DE10027679C2

DE10027679C2 - Airbag mit regelbarer Ventilation

Info

Publication number: DE10027679C2
Application number: DE2000127679
Authority: DE
Inventors: Johann Unger
Original assignee: Autoliv Development AB
Current assignee: Autoliv Development AB
Priority date: 2000-06-03
Filing date: 2000-06-03
Publication date: 2002-12-12
Anticipated expiration: 2020-06-04
Also published as: DE10027679A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Gassack-Baugruppe für ein Rückhaltesystem in Fahrzeugen mit einem Gehäuse und wenigstens einem in dem Gehäuse angeordneten Gasgenerator und mit einem an das Gehäuse angeschlossenen aufblasbaren Gassack, wobei eine über ein Ventilelement gesteuert verschließbare Entlastungsöffnung zum Abströmen von Gas aus dem aufgeblasenen Gassack vorgesehen ist und das Ventilelement zur Einstellung unterschiedlich großer durch die Entlastungsöffnung abströmender Gasvolumenströme in seinem Strömungswiderstand steuerbar ist.

Eine Gassack-Baugruppe mit den vorgenannten Merkmalen ist in der DE 299 07 607 U1 beschrieben. Das bei dem bekannten Gegenstand in die Entlastungsöffnung eingesetzte Ventilelement besteht aus einem beweglichen Schieber, der über einen gesonderten pyrotechnischen Stellantrieb, welcher unter Berücksichtigung situationsbedingter Meßwerte aktiviert werden kann, in eine definierte Öffnungsstellung bringbar ist, so daß der Strömungsquerschnitt der Entlastungsöffnung bedarfsgerecht einstellbar ist. Mit der bekannten Gassack-Baugruppe ist der Nachteil verbunden, daß der Schieber als Ventilelement einschließlich des ihm zugeordneten pyrotechnischen Stellantriebes kompliziert aufgebaut und die Ansteuerung des pyrotechnischen Stellantriebes zur Einstellung einer bestimmten Öffnungsstellung schwierig zu bewerkstelligen ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einer Gassack-Baugruppe mit den eingangs genannten Merkmalen eine einfachere Steuerung des in Abhängigkeit von den im konkreten Fall ermittelten Unfalldaten steuerbaren Abströmens von Gas aus dem Gassack zu ermöglichen.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus dem Anspruch 1; vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung sieht in ihrem Grundgedanken vor, daß das Ventilelement als in die Entlastungsöffnung eingesetztes, von dem durch die Entlastungsöffnung abströmenden Gas in Drehung versetztes und in seinem Laufwiderstand steuerbares Turbinenrad ausgebildet ist. Soweit das in der Entlastungsöffnung befindliche Turbinenrad durch den auf die einzelnen Schaufeln auftreffenden Gasstrom angetrieben wird, wird das Turbinenrad aufgrund seiner Massenträgheit im Vergleich zum Aktivierungszeitpunkt des Gasgenerators erst verzögert auf Drehzahl gebracht, so daß unmittelbar nach dem Aufblasen des Gassackes zunächst nur ein geringer Gasstrom entweichen kann; erst wenn das Turbinenrad eine bestimmte Drehzahl erreicht hat, kann ein größerer Gasstrom durch die Turbinenschaufeln aus dem Gassack entweichen; gleichzeitig ist zusätzlich der Laufwiderstand des Turbinenrades und damit der aus dem Gassack austretende Gasstrom steuerbar.

Aus der DE 197 20 013 A1 ist es bekannt, bei einem Gasgenerator ein Turbinenrad zum Hineinfördern eines Stromes an kalter Zusatzluft in den Gasgenerator anzuordnen, wobei das Förderschaufeln aufweisende Turbinenrad zusätzlich mit Antriebsschaufeln versehen ist, die von dem Strom der heißen Gase beaufschlagt werden. Das insoweit zu einem anderen Zweck eingesetzte Turbinenrad kann in seinem Strömungswiderstand regelbar sein.

Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, daß die Schaufeln des Schaufelrades in ihrem Anstellwinkel zum Gasstrom veränderbar sind, womit eine zusätzliche Regelungsmöglichkeit gegeben ist.

Zu der Steuerung des Strömungswiderstandes des Turbinenrades ist nach einem Ausführungsbeispiel eine auf die Drehachse des Turbinenrades einwirkende Bremseinrichtung vorgesehen, wobei diese Bremseinrichtung gemäß unterschiedlichen Ausführungsbeispielen der Erfindung nach unterschiedlichen Funktionsprinzipien ausgebildet sein kann.

So besteht nach einem ersten Ausführungsbeispiel die Bremseinrichtung aus einem auf die Drehachse des Turbinenrades aufschaltbaren Generator, der ein der durch die Gasströmung bewirkten Drehung des Turbinenrades entgegengesetztes Gegenmoment erzeugt. Über die Steuerung des Generators läßt sich die Turbinendrehzahl ebenfalls steuern.

In weiteren Ausführungsbeispielen der Erfindung kann die Bremseinrichtung aus einer auf die Welle des Turbinenrades einwirkenden elektrischen Widerstandsbremse bestehen oder als elektromagnetische Kupplung mit einer auf der Drehachse des Turbinenrades angeordneten und in einen Spalt einer bestrombaren Spule laufenden Scheibe ausgebildet sein.

In einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, daß die Bremseinrichtung aus einem mit einer magneto- rheologischen oder einem elektro-rheologischen Fluid gefüllten und die Drehachse des Turbinenrades aufnehmenden Behälter besteht, dem bestrombare Erregungsträger zugeordnet sind.

Alternativ kann weiterhin vorgesehen sein, daß das Turbinenrad in der Entlastungsöffnung in Strömungsrichtung gegen eine Reibbremse verschiebbar angeordnet ist.

Nach Ausführungsbeispielen der Erfindung kann die Entlastungsöffnung mit dem eingesetzten Schaufelrad bzw. dem Turbinenrad entweder im Gehäuse der Gassack-Baugruppe oder im Gassack selbst ausgebildet sein.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung wiedergegeben, welche nachstehend beschrieben sind. Es zeigen:

Fig. 1 eine Gassack-Baugruppe in einer schematischen Seitenansicht bei aufgeblasenem Gassack,

Fig. 2 die Entlastungsöffnung der Gassack-Baugruppe mit einem eingesetzten Turbinenrad sowie einer zugeordneten Bremseinrichtung,

Fig. 3 den Gegenstand der Fig. 2 in einer anderen Ausführungsform,

Fig. 4 den Gegenstand der Fig. 2 in einer weiteren Ausführungsform,

Fig. 5 den Gegenstand der Fig. 2 in einer weiteren Ausführungsform.

Wie sich aus Fig. 1 ergibt, ist die Gassack-Baugruppe in das Armaturenbrett 10 eines nicht weiter dargestellten Kraftfahrzeuges eingebaut, wobei es sich hier um den Beifahrerbereich des Armaturenbrettes 10 handelt. Ein Gehäuse 11 mit einem darin angeordneten Gasgenerator 12 ist in das Armaturenbrett 10 eingesetzt, wobei die im Armaturenbrett 10 vorgesehene Öffnung zum Austritt des Gassackes 14 durch Abdeckklappen 13 bei nicht ausgelöstem Gassack verschlossen ist; wird die Gassack-Baugruppe ausgelöst, so werden die Abdeckklappen 13 aufgeklappt, und der Gassack 14 entfaltet sich unter der Wirkung des ihn aufblasenden Gases aus dem Armaturenbrett 10 hinaus. In Fig. 1 ist dabei mit dem Bezugszeichen 15 eine in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen im einzelnen erläuterte Entlastungsöffnung zum Abströmen von Gas aus dem aufgeblasenen Gassack angedeutet.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist als Ventilelement in die Entlastungsöffnung 15 ein drehbares Turbinenrad 19 mit einer Drehachse 20 eingesetzt, welches sich unter der Wirkung des auf den Schaufeln 17 des Turbinenrades 19 anstehenden Gasdruckes dreht. Um den Laufwiderstand des Turbinenrades 19 im Sinne einer Regelung des durch das Turbinenrad 19 durchströmenden Gasstromes zu steuern, ist bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel eine als Widerstandsbremse 22 ausgelegte Bremseinrichtung vorgesehen, die an einen Spannungsversorgungskreis 21 angeschlossen ist. In Abhängigkeit von den zugeführten Steuerdaten wird der Drehung der Drehachse 20 über die Widerstandsbremse 22 ein Gegenmoment entgegengesetzt, so daß über die dadurch mögliche Beeinflussung der Drehzahl des Turbinenrades eine Steuerung des durch das Turbinenrad 19 abströmenden Gasstromes möglich ist.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Bremseinrichtung für die Drehachse 20 des Turbinenrades 19 als elektromagnetische Kupplung ausgebildet; hierzu sitzt auf der Drehachse 20 eine Scheibe 25, die in einem Spalt 26 einer an einen Spannungsversorgungskreis 21 angeschlossenen Spule 27 läuft. Bei Bestromung wird ein der Drehung der Scheibe 25 in dem Spalt 26 entgegengerichtetes Gegenmoment erzeugt.

Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel verläuft die Drehachse 20 des Turbinenrades 19 in einem Behälter 23, der mit einem magneto- rheologischen oder einem elektro-rheologischen Fluid gefüllt ist; dem Behälter 23 sind an einen Spannungsversorgungskreis angeschlossene Erregungsmodule 24 zugeordnet, so daß über die Erregungsmodule 24 die Viskosität des in dem Behälter 23 befindlichen Fluides steuerbar ist, die somit wiederum der Drehung der Drehachse 20 des Turbinenrades 19 einen entsprechend steuerbaren Widerstand entgegensetzt.

Schließlich ist bei dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel das Turbinenrad wiederum in Strömungsrichtung (Pfeil 18) verschiebbar, und zwar gegen die Wirkung einer Reibbremse 28, wobei die Reibwirkung der Reibbremse 28 von dem auf den Schaufeln 17 des Turbinenrades 19 anstehenden Gasdruck abhängig ist.

Claims

1. Gassack-Baugruppe für ein Rückhaltesystem in Fahrzeugen mit einem Gehäuse und wenigstens einem in dem Gehäuse angeordneten Gasgenerator und mit einem an das Gehäuse angeschlossenen aufblasbaren Gassack, wobei eine über ein Ventilelement gesteuert verschließbare Entlastungsöffnung zum Abströmen von Gas aus dem aufgeblasenen Gassack vorgesehen ist und das Ventilelement zur Einstellung unterschiedlich großer durch die Entlastungsöffnung abströmender Gasvolumenströme in seinem Strömungswiderstand steuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilelement als in die Entlastungsöffnung (15) eingesetztes, von dem durch die Entlastungsöffnung (15) abströmenden Gas in Drehung versetztes und in seinem Laufwiderstand steuerbares Turbinenrad (19) ausgebildet ist.

2. Gassack-Baugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln des Turbinenrades (19) in ihrem Anstellwinkel zum Gasstrom veränderbar sind.

3. Gassack-Baugruppe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine auf die Drehachse (20) des Turbinenrades (19) einwirkende Bremseinrichtung zur Erzeugung eines der durch die Gasströmung bewirkten Drehung des Turbinenrades (19) entgegengesetzten Gegenmomentes vorgesehen ist.

4. Gassack-Baugruppe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremseinrichtung mit einer Kontrolleinheit verbunden und von dieser gesteuert ist und der Kontrolleinheit über Sensoren ermittelte Unfalldaten zugeführt sind.

5. Gassack-Baugruppe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremseinrichtung unmittelbar von wenigstens einem Unfalldaten aufnehmenden Sensor angesteuert ist.

6. Gassack-Baugruppe nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremseinrichtung aus einem Generator besteht.

7. Gassack-Baugruppe nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremseinrichtung aus einer auf die Drehachse (20) des Turbinenrades (19) einwirkenden elektrischen Widerstandsbremse (22) besteht.

8. Gassack-Baugruppe nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremseinrichtung als elektromagnetische Kupplung mit einer auf der Drehachse (20) des Turbinenrades (19) angeordneten und in einem Spalt (26) einer bestrombaren Spule (27) laufenden Scheibe (25) ausgebildet ist.

9. Gassack-Baugruppe nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremseinrichtung aus einem mit einem magneto-rheologischen oder einem elektro-rheologischen Fluid gefüllten und die Drehachse (20) des Turbinenrades (19) aufnehmenden Behälter (23) besteht, dem bestrombare Erregungsmodule (24) zugeordnet sind.

10. Gassack-Baugruppe nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Turbinenrad (19) in der Entlastungsöffnung (15) in Strömungsrichtung gegen eine Reibbremse (28) verschiebbar angeordnet ist.

11. Gassack-Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlastungsöffnung (15) mit dem eingesetzten Turbinenrad (19) im Gehäuse (11) ausgebildet ist.

12. Gassack-Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlastungsöffnung (15) mit dem Turbinenrad (19) im Gassack (14) ausgebildet ist.