DE10016516A1 - Gasleitgehäuse einer Gassackanordnung mit Aufblas-Steuerung - Google Patents

Abstract

Bei einer Gassackanordnung bei einem Sicherheitssystem, insbesondere in Kraftfahrzeugen, mit einem an ein Gasleitgehäuse angeschlossenen Gasgenerator und mit wenigstens einem an eine zugeordnete Anschlußöffnung des Gasleitgehäuses angeschlossenen aufblasbaren Gassack und mit einem in dem Gasleitgehäuse angeordneten Ventilglied zur Steuerung des Aufblasvorganges bei der Gassackanordnung ist vorgesehen, daß das Ventilglied als in dem zylindrischen Gasleitgehäuse (10) schwenkbar gelagerte, elliptische Ventilklappe (11) ausgebildet ist, welche in ihrer Öffnungsstellung im wesentlichen in der Strömungsachse im Gasleitgehäuse (10) ausgerichtet sowie von einem Aktuator (15) festgelegt und auf einer Teilfläche vom Gasstrom angeströmt ist und nach Freigabe des Aktuators (15) von dem Gasstrom in ihre den Querschnitt des Gasleitgehäuses (10) abschließende Schließstellung gedreht wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Gassackanordnung bei einem Sicherheitssystem, insbesondere in Kraftfahrzeugen, mit einem an ein Gasleitgehäuse angeschlossenen Gasgenerator und mit wenigstens einem an eine zugeordnete Anschlußöffnung des Gasleitgehäuses angeschlossenen aufblasbaren Gassack und mit einem in dem Gasleitgehäuse angeordneten Ventilglied zur Steuerung des Aufblasvorganges bei der Gassackanordnung.

Eine Gassackanordnung mit den vorgenannten Merkmalen ist in zahlreichen Ausführungsformen im Stand der Technik bekannt, beispielsweise in der DE 198 21 838 im einzelnen beschrieben. Bei der daraus bekannten Gassackanordnung ist in dem Gasleitgehäuse ein zu der Anschlußöffnung eines Gassackes an das Gasleitgehäuse zwischen einer Öffnungsstellung und einer Schließstellung relativ verschiebbares Schieberelement als Ventilglied zur Steuerung des Aufblasvorganges vorgesehen, welches unmittelbar von dem Gasstrom beaufschlagt und angetrieben wird. Aufgrund der Einstellung eines unterschiedlichen Druckniveaus auf beiden Seiten der Bewegungsachse des Schieberelementes ergibt sich eine resultierende Kraft in die gewünschte Bewegungsrichtung des Schieberelementes.

Mit der bekannten Ausgestaltung des Gasleitgehäuses mit Ventilglied ist der Nachteil verbunden, daß das Schieberelement eine komplizierte und in der Herstellung aufwendige Formgebung aufweist, um ausgehend von dem an einer Seite des Schieberelementes angeordneten Gasgenerator auch auf der dem Gasgenerator abgewandten Seite des Schieberelementes einen Druck aufzubauen. Es kommt hinzu, daß im Hinblick auf die exakte Steuerung des Schieberelementes die Druckverhältnisse im Gasleitgehäuse genau einzustellen sind, so daß keine großen Toleranzen zuzulassen sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für eine Gassackvorrichtung mit den gattungsgemäßen Merkmalen ein einfach aufgebautes und herzustellendes Ventilglied mit einer exakten Steuerung zur Verfügung zu stellen.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich einschließlich vorteilhafter Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung aus dem Inhalt der Patentansprüche, welche dieser Beschreibung nachgestellt sind.

Die Erfindung sieht in ihrem Grundgedanken vor, daß das Ventilglied als in dem zylindrischen Gasleitgehäuse schwenkbar gelagerte, elliptische Ventilklappe ausgebildet ist, welche in ihrer Öffnungsstellung im wesentlichen in der Strömungsachse im Gasleitgehäuse ausgerichtet sowie von einem Aktuator festgelegt und auf einer Teilfläche vom Gasstrom angeströmt ist und nach Freigabe des Aktuators von dem Gasstrom in ihre den Querschnitt des Gasleitgehäuses abschließende Schließstellung gedreht wird. Mit der Erfindung ist der Vorteil verbunden, daß die elliptische Ventilklappe als Ventilglied einfach herzustellen und montieren ist. Die Anordnung der elliptischen Ventilklappe wird dabei so gewählt, daß das Anströmen der Teilfläche zu einem resultierenden Moment in Schließrichtung der Ventilklappe führt, wobei sich das in Schließrichtung wirkende Moment mit zunehmender Steilstellung der Ventilklappe im Querschnitt des Gasleitgehäuses verstärkt. Damit wird die Schließstellung nicht wie beim Stand der Technik über einen im Gasleitgehäuse einzustellenden Druckunterschied herbeigeführt, sondern durch das durch die Bauform und Anordnung der Ventilklappe im Gasleitgehäuse konstruktiv festzulegende, vom Gasstrom auf die Ventilklappe ausgeübte Moment. Aufgrund der elliptischen Formgebung für die Ventilklappe kommt es schließlich im Zusammenwirken mit dem kreisförmigen Querschnitt des Gasleitgehäuses in der Schließstellung der Ventilklappe zu einer Verformung von deren Randbereich, so daß die Ventilklappe selbsthemmend in ihrer Schließstellung festgelegt ist.

Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, daß die quer zur Längsachse des Gasleitgehäuses verlaufende Drehachse der Ventilklappe exzentrisch zu deren Mittelpunkt angeordnet und die ebene Ventilklappe von dem Aktuator in einer gegen den anströmenden Gasstrom gering geneigten Stellung festgelegt ist. Aus der exzentrischen Anordnung der Drehachse ergibt sich zwangsläufig eine Aufteilung der Erstreckung der Ventilklappe mit einem größeren Längenabschnitt und einem kleineren Längenabschnitt, wobei der auf den größeren Längenabschnitt einwirkende Gasstrom ein größeres Moment in Schließrichtung erzeugt als der auf dem kleineren Längenabschnitt anstehende Gasstrom.

Soweit nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen ist, daß die Drehachse der Ventilklappe mit Abstand zur Längsachse des Gasleitgehäuses angeordnet ist, hat die Lage der Drehachse zur Längsachse des Gasleitgehäuses einen wesentlichen Einfluß auf die Einstellung der Schließzeit. Je näher die Drehachse an die Längsachse des Gasleitgehäuses herangerückt ist, desto kleiner ist auch das für die anfängliche Drehung der Ventilklappe in deren Schließstellung wirkende Anfangsmoment, so daß der selbst induzierte Verschlußvorgang des Kreisquerschnittes des Gasleitgehäuses erschwert ist bzw. langsamer abläuft.

Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, daß die Drehachse der Ventilklappe aus dem Gasleitgehäuse herausgeführt ist und der Aktuator an der Drehachse angreift, wobei eine zweckmäßige konstruktive Ausbildung dadurch gegeben sein kann, daß die Drehachse außerhalb des Gasleitgehäuses einen abgebogenen Abschnitt aufweist und der Aktuator als linear beweglicher Schieber ausgebildet ist. Hierbei kann vorgesehen sein, daß der Aktuator pyrotechnisch aus seiner die Drehachse der Ventilklappe festlegenden Stellung in eine Freigabestellung für die Drehachse bewegbar ist.

Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, daß ein die Schließstellung der Ventilklappe definierende Endanschlag für die Drehung der Drehachse der Ventilklappe vorgesehen ist, wobei die Anordnung eines Endanschlages die Möglichkeit bietet, im Hinblick auf eine stufenweise Schließung der Ventilklappe den Endanschlag beweglich anzuordnen und den Endanschlag damit stufenweise freizugeben bzw. zu verschieben.

Nach einem Ausführungsbeispiel kann vorgesehen sein, daß die Ventilklappe derart ausgestaltet ist, daß sich ihr Randbereich in der Schließstellung verformt und somit die Schließstellung selbsthemmend ist.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wiedergegeben, welches nachstehend beschrieben ist. Es zeigen:

Fig. 1a das Gasleitgehäuse einer Gassackanordnung mit einer darin angeordneten, in ihrer Offenstellung befindlichen Ventilklappe in einer geschnittenen Seitenansicht,

Fig. 1b das Gasleitgehäuse gemäß Fig. 1 in einer Seitenansicht,

Fig. 1c das Gasleitgehäuse gemäß Fig. 1 in einer geschnittenen Stirnansicht,

Fig. 2a-c bei in der Schließstellung befindlicher Ventilklappe.

Wie zunächst den Fig. 1a-c zu entnehmen ist, ist in einem mit Kreisquerschnitt versehenen rohrförmigen Gasleitgehäuse 10 eine als ebene Platte ausgebildete Ventilklappe 11 um eine Drehachse 12 schwenkbar gelagert. Bezogen auf die Längsachse 19 des Gasleitgehäuses 10 ist die Drehachse 12 der Ventilklappe 11 exzentrisch zu deren Mittelpunkt und mit einem Abstand zur Längsachse 19 des Gasleitgehäuses 10 angeordnet, so daß sich unterschiedliche Längenabschnitte 21, 22 an der Ventilklappe 11 ergeben, von denen der größere Längenabschnitt 21 in der Schließstellung der Ventilklappe 11 die Längsachse 19 des Gasleitgehäuses 10 übergreifend bis zur Wandung des Gasleitgehäuses reicht und der kürzere Längenabschnitt 22 den Abstand zwischen der Drehachse 12 und der zugeordneten Wandung des Gasleitgehäuses 10 überbrückt. Die Ventilklappe 11 ist in einer leichten Schrägstellung im Querschnitt des Gasleitgehäuses derart angeordnet, daß der größere Längenabschnitt 21 mit einem in Schließrichtung gerichteten Anstellwinkel gegen den Gasstrom ausgerichtet ist, so daß der mit dem Pfeil 13 gekennzeichnete Gasstrom mit seinem im unteren Bereich des Rohrquerschnitts unterhalb der Längsachse 19 des Gasleitgehäuses befindlichen Teilstrom aufgrund der Schrägstellung der Ventilklappe 11 deren Querschnitt anströmt. Da das von dem Gasstrom auf den größeren Längenabschnitt 21 der Ventilklappe 11 um die Drehachse 12 in Schließrichtung ausgeübte Moment größer ist als auf das auf den kürzeren Längenabschnitt 22 der Ventilklappe 11 ausgeübte Moment, wird auf die Ventilklappe 11 ein resultierendes Moment um die Drehachse 12 ausgeübt, welches die Ventilklappe 11 in die den Querschnitt des Gasleitgehäuses 10 verschließende aufgerichtete Stellung zu schwenken bemüht ist, wobei die Ventilklappe 11 in der in Fig. 1a gezeichneten Stellung durch einen außerhalb des Gasleitgehäuses 10 angeordneten Aktuator 15 festgelegt ist.

Wie sich aus Fig. 1b ergibt, weist hierzu die aus dem Gasleitgehäuse 10 seitlich herausgeführte Drehachse 12 außerhalb des Gasleitgehäuses 10 einen abgebogenen Abschnitt auf, so daß die Drehachse 12 durch einen schieberartig ausgebildeten und in einem Schiebergehäuse 16 verschiebbar angeordneten Aktuator 15 in der in Fig. 1b dargestellten Schließstellung festgelegt ist. Soweit in das Schiebergehäuse 16 zur Steuerung des Aufblasverhaltens über einen pyrotechnischen Antrieb ein Gasdruck einleitbar ist, wird der schieberartige Aktuator 15 außer Eingriff mit der Drehachse 12 der Ventilklappe 11 gebracht, so daß aufgrund der vom Gasstrom (Pfeil 13) ausgeübte Gasdruck die Ventilklappe 11 in ihre Schließstellung drehen kann (Fig. 2a).

Wie nicht weiter dargestellt, kann durch die konstruktive Festlegung des durch die Drehachse getrennten größeren bzw. kürzeren Längenabschnitts 21, 22 der Ventilklappe 11 und damit einhergehend des Abstandes der Drehachse 12 von der Längsachse 19 des Gasleitgehäuses 10 die Größe der wirkenden Momente bzw. des daraus abgeleiteten in Schließrichtung der Ventilklappe wirkenden resultierenden Moments und damit die Schließzeit bestimmt werden.

Zur Begrenzung der Endlage der Ventilklappe 11 in deren Schließstellung ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein Endanschlag 17 angeordnet, der wie nicht im einzelnen dargestellt ist, auf dem von der Drehachse 12 bei deren Drehbewegung durchschrittenen Radius beweglich angeordnet sein kann, so daß die Schließbewegung der Ventilklappe 11 gesteuert angehalten und damit stufen- bzw. schrittweise freigegeben werden kann.

Analog der in den Fig. 1a-c dargestellten Offenstellung der Ventilklappe 11 ist in den Fig. 2a- 2c die Vollständige Schließstellung der Ventilklappe dargestellt. Aus einem Vergleich der Figuren ergibt sich, daß aufgrund der zu beiden Seiten der Drehachse 12 unterschiedlichen Erstreckung der Ventilklappe 11 auch unterschiedliche Momente auf den größeren Längenabschnitt 21 bzw. den kürzeren Längenabschnitt 22 der Ventilklappe 11 ausgeübt werden, wobei mit zunehmender Steilstellung der Ventilklappe 11 das auf den größeren Längenabschnitt 21 der Ventilklappe 11 wirkende Moment stärker anwächst als auf das auf den kürzeren Längenabschnitt 22 der Ventilklappe 11 wirkende Moment.

Es sind andere Ausgestaltungen der Ventilklappe zur Erzeugung eines Schließmoments vorstellbar wie beispielsweise die Anbringung eines in den Strömungsweg des Gases reichenden Ansatzes an der im übrigen in der Längsachse des Gasleitgehäuses ausgerichteten Ventilklappe, so daß der Gasstrom auf den von der Ventilklappe 11 abstehenden Ansatz trifft und dabei eine Anfangsdrehung der Ventilklappe derart bewirkt, daß mit der zunehmenden Drehung der Ventilklappe in deren Schließstellung das auf den größeren Längenabschnitt wirkende Moment die Drehung der Ventilklappe herbeiführt.

Die in der vorstehenden Beschreibung, den Patentansprüchen, der Zusammenfassung und der Zeichnung offenbarten Merkmale des Gegenstandes dieser Unterlagen können einzeln als auch in beliebigen Kombinationen untereinander für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.

Claims (9)

1. Gassackanordnung bei einem Sicherheitssystem, insbesondere in Kraftfahrzeugen, mit einem an ein Gasleitgehäuse angeschlossenen Gasgenerator und mit wenigstens einem an eine zugeordnete Anschlußöffnung des Gasleitgehäuses angeschlossenen aufblasbaren Gassack und mit einem in dem Gasleitgehäuse angeordneten Ventilglied zur Steuerung des Aufblasvorganges bei der Gassackanordnung, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilglied als in dem zylindrischen Gasleitgehäuse (10) schwenkbar gelagerte, elliptische Ventilklappe (11) ausgebildet ist, welche in ihrer Öffnungsstellung im wesentlichen in der Strömungsachse im Gasleitgehäuse (10) ausgerichtet sowie von einem Aktuator (15) festgelegt und auf einer Teilfläche vom Gasstrom angeströmt ist und nach Freigabe des Aktuators (15) von dem Gasstrom in ihre den Querschnitt des Gasleitgehäuses (10) abschließende Schließstellung gedreht wird.

2. Gassackanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die quer zur Längsachse (19) des Gasleitgehäuses (10) verlaufende Drehachse (12) der Ventilklappe (11) exzentrisch zu deren Mittelpunkt angeordnet und die ebene Ventilklappe (11) von dem Aktuator (15) in einer gegen den anströmenden Gasstrom gering geneigten Stellung festgelegt ist.

3. Gassackanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse (12) der Ventilklappe (11) mit Abstand zur Längsachse (19) des Gasleitgehäuses (10) angeordnet ist.

4. Gassackanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse (12) der Ventilklappe (11) aus dem Gasleitgehäuse (10) herausgeführt ist und der Aktuator (15) an der Drehachse (12) angreift.

5. Gassackanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse (12) außerhalb des Gasleitgehäuses (10) einen abgebogenen Abschnitt aufweist und der Aktuator (15) als linear beweglicher Schieber ausgebildet ist.

5. Gassackanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Aktuator (15) pyrotechnisch aus seiner die Drehachse (12) der Ventilklappe (11) festlegenden Stellung in eine Freigabestellung für die Drehachse (12) bewegbar ist.

7. Gassackanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Schließstellung der Ventilklappe (11) definierender Endanschlag (17) für die Drehung der Drehachse (12) der Ventilklappe (11) vorgesehen ist.

8. Gassackanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Endanschlag (17) für eine stufenweise Schließung der Ventilklappe (11) beweglich angeordnet ist.

9. Gassackanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilklappe (11) in eine durch Verformung ihres Randbereiches selbsthemmende Schließstellung gedreht wird.