CN101506006B - 机动车约束系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于机动车的约束系统，所述约束系统由一个或多个支撑结构形成。处于启用状态下的支撑结构的纵向范围明显超过横向范围的尺寸，所述支撑结构主要沿纵向范围的方向展开。本发明的目的在于改进约束系统，使得约束系统的变量适应于相应的负荷情况。根据本发明，所述支撑结构(7，8，9)在展开期间与障碍物(5)相遇时不达到其在完全展开时具有的稳定状态和/或不达到最终体积或最终膨胀。

Description

机动车约束系统

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的、用于机动车的约束系统。

背景技术

由用于机动车的安全技术公知，通过在短时间内为阻止乘员向前移动的气垫充气，来保护乘员免受伤害。

这里感兴趣的是，气垫快速地达到有效体积。为此需要的是，例如通过烟火技术产生较大的气体量并将其导入气囊中。近来，在设计要添加的气体体积时对乘员和/或车辆的参数进行估计，从而例如在所谓的乘员“离位”时通过减少气体体积而不允许气囊展开到完全体积。这里存在的问题是调节到所有可想到负荷情况和成本密集的控制调节技术。

因此人们致力于发展一种所谓的自动调节系统，该系统能自动地调节到相应的负荷情况。

为此现有技术包括例如流出开口，该流出开口在气囊内压过大时自动关闭。

由德国公开文本2 302 737已知一种约束系统，该系统包括两层式气囊，其中仅在所述两个层之间引导气体。使得不形成完整的气垫而是形成一球环状的支撑结构。这里，支撑结构的展开在贴靠气垫的横向方向上进行。

EP 0589 059 B1另外指出，在两层式气囊展开期间必须向内腔中吸入周围空气，以克服低压。

二者相同之处在于，由于气囊由两个层形成，所以将气囊展开到完全体积需要的气体体积较小。从而可降低温度和污染。

最后GB 1420 226 A公开了一种用于机动车的约束系统，其中在两层式气垫的内部设置有管状支撑结构，该管状支撑结构在被充气亦即启用的状态下的纵向范围超过横向范围的尺寸。该支撑结构由于其特别的几何结构而主要在其纵向范围的方向上展开。

该文献并未说明根据各种负荷情况例如，根据各乘员或各乘员位置自动进行气囊的调节。

发明内容

因此本发明的目的在于，这样改进上述的约束系统，使得约束系统的变量适应于相应的负荷情况。

根据本发明，所述目的由根据权利要求1所述的特征实现。有利的实施形式由从属权利要求给出。

本发明提出了一种约束系统，由于支撑结构的特别的几何形式，即，由于超过横向范围的纵向范围，所述约束系统在展开期间与障碍物相遇时不达到其在完全展开时具有的稳定状态和/或不达到最终体积或最终膨胀。由于其纵向结构，支撑结构在展开期间具有不同的稳定性。在开始时支撑结构更易于不稳定，也就是在展开时易于受阻，完全展开的支撑结构达到完全稳定状态，亦即约束力。也就是说，支撑结构在展开期间与障碍物相遇时，如例如在乘员过于向前倾斜(离位)的情况，所述展开由于支撑结构的仍不稳定的结构而可仅以很小的力容易地停止或偏转。这种很小的力对乘员的加载很小。

当在本发明中提到支撑结构时，其指的是——与常规的球状气泡(气囊)不同——一种骨架状结构，该骨架状结构在完全展开状态下具有与常规气囊相似的约束作用，但具有明显复杂的结构，例如分支结构。因此能够不仅减少必须的气体体积，而且如果该乘员在一定程度上“挡住”展开的支撑结构，该支撑结构还减少在展开时作用在乘员身上的力的峰值。与此不同，在气囊中的气体量从启用开始直至完全展开都处于一明显提高的水平，因此与展开状态无关地对展开路径上的障碍物进行强烈地加载。

有利地所述支撑结构能被气体填充，其中填充的是以烟火技术产生的气体还是来自加压存储器的气体还是周围的空气并不重要。周围空气可通过在展开过程中产生的低压的吸入而导入由支撑结构包括的承载空间中。这样可进一步减少气体体积。

如果设置有在流动技术上相互连接或与周围环境相连接的多个支撑结构，则能形成网状、树状或骨架状构成的约束系统。这样使例如在车辆纵向方向上延伸的支撑结构能够与在车辆横向方向上延伸的支撑结构相连接。这里，横向延伸的支撑结构的展开仍然在相应支撑结构的纵向延伸方向上进行。

或者，所述支撑结构通过柔性片材特别是纺织柔性片材相互连接。在这种情况下，可在两个相邻的支撑结构之间张开柔性片材。

如果多个支撑结构通过柔性片材相互连接，则可利用在由此包围成的承载体积中的气体以起约束作用。在承载体积中的、用于约束乘员的气体可通过加热装置(例如产生热和必要时少量气体体积的点火片或小的气体发生级)加热或补充。从而使得气体体积或内压增大，从而使相应的约束作用增大。

如果支撑结构在展开期间与障碍物相遇，则借助于再分配装置将后流入的气体再分配到其它相邻的支撑结构中或再分配到周围环境。可设想，通过后流入(的气体)产生的支撑结构中的内压通过增加支撑结构的横截面而减小。这可以这样实现，即在一定的压力下接缝失效，使得支撑结构能在其横向方向上增大。还可设想在达到过高的内压时打开的卸压阀。

在传统的紧凑的气囊中，到目前为止都避免将流出开口指向乘员，因为达到的气体温度过高。因为向承载体积的内部流入的不是烟火产生的气体，而是冷的周围空气，所以能够由于降低的温度而将流出开口指向乘员。因此，利用乘员与气囊之间的不同接触面通过乘员来封堵流出开口横截面，可实现气囊阻尼对不同的周围条件的自适应。

因此，与具有较大体积(通常具有较大重量)的人的接触面更大，并因此封堵部更大，从而实现更强的约束作用。在更剧烈的事故中，由于乘员向气囊中的沉入更强而使接触面增大，从而使约束作用提高。这种原理还允许对于系安全带的乘员和不系安全带的乘员具有不同的气囊阻尼，因为在乘员不系安全带的情况下，乘员沉入气囊的程度更小。

如果流出开口设计成穿孔，亦即设计成多个小的通孔，如例如以织网形成，则在与乘员尺寸相对应的突出面可被封闭。利用多个小流出开口通常可提高结果的可重复性。

在一种优选实施形式中，所述支撑结构中的至少一个延伸成至少部分地与硬结构特别是支承管柱重叠。另外也可设置在乘员之间展开作为乘员间气囊/相互作用的气囊的支撑结构。

为了能够提供根据本发明的、带有可充气部分的复杂支撑结构以及柔性片材，优选单片织网技术。这种技术的突出之处在于，能够在同一个装置中按需要制成双层的可充气的部分和单层的柔性片材，或者说能够织成一三维结构。

附图说明

下面结合附图对本发明的有利实施形式进行详细说明：

图1示出紧接在启动气体发生器之后的支撑结构，

图2a示出根据图1的、展开的支撑结构在与障碍物相遇时被阻挡，

图2b示出根据图1的支撑结构在与障碍物i相遇时偏转，

图3示出处于完全展开的状态下的、根据图1的支撑结构，

图4示出带有复杂的支撑结构的约束系统，

图5示出两个通过柔性片材相互连接的支撑结构。

具体实施方式

图1至3以示意性的侧视图示出支撑结构1，该支撑结构在未启用状态下被卷绕起。或者也可能是Z形折叠或以其它方式折叠。

如特别是由图3可见，处于启用状态下的支撑结构的长度L超过横截面积Q的尺寸很多。这里，支撑结构1具有怎样的形状是不重要的。

如果配设于支撑结构1的气体发生器被启动，则突然间形成的气体G进入支撑结构1的由壁2形成的内腔3中。这样便使支撑结构朝向其长度延伸的方向展开。因为在长形的支撑结构1中的气体G仅仅能从后向前传送，所以支撑结构1的仍卷绕的部分区域4沿流动方向移动并被开卷。

如果在展开路径上设置一障碍物5，则仍未展开的部分区域4由于横截面积小而被中断/卡断，使得气体G不能再流入(参见图2a)。在这种状态中，支撑结构1对于所作用的横向力明显是不稳定的，所以当仍未展开的部分区域4与障碍物相遇时仅在以6来表示的位置处中断。因此支撑结构在展开期间不达到在完全展开时具有的稳定状态和/或不达到最终体积或最终膨胀，所以明显降低了作用在乘员身上的负荷值。

根据障碍物5与支撑结构1之间的碰撞角度，支撑结构1可能会偏转(参见图2b)而不是完全中断。另外，这里支撑结构在展开期间不达到在完全展开时具有的稳定状态。

如果与此相反地使支撑结构1完全被气体填充(参见图3)，则达到了完全的稳定状态，也就是说完全的约束作用。

图4示出了一种由两个在车辆纵向方向上延伸的支撑结构7、8以及一个在车辆横向方向上延伸的支撑结构9形成的约束系统。三个支撑结构7、8、9在流动技术方面相互连接，使得在启用之后首先是支撑结构7、8沿其纵向范围展开，然后支撑结构9也沿其纵向范围展开。即使在斜撞时，被支撑结构7、8、9几乎包围的乘员10也可被这种布置结构保护而免受侧向力。

在支撑结构7、8、9之间可张开一柔性片材11，从而例如在四个布置成漏斗状的支撑结构中包围出内腔12。位于内腔12中的气体可通过加热装置(例如产生热和必要时少量气体体积的点火片或小的气体发生级)加热或补充，使得气体膨胀并且(约束)系统更具抵抗性。

图5示出第二实施例，其中没有设置横向延伸的支撑结构。

支撑结构与柔性片材相结合的布置结构明显依赖于约束系统在车辆中的位置以及希望的负荷情况。所以用于侧撞的支架状布置结构由于空间原因而设计成与用于正撞的支撑结构不同。然而事实上，在车辆中利用长形支撑结构能够达到多个位置，所述位置由于所需要的气体体积却不能由传统的气囊达到。

Claims (20)

1.一种用于机动车的约束系统，包括第一、第二和第三支撑结构(7，8，9)，其中处于展开状态下的每个所述支撑结构的纵向范围明显超过横向范围，以及每个所述支撑结构主要沿其纵向范围的方向展开，

其特征在于，

第一、第二和第三支撑结构在展开状态下具有基本相同的形状；

第一和第二支撑结构分别具有耦合成用于接纳来自外部源的气体的进入口，而第三支撑结构配置成经由第一和第二支撑结构来接纳来自所述外部源的气体；

其中，当至少所述第一和第二支撑结构在完全展开之前与障碍物相遇时，该第一和第二支撑结构不达到其在完全展开时具有的稳定状态，和/或当至少所述第一和第二支撑结构在完全展开之前与障碍物相遇时，该第一和第二支撑结构不达到最终体积或最终膨胀；

其中，在展开状态下，第一和第二支撑结构在机动车纵向方向上延伸，第三支撑结构在机动车横向方向上延伸；

其中，第三支撑结构沿着第一和第二支撑结构的长度配置成使得第一、第二和第三支撑结构形成字母A的形状。

2.根据权利要求1所述的约束系统，其特征在于，所述支撑结构(7，8，9)能被气体填充。

3.根据权利要求2所述的约束系统，其特征在于，所述支撑结构(7，8，9)能被通过烟火制造技术产生的气体填充。

4.根据权利要求2所述的约束系统，其特征在于，由所述支撑结构(7，8，9)界定的承载空间能通过吸取或围绕周围空气而被填充。

5.根据上述权利要求1-4中任一项所述的约束系统，其特征在于，所述支撑结构在流动技术上与周围环境相连接。

6.根据上述权利要求1-4中任一项所述的约束系统，其特征在于，所述支撑结构通过柔性片材相互连接。

7.根据权利要求6所述的约束系统，其特征在于，所述柔性片材是纺织柔性片材。

8.根据上述权利要求1-4中任一项所述的约束系统，其特征在于，设置有加热装置，该加热装置在支撑结构(7，8，9)的启动状态下加热或补充吸入的或围绕的气体。

9.根据权利要求8所述的约束系统，其特征在于，所述加热装置是点火片。

10.根据权利要求8所述的约束系统，其特征在于，所述加热装置是小的气体发生级。

11.根据上述权利要求1-4中任一项所述的约束系统，其特征在于，设置有用于分配多余气体的再分配装置。

12.根据权利要求11所述的约束系统，其特征在于，所述再分配装置将多余气体再分配到相邻的支撑结构(7，8，9)中。

13.根据权利要求11所述的约束系统，其特征在于，所述再分配装置在内压过高时使所述支撑结构(7，8，9)的横截面增大。

14.根据权利要求11所述的约束系统，其特征在于，所述再分配装置是卸压阀，通过该卸压阀将多余气体释放到周围环境或相邻的支撑结构(7，8，9)中。

15.根据上述权利要求1-4中任一项所述的约束系统，其特征在于，流出开口从所围绕的承载体积指向乘员，该流出开口被向前移动的乘员所覆盖。

16.根据上述权利要求1-4中任一项所述的约束系统，其特征在于，流出开口是在包围由所述支撑结构(7，8，9)界定的承载空间的材料上加工出的穿孔或其它通路。

17.根据上述权利要求1-4中任一项所述的约束系统，其特征在于，所述支撑结构(7，8，9)中的一个延伸成至少部分地与车辆的硬的结构重叠。

18.根据权利要求17所述的约束系统，其特征在于，所述车辆的硬的结构是支承管柱。

19.根据上述权利要求1-4中任一项所述的约束系统，其特征在于，所述支撑结构(7，8，9)中的至少一个在乘员之间展开作为乘员间气囊。

20.根据上述权利要求1-4中任一项所述的约束系统，其特征在于，所述支撑结构(7，8，9)和/或用于所述支撑结构之间的相互连接的柔性片材通过单片织网技术制成。

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