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Die Erfindung betrifft eine Gassack-Entlüftungsvorrichtung zur Steuerung eines Innendrucks eines Gassacks eines Fahrzeuginsassensicherheitssystems und einen Fahrzeugsitz mit einer Gassack-Entlüftungsvorrichtung.
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In Fahrzeugen haben Gassäcke die Aufgabe, Fahrzeuginsassen bei sehr starken Verzögerungen oder seitlichen Beschleunigungen, wie sie zum Beispiel bei einem Unfall auftreten, vor einem Aufprall auf harte Fahrzeugteile, wie zum Beispiel ein Lenkrad oder eine Fahrzeugsäule, zu schützen. Gleichzeitig werden die beim Aufprall auf den Fahrzeuginsassen wirkenden Kräfte aufgrund des Gassacks reduziert, da der Fahrzeuginsasse vom aufgeblasenen Gassack gebremst wird. Ein dem Gassack zugeordneter Gasgenerator erzeugt dabei ein Aufblasgas, um den Gassack aufzublasen, sodass sich der Gassack entfaltet.
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Beim Auffangen des Fahrzeuginsassen mittels des Gassacks kann es jedoch vorkommen, dass der Gassack zu stark aufgeblasen und somit zu hart ist. Insofern ist es aus dem Stand der Technik bekannt, die Härte bzw. den Gasdruck des Gassacks zu steuern, indem der Gassack beim Aufprall des Fahrzeuginsassen Aufblasgas durch eine Öffnung ablässt und so seinen Innendruck reduziert.
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In modernen Fahrzeugen sind Gassäcke nicht nur im Bereich des Armaturenbretts bzw. im Lenkrad platziert, sondern auch in anderen Bereichen des Fahrzeugs. So sind beispielsweise zum Schutz vor einem Seitenaufprall Gassäcke in der Türverkleidung oder im Übergangsbereich zum Dachhimmel oder seitlich im Sitz selbst angeordnet.
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Aufgrund verschiedener Einflüsse kann bei einem Unfall ein weicherer oder härterer Gassack vorteilhaft sein. Zu den Einflüssen zählen zum Beispiel der Aufprallwinkel, die Aufprallkraft, die Aufprallart (punktuell oder flächig) oder Eigenschaften der Fahrzeuginsassen, wie Körpergröße oder Körpergewicht oder die Fahrzeugsitzposition.
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Bei üblichen Gassäcken wird der Innendruck des Gassacks über ein sogenanntes „Venthole“ abgelassen, also einem Lüftungsloch. Hierüber kann der Innendruck jedoch nicht situationsbedingt an die verschiedenen Einflüsse angepasst werden. Der Innendruck hat zu Beginn einen bestimmten Wert, der sich je nach Aufprallkraft des Fahrzeuginsassen schneller oder langsamer reduziert, da das von Aufblasgas durch das Lüftungsloch gepresst wird.
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Deshalb ist es bereits bekannt den Innendruck eines Gassacks über eine sogenannte „Active Adaptive Vent“-Vorrichtung (AAV-Vorrichtung) zu steuern, bei der die Lüftung des Gassacks aktiv gesteuert bzw. angepasst wird. Über eine Vielzahl an verschiedenen Sensoren werden unterschiedliche Parameter (z. B. Aufprall- oder Fahrzeuginsassencharakteristiken) erfasst, die Einfluss auf den benötigten Innendruck im Gassack haben, insbesondere den zeitlichen Verlauf des Innendrucks. Diese Parameter werden in einer Steuereinheit des Fahrzeugs verarbeitet, woraufhin je nach benötigten Innendruck eine Entlüftungsöffnung der AAV-Vorrichtung ab einem bestimmten Zeitpunkt geöffnet wird.
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Insbesondere bei AAV-Vorrichtungen, die in einem Fahrzeugsitz verwendet werden, spielt die Baugröße eine große Rolle, da der Bauraum dort sehr begrenzt ist.
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Die Aufgabe der Erfindung ist es eine zuverlässige, sichere und platzsparende, insbesondere bauraumoptimierte, Gassack-Entlüftungsvorrichtung zu schaffen.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Gassack-Entlüftungsvorrichtung mit folgenden Eigenschaften gelöst. Die Gassack-Entlüftungsvorrichtung hat ein Gehäuse, das eine erste, vom Gassack abgewandte Strömungsöffnung und eine zweite, dem Gassack zugewandte Strömungsöffnung aufweist, wobei das Gehäuse eine axiale Gesamtlänge, die erste Strömungsöffnung eine erste axiale Öffnungslänge und die zweite Strömungsöffnung eine zweite axiale Öffnungslänge haben. Weiterhin umfasst die Gassack-Entlüftungsvorrichtung ein dem Gehäuse zugeordnetes, verstellbares Verschlusselement, das zumindest eine der beiden Strömungsöffnungen in einer Schließstellung verschließt und in einer Offenstellung freigibt. Zudem umfasst die Gassack-Entlüftungsvorrichtung eine Aktuatorvorrichtung, die an einem stirnseitigen Ende des Gehäuses vorgesehen ist. Dabei wirkt die Aktuatorvorrichtung mit dem Verschlusselement zusammen, um die Strömungsöffnung freizugeben bzw. zu verschließen. Die axiale Gesamtlänge des Gehäuses ist bei der erfindungsgemäßen Gassack-Entlüftungsvorrichtung weniger als 3-fach so lang als die längere axiale Öffnungslänge der beiden Strömungsöffnungen, Insbesondere ist die axiale Gesamtlänge des Gehäuses der Gassack-Entlüftungsvorrichtung maximal 2,5-fach so lang als die längere axiale Öffnungslänge der beiden Strömungsöffnungen.
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Dadurch hat die erfindungsgemäße Gassack-Entlüftungsvorrichtung einen geringen Bauraumbedarf, sodass sie sich in einem Fahrzeugsitz integrieren lässt.
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Bei der Gassack-Entlüftungsvorrichtung handelt es sich demnach um eine aktive und adaptive Gassack-Entlüftungsvorrichtung, also eine AAV-Vorrichtung.
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Der bauraumoptimierte, in der Gesamtlänge kürzere Aufbau gegenüber bekannten aktiven und adaptiven Gassack-Entlüftungsvorrichtungen ermöglicht es auch bei geringerem vorhandenen Bauraum, ein Fahrzeuginsassensicherheitssystem in einem Fahrzeugsitz zu integrieren, das eine aktive und adaptive Gassack-Entlüftungsvorrichtung sowie einen Gassack umfasst. Insbesondere wird dies dadurch ermöglicht, dass die axiale Gesamtlänge des Gehäuses der Gassack-Entlüftungsvorrichtung weniger als 3-fach, insbesondere weniger als 2,5-fach, so lang ist als die axiale Öffnungslänge der in axialer Richtung länger ausgebildeten ersten oder zweiten Strömungsöffnung.
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Das Verschlusselement kann so ausgebildet sein, dass es in der Schließstellung gleichzeitig beide Strömungsöffnungen verschließt und in der Offenstellung gleichzeitig beide Strömungsöffnungen freigibt, um einen Strömungsweg bereitzustellen, über den das Aufblasgas aus dem Gassack strömen kann.
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Alternativ kann das Verschlusselement in seiner Schließstellung nur eine Strömungsöffnung verschließen und in seiner Offenstellung nur eine Strömungsöffnung freigeben. Die andere Strömungsöffnung ist dann dauerhaft freigegeben, sodass in der Offenstellung des Verschlusselements der Strömungsweg bereitgestellt ist.
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In einer Ausführungsform liegen sich die beiden Strömungsöffnungen, insbesondere deckungsgleich, gegenüber. Demnach können die beiden Strömungsöffnungen eine identische Form aufweisen, was bedeutet, dass die beiden Strömungsöffnungen eine identische Breite und axiale Öffnungslänge aufweisen. Dadurch kann ein strömungstechnischer Widerstand einer Gasströmung durch die beiden Strömungsöffnungen, also den Strömungsweg, minimiert werden.
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Die Strömungsöffnungen können aber auch versetzt zueinander liegen oder zueinander anders orientiert sein. Hierdurch lässt sich das aus dem Gassack austretende Aufblasgas unter anderem gezielt lenken, sofern dies aufgrund der Einbaulage notwendig ist.
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Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die Aktuatorvorrichtung und das Verschlusselement so zusammenwirken, dass sich das Verschlusselement aufgrund einer Betätigung der Aktuatorvorrichtung dreht und/oder axial verstellt. So wird das Verschlusselement in seine Offenstellung bewegt und dabei zumindest eine Strömungsöffnung freigelegt, über die dann der Strömungsweg hergestellt ist.
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Insbesondere wird mit einer Verdrehung des Verschlusselements eine Rotation des Verschlusselements in Umfangsrichtung des Gehäuses oder eine Schwenkbewegung des Verschlusselements am Gehäuse bezeichnet.
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Eine Drehbewegung umfasst demnach sowohl eine Rotationsbewegung als auch eine Schwenkbewegung.
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Mit einer axialen Verstellung ist insbesondere eine axiale Verschiebung des Verschlusselements in axialer Richtung gemeint, also eine translatorische Bewegung.
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Eine Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Aktuatorvorrichtung ein Übertragungsglied umfasst, das mit dem Verschlusselement zusammenwirkt und/oder über das die Aktuatorvorrichtung zumindest teilweise in mechanischem Kontakt mit dem Verschlusselement steht, insbesondere zumindest teilweise in das Verschlusselement ragt. Wirkungstechnisch ist das Übertragungsglied zwischen der Aktuatorvorrichtung und dem Verschlusselement angeordnet. Durch das Übertragungsglied kann die durch die Aktuatorvorrichtung erzeugte Kraft bzw. ein durch die Aktuatorvorrichtung erzeugter Impuls gezielt auf das Verschlusselement übertragen werden.
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Dabei kann das Übertragungsglied durchgehend in mechanischem Kontakt mit dem Verschlusselement stehen oder das Verschlusselement erst bei einer Betätigung der Aktuatorvorrichtung mechanisch kontaktieren.
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Das Übertragungsglied kann durchgehend in mechanischem Kontakt mit der Aktuatorvorrichtung sein oder auf eine andere Art mit der Aktuatorvorrichtung wirkungstechnisch verbunden sein.
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Alternativ kann die Aktuatorvorrichtung das Verschlusselement pneumatisch betätigen, wobei im Sinne dieser Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung durch „pneumatisch“ allgemein die Nutzung eines Gases oder Luft als Druckmedium zur Verrichtung einer mechanischen Arbeit beschrieben wird. Mit anderen Worten liegt in einer derartigen Ausführungsform ein Übertragungsmedium vor, nämlich ein Gas, beispielsweise Luft oder das bei einer Aktivierung eines pyrotechnischen Zünders entstehende Gas.
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Gemäß einem Aspekt ist das Verschlusselement ein hohler, insbesondere zylindrischer, Kolben, der im Gehäuse axial verschiebbar gelagert ist und/oder eine Kolbenöffnung auf einer der Aktuatorvorrichtung zugeordneten Stirnseite aufweist. Ein derartiges Verschlusselement ist einfach herzustellen und es kann in seiner Schließstellung unter geringem Materialaufwand beide Strömungsöffnungen zuverlässig verschließen.
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Bevorzugt wird der Kolben pneumatisch und somit unter der Nutzung eines Gases als Druckmedium, durch zum Beispiel eine durch einen pyrotechnischen Zünder erzeugte Gasexpansion, in seine Offenstellung bewegt. Der hohle Kolben nimmt dabei einen Großteil des expandierten Gases sowie etwaige darin befindliche Partikel auf, sodass diese vorzugsweise nicht über eine der Strömungsöffnungen austreten. Bei dem pyrotechnischen Zünder handelt es sich vorzugsweise um einen Mikrogasgenerator, die beispielsweise aus dem Bereich von Sicherheitsgurt-Straffsystemen bekannt sind.
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Insbesondere kann das Gehäuse in einem Bereich, in den der Kolben in seine Offenstellung bewegt wird, verengt sein (z. B. durch eine Rollierung) oder eine Komponente aufweisen, wodurch der Kolben in seiner Offenstellung gehalten wird.
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In einer weiteren Ausführungsform ist das Verschlusselement ebenfalls als ein hohler, insbesondere zylindrischer, Kolben, der im Gehäuse axial verschiebbar gelagert ist und/oder eine Kolbenöffnung auf einer zu der Aktuatorvorrichtung abgewandten Stirnseite aufweist, ausgebildet. Die der Aktuatorvorrichtung zugewandte Stirnseite des Kolbens ist geschlossen ausgebildet und weist somit keine Öffnung auf. Der Kolben kann in einer derartigen Ausführungsform durch eine mechanische Aktuatorvorrichtung und/oder eine pneumatische Aktuatorvorrichtung angetrieben werden. Der Kolben ist dabei durch eine geeignete Materialwahl und/oder ein geeignetes Design der Geometrie und/oder der Struktur der Zylinderwand des Kolbens, derart ausgebildet, dass er ein deformierbares Element darstellt, das an einer der Aktuatorvorrichtung gegenüberliegenden Stirnwand des Gehäuses deformiert werden kann. Folglich wird der Kolben, insbesondere die Zylinderwand des Kolbens, an der gegenüberliegenden Stirnwand des Gehäuses deformiert und auf einen Bruchteil der ursprünglichen Länge komprimiert, insbesondere in sich zusammengeschoben. Der Kolben, insbesondere die Zylinderwand des Kolbens, kann beispielsweise aus einem polymeren oder metallischen Werkstoff.
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Die Gesamtlänge des Gehäuses der aktiven und adaptiven Gassack-Entlüftungsvorrichtung kann dadurch nur geringfügig länger als die länger ausgebildete axiale Öffnungslänge der ersten bzw. zweiten Strömungsöffnung ausgebildet sein. Insbesondere kann die Baugröße, insbesondere die Gesamtlänge, des Gehäuses dadurch stark reduziert werden, sodass die Gesamtlänge insbesondere lediglich die 1,5-fache Länge der längeren axialen Öffnungslänge der beiden Strömungsöffnungen aufweist.
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In einer weiteren Ausführungsform wird die Bewegung durch eine pneumatische Aktuatorvorrichtung mittels einer Gasexpansion durchgeführt und über ein Übertragungsglied auf das Verschlusselement übertragen. Hierfür kann die Aktuatorvorrichtung beispielsweise als ein pyrotechnischer Zünder, insbesondere als ein Mikrogasgenerator ausgebildet sein. Zwischen der Aktuatorvorrichtung und dem Übertragungsglied ist in der geschlossenen Stellung ein zum Umfeld abgedichteter Gasexpansionsraum vorhanden. Das Übertragungsglied umfasst eine Schubstange und ein Druckplatte, wobei die Abdichtung des Gasexpansionsraum über der Druckplatte erfolgt, welche hierfür vorzugsweise Außenabmessungen hat, die den Innenabmessungen des Gehäuses der Gassack-Entlüftungsvorrichtung entsprechen. Auf der der Aktuatorvorrichtung abgewandten Seite der Druckplatte ist die Schubstange des Übertragungsglieds als eine längliche Verbindung zu dem als hohler, insbesondere zylindrischer Kolben ausgebildeten Verschlusselement angebracht. Die Schubstange weist im Wesentlichen eine Länge auf, um die der Kolben bewegt werden muss, um in die Offenstellung zu gelangen, in der die Strömungsöffnungen vollständig geöffnet sind. Durch die Aktivierung, insbesondere Zündung der Aktuatorvorrichtung wird in dem Gasexpansionsraum durch das von dem pyrotechnischen Zünder erzeugte Gas ein Überdruck erzeugt und durch die Gasexpansion das Übertragungsglied von der Aktuatorvorrichtung weg bewegt. Dadurch wird der Kolben über die Schubstange hin zu der der Aktuatorvorrichtung abgewandten Stirnwand des Gehäuses der Gassack-Entlüftungsvorrichtung bewegt. Durch die von dem Übertragungsglied auf den Kolben wirkende Kraft wird dieser in die Offenstellung bewegt, wobei die Zylinderwand des Kolbens, die insbesondere hohl und dünnwandig ist, beim Auftreffen auf die der Aktuatorvorrichtung abgewandte Stirnwand des Gehäuses komprimiert und/oder deformiert wird. Folglich wird der Kolben, insbesondere die Zylinderwand des Kolbens, in dieser Ausführungsform ebenfalls an der gegenüberliegenden Stirnwand des Gehäuses deformiert und auf einen Bruchteil der ursprünglichen Länge komprimiert, insbesondere in sich zusammengeschoben. Die Deformierbarkeit/Komprimierbarkeit des Kolbens kann durch eine geeignete Materialwahl und/oder ein geeignetes Design der Geometrie und/oder der Struktur der Zylinderwand des Kolbens erreicht werden. In einer bevorzugten Ausführungsform besteht der Kolben, insbesondere die Zylinderwand des Kolbens, aus einem polymeren oder metallischen Werkstoff.
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In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Gassack-Entlüftungsvorrichtung ein Übertragungsglied, das einen trichterförmigen Kanal aufweist, der durch die Kolbenöffnung in den Kolben ragt. Dadurch kann die von der Aktuatorvorrichtung erzeugte Kraft gezielt in den Kolben geleitet werden. Insbesondere wirkt der trichterförmige Kanal als eine Düse.
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Auch in dieser Ausführungsform wird der Kolben bevorzugt pneumatisch durch eine von der Aktuatorvorrichtung erzeugte Gasexpansion in seine Offenstellung bewegt. Aufgrund des Übertragungsglieds wird der durch die Gasexpansion erzeugte Druck langsamer abgebaut, was zu einer längeren Beaufschlagung des Kolbens mit druckbeaufschlagtem Gas führt, wodurch der Kolben länger aktiv in seine Offenstellung beaufschlagt wird.
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Der Kolben kann generell dazu auf seiner der Aktuatorvorrichtung zugewandten Seite einen Abschluss aufweisen, durch den sich der trichterförmige Kanal erstreckt. Der Abschluss kann als eine Abschlussplatte ausgebildet sein, die beispielsweise in den als Hohlkörper ausgebildeten Körper endseitig eingesetzt ist.
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Insbesondere ist das Übertragungsglied dichtend mit der Aktuatorvorrichtung verbunden und/oder liegt dichtend an der Kolbenöffnung an. So kann nahezu die gesamte von der Aktuatorvorrichtung erzeugte (pneumatische) Kraft in den Kolben geleitet werden. Zudem können etwaige sich in dem expandierten Gas befindliche Partikel vorzugsweise im Kolben und/oder Übertragungsglied aufgenommen werden. Das durckbeaufschlagte Gas kann beispielsweise durch die Zündung eines pyrotechnischen Zünders, insbesondere eines Mikrogasgenerators, erzeugt werden.
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In einer weiteren Ausführungsform ist das Verschlusselement außenseitig am Gehäuse schwenkbar angebracht, wobei das Verschlusselement in der Offenstellung vom Gehäuse weggeklappt ist, um eine der beiden Strömungsöffnungen, insbesondere die zweite Strömungsöffnung, freizugeben. Mit anderen Worten schwenkt das Verschlusselement vom Gehäuse weg, wenn es in seine Offenstellung überführt wird. Hierbei muss im Gehäuse kein Bereich für das Verschlusselement vorgesehen werden, in den das Verschlusselement in seine Offenstellung bewegt wird. Folglich kann die Baugröße, insbesondere die Gesamtlänge, des Gehäuses weiter reduziert werden, sodass es lediglich die 2-fache, insbesondere die 1,5-fache, Länge der längeren axialen Öffnungslänge der beiden Strömungsöffnungen aufweist.
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Bevorzugt wird das Verschlusselement in Richtung des Gassacks in seine Offenstellung geklappt. Dies bedeutet, dass das Verschlusselement in den (aufgeblasenen) Gassack verschwenkt wird. Die zum Verschwenken des Verschlusselements aufgebrachte Kraft muss dann größer als die vom Innendruck ausgehende Kraft sein.
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Ein Aspekt sieht vor, dass das Übertragungsglied eine Verzahnung umfasst, die mit einer Gegenverzahnung des Verschlusselements so zusammenwirkt, dass eine axiale Bewegung des Übertragungsglieds eine Schwenkbewegung des Verschlusselements bewirkt. Dadurch kann die Kraft der Aktuatorvorrichtung auf das Verschlusselement übertragen werden. Die Verzahnung und die Gegenverzahnung übersetzen demnach eine axiale Bewegung des Übertragungsglieds in eine Schwenkbewegung des Verschlusselements. Mit anderen Worten stellen die Verzahnung und die Gegenverzahnung eine Übersetzung dar.
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Dabei kann das Übertragungsglied in Kontakt mit der Aktuatorvorrichtung stehen oder indirekt von der Aktuatorvorrichtung beaufschlagt werden.
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Das Übertragungsglied wird bevorzugt nach Betätigung der Aktuatorvorrichtung in der Stellung gehalten, in der sich das Verschlusselement in seiner Offenstellung befindet. So wird sichergestellt, dass sich das Verschlusselement nicht während des Druckabbaus des Gassacks zurück in seine Schließstellung bewegt, insbesondere dann, wenn das Übertragungsglied und das Verschlusselement auch nach Betätigung der Aktuatorvorrichtung noch in Wirkverbindung miteinander stehen.
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Alternativ kann vorgesehen sein, dass das Übertragungsglied eine Verzahnung umfasst, die mit einer Gegenverzahnung des Verschlusselements so zusammenwirkt, dass eine rotative Bewegung des Übertragungsglieds eine Schwenkbewegung des Verschlusselements bewirkt. Das Übertragungsglied kann hierfür insbesondere als Schnecke eines Schneckengetriebes ausgebildet sein. Dadurch kann die Kraft der Aktuatorvorrichtung, die beispielsweise einen Elektromotor als Aktuator umfasst, auf das Verschlusselement übertragen werden. Das Schneckengetriebe übersetzt demnach eine rotative Bewegung des Übertragungsglieds in eine Schwenkbewegung des Verschlusselements. Ein weiterer Vorteil einer derartigen Ausführungsform mit einer, einen Elektromotor umfassenden Aktuatorvorrichtung ist, dass hierüber auch Zwischenstellungen des Verschlusselements ermöglicht werden, sodass die Strömungsöffnungen nur teilweise freigegeben sind (Teiloffenstellung). Zudem kann dadurch ermöglicht werden, dass das Verschlusselement in vordefinierten Schritten in die Offenstellung überführt wird.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Verschlusselement gebogen und innerhalb oder außerhalb des Gehäuses drehbar gelagert. Auch hier kann die Gesamtlänge des Gehäuses weiter reduziert werden, sodass es lediglich die 2-fache, insbesondere die 1,5-fache Länge der längeren axialen Öffnungslänge der beiden Strömungsöffnungen aufweist.
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Sofern das Gehäuse kreiszylinderförmig ausgebildet ist und das Verschlusselement zur Freigabe der wenigstens einen Strömungsöffnung rotiert wird, ist das Verschlusselement gebogen ausgebildet, um entlang der Mantelfläche des Gehäuses bewegt zu werden, insbesondere an der Mantelfläche innenanliegend oder außenanliegend, sodass in der Schließstellung kein oder zumindest nur geringe Mengen an Gas über die Strömungsöffnung entweichen können.
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Das Verschlusselement kann direkt mit der Aktuatorvorrichtung verbunden sein. Die Aktuatorvorrichtung kann hierbei zum Beispiel als Aktuator einen Elektromotor, insbesondere einen Stellmotor oder einen Schrittmotor umfassen, der das Verschlusselement um einen bestimmten Winkel verdreht und sicherstellt, dass das Verschlusselement in seiner Offenstellung gehalten wird. In einer derartigen Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass eine Ansteuerung bzw. eine Initiierung einer Drehbewegung des Verschlusselements durch die Aktuatorvorrichtung, insbesondere den Aktuator der Aktuatorvorrichtung, über eine Steuereinheit geregelt/gesteuert wird. Über die Steuereinheit kann in die Strömungsöffnung in vorher definierten Schritten geöffnet werden, um eine Steuerung des Strömungsöffnungs-Querschnittes zu ermöglichen. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass zu bestimmten Zeitpunkten nach Aktivierung der Aktuatorvorrichtung auf Grund einer Rückhaltesituation, abhängig von insassenabhängigen und/oder unfallabhängigen Parametern, bestimmte Teiloffenstellungen ermöglicht werden, beispielsweise eine Verdrehung des Verschlusselements von 5° bei 5ms und 45° bei 25ms. Derartige zeitabhängige Teiloffenstellungen sind vorzugsweise in Form einer Matrix, in der insassenabhängige und/oder unfallabhängige Parametern Teiloffenstellungen zu bestimmten Zeitpunkten zugewiesen sind, in der Steuereinheit hinterlegt. Zudem ermöglicht eine derartige Aktuatorvorrichtung auch, dass das Verschlusselement wieder in die geschlossene Stellung überführt wird, sodass die Strömungsöffnung wieder komplett geschlossen werden kann.
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Alternativ kann das Verschlusselement auch über ein Übertragungsglied mit der Aktuatorvorrichtung verbunden werden.
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Ein Aspekt sieht vor, dass am Übertragungsglied ein Führungsfortsatz in Richtung des Verschlusselements absteht, der so mit dem Verschlusselement zusammenwirkt, dass eine axiale Bewegung des Übertragungsglieds eine Drehbewegung des Verschlusselements bewirkt. Mit einer derartigen Kombination von Übertragungsglied und Verschlusselement kann viel Bauraum eingespart werden, da innerhalb des Gehäuses kein Bereich für das Verschlusselement vorgesehen werden muss, in den das Verschlusselement in seine Offenstellung bewegt wird. Zudem kann vorgesehen sein, dass sich das Verschlusselement lediglich innerhalb des Gehäuses bewegt, sodass im unmittelbaren Außenbereich des Gehäuses kein Bauraum für ein sich darin bewegendes Bauteil der Gassacks-Entlüftungsvorrichtung vorgesehen werden muss.
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In einer Ausführungsform ist hierfür am aktuatorseitigen Ende des Verschlusselements, also an dem der Aktuatorvorrichtung zugewandten Ende, eine schräge Führungsfläche vorgesehen, an der das Übertragungsglied angreifen kann, um das Verschlusselement zu drehen. Die Führungsfläche stellt demnach eine Angriffsstelle des Verschlusselements für das Übertragungsglied dar.
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Die schräge Führungsfläche ist schräg zur Längsachse der Gassack-Entlüftungsvorrichtung, insbesondere dem Gehäuse. Die schräge Führungsfläche kann dabei auch in einem nutförmigen Teilbereich des aktuatorseitigen Ende des Verschlusselements ausgebildet sein, in die beispielsweise ein als Stiftelement ausgebildetes oder ein, ein Stiftelement umfassendes, Übertragungslieg eingreift.
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Das Übertragungsglied kann durchgehend in Kontakt mit der Aktuatorvorrichtung stehen oder indirekt von der Aktuatorvorrichtung beaufschlagt werden.
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Das Übertragungsglied wird bevorzugt nach Betätigung der Aktuatorvorrichtung in der Stellung gehalten, in der sich das Verschlusselement in seiner Offenstellung befindet. So wird der aktive Druckabbau im Gassack gewährleistet.
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In einer weiteren Ausführungsform ist ein Gassack mit einer Gassacköffnung vorgesehen, die, insbesondere deckungsgleich, auf einer der beiden Strömungsöffnungen mit einem Haltering, der die entsprechende Strömungsöffnung umfangsmäßig umschließt, befestigt ist, insbesondere gas-/luftdicht. Der Haltering kann beispielsweise über Schweißbolzen an das Gehäuse befestigt werden.
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Alternativ kann der Haltering durch Klemmen, beispielsweise Oetiker-Klemmen mit Einpress-Bolzen oder Rohrklemmen, am Gehäuse befestigt werden.
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Bevorzugt wird der Gassack an der Strömungsöffnung angebracht, an der auch das Verschlusselement angeordnet ist. So muss bei einer Aktivierung des Gassacks und der damit einhergehenden abrupten Gasexpansion nicht noch zusätzlich der „Totraum“ im Gehäuse der Gassack-Entlüftungsvorrichtung mit Gas gefüllt werden.
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Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die Aktuatorvorrichtung elektrisch, insbesondere mit einem elektrischen Motor als Aktuator, oder pyrotechnisch, insbesondere mit einem pyrotechnischen Zünder als Aktuator, ausgebildet ist. Der pyrotechnische Zünder kann beispielsweise als ein Mikrogasgenerator ausgebildet sein.
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Mit einem Elektromotor kann ein Öffnungsgrad des Verschlusselements und somit der Innendruck des Gassacks an die vorherrschenden Bedingungen (Aufprall- oder Fahrzeuginsassencharakteristiken) angepasst werden, insbesondere mehrstufig oder sogar stufenlos. Zudem werden bei der Betätigung keine Partikel freigesetzt.
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Mit einem pyrotechnischen Zünder kann die mechanische Verbindung zwischen der Aktuatorvorrichtung und dem Verschlusselement oder dem Übertragungsglied entfallen. Demnach kann die Gassacks-Entlüftungsvorrichtung kompakter und einfacher gestaltet werden, wodurch sich die Herstellungskosten reduzieren.
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Ferner wird die Aufgabe durch einen Fahrzeugsitz mit einer Gassack-Entlüftungsvorrichtung gelöst, wobei die Gassack-Entlüftungsvorrichtung in dem Fahrzeugsitz integriert ist. Insbesondere ist die Gassack-Entlüftungsvorrichtung an einem Gestell des Fahrzeugsitzes befestigt, sodass die Lage der Gassack-Entlüftungsvorrichtung festgelegt ist.
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Die beschriebenen Vorteile und Eigenschaften der erfindungsgemäßen Gassack-Entlüftungsvorrichtung gelten gleichermaßen für den Fahrzeugsitz und umgekehrt.
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Weitere Vorteile und Eigenschaften der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:
- - 1 eine schematische Schnittansicht eines Fahrzeuginsassensicherheitssystems mit einer erfindungsgemäßen Gassack-Entlüftu ngsvorrichtung,
- - 2 eine Detailansicht einer Verbindungsstelle eines Gassacks mit der erfindungsgemäßen Gassack-Entlüftungsvorrichtung,
- - 3 eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Gassack-Entlüftungsvorrichtung in einer Schließstellung,
- - 4 die erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Gassack-Entlüftungsvorrichtung gemäß 3 in einer Offenstellung,
- - 5 eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Gassack-Entlüftungsvorrichtung in einer Schließstellung,
- - 6 die zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Gassack-Entlüftungsvorrichtung gemäß 5 in einer Offenstellung,
- - 7 eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Gassack-Entlüftungsvorrichtung in einer Schließstellung,
- - 8 die dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Gassack-Entlüftungsvorrichtung gemäß 7 in einer Offenstellung,
- - 9 eine vierte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Gassack-Entlüftungsvorrichtung in einer Schließstellung,
- - 10 die vierte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Gassack-Entlüftungsvorrichtung gemäß 9 in einer Offenstellung.
- - 11 eine fünfte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Gassack-Entlüftungsvorrichtung in einer Schließstellung,
- - 12 die fünfte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Gassack-Entlüftungsvorrichtung gemäß 11 in einer Offenstellung,
- - 13 eine sechste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Gassack-Entlüftungsvorrichtung in einer Schließstellung in Schnittdarstellung gemäß der Linie B-B in 14,
- - 14 eine Schnittdarstellung der sechsten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Gassack-Entlüftungsvorrichtung in der Schließstellung gemäß der Linie A-A in 13,
- - 15 die sechste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Gassack-Entlüftungsvorrichtung in einer Offenstellung in Schnittdarstellung gemäß der Linie D-D in 16, und
- - 16 eine Schnittdarstellung der sechsten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Gassack-Entlüftungsvorrichtung in der Offenstellung gemäß der Linie C-C in 15.
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1 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Fahrzeugsitzes 1 und einer Fahrzeugkarosserie 3. In einem seitlichen Bereich des Fahrzeugsitzes 1 ist ein Fahrzeuginsassensicherheitssystem 5 angeordnet. Das Fahrzeuginsassensicherheitssystem 5 umfasst eine Gassack-Entlüftungsvorrichtung 10, einen hier lediglich schematisch dargestellten Gassack 12 und einen Gasgenerator 14. Durch die gestrichelte Linie ist ein alternative, bevorzugte Anbringung des Gasgenerators 14' sowie des Gassacks 12' dargestellt, in der die Gassack-Entlüftungsvorrichtung 10 an einem stirnseitigen Ende des Gasgenerators 14' angeordnet ist. In einer derartigen Ausführungsform sind die Gassack-Entlüftungsvorrichtung 10 und der Gasgenerators 14' insbesondere einteilig ausgebildet und im Einbauzustand in dem Gassack 12' angeordnet.
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Der Gassack 12 ist mit dem Gasgenerator 14 strömungstechnisch verbunden, der den Gassack 12 im Falle eines Unfalls aufbläst. Dabei entfaltet sich der Gassack 12 aus dem Fahrzeugsitz 1 heraus, beispielsweise in einen Bereich zwischen dem Fahrzeugsitz 1 und der Fahrzeugkarosserie 3. Auch ist es denkbar, dass sich der Gassack 12 zwischen zwei Fahrzeugsitzen aufbläst, also beispielsweise zwischen dem Fahrersitz und dem Beifahrersitz.
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Der Gassack 12 ist an der Gassack-Entlüftungsvorrichtung 10 derart befestigt, dass eine Gassacköffnung 16 mit einer ersten Strömungsöffnung 18 der Gassack-Entlüftungsvorrichtung 10 zusammenwirkt.
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Die erste Strömungsöffnung 18 zeigt vom Gassack 12 weg, wobei eine zweite Strömungsöffnung 20 dem Gassack 12 zugewandt ist und in einem Inneren des Gassacks 12 vorgesehen ist.
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Die Gassack-Entlüftungsvorrichtung 10 kann demnach zumindest teilweise in dem Gassack 12 aufgenommen sein
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Die beiden Strömungsöffnungen 18, 20 liegen sich im Wesentlichen gegenüber. Das heißt, dass die beiden Strömungsöffnungen 18, 20 an entgegengesetzten bzw. gegenüberliegenden Seiten der Gassack-Entlüftungsvorrichtung 10 vorgesehen sein können.
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In jedem Fall lässt sich über die beiden Strömungsöffnungen 18, 20 ein Strömungsweg herstellen, der das Innenvolumen des Gassacks 12 mit der Umgebung verbindet.
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Zumindest einer der Strömungsöffnungen 18, 20 ist ein Verschlusselement 22 zugeordnet, um zumindest eine der beiden Strömungsöffnungen 18, 20 zeitweise zu verschließen bzw. den Strömungsweg entsprechend zu versperren.
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Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist das Verschlusselement 22 hier nicht dargestellt. Im Weiteren (3-16) wird darauf genauer eingegangen.
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Zweck der Gassack-Entlüftungsvorrichtung 10 ist es, einen Innendruck des aufgeblasenen Gassacks 12 aktiv zu steuern. In Abhängigkeit der benötigten Gassack-Eigenschaften (hart oder weich) wird das Verschlusselement 22 von den Strömungsöffnungen 18, 20 wegbewegt, wodurch der Strömungsweg bzw. der Durchgang zwischen den beiden Strömungsöffnungen 18, 20 freigelegt wird. Durch den freigelegten Durchgang bzw. den hergestellten Strömungsweg kann Gas aus dem Gassack 12 entweichen und so der Innendruck des Gassacks 12 reduziert werden.
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In 2 ist eine mögliche Anbringung des Gassacks 12 an einer Gassack-Entlüftungsvorrichtung 10 im Detail gezeigt, in der die Gassack-Entlüftungsvorrichtung 10 nur teilweise in dem Gassack 12 aufgenommen ist.
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Ein Haltering 17 wird so an der Gassack-Entlüftungsvorrichtung 10 befestigt, dass er den Gassack 12 zwischen sich und der Gassack-Entlüftungsvorrichtung 10 einklemmt und dabei die Gassacköffnung 16 und die erste Strömungsöffnung 18 umfangsmäßig umschließt.
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Optional wird dabei der Gassack 12 gas-/luftdicht mit der Gassack-Entlüftungsvorrichtung 10 verbunden.
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In der hier gezeigten Ausführungsform ist der Haltering 17 über eine Schrauben-Mutter-Verbindung an der Gassack-Entlüftungsvorrichtung 10 angebracht. Die Schrauben-Mutter-Verbindung kann zudem zur Befestigung an einem Gassackmodulgehäuse genutzt werden
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Alternativ kann der Haltering 17 auch durch Oetiker-Klemmen mit Einpress-Bolzen oder Rohrklemmen an der Gassack-Entlüftungsvorrichtung 10 befestigt werden.
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In 3 und 4 ist eine erste Ausführungsform der Gassack-Entlüftungsvorrichtung 10 in einer Schließstellung bzw. Offenstellung dargestellt. In dieser Ausführungsform umfasst die Gassack-Entlüftungsvorrichtung 10 ein kreiszylindrisches Gehäuse 24, das eine axiale Gesamtlänge 26 aufweist.
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An einem stirnseitigen Ende 28 des Gehäuses 24 ist eine Aktuatorvorrichtung 30 angeordnet, die zumindest einen Aktuator 32 aufweist.
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In der hier gezeigten Ausführungsform umfasst der Aktuator 32 einen pyrotechnischen Zünder, der beispielsweise als ein Mikrogasgenerator ausgebildet ist.
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Die Aktuatorvorrichtung 30 kann hierbei teilweise oder komplett im Gehäuse 24 aufgenommen sein.
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Am Gehäuse 24 sind die zwei Strömungsöffnungen 18, 20, die jeweils eine axiale Öffnungslänge 34 haben, deckungsgleich und gegenüberliegend vorgesehen (vgl. 4). Dies bedeutet, dass die beiden Strömungsöffnungen 18, 20 die gleiche Form und folglich die gleiche axiale Öffnungslänge 34 haben.
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Die Gesamtlänge 26 des Gehäuses 24 und somit auch die der Gassack-Entlüftungsvorrichtung 10 ist deutlich geringer als die 3-fache Öffnungslänge 34.
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Insbesondere ist die Gesamtlänge 26 maximal die 2,5-fache Öffnungslänge 34.
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Es ist vorteilhaft, dass beide Strömungsöffnungen 18, 20 die gleiche Form aufweisen und gegenüberliegenden, da somit Strömungswiderstände einer Gasströmung im Strömungsweg zwischen den beiden Strömungsöffnungen 18, 20 reduziert werden können.
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Alternativ können die Strömungsöffnungen 18, 20 versetzt zueinander liegen oder zueinander anders orientiert sein. Hierdurch kann der Gasstrom gelenkt werden.
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Um die erste Strömungsöffnung 18 ist der Haltering 17 am Gehäuse 24 befestigt. Zwischen dem Haltering 17 und dem Gehäuse 24 ist der Gassack 12 (nicht dargestellt) gas-/luftdicht geklemmt.
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Im Gehäuse 24 ist das Verschlusselement 22 aufgenommen.
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In dieser Ausführungsform ist das Verschlusselement 22 ein hohler, (im Wesentlichen) kreiszylindrischer Kolben, der im ebenfalls (im Wesentlichen) kreiszylindrischen Gehäuse 24 axial verschiebbar gelagert ist.
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Das Verschlusselement 22 weist an einer der Aktuatorvorrichtung 30 zugeordneten Stirnseite eine Kolbenöffnung 36 auf, über die eine Strömungsverbindung in den Hohlraum des Verschlusselements 22 hergestellt ist.
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In einer Ausgangsstellung, also bei nicht aktivierter Aktuatorvorrichtung 30, ist das Verschlusselement 22 in seiner Schließstellung (vgl. 3). Dabei verschließt das Verschlusselement 22 in der gezeigten Ausführungsform gleichzeitig beide Strömungsöffnungen 18, 20.
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Wenn der Gassack 12 durch den Gasgenerator 14 aufgeblasen wird, kann über die Strömungsöffnungen 18, 20 kein (oder nur wenig) Gas aus dem Gassack 12 entweichen, da die Strömungsöffnungen 18, 20 versperrt sind. Folglich bleibt der Innendruck im Gassack 12 nahezu konstant.
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Soll der Innendruck des Gassacks 12 verringert werden, wird die Aktuatorvorrichtung 30 betätigt. In dem hier betrachteten Fall zündet der als pyrotechnischer Zünder ausgebildete Aktuator 32, wodurch das Gas zwischen der Aktuatorvorrichtung 30 und dem Verschlusselement 22 abrupt expandiert. Das expandierende Gas tritt durch die Kolbenöffnung 36 in den Hohlkörper des als hohlen Kolben ausgebildeten Verschlusselements 22 und bewirkt eine axiale Verschiebung des Verschlusselements 22 in Richtung seiner Offenstellung.
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Die bei der Zündung des Aktuators 32 gegebenenfalls freigesetzten Partikel werden zum Großteil im hohlen Bereich des Verschlusselements 22 aufgenommen, also im Hohlraum.
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In einer Endstellung ist das Verschlusselement 22 in seiner Offenstellung (vgl. 4). Dabei sind beide Strömungsöffnungen 18, 20 freigelegt, sodass Gas aus dem Gassack 12 durch die Strömungsöffnungen 18, 20 entweichen und so der Innendruck des Gassacks 12 reduziert werden kann.
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Das Gehäuse 24 kann in einem Bereich, in den das Verschlusselement 22 in seine Offenstellung bewegt wird, verengt sein (z. B. durch eine Rollierung 38) oder eine Komponente aufweisen, wodurch das Verschlusselement 22 in seiner Offenstellung gehalten wird.
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Dem Verschlusselement 22 können Sollbruchkomponenten zugeordnet sein, die das Verschlusselement 22 zuverlässig in seiner Schließstellung halten und erst bei der Betätigung der Aktuatorvorrichtung 30 und einer damit einhergehenden gewollten Bewegung des Verschlusselements 22 das Verschlusselement 22 freigeben. Alternativ können, um das Verschlusselement 22 zuverlässig in seiner Schließstellung halten, auch weitere Halteelemente genutzt werden, die beispielsweise stoffschlüssig, beispielsweise Klebnepunkte, oder formschlüssig, beispielsweise über Rastelemente oder eine Rollierung, ausgebildet sind und erst bei der Betätigung der Aktuatorvorrichtung 30 eine Freigabe des Verschlusselements 22 ermöglichen.
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Das Gehäuse 24 kann auch eine andere Form aufweisen, zum Beispiel eine Quaderform. Komponenten auf die die Form des Gehäuses 24 eine Auswirkung hat, wie beispielsweise das Verschlusselement 22, die Aktuatorvorrichtung 30 und dergleichen, können dementsprechend angepasst werden.
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5 und 6 zeigen eine zweite Ausführungsform der Gassack-Entlüftungsvorrichtung 10 in einer Schließstellung bzw. Offenstellung. Die zweite Ausführungsform ist der zuvor beschriebenen ersten Ausführungsform ähnlich. Für die von der ersten Ausführungsform bekannten Teile werden dieselben Bezugszeichen verwendet. Es wird insoweit auf die obigen Erläuterungen verwiesen.
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Der Unterschied zwischen den beiden Ausführungsformen besteht darin, dass in der zweiten Ausführungsform ein Übertragungsglied 40 zwischen der Aktuatorvorrichtung 30 und dem Verschlusselement 22 vorgesehen ist.
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Das Übertragungsglied 40 ist fest mit der Aktuatorvorrichtung 30 oder dem Aktuator 32 und/oder dem Gehäuse 24 verbunden.
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Am Übertragungsglied 40 ist ein trichterförmiger Kanal 42 angeformt, der durch die Kolbenöffnung 36 in das als hohler Kolben ausgebildete Verschlusselement 22 hineinragt.
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Der trichterförmige Kanal 42 ist vorzugsweise so dimensioniert, dass er auch in das Verschlusselement 22 hineinragt, wenn dieses sich in seiner Offenstellung befindet (siehe 6). Alternativ kann trichterförmige Kanal 42 auch so dimensioniert, dass er nicht in das Verschlusselement 22 hineinragt, wenn dieses sich in seiner Offenstellung befindet.
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Insbesondere sind die Verbindungen zwischen der Aktuatorvorrichtung 30 und dem Übertragungsglied 40 gas-/luftdicht. Auch kann das Übertragungsglied 40 gas-/luftdicht in das Verschlusselement 22 hineinragen. Beispielsweise hat das Verschlusselement 22 einen Abschluss, durch den das Übertragungsglied 40 in den Hohlraum hineinragt, sodass der Hohlraum abgedichtet ist.
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Dadurch werden die bei der Zündung des Aktuators 32 freigesetzten Partikel im Übertragungsglied 40 und im hohlen Bereich des Verschlusselements 22 aufgenommen.
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Des Weiteren kann nahezu die gesamte, von der Aktuatorvorrichtung 30 erzeugte Kraft gezielt in das Verschlusselement 22 geleitet werden.
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Der Öffnungsmechanismus ist identisch zu dem der zuvor beschriebenen ersten Ausführungsform.
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Da sich aufgrund des Übertragungsglieds 40 der durch die Zündung des Aktuators 32 entstandene Druck nur relativ langsam abbaut, wird das Verschlusselement 22 länger mit druckbeaufschlagtem Gas und/oder Druckluft beaufschlagt. Zudem kann dadurch vorzugsweise ein kleinerer und leistungsschwächerer pyrotechnischer Zünder eingesetzt werden.
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In 7 und 8 ist eine dritte Ausführungsform der Gassack-Entlüftungsvorrichtung 10 in einer Schließstellung bzw. Offenstellung dargestellt. Für die von der ersten und zweiten Ausführungsform bekannten Teile werden dieselben Bezugszeichen verwendet. Es wird insoweit auf die obigen Erläuterungen verwiesen.
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In dieser Ausführungsform ist der Aktuator 32 als ein Elektromotor ausgebildet, an dem das Übertragungsglied 40 angebracht ist, insbesondere mechanisch befestigt ist.
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Am Übertragungsglied 40 ist ein Führungsfortsatz 44 angeformt, der in Richtung des Verschlusselements 22 absteht, um mit dem Verschlusselement 22 zusammenzuwirken.
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Optional kann das Verschlusselement 22 auch direkt mit dem Aktuator 32 verbunden sein.
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In den 7 und 8 ist jeweils nur eine der beiden Strömungsöffnungen 18, 20 gezeigt.
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Das Verschlusselement 22 umfasst hier einen gebogenen Verschlussabschnitt 46, der beispielswiese plattenförmig ausgebildet ist. Der Verschlussabschnitt 46 weist an seiner der Aktuatorvorrichtung 30 zugewandten Stirnseite eine schräge Führungsfläche 48 auf.
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Das Verschlusselement 22 ist im Gehäuse 24 drehbar aufgenommen, sodass sich das Verschlusselement 22 innerhalb des Gehäuses 24 drehen kann, wenn die Aktuatorvorrichtung 30 aktiviert worden ist.
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In einer Ausgangsstellung ist das Verschlusselement 22 in seiner Schließstellung (vgl. 7). Dabei verschließt das Verschlusselement 22 zumindest eine der beiden Strömungsöffnungen 18, 20.
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Bei Betätigung der Aktuatorvorrichtung 30 initiiert der, im hier betrachteten Fall als Elektromotor ausgebildete, Aktuator 32 eine axiale Bewegung des Übertragungsglieds 40 in Richtung des Verschlusselements 22. Dabei trifft der Führungsfortsatz 44 des Übertragungsglieds 40 auf die schräge Führungsfläche 48 des Verschlusselements 22 und bewirkt dadurch eine Verdrehung des Verschlussabschnitts 46 in Umfangsrichtung entlang der Innenseite des Gehäuses 24. Dabei wird das Verschlusselement 22 um ca. 90° um seine eigene Achse in seine Offenstellung verdreht. Die axiale Bewegung des Übertragungsglieds 40 in Richtung des Verschlusselements 22 kann alternativ durch einen als pyrotechnischen Zünder ausgebildeten Aktuator 32 hervorgerufen werden (nicht dargestellt).
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Wenn das Verschlusselement 22 direkt mit dem Elektromotor bzw. Aktuator 32 verbunden ist, kann der Elektromotor bzw. der Aktuator 32 das Verschlusselement 22 auch in unterschiedliche Zwischenstellungen/Teiloffenstellungen bewegen, beispielsweise stufenlos. So kann der Gasstrom zwischen den Strömungsöffnungen 18, 20 und somit der Innendruck des Gassacks 12 präziser eingestellt werden.
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In einer Endstellung ist das Verschlusselement 22 in seiner Offenstellung (vgl. 8). Dabei sind beide Strömungsöffnungen 18, 20 freigelegt.
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Da sich das Verschlusselement 22 um seine eigene Achse in Umfangsrichtung entlang der Innenseite des Gehäuses 24 in seine Offenstellung verdreht, ist kein zusätzlicher Bauraum notwendig, in dem das Verschlusselement 22 in seiner Offenstellung aufgenommen werden muss, wie dies zum Beispiel bei der ersten und der zweiten Ausführungsform der Fall ist (vgl. 3-6). Als Folge daraus kann Bauraum eingespart werden.
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Dadurch ist die Gesamtlänge 26 in der hier beschriebenen Ausführungsform sogar geringer als die 2-fache Öffnungslänge 34.
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Insbesondere ist die Gesamtlänge 26 geringer als die 1,5-fache Öffnungslänge 34.
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In dieser Ausführungsform wird das Verschlusselement 22 durch den Elektromotor des Aktuators 32 in seiner Offenstellung gehalten.
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Alternativ können am Gehäuse 24 oder am Verschlusselement 22 Komponenten oder Mechanismen vorgesehen sein, durch die das Verschlusselement 22 in seiner Schließstellung oder seiner Offenstellung vor bzw. nach der Betätigung der Aktuatorvorrichtung 30 gehalten wird.
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9 und 10 zeigt eine vierte Ausführungsform der Gassack-Entlüftungsvorrichtung 10 in einer Schließstellung bzw. Offenstellung. Für die von den zuvor beschriebenen Ausführungsformen bekannten Teile werden dieselben Bezugszeichen verwendet, und es wird insoweit auf die obigen Erläuterungen verwiesen.
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In dieser Ausführungsform ist der Aktuator 32 ein pyrotechnischer Zünder.
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Alternativ kann der Aktuator 32 auch ein Elektromotor sein, der direkt mit dem Übertragungsglied 40 verbunden ist. Das Übertragungsglied 40 kann hierbei beispielsweise als eine Schnecke eines Schneckengetriebes ausgebildet sein (nicht dargestellt) oder einen Fortsatz 52 mit einer Verzahnung umfassen.
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Das Übertragungsglied 40 ist beabstandet von der Aktuatorvorrichtung 30 und zumindest teilweise in einer Druckkammer 58 angeordnet und umfasst eine Druckplatte 50, an der ein gezahnter Fortsatz 52 angeformt ist, der in Richtung des Verschlusselements 22 absteht. Der Fortsatz 52 weist demnach eine Verzahnung auf.
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Das Verschlusselement 22 umfasst hier einen gebogenen Verschlussabschnitt 54, der an seiner der Aktuatorvorrichtung 30 zugewandten Stirnseite eine gezahnte Übertragungskomponente 56 aufweist, also eine Gegenverzahnung.
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Das Verschlusselement 22 ist am Gehäuse 24 schwenkbar angeordnet. Das Schwenklager ist dabei derart in Bezug auf das Gehäuse 24 vorgesehen, dass das Verschlusselement 22 nach außen wegschwenkt, also vom Gehäuse 24 weg.
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In einer Ausgangsstellung ist das Verschlusselement 22 in seiner Schließstellung (vgl. 9). Dabei verschließt das Verschlusselement 22 eine der beiden Strömungsöffnungen 18, 20 von außen.
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Es ist vorteilhaft, das Verschlusselement 22 an der Strömungsöffnung 20 vorzusehen, die dem Gassack 12 zugewandt oder im Gassack 12 angeordnet ist. Zum einen wirkt bei einem aufgeblasenen Gassack 12 der Innendruck des Gassacks 12 so auf das Verschlusselement 22 ein, dass es gegen die Strömungsöffnung 20 gedrückt wird und somit die Strömungsöffnung 20 stärker verschließt, also abdichtet. Zum anderen ist im aufgeblasenen Gassack 12 genügend Platz, um das Verschlusselement 22 öffnen zu können, also in den aufgeblasenen Gassack 12 zu verschwenken.
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Bei einer Zündung des Aktuators 32 wird das Übertragungsglied 40 aufgrund des expandierenden Gas schlagartig axial von der Aktuatorvorrichtung 30 wegbewegt. Die axiale Verschiebung des gezahnten Fortsatzes 52 des Übertragungsglieds 40 wird über die gezahnte Übertragungskomponente 56 des Verschlusselements 22 in eine Schwenkbewegung des Verschlussabschnitts 54 des Verschlusselements 22 übertragen.
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Mit anderen Worten stellen die Verzahnung bzw. der gezahnte Fortsatz 52 sowie die Gegenverzahnung, also die gezahnte Übertragungskomponente 56, eine Übersetzung bereit, die die axiale Bewegung des Übertragungsglieds 40 in die Drehbewegung, insbesondere Schwenkbewegung, des Verschlusselements 22 übersetzen.
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Da sich der durch die Zündung des Aktuators 32 entstandene Druck in der Druckkammer 58 nur relativ langsam abbaut, wird das Übertragungsglied 40 länger mit druckbeaufschlagtem Gas und/oder Druckluft beaufschlagt.
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Die bei der Zündung des Aktuators 32 freigesetzten Partikel werden in der Druckkammer 58 gehalten, da diese von der Druckplatte 50 abgedichtet ist. Somit ist sichergestellt, dass keine Partikel über die Strömungsöffnungen 18, 20 austreten können.
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In der Ausführungsform mit einem Elektromotor als Aktuator 32 initiiert der Elektromotor die schlagartige, axiale Verschiebung des Übertragungsglieds 40 und die damit einhergehende Schwenkbewegung des Verschlusselements 22.
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Dabei wird das Verschlusselement 22 durch den Elektromotor des Aktuators 32 in seiner Offenstellung gehalten.
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In einer Endstellung ist das Verschlusselement 22 in seiner Offenstellung (vgl. 10). Dabei sind beide Strömungsöffnungen 18, 20 freigelegt.
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Analog zur dritten Ausführungsform (7 und 8) ist auch in dieser Ausführungsform kein zusätzlicher Bauraum notwendig, in dem das Verschlusselement 22 in seiner Offenstellung aufgenommen werden muss, wodurch Bauraum eingespart werden kann.
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Dadurch ist die Gesamtlänge 26 in der hier beschriebenen Ausführungsform geringer als die 2-fache Öffnungslänge 34.
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Insbesondere ist die Gesamtlänge 26 geringer als die 1,5-fache Öffnungslänge 34.
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In dieser Ausführungsform wird das Verschlusselement 22 durch den Druck in der Druckkammer 58 oder den Elektromotor des Aktuators 32 in seiner Offenstellung gehalten.
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Alternativ können am Gehäuse 24, am Übertragungsglied 40 oder am Verschlusselement 22 Komponenten oder Mechanismen vorgesehen sein, durch die das Verschlusselement 22 in seiner Schließstellung oder seiner Offenstellung vor bzw. nach der Betätigung der Aktuatorvorrichtung 30 gehalten wird.
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Das Gehäuse 24 kann auch eine andere Form aufweisen, zum Beispiel eine Quaderform.
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Komponenten auf die die Form des Gehäuses 24 eine Auswirkung hat, wie beispielsweise das Verschlusselement 22, das Übertragungsglied 40, die Aktuatorvorrichtung 30 und dergleichen, können dementsprechend angepasst werden.
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In den 11 und 12 ist eine fünfte Ausführungsform der Gassack-Entlüftungsvorrichtung 10 in einer Schließstellung bzw. Offenstellung gezeigt. Für die von den zuvor beschriebenen Ausführungsformen bekannten Teile werden dieselben Bezugszeichen verwendet, und es wird insoweit auf die obigen Erläuterungen verwiesen.
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Die Gassack-Entlüftungsvorrichtung 10 umfasst in dieser Ausführungsform eine mechanische Aktuatorvorrichtung 32.
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Das Verschlusselement 22 ist in dieser Ausführungsform ein hohler, (im Wesentlichen) kreiszylindrischer Kolben, der im ebenfalls (im Wesentlichen) kreiszylindrischen Gehäuse 24 axial verschiebbar gelagert ist.
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Das Verschlusselement 22 weist einer der Aktuatorvorrichtung 30 zugeordnete geschlossene Stirnseite 62 auf, an der das Übertragungsglied 40 in der dieser Ausführungsform in der Schließstellung anliegt (siehe 11).
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Eine Aktivierung der Aktuatorvorrichtung bewirkt, dass das Übertragungsglied 40 in axialer Richtung von dem Aktuator 32 weg bewegt wird und dadurch einen Impuls beziehungsweise eine Kraft auf das Verschlusselement ausübt, wodurch dieses sich in Richtung der Stirnwand 64 des Gehäuses 24 bewegt, die dem stirnseitigen Ende 28, in dem die Aktuatorvorrichtung aufgenommen ist, gegenüberliegt.
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Das Verschlusselement 22, insbesondere die Zylinderwand 60, ist zumindest teilweise deformierbar und/oder komprimierbar ausgebildet, sodass das Verschlusselement 22 an der Stirnwand 64 komprimiert und in sich zusammengeschoben werden kann (siehe 12).
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Dadurch ist die Gesamtlänge 26 in der hier beschriebenen Ausführungsform geringer als die 2-fache Öffnungslänge 34. Insbesondere ist die Gesamtlänge 26 geringer als die 1,5-fache Öffnungslänge 34.
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Die 13 bis 16 zeigen eine sechste Ausführungsform der Gassack-Entlüftungsvorrichtung 10 sowie eines Gassacks 12 (14 und 16) in einer Schließstellung bzw. Offenstellung in verschiedenen Ansichten. Für die von den zuvor beschriebenen Ausführungsformen bekannten Teile werden dieselben Bezugszeichen verwendet, und es wird insoweit auf die obigen Erläuterungen verwiesen.
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Der Aktuator 32 ist in dieser Ausführungsform als ein Elektromotor, insbesondere als ein Stellmotor oder Schrittmotor, ausgebildet.
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Das Verschlusselement 22 umfasst hier einen gebogenen Verschlussabschnitt 46, der beispielswiese plattenförmig ausgebildet ist. Der Verschlussabschnitt 46 ist über Verbindungselemente 47 mit dem Übertragungsglied 40 verbunden.
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Das Verschlusselement 22 ist im Gehäuse 24 drehbar aufgenommen, sodass sich das Verschlusselement 22 innerhalb des Gehäuses 24 drehen kann, wenn die Aktuatorvorrichtung 30 aktiviert worden ist.
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In einer Ausgangsstellung ist das Verschlusselement 22 in seiner Schließstellung (vgl. 13 und 14). Dabei verschließt das Verschlusselement 22 zumindest eine der beiden Strömungsöffnungen 18, 20.
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Bei Betätigung der Aktuatorvorrichtung 30 initiiert der, im hier betrachteten Fall als Elektromotor ausgebildete, Aktuator 32 eine rotative Bewegung des Übertragungsglieds 40 und somit auch eine Verdrehung Verschlussabschnitts 46 in Umfangsrichtung entlang der Innenseite des Gehäuses 24. Dabei wird das Verschlusselement 22 um ca. 90° um seine eigene Achse verdreht um in die in den 15 und 16 dargestellte Offenstellung zu gelangen.
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Eine derartige Ausführungsform ermöglicht insbesondere auch, dass die Strömungsöffnungen 18, 20 in vorher definierten Schritten geöffnet werden können. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass zu bestimmten Zeitpunkten nach Aktivierung der Aktuatorvorrichtung 30, abhängig von insassenabhängigen und/oder unfallabhängigen Parametern, bestimmte Teiloffenstellungen ermöglicht werden, beispielsweise eine Verdrehung des Verschlusselements 22 von 5° bei 5 ms und 45° bei 25 ms. Derartige zeitabhängige Teiloffenstellungen sind vorzugsweise in Form einer Matrix, in der insassenabhängige und/oder unfallabhängige Parametern Teiloffenstellungen zu bestimmten Zeitpunkten zugewiesen sind, in einer nicht dargestellten Steuereinheit hinterlegt. Zudem ermöglicht eine derartige Aktuatorvorrichtung 30 auch, dass das Verschlusselement 22 wieder in die geschlossene Stellung überführt wird, sodass die Strömungsöffnungen 18, 20 wieder komplett geschlossen werden können.
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Zudem kann das Verschlusselement 22, das über das Übertragungsglied 40 direkt mit dem Elektromotor bzw. Aktuator 32 verbunden ist, durch den Elektromotor bzw. den Aktuator 32 in unterschiedliche Zwischenstellungen/Teiloffenstellungen bewegt werden, insbesondere stufenlos. So kann der Gasstrom zwischen den Strömungsöffnungen 18, 20 und somit der Innendruck des Gassacks 12 präziser eingestellt werden.
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In einer Endstellung ist das Verschlusselement 22 in seiner Offenstellung (vgl. 15 und 16). Dabei sind beide Strömungsöffnungen 18, 20 freigelegt.
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Da sich das Verschlusselement 22 um seine eigene Achse in Umfangsrichtung entlang der Innenseite des Gehäuses 24 in seine Offenstellung verdreht, ist kein zusätzlicher Bauraum notwendig, in dem das Verschlusselement 22 in seiner Offenstellung aufgenommen werden muss.
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Dadurch ist die Gesamtlänge 26 in der hier beschriebenen Ausführungsform sogar geringer als die 2-fache Öffnungslänge 34. Insbesondere ist die Gesamtlänge 26 geringer als die 1,5-fache Öffnungslänge 34.
