DE10243866A1

DE10243866A1 - Gasgenerator für Airbags und andere Rückhaltevorrichtungen

Info

Publication number: DE10243866A1
Application number: DE2002143866
Authority: DE
Inventors: Muhammed Ali Narin; Thomas Dr. Reiter; Jörg SZILAGYI
Original assignee: Autoliv Development AB
Current assignee: Autoliv Development AB
Priority date: 2002-09-20
Filing date: 2002-09-20
Publication date: 2004-04-01

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Gasgenerator zur Verwendung in einem Kraftfahrzeugsicherheitssystem, wie einem Airbag oder einem anderen Rückhaltesystem, mit mindestens einer Gaserzeugungskammer, einer Ausströmkammer, mit mindestens einer komprimiertes Gas enthaltenden Kammer und Öffnungseinrichtungen, die die Verbindungen zwischen der Gaserzeugungskammer, bzw. der das komprimierte Gas enthaltenden Kammer und der Ausströmkammer angesteuert öffnen können. Erfindungsgemäß ist die das komprimierte Gas enthaltende Kammer in eine Hauptkammer und zumindest eine kleinere Nebenkammer unterteilt. Die Hauptkammer und zumindest eine Nebenkammer sind über Verbindungsöffnungen miteinander verbindbar, wobei diese mittels zu öffnenden Verschlusselementen verschlossen sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen Gasgenerator zur Verwendung in einem Kraftfahrzeugsicherheitssystem, wie einem Airbag oder einem anderen Rückhaitesystem, 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. Als Gasgeneratoren werden beispielsweise mehrstufige Gasgeneratoren eingesetzt, die sowohl pyrotechnische Gaserzeugungsstufen und komprimiertes Gas enthaltende Kammern enthalten. Diese mehrstufigen Gasgeneratoren werden in Unfallsituationen, wie beispielsweise dem Überschlag genutzt. In Abhängigkeit von der Art des Zusammenstoßes, d.h. seines Impulses, seiner Dauer usw., sowie in Abhängigkeit vom Gewicht des Insassen, seiner Größe und seiner Position kann eine oder mehrere Stufen des Gasgenerators in einer vorbestimmten Abfolge aktiviert werden, um eine längere oder kürzere zeitliche Verzögerung zu erreichen, je nach dem was für den Schutz des Insassen in der jeweiligen Unfallsituation am besten ist.

Es wurde bereits vorgeschlagen, zweistufige Gasgeneratoren mit zwei Gaskammern zu bauen, von denen jede einerseits komprimiertes Gas enthielt und andererseits eine pyrotechnische Ladung. Die beiden rohrförmigen Gascontainer sind jeweils seitlich an eine rohrförmige Ausströmkammer angesetzt, so dass beide Gascontainer diese Ausströmkammer als gemeinsamen Gasauslass nutzen. Bei diesem Gasgenerator können ein oder zwei Stufen unabhängig voneinander oder in zeitlicher Abfolge hintereinander mit einer längeren oder einer kürzeren Verzögerung genutzt werden. Obwohl dieser vorbekannte Gasgenerator schon mehrstufig und adaptiv ausgebildet ist, weist er Nachteile auf. So ist dieser Gasgenerator vergleichsweise groß und schwer und verfügt über einen sehr kompliziert aufgebauten Öffnungsmechanismus, woraus eine hohe Störanfälligkeit resultiert.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher einen gattungsgemäßen mehrstufigen Gasgenerator derart weiterzubilden, dass er einfacher baut.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Kombination der Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Die dieser Erfindung zu Grunde liegende Idee besteht darin, dass die das komprimierte Gas enthaltende Kammer in eine Hauptkammer und in mehrere kleinere Kammern unterteilt wird. Die kleinen Kammern sind seriell oder koaxial zur Hauptkammer angeordnet.

Während die Hauptkammer die Hauptmenge an komprimiertem Gas zur Verfügung stellt, ermöglicht die zumindest eine vorhandene kleine Gaskammer eine Variation des Auslassgasvolumenstroms. Ein kleiner Insasse, beispielsweise ein Kind, oder ein Insasse, der sich aus seiner Sitzposition vorbeugt, benötigt eine weniger abrupte und aggressive Gaserzeugung als ein erwachsener Insasse, der in normaler Sitzposition ruht. Dieses Ausströmverhalten des Gases kann durch ein frühes Öffnen des Verschlusses zwischen den beiden Kammern erreicht werden. Eine derartige Öffnung kann beispielsweise durch einen Lagesensor für den Insassen bzw. einen Gewichtssensor für den Insassen ansteuerbar sein. Bei einer entsprechenden Verbindung der Kammern kann der Gasvolumenstrom von der. Hauptkammer in die Nebenkammer strömen, bevor er beispielsweise in Richtung des Airbags strömt. Andererseits ist es auch möglich, die Zeit zum vollständigen Füllen des Airbags durch Festlegen einer Verzögerung beim Öffnen der beiden Kammern einzustellen. Bei einer kurzen Zeitverzögerung resultiert eine kurze Füllzeit, während bei einer langen Zeitverzögerung eine vergleichsweise lange Füllzeit erreicht wird.

Besondere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus dem sich an dem Hauptanspruch anschließenden Unteransprüchen.

Die die Kammern voneinander trennenden Verschlusselemente können gemäß einer bevorzugten Ausführungsform aus Berstscheiben, Membranen oder herausbrechbaren Zwischenwandteilen bestehen. Zur Öffnung dieser Verschlusselemente können als Öffnungseinrichtungen ansteuerbare pyrotechnische Einrichtungen vorhanden sein. Diese kleinen Sprengsätze werden gezielt vom Steuersystem angesteuert, um die jeweiligen Kammern durch Beseitigung der Verschlusselemente zu verbinden.

Dabei sind die Öffnungseinrichtungen vorzugsweise entsprechend dem Signal von die Insassen ertassenden Sensoren adaptiv ansteuerbar.

Die das komprimierte Gas enthaltende Kammer kann eine Hauptkammer und eine kleinere Nebenkammer aufweisen. Hauptkammer und Nebenkammer können hintereinander in Serie angeordnet sein. Alternativ können die Hauptkammer und die Nebenkammer aber auch koaxial zueinander angeordnet sein.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Gasdruck in der Hauptkammer größer als der Gasdruck in der Nebenkammer.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen. Es zeigen:
1: eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Gasgenerators,
2: eine Darstellung entsprechend 1 einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und
3: einen Querschnitt entlang der Linie A – A in 2.
Der in 1 dargestellte Gasgenerator (10) ist langgestreckt rohrförmig ausgebildet. Er weist eine Gaserzeugungskammer (12) bekannter Bauart auf, wobei diese einen Zünder (16) und eine pyrotechnische Ladung (18) aufweist. An die Gaserzeugungskammer (12) schließt unmittelbar eine Ausströmkammer (14) an, wobei beide Kammern über eine mittels einer Berstscheibe (20} verschlossene Verbindungsöffnung miteinander verbindbar sind. In der Ausströmkammer (14) sind eine Reihe von Ausströmöffnungen (22) vorgesehen. Die Berstplatte (20) weist in hier nicht mehr dargestellter Art und Weise eine kleine pyrotechnische Ladung auf, über die die Berstplatte (20) im Gaserzeugungsfall gezielt weggesprengt werden kann.
Die Ausströmkammer (14} schließt auf der der Gaserzeugungskammer (12) gegenüber Seite an eine komprimiertes Gas enthaltende Kammer (24) an. Diese komprimiertes Gas enthaltende Kammer (24} ist unterteilt in eine Hauptkammer (26) und eine Nebenkammer (28), wobei in der Ausführungsvariante gemäß 1 die Hauptkammer (26) und die Nebenkammer (28) sequentiell ineinander übergehen, d. h. entlang der Symmetrieachse (30) hintereinander angeordnet sind. Zwischen der Hauptkammer (26) und der Ausströmkammer (14) ist eine Verbindungsöffnung vorgesehen, die über eine Berstplatte (32) verschlossen ist. Auch diese Berstplatte (32) weist eine pyrotechnische Ladung auf, die in der 1 nicht mehr dargestellt ist. Auch diese pyrotechnische Ladung ist derart ansteuerbar, dass die Berstplatte (32) wegsprengbar ist. Das entsprechende Ansteuersignal kann über einen hier nicht näher dargestellten Crashsensor auslösbar sein. Die Hauptkammer (26) und die Nebenkammer (28) sind mittels einer herausbrechbaren Membran (34) voneinander getrennt. Auch die Membran (34) weist eine hier nicht näher darge stellte pyrotechnische Ladung auf, die im Ansteuerfall die Membran (34) wegsprengt. Die Ansteuerung der pyrotechnischen Ladung zur Zerstörung der Membran (34) erfolgt beispielsweise über einen die Position des Insassen erfassenden Sensor, der hier in der 1 ebenfalls nicht dargestellt ist.
Die in den 2 und 3 dargestellte Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Gasgenerators (10) entspricht im wesentlichen derjenigen gemäß 1, so dass gleiche Bezugszeichen die gleichen Bauteile bezeichnen. Allerdings ist in den 2 und 3 die Nebenkammer (28) gegenüber der Hauptkammer (26) anders angeordnet. Im hier dargestellten Ausführungsfall ist die Nebenkammer koaxial zur Hauptkammer ausgeführt, so dass sich beide Kammer in Form eines doppelwandigen Rohres ausgebildet sind.

Claims

Gasgenerator (10) zur Verwendung in einem Kraftfahrzeugsicherheitssystem, wie einem Airbag oder einem anderen Rückhaltesystem, mit mindestens einer Gaserzeugungskammer (12), einer Ausströmkammer (14), mit mindestens einer komprimiertes Gas enthaltenden Kammer (24) und Öffnungseinrichtungen, die die Verbindungen zwischen der Gaserzeugungskammer (12) bzw. der das komprimierte Gas enthaltenden Kammer (24) und der Ausströmkammer (14) angesteuert öffnen können, dadurch gekennzeichnet, daß die das komprimierte Gas enthaltende Kammer (24) in eine Hauptkammer (26) und zumindest eine kleinere Nebenkammer (28) unterteilt ist, und daß die Hauptkammer (26) und die zumindest eine Nebenkammer (28) über Verbindungsöffnungen verbindbar sind, die mittels – adaptiv zur Einstellung des Auslaßgasvolumenstromes – zu öffnenden Verschlußelementen (34) verschlossen sind.
Gasgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußelemente (34) aus Berstscheiben, Membranen oder herausbrechbaren Zwischenwandteilen bestehen.
Gasgenerator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Öffnung der Verschlußelemente (34) als Öffnungseinrichtungen ansteuerbare pyrotechnische Einrichtungen vorhanden sind.
Gasgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungseinrichtungen entsprechend dem Signal von die Insassen erfassenden Sensoren zur Einstellung des Auströmgasvolumenstromes adaptiv ansteuerbar sind.
Gasgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die das komprimierte Gas enthaltende Kammer (24) eine Hauptkammer (26) und eine kleinere Nebenkammer (28) aufweist.
Gasgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptkammer (26) und die Nebenkammer (28) hintereinander in Serie angeordnet sind.
Gasgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptkammer (26) und die Nebenkammer (28) coaxial angeordnet sind.
Gasgenerator nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptkammer (26) von der Nebenkammer (28) über eine zerstörbare Membran getrennt ist.
Gasgenerator nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptkammer (26) von der Nebenkammer (28) über eine zerstörbare Wand getrennt ist.
Gasgenerator nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptkammer (26} von der Nebenkammer (28) über eine zerstörbare Platte, Membran oder Wand mit bei der Zerstörung herausbrechbaren Teilen getrennt ist.
Gasgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasdruck in der Hauptkammer (26) größer ist als der Gasdruck in der Nebenkammer (28).