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Die
Erfindung bezieht sich auf Gasgeneratoren und insbesondere auf einen
mehrstufigen Gasgenerator für
eine Airbagvorrichtung, die für
den Schutz von Insassen bei einem Aufprall verwendet wird, sowie
auf eine Airbagvorrichtung, die den mehrstufigen Gasgenerator verwendet.
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Airbagvorrichtungen,
die für
den Schutz von Insassen bei einem Fahrzeugaufprall verwendet werden,
werden in verschiedenen Typen wie etwa als Airbag für den Fahrer
oder als Airbag für
den Beifahrer verwendet, so dass der Sitzposition des Insassen entsprechend
ein optimaler Schutz geschaffen werden kann.
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Um
die Insassenschutzwirkung eines Airbags für den Fahrer oder eines Airbags
für den
Beifahrer zu erhöhen,
sollten sowohl der Brustkorb, als auch die Taille und die Knie des
Insassen durch Airbags geschützt
sein. Jedoch ist der in einem Fahrzeug verfügbare Raum begrenzt, weshalb
es manchmal unmöglich
ist, eine Airbagvorrichtung an jedem dieser Stellen vorzusehen.
Außerdem
sollte die Leistung der Airbagentfaltung an jedem Ort entsprechend dem
Körperbau,
dem Gewicht, der Höhe
usw. des Insassen einstellbar sein.
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JP
11-334518-A offenbart einen mehrstufigen Gasgenerator, bei dem der
Innenraum eines Behälters
durch eine Trennwand in eine erste Kammer und eine zweite Kammer
unterteilt ist, in Längsrichtung
so nahe wie möglich
an der Mitte des Behälters ein
Gasausströmloch
der ersten Kammer angeordnet ist und in Längsrichtung des Behälters an
einer Zwischenstelle ein Gasausströmloch der zweiten Kammer angeordnet
ist. Somit kann ein sich horizontal ausdehnender Airbag auch dann,
wenn die erste Kammer oder die zweite Kammer aktiviert wird, gleichmäßig nach
links und nach rechts aufgeblasen werden.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, einen mehrstufigen
Gasgenerator für
eine Airbagvorrichtung sowie eine diesen mehrstufigen Gasgenerator
verwendende Airbagvorrichtung zu schaffen, womit durch Kombination
eines einzigen Gasgenerators mit mehreren Airbags mehrere Stellen
am Körper
eines Insassen gleichzeitig geschützt werden können.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch
einen mehrstufigen Gasgenerator nach Anspruch 1 oder 2 bzw. durch
eine Airbagvorrichtung nach Anspruch 8. Weiterbildungen der Erfindung
sind in den abhängigen
Ansprüchen
angegeben.
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Als
Mittel zur Lösung
Aufgabe schafft die Erfindung einen mehrstufigen Gasgenerator, der
ein Gehäuse
mit mehreren Gasausströmöffnungen
aufweist, wobei der Innenraum des Gehäuses durch wenigstens eine
Trennwand unterteilt ist, um mehrere unabhängige Gaserzeugungskammern
zu bilden,
wobei in jeder der mehreren Gaserzeugungskammern
Mittel zum Aufblasen eines Airbags untergebracht sind,
wobei
die mehreren Gasausströmöffnungen
in jeder der Gaserzeugungskammern vorgesehen sind und
wobei
mehrere Airbags zur Verwendung mit den mehreren Gasausströmöffnungen
angebracht sind.
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Als
weiteres Mittel zur Lösung
Aufgabe schafft die Erfindung einen mehrstufigen Gasgenerator, der
ein Gehäuse
mit mehreren Gasausströmöffnungen
aufweist, wobei der Innenraum des Gehäuses durch eine einzige Trennwand
unterteilt ist, um zwei unabhängige
Gaserzeugungskammern zu bilden,
wobei in jeder der zwei Gaserzeugungskammern
Mittel zum Aufblasen eines Airbags untergebracht sind,
wobei
die mehreren Gasausströmöffnungen
in jeder der zwei Gaserzeugungskammern vorgesehen sind und in wenigstens
einer Gaserzeugungskammer die mehreren Gasausströmöffnungen auf zwei oder mehr
verschiedene Bereiche aufgeteilt sind, und
wobei mehrere Airbags
zur Verwendung mit den mehreren Gasausströmöffnungen angebracht sind.
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Die
Erfindung schafft einen mehrstufigen Gasgenerator, der ein Gehäuse mit
mehreren Gasausströmöffnungen
aufweist, wobei der Innenraum des Gehäuses durch wenigstens eine
Trennwand unterteilt ist, um mehrere unabhängige Gaserzeugungskammern
zu bilden,
wobei in jeder der mehreren Gaserzeugungskammern
Mittel zum Aufblasen eines Airbags untergebracht sind,
wobei
die mehreren Gasausströmöffnungen
in jeder der Gaserzeugungskammern vorgesehen sind und
wobei
die mehreren Gasausströmöffnungen
zur Anbringung an mehreren Airbags gebraucht werden.
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Bei
jeder der oben beschriebenen Erfindungen ist jede der mehreren Gaserzeugungskammern dadurch
gebildet, dass sie von dem Gehäuse
und einer Trennwand umgeben ist. Wenn eine einzige Trennwand vorgesehen
ist, sind zwei Gaserzeugungskammern gebildet, während dann, wenn zwei oder
mehr Trennwände
vorgesehen sind, drei oder mehr Gaserzeugungskammern gebildet sind.
Die Mittel zum Aufblasen eines Airbags sind in jeder Gaserzeugungskammer
untergebracht.
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Die
mehreren Gasausströmöffnungen
sind in jeder Gaserzeugungskammer (in der Wand des Gehäuses, das
die Gaserzeugungskammer bildet) vorgesehen. Die Gasausströmöffnungen
können
gleichmäßig über den
gesamten Umfang einer einzelnen Gaserzeugungskammer verteilt oder
lokal in einem Teil der Gaserzeugungskammer vorgesehen sein.
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Wenn
die Gasausströmöffnungen
des mehrstufigen Gasgenerators auf zwei Orte (einen Ort in jeder
der zwei Gaserzeugungskammern) aufgeteilt sind, bläst sich
der Airbag, der an den ersten Gasausströmöffnungen angebracht ist, auf
und entfaltet sich um den Brustkorb des Insassen, während sich der
Airbag, der an den zweiten Gasausströmöffnungen angebracht ist, aufbläst und um
die Knie oder die Taille des Insassen entfaltet. Dadurch wird die
Insassenschutzwirkung erhöht.
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Wenn
die Gasausströmöffnungen
des mehrstufigen Gasgenerators an drei Orten (einem Ort in jeder
der drei Gaserzeugungskammern oder an zwei Orten in einer der zwei
Gaserzeugungskammern und nur an einem Ort in der anderen Gaserzeugungskammer)
vorgesehen sind, bläst
sich der Airbag, der an der ersten Gasausströmöffnung (es können eine oder
mehrere Gasausströmöffnungen
vorgesehen sein) angebracht ist, auf und entfaltet sich um den Brustkorb
des Insassen, während
sich der Airbag, der an der zweiten Gasausströmöffnung (es können eine
oder mehrere Gasausströmöffnungen
vorgesehen sein) angebracht ist, aufbläst und um die Taille des Insassen
entfaltet und sich der Airbag, der an der dritten Gasausströmöffnung (es
können
eine oder mehrere Gasausströmöffnungen
vorgesehen sein) angebracht ist, aufbläst und um die Knie des Insassen
entfaltet.
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Wenn
die Gasausströmöffnungen
des mehrstufigen Gasgenerators an drei Orten vorgesehen sind, kann
ein Airbag an zwei der Orte an den Gasausströmöffnungen angebracht sein, wobei
der Grad der Airbagaufblasung (d. h. die Ausgabe des Gasgenerators)
entsprechend dem Stoß auf
das Fahrzeug durch Ausströmen
von Gas aus beiden Gasausströmöffnungen
an lediglich einem der zwei Orte oder aus den Gasausströmöffnungen
an beiden Orten in zwei Stufen eingestellt werden kann. Beispielsweise kann
der Airbag, der sich um den Brustkorb aufbläst und entfaltet, an zwei der
drei Orte an den Gasausströmöffnungen
angebracht sein, so dass der Grad der Airbagaufblasung in zwei Stufen
eingestellt werden kann, und der andere an den restlichen Gasausströmöffnungen
angebracht sein und sich um die Taille oder die Knie des Insassen
aufblasen und entfalten.
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Vorzugsweise
bilden die mehreren Gasausströmöffnungen
mehrere Gruppen, wovon jede mehrere der Gasausströmöffnungen
umfasst, sind die mehreren Gasausströmöffnungsgruppen auf zwei oder
mehr verschiedene Bereiche des Gehäuses aufgeteilt und ist ein
Airbag zur Verwendung mit jeder Gasausströmöffnungsgruppe oder zur Verwendung mit
zwei oder mehreren der Gasausströmöffnungsgruppen
angebracht.
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Außerdem ist
das Gehäuse
vorzugsweise zylindrisch und sind die mehreren Gasausströmöffnungen
oder Gasausströmöffnungsgruppen über einen
Bereich von einem Ende des zylindrischen Gehäuses zum anderen verteilt.
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Vorzugsweise
sind bei der Airbagvorrichtung mit mehrstufigem Gasgenerator gemäß der Erfindung
zwei oder drei Airbags zur Verwendung angebracht, wobei jeder Airbag
an zwei oder drei Stellen, die dem Brustkorb, der Taille bzw. den
Knien eines Insassen entsprechen, angebracht.
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Die
Mittel zum Aufblasen eines Airbags können ein Gaserzeugungsmittel,
ein Druckgas und/oder eine Kombination davon umfassen.
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Wenn
ein Gaserzeugungsmittel allein als Mittel zum Aufblasen eines Airbags
verwendet wird, kann eine herkömmliche
pyrotechnische Aufblasvorrichtung eingesetzt werden, während dann,
wenn hauptsächlich
Druckgas als Mittel zum Aufblasen eines Airbags verwendet wird,
eine herkömmliche
hybride Aufblasvorrichtung eingesetzt werden kann.
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Als
weiteres Mittel zur Lösung
dieser Aufgabe schafft die Erfindung eine Airbagvorrichtung, die eine
Kombination aus dem oben beschriebenen mehrstufigen Gasgenerator
und aus mehreren Airbags umfasst.
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Gemäß dem mehrstufigen
Gasgenerator der Erfindung kann ein einziger Gasgenerator mit mehreren
Airbags kombiniert werden, wobei durch Aktivieren des einzigen Gasgenerators
mehrere Stellen (Brustkorb, Taille, Knie usw.) am Körper des
Insassen geschützt
werden können.
Da lediglich ein Gasgenerator verwendet wird, ist zudem der erforderliche
verfügbare
Raum kleiner.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deutlich beim Lesen der
folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen, die auf die Zeichnung
Bezug nimmt; es zeigt:
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1 eine
schematische Schnittansicht eines mehrstufigen Gasgenerators in
seiner axialen Richtung.
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- 10
- mehrstufiger
Gasgenerator
- 11
- Gehäuse
- 12
- Trennwand
- 13
- erste
Gaserzeugungskammer
- 14
- zweite
Gaserzeugungskammer
- 15
- erste
Zündvorrichtung
- 16
- Zuleitungsdraht
- 17
- zweite
Zündvorrichtung
- 18
- Zuleitungsdraht
- 21
- erste
Gasausströmöffnung
- 22
- zweite
Gasausströmöffnung
- 23
- dritte
Gasausströmöffnung
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Anhand
von 1 wird eine Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
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In
einem Gasgenerator 10 ist der gesamte Innenraum eines zylindrischen
Gehäuses 11 durch eine
einzige Trennwand 12 in eine erste Gaserzeugungskammer 13 und
eine zweite Gaserzeugungskammer 14 unterteilt. Die Trennwand 12 kann
von der Außenseite
des Gehäuses 11 beispielsweise durch
Laserschweißen
oder dergleichen befestigt sein, jedoch kann die Trennwand 12,
sofern die erste Gaserzeugungskammer 13 und die zweite
Gaserzeugungskammer 14 vollständig voneinander getrennt sind,
verschiebbar sein, so dass die Volumina der beiden Kammern auf ein
gewünschtes
Verhältnis eingestellt
werden können.
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Eine
erforderliche Menge eines Gaserzeugungsmittels (in der Zeichnung
nicht gezeigt) ist in die erste Gaserzeugungskammer 13 gefüllt, in
die eine erste Zündvorrichtung 15 eingebaut
ist, um das Gaserzeugungsmittel zu zünden und zu verbrennen. Die
erste Zündvorrichtung 15 ist über einen
Zuleitungsdraht 16 mit einer Fahrzeugbatterie verbunden. Die
erste Gaserzeugungskammer 13 weist in der Umfangswand des
Gehäuses 11 erste
Gasausströmöffnungen
(eine erste Gasausströmöffnungsgruppe) 21 auf.
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Eine
erforderliche Menge eines Gaserzeugungsmittels (in der Zeichnung
nicht gezeigt) ist in die zweite Gaserzeugungskammer 14 gefüllt, in
die eine zweite Zündvorrichtung 17 eingebaut
ist, um das Gaserzeugungsmittel zu zünden und zu verbrennen. Die
zweite Zündvorrichtung 17 ist über einen
Zuleitungsdraht 18 mit einer Fahrzeugbatterie verbunden. Die
zweite Gaserzeugungskammer 14 weist zweite Gasausströmöffnungen
(eine zweite Gasausströmöff nungsgruppe) 22 und
dritte Gasausströmöffnungen
(eine dritte Gasausströmöffnungsgruppe) 23 auf, die
getrennt in verschiedenen Bereichen der Umfangswand des Gehäuses 11 angeordnet
sind. Die zweiten Gasausströmöffnungen 22 (die
zweite Gasausströmöffnungsgruppe)
sind (ist) an Stellten in der Nähe
der Trennwand 12 vorgesehen, während die dritten Gasausströmöffnungen
(die dritte Gasausströmöffnungsgruppe)
an Stellen in der Nähe
der Zündvorrichtung 17 angeordnet
sind (ist).
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Die
Gasausströmöffnungen
müssen
nicht auf einen bestimmten Ort des Gehäuses 11 konzentriert
sein, sondern können
einzeln über
den gesamten Bereich von einem Ende des zylindrischen Gehäuses 11 zum
anderen verteilt sein.
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In 1 ist
ein Volumen der ersten Gaserzeugungskammer 13 gezeigt,
das kleiner als das Volumen der zweiten Gaserzeugungskammer 14 ist,
jedoch kann jede der beiden Gaserzeugungskammern das größere Volumen
aufweisen oder beide Gaserzeugungskammern können das gleiche Volumen aufweisen. Ähnlich können die
Mengen der geladenen Gaserzeugungsmittel sowie die Gaserzeugungsmittel
selbst gleich oder verschieden sein. Das Volumenverhältnis der
beiden Gaserzeugungskammern sowie das Volumen und die Zusammensetzung
des Gaserzeugungsmittels werden der Soll-Leistung jeder Gaserzeugungskammer
und der Gesamt-Soll-Leistung des mehrstufigen Gasgenerators 10 entsprechend
festgelegt.
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Es
sei angemerkt, dass der Gaserzeugungsmechanismus des mehrstufigen
Gasgenerators 10 ein herkömmlicher Gaserzeugungsmechanismus
für einen
Gasgenerator sein kann und mit anderen Baukomponenten eines herkömmlichen
Gasgenerators wie etwa einem Verstärker (Enhancer) zum Beschleunigen
der Zündung
des Gaserzeugungsmittels, einem Kühlmittel/Filter zum Kühlen und
Filtern des Verbrennungsgases, einem wasserfesten Dichtungsband,
das von innen auf die Gasausströmöffnungen
geklebt ist, einer Rückhaltevorrichtung
zum Einstellen des Volumens der Gaserzeugungskammern, einem Kranz,
an dem die Zündvorrichtungen angebracht
werden können,
und einem an den Anbringungsstellen der Zündvorrichtungen angeordneten
O-Ring kombiniert sein kann.
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Der
erfindungsgemäße mehrstufige
Gasgenerator 10 kann in Kombination mit mehreren Airbags als
Gasgenerator zur Verwendung in einer Airbagvorrichtung eingesetzt
werden. Die Airbags sind direkt oder über ein geeignetes Anpassungsstück oder
dergleichen an den Gasausströmöffnungen
des mehrstufigen Gasgenerators 10 angebracht. Im Fall einer Airbagvorrichtung
für die
Fahrerseite können
in Übereinstimmung
mit der Art des Insassenschutzes, für die durch die Airbagvorrichtung
gesorgt werden soll, die folgenden Kombinationen vorgesehen sein.
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Erste Kombination
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Ein
erster Airbag für
den Brustkorbschutz (in der Zeichnung nicht gezeigt) ist an den
ersten Gasausströmöffnungen
(der ersten Gasausströmöffnungsgruppe) 21 und
den zweiten Gasausströmöffnungen
(der zweiten Gasausströmöffnungsgruppe) 22 angebracht,
während
ein zweiter Airbag für
den Taillenschutz (in der Zeichnung nicht gezeigt) an den dritten
Gasausströmöffnungen
(der dritten Gasausströmöffnungsgruppe) 23 angebracht
ist.
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Bei
dieser Kombination werden bei einem Aufprall des Fahrzeugs der erste
und der zweite Airbag aufgeblasen und im Ergebnis der Brustkorb
und die Taille (einschließlich
des Magens) des Insassen geschützt.
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Zweite Kombination
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Ein
erster Airbag für
den Brustkorbschutz (in der Zeichnung nicht gezeigt) ist an den
ersten Gasausströmöffnungen
(der ersten Gasausströmöffnungsgruppe) 21 angebracht,
ein zweiter Airbag für den
Taillenschutz (in der Zeichnung nicht gezeigt) an den zweiten Gasausströmöffnungen
(der zweiten Gasausströmöffnungsgruppe) 22 und
ein dritter Airbag für
den Knieschutz (in der Zeichnung nicht gezeigt) an den dritten Gasausströmöffnungen
(der dritten Gasausströmöffnungsgruppe) 23.
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Bei
dieser Kombination werden bei einem Aufprall des Fahrzeugs der erste
bis dritte Airbag aufgeblasen und entfaltet und im Ergebnis der
Brustkorb die Taille (einschließlich
des Magens) und die Knie des Insassen geschützt.
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Der
in 1 gezeigte mehrstufige Gasgenerator verwendet
ein Gaserzeugungsmittel als Mittel zum Aufblasen eines Airbags,
weshalb eine herkömmliche
pyrotechnische Aufblasvorrichtung eingesetzt werden kann. Alternativ
kann eine herkömmliche
hybride Aufblasvorrichtung eingesetzt werden, die ein Edelgas wie
etwa Argon oder Helium, ein Stickstoffgas oder dergleichen als Mittel
zum Aufblasen eines Airbags verwendet.
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Als
Nächstes
wird die Funktionsweise des mehrstufigen Gasgenerators 10 und
der Airbags in der oben dargelegten zweiten Kombination (einer Airbagvorrichtung
zur Verwendung bei einem seitlichen Aufprall) beschrieben.
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Wenn
das Fahrzeug kollidiert, wird die erste Zündvorrichtung 15 aktiviert,
was dazu führt,
dass das Gaserzeugungsmittel in der ersten Gaserzeugungskammer 13 verbrannt
und Gas erzeugt wird. Dieses Gas wird aus den ersten Gasausströmöffnungen 21 (Ausgabe
A) ausgeströmt,
was bewirkt, dass der den Brustkorb schützende Airbag aufgeblasen und
entfaltet wird.
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Die
zweite Zündvorrichtung 17 wird
gleichzeitig mit der ersten Zündvorrichtung 15 aktiviert,
was dazu führt,
dass das Gaserzeugungsmittel in der zweiten Gaserzeugungskammer 14 verbrannt
und Gas erzeugt wird. Dieses Gas wird aus den zweiten Gasausströmöffnungen 22 (Ausgabe
B) ausgeströmt,
was bewirkt, dass der den Brustkorb schützende Airbag aufgeblasen wird
(d. h. Ausgabe A + B), und gleichzeitig aus den dritten Gasausströmöffnungen 23 (Ausgabe
C) ausgeströmt,
was bewirkt, dass der die Knie schützende (oder die Taille schützende) Airbag
aufgeblasen und entfaltet wird.
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Folglich
ist bei einem Fahrzeugaufprall der Brustkorb des Insassen durch
den Airbag, der mit einem Druck, der der Ausgabe A + B entspricht,
aufgeblasen und entfaltet wird, geschützt, während die Knie (oder die Taille)
durch einen Airbag geschützt sind,
der mit einem Druck, der der Ausgabe C entspricht, aufgeblasen und
entfaltet wird. Durch Einstellen des Volumens der Gaserzeugungskammern, der
Menge und der Zusammensetzung des Gaserzeugungsmittels usw. zu dieser
Zeit können
die Ausgabe A, die Ausgabe B und die Ausgabe C auf gewünschte Werte
festgelegt werden.
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Im
Fall einer Airbagvorrichtung zur Verwendung bei einem seitlichen
Aufprall werden die beiden Zündvorrichtungen,
wie oben beschrieben worden ist, gleichzeitig aktiviert, jedoch
kann im Fall einer Airbagvorrichtung für den Fahrer dann, wenn der
Aufprall mäßig stark
ist, die erste Zündvorrichtung 15 vor der
zweiten Zündvorrichtung 17 aktiviert
werden.
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Im
Fall einer Airbagvorrichtung für
den Fahrer ist der der Abstand zwischen dem Brustkorb und dem Lenkrad
gewöhnlich
kleiner als der Abstand zwischen den Knien und der vorderen Fläche des
Fahrzeugs, weshalb durch Aktivieren der ersten Zündvorrichtung 15 vor
der zweiten Zündvorrichtung 17,
so dass der den Brustkorb schützende
Airbag zuerst aufgeblasen wird, ein ähnlich hoher Grad des Insassenschutzes
wie jener, der durch gleichzeitige Zündvorrichtungsaktivierung geschaffen
wird, erreicht werden kann. Es sei angemerkt, dass Maßnahmen derart
getroffen werden können,
dass bei einem milden Aufprall nur die erste Zündvorrichtung 15 aktiviert
wird.
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Wie
oben beschrieben worden ist, ist der erfindungsgemäße mehrstufige
Gasgenerator in der Lage, als einzig vorhandener Gasgenerator mehrere Airbags
aufzublasen und zu entfalten, weshalb der erforderliche verfügbare Raum
im Vergleich zu jenem Fall, in dem mehrere Gasgeneratoren verwendet werden,
kleiner ist.
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Der
erfindungsgemäße mehrstufige
Gasgenerator kann bei verschiedenen Typen herkömmlicher Airbagvorrichtungen
wie etwa Airbags für
seitlichen Aufprall, Vorhang-Airbags, Fahrerairbags und Beifahrerairbags
eingesetzt werden.
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Obwohl
die Erfindung mit Bezug auf ihre bevorzugten Ausführungsformen
erläutert
wurde, können
selbstverständlich
viele weitere mögliche
Modifikationen und Abänderungen
vorgenommen werden, ohne vom Erfindungsgedanken und vom Umfang der Erfindung
gemäß den beigefügten Ansprüchen abzuweichen.