DE19514191C2

DE19514191C2 - Safety device for vehicles

Info

Publication number: DE19514191C2
Application number: DE1995114191
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Bloedel
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 1995-04-15
Filing date: 1995-04-15
Publication date: 1998-07-09
Anticipated expiration: 2015-04-16
Also published as: DE19514191A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Sicherheitseinrich tung für Fahrzeuge gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs l. The invention relates to a security device device for vehicles according to the preamble of claim l.

Es gibt eine Vielzahl von Sicherheitseinrichtungen, durch welche die Folgen eines Front-, Heck- oder Seitenauf pralls gemildert werden. Die für relativ niedrige Aufprallgeschwindigkeiten konzipierten Sicherheitsein richtungen sollen Reparaturaufwendungen nach einem Aufprall vermeiden bzw. reduzieren. Bei höheren Aufprall geschwindigkeiten steht der Personenschutz im Vorder grund. Gleichwohl spielen die Reparaturkosten nach einem Aufprall auch hier eine Rolle. So haben niedrige Repara turkosten eine günstige Einstufung in den Versicherungs klassen zur Folge. Zur Festlegung derselben gibt es normierte Versuche, die unter dem Stichwort "Typschaden" bekannt geworden sind.There are a variety of security devices through which which are the consequences of a front, rear or side opening be mitigated. The one for relatively low Impact speeds designed safety directions should repair expenses after a Avoid or reduce impact. At higher impact speed is the priority for personal protection reason. Nevertheless, the repair costs play after one Impact also plays a role here. So have low repairs a favorable classification in insurance great results. There are to determine the same standardized tests under the keyword "type damage" have become known.

Die DE 20 55 696 B2 beschreibt eine Sicherheitseinrich tung für Fahrzeuge, wobei ein Träger ausfahrbar und bei einem Aufprall unter Energieverbrauch stoßdämpfend zu rückschiebbar ist. Die vorbekannte Einrichtung wird un mittelbar vor einem Aufprall oder in einem Augenblick er höhter Gefahr aktiviert. Die Aufprallkräfte werden von der Fahrzeugkarosserie aufgenommen.DE 20 55 696 B2 describes a safety device device for vehicles, with a carrier extendable and at a shock absorbing impact under energy consumption can be pushed back. The previously known facility is un indirectly before an impact or in an instant Higher risk activated. The impact forces are from the vehicle body added.

Die US 48 15 777 zeigt und beschreibt eine bewegliche Stoßleiste, welche so gesteuert ist, daß sie sich während der Fahrt in ihrer zurückgezogenen Position befindet und bei stehendem Fahrzeug ausfährt. The US 48 15 777 shows and describes a movable Bumper strip, which is controlled so that it during the trip is in its retracted position and extends when the vehicle is stationary.

Pyrotechnische Treibsätze, welche sensorgesteuert eine Sicherheitseinrichtung in einem Fahrzeug aktivieren, sind in vielfältigster Verwendung bekannt. Die wohl bekannte ste Einsatzmöglichkeit besteht darin, durch einen pyrotechnischen Treibsatz einen Airbag aufzublasen. Darüber hinaus werden in Fahrzeugen häufig pyrotechnische Treibsätze dazu verwendet, Sicherheitsgurte zu strammen.Pyrotechnic propellants, which are controlled by sensors Activate safety device in a vehicle known in a wide variety of uses. The well-known The most possible application is through a inflating an airbag. In addition, pyrotechnics are often used in vehicles Propellants used to tighten seat belts.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Weg aufzuzeigen, wie durch eine Sicherheitseinrich tung das auf das eigene Fahrzeug bei einem Aufprall einwirkende Kraftniveau wesentlich reduziert oder gar aufgehoben werden kann.The present invention is based on the object to show a way, like through a security device on your own vehicle in the event of an impact acting force level significantly reduced or even can be canceled.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruches 1 ge löst.The task is ge by the features of claim 1 solves.

Gemäß der vorliegenden Erfindung soll eine Kartusche mit einem pyrotechnischen Treibsatz dazu verwendet werden, einer von außen auf das Fahrzeug einwirkenden Kraft eine möglichst gleich große Kraft entgegenzusetzen. Sind die auf das Fahrzeug einwirkende Kraft und die durch den Treibsatz erzeugte Gegenkraft gleich groß, dann bleibt das Fahrzeug selbst kräftefrei. Ist die auf das Fahrzeug einwirkende Kraft größer als die Gegenkraft, dann muß vom Fahrzeug nur die Differenz aufgenommen werden.According to the present invention, a cartridge with a pyrotechnic propellant can be used a force acting on the vehicle from the outside to oppose as much force as possible. Are the force acting on the vehicle and by the Propellant generated counterforce equal, then remains the vehicle itself is free of forces. Is that on the vehicle force acting greater than the counterforce, then from Vehicle only the difference can be included.

Bei dem eingangs genannten Typschadencrash sind sowohl die auf das Fahrzeug einwirkende Masse, als auch die Auf prallgeschwindigkeit bekannt. Ein gängiger Versuch be steht darin, daß beispielsweise ein Rollbock mit einer Masse von 1.000 kg mit einer Geschwindigkeit von 15 km/h auf ein stehendes Fahrzeug gefahren wird. Der sich daraus errechnende Impuls aus dem Produkt von Masse und Ge schwindigkeit ergibt eine Größe von ungefähr 4.200 kg m/sec. Um bei diesem Aufprall das Fahrzeug kräftefrei zu stellen, ist ein von dem oder den Treibsätzen zu erzeu gender Gegenimpuls gleicher Größe notwendig. Ein solcher Wert läßt sich mit relativ kleinen Treibsätzen erzeugen.In the type damage crash mentioned at the beginning are both the mass acting on the vehicle, as well as the up impact speed known. A common attempt be is that, for example, a trestle with a Mass of 1,000 kg at a speed of 15 km / h is driven onto a stationary vehicle. The one from it computing momentum from the product of mass and ge The speed is about 4,200 kg m / sec. To force-free the vehicle in the event of this impact is one of the propellant (s) to be generated gender counter-impulse of the same size necessary. Such a Value can be generated with relatively small propellants.

Da beim Typschadencrash der auf das Fahrzeug einwirkende Kraftstoß genau bekannt ist, läßt sich dieser vollständig durch die vorgeschlagene Sicherheitseinrichtung kompen sieren, wodurch die Karosserie selbst weitestgehend frei von einer Krafteinwirkung bleibt.Since the type damage crash affects the vehicle Power surge is known exactly, this can be completely compen by the proposed safety device sieren, whereby the body itself largely free of a force remains.

Beim Typschadencrash wirkt die Kraft entweder auf die Front (ggf. versetzt) oder das Heck des Fahrzeuges ein. Da an diesen Stellen die Außenkontur des Fahrzeuges durch die Stoßfänger gebildet wird, erfolgt über sie die Krafteinleitung. Die Stoßfängerhalterungen stützen sich an den Kartuschen mit den Treibsätzen ab. Sobald die auf den Stoßfänger einwirkende Kraft einen vorgegebenen Wert übersteigt, erfolgt die Zündung der Treibsätze, wodurch eine Gegenkraft erzeugt wird. Zur Auslösung der Zündung können an sich bekannte Sensoren Verwendung finden.In a type damage crash, the force either acts on the Front (possibly offset) or the rear of the vehicle. Because at these points the outer contour of the vehicle through the bumper is formed, it is made over it Force application. The bumper mounts are supported on the cartridges with the propellants. Once the on force acting on the bumper has a predetermined value exceeds, the propellants are ignited, causing a counterforce is generated. To trigger the ignition sensors known per se can be used.

Wenn beim Typschadencrash ein starrer Rollbock eingesetzt und der Aufprall nicht mit einem zweiten Fahrzeug simuliert wird, dann ist sicherzustellen, daß beim Auf prall ein, wenn auch geringer, Weg möglich ist. Ohne Weg und bei starrem Hindernis müßte die Reaktionskraft theoretisch unendlich groß sein. Die zur Verfügungstel lung eines Weges ist nicht notwendig, wenn sich der ein dringende Gegenstand (z. B. ein Fahrzeug) verformt.If a rigid trestle is used in the type damage crash and not the impact with a second vehicle is simulated, then it must be ensured that when opening plump, if less, way is possible. Without a way and with a rigid obstacle, the reaction force would have to theoretically be infinitely large. The available It is not necessary to develop a path if the urgent object (e.g. a vehicle) deformed.

Zur Erzeugung des angesprochenen Weges kann die Kartusche längsverschieblich gehalten sein. Der Weg wird zweckmäßig durch einen Anschlag begrenzt.The cartridge can be used to generate the mentioned path be held longitudinally displaceable. The way becomes expedient limited by a stop.

Von Vorteil ist es, wenn die Längsverschiebung nur in Richtung des Gasstromes möglich ist. Dazu kann mit der Kartusche beispielsweise ein geeignetes Rastmittel (Ratsche) vorgesehen sein. Natürlich kann zwischen der Kartusche und dem Träger auch ein geeignetes Deformation selement angeordnet werden.It is advantageous if the longitudinal displacement is only in Direction of gas flow is possible. You can do this with the Cartridge, for example, a suitable locking device (Ratchet) may be provided. Of course, between the Cartridge and the carrier also a suitable deformation be arranged element.

Eingangs wurde die Sicherheitseinrichtung in Verbindung mit einem Stoßfänger erörtert. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Sicherheitseinrichtung an der Seitentüre ei nes Fahrzeuges Verwendung findet. Gerade bei einem Sei tenaufprall steht im Gegensatz zum Front- oder Heckauf prall wenig Verformungsweg zur Verfügung, so daß durch die vorgeschlagene Vorrichtung das Verletzungsrisiko der Insassen wesentlich reduziert werden kann.The safety device was initially connected discussed with a bumper. It is particularly advantageous it when the security device on the side door vehicle is used. Especially with a be Ten impact is in contrast to the front or rear impact plump little deformation path available, so that by the proposed device the risk of injury Occupants can be significantly reduced.

Die Sicherheitseinrichtung in der Seitentüre des Fahrzeu ges kann zwei oder mehr Kartuschen umfassen, welche auf einen gemeinsamen Seitenaufprallträger einwirken. Aus baulichen Gründen sind für diesen Einsatzzweck Kartuschen mit relativ großem Durchmesser und geringer Bauhöhe von Vorteil.The safety device in the side door of the vehicle ges can comprise two or more cartridges, which on act on a common side impact beam. Out Due to structural reasons, cartridges are used for this purpose with a relatively large diameter and low overall height of Advantage.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann der Gasstrom des Treibsatzes zum Aufblasen eines Gaskissens mitverwendet werden. Übertragen auf eine Seitentüre kann das Gaskissen einen Seitenairbag bilden, welcher sich im aufgeblasenen Zustand zwischen der Türinnenverkleidung und dem Insassen erstreckt. Dadurch kann der Treibsatz zwei Aufgaben übernehmen, nämlich die Erzeugung einer Gegenkraft auf den eindringenden Gegen stand und die Füllung eines Gaskissens.According to an advantageous embodiment of the invention can the gas stream of the propellant to inflate a Gas cushion can also be used. Transferred to one Side door, the gas cushion can form a side airbag, which is in the inflated state between the Door lining and the occupant extends. Thereby the propellant can take on two tasks, namely the Generation of a counterforce on the penetrating counter stood and the filling of a gas cushion.

Es ist natürlich auch möglich, anstelle eines pyrotechni schen Treibsatzes eine Kolben-Zylinder-Einheit mit Flüssigkeitsfüllung einzusetzen. Dabei steht der Kolben mit dem Träger in Verbindung, während auf der dem Kolben gegenüberliegenden Seite unter Zwischenschaltung einer Berstscheibe die Ausströmdüse angeordnet ist. Das System wird durch eine sich an die Düse anschließende Schubum kehrplatte (z. B. Paraboloidfläche) ergänzt. Der durch diese Einheit mögliche Rückstoßimpuls ergibt sich aus dem Produkt von Flüssigkeitsmasse und Austrittsgeschwindig keit.It is of course also possible to use a pyrotechni instead propellant with a piston-cylinder unit Use liquid filling. The piston is standing in communication with the carrier while on the the piston opposite side with the interposition of a Rupture disc is arranged the outflow nozzle. The system is by a thrust connected to the nozzle dustpan (e.g. paraboloid surface) added. The through this unit possible recoil pulse results from the Product of liquid mass and exit speed speed.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend näher beschrieben. Es zeigenSeveral embodiments of the invention are in the Drawing shown and are described in more detail below described. Show it

Fig. 1 in schematischer Darstellung einen Schnitt durch den vorderen Endbereich des Längsträgers eines Kraftfahrzeuges mit einer Sicherheits einrichtung, Fig. 1 shows a schematic view through the front end portion of the longitudinal member of a motor vehicle with a security device is a sectional view,

Fig. 2 den Längsträger aus Fig. 1 mit einer abgewan delten Sicherheitseinrichtung, Fig. 2 is a longitudinal carrier of FIG. 1 with a abgewan punched security device,

Fig. 3 den Längsträger aus Fig. 1 mit einem zusätzli chen Deformationselement, Fig. 3 is a longitudinal carrier of FIG. 1 with an addi tional deformation element,

Fig. 4 einen Prinzipschnitt durch den Seitenaufprall träger einer Seitentüre mit einer montierten Sicherheitseinrichtung und Fig. 4 shows a basic section through the side impact carrier of a side door with a mounted safety device and

Fig. 5 die Sicherheitseinrichtung aus Fig. 4, ergänzt mit einem Gaskissen. Fig. 5 shows the safety device of FIG. 4, supplemented with a gas cushion.

Fig. 1 zeigt schematisch den Schnitt durch den vorderen Endbereich eines Längsträgers 7 in einem Personenkraftwa gen. Der Längsträger 7 nimmt eine Kartusche 9 mit einem pyrotechnischen Treibsatz 11 auf. Während die nach außen gerichtete Seite der Kartusche 9 einen Halter 13 mit ei nem daran befestigten Stoßfänger 15 trägt, ist das in den Längsträger 7 eingeschobene Ende der Kartusche 9 als Düse 17 ausgebildet. Schließlich ist am Außenumfang der Kartu sche 9 noch ein Anschlag 19 vorgesehen, welcher eine Ver schiebung der Kartusche 9 aus dem Längsträger 7 heraus begrenzt. Fig. 1 shows schematically the section through the front end region of a side member 7 in a passenger car. The side member 7 receives a cartridge 9 with a pyrotechnic propellant 11 . While the outward-facing side of the cartridge 9 carries a holder 13 with a bumper 15 attached to it, the end of the cartridge 9 inserted into the longitudinal beam 7 is designed as a nozzle 17 . Finally, on the outer circumference of the cartridge is Kartu cal 9 is provided nor a stopper 19, which shift a limited Ver 9 of the longitudinal member 7 out.

Die dargestellte Sicherheitseinrichtung ist so bemessen, daß einer auf den Stoßfänger 15 einwirkenden Kraft (an gedeutet durch einen Pfeil 21) eine gleich große, durch den pyrotechnischen Treibsatz 11 erzeugte Gegenkraft (an gedeutet durch einen Pfeil 23) entgegenwirkt, wodurch der Längsträger 7 im wesentlichen von Kräften frei bleibt.The safety device shown is dimensioned such that a force acting on the bumper 15 (indicated by an arrow 21 ) counteracts an equally large counterforce generated by the pyrotechnic propellant charge 11 (indicated by an arrow 23 ), whereby the side member 7 essentially remains free of forces.

Wenn der Kraftstoß 21 durch einen starren Gegenstand (z. B. einem Rollbock beim Tpyschadencrash) aufgebracht wird und die Kartusche 9 keinen Weg zurücklegen kann, dann wäre die auftretende Kraft theoretisch unendlich groß. Aus diesem Grund sind Maßnahmen getroffen, welche für die Kartusche 9 einen vorbestimmten Weg zulassen. Gemäß Fig. 1 ist dazu die Kartusche 9 bis zu einem Anschlag 19 ver schiebbar. Bei der in Fig. 2 dargestellten Bauform ist zusätzlich ein Rastelement 25 vorgesehen, welches sicherstellt, daß die Längsverschiebung nur entgegen der Richtung des Gasstromes möglich ist.If the force pulse 21 is applied by a rigid object (for example a trestle during the type of crash damage) and the cartridge 9 can not travel any distance, then the force occurring would theoretically be infinitely large. For this reason, measures have been taken which allow a predetermined path for the cartridge 9 . Referring to FIG. 1, the cartridge has to 9 up to a stop 19 pushed ver. In the construction shown in Fig. 2, a locking element 25 is additionally provided, which ensures that the longitudinal displacement is only possible against the direction of the gas flow.

Schließlich zeigt Fig. 3 eine Lösung, gemäß der zwischen der Kartusche 9 und dem Halter 13 ein Deformationselement 27 angeordnet ist, welches in erster Linie dazu dient, bei einem Aufprall auf ein starres Hindernis Weg zur Ver fügung zu stellen. Sollte das Hindernis selbst nachgiebig sein, so wie dies beispielsweise bei einem Fahrzeug der Fall ist, dann könnten die vorstehend beschriebenen Maßnahmen entfallen.Finally, FIG. 3 shows a solution according to which a deformation element 27 is arranged between the cartridge 9 and the holder 13 , which serves primarily to provide a path in the event of a collision with a rigid obstacle. If the obstacle itself is flexible, as is the case with a vehicle, for example, then the measures described above could be omitted.

Die Fig. 4 und 5 zeigen die neue Sicherheitseinrichtung bei Einsatz in der Seitentüre eines Kraftfahrzeuges. Die Seitentüre, von der in der Zeichnung ein Teil des Außenbleches 29 dargestellt ist, weist eine Sicke 31 auf, die einen Seitenaufprallträger 33 aufnimmt. Dieser setzt sich aus einem Leichtmetall-Strangpreßprofil 35 und einer außen aufgesetzten Rammschutzleiste 37 zusammen. FIGS. 4 and 5 show the new security device when used in the side door of a motor vehicle. The side door, of which part of the outer sheet 29 is shown in the drawing, has a bead 31 which receives a side impact beam 33 . This is composed of a light metal extruded profile 35 and an impact protection strip 37 placed on the outside.

In unmittelbarer Nachbarschaft zu dem Seitenaufprallträ ger 33 sind an einem Halteblech 39 mehrere Kartuschen 41 mit einem pyrotechnischen Treibsatz 43 angeordnet.In the immediate vicinity of the Seitenaufprallträ ger 33 , a plurality of cartridges 41 with a pyrotechnic propellant 43 are arranged on a holding plate 39 .

Ermitteln nun Sensoren einen Seitenaufprall, dann erfolgt eine Zündung (nicht dargestellt) der pyrotechnischen Treibsätze 43. Durch die pyrotechnischen Treibsätze 43 wird über den Seitenaufprallträger 33 der einwirkenden Kraft eine Gegenkraft entgegengesetzt. Der aus jeder Kartusche 41 entweichende Gasstrahl wird an einer Ab weisfläche 45 vom Fahrgastraum abgelenkt.If sensors now determine a side impact, then pyrotechnic propellant charges 43 are ignited (not shown). By means of the pyrotechnic propellant charges 43 , a counterforce is opposed to the acting force via the side impact beam 33 . The gas jet escaping from each cartridge 41 is deflected from the passenger compartment on an off surface 45 .

Schließlich zeigt Fig. 5 eine abgewandelte Bauform, bei der zumindest ein Gasstrom eines pyrotechnischen Treib satzes 43 dazu benutzt wird, ein seitliches Gaskissen 47 aufzublasen, welches sich im aufgeblasenen Zustand zwischen der Türinnenverkleidung 49 und einem Insassen erstrecken kann.Finally, Fig. 5 shows a modified design, in which at least one gas stream of a pyrotechnic propellant set 43 is used to inflate a side gas cushion 47 , which can extend in the inflated state between the inner door panel 49 and an occupant.

Claims

1. Safety device for vehicles, comprising a pyrotechnical propellant, which activates the sensor-controlled safety device, the cartridge containing the propellant being connected to a carrier on its side opposite the outflow opening, the carrier being arranged near the outer skin of the vehicle or itself forms the outer contour, and wherein the cartridge is arranged horizontally, with the outflow opening facing inwards, in the vehicle, characterized in that the ignition of the propellant charge ( 11 ) it follows when a force acting on the carrier ( 15 , 35 ) exceeds a predetermined value, and that the state from the carrier ( 15 , 35 ) to the vehicle body remains unchanged by the activated safety device.

2. Safety device according to claim 1, characterized in that the carrier is formed by a bumper ( 15 ) and the bumper ( 15 ) is supported by two cartridges ( 9 ) which are received in the end region of the longitudinal beams ( 7 ).

3. Safety device according to claim 1, characterized ge indicates that the safety device on the Side door of the vehicle is arranged.

4. Safety device according to claim 3, characterized in that at least two cartridges ( 41 ) are attached at a distance from each other in the side door, which act on a common side impact beam ( 33 ).

5. Safety device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the gas stream of the propellant charge ( 43 ) is used for inflating a gas cushion ( 47 ).

6. Safety device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the cartridge ( 9 , 41 ) is held longitudinally displaceable by a predetermined amount.

7. Safety device according to claim 6, characterized ge indicates that the longitudinal displacement only counter the direction of the gas flow is possible.

8. Safety device according to one of claims 1 to 7, characterized in that a deformation element ( 27 ) is arranged between the cartridge ( 9 ) and the carrier.