DE102013203480A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Aktivieren eines Airbags für ein Fahrzeug sowie Airbagsystem für ein Fahrzeug - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zum Aktivieren eines Airbags für ein Fahrzeug sowie Airbagsystem für ein Fahrzeug Download PDF

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    • B60R21/268Inflatable occupant restraints or confinements designed to inflate upon impact or impending impact, e.g. air bags characterised by the inflation fluid source or means to control inflation fluid flow using instantaneous release of stored pressurised gas
    • B60R21/274Inflatable occupant restraints or confinements designed to inflate upon impact or impending impact, e.g. air bags characterised by the inflation fluid source or means to control inflation fluid flow using instantaneous release of stored pressurised gas characterised by means to rupture or open the fluid source

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (102) zum Aktivieren eines Airbags (104) für ein Fahrzeug. Die Vorrichtung (102) umfasst einen Tank (106) zum Aufnehmen eines unter Druck stehenden Gases, wobei der Tank (106) zumindest eine Austrittsöffnung (114) zum Auslassen des Gases zu dem Airbag (104) aufweist, zumindest ein Berstelement (110) zum gasdichten Verschließen eines Gaskanals (118) zum Führen des Gases von der Austrittsöffnung (114) zu einer Schnittstelle zu dem Airbag (104), einen den Tank (106) in eine Hauptkammer (120) und eine Vorkammer (122) unterteilenden Kolben (108), der zwischen einer Ruheposition und einer Auslöseposition bewegbar angeordnet ist und ausgebildet ist, um in der Ruheposition die Austrittsöffnung (114) zu verschließen und in einer Bewegung (130) in die Auslöseposition die Austrittsöffnung (114) freizugeben und das Berstelement (110) zu zerstören, und ein Vorventil (112), das ausgebildet ist, um in einem Absperrzustand die Vorkammer (122) gasdicht zu schließen, um den Kolben (108) in der Ruheposition zu halten, und in einem Öffnungszustand die Vorkammer (122) zu öffnen, um die Bewegung (130) des Kolbens (108) auszulösen.

Description

  • Stand der Technik
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Aktivieren eines Airbags für ein Fahrzeug, ein Airbagsystem für ein Fahrzeug und auf ein Verfahren zum Aktivieren eines Airbags für ein Fahrzeug.
  • Heutige Airbag-Module bestehen aus Gasgeneratoren, die pyrotechnisch aktiviert werden. Bei Heißgasgeneratoren wird über die pyrotechnische Zündung eine Verbrennung von Feststoff-Tabletten zur Gaserzeugung verursacht. Bei Kaltgasgeneratoren wird über die pyrotechnische Zündung eine Berstscheibe zerstört, und der in einem Tank gespeicherte Druck entweicht in den Airbag.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Vor diesem Hintergrund wird mit der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zum Aktivieren eines Airbags für ein Fahrzeug, ein Airbagsystem für ein Fahrzeug und ein Verfahren zum Aktivieren eines Airbags für ein Fahrzeug gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
  • Eine Verwendung eines pneumatischen Vorventils zur Steuerung eines auf die Zerstörung einer Berstscheibe abzielenden Kolbens in einem Tank ermöglicht einen Einsatz eines Gasgenerators für einen Airbag mit lediglich einer Berstscheibe bzw. einer Berstscheibenebene.
  • Der hier vorgestellte Ansatz ermöglicht den Einsatz eines pneumatischen Ventils gemäß dem Servo-Prinzip, bei dem der Druck in einer Vorkammer, der mit dem Druck in dem Tank identischen sein kann, durch ein Vorventil reduziert werden kann. Dadurch kann sich der Kolben bewegen und eine oder mehrere Austrittsöffnungen für das Gas freigeben. Gemäß dem hier vorgestellten Konzept genügt nun eine Berstscheibe oder Berstscheibenebene beispielsweise am unteren Ende des Kolbens, um den Druck dauerhaft zu speichern. Auf eine zweite Berstscheibe oder Berstscheibenebene am oberen Ende des Kolbens kann verzichtet werden. Gemäß dem hier vorgestellten Konzept kann bereits eine Berstscheibe bzw. Berstscheibenebene verhindern, dass das Gas in dem Drucktank sich über der Zeit verringert. Es kann nun eine Bewegung des Kolbens, beispielsweise innerhalb von weniger als 10 Millisekunden ansprechend auf ein entsprechendes Signal realisiert werden. Das hier vorgestellte Konzept ermöglicht eine Beweglichkeit des Kolbens bei gleichzeitig garantierter Dichtheit des Tanks, weil die Berstscheibe bzw. die Berstscheibenebene ausgebildet sein kann, um die Austrittsöffnungen im Tank bis zu einer Aktivierung des Airbag-Moduls zu verschließen.
  • Ein mit dem hier vorgeschlagenen Konzept realisierbarer Einsatz von Gasgeneratoren mit pneumatischem Ventil bietet den Vorteil der Möglichkeit einer adaptiven Anpassung des Innendruckes vom Airbag an gegebene Kollisions- bzw. Crashbedingungen wie Crashtyp, Relativgeschwindigkeit, Gewicht und Position des Insassen, Umgebungstemperatur, etc. Damit kann ein adaptiver Airbag die Schutzfunktion für den Insassen erheblich steigern.
  • Der Einsatz eines hier vorgeschlagenen pneumatischen Ventils mit einer Berstscheibe, die durch eine Kolbenbewegung geöffnet werden kann, ermöglicht einen sehr geringen Zeitverzug zum Öffnen des Ventils. Dabei ist ein Zeitverzug von unter 10ms erzielbar, sodass Airbagmodule sehr schnell aufgeblasen werden können, ein Seitenairbag beispielsweise in 8ms. Vorteilhafterweise kann das Öffnen des Ventils in weniger als 2ms erfolgen, sodass die Schutzfunktion des Airbags gewährleistet werden kann.
  • Eine Vorrichtung zum Aktivieren eines Airbags für ein Fahrzeug weist die folgenden Merkmale auf:
    einen Tank zum Aufnehmen eines unter Druck stehenden Gases, wobei der Tank zumindest eine Austrittsöffnung zum Auslassen des Gases zu dem Airbag aufweist;
    zumindest ein Berstelement zum gasdichten Verschließen eines Gaskanals zum Führen des Gases von der Austrittsöffnung zu einer Schnittstelle zu dem Airbag;
    einen den Tank in eine Hauptkammer und eine Vorkammer unterteilenden Kolben, der zwischen einer Ruheposition und einer Auslöseposition bewegbar angeordnet ist und ausgebildet ist, um in der Ruheposition die Austrittsöffnung zu verschließen und in einer Bewegung in die Auslöseposition die Austrittsöffnung freizugeben und das Berstelement zu zerstören; und
    ein Vorventil, das ausgebildet ist, um in einem Absperrzustand die Vorkammer gasdicht zu schließen, um den Kolben in der Ruheposition zu halten, und in einem Öffnungszustand die Vorkammer zu öffnen, um die Bewegung des Kolbens auszulösen.
  • Der Airbag kann als Teil eines Insassenrückhaltesystems in ein Fahrzeug, beispielsweise einen Personenkraftwagen oder einen Lastkraftwagen, installiert sein, um im Fall einer Kollision des Fahrzeugs einen oder mehrere Insassen vor schweren Verletzungen zu schützen. Bei dem Airbag kann es sich um einen beispielsweise aus Nylon hergestellten Sack handeln, der im Kollisionsfall explosionsartig mit einem Gas, z. B. Luft, gefüllt werden kann, um eine kollisionsbedingte Bewegung des Insassen aufzunehmen und zu verzögern. So kann verhindert werden, dass der Insassen gegen harte Fahrzeugteile prallt und sich dabei Verletzungen zuzieht. Entsprechend kann der Airbag so im Fahrzeug platziert sein, dass er bei seiner Entfaltung wichtige Körperteile, z. B. den Kopf, abstützen und somit vor Verletzungen schützen kann. Der Airbag kann – für den Insassen vor der Aktivierung nicht sichtbar – in das Lenkrad oder den Armaturenbereich integriert sein. Die rechtzeitige Aktivierung des Airbags im Kollisionsfall kann beispielsweise unter Verwendung der Signale von im Fahrzeug integrieren Beschleunigungssensoren realisiert werden. Der Tank kann eine Form eines Zylinders aufweisen und vom Insassen aus betrachtet hinter oder neben dem Airbag im Fahrzeug installiert sein. Der Tank kann so mit dem Airbag gekoppelt sein, dass das Gas bei geöffneter Austrittsöffnung unter Abbau des im geschlossenen Tank herrschenden Überdrucks ungehindert und innerhalb einer Zeitspanne im Millisekundenbereich vollständig aus dem Tank in den Airbag strömen kann. Bei dem in den Tank unter Druck eingefüllten Gas kann es sich um Luft oder ein Gemisch aus Luft und einem weiteren Gas handeln. Bei der Austrittsöffnung kann es sich um eine Durchgangsöffnung in einer Wand des Tanks handeln. Beispielsweise kann der Tank zwei Austrittsöffnungen aufweisen, die diametral gegenüberliegend in der Wand des Tanks angeordnet sind. Der Gaskanal kann durch eine Außenseite des Tanks und eine Innenseite eines den Tank umgebenden Gehäuses gebildet werden. Das Gehäuse kann so mit dem Airbag verbunden sein, dass bei Aktvierung des Airbags der Gasstrom vollständig in den Airbag geleitet wird und kein Gas in eine Außenumgebung der Vorrichtung dringen kann. Bei dem Berstelement kann es sich um eine Berstscheibe handeln, deren Funktion es ist, vor einer Aktivierung des Airbags kein Gas aus dem Tank entweichen zu lassen und zur Aktivierung des Airbags zu brechen, um den Weg für das Gas aus dem Tank über den Gaskanal in den Airbag frei zu machen. Dazu kann das Berstelement zwischen der Außenseite des Tanks und der Innenseite eines den Tank umgebenden Gehäuses angeordnet sein. Das Berstelement kann auf Höhe der Austrittsöffnung in der Vorrichtung angeordnet sein. Eine Anzahl von Berstelementen kann an eine Anzahl von Austrittsöffnungen in dem Tank angepasst sein. So kann die Vorrichtung beispielsweise bei zwei Austrittsöffnungen auch mit zwei Berstelementen ausgestattet sein. Der Kolben kann eine dem Tank entsprechende Form aufweisen, also beispielsweise bei zylinderförmigem Tank ebenfalls zylinderförmig ausgebildet sein, und so in dem Tank angeordnet sein, dass er die Hauptkammer und die Vorkammer gasdicht voneinander trennt. Auch kann der Kolben so angeordnet sein, dass die Hauptkammer ein wesentlich größeres Volumen als die Vorkammer aufweist. Der Kolben kann so in dem Tank angeordnet sein, dass es sich vor einer Aktivierung des Airbags in der Ruheposition befindet und sich zur Aktivierung des Airbags ansprechend auf eine Öffnung des Vorventils in die Auslöseposition bewegt. Die Bewegung des Kolbens im Aktivierungsfall der Vorrichtung kann in Richtung der Vorkammer erfolgen, sodass deren Volumen verkleinert wird und das in ihr enthaltene Gas in Richtung des Airbags gedrückt wird. ein Vorventil, das ausgebildet ist, um in einem Absperrzustand die Vorkammer gasdicht zu schließen, um den Kolben in der Ruheposition zu halten, und in einem Öffnungszustand die Vorkammer zu öffnen, um die Bewegung des Kolbens auszulösen. Bei dem Vorventil kann es sich um ein pneumatisches Ventil handeln. Das Vorventil kann ausgebildet sein, um im Absperrzustand einen Gasdruck im Inneren der Vorkammer so aufrechtzuerhalten, dass der Kolben in der Ruheposition gehalten wird, und im Öffnungszustand ein Entweichen des Gases aus der Vorkammer in den Airbag zuzulassen, was die Bewegung des Kolbens aus der Ruheposition in die Auslöseposition ermöglicht. Zur Aktivierung des Airbags kann das Vorventil ganz oder nur teilweise geöffnet werden, beispielsweise in Abhängigkeit von einer ermittelten Schwere einer Kollision des Fahrzeugs, in dem Vorrichtung angeordnet ist.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Vorrichtung kann der Kolben so in dem Tank angeordnet sein, dass ein erstes Kolbenende eine die Hauptkammer abschließende erste Wand bildet und ein dem ersten Kolbenende gegenüberliegendes zweites Kolbenende eine die Vorkammer abschließende zweite Wand bildet. So kann der Kolben vorteilhafterweise direkt als Stellglied in der Aktivierung des Airbags eingesetzt werden.
  • Insbesondere kann der Kolben zumindest einen Dorn aufweisen. Der Dorn kann ausgebildet sein, um in der Bewegung des Kolbens in die Auslöseposition das Zerstören des Berstelements zu bewirken oder zu unterstützen. Ein Dorn kann ein stabförmiges Element sein, das von einer Seitenwand des Kolbens absteht. Mit dieser Ausführungsform kann die Zerstörung des Berstelements besonders präzise und schnell erfolgen. In der Folge können Zeitverzögerungen bei der Aktivierung des Airbags vermieden und damit die Schutzfunktion des Airbags optimal gewährleistet werden.
  • Beispielsweise kann der Dorn näher an dem ersten Kolbenende als an dem zweiten Kolbenende angeordnet sein. An dieser Position kann der Dorn die schnelle und effektive Zerstörung des Berstelements besonders wirkungsvoll unterstützen.
  • Gemäß einer Ausführungsform kann eine Erstreckungsrichtung des Dorns einen spitzen Winkel mit der Richtung der Bewegung des Kolbens bilden. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn das Berstelement schräg bezüglich des Kolbens und/oder einer Außenwand des Tanks angeordnet ist und die Erstreckungsrichtung des Dorns im rechten Winkel zu einer Hauptoberfläche des Berstelements steht. In dieser Konstellation kann die Zerstörung des Berstelements optimal gewährleistet werden.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung kann zumindest ein Abschnitt des Tanks, der den Kolben aufweist, zylinderförmig ausgebildet sein. Eine derartige Ausprägung des Tanks erlaubt eine Bewegung des Kolbens in dem Tank mit möglichst wenig Reibungswiderstand. Auch auf diese Weise kann das Zeitfenster zur Aktivierung des Airbags vorteilhaft klein gehalten werden.
  • Beispielsweise kann das Vorventil eine Schnittstelle zum Empfangen eines Öffnungssignals aufweisen. So kann die Aktivierung des Airbags direkt und unmittelbar über das Vorventil erfolgen.
  • Insbesondere kann ein Öffnungsquerschnitt des Vorventils so an ein Volumen der Vorkammer angepasst sein, dass eine Dauer der Bewegung des Kolbens kürzer als zwei Millisekunden sein kann. So kann eine möglichst unverzügliche Auslösung des Airbags bei erkannter sie erfordernder Kollisionsschwere realisiert werden.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann eine Wand des Gaskanals durch ein den Tank umgebendes Gehäuse gebildet sein. So kann bei einer Aktivierung des Airbags das Gas auf einfache und schnelle Weise aus dem Tank in den Airbag geführt werden.
  • Ein Airbagsystem für ein Fahrzeug weist die folgenden Merkmale auf:
    eine Vorrichtung zum Aktivieren eines Airbags gemäß einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen; und
    einen Airbag, der so mit der Vorrichtung verbunden ist, dass ansprechend auf eine Öffnung des Vorventils der Airbag über die Austrittsöffnung explosionsartig mit dem Gas gefüllt wird.
  • Das Airbagsystem kann in Zusammenhang mit einem ebenfalls im Fahrzeug installierten zentralen Airbagsteuergerät sowie an unterschiedlichen Positionen im Fahrzeug angeordneten Sensoren, insbesondere Beschleunigungssensoren, eingesetzt werden. Dabei können die Sensoren vor und während einer Kollision Informationen erfassen und an das Airbagsteuergerät übermitteln, wo mittels eines geeigneten Algorithmus Art und Schwere der Kollision bestimmt werden und entschieden werden kann, ob ein Auslösesignal ausgegeben werden soll, hier in Form beispielsweise eines Öffnungssignals an das Vorventil.
  • Ein Verfahren zum Aktivieren eines Airbags für ein Fahrzeug, wobei das Verfahren im Zusammenhang mit einer Vorrichtung ausgeführt wird, die einen Tank zum Aufnehmen eines unter Druck stehenden Gases mit zumindest einer Austrittsöffnung zum Auslassen des Gases zu dem Airbag, zumindest ein Berstelement zum gasdichten Verschließen eines Gaskanals zum Führen des Gases von der Austrittsöffnung zu einer Schnittstelle zu dem Airbag, einen den Tank in eine Hauptkammer und eine Vorkammer unterteilenden Kolben, der zwischen einer Ruheposition und einer Auslöseposition bewegbar angeordnet ist und ausgebildet ist, um in der Ruheposition die Austrittsöffnung zu verschließen und in einer Bewegung in die Auslöseposition die Austrittsöffnung freizugeben und das Berstelement zu zerstören und ein Vorventil, das ausgebildet ist, um in einem Absperrzustand die Vorkammer gasdicht zu schließen, um den Kolben in der Ruheposition zu halten, und in einem Öffnungszustand die Vorkammer zu öffnen, um die Bewegung des Kolbens auszulösen, aufweist, weist den folgenden Schritt auf:
    Öffnen des Vorventils, um die Bewegung des Kolbens in die Auslöseposition auszulösen.
  • Der Schritt des Öffnens kann ansprechend auf ein von einem Airbagsteuergerät des Fahrzeugs an einen Öffnungs- und/oder Schließmechanismus des Vorventils ausgegebenes Öffnungssignal erfolgen. Auch durch diese Ausführungsvariante der Erfindung in Form eines Verfahrens kann die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden.
  • Die vorliegende Erfindung schafft ferner ein Steuergerät, das ausgebildet ist, um die Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens in entsprechenden Einrichtungen durchzuführen bzw. umzusetzen. Auch durch diese Ausführungsvariante der Erfindung in Form eines Steuergeräts kann die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden.
  • Bei dem Steuergerät kann es sich um ein im Fahrzeug angeordnetes zentrales Airbagsteuergerät handeln. Unter dem Steuergerät kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuer- und/oder Datensignale ausgibt. Das Steuergerät kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen des Steuergeräts beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.
  • Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, wenn das Programmprodukt auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 einen Längsschnitt durch einen Abschnitt eines Airbagsystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
  • 2 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Aktivieren eines Airbags für ein Fahrzeug, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • In der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
  • 1 zeigt einen Längsschnitt durch einen Abschnitt eines Airbagsystems 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Airbagsystem 100 umfasst eine Vorrichtung 102 zum Aktivieren eines Airbags sowie einen Airbag 104. Die Vorrichtung 102 umfasst einen Tank 106 zum Aufnehmen eines unter Druck stehenden Gases, einen Kolben 108, zwei Berstelemente 110 sowie ein Vorventil 112. In einer Wand des Tanks 106 sind diametral zwei Austrittsöffnungen 114 zum Auslassen des Gases aus dem Tank 106 angeordnet. Durch ein den Tank 106 vollumfänglich umgebendes Gehäuse 116 wird zwischen dem Tank 106 und dem Gehäuse 116 ein Gaskanal 118 zum Führen des Gases von dem Tank 106 in den Airbag 104 gebildet. Der Kolben 108 ist so in dem Tank 106 angeordnet, dass er den Tank 106 in eine größere Hauptkammer 120 und eine kleinere Vorkammer 122 unterteilt. Ein erstes Kolbenende 124 bildet dabei eine die Hauptkammer 120 abschließende erste Wand und ein dem ersten Kolbenende 124 gegenüberliegendes zweites Kolbenende 126 eine die Vorkammer 122 abschließende zweite Wand. Vor einer Aktivierung des Airbags 104 ist der Gasdruck in der Hauptkammer 120 und der Vorkammer 122 gleich. Beispielsweise kann der Kolben 108 dazu eine die Kolbenenden 124, 126 verbindende Durchgangsöffnung zur Ermöglichung eines Druckausgleichs aufweisen. Die Berstelemente 110 sind hier als Berstscheiben ausgebildet und schräg zwischen einer Innenwand des Gehäuses 116 und einer Außenwand des Tanks 106 angeordnet. Zudem erstrecken sich die Berstscheiben 110 über den Austrittsöffnungen 114. Die Berstscheiben bilden vor Aktivierung des Airbags 104 eine gasdichte Trennung zwischen dem Airbag 104 und dem Tank 106. Bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 102 weist der Kolben 108 am ersten Kolbenende 124 zwei sich diametral gegenüberliegende Dorne 128 auf. Die Dorne 128 sind schräg und auf Höhe der Berstelemente 110 an dem Kolben angeordnet, sodass jeweilige Spitzen der Dorne 128 senkrecht auf die Berstelemente 110 gerichtet sind.
  • In der Darstellung in 1 befindet sich der Kolben 108 in einer Ruheposition. Hier verschließt der Kolben 108 die Austrittsöffnungen 114 des Tanks 106 und das in dem Tank 106 unter Druck eingeschlossene Gas kann nicht entweichen. Das pneumatische Vorventil 112 ist geschlossen, sodass auch das in der Vorkammer 122 unter Druck stehende Gas nicht entweichen kann. Soll – beispielsweise aufgrund einer Kollision eines das Airbagsystem 100 aufweisenden Fahrzeugs – der Airbag 104 aktiviert werden, wird basierend auf einem Öffnungssignal das Vorventil 112 geöffnet. Damit entweicht das in der Vorkammer 122 enthaltene Gas in den Airbag 104 und der Kolben 108 erfährt aufgrund des nun in der Vorkammer 122 nicht mehr bestehenden Gasdrucks eine mittels eines Richtungspfeils in der Darstellung gekennzeichnete Bewegung 130 in eine Auslöseposition. In der Bewegung 130 des Kolbens 108 zerstören die am ersten Kolbenende 124 angeordneten Dorne 128 die Berstscheiben 110. Bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel des Airbagsystems 100 erfolgt mit der Öffnung des Vorventils 112 die Bewegung 130 des Kolbens 108 sofort, also innerhalb weniger als einer Millisekunde. Der Kolben 108 baut durch die Bewegung 130 kinetische Energie auf und durchstößt mittels der kinetischen Energie mit den Dornen 128 die Berstscheiben 110. Entsprechend kann nun das Gas durch die aufgrund der Bewegung 130 des Kolbens 106 geöffneten Austrittsöffnungen 114 aus der Hauptkammer 120 des Tanks 106 in den Gaskanal 118 gelangen. Der Gaskanal 118 führt das Gas in den Airbag 104, der sich durch das einströmende Gas explosionsartig entfaltet und somit einen wirksamen Verletzungsschutz für einen Insassen des Fahrzeugs bereitstellen kann.
  • 2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens 200 zum Aktivieren eines Airbags für ein Fahrzeug. Das Verfahren kann in Zusammenhang mit dem anhand der 1 vorgestellten Airbagsystem unter Verwendung eines mit dem Airbagsystem gekoppelten Steuergeräts ausgeführt werden. Die Kombination aus dem Airbagsystem und dem Steuergerät kann in einem Fahrzeug installiert sein, das zudem mit Sensoren zum Erfassen einer Kollision des Fahrzeugs ausgestattet ist. In einem Schritt 202 wird mittels der Sensoren des Fahrzeugs eine Kollision des Fahrzeugs erfasst. In einem Schritt 204 wird in dem Steuergerät unter Verwendung eines geeigneten Algorithmus ermittelt, ob die Kollision eine Schwere erreicht, die einen Einsatz des Airbags erforderlich macht. Wird in dem Schritt 204 festgestellt, dass der Einsatz des Airbags erforderlich ist, wird in einem Schritt 206 ansprechend auf ein von dem Steuergerät ausgegebenes Öffnungssignal das Vorventil der Vorrichtung zum Aktivieren des Airbags geöffnet, um eine Bewegung des Kolbens der Vorrichtung in die Auslöseposition auszulösen.
  • Ein Einsatz der hierin vorgestellten Vorrichtung zum Aktivieren eines Airbags in einem Fahrzeug kann durch eine Analyse des Ventils bzw. des Kolbens bzw. der Austrittsöffnung(en) auf einfache Weise erfolgen.
  • Die beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt. Unterschiedliche Ausführungsbeispiele können vollständig oder in Bezug auf einzelne Merkmale miteinander kombiniert werden. Auch kann ein Ausführungsbeispiel durch Merkmale eines weiteren Ausführungsbeispiels ergänzt werden.

Claims (11)

  1. Vorrichtung (102) zum Aktivieren eines Airbags (104) für ein Fahrzeug, wobei die Vorrichtung (102) die folgenden Merkmale aufweist: einen Tank (106) zum Aufnehmen eines unter Druck stehenden Gases, wobei der Tank (106) zumindest eine Austrittsöffnung (114) zum Auslassen des Gases zu dem Airbag (104) aufweist; zumindest ein Berstelement (110) zum gasdichten Verschließen eines Gaskanals (118) zum Führen des Gases von der Austrittsöffnung (114) zu einer Schnittstelle zu dem Airbag (104); einen den Tank (106) in eine Hauptkammer (120) und eine Vorkammer (122) unterteilenden Kolben (108), der zwischen einer Ruheposition und einer Auslöseposition bewegbar angeordnet ist und ausgebildet ist, um in der Ruheposition die Austrittsöffnung (114) zu verschließen und in einer Bewegung (130) in die Auslöseposition die Austrittsöffnung (114) freizugeben und das Berstelement (110) zu zerstören; und ein Vorventil (112), das ausgebildet ist, um in einem Absperrzustand die Vorkammer (122) gasdicht zu schließen, um den Kolben (108) in der Ruheposition zu halten, und in einem Öffnungszustand die Vorkammer (122) zu öffnen, um die Bewegung (130) des Kolbens (108) auszulösen.
  2. Vorrichtung (102) gemäß Anspruch 1, bei der der Kolben (108) so in dem Tank (106) angeordnet ist, dass ein erstes Kolbenende (124) eine die Hauptkammer (120) abschließende erste Wand bildet und ein dem ersten Kolbenende (124) gegenüberliegendes zweites Kolbenende (126) eine die Vorkammer (122) abschließende zweite Wand bildet.
  3. Vorrichtung (102) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei der der Kolben (108) zumindest einen Dorn (128) aufweist, der ausgebildet ist, um in der Bewegung (130) des Kolbens (108) in die Auslöseposition das Zerstören des Berstelements (110) zu bewirken oder zu unterstützen.
  4. Vorrichtung (102) gemäß Anspruch 3, bei der der Dorn (128) näher an dem ersten Kolbenende (124) als an dem zweiten Kolbenende (126) angeordnet ist.
  5. Vorrichtung (102) gemäß Anspruch 3 oder 4, bei der eine Erstreckungsrichtung des Dorns (128) einen spitzen Winkel mit der Richtung der Bewegung (130) des Kolbens (108) bildet.
  6. Vorrichtung (102) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei der zumindest ein Abschnitt des Tanks (106), der den Kolben (108) aufweist, zylinderförmig ausgebildet ist.
  7. Vorrichtung (102) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei der das Vorventil (112) eine Schnittstelle zum Empfangen eines Öffnungssignals aufweist.
  8. Vorrichtung (102) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei der ein Öffnungsquerschnitt des Vorventils (112) so an ein Volumen der Vorkammer (122) angepasst ist, dass eine Dauer der Bewegung (130) des Kolbens (108) kürzer als zwei Millisekunden ist.
  9. Vorrichtung (102) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei der eine Wand des Gaskanals (118) durch ein den Tank (106) umgebendes Gehäuse (116) gebildet ist.
  10. Airbagsystem (100) für ein Fahrzeug, mit folgenden Merkmalen: einer Vorrichtung (102) zum Aktivieren eines Airbags (104) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche; und einem Airbag (104), der so mit der Vorrichtung (102) verbunden ist, dass ansprechend auf eine Öffnung des Vorventils (112) der Airbag (104) über die Austrittsöffnung (114) explosionsartig mit dem Gas gefüllt wird.
  11. Verfahren (200) zum Aktivieren eines Airbags (104) für ein Fahrzeug, wobei das Verfahren (200) im Zusammenhang mit einer Vorrichtung (102) ausgeführt wird, die einen Tank (106) zum Aufnehmen eines unter Druck stehenden Gases mit zumindest einer Austrittsöffnung (114) zum Auslassen des Gases zu dem Airbag (104), zumindest ein Berstelement (110) zum gasdichten Verschließen eines Gaskanals (118) zum Führen des Gases von der Austrittsöffnung (114) zu einer Schnittstelle zu dem Airbag (104), einen den Tank (106) in eine Hauptkammer (120) und eine Vorkammer (122) unterteilenden Kolben (108), der zwischen einer Ruheposition und einer Auslöseposition bewegbar angeordnet ist und ausgebildet ist, um in der Ruheposition die Austrittsöffnung (114) zu verschließen und in einer Bewegung (130) in die Auslöseposition die Austrittsöffnung (114) freizugeben und das Berstelement (110) zu zerstören und ein Vorventil (112), das ausgebildet ist, um in einem Absperrzustand die Vorkammer (122) gasdicht zu schließen, um den Kolben (108) in der Ruheposition zu halten, und in einem Öffnungszustand die Vorkammer (122) zu öffnen, um die Bewegung (130) des Kolbens (108) auszulösen, aufweist, und wobei das Verfahren (200) den folgenden Schritt aufweist: Öffnen (206) des Vorventils (112), um die Bewegung (130) des Kolbens (108) in die Auslöseposition auszulösen.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN109263589A (zh) * 2018-09-04 2019-01-25 王福生 一种溺水自救阀、溺水自救系统以及使用方法

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