CN103057507B

CN103057507B - 具有弹性隔膜的安全装置

Info

Publication number: CN103057507B
Application number: CN201210400925.6A
Authority: CN
Inventors: U.里克
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2011-10-20
Filing date: 2012-10-19
Publication date: 2017-03-01
Anticipated expiration: 2032-10-19
Also published as: CN103057507A; GB2495812B; DE102011116450A1; GB201217261D0; GB2495812A; US20130106084A1; US8851517B2

Abstract

本发明涉及一种尤其用于汽车的具有弹性隔膜(1;1’)的安全装置，所述隔膜(1;1’)限定空腔部分或者全部边界，所述空腔被设计为由事故引发在隔膜(1;1’)的弹性膨胀下被充气。所述隔膜(1;1’)被独立的封套(2；3.1)气密地封盖，所述封套(2;3.1)被设计为通过隔膜(1;1’)的膨胀而产生开口。附加或可选地，在隔膜(1’)内和/或邻近隔膜(1’)的位置安置一种催化剂(5)和/或一种覆盖物质(5)，用于分解和/或有效覆盖从隔膜(1’)中逸出的活性物质。

Description

具有弹性隔膜的安全装置

技术领域

本发明涉及一种尤其用于汽车的具有弹性隔膜的安全装置，所述隔膜限定空腔的边界，所述空腔被设计为由事故引发在隔膜的弹性膨胀下被充气。

背景技术

从DE 195 46 143 A1已知一种用于汽车的安全装置，在所述安全装置内使由橡胶或者胶乳制成的可膨胀的气囊充气膨胀。

弹性体，尤其是天然橡胶，具有随时间不断从材料内逸出的活性物质，尤其是逸出气体。这种活性物质可以尤其是气味物质，过敏源或者其它有害物质。例如天然橡胶散发出的气味物质会使很多人感觉不适。这种从由相应材料制成的弹性体中逸出的活性物质损害了其在安全装置中的应用，尤其是当所述安全装置设置在空间上靠近人员的位置时，以致于其造成逸出更高浓度的活性物质。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种改进的安全装置。

上述技术问题通过独立权利要求所述的技术方案得以解决。从属权利要求则给出了本发明的一些有利的实施形式。

按照本发明的观点，安全装置具有弹性隔膜，所述隔膜限定至少一个空腔的部分或者全部边界，所述空腔被设计为由事故引发在隔膜的弹性膨胀下被充气。

本发明意义上的隔膜应理解为尤其是一种物体，其壁厚在弹性非变形状态下要比所述物体的表面积小，尤其是一种物体，其中壁厚除以表面积的商不超过0.05％，优选最大为0.01％，例如所述物体是边长为10cm厚度为1mm的矩形板材(1/(100x100)＝0.01％)。本发明意义上的弹性隔膜应理解为尤其是一种可实现很强的弹性变形的隔膜，尤其是一种隔膜，例如在按照标准DIN53504进行的拉伸试验中，其断裂伸长率至少达到100％并且优选至少达到500％和/或所述隔膜的弹性系数在常温下最高到0.5GPa，优选最高到0.1GPa。弹性隔膜在优选实施例中具有一个或者多个弹性体，在优选的改进实施例中所述隔膜由所述一个或者多个弹性体组成。所述弹性体可以尤其是天然或者合成橡胶，树胶，硅胶或热塑性弹性体(TPE)。

当所述隔膜是双层壁或软管状时，空腔可以至少基本完整的或者全部被弹性隔膜所限定。所述隔膜有很多种膨胀材料可供选择，并且可以实现更大的膨胀。同样，当所述隔膜是单层壁且至少基本密封地，优选沿其边缘密封地固定在支座上时，空腔也可以只是部分被所述弹性隔膜限定，所述支座的一侧作为所述空腔的一个壁。与双层壁设计相比单层壁设计可以减少结构空间。所述支座可以尤其固定在汽车的结构元件上或者构成这样的结构元件。同时所述支座可以构成安全装置的外壳盖或者这种外壳盖的一部分。

按照本发明的观点，隔膜尤其被独立的封套气密地封盖。所谓气密通常特别理解为，封套如此的封盖隔膜，至少从隔膜逸出的不必要的活性物质至少基本不会穿过封套。封套尤其可以对所述活性物质构成阻隔，所以活性物质至少基本不会触及人体，尤其是不会触及具有本发明所述安全装置的汽车内的乘客。本发明的意义上的封盖应尤其理解为，封套无论是单独还是与支座一同气密地封盖所述隔膜，所述封套都气密地固定在支座上。

独立的封套优选被设计为，通过隔膜的膨胀而使封套产生开口。其中所述封套可以至少部分被破坏，尤其被撑开或者被撕破。此外所述封套可以具有一个或多个尤其通过材料变薄来确定的预定开口位置。附加或可选的是，可以设计为通过隔膜的膨胀使封套从所述支座上松脱。

在优选的实施例中，封套是柔韧的。这样可以尤其使向隔膜内充气变得容易和/或使安全装置具有更好的触感。封套尤其可以是一层或者多层薄膜，其中至少一层可以被设计用于阻隔从隔膜逸出的活性物质。

相同的封套可以设计为形状固定的。因此所述封套尤其可以同时作为固定有隔膜的支座，优选作为容纳着隔膜的外壳盖或者外壳盖的一部分。

在优选的实施例中，封套被材料接合地固定在支座上，尤其通过高温硫化，粘接和/或焊接实现固定。附加或可选的是，所述封套也可以从支座上松脱，尤其是对于通过螺丝连接或通过冲压连接实现的固定。如前所述，所述支座可以作为容纳隔膜的外壳盖或外壳盖的一部分。封套也可以设置为涂层，所述涂层对于一种或多种从隔膜逸出的活性物质，尤其是过敏源、气味物质和/或有害物质是气密的。

在优选的实施例中，所述封套附加或可选地材料接合地固定在隔膜上，尤其通过高温硫化，粘接和/或焊接实现固定。这样可以避免在隔膜和封套间的相对移动和由此产生的摩擦。

按照本发明的另一观点，该观点可以与前述的气密封套的观点相结合，由此所述安全装置具有一种或多种催化剂，用于分解一种或多种从隔膜逸出的活性物质。

从隔膜逸出的活性物质可以尤其是气味物质、过敏源和/或有害物质。借助适合的催化剂，这些物质优选通过氧化或氧化反应被全部或至少部分分解，优选分解为氧气、水和/或其它的反应产物。

催化剂尤其可以具有一种或多种金属，尤其至少一种贵金属，优选是银、金、铂、铁和/或钛的盐类和/或氧化物，尤其是二氧化钛(TiO₂)。

附加或可选的是，与一种或多种催化剂相应地，所述安全装置可以具有一种或多种覆盖物质，用于有效覆盖从隔膜中逸出的活性物质。覆盖物质优选具有至少一种芳香物质，优选为橘香、木香、玫瑰香或者其它香味。覆盖物质尤其可以具有香精油，或者覆盖物质就是香精油。关于上述有效覆盖尤其理解为，覆盖物质具有与从隔膜中逸出的活性物质同样的作用机制，尤其是气味作用。这样便尤其可以通过芳香物质覆盖弹性隔膜的气味，当所述安全装置在空间上设置在靠近人体的位置，尤其设置在汽车的内部空间内、在内饰上或者类似的位置。

一种或多种催化剂和/或覆盖物质优选可以设置在隔膜上，尤其在隔膜内。为此，所述隔膜可以相应地由一种或多种催化剂和/或覆盖物质制造，或向隔膜添内加上述物质，或使隔膜浸渍于上述物质，或在隔膜上涂有上述物质的涂层，或使用类似方式。附加或可选的是，一种或多种催化剂和/或覆盖物质设置在固定有隔膜的支座上，尤其在支座内，和/或设置在独立的封套上，尤其在封套内，所述封套气密地封盖隔膜并且通过隔膜的膨胀产生开口。所述支座和/或封套可以由一种或多种催化剂和/或覆盖物质制造，或向支座和/或封套内添加上述物质，或使支座和/或封套浸渍于上述物质，或在支座和/或封套上涂有上述物质的涂层，或使用类似方式。

附加或可选的是，可以相邻安置隔膜的一种或多种催化剂和/或覆盖物质。因此，从隔膜逸出的活性物质也可以有效地被分解或覆盖。催化剂和/或覆盖物质尤其可以安置在其内容纳有隔膜的外壳盖或封套上，尤其在外壳盖或封套内。

在优选的实施例中，一种或多种催化剂各自呈微粒状，其中微粒尺寸最大为500nm，尤其最大为100nm，并且优选最大为25nm。这样的纳米微粒可以以有利的方式在生产隔膜、支座、尤其外壳盖和/或封套时被添加进去，所述纳米微粒同时适用于随后的涂层。

在优选的改进设计中，所述安全装置具有膨胀流体源。所述膨胀流体源可以具有控制装置，其这样被设置，根据由一个或多个距离传感器、延迟传感器、变形传感器和/或力传感器向控制装置传输的激活信号，填充一个或多个安全装置的空腔。为此，所述控制装置尤其可以具有用于处理反映信号的运算器、用于将膨胀流体源与一个或多个空腔流通相连的阀门装置和/或用于使膨胀流体烟幕爆发的起爆装置。本发明的意义上的膨胀流体源尤其设置用于由事故引发的填充，一旦即将发生或者开始发生事故时，所述膨胀流体源自动准备并进行填充。

膨胀流体源尤其可以具有一个或多个烟幕爆发装置和/或高压气体发生器。所述发生器可以通过一个或多个膨胀流体导管与一个或多个空腔相连，并且由所述膨胀流体导管将其分隔。在优选的改进设计中，膨胀流体源具有一个或多个微型气体发生器(MGG)。所述微型气体发生器可以在优选的改进设计中作为结构单元设置在隔膜内，并且尤其直接安置在空腔上，甚至安置在空腔内。在优选的实施例中，膨胀流体源至少部分固定在支座上，在支座上同样固定有隔膜。

隔膜可以设计为单层或多层的。尤其可以在隔膜的局部位置设置具有更大弹性模数的并且由此在充气时膨胀程度较小的加强件，例如优选由织物制成的条带、平面件或网状物。加强件尤其可以部分地或通过其完整的一侧与隔膜的内侧和/或外侧材料接合地连接，例如通过粘接，焊接，覆膜，预固化(anvulkanisiert)或者硫化(aufvulkanisiert)连接。在充气时，弹性隔膜膨胀，随后通过与隔膜部分连接的以及作为限制带使用的加强件或者借助完全与隔膜连接的加强件，使隔膜基本上被束缚，从而影响被充气隔膜的形状和膨胀特性。

在本发明优选的改进设计中，在汽车内，尤其在轿车内应用所述安全装置，其中所述空腔设计用于接纳乘客。所述安全装置也可以例如均匀地安置在内饰上，为了在发生意外时保护内饰的支架。

附图说明

由如下对优选实施例的描述获得本发明另外的优选改进方案。在附图中，

图1示出按本发明的实施例的安全装置的局部剖面示意图，以及

图2依照图1的视图示出按本发明的另一个实施例的安全装置的局部示意图。

具体实施方式

图1示出了按本发明实施例的具有由塑料制成的支座3的安全装置的剖面图，所述支座3具有打开的，U型截面。所述支座3的开口3.3被由合成材料或者天然橡胶制成的弹性隔膜1覆盖，所述弹性隔膜在支座3的边缘被材料接合地固定，例如通过硫化预固或者粘接。

薄膜式的独立封套2，与周围环境隔绝地封盖住隔膜1。此外，所述封套2覆盖越过隔膜1并且材料结合地固定在支座3上，例如通过粘接。附加或可选地，所述封套2也可以与隔膜1粘接(未示出)。

封套2被设计为气味阻隔件，所述封套2至少基本隔绝了气味物质，尤其是隔膜1的橡胶气味。通过这种方式，隔膜1可以尤其在无需进行另外处理的情况下，在安全装置中使用，所述安全装置只通过或者也通过封套2与汽车的客舱隔开。

当事故发生时，气体发生器4向部分由隔膜1、部分由支座3限定的空腔内充气，从而使隔膜1弹性地膨胀并且构成用于阻挡乘客的气囊(撞击缓冲垫)。在此，隔膜1撑破薄膜式的封套2。

图2在依照图1的视图中示出了按照本发明另一个实施例的安全装置。通过相同的标记表示与上述实施例相同的元件，接下来仅详细阐述与图1的实施例的不同点。

在图2示出的实施例中，软管状的隔膜1’完全限定了空腔，也就是说不靠支座来限定空腔，并且此外设计为双层壁，而且与气体发生器4连接。隔膜1’通过其外侧，材料接合地固定在汽车构件3.2上，例如通过粘接，所述构件3.2为隔膜1’构成支座。

除了封套2以外，隔膜1’还被由塑料制成的外壳盖3.1封盖，所述外壳盖3.1优选气密地固定在构件3.2上，例如通过粘接或者焊接，并且外壳盖3.1本身也被设计为气密的。在这种情况下，可以去掉封套2。这样有利的是，用于防止从隔膜1’逸出活性物质，尤其是有害物质和/或气味物质的密封功能被集成在外壳盖3.1上，由此所述外壳盖以形状固定的外壳形式在本发明中起作用。具有同等效果的是，外壳盖3.1本身和/或其在构件3.2上的固定方式可以是非气密的并且是更为简化的，而且通过柔韧的薄膜式的封套2来阻隔从隔膜1’中逸出的活性物质。如图2示出的实施例，所述气密封套2还可以另外在气密的外壳盖3.1上固定，所述外壳盖3.1也是气密地固定在构件3.2上，用于形成第二层阻隔和/或在外壳盖3.1打开时阻挡从隔膜1’中逸出的活性物质逸出。通常有利的是，一种尤其是薄膜状的封套2和另一种尤其是形状固定的封套(如此处以外壳盖3.1的形式)也可以是气密的，用以防止从隔膜1’中逸出的各种活性物质，例如通过相应材料的涂层或类似方法实现气密性。

附加或可选地，除了通过一个或多个封套2、3.1实现的上述隔膜的密封封盖之外，也可以如图2所示，在面向隔膜1’的外壳盖3.1的表面设置催化剂和/或芳香物质存储器。特别是当外壳盖3.1不具备阻隔功能并且未设置封套2时，通过所述催化剂可以分解并由此中和活性物质，尤其是隔膜1’的弹性塑料的气味。同样地，可以通过芳香物质存储器，放出芳香物质覆盖并由此进一步从嗅觉上中和隔膜1’的弹性塑料的气味。

附加或可选地，所述催化剂和/或芳香物质存储器也可以设置在固定有隔膜1(图1)或1’(图2)的支座3(图1)或3.2(图2)上。

虽然在上述说明中示例性地描述了一些实施方式，但是需要指出的是，仍然可以产生大量变化。此外还需指出的是，示例性的实施方式仅仅作为一个例子，这种实施例绝不以任何形式限制本发明的保护范围、应用和构造。通过前述说明更多地是向技术人员提供一种用于转化至少一个示例性实施方式的技术教导，其中，只要不脱离权利要求书的保护范围，便可以进行各种改变，尤其是关于所述部件的功能和结构方面的改变。

附图标记列表

1；1’ 弹性隔膜

2 柔韧的封套

3 支座

3.1 外壳盖(形状固定的封套)

3.2 构件(支座)

3.3 开口

4 气体发生器

5 催化剂和/或芳香物质(存储器)

Claims

1.一种安全装置，其具有弹性隔膜，所述弹性隔膜具有逸出的活性物质并且限定空腔的部分或者全部边界，所述空腔被设计为由事故引发在弹性隔膜的弹性膨胀下被充气，其中，所述弹性隔膜被封套气密地封盖，所述封套被设计为通过弹性隔膜的膨胀而产生开口，

并且所述安全装置具有设置在弹性隔膜内和/或邻近弹性隔膜的催化剂和/或覆盖物质，用于分解和/或有效覆盖从所述弹性隔膜中逸出的活性物质。

2.如权利要求1所述的安全装置，其中，所述安全装置用于汽车。

3.如权利要求1所述的安全装置，其中，所述封套是柔韧的或者形状固定的。

4.如权利要求1所述的安全装置，其中，所述封套固定在支座和/或所述弹性隔膜上。

5.如权利要求1所述的安全装置，其中，所述封套材料接合地固定在支座和/或所述弹性隔膜上。

6.如上述权利要求1所述的安全装置，其中，所述覆盖物质具有至少一种芳香物质。

7.如上述权利要求1所述的安全装置，其中，所述覆盖物质本身是芳香物质。

8.如权利要求1所述的安全装置，其中，所述催化剂含有金属、其盐类和/或氧化物。

9.如权利要求8所述的安全装置，其中，所述金属为银(Ag)、金(Au)、铂(Pt)、铁(Fe)和/或钛(Ti)。

10.如权利要求1所述的安全装置，其中，所述催化剂由金属、其盐类和/或氧化物组成。

11.如权利要求10所述的安全装置，其中，所述金属为银(Ag)、金(Au)、铂(Pt)、铁(Fe)和/或钛(Ti)。

12.如权利要求1、6至11之一所述的安全装置，其中，所述催化剂是微粒状的，其中微粒尺寸最大为500nm。

13.如权利要求12所述的安全装置，其中，微粒尺寸最大为100nm。

14.如权利要求12所述的安全装置，其中，微粒尺寸最大为25nm。

15.如权利要求1、6至11之一所述的安全装置，其中，所述覆盖物质和/或催化剂设置于其上固定有所述弹性隔膜的支座上和/或设置在独立的封套的内部，所述封套气密地封盖弹性隔膜并且被设计为通过弹性隔膜的膨胀而产生开口。

16.如权利要求1、6至11之一所述的安全装置，其中，所述覆盖物质和/或催化剂设置于其上固定有所述弹性隔膜的支座内和/或设置在独立的封套的内部，所述封套气密地封盖弹性隔膜并且被设计为通过弹性隔膜的膨胀而产生开口。

17.如权利要求15所述的安全装置，其中，所述覆盖物质或催化剂安置在面向所述弹性隔膜的所述支座或所述封套的表面上。

18.如权利要求1至11之一所述的安全装置，其中，所述弹性隔膜具有至少一种弹性体。

19.如权利要求1至11之一所述的安全装置，其中，所述弹性隔膜由至少一种弹性体构成。