen Fahrzeuginsassen wegen der Kollision zurück hält. 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 erhitzte 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-Rückhaltevor richtung vor. Die Vorrichtung umfaßt Aufbewahrungsmittel zur Aufnahme von Gasen, um eine brennbare Mischung von Gasen vorzusehen. Die Vorrichtung umfaßt auch Zündmittel zum Zünden der Mischung von Gasen, zum Erwärmen und Er höhen des Druckes des Gases in den Aufbewahrungsmitteln. Die Vorrichtung umfaßt weiterhin Leitmittel, die Gas von dem Aufbewahrungsmittel an die aufblasbare Einrichtung leitet.

Vorzugsweise umfaßt die Mischung von Gasen ein inertes Gas, ein brennbares Treibstoffgas und ein Oxidierungsgas. Das inerte Gas ist vorzugsweise Stickstoff oder Argon oder eine Mischung aus Stickstoff und Argon. Das Treib stoffgas ist vorzugsweise Wasserstofff 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 treibstoffarm ist könnte, verwendet werden. Auch eine kleine Menge eines inerten Markiergases kann hinzugefügt werden, um die Lecküberprüfung der Vorrichtung zu un terstützen. Die Aufbewahrungsmittel können eine Mehrzahl von verschiedenen Formen annehmen. In einem Ausführungs beispiel der Erfindung ist das Aufbewahrungsmittel ein einzelner Behälter oder Container zur Aufbewahrung des inerten Gases des Treibstoffgases und des Oxidations gases, und zwar als eine Mischung von Gasen. Alternativ kann der einzelne Behälter diese treibstoffarme, ver brennbare Gasmischung enthalten.

In einem anderen Ausführungsbeispiel enthält ein erster Container das Treibstoffgas, ein zweiter Container das Oxidationsgas, und die Aufbewahrungemittel definieren eine Brennkammer, die das Treibstoffgas und das Oxida tionsgas 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 Treibstoffgases zu unterstützen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Aufblasrate oder Geschwindigkeit der aufblasbaren Einrichtung gesteu ert werden, um bei einer gegebenen Zeit nach Zündung des Treibstoffgases ein erwünschtes Volumen der aufblasbaren Einrichtung vorzusehen. Die Aufblasrate der aufblasbaren Einrichtung und der Druck in der aufblasbaren Einrichtung kann gesteuert werden durch die Menge des Treibstoffgases und des Oxidationsgases, um eine erwünschte Verbrennungs rate zu ergeben, die ihrerseits die vorbestimmte Volumen flußrate des warmen Gases in die Aufblaseinrichtung be stimmt. Alternativ oder zusätzlich kann die Aufblasrate gesteuert werden durch Flußsteuerzumeßöffnungen oder ähn lichem, 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 Aufbewahrungsmittel an denen Treibstoffgas gezün det wird.

Ein verbessertes Zündmittel ist vorgesehen zum Zünden ei ner Mischung von Gasen. Die Zündmittel dienen zum Über tragen von Energie durch einen geschlossenen Wandteil der Aufbewahrungsmittel. Die durch den geschlossenen (nicht perforierten) Wandteil der Aufbewahrungsmittel übertra gene Energie bewirkt das Zünden des zündbaren Materials in dem Aufbewahrungsmittel. Insbesondere ist eine zünd bare Ladung angeordnet neben einer Außenseite des ge schlossenen Wandteils der Aufbewahrungsmittel zündbar, um Zünden einer zündbaren Ladung zu bewirken, die angeordnet ist neben einer Innenseite des geschlossenen Wandteils der Aufbewahrungsmittel. Gemäß einem anderen Merkmal der Zündmittel ist in den Aufbewahrungsmitteln ein länglicher Kern in einer zerbrechlichen Hülle angeordnet. Der läng liche Kern wird gezündet mit einem resultierenden Zer brechen der Hülle und Ausspeien von glühenden Reak tionsprodukten in die Aufbewahrungsmittel.

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

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungs beispiels der Erfindung;

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines zweiten Aus führungsbeispiels der Erfindung;

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines dritten Aus führungsbeispiels der Erfindung;

Fig. 4 eine Schnittansicht eines Teils einer Fahr zeuginsassen-Sicherheitsvorrichtung, gebaut gemäß der Erfindung;

Fig. 5 eine graphische Darstellung von Leistungscharak teristiken einer typischen Fahrzeuginsassen-Si cherheitsvorrichtung, gebaut gemäß der Erfindung;

Fig. 6 eine schematische Darstellung eines vierten Aus führungsbeispiels der Erfindung;

Fig. 7 eine schematische Darstellung eines fünften Aus führungsbeispiels der Erfindung;

Fig. 8 eine vergrößerte teilweise schematische Darstel lung 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 ver schiedener Strukturen verkörpert sein. Als Beispiel zeigt Fig. 1 die vorliegende Erfindung in einer Fahrzeuginsas sen-Sicherheitsvorrichtung 10. Die Fahrzeuginsassen-Si cherheitsvorrichtung 10 umfaßt eine aufblasbare Fahr zeuginsassen-Rückhaltevorrichtung 12, und eine Vorrich tung zum Aufblasen der Fahrzeuginsassen-Rückhal tevorrichtung.

Beim Auftreten einer großen Fahrzeugverlangsamung oder Verzögerungsrate, die eine Fahrzeugkollision anzeigt, wird die Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung 12 aufge blasen, um Bewegung eines Insassen des Fahrzeugs zu rückzuhalten. Die aufblasbare Fahrzeuginsassen-Rückhalte vorrichtung 12 wird aufgeblasen in einer Stellung in dem Fahrzeug, und zwar zwischen dem Insassen und bestimmten Teilen des Fahrzeugs, wie zum Beispiel einem Lenkrad, ei nem Armaturenbrett oder ähnlichem, bevor sich der Insasse bezüglich zu diesen Teilen bewegt und die Teile während einer Fahrzeugkollision gewaltsam trifft. Die aufgebla sene 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 sol che Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung kann durch ver schiedene Gase aufgeblasen werden. Ungeachtet des ver wendeten Gases zum Aufblasen der Fahrzeuginsassen-Rück haltevorrichtung 12 wird die Fahrzeuginsassen-Rückhal tevorrichtung normalerweise als Luftsack (air bag) be zeichnet.

Die Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung 12 wird auf geblasen durch einen Gasfluß aus dem Behälter 14. Der Be hälter 14 hat eine Kammer 16 ,die eine Gasmischung 18 be inhaltet. Die Gasmischung 18 umfaßt vorzugsweise ein Treibstoffgas, ein Oxidationsgas zur Unterstützung der Verbrennung des Treibstoffgases, und ein inertes Gas. Das inerte Gas ist vorzugsweise Stickstoff, Argon oder eine Mischung aus Stickstoff und Argon. Das Oxidationsgas ist vorzugsweise Sauerstoff. Das Treibstoffgas ist vorzugs weise Wasserstoff, kann aber Methan oder eine Mischung aus Wasserstoff und Methan sein.

Alternativ kann die Gasmischung in dem Container 14 ein Oxidationsgas und ein Treibstoffgas sein, und zwar in Mengen, die eine sehr treibstoffarme Mischung vorsehen, d. h. die Menge des Oxidationsgases übersteigt die Menge, die benötigt wird zur Unterstützung der Verbrennung des Treibstoffgases.

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 ver schiedene Zusammensetzungen haben. Das Treibstoffgas kann 2 bis 16 Molar% der Gasmischung 18 betragen. Das Oxida tionsgas könnte 7 bis 98 Molar% der Gasmischung 18 be tragen. Der Rest ist inertes Gas, welches 0 bis 91 Molar% der Gasmischung 18 betragen kann. Vorzugsweise umfaßt die Gasmischung 18 10 bis 14 Molar% Wasserstoff, 15 bis 25 Molar% Sauerstoff und 61 bis 75 Molar% inertes Gas.

Die Gasmischung 18 in dem Container 14 steht normaler weise unter Druck. Der Druck ist abhängig von solchen Faktoren, wie dem Volumen der aufzublasenden Fahrzeug insassen-Rückhaltevorrichtung 12, der vorhandenen Zeit zum Aufblasen, dem erwünschten Aufblasdruck, dem Volumen des Containers für die Gasmischung 18 und dem Prozentsatz von jedem der Gase in der Gasmischung 18. Normalerweise ist die Gasmischung 18 in dem Container 14 bei einem Druck von 500 bis 5000 Pfund pro Quadratinch (psi). Vor zugsweise ist die Gasmischung 18 in dem Behälter 14 auf einem Druck von 1000 bis 3000 psi. Jedoch ist die Er findung anwendbar auf jede Gasmischung unbhängig vom Druck.

In einem bestimmten Ausführungsbeispiel ist die Gas mischung 18 Trockenluft und Wasserstoff. Die Mischung von trockener Luft und Wasserstoff kann sich zwischen 86 Mo lar% Luft und 14 Molar% Wasserstoff sowie 92 Molar% Luft und 8 Molar% Wasserstoff bewegen. Jedoch ist es momentan bevorzugt, daß sie einen Bereich von 90 Molar% Luft und 10 Molar% Wasserstoff bis 87 Molar% Luft und 13 Molar% Wasserstoff besitzen.

Beim Auftreten einer plötzlichen Fahrzeugverlangsamung aktiviert ein Verlangsamungs- oder Verzögerungssensor 22 jeder bekannten und geeigneten Bauart, einen Zünder 24 in der Kammer 16 um das Treibstoffgas in der Gasmischung 18 zu zünden. Die Verbrennung des Treibstoffgases wird ge fördert durch das Oxidationsgas. Beim Verbrennen des Treibstoffgases erhöht sich der Druck in der Kammer 16 infolge des Erwärmens der Gase durch die Verbrennungs wärme, die erzeugt wird durch Verbrennen des Treibstoff gases und der Bildung von zusätzlichen Gasen oder Dämp fen, die erzeugt werden durch Verbrennung des Treibstoff gases. Nach einer vorbestimmten Zeit, oder wenn ein vor bestimmter 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 Flußsteuerzumeßöffnung. Wenn das Gas in die Fahrzeugin sassen- Rückhaltevorrichtung 12 fließt, bläst das Gas die Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung 12 in eine vorbe stimmte Stellung zum Zurückhalten eines Fahrzeuginsassen auf. Wenn die Menge des Wasserstoffs geringer ist als un gefähr 8 Molar% könnte man auf Schwierigkeiten beim Zün den des Wasserstoffs treffen. Wenn die Menge des Wasser stoffs mehr als 14 Molar% beträgt. können nicht-akzep tierbare Drücke und/oder Temperaturen in der Fahrzeugin sassen-Rückhaltevorrichtung 12 erzeugt werden. Vorzugs weise ist das Treibstoffgas in der Gasmischung 18 in ei ner solchen Menge umfaßt, 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 iner tes Gas verwendet wird oder durch zurückbleibendes Oxida tionsgas 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 Fahr zeuginsassen-Rückhaltevorrichtung aufgeblasen wird. Diese angesaugte Luft kühlt auch das Gas in der Fahrzeuginsas sen-Rückhaltevorrichtung 12.

Da das Treibstoffgas 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 ge wünschten Druck aufzublasen, minimiert. Zusätzlich, da Verbrennung des Treibstoffgases gasförmige Materialien erzeugt, d. h. Wasserdampf im Gegensatz zu festeren Mate rialien, besteht keine Notwendigkeit für einen Partikel filter oder ähnliches.

Der Behälter 14 in der Sicherheitsvorrichtung 10 ist in größerem Detail in Fig. 4 gezeigt. Wie in Fig. 4 gezeigt ist, weist der Container 14 einen zylindrischen Tank 30 auf. Der Tank 30 definiert die Kammer 16, die die Gas mischung 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 30 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 Gas flußöffnungen 35.

Ein Zündergehäuse 34 erstreckt sich durch eine Öffnung an einem Ende des Tanks 30 und trägt den Zünder 24. Der Zün der 24 kann irgendeiner der vielen bekannten Arten von Zündern sein. Somit kann der Zünder eine Zündkerze sein, ein Blitzlichtzünder (wie zum Beispiel im US-Patent 36 95 179 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 ein zelner Zünder, wie in Fig. 4 gezeigt, oder eine Vielzahl von Zündern kann verwendet werden. Der Prozentsatz des Treibstoffgases in der Gasmischung 18 kann verändert wer den, um die Zündung des Treibstoffgases durch den Zünder oder die Zünder zu erleichtern.

Eine zylindrische Sammelleitung 40 erstreckt sich durch eine Öffnung in dem Ende des Tanks 30 gegenüberliegend vom Zünder 24 und erstreckt sich auch durch eine benach barte Öffnung in dem Diffusor 32. Eine kreisförmige End wand 42 der Sammelleitung 40, die innerhalb des Tanks 30 angeordnet ist, besitzt eine mittig angeordnete Steuerzu meßöffnung 44. Eine zylindrische Seitenwand 46 der Sam melleitung 40 besitzt eine sich umfangsmäßig erstreckende Anordnung von Gasflußöffnungen 48, angeordnet zwischen dem Tank 30 und dem Diffusor 32. Die Endwand 28, die schema tisch in Fig. 1 gezeigt ist, ist eine Berstscheibe, die innerhalb der Sammelleitung 40 zwischen der Steuerzumeß öffnung 44 und den Gasflußöffnungen 48 gehalten wird.

Wenn das Treibstoffgas in der Gasmischung 18 in der Kam mer 16 durch den Zünder 24 gezündet wird, erzeugt die Verbrennung des Treibstoffgases Wärme und gasförmige Ver brennungsprodukte, die den Druck in der Kammer 16 er höhen. Wenn der sich erhöhende Druck in dem Tank 30 einen vorbestimmten Pegel erreicht, bricht die Endwand 28. Un ter 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 Fahr zeuginsassen-Rückhaltevorrichtung 12 während des Betriebs der Fahrzeuginsassen-Sicherheitsvorrichtung 10. Der Druck 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 T_o wird das Treibstoffgas in der Gasmischung 18 in der Kammer 16 gezündet, und der Druck in der Kammer 16 be ginnt sich über den Speicherdruck P_s zu erhöhen, und zwar als ein Resultat der Verbrennung. Zu einer Zeit T₁ bricht die Endwand 28 und das unter Druck stehende Gas beginnt in die Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung 12 zu flie ßen. Das Gasvolumen in der Fahrzeuginsassen-Rückhaltevor richtung 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 weiter hin Wärme erzeugt und bewirkt, daß sich die Gasmischung mit einer schnelleren Rate ausdehnt, als das Gas durch die Zumeßöffnung 44 in die Fahrzeuginsassen-Rückhaltevor richtung 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. Wäh rend sich der Druck in der Kammer 16 verringert, erhöht sich das Gasvolumen in der Fahrzeuginsassen-Rückhaltevor richtung 12, bis die Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrich tung 12 voll aufgeblasen ist zum Zwecke des Rückhaltens eines Fahrzeuginsassen.

Fig. 5 ist nur ein Beispiel für die Arbeitsweise einer Aufblasevorrichtung für eine Fahrzeuginsassen-Rückhal tevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Die in Fig. 5 gezeigten Kurven können verändert werden, und zwar in einer Anzahl von Wegen um die Volumen/Zeit-Kurven der art zuzuschneiden, das das Aufblasen der Fahr zeuginsassen-Rückhaltevorrichtung zurechtgeschnitten wer den kann für eine bestimmte Anwendung für ein bestimmtes Fahrzeug. Zum Beispiel kann die Zeit, die benötigt wird, zum vollen Aufblasen der Fahrzeuginsassen-Rückhaltevor richtung 12 reduziert werden durch Erhöhen des Treib stoffgehalts der Gasmischung 18 und/oder durch Erhöhen des Oxidationsgasgehaltes. Zusätzlich oder alternativ dazu kann die Anzahl der Stellen, an denen das Treib stoffgas in der Gasmischung 18 gezündet wird, und/oder die Fläche der Steuerzumeßöffnung 44 erhöht werden. Wei terhin können Kombinationen dieser Veränderungen ver wendet 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 wer den durch zum Beispiel Verringern des Treibstoffgasge halts und/oder des Oxidationsgasgehalts der Gasmischung 18.

Das oben beschriebene Ausführungsbeispiel I ist das be vorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung. Unten finden sich Beschreibungen anderer Ausführungsbeispiele der vor liegenden Erfindung, die alternative Wege zur Durch führung der Erfindung sind.

Zweites Ausführungsbeispiel II

Da das in Fig. 2 gezeigte Ausführungsbeispiel der Er findung im allgemeinen ähnlich dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist, werden ähnliche Bezugszeichen verwendet, um ähnliche Bauteile zu bezeichnen. Das Zu satzzeichen "a" wird dem Bezugszeichen hinzugefügt zum Bezeichnen der Bauteile des in Fig. 2 gezeigten Ausfüh rungsbeispiels der Erfindung um Verwirrung 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 Kam mer 16a, in der eine Gasmischung 18a gehalten wird. Wie die Mischung 18 umfaßt die Gasmischung 18a ein Treib stoffgas, ein Oxidationsgas zum Fördern der Verbrennung des Treibstoffgases und inertes Gas. Alternativ hierzu kann die Gasmischung 18a eine sehr treibstoffarme brenn bare Gasmischung eines Treibstoffgases und eines Oxidati onsgases sein. Auch kann die Gasmischung 18a unter Druck stehen.

Beim Auftreten einer Fahrzeugverlangsamung aktiviert ein Verlangsamungssensor 22a einen Öffner 60, um mechanisch eine 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. Vor zugsweise aktiviert zur selben Zeit der Verlangsamungs sensor 22a einen Zünder 24a zum Zünden des Treibstoff gases 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 Treibstoffgases 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 wer den. Beim Verbrennen des Treibstoffgases wird das Gas in der Kammer 16a erwärmt. Das erwärmte Gas fließt aus der Kammer 16a durch die Öffnung in der Endwand 28a des Be hälters 14a in die Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung 12a zum Aufblasen der Fahrzeuginsassen-Rückhalte vorrichtung. Die Gasmischung 18a kann viele unterschied liche Zusammensetzungen besitzen. Die bevorzugten Zusam mensetzungen 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 Molar% Wasserstoffgas als Treibstoffgas hinzugefügt wurden. Vor dem Öffnen des Containers 16a durch den Öffner 60 und vor dem Zünden des Wasserstoffgases in der Gasmischung 18a wird die Gas mischung 18a in dem Behälter 14a unter einem Druck von ungefähr 2000 psi gehalten. Die bevorzugten Speicher drücke 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 Ausführungsbei spiels der Erfindung im allgemeinen ähnlich den Bauteilen der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiele der Erfindung sind, werden ähnliche Bezugszeichen ver wendet, um ähnliche Bauteile zu bezeichnen, wobei das Zu satzzeichen "b" assoziiert ist mit den Bezugszeichen der Fig. 3, um Verwirrung zu verhindern.

Eine Fahrzeugsicherheitvorrichtung 10b (Fig. 3) umfaßt eine Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung 12b, die auf geblasen wird durch einen Gasfluß aus einem Behälter 14b, und zwar zum Zurückhalten der Bewegung eines Fahrzeugin sassen. 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 Gasmi schung 80. Die Gasmischung 80 enthält vorzugsweise ein Treibstoffgas, ein inertes Gas und ein Oxidationsgas zur Unterstützung der Verbrennung des Treibstoffgases in ei ner Mischung mit dem inerten Gas. Alternativ hierzu könnte die Gasmischung 80 ein Oxidationsgas und ein Treibstoffgas mit Mengen sein, die eine sehr treibstoff arme Mischung vorsehen.

Beim Auftreten einer plötzlichen Fahrzeugverlangsamung aktiviert ein Verlangsamungssensor 22b einen Öffner 60b, um die Containerendwand 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 End wand 28b durchstoßen wird.

Während das Gas 78 von dem oberen Abteil 70 in die Fahr zeuginsassen-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 zwi schen den Gasen in den oberen und unteren Abteilen 70 und 72 erreicht wurde, bricht die Zwischenwand 74 zum Verbin den 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 Treibstoffgases in der Gasmischung 80. Das Zünden und das resultierende Verbrennen des Treibstoff gases 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 er höht. Somit erhöht sich die Gasflußrate oder -menge durch die Zwischenwand 74 und die Endwand 28b zu der Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung 12b und das vorhan dene Gasvolumen zum Aufblasen der Fahrzeuginsassen- Rückhaltevorrichtung 12b erhöht sich.

Das obere Abteil 70 kann mit Trockenluft mit einem Druck von 2000 psi 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 ge füllt sein. Die Gasmischung 80 in dem unteren Abteil 72 kann aus 85 bis 90 Molar% Trockenluft und 10 bis 15 Mo lar% 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 ge füllt sein könnte. Die Gasmischung in dem unteren Abteil 72 könnte auch jede Zusammensetzung und/oder Speicher druck 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 Strö mungsmittelverbindung 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 Abtei len 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 verbunden werden. Zum Beispiel könnte ein Öffner, ähnlich dem Öffner 60b vorgesehen werden, zum mechanischen Durch stoßen der Zwischenwand 74. Der Betrieb des Öffners zum Durchstoßen der Zwischenwand 74 und gleichzeitig der Be trieb des Zünders 88 zum Zünden des Treibstoffgases in der Gasmischung 80 würde auftreten an einem vorbestimmten Zeitintervall, nachdem der Verlangsamungssensor 22b das Auftreten der plötzlichen Fahrzeugverlangsamung detek tiert hat.

Ausführungsbeispiel IV

Ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 6 dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird Was serstoff unter Druck in einem Behälter 100 gelagert, und Sauerstoff wird unter Druck in einem Behälter 101 gela gert. Behälter 100 besitzt einen Auslaß 102, der in Ver bindung steht mit einer Verbrennungskammer 104, definiert durch Aufbewahrungsmittel 106. Der Behälter 101 besitzt auch einen Auslaß 108, der in Verbindung steht mit der Verbrennungskammer 104.

Der Auslaß 102 besitzt eine Flußsteuerzumeßöffnung 110 und eine Berstscheibe 112. Wenn sich die Burstscheibe 112 öffnet, fließt Wasserstoff in die Verbrennungskammer 104 der Aufbewahrungsmittel 106. Der Fluß des Wasserstoffs wird teilweise gesteuert durch den Bereich der Flußsteu erzumeßöffnung 110. Der Auslaß 108 besitzt eine Flußsteueröffnung 114 und eine Berstscheibe 116. Wenn sich die Berstscheibe 116 öffnet, fließt Sauerstoff in die Verbrennungskammer 104 der Aufbewahrungsmittel 106.

Der Fluß des Sauerstoffs wird teilweise gesteuert durch die Fläche der Flußsteuerzumeßöffnung 114. Somit, wenn sich die Berstscheiben 112, 116 öffnen, erhalten die Aufbewahrungsmittel 106 Gase, d. h. Wasserstoff und Sau erstoff, um eine brennbare Mischung aus Wasserstoff und Sauerstoff vorzusehen.

Ein geeigneter Zünder 130 ist mit den Aufbewahrungs mitteln 106 assoziiert. Der Zünder 130 zündet, wenn er betätigt wird, die Gasmischung in der Verbrennungskammer 104 der Aufbewahrungsmittel 106, um den Druck zu erhöhen und das Gas in der Verbrennungskammer 104 zu erwärmen. Das Gas wird aus der Verbrennungskammer 104 durch eine Flußsteuerzumeßöffnung 131 und eine Auslaßleitung 132 in die aufblasbare Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung 134 geleitet. Die Flußsteuerzumeßöffnung 131 steuert zum Teil die Gasflußrate an die aufblasbare Insassenrückhaltevor richtung und den Druck in der Verbrennungskammer 104. Die aufblasbare Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung 134 kann, wie oben im Ausführungsbeispiel I beschrieben sein.

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

Die Öffnereinrichtungen 140, 142 werden betätigt durch einen Fahrzeugverlangsamungssensor, der schnelle Fahr zeugverlangsamung als Anzeige für eine Kollision fühlt. Als Resultat fließen der Wasserstoff- und der Sauerstoff in die Verbrennungskammer 104 hinein und mischen sich dort. Der Fahrzeugverlangsamungssensor betätigt auch den Zünder 130, der wiederum die Mischung aus Wasserstoff 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-Rück haltevorrichtung 134.

Die Menge des in den Behältern 100, 101 aufbewahrten Was serstoffs und Sauerstoffs kann variieren. Es ist wün schenswert, daß die Menge an Wasserstoff in der Ver brennungskammer 104 ungefähr 10 Molar.% der Gesamtmenge aus Wasserstoff und Sauerstoff in der Verbrennungskammer 104 beträgt, und daß die Menge des Sauerstoffs in der Verbrennungskammer 104 ungefähr 90 Molar% der Gesamtmenge aus Wasserstoff und Sauerstoff in der Verbrennungskammer 104 ist. Dies sieht Sauerstoff vor, der wesentlich über dem liegt, was gebraucht wird, um die Verbrennung des Wasserstoffs zu fördern. Somit wird die Fahrzeuginsassen- Rückhaltevorrichtung aufgeblasen durch den Sauerstoff und Verbrennungsprodukte der Gasmischung in der Verbren nungskammer 104. Die Verbrennungsprodukte umfassen Was serdampf.

Ausführungsbeispiel V

Ein fünftes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Fig. 7, 8 und 9 gezeigt. Da die Bauteile dieses Ausfüh rungsbeispiels 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 Zusatzzeichen "c" assoziiert ist mit den Bezugszeichen der Fig. 7 bis 9, um Verwirrungen zu verhindern.

Eine Fahrzeugsicherheitsvorrichtung 10c (Fig. 7) umfaßt eine Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung (nicht ge zeigt), die aufgeblasen wird durch einen Gasfluß aus ei nem Behälter 14c. Der Behälter 14c besitzt eine Kammer 16c, die eine Gasmischung 18c enthält. Die Gasmischung 18c umfaßt vorzugsweise ein Treibstoffgas, ein Oxida tionsgas zum Fördern der Verbrennung des Treibstoffgases und ein inertes Gas. Alternativ hierzu kann die Gasmi schung 18c in dem Behälter 14c ein Oxidationsgas und ein Treibstoffgas sein, und zwar in solchen Mengen, die eine sehr treibstoffarme Mischung vorsehen, d. h. die Menge des Oxidationsgases geht über die Menge hinaus, die benötigt wird, um die Verbrennung des Treibstoffgases zu fördern.

Die Gasmischung 18c in dem Behälter 14c verbrennt leicht, wenn sie gezündet wird, ist aber ansonsten nicht explo siv. Die Gasmischung 18c in dem Behälter 14c steht nor malerweise unter Druck. Die Gasmischung 18c besitzt die gleiche Zusammensetzung wie die Gasmischung 18, die be schrieben wurde in Verbindung mit dem in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiel.

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

Wenn ein vorbestimmter Druck in der Kammer 16c erreicht wurde, oder nach einer vorbestimmten Zeit, birst eine Berstscheibe (nicht gezeigt) in einer Berstscheiben anordnung 156 und warmes Gas fließt in die Fahrzeugin sassen-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 ei nes Fahrzeuginsassen.

Gemäß einem Merkmal dieses Ausführungsbeispiels der Er findung wirkt der Zünder 24c zum Übertragen von Energie durch einen geschlossenen Wandteil 160 (Fig. 8) des Be hälters 14c, um Zündung der Gasmischung 18c in dem Be hälter 14c zu bewirken. Der Zünder 24c umfaßt eine zünd bare äußere Ladung 164, angeordnet benachbart zu einer 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 in Eingriff mit der geschlossenen Außenseite 166 des Wandteils 160.

Eine zündbare Innenladung 174 ist angeordnet in Eingriff mit einer geschlossenen Innenseite 176 des Wandteils 160. Die innere Ladung 174 ist umschlossen von einem zylindri schen Metallgehäuse 174, welches an der geschlossenen In nenseite 176 des Wandteils 160 angeschweißt ist. Eine kreisförmige Dichtscheibe 186 blockiert Aussetzung der inneren Ladung 174 an die Gasmischung 18c in der Kammer.

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

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

Der Zünder 24c umfaßt auch eine verlängerte Zündungs leitung 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 Zünd leitung 192 ist teleskopartig an dem Gehäuse 178 an gebracht, so daß das Ende der Zündleitung 192 in anlie gendem Eingriff mit der Dichtscheibe 186 steht und eng benachbart zur inneren Ladung 174 ist. Die Zündungslei tung 192 besitzt eine Längsmittelachse, die übereinstimmt mit einer Längsmittelachse des Behälters 14c. Die Zün dungsleitung 192 erstreckt sich von dem Gehäuse 178 durch ein Mittelteil des Behälters 14c in Richtung eines rech ten (wie in Fig. 7 gesehen) Endteils des Behälters. Somit besitzt die Zündungsleitung 192 ein Endteil 196 (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 vorgesehen wer den an der Innenseite der Berstscheibenanordnung 156 oder der Seitenwand des Behälters 14c. Weiterhin könnte die Zündleitung 192 zu einer Seite von der Mittelachse des Containers 14c versetzt sein.

Die Zündleitung 192 (Fig. 8) umfaßt eine zylindrische Hülle 202. Die Hülle 202 ist hergestellt aus einem zer brechlichen Material, wie zum Beispiel Plastik, Keramik oder einem Verbundmaterial. Ein verlängerter Kern 204 ist innerhalb der Hülle 202 angeordnet. Der Kern 204 wird ge bildet aus einem nicht-detonativem, zündbaren Material und besitzt eine große Verbrennungswärme.

Der Kern 204 wird gebildet aus drei zylindrischen Strän gen 206, 208 und 210 (Fig. 9), die umgeben sind durch eine geschlossene zylindrische Seitenwand der Hülle 202. Die Stränge 206, 208 und 210 umfassen sich längser streckende Stützelemente 214, die überzogen sind mit ei ner nicht-detonativen zündbaren Mischung eines pulve risierten Treibstoffes, Oxidationsmittel und einem ge eigneten Bindungsmittel. Die Stützelemente 214 werden aus einem Material, wie zum Beispiel Glasfasern, Metall oder einem Polymermaterial, hergestellt.

Der Bereich begrenzt durch die Hülle 202 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, herge stellt aus dem selben Material wie die Stränge 206, 208, 210 ist angeordnet an der Innenseite der Hülle 202.

Die Zündleitung 192 ist im Handel erhältlich von Explo sive Technology in Fairfield, Kalifornien, und ist be kannt als ITLX. Obwohl die Zündleitung 192 beschrieben wurde mit einer zylindrischen Hülle 202 und einem Kern 204 ,gebildet aus drei Strängen 206, 208 und 210, wird ins Auge gefaßt, daß die Zündleitung 192 viele ver schiedene Bauweisen aufweisen kann, wie zum Beispiel die in US-Patent 42 20 087 vom 7. September 1980 mit dem Ti tel "Lineare Zündsicherung" gezeigt.

Beim Auftreten einer plötzlichen Fahrzeugverlangsamung überträgt der Verlangsamungssensor (nicht gezeigt) ein Signal über die Leitungen 150 und 152, um Zünden der äu ßeren Ladung 164 zu bewirken. Zünden der äußeren Ladung 164 resultiert in einer Vibration des geschlossenen Wand teils 160 des Behälters 14c. Die Kraft, die übertragen wird durch Vibration des Wandteils 160 zwischen den La dungen 164 und 174 bewirkt Zündung des Abschnitts 180 der inneren Ladung 174. Dies zündet den Ladungsabschnitt 182. Zünden der Ladungsabschnitte 180 und 182 der inneren La dung 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 Ordnung von 1000 bis 1500 m/Sekunde entlang der Zündleitung 192 aus. Während sich die Reaktion entlang der Zündleitung 192 fortbewegt, wird die Hülle 202 zertrümmert. Zertrümmern der Hülle 202 resultiert darin, daß kleine glühende Par tikel der Reaktionsprodukte radial von der Zündleitung 192 vorspringen.

Wärme, vorgesehen durch die Zündung der Zündleitung 192 erwärmt schnell das direkt benachbarte zur Oberfläche der Hülle 202 liegende Gas, und zwar auf eine Temperatur von ungefähr 1000°F. Dies zündet die brennbare Gasmischung 18c in der Kammer 16c. Zusätzlich bewirken die kleinen glühenden Partikel der Reaktionsprodukte, die aus der Zündleitung 192 vorspringen, wenn die Hülle 202 zertrüm mert 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 we sentliche Wärmemenge zur Gasmischung 18c hinzugibt, wird eine geringe Menge des Treibstoffgases benötigt, wie in dem Fall, daß eine unterschiedliche 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 (Fig. 6) ein inertes Gas, wie zum Beispiel Stickstoff sowie Sau erstoff, umfassen. In einer Alternative zum Ausfüh rungsbeispiel der Fig. 6 kann ein inertes Gas unter Druck in einem getrennten Behälter ähnlich dem Behälter 100 und 101 gelagert werden. Die Vorrichtung der vorliegenden Er findung kann auch verwendet werden für andere Aufblas einrichtungen als eine aufblasbare Fahrzeuginsassen-Rück haltevorrichtung, die als Airbag bekannt ist. Zum Bei spiel kann die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung verwendet werden zum Aufblasen eines aufblasbaren Fahr zeugsitzgurtes, eines Floßes, einer Rettungsrinne (Rettungsrutsche) usw. Solche Anwendungen, Verbesse rungen, Änderungen und Modifikationen innerhalb des Fach gebiets werden durch die folgenden Ansprüche abgedeckt.

Zusammenfassend sieht die Erfindung folgendes vor. Eine Vorrichtung zum Aufblasen einer Fahrzeuginsassen-Rückhal tevorrichtung umfaßt Aufbewahrungsmittel 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 Aufbe wahrungsmitteln in die aufblasbare Insassen-Rückhaltevor richtung. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Gase ein inertes Gas, ein Treibstoffgas und ein Oxidati onsgas. Auch eine magere Mischung eines Treibstoffgases und eines Oxidationsgases kann verwendet werden. Ein ver besserter Zünder überträgt Energie durch einen geschlos senen Teil einer Wand der Aufbewahrungsmittel zum Zünden einer Ladung in den Aufbewahrungsmitteln. Der Zünder kann einen länglichen Kern umfassen, der angeordnet ist in ei ner zerbrechlichen Hülle die zertrümmert wird, wenn der Kern verbrennt.

Claims

1. Eine Vorrichtung zum Aufblasen einer Fahrzeugin sassen-Rückhaltevorrichtung, wobei die Vorrichtung folgendes aufweist:
Aufbewahrungsmittel zur Aufnahme von Gasen um eine brennbare Mischung der Gase vorzusehen;
Zündmittel zum Zünden der Gasmischung, zum Erwärmen und Erhöhen des Gasdrucks in den Aufbewahrungsmit teln, und
Leitmittel zum Leiten des Gases aus den Aufbewah rungsmitteln zu der Fahrzeuginsassen-Rückhaltevor richtung.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Zündmittel Mittel umfassen zum Zünden der Gasmischung anspre chend auf plötzliche Fahrzeugverlangsamung.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Gasmischung ein inertes Gas, ein Treibstoffgas und ein Oxida tionsgas zum Unterstützen der Verbrennung des Trei bstoffgases umfaßt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Aufbewah rungsmittel einen einzelnen Behälter zum Aufbewahren des inerten Gases, des Treibstoffgases, und des Oxi dationsgases aufweisen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die relativen Men gen des inerten Gases, des Treibstoffgases und des Oxidationsgases so ausgewählt sind, daß sie bei der Verbrennung des Treibstoffgases eine vorbestimmte Vo lumenflußmenge des erwärmten Gases ergeben, um die Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung aufzublasen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei das Treibstoffgas ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Wasser stoff und einem gasförmigen Kohlenwasserstoff, das Oxidationsgas Sauerstoff ist, und das inerte Gas aus gewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Stickstoff und Argon.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Aufbe wahrungsmittel unter einem Druck von ungefähr 500 bis 5000 psi stehen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei das Strömungsmit telgas Wasserstoff ist und ungefähr 10 bis 14 Molar% der Gasmischung aufweist,
das Oxidationsgas Sauerstoff ist, der ungefähr 15 bis 25 Molar% der Gasmischung aufweist, und
das inerte Gas Stickstoff ist, der ungefähr 61 bis 75 Molar% der Gasmischung aufweist.

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

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Aufbewah rungsmittel einen einzelnen Behälter für das Treib stoffgas und das Oxidationsgas aufweisen.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1, die weiterhin folgendes umfaßt:
einen ersten Container (Behälter) für das Treibstoffgas, einen zweiten Container (Behälter) für das Oxidationsgas, und Mittel zum Leiten des Treibstoffgases und des Oxidationsgases von den ersten und zweiten Behältern in die Verbrennungskammer, definiert durch die Aufbe wahrungsmittel.

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

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

14. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Zündmittel eine längliche Wärmequelle umfassen, die sich von ei nem Endteil der Aufbewahrungsmittel durch einen zen tralen Teil der Aufbewahrungsmittel erstrecken.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei die Aufbewah rungsmittel eine Längsmittelachse besitzen, und läng liche Wärmequelle auf der Längsmittelachse der Aufbe wahrungsmittel angeordnet ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Zündmittel folgendes umfassen:
einen länglichen Kern, angeordnet in einer zerbrech lichen Hülle in den Aufbewahrungsmitteln, und Mittel zum Auslösen des Verbrennens des Kerns mit einem da rin resultierenden Zertrümmern der Hülle und Aus speien von glühenden Reaktionsprodukten in die brenn bare Gasmischung entlang der Länge des länglichen Kerns.

17. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Aufbewah rungsmittel 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 Aufbewah rungsmittel 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 En ergie, um die Zündung der brennbaren Gasmischung zu bewirken.

19. Vorrichtung zum Aufblasen einer aufblasbaren Ein richtung, wobei die Vorrichtung folgendes aufweist:
Aufbewahrungsmittel zur Aufnahme von Gasen, um eine brennbare Mischung der Gase vorzusehen;
Zündmittel zum Zünden der Gasmischung zum Erwärmen und Erhöhen des Gasdrucks in den Aufbewahrungsmitteln; und
Leitmittel zum Leiten des Gases aus den Aufbewah rungsmitteln zu der Einrichtung.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, wobei die Gasmischung folgendes umfaßt:
ein inertes Gas;
ein Treibstoffgas; und
ein Oxidationsgas zur Unterstützung der Verbrennung des Treibstoffgases.

21. Vorrichtung nach Anspruch 19, wobei das Aufbewah rungsmittel einen einzelnen Container zur Aufbe wahrung des inerten Gases, des Treibstoffgases und des Oxidationsgases aufweist.

22. Vorrichtung nach Anspruch 19, wobei die Aufbewah rungsmittel 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.

23. Vorrichtung nach Anspruch 22, wobei die Zündmittel weiterhin einen länglichen Kern eines zündbaren Ma terials umfassen, der angeordnet ist in einer zer brechlichen Hülle, 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 länglichen Kerns des zündbaren Materials zu bewirken, und wobei der längliche Kern des zündbaren Materials zündbar ist, um ein Zertrümmern der Hülle und Ausspeien von glühenden Reaktionsprodukten in die brennbare Gasmi schung zu bewirken.

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

25. Vorrichtung nach Anspruch 24 umfaßt weiterhin:
einen ersten Behälter für das Treibstoffgas,
einen zweiten Behälter für das Oxidationsgas, und
Mittel zum Leiten des Treibstoffgases und des Oxi dationsgases von den ersten und zweiten Behältern in eine Verbrennungskammer, definiert durch die Aufbe wahrungsmittel.

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 dem Behälter zu be wirken, wobei die Zündmittel eine Energiequelle um fassen, die angeordnet ist benachbart zu der äußeren Seite des geschlossenen Wandteils des Behälters und Mittels, die angeordnet sind an der inneren Seite des geschlossenen Wandteils des Behälters, und Mittel betätigbar 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 Mittel an geordnet an dem inneren Seitenteil des geschlossenen Wandteils des Behälters eine zweite zündbare Ladung umfassen, die gezündet wird unter Einfluß von Vibra tionen, die durch den geschlossenen Wandteil des Con tainers (Behälters) ansprechend auf Zünden der ersten zündbaren Ladung übertragen werden.

28. Vorrichtung nach Anspruch 27, wobei die Zündmittel eine längliche Wärmequelle umfassen, die sich von ei ner Stelle, benachbart zu der zweiten zündbaren La dung durch ein Mittelteil des Behälters erstreckt, um zu ermöglichen, daß Wärme übertragen wird von der länglichen Wärmequelle auf das zündbare Material, und zwar entlang der Länge der länglichen Wärme quelle.

29. Vorrichtung nach Anspruch 28, wobei der Behälter eine Längsmittelachse besitzt, und die längliche Wärme quelle auf der Längsmittelachse des Behälters ange ordnet ist.

30. Vorrichtung nach Anspruch 26, wobei die Zündmittel einen länglichen Kern umfassen, der in einer zer brechlichen Hülle in dem Behälter angeordnet ist, wo bei die Mittel, angeordnet benachbart zu der inneren Seite der geschlossenen Wand bewirken, daß der Kern anfängt zu brennen, mit einem resultierenden Zer trümmern der Hülle und Ausspeien von glühenden Reak tionsprodukten in das zündbare Material in dem Behäl ter.

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 End teil des Behälters durch einen Mittelteil des Behäl ters erstrecken, um zu ermöglichen, daß glühende Re aktionsprodukte in Richtung des zündbaren Materials ausgespieen werden, und zwar in mindestens dem End teil und dem Mittelteil des Behälters.

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

34. Vorrichtung zum Aufblasen einer Fahrzeuginsassen- Rückhaltevorrichtung, wobei die Vorrichtung folgendes aufweist:
Aufbewahrungsmittel zum Aufnehmen von mindestens zwei Gasen;
Zündmittel zum Zünden eines dieser Gase; und
Leitmittel zum Leiten von Gas aus den Aufbewah rungsmitteln zu der Fahrzeuginsassen-Rückhaltevor richtung zum Aufblasen der Fahrzeuginsassen-Rückhal tevorrichtung.

35. Vorrichtung nach Anspruch 34, wobei die mindestens zwei Gase in den Aufbewahrungsmitteln ein Treibstoffgas und ein Oxidationsgas zur Unterstützung der Ver brennung des Treibstoffgases umfassen.

36. Vorrichtung nach Anspruch 34, wobei die Zündmittel einen länglichen Kern umfassen, der angeordnet ist in einer zerbrechlichen Hülle in den Aufbewahrungs mitteln, und Mittel zum Starten der Verbrennung des Kerns mit einem resultierenden Zertrümmern der Hülle und Ausspeien von glühenden Reaktionsprodukten in die Gase in den Aufbewahrungsmitteln entlang der Länge des länglichen Kerns.

37. Vorrichtung nach Anspruch 34, wobei die Aufbewah rungsmittel einen geschlossenen Wandteil umfassen, und die Zündmittel eine erste zündbare Ladung umfas sen, die angeordnet ist benachbart zu einer ersten Seite des geschlossenen Wandteils und eine zweite zündbare Ladung umfassen, die angeordnet ist benach bart zu einer zweiten Seite des geschlossenen Wand teils.

38. Vorrichtung nach Anspruch 34, wobei die Aufbewah rungsmittel einen geschlossenen Wandteil umfassen und die Zündmittel eine Energiequelle umfassen, die an geordnet ist benachbart zu einer ersten Seite des ge schlossenen Wandteils, und Mittel umfassen, die ange ordnet sind benachbart zu einer zweiten Seite des ge schlossenen Wandteils und betätigbar sind infolge von Energie, die durch den geschlossenen Wandteil über tragen wird, um Zündung von mindestens einem der Gase in den Aufbewahrungsmitteln zu bewirken.

39. Verfahren zum Aufblasen einer Fahrzeuginsassen-Rück haltevorrichtung, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
Vorsehen einer brennbaren Gasmischung in einem Be hälter;
Zünden der brennbaren Gasmischung in dem Behälter; und
Leiten des Gases aus dem Container zu der Fahrzeug insassen-Rückhaltevorrichtung.

40. Verfahren nach Anspruch 39, wobei der Schritt des Vorsehens einer brennbaren Gasmischung Vorsehen eines inerten Gases, eines Treibstoffgases und eines Oxi dationsgases umfaßt, und der Schritt des Zündens der brennbaren Gasmischung das Verbrennen des Treib stoffgases umfaßt.

41. Verfahren nach Anspruch 39, wobei der Schritt des Vorsehens einer brennbaren Gasmischung folgendes umfaßt:
den Schritt des Aufbewahrens eines Treibstoffgases in einem Behälter, Aufbewahren eines Oxidationsgases in einem anderen Behälter, und Mischen der Treibstoff- und Oxidationsgase um eine brennbare Gasmischung ansprechend auf eine plötzliche Fahrzeugverlangsamung zu bilden.

42. Verfahren nach Anspruch 39, umfaßt nun weiterhin den Schritt des Fühlens des Auftretens plötzlicher Fahrzeugverlangsamung und Durchführen des Schrittes des Zündens der brennbaren Gasmischung, ansprechend auf die Durchführung des Schrittes des Fühlens des Auftretens einer plötzlichen Fahrzeugverlangsamung.

43. Verfahren nach Anspruch 39 weist weiterhin den Schritt des Verbrennens mindestens eines Teils eines der Gase der brennbaren Gasmischung in dem Behälter auf.

44. Verfahren nach Anspruch 39, wobei der Schritt des Zündens der brennbaren Gasmischung in dem Behälter das Übertragen von Energie durch einen geschlossenen Teil einer Wand des Containers umfaßt.

45. Verfahren nach Anspruch 39, wobei der Schritt des Zündens der brennbaren Gasmischung in dem Behälter Zünden einer ersten Ladung umfaßt, die außerhalb des Behälters angeordnet ist, und Zünden einer zweiten Ladung umfaßt, die innerhalb des Behälters angeordnet ist, und zwar durch den Einfluß der Kraft die übertragen wird durch einen geschlossenen Wandteil des Behälters, und zwar von der ersten Ladung zu der zweiten Ladung.

46. Verfahren nach Anspruch 39, wobei der Schritt des Zündens der brennbaren Gasmischung in dem Behälter Ausspeien von glühenden Materialien in die Gasmischung in den Behälter umfaßt und zwar entlang eines länglichen Pfades der sich von einem Ende des Behälters durch ein Mittelteil des Behälters erstreckt.