DE19540618A1

DE19540618A1 - Vorrichtung zum Einströmenlassen von unter Druck stehendem Gas in eine Fahrzeugsicherheitsvorrichtung

Info

Publication number: DE19540618A1
Application number: DE19540618A
Authority: DE
Inventors: Torbjoern Skanberg; Mehrdad Ranjbar
Original assignee: Autoliv Development AB
Current assignee: Autoliv Development AB
Priority date: 1995-10-31
Filing date: 1995-10-31
Publication date: 1997-05-07
Also published as: WO1997016330A3; WO1997016330A2; US6206420B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einströmenlassen von unter Druck stehendem Gas in eine Fahrzeugsicherheitsvorrich tung, vorzugsweise einen Airbag.

Beispielsweise aus der GB 2 277 984 A ist es bekannt, einen Air bag mit Gas, das aus einem Druckgasbehälter stammt, aufzublasen. Der Druckgasbehälter weist Öffnungen auf, über die das unter Druck stehende Gas im Crashfalle ausströmen kann, um den Airbag aufzublasen. Diese Öffnungen sind mittels einer Scheibe oder Fo lie gasdicht verschlossen. Die die Öffnungen verschließenden Scheiben bzw. Folien sind so dimensioniert, daß sie unter der Druckkraft des eingeschlossenen komprimierten Gases bersten wür den. Sie sind daher mittels eines Kolbens, der außen an den Öffnungen anliegt, derart abgestützt, daß sie aufgrund der Druck kraft des im Gasdruckbehälter komprimierten Gases nicht zerstört werden können. Im Crashfalle wird der die Scheiben bzw. Folien abstütztende Kolben wegbewegt, so daß die Scheiben bzw. Folien durch die Druckkraft des komprimierten Gases bersten und das kom primierte Gas zum Aufblasen des Airbags freigegeben wird. Dieses Sicherheitssystem weist den Nachteil auf, daß der Kolben, der zur Unterstützung der Scheiben bzw. Folien dient, aufgrund ent stehender Reibung bzw. der Gefahr des Verkantens nicht schnell genug oder gar nicht von den Öffnungen wegbewegt werden kann, so daß ein verzögertes und damit verspätetes Befüllen des Airbags mit dem komprimierten Gas erfolgt oder im Extremfall der Airbag im Ernstfalle gar nicht aufgeblasen wird.

Es ist auch eine andere Vorrichtung der eingangs genannten Gat tung bekannt, in welchem die Scheiben bzw. Folien so dimensio niert sind, daß sie der Druckkraft des komprimierten Gases Wider stand leisten. Bei dieser Ausführungsform werden im Crashfalle die Scheiben bzw. Folien mittels eines scharfen Werkzeuges, das durch eine entsprechende Trigger-Anordnung angesteuert wird, schlagartig zerstört, so daß das komprimierte Gas austreten kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, ausgehend von einem Stand der Tech nik gemäß der GB 2 277 984 A, eine gattungsgemäße Vorrichtung derart weiterzubilden, daß sie mit größerer Sicherheit vor Fehl funktionen geschützt ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmalskombination des Anspruchs 1 gelöst. Demnach weist die Vorrichtung zum Ein strömenlassen von unter Druck stehendem Gas in eine Fahrzeug sicherheitsvorrichtung einen Druckbehälter für komprimiertes Gas mit mindestens einer Öffnung auf, die mit einer gasdichten Fo lienabdeckung verschlossen ist. Die Folienabdeckung ist über zu mindest einen Großteil ihrer freien Fläche flächig durch eine zerstörbare oder einziehbare Abstützeinrichtung abgestützt, die wiederum an dem Druckbehälter befestigt ist. Das komprimierte Gas erzeugt über die Folienabdeckung eine senkrecht auf die Öffnungsebene und nach außen gerichtete Kraft, die auf die Ab stützeinrichtung einwirkt, wobei diese Kraft mit einer Reaktions kraft der sich abstützenden zerstörbaren oder einziehbaren Ab stützvorrichtung im Gleichgewicht steht. Weiterhin weist die Vor richtung eine bei einem Unfall aktivierbare Trigger-Anordnung auf, die eine Zerstörung oder ein Einziehen der Abstützeinrich tung derart bewirkt, daß die Reaktionskraft wegfällt.

Aufgrund der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird sichergestellt, daß die die Folie abstützende Einrichtung im Fall eines Crashs schnell und ohne die Gefahr, hängen zu bleiben, wegbewegt wird, so daß die die Öffnung verschließende Folie aufgrund der Druck kraft des komprimierten Gases und der Freigabe der Öffnung zer stört wird.

Die Abstützeinrichtung kann gemäß einer besonderen Ausführungs form der Erfindung aus einem mit dem Druckbehälter fest verbunde nen Gestell und einem mit diesem verbundenen Abstützteil beste hen. Dabei kann die Abstützeinrichtung zumindest über drei Punk te auf dem Abstützgestell aufgelagert sein und die Auflagerung kann zumindest an einem Punkt für den Fall des Crashs aufhebbar sein, so daß die Abstützeinrichtung einknickt und die Folie frei gibt. Alternativ kann die Abstützeinrichtung zumindest entlang zweier Linien auf dem Abstützgestell aufgelagert sein und die Auflagerung kann zumindest entlang einer Linie aufhebbar sein, wodurch ebenfalls wieder die zumindest eine Öffnung des Druckbe hälters freigegeben wird.

Vorteilhaft kann zumindest ein Teil der Abstützeinrichtung ein Wandelement einer Kammer bilden, welche mit einer pyrotechni schen Ladung versehen ist, die infolge eines Crashs gezündet wird, so daß dieses Wandelement durch den infolge der gezündeten pyrotechnischen Ladung erzeugten Druck weggesprengt wird, wobei wiederum die Abstützeinrichtung aus ihrer die Folienabdeckung abstützenden Stellung weggerissen wird.

Gemäß einer vorteilhaften konstruktiven Ausführung der Erfindung kann die Abstützeinrichtung eine im wesentlichen das Abstützteil bildende Gegendruckplatte aufweisen, die fest mit einem ersten Teil verbunden oder integral mit diesem ausgebildet ist. Bei die ser Ausführung umfaßt die Abstützeinrichtung weiterhin ein zwei tes Teil, das mit dem Gestell verbunden ist, auf welchem sich das erste Teil abstützt, wobei sich zumindest das erste Teil im montierten Zustand senkrecht zur Öffnungsebene erstreckt. Die Abstützeinrichtung wird dadurch zerstört, daß parallel zur Öffnungsebene der erste Teil im Verhältnis zum zweiten Teil verschoben wird und daß gegenüberliegend zum zweiten Teil eine Ausnehmung vorgenommen ist, um den ersten Teil nach der Zerstö rung der Abstützeinrichtung aufzunehmen. Hierdurch ist sicherge stellt, daß dieser erste Teil sich nicht unterhalb der Folienab deckung verklemmen kann, so daß die wunschgemäße Freilegung der Folienabdeckung im Crashfalle sichergestellt ist.

Bei dieser konstruktiven Ausführung kann vorteilhaft der erste Teil der zerstörbaren Abstützeinrichtung derart integral mit der Gegendruckplatte ausgebildet sein, daß sie zusammen ein L-förmi ges Element bilden.

Die Gegendruckplatte kann so ausgebildet sein, daß ihr mittlerer Bereich entsprechend einer Druckbeaufschlagung über einem fest legbaren Sicherheitsdruck, d. h. einem Nominaldruck, derart ausge beult wird, daß der erste Teil der Abstützeinrichtung soweit aus seiner Ausgangslage bewegt wird, daß die gesamte Abstützeinrich tung zerstört wird.

Im mittleren Bereich des ersten Teils der Abstützeinrichtung kann eine Schwächungslinie vorgesehen sein, die parallel zur Öffnungsebene verläuft, so daß bei Aufbringen einer definierten Belastung der erste Teil sich entlang der Schwächungslinie zusam menfaltet.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform kann die Abstützeinrich tung eine Gegendruckplatte aufweisen, die über einen Überdrüc kungsmechanismus mit dem Druckbehälter verbunden ist. Dieser Überdrückungsmechanismus kann aus einem überdrückten Kniehebel mechanismus bestehen. Auf den Kniehebel des Überdrückungsmecha nismus kann eine pyrotechnische Ladung derart einwirken, daß er bei Zündung der pyrotechnischen Ladung aus seiner überdrückten Stellung herausbewegt wird und die Gegendruckplatte schlagartig einzieht, so daß die Folienabdeckung wiederum freigelegt ist.

Eine weitere alternative Ausführungsform der Erfindung umfaßt eine Abstützeinrichtung, die durch Schmelzen oder Verbrennen von Teilen ihrer selbst im Crashfalle zerstört wird. In diesem Fall wird der Aufbau beispielsweise durch eine pyrotechnische Ladung zerstört, so daß die Gegendruckplatte ebenfalls schlagartig die Folienabdichtung freigibt.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 Einen Teilschnitt durch eine erste Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 und Fig. 3 ein Detail der Ausführungsform gemäß Fig. 1 in verschie denen Zuständen,

Fig. 4 eine perspektivische Darstellung eines Details der Aus führungsform gemäß Fig. 1,

Fig. 5 eine teilweise Schnittdarstellung einer zweiten Ausfüh rungsform der Erfindung,

Fig. 6 die Ausführungsform gemäß Fig. 5 in einem anderen Zu stand,

Fig. 7 eine teilweise Schnittdarstellung einer dritten Ausfüh rungsform der Erfindung,

Fig. 8 eine teilweise Schnittdarstellung einer vierten Ausfüh rungsform der Erfindung und

Fig. 9 eine teilweise Schnittdarstellung einer fünften Ausfüh rungsform der Erfindung.

In Fig. 1 ist der untere Teil eines Gasdruckbehälters 10 darge stellt, der mit einem unter Überdruck stehenden Gas zum Befüllen eines hier nicht näher dargestellten Airbags befüllt ist. Das im Gasdruckbehälter 10 enthaltene Gas weist beispielsweise einen Nominaldruck von 200 bar auf. Im Gasdruckbehälter 10 ist zentral eine Öffnung 12 vorgesehen, die über eine gasdichte Folie 14 ver schlossen ist. Die gasdichte Folie 14 ist so dimensioniert, daß sie für sich alleine der Druckkraft des unter Druck stehenden Gases nicht standhalten kann. Daher ist sie durch eine Abstütz einrichtung 16 abgestützt. Die Abstützeinrichtung 16 ist in einem Gehäuse 18 ausgebildet, welches unmittelbar an den Gas druckbehälter 10 anschließt und fest mit diesem verbunden ist. Die Abstützeinrichtung 16 besteht aus einem Abstützteil 20, das integral aus einer Gegendruckplatte 22 und einem ersten Teil 24 geformt ist. Die Form des Abstützteils 20 ist L-förmig. Das Ab stützteil 20 ist linienförmig aufgelagert auf einem Gestell 26, das einen Teil der Abstützeinrichtung 16 bildet und welches unmittelbar mit dem Gehäuse 18 und damit mit dem Gasdruckbe hälter 10 verbunden ist. Das Gestell 26 weist einen zweiten Teil 28 auf, der linienförmig an dem ersten Teil 24 anliegt. Das Ab stützteil 20 liegt also auf dem Gestell 26 derart auf, daß das erste Teil 24 des Abstützteils 20 an dem zweiten Teil 28 des Ge stells 26 anschließt. Die Abstützplatte 22 des Abstützteils 20 liegt mit ihrem Rand auf dem dem ersten Teil 28 gegenüberliegen den Wandbereich 30 auf, wie das in Fig. 1 gezeigt ist. Insgesamt hat das Gestell 26 ungefähr die Form eines Sessels, wie sich ebenfalls aus der Fig. 1 und der Fig. 4 ergibt. Innerhalb des Gestells 26 ist eine pyrotechnische Ladung 32 angeordnet, welche über eine elektrische Trigger-Vorrichtung 34 zündbar ist. Die pyrotechnische Ladung 32 ist in dem Gestell 26 gekapselt, wobei eine Öffnung 36 vorgesehen ist, über welche die Druckwelle austreten kann, die sich nach Entzündung der pyrotechnischen Ladung bildet. In dem Gehäuse 18 sind mehrere Öffnungen 36. Durch diese kann das zum Aufblasen des hier nicht näher dargestellten Airbags dienende Gas hindurchströmen.

Anhand der Fig. 2 und 3 wird erläutert, wie das Abstützteil 20 nach Zünden der pyrotechnischen Ladung 32 aus seiner Ausgangs stellung, in welcher die Folienabdichtung 14 abgestützt wird, herausgesprengt wird. In Fig. 2 hat sich schon eine Druckwelle entwickelt, welche durch die beiden Pfeile angedeutet wird. In der durch das Abstützteil 24 und dem Gestell 26 gebildeten Kam mer 38 bildet sich ein Überdruck, so daß das Abstützteil 24 aus seiner Lage herausgedrückt wird. Dabei wird eine angeformte Lip pe 40 (vgl. Fig. 1) abgebrochen, die ein unbeabsichtigtes Ab rutschen des ersten Teils 24 von dem zweiten Teil 28 verhindern soll. Diese Lippe 40 ist aber so ausgebildet, daß sie bei einer entsprechenden Druckbeaufschlagung abbricht und somit ein Ab sprengen des Abstützteils 20 ermöglicht, wie dies in Fig. 3 dar gestellt ist. Das Abstützteil 20 fällt nach Absprengen in eigen Bereich neben dem Gestell 26, wie das in Fig. 3 dargestellt ist. Die Folienabdeckung 14 birst unter dem Druck des komprimierten Gases, so daß das komprimierte Gas aus dem Druckbehälter 10 aus strömt und den Airbag aufbläst.

Anhand der Fig. 4 ist nochmals der Aufbau der Abstützeinrichtung 16 in perspektivischer Darstellung verdeutlicht. Auf dem Gestell 26 lagert das hier in Art einer Explosionsdarstellung auseinan dergezogene Abstützteil 20.

In den Fig. 5 und 6 ist eine leicht modifizierte Ausführungsform dargestellt, bei der innerhalb des ersten Teils 24 des Abstütz teils 20 eine Schwächungslinie 40a vorgesehen ist, entlang wel cher bei entsprechender Druckentwicklung über die pyrotechnische Ladung nach Ansteuerung im Crashfalle der erste Teil, wie in Fig. 6 dargestellt ist, einknickt. In gestrichelter Linie ist in Fig. 6 der erste Teil 24 dargestellt, falls es nicht zum Ein knicken entlang der Schwächungslinie 40 kommt.

In Fig. 7 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung ge zeigt. Dort besteht die Abstützeinrichtung aus einer Gegendruck platte 44, die über einen Überdruck den Kniehebelmechanismus 46 in der die Folienabdeckung abstützenden Lage gehalten wird. Der Kniehebelmechanismus 46 ist an einer am Druckbehälter 10 an schließenden Halterung 42 angelenkt. An der Halterung 42 ist wei terhin eine Kammer 48 für eine pyrotechnische Ladung derart ange ordnet, daß die pyrotechnische Ladung unmittelbar auf den Kniehe bel des überdrückten Kniehebelmechanismus 46 einwirkt. Bei Zün den der pyrotechnischen Ladung 50 wird ein Bolzen 51 in Richtung des Kniehebelgelenks geschossen, so daß der Kniehebelmechanismus aus seiner überdrückten Darstellung, wie er in Fig. 7 darge stellt ist, in eine Freigabeposition (hier nicht dargestellt) verschwenkt wird, in welcher die Gegendruckplatte 44 eingezogen wird, so daß die Folienabdeckung 14 wieder aufgrund des Über drucks des im Druckbehälter 10 gespeicherten Gases zerbirst.

Fig. 8 zeigt eine ähnliche Ausführungsform zu der Fig. 7. Hier ist jedoch eine fertigungstechnisch einfachere Version darge stellt, da hier anstatt des Kniehebelmechanismusses 46 zwei Tei le 52 und 54 ausgebildet sind. Das Teil 52 weist im Querschnitt eine T-Form auf, wobei ein Teil die Gegendruckfläche bildet und ein anderer Teil auf dem Teil 54 linienförmig aufliegt. Das Teil 54 ist ein wandförmiges Teil mit einem trapezförmigen Quer schnitt, das einstückig mit der Halterung 42 ausgebildet ist. Am Teil 52 ist wiederum eine Lippe 56 gebildet, die bei entsprechen der Beaufschlagung durch den Stempel 51 aufgrund der Zündung der pyrotechnischen Ladung 50 abbricht, so daß das Teil 52 wegge sprengt wird.

Eine weitere alternative Ausführungsform wird in der Fig. 9 ge zeigt. Dort ist eine Gegendruckplatte 60 auf einem Rohr 58 aufge lagert, das wiederum fest mit dem Gehäuse 18 verbunden ist. In dem Rohr 58 ist eine pyrotechnische Ladung 62 angeordnet. Bei Entzünden der pyrotechnischen Ladung 62 wird das Rohr zerstört, so daß die Gegendruckplatte 60 aus ihrer Position schlagartig herausbewegt wird.

Claims

1. Vorrichtung zum Einströmenlassen von unter Druck stehendem Gas in eine Fahrzeugsicherheitsvorrichtung, vorzugsweise ei nen Airbag, mit einem Druckbehälter für komprimiertes Gas mit mindestens einer Öffnung, die mit einer gasdichten Fo lienabdeckung verschlossen ist, wobei die Folienabdeckung über zumindest einen Großteil ihrer freien Fläche flächig durch eine zerstörbare oder einziehbare Abstützeinrichtung abgestützt ist, die sich wiederum auf dem Druckbehälter ab stützt, wobei das komprimierte Gas über die Folienabdeckung eine senkrecht auf die Öffnungsebene und nach außen gerichte te Kraft erzeugt, die auf die Abstützeinrichtung einwirkt, wobei diese Kraft mit einer Reaktionskraft der sich abstüt zenden zerstörbaren oder einziehbaren Abstützvorrichtung im Gleichgewicht steht, und mit einer bei einem Unfall aktivier baren Trigger-Anordnung, die eine Zerstörung oder ein Einzie hen der Abstützeinrichtung derart bewirkt, daß die Reaktions kraft wegfällt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützeinrichtung aus einem mit dem Druckbehälter fest ver bundenen Gestell und einem mit diesem verbundenen Abstütz teil besteht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützeinrichtung zumindest über drei Punkte auf dem Ab stützgestell aufgelagert ist und daß die Auflagerung zumin dest an einem Punkt aufhebbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützeinrichtung zumindest entlang zwei Linien auf dem Ab stützgestell aufgelagert ist und daß die Auflagerung zumin dest entlang einer Linie aufhebbar ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, daß zumindest ein Teil der Abstützeinrichtung ein Wandelement einer Kammer bildet, welche mit einer pyrotech nischen Ladung versehen ist, die infolge eines Crashs gezün det wird, so daß dieses Wandelement durch die infolge der gezündeten pyrotechnischen Ladung erzeugten Drucks wegge sprengt wird, wobei die Abstützeinrichtung aus ihrer die Fo lienabdeckung abstützenden Stellung weggerissen wird.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Abstützeinrichtung eine im wesentlichen das Abstützteil bildende Gegendruckplatte aufweist, die fest mit einem ersten Teil verbunden oder integral mit diesem aus gebildet ist, und ein zweites Teil aufweist, das mit dem Ge stell verbunden ist, auf welchem sich das erste Teil ab stützt, wobei sich zumindest das erste Teil im montierten Zustand senkrecht zur Öffnungsebene erstreckt, daß die Ab stützeinrichtung dadurch zerstört wird, daß parallel zur Öffnungsebene der erste Teil im Verhältnis zum zweiten Teil verschoben wird und daß gegenüberliegend zum zweiten Teil eine Ausnehmung vorgenommen ist, um den ersten Teil nach der Zerstörung der Abstützeinrichtung aufzunehmen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Teil der zerstörbaren Abstützeinrichtung derart inte gral mit der Gegendruckplatte ausgebildet ist, daß er ein L-förmiges Element bildet.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegendruckplatte so ausgebildet ist, daß ihr mittle rer Bereich entsprechend einer Druckbeaufschlagung über ei nem festlegbaren Sicherheitsdruck, d. h. einem Nominaldruck, derart ausgebeult wird, daß der erste Teil der Abstützein richtung soweit aus seiner Ausgangslage bewegt wird, daß die gesamte Abstützeinrichtung zerstört wird.

9. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß im mittleren Bereich des ersten Teils der Abstützeinrich tung eine Schwächungslinie vorgesehen ist, die parallel zur Öffnungsebene verläuft, so daß bei Aufbringen einer definier ten Belastung der erste Teil sich entlang der Schwächungsli nie zusammenfaltet.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützeinrichtung eine Gegendruckplatte aufweist, die über einen Überdrückungsmechanismus mit dem Druckbehälter verbun den ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Überdrückungsmechanismus aus einem überdrückten Kniehe belmechanismus besteht und daß dessen Kniehebel mit einer pyrotechnischen Ladung derart verbunden ist, daß er bei Zündung der pyrotechnischen Ladung aus seiner überdrückten Stellung herausbewegt wird.

12. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützeinrichtung durch Schmelzen oder Verbrennen von Tei len ihres Aufbaus im Crashfall zerstört wird.