CN102905943A - 对汽车安全系统的至少两层的、折叠成可充气安全带的气囊进行充气的装置 - Google Patents

对汽车安全系统的至少两层的、折叠成可充气安全带的气囊进行充气的装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种利用气体发生器（1）对汽车安全系统的气囊（2）进行充气的装置，所述气囊是至少两层的、折叠成可充气安全带的气囊，其中，由气体发生器（1）产生的气流（6）从外部对准气囊（2），所述气流（6）通过一物理的、非化学的过程在气囊（2）的至少一层（2a）中产生开口（7）。

Description

对汽车安全系统的至少两层的、折叠成可充气安全带的气囊进行充气的装置
技术领域
本发明涉及一种利用气体发生器对汽车安全系统的气囊进行充气的装置，该气囊是至少两层的、折叠成可充气安全带的气囊。
背景技术
气囊例如设置在方向盘中、副驾驶前面的仪表板中、沿侧面设在B柱上、顶盖框架中、方向盘下面或座椅中并且在事故情况下被充气。气囊在此方面的任务是，防止乘员在事故中碰到汽车结构或汽车的坚硬部件、例如方向盘或汽车玻璃并且在此情况下被严重损伤。此外，通过充气的气囊可以改变乘员在向前移动期间的运动过程，从而例如避免穿过安全带或在安全带下面的称作下沉的滑潜或滑脱。此外，这种充气的气囊也作为可充气安全带使用，其被折叠成安全带并卷绕在安全带自动伸缩器上。
为给气囊充气通常使用通过连接件与气囊连接的气体发生器。由气体发生器产生的气流例如通过气体通道导入气囊内，其中，可以具有在气囊内部分布气流的附加气体喷管。
EP 1 347 894B1例如公开了一种通过具有喷嘴头的充气单元充气的气囊。充气单元在此方面通过喷嘴头与气囊气密连接，为此需要与气囊专门配合的连接件和相应构成气囊本身的连接区。
可充气安全带原则上存在的问题是，气体发生器在哪个部位上与可充气安全带连接，因为安全带承受持续的反复的拉出和拉入运动。出于这一原因，可充气安全带大多要么从末端止挡充气，要么通过安全带卡舌进行非常复杂的充气。
由EP 1 056 894B1公开了一种特别是用于安全带的两层可充气整体安全带带件，其作为软管状的安全带带件织造/纺造成。
依据分类的DE 10 2008 048 340B3介绍了一种利用气体发生器对汽车安全系统的至少两层的气囊进行充气的装置。由气体发生器产生的气流从外部对准气囊。通过气流在气囊的至少一层中可以烧出开口。在一种实施例中，气流具有至少600度的温度。
在气囊内烧出开口是一种化学反应，其中除了可燃材料外还需要氧化剂例如氧，利用其可燃材料在也称为燃烧的烧出时产生化合。为使释放能量的反应开始需要活化能。为了能在气囊中烧出开口，因此既需要足够大量的氧化剂，也需要用于使反应开始的足够高的活化能，例如需要以相当高温度的形式的活化能。所需的活化能此外取决于可燃材料。如果缺少这些前提之一，便不能在气囊中烧出开口。
为使通过气囊保护的乘员不受导入气囊内的气流的高温伤害，需要相应的保护措施，例如像足够厚的气囊外套，使得在气囊充气后该护套在对准乘员的外侧上的温度是乘员可以忍受的。气流的温度越高，保护措施越复杂。
发明内容
本发明的目的在于，改进一种用于对两层的、折叠成可充气安全带的气囊进行充气的装置。
为实现所提出的目的本发明提出，由气体发生器产生的气流从外部对准气囊，该气流通过物理过程而在气囊的至少一个层中产生开口。
开口的产生例如通过在施加气流的区域内使气囊的至少一层局部熔化或撕裂进行。为产生开口可以将多个物理过程相互组合。例如，气囊的材料可以被温度高于材料熔点的气流熔化，而熔体可以通过气流本身吹走。在气囊或安全带带件的常用材料中，材料的熔点明显低于材料燃烧所需的活化能。材料的撕裂例如可以通过气流的动能实现。气囊的材料也可以通过温度低于熔点、但高于环境温度的气流软化或削弱，从而可以更加容易地撕裂材料。
通过物理过程在气囊中产生开口与烧出开口相比具有诸多优点。物理过程不需要例如氧的氧化剂，其为燃烧而必须在气流中或在待烧出开口直接的周围环境中足量存在。此外，对于物理过程来说不必超过活化能，这样可以使气流具有更低的温度。因此，为使由气囊保护的乘员免受导入气囊中的气流温度伤害的保护措施可以更为低成本/简单地实施。
令人惊讶地得到证实的是，在气流从外部直接对准到气囊上的情况下气囊也会展开，在此情况下根本不需要连接口或连接件。气流直接通过气囊承受气流的位置导入，其中，通过由气流在气囊的至少一个层上产生开口而使气流的导入得到促进。
此外提出，气流方向与气囊的规定展开方向夹成一小于90°的角度。因此，通过气流的定向就同时预先规定了展开方向并加速气囊的充气。此外，由此在该层中产生承受气流的波纹，从而使该层承受附加的机械负荷并附加地加速了开口的产生。
在一种具有优点的实施方式中，气囊作为可充气安全带这样设计，使其至少部分地满足针对用于乘员保护的安全带的安全带带件提出的要求，这一点特别是涉及到抗拉强度或可延展性/可膨胀性。这种安全带带件的例子在EP 1 056 894B1中有所介绍。
为使气流不会损坏汽车中相邻的部件并附加地能够使气囊最佳充气而提出，气囊的被气流对准的区域、气流和气体发生器的至少是气流排出的区域被一外壳封装。
此外提出，气体发生器相对于气囊无接触地设置。因此气囊仅承受击中它的气流的负荷并且排出的气流在击中气囊的层之前可以扩展，从而使之具有相应的热能或动能以产生开口。术语“无接触”在这里应理解成，气体发生器的气体排出面不与气囊接触，其中，气体发生器的外壳绝对可以与气囊接触。
由于依据本发明的装置，安全带现在可以在任意的部位上被填充，例如也可以在安全带自动伸缩器的出口上被填充。
此外提出，所述装置具有用于安全带的导向结构，从而使各单个部件相对彼此设置，特别是使安全带与气体发生器的距离即使在安全带拉入和拉出运动时也保持不变。
此外在一种实施例中提出，安全带在气体发生器点火的时刻在安全带牵拉方向上被锁止。由此避免了，安全带在击中气流的作用下沿安全带牵拉方向运动、并因此使气流击中安全带的位置运动。
附图说明
下面借助附图详细示出的优选实施例对本发明进行详细说明。其中：
图1示出在气体发生器点火时刻的、用于对可充气安全带进行充气的装置；
图2示出在产生开口的时刻的、用于对可充气安全带进行充气的装置；
图3示出在可充气安全带展开时刻的、用于对可充气安全带进行充气的装置；
图4示出用于对可充气安全带进行充气的装置连同斜置的气体发生器。
具体实施方式
从图1-图3中可以看出依据本发明的用于对气囊2进行充气的装置，该气囊作为可充气安全带构成。除了可充气安全带，利用该装置也可以对任何其它的安全系统气囊进行充气。可充气安全带2由两个层2a和2b形成，这两个层在其侧面相互连接并可以被充气成一软管。可充气安全带2在未充气状态下折叠成一常规几何结构的安全带并卷绕在示意示出的安全带自动伸缩器3中。为了对可充气安全带2进行充气而设有气体发生器1，在气体发生器1点火后一气流6经该气体发生器端面的流出口4排出。气流6对准安全带2的层2a。
在一种优选的实施例中，气流6具有低于600℃的温度，从而能够以较低的成本/复杂性使系有安全带2的乘员不受高温伤害。该较低的成本/复杂性的例子是如下的可充气安全带：其由比温度高于600℃的气流6所必须的情况更薄的织物构成。另一优点是在更薄的织物中比更厚的织物中更容易产生开口。温度特别低的气流6例如可以利用所谓的冷气发生器产生，其在一种实施例中主要被填充以压缩氦。
气体发生器1设置成与安全带2无接触地间隔开，从而安全带不承受气体发生器1的负荷且在击中层2a之前气流6可以完全扩展。“无接触”在此涉及设置流出口4的气体排出面。气流6的扩展应理解成例如气流6在从气体发生器1排出时处在压力下的气体进行减压时的加速，由此使气流6的动能高到足以能在气囊的其中一层中产生开口。气流6的扩展也可以理解成气流6在从气体发生器排出的气体减压时的冷却。气体发生器1、气流6和安全带2的被气流6加载的部分都封装在一外壳5中，从而气流6不能损坏汽车中的相邻部件、也不能普遍地进入汽车的内部空间中。安全带2穿过外壳5的壁部的穿通部同时形成导向结构9和10，通过所述导向结构根据一与气体发生器1距离不变的预先确定的位置来引导安全带2。为使安全带2在气流6击中时不会偏移，附加设有支撑件11，安全带2利用其层2b贴靠在该支撑件上。
通过将该装置设置在安全带自动伸缩器3上，可以在任意位置处对可充气安全带2充气，其中，与安全带拉出长度无关，总是对紧贴在安全带自动伸缩器上的也称为肩部安全带的对角安全带直接或间接地首先进行充气，而无需像在从末端止挡充气时的情况那样首先必须对腰部安全带充气、然后才在通流过转弯位置的情况下在对角安全带的安全带卡舌中充气。因此对乘员的胸部载荷起决定性作用的对角安全带被功能可靠地充气，而不存在转弯位置处的气体通流由于安全带2中的载荷而中断并且对角安全带不充气的危险。
从图2可以看出同样的装置，其处在气流6已经在层2a中产生开口7的时刻。因为气流6现在具有在层2a与2b之间扩展到安全带2中的可能性，所以层2a上的压力自动变小。在对安全带2充气的进一步过程中，气流6然后进入层2a与2b之间并将可充气安全带2充气。在此方面具有优点的是，安全带自动伸缩器3被锁止，以便使安全带2在充气的压力下不自动放开。
从图4可以看出本发明的另一略有变化的实施方式，其中气体发生器1略倾斜地设置，从而在方向C上排出的气流6与所设置的展开方向A所夹角度B小于90°。通过斜置气体发生器1一方面加速了其充气过程，因为气流6的定向有助于气流6向展开方向A的流入。另一方面，由此有助于开口7的产生，这是因为击中层2a的气流6将层2a推成波纹8，也就是施加一沿安全带2纵向起作用的机械负荷。此外，波纹8中的开口7已经具有这样的定向，即预先规定了沿展开方向A的入流方向。

Claims (10)

1.利用气体发生器（1）对汽车安全系统的气囊（2）进行充气的装置，所述气囊是至少两层的、折叠成可充气安全带的气囊，其中，由气体发生器（1）产生的气流（6）从外部对准气囊（2），所述气流（6）通过一物理的、非化学的过程在气囊（2）的至少一层（2a）中产生开口（7）。
2.按权利要求1所述的装置，其特征在于，所述物理的过程是气囊的被气流加载的区域的至少一部分熔化或撕裂。
3.按权利要求1或2所述的装置，其特征在于，气流（6）的方向（C）与气囊（2）的规定的展开方向（A）夹成一小于90°的角度（B）。
4.按前述权利要求之一所述的装置，其特征在于，气囊（2）的被气流（6）对准的区域、气流（6）和气体发生器（1）的至少是气流（6）排出的区域被一外壳（5）封装。
5.按前述权利要求之一所述的装置，其特征在于，气体发生器（1）相对于气囊（2）无接触地设置，特别是与气囊（2）相距一最大20mm的距离。
6.按前述权利要求之一所述的装置，其特征在于，所述装置设置在安全带的安全带自动伸缩器（3）上或具有用于安全带的导向结构。
7.按前述权利要求之一所述的装置，其特征在于，安全带设置成在距离恒定的情况下相对于气体发生器可动。
8.按前述权利要求之一所述的装置，其特征在于，安全带在气体发生器点火的时刻在安全带牵拉方向上被锁止。
9.按前述权利要求之一所述的装置，其特征在于，气囊（3）在背离气体发生器（1）的一侧上得到支撑。
10.按前述权利要求之一所述的装置，其特征在于，气流（6）具有低于600℃的温度。
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