DE10243864B3

DE10243864B3 - Gasgenerator für Airbags und andere Rückhaltevorrichtungen

Info

Publication number: DE10243864B3
Application number: DE2002143864
Authority: DE
Inventors: Muhammed Ali Narin; Thomas Dr. Reiter
Original assignee: Autoliv Development AB
Current assignee: Autoliv Development AB
Priority date: 2002-09-20
Filing date: 2002-09-20
Publication date: 2004-04-29
Anticipated expiration: 2022-09-21

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Gasgenerator für Airbags und andere Rückhaltesysteme mit mindestens einer Gaserzeugungskammer und einer Ausströmkammer mit mindestens einer Ausströmöffnung. Erfindungsgemäß weist die Ausströmkammer ein variierbares Volumen zur Einstellung des Auslassgasvolumenstroms auf.

Description

Die Erfindung betrifft einen Gasgenerator für Airbags und andere Rückhaltesysteme nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Durch den Einsatz von Airbags und anderen Rückhaltesystemen, wie beispielsweise Gurtstrammern, konnte die Zahl der Unfallverletzungen entscheidend verringert werden. Um derartige Systeme noch wirksamer zu gestalten, ist es notwendig adaptive Steuersysteme zu schaffen. Eine Vielzahl von Parametern, wie beispielsweise die Umgebungslufttemperatur, die Größe des Fahrzeuginsassen, dessen Gewicht und Position auf dem Sitz, muss berücksichtigt werden, bevor von dem Sicherheitssystem entschieden werden kann, welche der Sicherheitseinrichtungen aktiviert werden sollen, das Airbagsystem, der Gurtstrammer oder der Belastungsbegrenzer. Weiterhin muss das Sicherheitssystem in Abhängigkeit der vorgenannten Parameter entscheiden, bis zu welchem Grad das jeweilige System aktiviert werden soll. Gasversorgungssysteme für Airbags werden üblicherweise durch den Auslassgasvolumenstrom gesteuert, wobei Ventile, Berstscheiben, mehrstufige pyrotechnische Einrichtungen und / oder komprimiertes Gas verwendet werden.

Aus der US 5,366,242 A ist ein Steuersystem bekannt, mit dem der Gasvolumenstrom zum Aufblasen eines Airbags in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur gesteuert werden kann. Die Berücksichtigung der Umgebungstemperatur bei der Steuerung des Gasvolumenstroms zum Aufblasen eines Airbags ist notwendig, da die Druckdifferenzen des den Airbag füllenden Gases in Folge der Änderung der Umgebungstemperatur dazu führen können, dass der Airbag bei höherer Umgebungstemperatur wesentlich schneller aufgeblasen wird als bei vergleichsweise geringer Umgebungstemperatur. Um hier eine möglichst unabhängige Aufblasgeschwindigkeit des Airbags zu erreichen sieht die US 5,366,242 A eine temperaturempfindliche Bimetallfeder auf, über die ein Ventilplättchen bewegbar ist, das eine Ausströmöffnung für das den Airbag aufblasende Gas teilweise oder vollständig verschließen kann. Dabei wird abhängig von der Außentemperatur die Bimetallfeder und mit dieser das Ventilplättchen zum Verschließen der Öffnung bewegt.

Aus der WO 97/26160 A1 ist ein anderes System bekannt, in welchem die Umgebungstemperaturänderung kompensiert wird. Dieses System verwendet einen Bimetallstreifen als einen temperaturabhängigen Kompensator für die Gasdruckmessung. In Abhängigkeit von dem gemessenen Gasdruck wird nach der dort beschriebenen Lösung der Gasvolumenstrom zum Füllen des Airbags gesteuert.

Aus der DE 43 05 035 A1 ist eine gattungsgemäße Vorrichtung zum Aufblasen einer Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung mit einem Gasgenerator bekannt, bei welchem über eine Ventilanordnung der Auslassgasvolumenstrom vom Gasgenerator durch teilweises Blockieren der radialen Gasauslassöffnungen über einen Kolben erfolgt. Der Kolben stützt sich auf einem Wabenelement ab, das bei Bewegung des Kolbens zerdrückt wird.

Aus der DE 41 08 857 C1 und der WO 99/42340 A1 sind Gasgeneratoren bekannt, die ein variierbares Volumen der Abströmkammer aufweisen. Aus der DE 100 31 750 A1 und der DE 199 29 046 A1 sind in Airbagsystemen bereits bewegliche Kolben beschrieben worden.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, einen gattungsgemäßen Gasgenerator nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart weiterzubilden, dass der Auslassgasvolumenstrom in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur in gegenüber dem Stand der Technik verbesserter Art und Weise einstellbar ist.

Diese Aufgabe wird durch die Kombination der Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Demnach weist die Ausströmkammer ein varüerbares Volumen zur Einstellung des Auslassgasvolumenstroms auf. Eine der Ausströmkammerwände wird als bewegliche Wand ausgebildet, so daß durch deren Verschiebung das Volumen der Ausströmkammer variierbar ist. Die bewegliche Wand ist über ein Bimetallelement verschiebbar, wobei sich das Bimetallelement entsprechend der Umgebungstemperatur verkürzt bzw. verlängert. Die Grundidee besteht darin, das Volumen der Ausströmkammer in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur oder aber auch von anderen Einflussparametern, wie der Größe bzw. des Gewichts des Fahrzeuginsassen zu verändern. Die Volumenänderung der Ausströmkammer führt zu einer entsprechenden Druckänderung, wodurch unmittelbar der Auslassgasvolumenstrom verändert wird.

Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den sich an den Hauptanspruch anschließenden Unteransprüchen.

Die bewegliche Wand ist vorteilhaft derart ausgebildet, dass sie entsprechend der Änderung der Umgebungslufttemperatur verschiebbar ist. Die Ausströmkammer kann in einer bevorzugten Ausführung der Erfindung rohrförmig ausgebildet sein. Bei einer derartigen rohrförmigen Ausströmkammer kann die bewegliche Wand als beweglicher Kolben gelagert sein.

Das Bimetallelement kann als Feder ausgebildet sein.

Vorteilhaft wird die bewegliche Wand innerhalb der Ausströmkammer bei ihrer Bewegung mittels eines Stützelementes geführt.

Das Stützelement kann in unterschiedlicher Art und Weise ausgeführt sein. So kann es aus einer axialen Stange bestehen, die senkrecht zu einem mit dieser verbundenen Speichenrad ausgerichtet ist. Gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung kann das Stützelement auch aus einem axialen Rohr bestehen, das zwischen einer zweiten Gaserzeugungskammer und der Ausströmkammer angeordnet ist.

Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
1: eine Seitenansicht einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
2: ein Querschnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung nach 1 mit der Darstellung einer Stützstruktur für die bewegliche Wand,
3: eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
In 1 ist ein Gasgenerator 10 dargestellt, der insgesamt eine langgestreckte zylindrische Form aufweist, also rohrförmig ausgebildet ist. Der Gasgenerator 10 beinhaltet eine Gaserzeugungskammer 12 und eine Ausströmkammer 14. Die Gaserzeugungskammer 12 weist in bekannter Art und Weise eine Zündeinrichtung 30, einen Gaserzeuger 32 und eine Gasverbindung auf, wobei die Gasverbindung anfänglich mittels eines Verschlusselements 34 verschlossen ist. In der Ausströmkammer 14 sind mehrere Ausströmöffnungen 16 vorgesehen. Das Volumen der Ausströmkammer 14 kann über eine bewegliche Wand 16 variiert werden. Das Volumen der Ausströmkammer 14 wird dabei durch die sie umgebenden Wandungen und die einseitige bewegliche Wand 16 gebildet.
Die bewegliche Wand 16 wird in der rohrförmigen Verlängerung der Ausströmkammer 14 geführt und weist eine Stützstruktur 22, 24 auf. Die Stützstruktur des in 1 dargestellten Ausführungsbeispiels ergibt sich aus 2. Hier ist ein spei chenförmiges Rad 22 mit einer senkrecht auf dieser angeordneten axialen Stange 20 verbunden. Zwischen der beweglichen Wand 16 und einer Außenwandung 24 der rohrförmigen Verlängerung der Ausströmkammer 14 ist eine Bimetallfeder 18 angeordnet, die entsprechend der Außenlufttemperatur durch entsprechende Verschiebung der beweglichen Wand 16 das Volumen in der Ausströmkammer 14 verändert. Über eine Ventilationsöffnung 36 kann Luft zwischen dem Innenraum der rohrförmigen Verlängerung der Ausströmkammer 14 und der Außenumgebung ausgetauscht werden. Nahe der Bimetallfeder 18 kann ein Aktivierungselement angeordnet sein, das entsprechend einem Insassengewicht oder -größensignal aktiviert wird. Dabei kann das Aktivierungselement die Bimetallfeder 18 mechanisch aktivieren oder Wärme erzeugen, um die wärmeempfindliche Bimetallfeder 18 zu aktivieren. Über die Volumenänderung der Ausströmkammer 14 kann der erste Peak des Gasausströmvolumenstroms vergleichmäßigt werden, um ein zu abruptes Aufblasen eines Airbags zu verhindern, falls der Fahrzeuginsasse nicht in der gewünschten üblichen Sitzposition sitzt (also beispielsweise vorgebeugt ist). Die von der Bimetallfeder 18 aktivierte Wand 16 wirkt hier ähnlich eines Schwingungsdämpfers, wobei das Volumen in der Ausströmkammer 14 infolge der unterschiedlichen Drücke in der Ausströmkammer 14 verändert wird. Ist der Druck sehr hoch wird das Volumen in der Ausströmkammer 14 vergrößert und umgekehrt.
Wie in 1 dargestellt, kann die bewegliche Wand 16 auf Grund der Auslenkung der Bimetallfeder 18 infolge der Umgebungstemperatur wie ein Kolben im Rohr hin und her verschoben werden. Die bewegliche Wand 16 wird dadurch durch die Stützstruktur 20, 22 geführt, wobei die Stützstruktur 20, 22 gleichzeitig einen Anschlag für die maximale Auslenkung der beweglichen Wand 16 bildet.
In 3 ist eine besonders ausgestaltete Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung dargestellt. Hier ist ein Gasgenerator 10 mit einer ersten Gaserzeugungskammer 12 und einer zweiten neben der Ausströmkammer 14 angeordneten Gaserzeugungskammer 50 ausgestattet. Die erste Gaserzeugungskammer 12 sowie die Ausströmkammer 14 sind entsprechend dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 aufgebaut. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen hier gleiche Elemente. Im Unterschied zu dem Aufbau des Ausführungsbeispiels gemäß 1 ist hier eine Gaserzeugungskammer 50 vorgesehen, die einen Zünder 52, einen Gasgenerator 54 und einen Gasdurchlass mit einem entsprechenden Verschlusselement 56 aufweist. Zwischen Gasdurchlass und Gaserzeugungskammer 50 ist ein Verbindungsrohr 58 angeordnet.

Claims

Gasgenerator (10) für Airbags und andere Rückhaltesysteme mit mindestens einer Gaserzeugungskammer (12) und einer Ausströmkammer (14) mit mindestens einer Ausströmöffnung (15), dadurch gekennzeichnet, daß die Ausströmkammer (14) ein varüerbares Volumen zur Einstellung des Auslaßgasvolumenstromes aufweist, daß eine der Ausströmkammer wände als bewegliche Wand (16) ausgebildet ist, so daß durch deren Verschiebung das Volumen der Ausströmkammer (14) variierbar ist und dass die bewegliche Wand (16) über ein Bimetallelement (18) verschiebbar ist.
Gasgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegliche Wand (16) derart ausgebildet ist, daß sie entsprechend der Änderung der Umgebungslufttemperatur verschiebbar ist.
Gasgenerator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausströmkammer (14) rohrförmig ausgebildet ist.
Gasgenerator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegliche Wand (16) als beweglicher Kolben in der rohrförmigen Ausströmkammer (14) gelagert ist.
Gasgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bimetallelement (18) als Feder ausgebildet ist.
Gasgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegliche Wand (16) innerhalb der Ausströmkammer (14) bei ihrer Bewegung mittels eines Stützelementes geführt wird.
Gasgenerator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützelement aus einer axialen Stange (20) und einem senkrecht zu dieser verlaufenden Speichenrad (22) besteht.
Gasgenerator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützelement aus einem axialen Rohr (58) besteht, das zwischen einer zweiten Gaserzeugungskammer (50) und der Ausströmkammer (14) angeordnet ist.