-
Technisches Gebiet
-
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung, die dazu eingerichtet ist, eine Flüssigkeitsleitung bei einem Fahrzeugunfall zur Verhinderung eines Flüssigkeitslecks zu sperren.
-
Hintergrund der Erfindung
-
Bei einem Fahrzeugunfall können verschiedene Flüssigkeiten aus dem Fahrzeug austreten, wie z.B. Kühlmittel, Öl, Getriebeöl, Bremsflüssigkeit, Batteriesäure und Benzin oder Kraftstoffflüssigkeit. Im Hinblick auf die Verbrennung ist Kraftstoff, insbesondere Benzin, am flüchtigsten. Kraftstofftanks sind daher dazu ausgelegt, dass sie einen Aufprall zu überstehen. Die Kraftstoffleitungen erstrecken sich jedoch entlang der Länge des Fahrzeugs und erlauben, wenn unterbrochen, das Austreten von stark brennbarem Kraftstoff.
-
Die vorliegende Erfindung stellt eine Vorrichtung bereit, welche die Sperrung der Flüssigkeitsleitung erreichen kann, ohne dass ein Einbau innerhalb der Flüssigkeitsleitung notwendig ist. Wie nachfolgend beschrieben, ist die Sperrvorrichtung dazu eingerichtet, sich außerhalb der Leitung zu befinden.
-
Zusammenfassung der Erfindung
-
Eine durch einen Zünder aktivierte Sperrvorrichtung sperrt eine Flüssigkeitsleitung, die zum Führen von Flüssigkeit eingerichtet ist. Die Sperrvorrichtung weist ein um die Flüssigkeitsleitung angeordnetes Gehäuse auf, einen im Gehäuse angeordneten Kolben, und einen Zünder, der nach Aktivierung den Kolben zum Sperren der Flüssigkeitsleitung vorwärts treibt. Der Zünder erzeugt eine Stoßwelle, um den Kolben zum Sperren der Leitung zu bewegen.
-
Zum Schließen der Leitung quetscht oder drückt der Kolben einen Teil der Leitung zusammen.
-
Die bevorzugte Vorrichtung weist ferner ein verformbares Element auf, welches anfänglich neben der Leitung positioniert ist und welches in schließenden Eingriff mit einer Wand der Leitung bewegbar ist, um einen Verschluss der Leitung bereitzustellen, durch welchen die Flüssigkeiten nicht entweichen kann. Nach Aktivierung treibt der Zünder den Kolben gegen das verformbare Element in die Leitung, wodurch deren Wand kollabiert.
-
Das Gehäuse der Sperrvorrichtung weist einen ersten oder oberen Körperabschnitt auf, welcher mit einer geschlitzten Öffnung oder einem Durchgang zum Aufnehmen der Flüssigkeitsleitung ausgebildet ist. Am/im ersten oder oberen Körperabschnitt des Gehäuses ist der Zünder befestigt oder gelagert. Das Gehäuse weist einen zweiten, inneren Körperabschnitt auf mit einer Konkavität zum Aufnehmen der Flüssigkeitsleitung. Zum Ausstoß von Zündgas aus dem Gehäuse weist das Gehäuse einen unteren Basisabschnitt mit einem oder mehreren Lüftungsdurchgängen auf. Die Abschnitte des ersten Körpers, des zweiten Körpers und der Basis sind als separate, abnehmbar aneinander befestigte Teile ausgebildet, wodurch, vor dem Befestigen des zweiten, inneren Körperabschnitts am ersten Körperabschnitt zum Positionieren des Gehäuses auf der Leitung, die Befestigung des ersten, die Schlitzöffnung tragenden Körperabschnitts über der Flüssigkeitsleitung ermöglicht wird. Der untere Abschnitt klemmt nach dem Zusammenbauen fest um die Leitung herum an den oberen und inneren Abschnitten, wodurch die Befestigung gesichert wird.
-
Der Zünder ist vorzugsweise eine pyrotechnische Vorrichtung, welche elektrisch mit einem Aufprallerfassungssystem verbunden ist, welches den Zünder auf ein Signal hin aktiviert, wobei das Aufprallerfassungssystem Teil eines Airbag-Entfaltungssystems ist und wobei dasselbe Signal, welches die Airbag-Entfaltung einleitet, den Zünder aktiviert. Der Zünder weist vorzugsweise eine zylindrische Zündkapsel mit einer Treibladung auf. Der Kolben ist am oder neben dem Zünder angeordnet und von der Leitung beabstandet. Das verformbare Element weist eine erste konkave Oberfläche auf, die benachbart zur oder auf der Leitung positioniert ist. Das verformbare Element ist als Halbkreis oder Halboval geformt. Das verformbare Element ist dazu eingerichtet, einen benachbarten Abschnitt der Flüssigkeitsleitung zusammenzudrücken und anschließend daran festzuhalten, um die Flüssigkeit zu sperren. Nach dem Verformen ändert sich die Form in eine konvexe, gegen die Leitung drückende Form, wobei die Enden des verformbaren Elements derart gehalten werden, dass das verformbare Element zum Verschließen der Leitung eine starke Kraft ausübt.
-
Es kann ein System bereitgestellt werden, welches die Sperrvorrichtung in Verbindung mit einem bereits an der Sperrvorrichtung angebrachten Schlauch- oder Leitungsstück umfasst. Das Gehäuse der Sperrvorrichtung kann ein einstückig ausgebildetes Gehäuse sein, wobei der Schlauch durch einen Durchgang im Gehäuse eingeführt ist.
-
Figurenliste
-
Die Erfindung wird beispielhaft und unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben, in denen:
- 1 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Sperrvorrichtung zeigt, die an einem Abschnitt einer Flüssigkeitsleitung positioniert ist.
- 2 ist eine perspektivische Ansicht der in 1 gezeigten Sperrvorrichtung mit einem Leitungsstück.
- 3 ist eine Draufsicht, welche die Sperrvorrichtung zeigt.
- 4 ist eine Ansicht der Sperrvorrichtung von unten.
- 5 zeigt einen ersten Querschnitt der Sperrvorrichtung entlang der Linien A-A von 1.
- 6 zeigt eine zweite Querschnittsansicht ähnlich der Ansicht aus 5, jedoch nach Aktivierung des Zünders, wobei der Kolben die Leitung sperrt und zum unteren Abschnitt des Gehäuses bewegt ist.
-
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
-
Die Vorrichtung 10 ist beispielhaft an einem Abschnitt einer beispielhaften Flüssigkeitsleitung 4 gezeigt, wobei die Leitung 4 eine Flüssigkeitsleitung zum Führen einer brennbaren Flüssigkeit wie Benzin oder Dieselkraftstoff sein kann. In einer bevorzugten Ausführungsform klemmt die Vorrichtung 10 an der Außenseite der Leitung 4, sie dringt nicht ein. Bei einem Flüssigkeitsleitungssystem bestehen immer Bedenken hinsichtlich der Schwachstellen des Systems. Die Vorrichtung 10 bildet keinen potentiellen Leckpfad des Systems aus. Es klemmt über der Leitung 4 und weist eine elektrische Verbindung an der Außenseite und ein oder mehrere Entlüftungslöcher 12 im unteren Abschnitt oder einer Abdeckung 35 des Gehäuses 30 auf. Wie in 1 gezeigt, weist die elektrische Verbindung einen in einer Röhre verlaufenden und sich zu einem Stecker erstreckenden Kabelbaum auf, welcher mit einem Fahrzeugaufprallerkennungssystem verbunden werden kann. Bei Empfang eines Unfallsignals, ähnlich dem Signal, das einen Airbags auslösen würde, würde auch diese Vorrichtung 10 aktiviert und die Flüssigkeitsleitung zum Motorraum außerhalb des Fahrgastraums, vorzugsweise in der Nähe des Kraftstofftanks, sofort gesperrt werden. Es soll sichergestellt werden, dass für den Kraftstoff keine Möglichkeit besteht, auf einen heißen Motor oder Auspuff zu gelangen und sich zu entzünden, oder aber, dass die Gasdämpfe dort entlüftet werden, wo sich die Insassen befinden, da die Dämpfe ausreichend hohe Konzentrationen in der Luft des Fahrgastraums erreichen könnten, z.B. bis zu einem toxischen oder explosiven Niveau. Die vorliegende Erfindung ist auch eine Sicherheitsvorrichtung zur Kontrolle des Überlaufens der Leitung und zur Sicherstellung, dass die Insassen nicht einem durch Kraftstoff gespeisten Feuer ausgesetzt werden.
-
Wie in den 4, 5 und 6 gezeigt, ist der Zünder 40 in seiner einfachsten Form vorzugsweise eine pyrotechnische Vorrichtung. Wenn von diesem Zünder 40 ein Signal empfangen wird, verbrennt ein Brennelement und entzündet eine benachbarte pyrotechnische Ladung, welche eine einen Kolben vorwärtstreibende Stoßwelle erzeugt, um die Leitung 4 zu schließen und nicht zuzulassen, dass Flüssigkeit ausläuft und durch Leitungsbrüche austritt. Eine andere, mehr bevorzugte Art und Weise ist es, die Leitung 4 zu sperren, indem ein Kolben 20 in ein an oder neben der Leitung angeordnetes, verformbares Element 15 bewegt wird. Das verformbare Element 15 verformt sich, wenn es durch den Kolben 20 gegen die Leitung gedrückt wird, wodurch die Leitung 4 ihre Form ändert und sich schließt, so dass ein Abschnitt der Leitung vollständig geschlossen wird, wobei die Leitung versiegelt und dicht verschlossen bleibt. In diesem Zustand klemmt die Vorrichtung 10 über einer Leitung 4, so dass sie zur Wartung abgenommen und ausgewechselt werden kann, ohne mit dem Flüssigkeitsleitungssystem ich in irgendeiner Weise zu interferieren.
-
Eines der Hauptmerkmale der Vorrichtung ist die fehlende Invasivität und die Nicht-Beeinträchtigung des Kraftstoffsystems. Die Vorrichtung kann gewartet werden; sie kann von der Kraftstoffleitung abgeklemmt und aus Garantiegründen ersetzt werden. Um die Funktionsfähigkeit des Zünders 40 sicherzustellen, kann ein Überwachungsimpuls an den Zünder 40 gesendet, sowie die Integrität des elektrischen Schaltkreises kontinuierlich überprüft und ein Warnlicht im Fahrzeug aktiviert werden, sollte die Vorrichtung 10 defekt und nicht funktionsfähig werden. Dieser Ansatz ähnelt einer Funktion in Airbags zur Überwachung des Stromkreises. Wenn die Vorrichtung 10 defekt wird, kann sie, wie vorstehend beschrieben, einfach getrennt und ausgetauscht werden, ohne mit dem Kraftstoffleitungssystem zu interferieren.
-
In der obigen Ausführungsform kann die Leitung 4 aus vielen Materialien bestehen, einschließlich, jedoch ohne darauf beschränkt zu sein, aus Kunststoff oder aus Gummi, und das verformbare Element 15 kann aus einem verformbaren Metall bestehen. Um jegliche Probleme hinsichtlich der Reaktivität unterschiedlicher Materialien oder hinsichtlich Korrosion zu vermeiden, kann die Vorrichtung 10 aus Aluminium bestehen mit Ausnahme des Gehäuses des Zünders 40 und der elektrischen Schnittstelle, welche aus Kunststoff bestehen. Idealerweise wird in der Vorrichtung so viel Kunststoff wie möglich verwendet, um Kosten und Gewicht zu reduzieren. Da Kunststoff nicht mit Aluminium reagiert, kann das gesamte Gehäuse aus Kunststoff bestehen.
-
Die Vorrichtung 10 weist drei zusammengebaute Gehäuseteile auf: einen oberen Gehäuseabschnitt 36, einen inneren Stützabschnitt 32 und den unteren Abdeckungsabschnitt 35. Sie werden so zusammengerastet oder zusammengeschraubt, dass eine ausreichend hohe Klemmkraft auf die Leitung 4 aufgebracht wird, um Vibration zu verringern und die Drehung des Teils um die Leitung zu verhindern. Es ist wichtig, dass die Vorrichtung 10 nicht vibriert oder sich nicht relativ zur Leitung 4 dreht. Vorzugsweise ist die Vorrichtung 10 so ausgerichtet, dass der obere Abschnitt mit dem Zünder nach oben zeigt. Diese Ausrichtung minimiert das Eindringen von Wasser oder Ablagerungen im Bereich des Zünders und die Behinderung der Funktion des Zünders 40. Die Anordnung der elektrischen Verbindung in einer aufrechten Position und die Ausrichtung im Fahrzeug würden das Abtropfen des Wassers vom Zünder 40 erlauben und das Verfestigen bei Gefriertemperaturen usw. verhindern.
-
Das Sperrelement 20 kann aus einem beliebigen Metall bestehen, vorzugsweise aus Edelstahl oder aus Aluminium, um eine Reaktion mit dem Gehäuse 30 zu verhindern, welches auch aus Aluminium oder sogar aus Kunststoff bestehen kann. Im Rahmen einer Qualifizierung muss die Vorrichtung 10 für 700 Stunden einem Salznebel ausgesetzt sein, so dass es wichtig ist, dass keine reaktiven Elemente vorhanden sind.
-
Der innere Stützabschnitt 32 kann aus einer zylindrischen Stütze im unteren Abdeckungsabschnitt 35 bestehen. Wenn insbesondere bei dieser Vorrichtung der untere Abdeckungsabschnitt 35 eingeschraubt wird, weist die Spitze der zylindrischen Stütze 32 eine Konkavität auf, die direkt gegen die Leitung 4 nach oben drückt. Der obere Abschnitt 36 weist einen Innendurchmesser auf, welcher groß genug ist, den Sperrkolben oder das Sperrelement 20 aufzunehmen. Wie in 5 dargestellt, sitzt der Kolben 20 tatsächlich in der Kammer 34 im oberen Abschnitt 36. Die Kammer 34 dient dazu, den Kolben in das verformbare Element 15 zu führen und dieses in Richtung der Konkavität am oberen Rand des zylindrischen Pfostens 32 zusammenzudrücken. Dadurch kollabiert das verformbare Element 15 und verschließt die Leitung 4. Wenn der Zünder 40 gezündet wird, bewegt sich der Kolben 20. Der Kolben 20 stößt gegen das verformbare Element 15 und drückt es gegen einen oberen Abschnitt der Leitung 4, um die Leitung 4 zu verschließen und verschlossen zu halten, wenn das verformbare Element 15 oberhalb der verschlossenen Leitung 4 verriegelt ist. Die Vorrichtung 10 ist dazu eingerichtet, dass das Ende von Element 15 derart gehalten wird, dass das Element 15 nach dem Zusammendrücken nicht aufspringen kann, wodurch es in der Position der verschlossenen Leitung arretiert wird.
-
In der in 5 gezeigten Ansicht ist der oberste Abschnitt 32 dargestellt. Im oberen Abschnitt 32 befindet sich der Zünder 40, dargestellt mit einem Körper, wobei der breitere Durchmesser aus einem geformten Kunststoff mit einem Durchmesser von 11 mm bestehen kann. Am oberen Abschnitt 36 des Gehäuses 30 ist eine formgegossene Verbindertaschen-Schnittstelle gezeigt. In Airbags ist diese eingearbeitet, jedoch bietet das Formgießen des Steckverbinders einen Kostenvorteil. Der Verbinder ist als Einsatz in den oberen Gehäuseabschnitt 36 dargestellt, wobei die elektrische Schnittstelle ein geformtes Teil ist. Der Zünder 40 würde dann unterhalb des oberen Gehäuseteils 36 von unten angebracht werden, eingesetzt über dem Kolben 20 und dem verformbaren Element 15 und der inneren Gehäusestütze 32 und dem unteren Abdeckungsabschnitt 35. Der obere Gehäuseabschnitt 36 kann aus Aluminium bestehen. Der Kolben 20 weist ein Ende mit einer unteren, kugelförmigen Endkammer 21 auf, welche, wie gezeigt, den Zünder 40 umgibt und zum Halten des Zünders 40 verwendet werden kann. Vorzugsweise ist der Zünder 40 in das obere Gehäuse 36 eingeformt oder mechanisch in das obere Gehäuse 36 eingerastet. Das Ende der Kolbenkammer 21 ist becherförmig ausgestaltet und umschließt den Ladebecher des Zünders 40 derart, dass der Zünder 40 in das Ende der Kolbenkammer 21 des Kolbens 20 hineinpasst. Dadurch, dass das Ende der Kolbenkammer 21 den Ladebecher umschließt, erhält der Kolben 20 die richtige Nähe zur Maximierung des Vortriebs, so dass nach Freisetzung der Zündungs-Energie diese den Kolben 20 am effektivsten vorwärts treiben kann. Wenn die Kolbenkammer zu weit vom Ladebecher entfernt ist, geht viel Zündungs-Energie verloren, und diese verschwendete Energiemenge geht verloren, noch bevor der Kolben 20 überhaupt bewegt wird. Das verformbare Element 15 ist vorzugsweise direkt über der Leitung 4 positioniert.
-
Ein neuartiger Aspekt dieser Vorrichtung 10 besteht darin, dass es sich um eine Vorrichtung handelt, die zu jeder Zeit an eine beliebige Leitung eines beliebigen Systems geklemmt werden und ohne Beeinträchtigung der Leitungen angebracht und abgenommen werden kann.
-
Wie in 3 und 4 gezeigt, besteht eine andere Option oder alternative Ausführungsform darin, die Vorrichtung 10 mit einem Stück Kraftstoffleitung 4 vollständig als eine Einheit bereitzustellen, wobei die Vorrichtung vollständig um eine Leitung 4 geklemmt ist, mit Hochdruckanschlüssen an jedem Ende des Schlauchs, so dass dieser Abschnitt der Kraftstoffleitung in ein beliebiges Kraftstoffleitungssystem eingesetzt werden kann. Ersteres ist dann am attraktivsten, wenn es in jedes System eingeschraubt werden kann. Als weitere, optionale Alternative könnte die Vorrichtung 10 mit einem Stück Kraftstoffleitung, beispielsweise einem Gummischlauch, bereitgestellt werden, mit oder ohne Anschlussenden.
-
Der innere Abschnitt 32 ist der Passteil, welcher eine Stützfläche bereitstellt, um das Zusammendrücken der Leitung 4 bei Verwendung des Kolbens effektiver zu machen, oder um die Leitung 4 auf einfache Weise zu stützen, wenn die Stoßwelle zum direkten Verformen des verformbaren Elements 15 zum Verschließen und Sperren der Leitung verwendet wird. Wenn sich die Leitung 4 während des Ereignisses bewegt, absorbiert die Leitung 4 Energie und die Vorrichtung 10 ist weniger wirksam. In der in 6 gezeigten, speziellen Querschnittsansicht ist die Leitung 4 beim Klemmen der Vorrichtung fest eingebettet, um zu optimieren und den tatsächlichen Abschluss des Ereignisses mit der kleinsten Menge an Zündungs-Energie zu ermöglichen.
-
6 zeigt die aktivierte Sperrvorrichtung 10, mit dem vom Zünder 40 vorwärtsgetriebenen Kolben, welcher das verformbare Element 15 eindrückt und dadurch die Wände, den Schlauch oder die Leitung 4 zusammendrückt, um die Leitung 4 abzudichten. Das verformbare Element 15 weist im Querschnitt eine halbkreisförmige Form mit seitlichen Rändern auf, die vom oberen Abschnitt und der Schulter des inneren Stützabschnitts gehalten werden. Die Querschnittsform des Elements 15 wird verformt, wenn der untere Abschnitt des Kolbens 20 auf das verformbare Element 15 einwirkt, wodurch das effektive Umdrehen des Halbkreises bewirkt wird, und dies erzeugt, da die seitlichen Enden geklemmt werden, eine federähnliche Kraft, welche das verformbare Element 15 in der Position der Leitungssperre hält.
-
Modifikationen der vorliegenden Erfindung sind angesichts der hier gegebenen Beschreibung möglich. Während bestimmte repräsentative Ausführungsformen und Details zur Veranschaulichung des Erfindungsgegenstandes gezeigt wurden, ist es für den Fachmann ersichtlich, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen daran vorgenommen werden können, ohne vom Schutzumfang des Erfindungsgegenstandes abzuweichen. Es versteht sich daher, dass Änderungen an den bestimmten, beschriebenen Ausführungsformen vorgenommen werden können, welche innerhalb des gesamten, beabsichtigten Schutzumfangs der Erfindung liegen, wie er durch die folgenden, beigefügten Ansprüche definiert ist.
