DE4016046A1

DE4016046A1 - Vehicle passenger safety device - uses gas bag inflated via gas generator under control of impact sensor, forming modular unit

Info

Publication number: DE4016046A1
Application number: DE19904016046
Authority: DE
Inventors: Bernd Dipl Ing Werner
Original assignee: Bayern Chemie Gesellschaft fuer Flugchemische Antriebe mbH
Current assignee: Bayern Chemie Gesellschaft fuer Flugchemische Antriebe mbH
Priority date: 1990-05-18
Filing date: 1990-05-18
Publication date: 1991-11-21

Abstract

The safety device uses a gas generator (7) activated in response to an accident for inflation of a gas bag (6). The gas generator and the gas bag are formed as a single unit attached to a common carrier, which acts as a housing for the gas generator, the gas bag and a filter. The carrier is designed to be fitted to a part of the vehicle structure, or a given component, e.g. the steering wheel. Pref. the carrier incorporates impact sensors and an autonomous current supply. ADVANTAGE - Does not require additional attachment parts. Reduced weight and space.

Description

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitseinrichtung für die Insassen von Fahrzeugen. Solche Sicherheitseinrichtung sind bekannt und beschrieben z. B. in einem Aufsatz in der ATZ - Automobiltechnische Zeitschrift, Jahrgang 84 (1982), Heft 2, Seiten 77 bis 83 und ATZ - Automobiltechnische Zeitschrift, Jahrgang 91 (1989), Heft 4, Seiten 205 bis 210.The invention relates to a safety device for the occupants of Vehicles. Such safety devices are known and described e.g. B. in an essay in the ATZ - Automobiltechnische Zeitschrift, Year 84 (1982), No. 2, pages 77 to 83 and ATZ - Automobiltechnische Zeitschrift, year 91 (1989), volume 4, pages 205 to 210.

In diesen beiden Aufsätzen sind wesentliche Anforderungen an derartige Sicherheitseinrichtungen beschrieben.In these two essays there are essential requirements for such Safety devices described.

Obwohl wesentliche Probleme gelöst erscheinen, gilt es für die Massenfertigung und zur Ausrüstung möglichst vieler Fahrzeuge mit derartigen Sicherheitseinrichtungen auch, nicht nur die hohen Sicherheitsanforderungen und damit einen hohen Qualitätsstandard zu erzielen, sondern auch, hohe Stückzahlen einerseits preiswerter herstellen zu können und andererseits eine möglichst große Anpaßbarkeit an ein jeweiliges Fahrzeug zu erreichen.Although essential problems appear to be solved, it applies to the Mass production and to equip as many vehicles as possible such safety devices, not just the high ones Security requirements and thus a high quality standard achieve, but also, large quantities cheaper on the one hand to be able to manufacture and on the other hand the greatest possible adaptability to reach a particular vehicle.

Es ist daher bereits vorgeschlagen worden, mit Gehäuseausbildungen zu arbeiten, die einen modulartigen Charakter besitzen und einen Aufbau nach dem Baukastensystem gestatten, siehe z. B. die DE 38 17 481 C1, insbesondere für den Schutz eines Fahrers oder die DE 38 32 120 A1, insbesondere für den Schutz eines Beifahrers oder anderen Insassen eines Fahrzeugs.It has therefore already been proposed to use housing designs work that have a modular character and structure allow according to the modular system, see e.g. B. DE 38 17 481 C1, especially for the protection of a driver or DE 38 32 120 A1, especially for the protection of a passenger or other occupant of a Vehicle.

Bei der erstgenannten Patentschrift wird in ein Lenkrad eines Fahrzeugs ein Gasgenerator eingesetzt, der verbindbar ist mit einem separaten Sensorgehäuse und mit einem separaten Gaskissen. Zur Befestigung am Lenkrad dient ein gesondertes Element.In the first-mentioned patent, a steering wheel of a vehicle a gas generator is used, which can be connected to a separate one Sensor housing and with a separate gas cushion. For attachment to Steering wheel is a separate element.

In der letzgenannten Patentschrift ist ein Gasgenerator beschrieben, der insbesondere für den Einsatz bei einer Aufprallschutzeinrichtung zum Schutz von Insassen eines Fahrzeuges, wie Beifahrer, gedacht ist, der mit einer Struktur des Fahrzeuges verbindbar, insbesondere im Bereich des Armaturenbrettes, wie Handschuhfach, einbaubar ist. Die Montage einer solchen Einheit erfolgt mit Hilfe von Befestigungsmitteln an den Stirnseiten der zylinderförmigen Einheit. Dabei muß der Gasgenerator noch in ein weiteres Gehäuse eingebaut werden.In the latter patent, a gas generator is described which especially for use with an impact protection device for Protection of occupants of a vehicle, such as a passenger, is thought of connectable to a structure of the vehicle, particularly in the area of the dashboard, such as the glove compartment, can be installed. The assembly such a unit is carried out with the aid of fasteners End faces of the cylindrical unit. The gas generator can be installed in another housing.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine leicht einbaubare Baueinheit zu schaffen, die in sich abgeschlossen, inbesondere gasdicht ist, jedoch keine zusätzlichen Befestigungsteile wie Flansche, Halterungen, Zusatzgehäuse etc. benötigt.The object of the invention is to provide an easily installable structural unit create that is self-contained, especially gas-tight, however no additional fastening parts such as flanges, brackets, Additional housing etc. required.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1. Aus- und Weiterbildungen der Erfindung sind in weiteren Ansprüchen enthalten, sowie der Beschreibung und Zeichnung von Ausführungsbeispielen zu entnehmen, ohne hierauf beschränkt zu sein.This object is achieved by the features of patent claim 1. Training and further developments of the invention are in further claims included, as well as the description and drawing of To take exemplary embodiments, without being limited thereto.

Die besonderen Vorteile der Erfindung sind im wesentlichen folgende: Insgesamt kommt man sowohl für die Sicherheitseinrichtung selbst, als auch für ihren Einbau mit weniger Teilen aus. Hierdurch wird das Gewicht reduziert und ebenfalls der für den Einbau benötigte Raum. Die Materialkosten werden geringer und der Zusammenbau bzw. die Montage wird einfacher.The particular advantages of the invention are essentially as follows: Overall, one comes both for the safety device itself, as well also for their installation with fewer parts. This will make the weight reduced and also the space required for installation. The Material costs are lower and the assembly or assembly is easier easier.

Dadurch, daß ein einziges geschlossenes Gehäuse bei der Erfindung angewandt wird, können zusätzliche Abdichtungen wie Deckfolien für Bauteile entfallen. Die Module lassen sich besonders leicht und nach innen hin offen einsetzen. Besonders günstig, insbesondere geometrisch günstig, weil raumsparend, ist das Einsetzen in einen Bodenbereich des Gehäuses, welcher wannenartig ausgebildet ist. Dadurch können Modulteile in Baukastensystemtechnik - nach innen offen - eingesetzt werden. Für die Befestigung an eine Struktur oder an einem Bauteil dient der Wannenrand dieses Bodenbereichs. Separate Befestigungsflansche oder ähnliche Zwischen- bzw. Zusatzteile sind nicht mehr erforderlich, der zur Verfügung stehende Einbauraum kann optimal ausgenutzt werden. Die zu verwendenden Modulteile sind diesbezüglich wegen der freien Wahl ihrer Geometrie leicht anpaßbar. Nicht zuletzt kann durch geeignete Materialwahl den unterschiedlichen Festigkeitsanforderungen - je nach Druck und Temperatur, insbesondere für Brennkammern und Filterkammern - leicht Rechnung getragen werden.The fact that a single closed housing in the invention applied, additional seals such as cover sheets for Components are eliminated. The modules are particularly easy and easy use open inside. Particularly cheap, especially geometric Cheap, because space-saving, is the insertion in a floor area of the Housing, which is trough-shaped. This allows module parts in modular system technology - open to the inside. For the attachment to a structure or to a component serves the Tub edge of this floor area. Separate mounting flanges or Similar intermediate or additional parts are no longer required The available installation space can be optimally used. The too module parts are in this regard because of the free choice of their Geometry easily adaptable. Last but not least, through suitable Material choice the different strength requirements - depending on Pressure and temperature, especially for combustion chambers and filter chambers - easily taken into account.

Im einfachsten Falle ist nur noch ein einziges Gehäuse erforderlich, daß auf einer offenen Seite gasdicht verschließbar ist. Das Gehäuse dient in diesem einfachsten Falle zugleich als Träger- und Einbauelement für die gesamte Baueinheit, um diese an eine Fahrzeugstruktur oder ein Fahrzeugteil zu montieren. Für ein solches Gehäuse wird die Blechbauweise bevorzugt.In the simplest case, only a single housing is required that can be closed gas-tight on an open side. The housing serves in this simplest case at the same time as a support and installation element for the entire unit to attach it to a vehicle structure or Assemble vehicle part. For such a housing Sheet metal construction preferred.

Im Gegensatz zu bekannten Lösungen wird jedoch die Befestigung einer Filterkammer an einer Brennkammer entbehrlich.In contrast to known solutions, however, the attachment of a There is no need for a filter chamber on a combustion chamber.

Dadurch, daß bei der Erfindung die Brennkammer ein besonderes Modul bildet, läßt sie sich entsprechend dem jeweiligen Anwendungsfall (Druck, Temperatur) ausreichend stabil herstellen. Dabei ist unter stabil auch bruchfest bzw. berstsicher gemeint.Characterized in that the combustion chamber in the invention is a special module forms, it can be adapted to the respective application (pressure, Temperature) sufficiently stable. Thereby is under stable too break-proof or burst-proof.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen erläutert, wie sie in der Zeichnung dargestellt sind. Es zeigen:The invention is described below using exemplary embodiments explains how they are shown in the drawing. Show it:

Fig. 1 die Sicherheitseinrichtung mit zusammengelegtem Gaskissen im geschlossenen Gehäuse, Fig. 1, the security device having a collapsed gas cushion in a closed housing,

Fig. 2 eine Unteransicht auf die Einrichtung nach Fig. 1, Fig. 2 is a bottom view of the device according to Fig. 1,

Fig. 3 einen Querschnitt durch eine Variante zu Fig. 1, Fig. 3 shows a cross section through a variant of FIG. 1,

Fig. 4 einen Halbschnitt durch eine weitere Variante zu Fig. 1, Fig. 4 is a half section through a further variant of FIG. 1,

Fig. 5 eine Ausführung mit Gasgenerator und Filter in einem Gehäuse übereinander und Fig. 5 shows an embodiment with gas generator and filter in a housing one above the other and

Fig. 6 einen Querschnitt zu Fig. 5. Fig. 6 is a cross section to Fig. 5.

Fig. 1 zeigt das integrierte Baukastensystem, bei dem modulartige Bauteile in ein gemeinsames Gehäuse 1 integriert werden. Das Gehäuse 1 ist in Blechbauweise hergestellt, vorzugsweise dosen- oder topfartig, wie Fig. 2 zeigt. Die Blechdose 1 ist von einem Deckel 2, auch Abdeckung genannt, verschlossen. Das Gehäuse 1 kann aus zwei Teilen, insbesondere einem Mantel 3 und einem Bodenbereich 4 bestehen, die aneinander befestigt sind bei 5. Die beiden Teile zum Beispiel aus Aluminiumblech 3 und 4 können als Tiefziehteile hergestellt werden und verschweißt, verlötet oder ähnlich formschlüssig oder dgl., bevorzugt gasdicht verbunden sein. Hierzu eignen sich z. B. Reibschweißverfahren, Laserlöten, Aufeinanderaufwalzen an einander angepaßten Blechen 3 und 4 (siehe Fig. 2a). Besser ist die bevorzugte Herstellung des Gehäuses 1 als einstückiges Teil, wie Fig. 4 zeigt, z. B. durch zweistufiges Tiefziehen mit dem Mantel 3 als erste Stufe und dem Bodenbereich 4 als zweite Stufe. Das Gaskissen ist zusammengelegt innerhalb des Mantels mit 6 bezeichnet. Mit 7 ist der Gasgenerator bezeichnet mit Treibstoff, vorzugsweise mit Festtreibstoff in Tablettenform 8 und einem Anzünder 9, dessen Anzündmittel elektrisch gezündet wird, nachdem ein Sensor in einer Beschleunigungs- bzw. Verzögerungsbewertungsschaltung einen gefährlichen Aufprall erkannt hat. Fig. 1 shows the integrated modular system to be integrated in the modular components in a common housing 1. The housing 1 is made in sheet metal construction, preferably can or pot-like, as shown in FIG. 2. The tin can 1 is closed by a cover 2 , also called a cover. The housing 1 can consist of two parts, in particular a casing 3 and a base region 4 , which are fastened to one another at 5 . The two parts, for example made of aluminum sheet 3 and 4, can be produced as deep-drawn parts and welded, soldered or similarly positively or the like, preferably gas-tightly connected. For this purpose, z. B. friction welding, laser soldering, rolling up on each other adapted sheets 3 and 4 (see Fig. 2a). It is better to produce the housing 1 as a one-piece part, as shown in FIG . 4 shows e.g. B. by two-stage deep drawing with the jacket 3 as the first stage and the bottom region 4 as the second stage. The gas cushion is designated 6 within the casing. With 7 the gas generator is designated with fuel, preferably with solid fuel in tablet form 8 and an igniter 9 , the igniter of which is ignited electrically after a sensor has recognized a dangerous impact in an acceleration or deceleration evaluation circuit.

Mit 10 ist ein Filter bezeichnet, der das nach Fig. 1 scheibenförmige Modul 7 der Brennkammer ringförmig umgibt. Die Baueinheit 1 ist also sowohl Träger als auch Einbauelement und abgeschlossen vom Deckel 2.Designated by 10 is a filter which surrounds the disk-shaped module 7 of the combustion chamber according to FIG. 1 in a ring. The assembly 1 is therefore both a carrier and a built-in element and is closed off by the cover 2

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 kann eine Lochplatte bzw. Membrane 11 die Filter 10 abdecken und zugleich das Brennkammermodul 7 im Bodenbereich 4 des Gehäuses 1 festhalten. Ein Lochblech ist jedoch hierfür nicht notwendig, wie Fig. 4 zeigt.In the exemplary embodiment according to FIG. 1, a perforated plate or membrane 11 can cover the filters 10 and at the same time hold the combustion chamber module 7 in the bottom region 4 of the housing 1 . A perforated plate is not necessary for this, however, as shown in FIG. 4.

In Fig. 3 ist eine Variante zu Fig. 1 dargestellt, bei der anstelle des kreisförmigen Ausführungsbeispiels ein rohr- oder hohlzylindrischer Gasgenerator verwendet wird. Dabei sitzen ein Filter 10, der Gasgenerator 7 und ein weiteres Filter 10 in Reihe hintereinander, in Fig. 1 von links nach rechts betrachtet. Das zusammengelegte Gaskissen 6 und sein Deckel 2 ist in Fig. 3 weggelassen. FIG. 3 shows a variant of FIG. 1, in which a tubular or hollow cylindrical gas generator is used instead of the circular embodiment. A filter 10 , the gas generator 7 and a further filter 10 are seated one behind the other, viewed from left to right in FIG. 1. The folded gas cushion 6 and its cover 2 are omitted in FIG. 3.

Eine Variante der Ausführung besteht gemäß Fig. 4 darin, daß das Gehäuse 1 einstückig ist (z. B. durch zweistufiges Tiefziehen hergestellt) mit zentralem Gasgenerator 7 und dessen Anzünder 9 und daran zentrisch befestigt die Austrittsöffnungen 12. An den Stirnwänden des beispielsweise rohrförmigen Gasgenerators 7 grenzt dann ein lose eingelegtes Filter 10 innerhalb des Bodenbereichs 4, also der Wanne des Gehäuses 1, an. Als Abstandshalter zwischen Wannenmantel und Gasgenerator kann ein Steg 13, bevorzugt mehrere Stege in den Boden der Wanne 4 eingelegt sein. Wenn zwischen dem Rohr des zylinderförmigen Gasgenerators 7 und dem Mantel des Gehäuses 1 - kanalartig, wie Fig. 3 zeigt - noch Zwischenraum vorhanden ist, so wird dieser vorzugsweise ausgefüllt durch Batterien, Kondensatoren oder ähnliche Energieversorgungseinheiten 14 für die Auslöseschaltung (nicht dargestellt), welche einen Sensor 15 enthält, der ebenfalls einen solchen Freiraum bevorzugt im Bereich der Wanne 4 einnimmt. Die Wanne 4 kann dann nicht nur gasdicht, sondern auch elektromagnetisch dicht ausgeführt werden und/oder der Sensor 15 kann separat in dieser Art gekapselt sein. Sensor, Batterie und wenigstens Teile der Auswerteschaltung können mit einem sogenannten Safing-Sensor zu einer selbsttestfähigen Einheit, z. B. als integrierter Schaltkreis, eingebaut werden im oder am Bodenbereich der Wanne 4. Der Rand der Wanne 4 kann bei 5 oder anderer Stelle auch mit Schrauben an dem Lenkrad befestigt werden oder an einer gewünschten Struktur des Fahrzeugs, z. B. im Handschuhfach eines Armaturenbretts oder dgl.A variant of the embodiment according to FIG. 4 is that the housing 1 is in one piece (for example, produced by two-stage deep drawing) with a central gas generator 7 and its igniter 9 and the outlet openings 12 are attached centrally to it. A loosely inserted filter 10 then borders on the end walls of the tubular gas generator 7 , for example, within the base region 4 , that is to say the trough of the housing 1 . A web 13 , preferably a plurality of webs, can be inserted into the bottom of the tub 4 as a spacer between the tub shell and the gas generator. If there is still space between the tube of the cylindrical gas generator 7 and the casing of the housing 1 - as in FIG. 3 - this is preferably filled by batteries, capacitors or similar energy supply units 14 for the trigger circuit (not shown), which contains a sensor 15 , which also preferably occupies such free space in the region of the tub 4 . The trough 4 can then not only be gastight, but also electromagnetically tight and / or the sensor 15 can be encapsulated separately in this way. Sensor, battery and at least parts of the evaluation circuit can be used with a so-called safing sensor to form a self-test unit, e.g. B. as an integrated circuit, be installed in or on the bottom of the tub 4th The rim of the tub 4 can also be fastened to the steering wheel at 5 or another location with screws or to a desired structure of the vehicle, e.g. B. in the glove compartment of a dashboard or the like.

Wenn die Befestigung am Lenkrad oder an der Struktur mittels Schrauben erfolgen soll, so muß die Schraubendurchführung gesondert abgedichtet werden. When fastening to the steering wheel or to the structure using screws the screw bushing must be sealed separately will.

In Fig. 5 und 6 ist eine andere Ausführungsform der Erfindung ersichtlich, mit längskanal- oder rinnenartigem Gehäuse 1 und einem Querschnitt, wie aus Fig. 6 ersichtlich. Dabei ist die Brennkammer in einem Hohlzylinder 7 gebildet, der von der Seite in eine entsprechende Aufnahmebohrung des Gehäuses bzw. Fortsatzes 4 eingeschoben wird oder, wie in Fig. 1 als scheibenförmiger Gasgenerator dargestellt, ist auch eine relativ kurze Treibstoffkammer mit seitlich dazu angeordneten Filterkammern denkbar. Der Anzünder 9 kann zentral (nicht dargestellt) und/oder an einer oder beiden Stirnseiten angeordnet sein. Das Rohr oder der Hohlzylinder der Brennkammer 7 hat dann, wie in Fig. 5, nach oben weisende Auslaßöffnungen 12. Über diesen stapelt sich ein Filter 10 in ein oder mehreren Lagen bekannten Filtermaterials und darüber kann noch ein Lochblech 11 angeordnet sein. Letzteres ist jedoch nicht funktionswesentlich. Nie Fig. 6 weiterzeigt, kann noch eine Energieversorgung 14 und/oder eine Sensoreinheit 15 angebaut sein seitlich im Raum unterhalb des Wannenrandes von 4. Letzteres ist besonders raumsparend und, wie bei Fig. 3, gemeinsam mit Gehäuse 1 bei der Montage in die Struktur oder ins Lenkrad einbaubar.Another embodiment of the invention can be seen in FIGS . 5 and 6, with a longitudinal channel or channel-like housing 1 and a cross section, as can be seen in FIG. 6. The combustion chamber is formed in a hollow cylinder 7 which is inserted from the side into a corresponding receiving bore in the housing or extension 4 or, as shown in FIG. 1 as a disk-shaped gas generator, a relatively short fuel chamber with filter chambers arranged on the side is also conceivable . The igniter 9 can be arranged centrally (not shown) and / or on one or both end faces. The tube or the hollow cylinder of the combustion chamber 7 then, as in FIG. 5, has outlet openings 12 pointing upwards. A filter 10 is stacked above this in one or more layers of known filter material and a perforated plate 11 can also be arranged above it. However, the latter is not essential for the function. Further shows never Fig. 6, another power supply 14 and / or a sensor unit 15 may be mounted laterally in the space beneath the tub rim 4. The latter is particularly space-saving and, as in FIG. 3, can be installed together with housing 1 during assembly in the structure or in the steering wheel.

Bei der Erfindung kann die Größe der Querschnittsfläche für den Austritt der Arbeitsgase bzw. Übertritts zum Aufblasen des Gaskissens 6 deutlich vergrößert werden, weil die gesamte Fläche im wannenartigen Bereich des Gehäuses 1 nutzbar wird. Damit wird die spezifische thermische Belastung des Filtermaterials, gegeben durch Volumenstrom und Gastemperatur und hieraus die beaufschlagte Filterfläche deutlich vermindert. Die größere, mit der Erfindung zur Verfügung stehende Filterfläche, kann in zweierlei Weise genutzt werden: Man kann entweder preiswerteres Filtermaterial einsetzen oder bei gleichbleibendem Kostenaufwand das Gas besser filtrieren. Ebenso kann das Expansionsvolumen (hier gleich Filterkammervolumen) hinter der Brennkammer vergrößert werden und dadurch die daraus resultierende mechanische Druckbelastung verringert werden.In the case of the invention, the size of the cross-sectional area for the exit of the working gases or the passage for inflating the gas cushion 6 can be significantly increased because the entire area in the trough-like area of the housing 1 can be used. This significantly reduces the specific thermal load on the filter material, given by volume flow and gas temperature, and from this the applied filter area. The larger filter surface available with the invention can be used in two ways: You can either use cheaper filter material or filter the gas better at the same cost. Likewise, the expansion volume (here, the same as the filter chamber volume) behind the combustion chamber can be increased, thereby reducing the resulting mechanical pressure load.

Claims

1. Safety device for the protection of occupants of a vehicle in the event of an impact as part of a restraint system with a gas generator, which receives an ignition signal in the event of an impact and inflates a folded gas cushion when a fuel of the gas generator has been ignited and wherein at least the gas cushion arrangement and the gas generator are one Form unit, characterized in that

the gas cushion arrangement and the gas generator are fastened to a common support and built-in element,
- The carrier is designed as a housing for gas cushion, gas generator and filter,
- The carrier is designed as an assembly unit for connecting to a vehicle structure or a vehicle part.

2. Safety device according to claim 1, characterized in that the carrier / the housing is trough-shaped or a has trough-like bottom area.

3. Safety device according to claim 1 or 2, characterized characterized in that the carrier / the housing in its bottom area for Suitable for modules such as gas generator and filter is.

4. Safety device according to one of the preceding claims, characterized in that the filter module or modules on the outlet side a gas-permeable membrane, preferably a perforated plate, is / are limited, which closes the tub-like area on the inside.

5. Safety device according to one of the preceding claims, characterized in that the membrane covering the filter at the same time the gas generator in the trough-like area of the carrier / housing holds on.

6. Safety device according to one of the preceding claims, characterized in that the carrier / housing one or more Has lighter.

7. Safety device according to one of the preceding claims, characterized in that the carrier / housing one or more Sensors or the sensors on the carrier / housing outside or inside are attachable.

8. Safety device according to one of the preceding claims, characterized in that the carrier / the housing Energy supply module accommodates or on the tub-like area can be attached / installed, in particular in such a way that the integrated unit self-testable and not only gas-tight, but also electromagnetic is dense.

9. Safety device according to one of the preceding claims, characterized in that the built-in modules essentially are tubular or cylindrical.

10. Safety device according to one of the preceding claims, characterized in that the built-in modules essentially are annular / disc-shaped.