-
QUERVERWEIS ZU VERWANDTEN ANMELDUNGEN
-
Diese Anmeldung beansprucht die Rechte der provisorischen US-Anmeldung mit der Seriennummer 61/862,491, eingereicht am 5. August 2013, deren Offenbarung hierin in ihrer Gesamtheit als Referenz einbezogen wird.
-
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
-
Die hierin beschriebenen Ausführungsformen betreffen einen Insassenairbag, der während eines Notfalls, zum Beispiel einem Frontal- oder Seitenaufprall, mit Gas gefüllt wird. Insbesondere betreffen die hierin beschriebenen Ausführungsformen einen Insassenairbag, der einen Teiler einschließt, welcher einen Innenraum des Airbags in eine Vielzahl von Kammern teilt, und ein Kammerzwischenbelüfungssystem zur Steuerung des Gasstroms zwischen den Kammern.
-
Bei Aktivierung eines Fahrzeugairbagsystems tritt üblicherweise ein Aufblasgas in eine erste Kammer eines Fahrzeuginsassenairbags ein, breitet sich dann in eine oder mehrere zusätzliche Kammern aus, welche in Fluidkommunikation mit der ersten Kammer stehen. Bei bestimmten Szenarien ist es wünschenswert, den Rückstrom von Gasen von einer zweiten Kammer in die erste Kammer zu begrenzen, von welcher aus die zweite Kammer gefüllt wurde. Dies hilft dabei, den Druck in der zweiten Kammer während des Kontakts des Insassen mit dem Teil des Airbagaußenbereichs der zweiten Kammer aufrecht zu erhalten, was dabei hilft, den Insassen einen relativ längeren Zeitraum abzupolstern. Der Gasstromsteuerungsmechanismus sollte ein schnelles Füllen der zweiten Kammer (und aller weiteren Kammern) von der ersten Kammer aus ermöglichen. Zusätzlich, um den Druck in der zweiten Kammer aufrecht zu erhalten, sollte der Gasstromsteuerungsmechanismus auch schnell auf einen Gasrückstromzustand oder umgekehrte Druckdifferenz antworten, welche dahin wirkt, Gase zurück in die erste Kammer zu zwingen, indem er den Rückstrom auf den gewünschten Grad begrenzt.
-
Im Hinblick auf diese Erfordernisse besteht ein anhaltender Bedarf an verbesserten Verfahren und Mechanismen zur Steuerung von Gasstrom zwischen den Kammern eines Airbags.
-
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
-
In einem Aspekt der hierin beschriebenen Ausführungsformen wird ein Airbag bereitgestellt. Der Airbag schließt eine äußere Hülle, welche einen Innenbereich des Airbags definiert, und einen Teiler ein, der in dem Innenbereich positioniert ist, um somit den Innenbereich in eine erste Kammer und eine zweite Kammer zu teilen. Ein Ventilmechanismus ist operativ an den Teiler gekoppelt. Der Ventilmechanismus schließt eine Öffnung, welche Fluidkommunikation zwischen der ersten und zweiten Kammer ermöglicht, und eine in der zweiten Kammer positionierte Klappe ein, welche die Öffnung überdeckt. Die Klappe ist strukturiert, um in eine Richtung weg von der Öffnung als Antwort auf eine Druckdifferenz ausgelenkt zu werden, welche einen Gasstrom von der ersten Kammer durch die Öffnung in die zweite Kammer zwingt. Die Klappe ist auch strukturiert, um die Öffnung als Antwort auf eine umgekehrte Druckdifferenz zu blockieren, welche einen Gasstrom von der zweiten Kammer durch die Öffnung in die erste Kammer zwingt. Die Klappe schließt wenigstens eine Befestigungskante ein, entlang welcher die Klappe an dem Teiler befestigt ist, und wenigstens eine Nicht-Befestigungskante ein, entlang welcher die Klappe nicht an dem Teiler befestigt ist. Das Ventil ist derart strukturiert, dass wenigstens ein vorbestimmter Minimalabstand zwischen der wenigstens einen Nicht-Befestigungskante und einer Kante der Öffnung während der Beaufschlagung der Klappe mit der umgekehrten Druckdifferenz aufrechterhalten wird.
-
In einem anderen Aspekt der hierin beschriebenen Ausführungsformen wird ein Teiler für einen Airbag bereitgestellt. Der Teiler schließt eine erste Seite, eine zweite Seite, gegenüber der ersten Seite, und eine Öffnung ein, die Fluidkommunikation zwischen der ersten und zweiten Seite ermöglicht. Eine Klappe ist an der zweiten Seite gesichert und positioniert, so dass sie die Öffnung überdeckt. Die Klappe ist in Bezug auf die Öffnung strukturiert, um zu verhindern, dass irgendeine Kante der Klappe in die Öffnung eintritt.
-
In einem anderen Aspekt der hierin beschriebenen Ausführungsformen wird ein Airbag bereitgestellt. Der Airbag schließt eine äußere Hülle, welche einen Innenbereich des Airbags definiert, und einen Teiler ein, der in dem Innenbereich positioniert ist, um somit den Innenbereich in eine erste Kammer und eine zweite Kammer zu teilen. Ein Ventilmechanismus ist operativ an den Teiler gekoppelt. Der Ventilmechanismus schließt eine Öffnung, welche Fluidkommunikation zwischen der ersten und zweiten Kammer ermöglicht, und eine in der zweiten Kammer positionierte Klappe ein, welche die Öffnung überdeckt. Die Klappe ist strukturiert, um in eine Richtung weg von der Öffnung als Antwort auf eine Druckdifferenz ausgelenkt zu werden, welche einen Gasstrom von der ersten Kammer durch die Öffnung in die zweite Kammer zwingt. Die Klappe ist auch strukturiert, um die Öffnung als Antwort auf eine umgekehrte Druckdifferenz zu blockieren, welche einen Gasstrom von der zweiten Kammer durch die Öffnung in die erste Kammer zwingt. Die Klappe schließt wenigstens eine Befestigungskante ein, entlang welcher die Klappe an dem Teiler befestigt ist, und wenigstens eine Nicht-Befestigungskante ein, entlang welcher die Klappe nicht an dem Teiler befestigt ist. Das Ventil ist strukturiert, so dass die wenigstens eine Nicht-Befestigungskante eine Kante der Öffnung während der Beaufschlagung der Klappe mit der umgekehrten Druckdifferenz überlappt, wodurch eine Gasstrompassage gebildet wird, die von einem Teil der Kante der Öffnung und einem Teil der wenigstens einen Nicht-Befestigungskante definiert wird.
-
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
1 ist eine schematische perspektivische Ansicht eines Insassen-Seitenairbags (in einem aufgeblasenen Zustand), welcher einen Airbagteiler und ein Stromsteuerungsventil in Übereinstimmung mit einer hierin beschriebenen Ausführungsform zeigt.
-
2 ist eine perspektivische Ansicht eines Airbaginnenteilers in Übereinstimmung mit einer hierin beschriebenen Ausführungsform.
-
2A ist eine Querschnittsseitenansicht eines Teils des Teiler- und Ventil-Ausführungsform von 2, welche das Ventil in einem offenen Zustand zeigt.
-
2B ist eine Querschnittsseitenansicht eines Teils der Teiler- und Ventil-Ausführungsform von 2, welche das Ventil in einem geschlossenen Zustand zeigt.
-
2C ist eine perspektivische Ansicht der Teiler- und Ventil-Ausführungsform von 2, welche das Ventil in einem offenen Zustand zeigt.
-
3 ist eine schematische Ansicht eines Airbags, welche eine alternative Ausführungsform eines Teilers zeigt, der an dem Innenbereich eines Airbags befestigt ist.
-
4 ist eine schematische Draufsicht einer Ausführungsform eines Teilers und eines befestigten Rückschlagventils, welche Designparameter für eine spezifische Ausführungsform der Ventilklappe und Befestigung zeigt, und eine simulierte Bewegung der Nicht-Befestigungspositionen der Klappe in Richtung der Ventilöffnung während des Füllens und/oder Betriebs des Airbags zeigt.
-
4A ist eine schematische Ansicht einer Ventilklappe in Übereinstimmung mit einer hierin beschriebenen Ausführungsform, welche den Unterschied zwischen einem Abstand L2 zwischen Befestigungsteilen oder Nähten der Klappe zeigt, wenn die Klappe ausgestreckt oder flach ausgebreitet ist, und einem Abstand L3 zwischen Befestigungsnähten entlang einem Teiler, an welchem die Klappenbefestigungsteile zu befestigen sind.
-
4B ist schematische perspektivische Ansicht, die Kanten einer Klappe zeigt, welche Kanten einer Teileröffnung überlappen, in Übereinstimmung mit einer hierin beschriebenen Ausführungsform.
-
5A ist eine Ansicht der Ventil- und dazugehörigen Klappen-Ausführungsform, die in 4 gezeigt ist, welche die an dem Teiler befestigte Klappe zeigt.
-
5B ist eine Ansicht der Ventil- und dazugehörigen Klappen-Ausführungsform, die in den 4 und 5A gezeigt ist, welche eine simulierte Bewegung der Nicht-Befestigungsteile der Klappe in Richtung auf die Ventilöffnung während des Füllens und/oder Betriebs des Airbags zeigt.
-
6 ist eine Ansicht eines Fahrzeuginsassenschutzsystems, welches einen Airbag in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einschließt.
-
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
-
Gleiche Bezugszeichen beziehen sich auf gleiche Teile in der gesamten Beschreibung verschiedener Ansichten der Zeichnungen. Darüber hinaus, während Richtwerte für die Dimensionen der verschiedenen hierin beschriebenen Merkmale angegeben werden, versteht es sich, dass diese Werte aufgrund solcher Faktoren wie Herstellungstoleranzen leicht variieren können, und auch, dass solche Variationen in dem in Betracht gezogenen Umfang der hierin beschriebenen Ausführungsformen liegen.
-
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden unten unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Ein Durchschnittsfachmann wird die verschiedenen Aspekte von Airbagdesign, Konstruktion und Betrieb würdigen, die auf die Ausführungsformen der hierin beschriebenen Erfindung anwendbar sind. Die US-Patente der Nummern
6886857 ,
7857347 ,
8128124 und
8322748 beispielsweise, beschreiben viele solcher Aspekte und werden hierin in ihrer Gesamtheit als Referenz einbezogen, jedoch nicht zur Begrenzung.
-
1 ist eine Ansicht einer Ausführungsform eines Insassen-Seitenairbags 10 (in einem aufgeblasenen Zustand). Die Airbag-Ausführungsform, die in 1 gezeigt ist, hat eine äußere Hülle, die aus drei Platten gebildet ist, welche zusammenwirken, um einen Innenbereich des Airbags zu definieren. Im Einzelnen wird der Airbag aus einer Hauptplatte 12, einer rechtsseitigen (wenn der Airbag aus der Perspektive eines sitzenden Insassen betrachtet wird) Platte 16 und einer linksseitigen Platte 14, gegenüber der rechtsseitigen Platte 16 gebildet. Jede der Seitenplatten 14, 16 ist im Allgemeinen planar (wenn der Airbag 10 aufgeblasen ist). Die Hauptplatte 12 verbindet die linken und rechten Platten und umwickelt den Airbag 10. Infolgedessen ist die Gesamtheit der linken Kante des Hauptplatte 12 entlang einer Naht 70 (z. B. mittels Steppen, Nähen, Klebebindung oder anderen geeigneten Mitteln) mit der linken Platte 14 verbunden, und die Gesamtheit der rechten Kante der Hauptplatte 12 ist entlang einer Naht 72 (z. B. mittels Steppen, Nähen oder anderen geeigneten Mitteln) mit der rechten Platte 16 verbunden.
-
Die Hauptplatte 12 hat sowohl eine vordere Aufprallseite 20 als auch eine rückseitige Aufblasseite 22. Die Seitenplatten 14 und 16 und Hauptplatte 12 wirken auch zusammen, um eine Öffnung 22a des Airbags zu bilden, durch welchen Gas in den Airbag eingeblasen wird. Nach dem Umwickeln des Airbags 10, werden die Enden der Hauptplatte 12 an der rückseitigen Aufblasseite zusammengefügt. Zusätzlich hat die rückseitige Aufblasseite 22 Schlitze (nicht gezeigt), welche bemessen sind, um einen Gasgenerator (nicht gezeigt) aufzunehmen, und kann auch Löcher einschließen (nicht gezeigt), welche bemessen sind, um Bolzen (oder andere geeignete Befestigungsmittel) aufzunehmen, die konfiguriert sind, um den Airbag an den Körper eines Automobils (oder anderen Vorrichtung) zu sichern. Teile einer oder mehrerer Platten 12, 14, 16, welche eine obere Kammer 102 definieren (unten detaillierter beschrieben), können auch ein oder mehrere Ventile einschließen (nicht gezeigt), um Gas aus der oberen Kammer auf kontrollierte Weise während des Kontakts zwischen einem Insassen und dem Airbag freizusetzen.
-
Bezug nehmend auf die 1–2b, ist ein Teiler 100 aufgesteppt oder anderweitig geeignet entlang eines Umfang davon an den inneren Oberflächen der Haupt-, linken oder rechten Airbagplatten befestigt. Der Teiler 100 schließt eine Platte 100p ein, die eine erste Seite 100a und eine zweite Seite 100b, gegenüber der ersten Seite besitzt. Der Teiler 100 ist an den inneren Oberflächen der Platten befestigt, um so eine gasdichte Abdichtung zwischen dem Teiler und den Platten zu bilden, welche die äußere Hülle bilden, an welcher der Teiler befestigt ist. Teiler 100 teilt den Airbaginnenbereich in eine erste oder obere Kammer 102 und eine zweite oder untere Kammer 104. Die Platten 12, 14 und 16 und Teiler 100 können auf eine bekannte Weise aus gasundurchlässigem Gewebe bzw. gasundurchlässigen Geweben oder anderem geeigneten gasundurchlässigem Material bzw. gasundurchlässigen Materialien gebildet werden.
-
In den hierin beschriebenen Ausführungsformen ist der Airbag strukturiert, um sich durch das Aufnehmen von Aufblasgas in der oberen Kammer 102 zu füllen. Ein Teil dieses Gases wird dann in die untere Kammer 104 überführt. Folglich wird die obere Kammer 102 ein Bereich des Airbags mit relativ höherem Druck, während die untere Kammer 104 ein Bereich relativ niedrigeren Drucks ist. In alternativen Ausführungsformen kann der Airbag strukturiert sein, dass er sich beim Aufnehmen von Aufblasgas in die untere Kammer 104 füllt. Ein Teil dieses Gases wird dann in die obere Kammer 102 überführt, um das Aufblasen des Airbags zu vollenden. Folglich wird in diesen Ausführungsformen die untere Kammer 104 der Bereich des Airbags mit relativ höherem Druck, während die obere Kammer 102 der Bereich relativ niedrigeren Drucks ist.
-
Ein Kammerzwischenbelüftungssystem wird bereitgestellt, um es zu ermöglichen, dass Gas von der Kammer relativ höheren Drucks (in dieser Ausführungsform die obere Kammer 102) in die Kammer relativ niedrigeren Drucks (in dieser Ausführungsform die untere Kammer 104) strömt, und auch um den Rückstrom von der unteren Kammer 104 in obere Kammer 102 zu begrenzen. In einer Ausführungsform liegt das Kammerzwischenbelüftungssystem in Form eines Ventilmechanismus 112 vor (schematisch in den 1 und 2 gezeigt), der in den Teiler 100 eingeschlossen oder operativ an diesen gekoppelt ist, um den Gasstrom zwischen den oberen und unteren Kammern zu steuern. Ventil 112 kann eine Anzahl von Strukturen haben, die geeignet sind, um Gasstrom in dem Airbag-Innenbereich auf die hierin beschriebene Weise zu steuern.
-
Die Gasstromrate von der oberen Kammer 102 durch das Ventil in die untere Kammer 104 kann auf eine bekannte Weise gesteuert werden, indem die Struktur und Dimensionen des Ventils gesteuert werden. In den hierin beschriebenen Ausführungsformen ist das Ventil ein Gasstrombegrenzungsventil, das strukturiert ist, um einen Rückstrom von Gasen von der unteren Kammer zurück in die obere Kammer zu begrenzen. Dazu ist in einer speziellen Ausführungsformen das Ventil strukturiert, um sich zu schließen als Antwort auf das Auftreten einer Druckdifferenz zwischen den unteren und oberen Kammern, welche dazu tendiert, Gas in eine Richtung entgegengesetzt zur Airbagfüllrichtung zu zwingen (d. h. in eine Richtung von der zweiten Kammer zurück in die obere Kammer). Das Schließen des Ventils als Antwort auf diese Druckdifferenz hilft, einen verlängerten anhaltenden Druck in der unteren Kammer aufrecht zu erhalten.
-
Bezug nehmend auf die 1 und 2, schließt in einer Ausführungsform Ventil 112 eine kreisförmige Öffnung 112a ein, die in Teiler 100 gebildet ist, um Fluidkommunikation dort hindurch zwischen oberer Kammer 102 und unterer Kammer 104 zu ermöglichen. Eine Ventilklappe 112b, die aus einem geeigneten gasundurchlässigen Material gebildet ist, ist an Teiler 100 gesichert, so dass die Kanten von Öffnung 112a überlagert und bedeckt werden. In der gezeigten Ausführungsform ist Klappe 112b rechteckig. Jedoch kann die Klappe jede alternative Form besitzen die für eine spezielle Anwendung geeignet ist, in Abhängigkeit von beispielsweise der Größe der Ventilöffnung 112a, der Anzahl der Öffnungen, der Form(en) der Öffnung(en) und anderer entsprechender Parameter.
-
Bezug nehmend auf die 2, 2A, 4 und 4A hat in der gezeigten Ausführungsform Klappe 112b ein paar gegenüberliegender Befestigungsteile 114a und 114b, ein Paar gegenüberliegender Nicht-Befestigungsteile 116a und 116b. In der gezeigten Ausführungsform sind die Befestigungsteile 114a und 114b Bereiche, die sich entlang und benachbart zu gegenüberliegenden Kanten der Klappe erstrecken. Klappe 112b ist strukturiert und befestigt an Teiler 100, so dass eine Druckdifferenz, die dazu neigt, Aufblasgas von der oberen Kammer 102 in die untere Kammer 104 zu zwingen, dazu neigen wird, Klappe 112b in eine Richtung weg von Öffnung 122a zu zwingen, wodurch ein geöffneter Zustand des Ventils aufrechterhalten wird und Gasen gestattet wird, durch Öffnung 112a und in die untere Kammer 104 zwischen den Teiler 100 und Nicht-Befestigungskanten 116a und 116b der Klappen zu strömen. Die Klappe ist auch an dem Teiler befestigt, so dass eine Ebene, welche die Befestigungskanten 114a und 114b halbiert, auch durch einen Mittelpunkt der Öffnung 112a verläuft.
-
In der gezeigten Ausführungsform ist die Klappe 112b entlang einer Seite oder Fläche 100b des Teilers positioniert, der sich in der unteren Kammer 104 befindet, und die Befestigungskanten 114a und 114b sind an dieser Seite 100a des Teilers entlang dazugehöriger Befestigungsnähte, die beabstandet von den Kanten der Öffnung 112a sind, mittels Steppen, Nähen oder anderer geeigneter Mittel befestigt, die dafür bestimmt sind, die Befestigung während des Betriebs des Ventils 112, wie hierin beschrieben, aufrecht zu erhalten. 2A zeigt eine Querschnittsseitenansicht eines Teils von Teiler 100 mit Ventil 112 in einem offenen Zustand, mit Gasen, die entlang der Pfeile ”A” durch die Klappe und in die untere Kammer 104 strömen.
-
Auch ist Klappe 112b strukturiert und an Teiler 100 befestigt, um Öffnung 112a zu schließen und einen Strom von Gasen von der unteren Kammer 104 zurück in die obere Kammer 102 als Antwort auf einen Druckunterschied zu beschränken, bei welchem der Druck in der unteren Kammer größer ist als der Druck in der oberen Kammer. Insbesondere ist die Klappe strukturiert und an dem Teiler 100 befestigt, so dass eine Druckdifferenz, welche dazu tendiert, Gase von der unteren Kammer 104 in die obere Kammer 102 zu zwingen, den zentralen Teil 112c der Klappe in Richtung auf und in die Öffnung 112a hinein zu drängen, wodurch die Öffnung geschlossen oder blockiert wird und der Rückstrom von Gasen in die obere Kammer 102 begrenzt wird. 2B zeigt eine Querschnittsansicht eines Teils von Teiler 100 mit Ventil 112 in einem geschlossenen Zustand, als Antwort auf einen relativ höheren Druck in der unteren Kammer als in der oberen Kammer 102.
-
In der gezeigten Ausführungsform treten Aufblasgase in den Airbag in der oberen Kammer 102 ein, strömen durch Öffnung 112a und treffen auf Klappe 112b auf, wie durch die Pfeile W gezeigt, wodurch die Klappe weg von Teiler 100 gezwungen wird. Die Gase strömen dann entlang der Oberflächen des Teilers und durch gegenüberliegende Gasstrompassagen 101a und 101b, die durch Teiler 100 und die Nicht-Befestigungskanten 116a und 116b definiert werden. Die Grenzflächen der Gasstrompassagen sind in 2C mittels der gestrichelten Linien gekennzeichnet. Passage 101a hat einen Bereich A1 und Passage 101b hat einen Bereich A2.
-
Es ist wünschenswert, dass der Ventilmechanismus den Gasstrom von der oberen Kammer 102 in die untere Kammer 104 so wenig wie möglich behindert, so dass sich das gesamte Volumen des Airbags so schnell wie möglich füllt. Zu diesem Zweck sind sowohl der Bereich der Teileröffnung 112a als auch der kombinierte Bereich A1 + A2 der gegenüberliegenden Gasstrompassagen 101a und 101b so festgelegt, dass der Gasstrom in die untere Kammer 104 in einer Rate sichergestellt ist, die ausreichend ist, den Airbag innerhalb eines vorbestimmten Zeitraums zu füllen.
-
Bezug nehmend auf 2A erstreckt sich die Klappe während des Stroms von Gasen von der oberen Kammer in die untere Kammer über eine maximale Distanz d von dem Teiler. 4A zeigt eine Ausführungsform der Klappe 112b, flach ausgebreitet und vor der Befestigung an den Teiler. Bezug nehmend auf die 2A, 4 und 4A ist der Abstand d eine Funktion der Differenz zwischen dem Abstand L2 zwischen Linien entlang der Klappe, wo die Befestigungsnähte angebracht werden, um die Klappe an dem Teiler zu befestigen (gemessen, wenn die Klappe flach ausgebreitet und nicht an dem Teiler befestigt ist), und dem Abstand L3 zwischen Positionen paralleler Nahtlinien S2 und S3 auf dem Teiler, entlang welcher die Klappe befestigt wird, wobei L2 > L3. Folglich werden die Befestigungskanten 114a und 114b zueinander geführt, um die Kanten des Teilers entlang entsprechender der Nahtlinien S2 und S3 zu befestigen. Wenn der Unterschied zwischen L2 und L3 steigt, befindet sich mehr überschüssiges Klappenmaterial zwischen den Befestigungsnähten. Deshalb wird der Abstand d steigen. Allgemein gestattet dies, dass sich die Gaspassagenbereiche A1 und A2 vergrößern, wodurch ein Anstieg des Gasstroms zu der unteren Kammer ermöglicht wird.
-
Während des Betriebs des Ventils wurde gefunden, dass, wenn der zentrale Teil 112c der Klappe 112b in die Öffnung 112a gezwungen wird, die Nicht-Befestigungskanten 116a und 116b der Klappe auch in Richtung der Öffnung gezogen werden. Es ist auch gefunden worden, dass, falls der zentrale Teil der Klappe 112c weit genug durch die Öffnung 112a gezwungen wird, ein Teil einer oder mehrerer der Nicht-Befestigungskanten 116a und 116b über die Kante der Öffnung 112a und/oder in die Öffnung gezogen werden kann, wodurch er mit einem Teil der Öffnung 112a überlappen kann, wie in 4B gezeigt, und es Gasen gestattet wird, zwischen die Kante der Öffnung 112a und der bzw. den Nicht-Befestigungskante(n) 116a und/oder 116b zu strömen. Es ist auch gefunden worden, dass, im Allgemeinen, wenn die Längen L der Befestigungskanten reduziert werden (für einen vorgegebenen Wert der Dimension d), es den Nicht-Befestigungskanten 116a und 116b gestattet wird, sich dichter den Kanten der Teiler-Öffnung 112a zu nähern, als Antwort auf eine umgekehrte Druckdifferenz, welche Gase von der unteren Kammer in die obere Kammer drängt. Im Allgemeinen ist eine umgekehrte Druckdifferenz definiert als eine Druckdifferenz, welche Gase in eine Richtung von einer zweiten Kammer zurück in eine erste Kammer drängt, aus welcher die Gase in der zweiten Kammer empfangen wurden. Zusätzlich ist gefunden worden, dass es, wenn der Abstand steigt, den Nicht-Befestigungskanten 116a und 116b gestattet wird, sich den Kanten der Teiler-Öffnung 112a, als Antwort auf eine umgekehrte Druckdifferenz, dichter zu nähern.
-
Es ist vorteilhafter Weise gefunden worden, dass der Durchmesser der Öffnung 112a, die Längen L der Befestigungskanten und die Dimensionen L2 und L3 (welche den Abstand d beeinflussen) in Bezug aufeinander spezifiziert werden können, um ein Überlappen zwischen den Nicht-Befestigungskanten 116a und 116b und den Kanten der Öffnung 112a zu verhindern. Noch spezieller ist gefunden worden, dass Werte dieser Parameter bestimmt werden können, so dass (a) die verschiedenen Öffnungen (112a und Strompassagenbereiche A1 und A2) bemessen werden, um Gasstrom in die untere Kammer 104 in einer Rate sicherzustellen, die ausreichend ist, den Airbag in einem gewünschten, vorbestimmten Zeitraum zu füllen; und (b) die Nicht-Befestigungskanten 116a und 116b in mindestens einem vorbestimmten Abstand S von den Kanten der Öffnung 112a gehalten werden, wenn die Klappe mit einer umgekehrten Druckdifferenz beaufschlagt wird. 4 zeigt den vorbestimmten Minimalabstand S, wenn der Teiler flach ausgebreitet ist, und die Klappe 112b an dem Teiler befestigt und flach gegen den Teiler gepresst ist. 4 zeigt die Positionen 112x und 112y, bei welchen sich Teile der Klappe am dichtesten Kanten der Öffnung 112a nähern, wenn sie nach innen in Richtung der Öffnung 112a durch einen relativ höheren Druck gezwungen werden, welcher den zentralen Teil der Klappe in Öffnung 112a drückt. Werte der Parameter L, L2, L3, A1, A2, d und der Durchmesser D von Öffnung 112a, die benötigt werden, um einen gewünschten, vorbestimmten Minimalabstand S für eine spezielle Anwendung beizubehalten, können analytisch oder iterativ, beispielsweise durch Experimentieren, bestimmt werden.
-
4 zeigt eine Ausführungsform des Teilers und einer daran befestigten Klappe, gezeigt aus der Perspektive der unteren Kammer 104 und in Richtung auf den Teiler blickend. Bezug nehmend auf 4, werden in dieser Ausführungsform die Werte der oben dargelegten Parameter derart spezifiziert, dass wenigstens ein Mindestabstand S zwischen jedem Teil von sowohl den Nicht-Befestigungskanten 116a und 116b und der Kante der Öffnung 112a aufrecht erhalten wird, wenn der Teiler 100 gestreckt ist und in einer gestreckten Konfiguration durch Gasdrucke innerhalb des Airbags gehalten wird, und der zentrale Teil der Klappe 112b in die Öffnung 112a während des Betriebs des Ventils gedrückt wird.
-
5A ist eine Ansicht der in 4 gezeigten Ausführungsformen des Ventils und den dazugehörigen Klappen, welche die Klappe 112b, befestigt an einen Teiler 100 zeigt. Die 4 und 5B zeigen auch zentrale Teile der Klappen-Nicht-Befestigungskanten 116a und 116b, die nach innen gezogen oder eingeklemmt sind, um das Vorspringen des zentralen Teils 112c der Klappe 112b durch Öffnung 112a und die resultierende Bewegung der Nicht-Befestigungskanten 116a und 116b in Richtung der Öffnung als Antwort auf das Vorhandensein eines relativ höheren Gasdrucks in der unteren Kammer 104 zu simulieren und zu veranschaulichen. In den Zeichnungen kann man sehen, dass Klappe 112b an dem Teiler 100 befestigt ist, so dass verhindert wird, dass die Nicht-Befestigungskanten 116a und 116b die Öffnung 112a erreichen, wenn der Teiler 100 gestreckt oder ausgedehnt ist und in einer ausgedehnten Konfiguration gehalten wird.
-
In speziellen Ausführungsformen, und in Abhängigkeit von den Erfordernissen einer speziellen Anwendung, ist der Minimalabstand S innerhalb des Bereichs von einschließlich 20 bis 40 Millimetern, innerhalb der Grenzen der entsprechenden Herstellungs- und Fabrikationstoleranzen. In einer spezielleren Ausführungsform ist der Mindestabstand S 30 Millimeter.
-
In speziellen Ausführungsformen hat die Öffnung 112a einen Durchmesser D innerhalb eines Bereichs von einschließlich 60 bis 150 Millimetern, innerhalb der Grenzen der entsprechenden Herstellungs- und Fabrikationstoleranzen. In einer spezielleren Ausführungsform ist Durchmesser D 120 Millimeter.
-
In speziellen Ausführungsformen ist die Dimension L innerhalb des Bereichs von einschließlich 220 bis 280 Millimetern, innerhalb der Grenzen der entsprechenden Herstellungs- und Fabrikationstoleranzen. In einer spezielleren Ausführungsform ist die Dimension L 270 Millimeter.
-
Die Werte von L2 und L3 können in Relation zu den anderen Ventil-Dimensionen und gemäß der Erfordernisse einer speziellen Anwendung bestimmt werden, um den gewünschten, vorbestimmten Mindestabstand S zwischen den Klappen-Nicht-Befestigungskanten und den Kanten der Öffnung 112a bereitzustellen. In einer speziellen Ausführungsform ist die Dimension L3 180 Millimeter.
-
Die Klappe kann jegliche Dimensionen haben, die für eine spezielle Anwendung geeignet sind, in Abhängigkeit von, beispielsweise, der Größe der Ventilöffnung 112a, der Anzahl der Öffnungen, der Form(en) der Öffnung(en), den Druckunterschieden, unter welchen das Ventil voraussichtlich betrieben wird, und anderen entsprechenden Parametern.
-
Das Spezifizieren der Klappe 112b und Öffnung 112a, wie hierin beschrieben, ermöglicht auch, dass die Klappengröße optimiert wird, um die Menge des für die Klappe verwendeten Materials zu minimieren, wodurch die Auswirkung der Klappengröße auf die Antwortzeit des Ventils minimiert wird. Die optimalen Dimensionen für die Ventilklappe und Öffnung 112a können analytisch oder mittels iterativer Erprobung bestimmt werden.
-
Die Druckkraft, mit welcher das Ventilmaterial die Strompassage schließt, steigt auch, wenn die Druckdifferenz zwischen den zwei Kammern steigt, so dass das Rückschlagventil geschlossen bleibt, sogar bei relativ hohen Druckdifferenzen zwischen den Kammern.
-
In einer anderen Ausführungsform ist auch gefunden worden, dass die Werte der Parameter L, L2, L3, A1, A2, d, und der Durchmesser D von Öffnung 112a bestimmt werden können, um eine Region der Überlappung zwischen den Kanten von Öffnung 112a und einer oder mehreren Nicht-Befestigungskanten 116a und 116b bereitzustellen, wie in 4B gezeigt. Diese Überlappungsregionen definieren Öffnungen Z1 und Z2, welche einen gesteuerten Strom von Gasen von der zweiten Kammer (die untere Kammer in der gezeigten Ausführungsform) zurück in die erste (oder untere) Kammer.
-
Die Werte der Parameter können spezifiziert werden, so dass der Bereich jeder der Öffnungen Z1 und Z2 einen gewünschten Wert erreicht (oder in einen vorbestimmten Bereich fällt), wenn der zentrale Teil 112c der Klappe 112b in die Öffnung 112a mittels einer umgekehrten Druckdifferenz gezwungen wird. Dies ermöglicht, dass die Stromrate von Gasen durch die Öffnungen Z1 und Z2 gesteuert wird. Werte der Parameter L, L2, L3, A1, A2, d, und der Durchmesser D von Öffnung 112a, die benötigt werden, um die gewünschten Bereiche der Öffnungen Z1 und Z2 für eine spezielle Anwendung bereitzustellen, können analytisch oder iterativ, zum Beispiel durch Experimentieren, bestimmt werden.
-
Wenn gewünscht, kann die Klappe derart geformt und/oder an dem Teiler befestigt werden, dass die Öffnung 112a mit nur einer der Nicht-Befestigungskanten 116a und 116b während der Beaufschlagung mit der umgekehrten Druckdifferenz überlappt. Dies ermöglicht einen zusätzlichen Grad der Kontrolle über den Bereich, durch welchen das Gas strömt, und ermöglicht auch, dass der Gasrückstrom auf eine spezielle Seite oder Region der ersten Kammer gerichtet wird, falls es gewünscht ist.
-
Klappe 112b kann aus dem gleichen Material wie der Teiler 100 einer jeden der Platten 12, 14, 16 gebildet sein, oder die Klappe kann aus jedem anderen geeigneten, gasundurchlässigen Material oder Materialien gebildet sein. Klappe 112b ist auch strukturiert, um relativ biegsam zu sein, so dass sie schnell auf Druckdifferenzen zwischen den oberen und unteren Kammern antworten kann, wie oben beschrieben ist.
-
In den hierin beschriebenen Ausführungsformen kann jede Anzahl von Einwegventilen eines jeden gewünschten Typs (oder Typen) in den Teiler 100 an jeder geeigneten Position bzw. Positionen eingeschlossen sein, gemäß der Erfordernisse einer speziellen Anwendung, wie die gewünschte Füllzeit des Airbags, der Stelle(n) (falls zutreffend) innerhalb des Airbags, die vor dem Füllen der anderen Stellen gefüllt werden sollen, und andere entsprechende Faktoren.
-
In einer anderen speziellen Ausführungsform 110 des in 3 gezeigten Airbags, ist Teiler 100 an der inneren Oberfläche der Airbagplatten 12, 14, 16 befestigt, um eine wellige Oberfläche 100s mit alternierenden flachen Teilen zu bilden, die sich in verschiede Richtungen erstrecken und in einer sich nach unten erstreckenden Führungskante 100e enden, die mit Vorderseite 20 verbunden ist, mit Ventil 112, das an einem gewünschten Ort entlang Teiler 100 positioniert ist. Jedoch können die Nähte, die Teiler 100 mit den Haupt- und Nebenplatten verbinden, jede Position und/oder Konfigurationen besitzen, die für die Erfordernisse einer speziellen Anwendung notwendig sind. Für einen effizienten Betrieb der vorher beschriebenen Ventil-Ausführungsform ist es wünschenswert, dass die Ventil-Öffnung 112a und die Nähte, welche die Klappe an dem Teiler befestigen, entlang eines relativ flachen Teils des Teilers angeordnet sind. Die Designparameter von Ventil 112 und die Form des Teilers 100, wie er an den Airbagplatten 12, 14, 16 befestigt ist, können optimiert werden, um einen oder mehrere Teile des Airbags vor anderen Teilen des Airbags aufzublasen und/oder den Aufprall von verschiedenen Teilen des Fahrzeuginsassen auf den Airbagaußenbereich auf eine gewünschte Weise abzuleiten oder anderweitig darauf zu antworten.
-
Zusätzlich können Airbags, welche die gleichen Außendimensionen und Struktur haben, für mehrere Anwendungen verwendet werden, weil Variationen der Airbagleistungscharakteristika aufgrund von Designerfordernissen durch Modifizieren der inneren Struktur des Airbags (zum Beispiel durch Ändern der Position des Teilers, durch Modifizieren der Strömungscharakteristika des Ventils 112, welches die oberen und unteren Kammern verbindet, und durch Ändern der Ventilpositionen und Charakteristika der oberen Kammer) erreicht werden können. Diese Befähigung, eine gemeinsame äußere Struktur zu verwenden, stellt einen Grad an Uniformität bei Bagdesign und Herstellung bereit.
-
Nun Bezug nehmend auf 6 kann eine Ausführungsform des hierin beschriebenen Airbags 10 in ein Airbagsystem 900 eingeschlossen sein. Airbagsystem 900 schließt mindestens eine Gasquelle 915 (zum Beispiel einen bekannten Gasgenerator oder ein Gaserzeugungssystem) und Airbag 10, in Übereinstimmung mit einer hierin beschriebenen Ausführungsform ein. Der Airbag ist operativ an eine Gasquelle gekoppelt, um somit mit dieser Fluidkommunikation nach Aktivierung des Gaserzeugungssystems zu ermöglichen. Airbagsystem 900 kann auch einen Aufprallereignissensor 910 einschließen (oder sich mit diesem in Kommunikation befinden). Aufprallereignissensor 910 schließt einen bekannten Aufprallsensoralgorithmus ein, welcher das Auslösen von Airbagsystem 900, beispielsweise über die Aktivierung von Gasquelle 915, im Fall eines Aufpralls, veranlasst.
-
Wieder Bezug nehmend auf
6 kann Airbagsystem
900 auch in ein größeres, umfassenderes Fahrzeuginsassenschutzsystem
800 eingeschlossen sein, das zusätzliche Elemente wie eine Sicherheitsgurtanordnung
850 einschließt.
6 zeigt ein schematisches Diagramm einer beispielhaften Ausführungsform eines solchen Schutzsystems. Sicherheitsgurtanordnung
850 schließt ein Sicherheitsgurtgehäuse
852 und einen Sicherheitsgurt
860 ein, der sich aus dem Gehäuse
852 heraus erstreckt. Eine Sicherheitsgurtaufrollvorrichtung
854 (zum Beispiel ein federbelasteter Mechanismus) kann an einen Endteil des Gurts gekoppelt sein. Zusätzlich kann ein bekannter Sicherheitsgurtstraffer
856 an den Gurtaufrollmechanismus
854 gekoppelt sein, um den Aufrollmechanismus im Fall eines Aufpralls auszulösen. Typische Sichergurtsaufrollmechanismen, die in Verbindung mit den Sicherheitsgurtausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, sind in den US-Patenten der Nummern
5,743,480 ,
5,553,803 ,
5,667,161 ,
5,451,008 ,
4,558,832 und
4,597,546 beschrieben, die hierin alle als Referenz einbezogen werden. Veranschaulichende Beispiele typischer Straffer, mit welchen die Sicherheitsgurtausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung kombiniert werden können, sind in den US-Patenten der Nummern
6,505,790 und
6,419,177 beschrieben, die hierin als Referenz einbezogen werden.
-
Sicherheitsgurtanordnung
850 kann auch einen Aufprallereignissensor
858 (zum Beispiel einen Trägheitssensor oder einen Beschleunigungsmesser) einschließen (oder mit diesem in Kommunikation stehen), der einen bekannten Aufprallsensoralgorithmus einschließt, welcher das Auslösen von Sicherheitsgurtstraffer
856, zum Beispiel über die Aktivierung eines pyrotechnischen Zünders (nicht gezeigt), der in dem Straffer eingeschlossen ist, meldet. Die US-Patente der Nummern
6,505,790 und
6,419,177 , die hierin vorher als Referenz einbezogen wurden, stellen veranschaulichende Beispiele von Gurtstraffern bereit, die auf diese Weise ausgelöst werden.
-
Hierin vorgenommene Bezugnahmen auf die Positionen und Orientierungen von Elementen, zum Beispiel ”obere”, ”untere” etc. beziehen sich auf Charakteristika eines aufgeblasenen Airbags, wenn er in einem Fahrzeug montiert ist. Es sollte beachtet werden, dass sich die Orientierung von verschiedenen Elementen unterscheiden kann, entsprechend anderer beispielhafter Ausführungsformen, und dass beabsichtigt ist, dass solche Variationen in der vorliegenden Offenbarung eingeschlossen sind.
-
Es wird verständlich sein, dass die vorangehende Beschreibung der verschiedenen Ausführungsformen nur dem Zweck der Veranschaulichung dient. Als solches sind die verschiedenen strukturellen und operationalen Merkmale, die hierin offenbart sind, einer Anzahl von Modifikationen zugänglich, von denen keine vom Umfang der angefügten Ansprüche abweicht.
