DE19844412A1

DE19844412A1 - Sicherheitseinrichtung für ein Fahrzeug mit einem Lenkrad an einer Lenksäule

Info

Publication number: DE19844412A1
Application number: DE19844412A
Authority: DE
Inventors: Olaf Mueller
Original assignee: Inova Technische Entwicklungen 65428 Ruesselsheim De GmbH; Inova GmbH Technische Entwicklungen
Current assignee: ThyssenKrupp Presta AG
Priority date: 1997-09-26
Filing date: 1998-09-28
Publication date: 1999-07-01

Description

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitseinrichtung für ein Fahrzeug mit einem Lenkrad an einer Lenksäule.

Die auf den vorliegenden Anmelder/Inhaber zurückgehenden älteren Anmeldungen DE 197 03 945.6, DE 197 09 257.8, DE 197 12 782.7, DE 197 15 463.8 und DE 197 26 878.1 befassen sich allgemein mit Airbags insbesondere mit mechanischen insassenpositionsabhängigen Steuerungen. Weiterhin befaßte sich der vorliegende Erfinder in der älteren Anmeldung DE 197 38 728.4 mit vorzugsweise einem Kraftfahrzeugsitz zugeordneten Seiten- oder Thoraxairbags und insbesondere mit deren Aufblas- und Entfaltungsverhalten. In den älteren Anmel dungen DE 197 07 998.9 und DE 197 38 727.6 des vorliegenden Anmelders/Inhabers geht es um einen Kraftfahrzeugsitz, der über Sicherheitseinrichtungen und Betriebseinrichtungen dafür verfügt. Die Offenbarungsgehalte aller vorstehend genannten älteren Anmeldungen sind durch die Bezugnahmen vollumfänglich in die vorliegenden Unterlagen aufgenommen.

Zur Erreichung des Ziels einer weiteren Erhöhung der Sicher heit für z. B. Kraftfahrzeuginsassen wird mit der vorliegenden Erfindung eine Sicherheitseinrichtung für ein Fahrzeug mit einem Lenkrad an einer Lenksäule gemäß Anspruch 1 vorgeschla gen.

Erfindungsgemäß enthält die Sicherheitseinrichtung somit pyrotechnisch betriebene Lenksäulen-Rückzugseinrichtungen.

Dadurch kann das Lenkrad vom Fahrer weg bewegt werden, wodurch dessen Verletzungsrisiko durch einen Aufprall auf das Lenkrad stark verringert wird.

Vorzugsweise sind die Lenksäulen-Rückzugseinrichtungen derart ausgelegt, daß sie bei ihrer Auslösung zunächst eine Lenksäu lenaxialverstellung freigeben, was insbesondere durch pyrotechnische Betriebsmittel erfolgen kann, und dann das Rückziehen der Lenksäule längs deren Axialverstellweg bewirken.

Mit Vorzug sind die Lenksäulen-Rückzugseinrichtungen antriebs mäßig mit Betriebseinrichtungen für einen Airbag und insbeson dere einem mehrstufig auslösbaren Airbag gekoppelt, so daß dieselben pyrotechnischen Betriebsmittel, die zum Aufblasen des Airbags vorhanden sind, zumindest auch teilweise zum Antrieb der Lenksäulen-Rückzugseinrichtungen eingesetzt werden.

Ferner ist es bei der vorstehenden Weiterbildung der Erfindung bevorzugt, wenn das Aufblasen und Entfalten des Airbags, und insbesondere das mehrstufige Aufblasen und Entfalten des Airbags in Abhängigkeit vom Rückzugsweg und/oder der Rückzugs position der Lenksäule abhängig steuerbar ist. Dies kann beispielsweise durch eine mechanische Steuerung erfolgen, die Folgeauslösungen der pyrotechnischen Betriebseinrichtungen für die Lenksäulen-Rückzugseinrichtungen und/oder den Airbag mechanisch in Abhängigkeit vom Rückzugsweg und/oder der Rückzugsposition der Lenksäule und/oder vom Aufblas/Entfal tungszustand des Airbags bewirkt.

Durch derartige Sicherheitseinrichtungen wird die Sicherheit für einen Fahrer eines Fahrzeuges weiter optimiert.

Weitere vorteilhafte und bevorzugte Ausgestaltungen der Erfin dung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der zugehörigen Zeichnung gezeigt und behandelt, in der

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel von Sicherheitseinrich tungen mit Lenksäulen-Rückzugseinrichtungen und einem Fahrerairbag in einer Längs- und einer Querschnittsdarstellung zeigt,

Fig. 2 ein Detail eines Dämpfungselementes von Sicherheitsein richtungen mit Lenksäulen-Rückzugseinrichtungen in einer Längsschnittdarstellung zeigt,

Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel von Sicherheitseinrich tungen mit Lenksäulen-Rückzugseinrichtungen und einem Fahrerairbag in einer Längs- und einer Querschnittsdarstellung zeigt.

Fig. 4 eine Reinzeichnung des zweiten Ausführungsbeispiels von Sicherheitseinrichtungen mit Lenksäulen-Rückzugseinrichtungen und einem Fahrerairbag von Fig. 3 in einer Längs- und einer Querschnittsdarstellung ist.

Anhand der Figuren soll noch auf einige besonders vorteilhafte Gestaltungen und Effekte der entsprechenden Ausführungen eingegangen werden.

Ein erstes Ausführungsbeispiel von Sicherheitseinrichtungen mit Lenksäulen-Rückzugseinrichtungen und einem Fahrerairbag 22, der zweistufig ist, ist in der Fig. 1 gezeigt. Diese Sicherheitseinrichtungen enthalten eine Sekundärdruckzündung 20 und eine Rückfahrmechanik 21 der in der Fig. 1 teilweise dargestellten Lenksäule 1.

Die Lenksäule 1 ist bei dem Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 1 über einen Verstellschlitten 3 an einer Montageplatte 2 axial verstellbar angeordnet. Der Verstellschlitten 3 enthält eine Primärzündung 4, die in Kommunikation mit einer Druckkam mer 5 mit Druckdurchgangslöchern 6 ist. Eine Begrenzung der Druckkammer 5 weist eine Schaltmuffe 8 auf und ist axial verschiebbar, wobei die Schaltmuffe 8 durch Schlitze 7 (nur ein Schlitz 7 ist gekennzeichnet) in einem Rohr (nicht bezeichnet) der Lenksäule 1 nach außerhalb des Rohrs ragt. Das freie Ende der Schaltmuffe 8 liegt zur Mitnahme bei Bewegung längs des Schlitzes 7 an einer Stellmuffe 9 an, an der ein Ende eines Bowdenzuges 12 befestigt ist. Das andere Ende des Bowdenzuges 12 ist an einem Lösehebel 10 befestigt, der mit einem Stellhe bel 11 zusammenwirkt.

Weiterhin enthalten die Sicherheitseinrichtungen des ersten Ausführungsbeispiels der Fig. 1 eine Zündung 14 einer ersten Stufe des Fahrerairbags 22 in Form einer Sekundärdruckzündung 20. Die Zündung 14 der ersten Stufe des Fahrerairbags 22 verfügt über einen Zündkolben 15, der von der Druckkammer 5 aus erreichbar ist. Der Fahrerairbag 22 dieses Ausführungsbei spiels enthält weiterhin eine zweite Stufe mit einer Schnur zündung 16. Dem eigentlichen Bag 18 des Fahrerairbags 22 ist ein Partikelfilter 17 vorgeschaltet. Von der ersten Stufe führt ein Gasdurchtritt 19 an der zweiten Stufe vorbei in den Bag 18. Der Vollständigkeit halber ist noch eine Anschraubung 13 der Lenkung gezeigt.

In der Fig. 1 ist eine Primärzündung angegeben, die, wie die gezeigten Anschlußleitungen verdeutlichen elektrisch ausgelöst wird. Der durch die entsprechende Patrone oder Kartusche erzeugte Druckstoß erfüllt zwei Funktionen.

Einerseits wird durch diesen Druckstoß die Zündung der ersten Stufe (siehe Fig. 1) mechanisch ausgelöst, die durch einen Gasdurchtritt (siehe Querschnittsdarstellung in der Fig. 1) außerhalb der zweiten mit einer Schnurzündung eingezeichneten Stufe den Airbag teilweise aufblasen kann. Dadurch, daß die elektrisch auslösbare oder zündbare Patrone ortsfest im Fahrzeug außerhalb der drehbaren Lenksäule und des drehbaren Lenkrades angeordnet ist, wird in vorteilhafter Weise eine elektrische Verbindung zwischen dem drehbaren Lenkrad und einer fest im Fahrzeug installierten Airbag-Auslösesteuerung eingespart.

Eine Realisierungsmöglichkeit einer solchen früher erforderli chen elektrischen Verbindung ist eine sogenannte Wickelfeder z. B. aus Kunststoff, durch die die Anschlußleitungen zu einer elektrisch auslösbaren Patrone im drehbaren Lenkrad geführt sind und die sicherstellt, daß diese elektrische Patrone bei jeder Drehstellung des Lenkrades ausgelöst werden kann. Eine solche Wickelfeder hat aber einen relativ hohe Preis. Statt einer solchen teueren Wickelfeder kann nun einfach die vergleichsweise billige Kombination aus einer elektrischen im Fahrzeug ortsfesten Primärzündung und einer mit der Lenksäule und dem Lenkrad mitdrehbaren mechanisch ausgelösten 1. Zündstufe eingesetzt werden.

Der Vollständigkeit halber wird noch darauf hingewiesen, daß die Schnurzündung (siehe Fig. 1) nur dann ausgelöst wird, wenn sich der Airbag ungehindert über einen vorgegebenen Punkt ausdehnen kann und dadurch so weit an der Schnur zieht, daß dadurch der Reißzünder oder eine Doppelreißzündung (siehe Fig. 3 und 4) betätigt wird, wobei auch andere Zündarten, wie z. B. Aufschlagzünder verwendet und mittels geeigneter Einrichtungen ausgelöst werden können.

Andererseits bewirkt die Primärzündung, daß die sich mit der Lenksäule bei Lenkbewegungen mitdrehende Schaltmuffe (siehe Fig. 1) im gezeigten Beispiel vom Lenkrad weg verstellt wird. Diese Schaltmuffe ist an eine bezüglich der Drehung der Lenksäule stehende Stellmuffe im Lenksäulenbock gekoppelt. Dadurch wird auf einfache und geschickte Weise der Druckstoß der Primärzündung innerhalb der drehbaren Lenksäule zum Druck auslösen der Zündung der ersten Stufe zum Füllen des Airbags gleichzeitig für eine nach außerhalb der drehbaren Lenksäule auf ein gegenüber Drehbewegungen der letzteren ruhendes System übertragen.

An die Stellmuffe im Lenksäulenbock ist ein Bowdenzug angeschlossen, durch den die Verstellbewegung dieser Stell muffe auf die Lenksäulenarretierung oder Lenksäulenkomfort feststellung übertragen wird, die dazu dient, die Lenksäule in Längsrichtung axial und in Höhenrichtung in individuellen Einstellpositionen festzustellen. Die Verstellbewegung der Stellmuffe im Lenksäulenbock führt mittels des Bowdenzuges somit zum Lösen der Lenksäulenarretierung, die beispielsweise durch eine mittels des Stellhebels (siehe Fig. 1, 3 und 4 unten) betätigbare Verschraubung gelöst ist. Dazu greift der Bowdenzug über einen Lösehebel an der Arretierverschraubung an.

Somit wird durch die Primärzündung durch die mit der Lenksäule zusammen drehbare Schaltmuffe die Stellmuffe verschoben, die an dem Bowdenzug zieht, der wiederum den Lösehebel verdreht, was zum Freigeben der Arretierung der in Längs- und Höhenrich tung einstellbaren Lenksäule führt, so daß letztere zurückge zogen werden kann.

In besonders vorteilhafter Weise wird zum Zurückschieben der Lenksäule und damit des Lenkrades vom Fahrer weg der stoßar tige Druck beim Aufblasen des Airbags verwendet. Durch die Zündung der ersten Stufe und jeder weiteren Stufe (lediglich beispielhaft ist in den Fig. 1, 3 und 4 nur eine zweite Stufe gezeigt, worauf die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist) wird der Airbag schlagartig aufgeblasen und zum Fahrer hin entfaltet. Als Reaktion dieses als Aktion anzusehenden Aufbla sens des Airbags ergibt sich auch ein Druckstoß vom Fahrer weg, der auf die durch die wie vorstehend beschrieben infolge der Primärzündung freigegebene Lenksäule in der Weise wirkt, daß diese vom Fahrer weg geschoben wird. Damit wird die zum Aufblasen des Airbags verwendete Energie in besonders geschickter Weise gleichzeitig dazu genutzt, das Lenkrad vom Fahrer weg zu bewegen. Insbesondere durch diese Kombination von mehreren Sicherheitsfunktionen (die Lenkung wird durch den Druck des Airbags verschoben) werden Bauraum, Gewicht und Kosten gespart.

Das Dämpfungselement in der Lenksäule gemäß der Fig. 2 wird verwendet, um beim Zurückschieben der Lenksäule einen größeren Airbag zu vermeiden. Das Element ist derart abgestimmt, daß die stirnwandseitige Verkürzung der Lenksäule durch Ineinan derschieben der Lenksäulennabe erreicht wird. Der Airbag schiebt gleichzeitig von der anderen Seite.

Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel von Sicherheitseinrichtun gen gemäß der Fig. 3 ist die Zündung 14 der ersten Stufe des Fahrerairbags 22 als Doppelkolbenzündung 23 ausgebildet, die durch einen Druckstoß der Primärzündung 4 auslösbar ist. Dazu enthält die Doppelkolbenzündung 23 zwei Zünder 24a, 24b. Die Schnurzündung 16 der zweiten Stufe dieses Fahrerairbags 22 weißt einen Ringzünder 25 auf, an dem eine Doppelreißzündung 26 an zwei Seiten angreift. Aus dem Vergleich der Fig. 1 und 3 ergeben sich die übrigen Teile und deren Funktionen bei dem zweiten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Sicherheit seinrichtungen.

Nachfolgend werden noch spezielle Ausgestaltungen der Erfin dung angegeben.

Allgemein schafft die Erfindung eine Sicherheitseinrichtung für ein Fahrzeug mit einem Lenkrad an einer Lenksäule, wobei die Sicherheitseinrichtung pyrotechnisch betriebene Lenksäulen-Rückzugseinrichtungen enthält.

Gemäß einer Weiterbildung kann vorgesehen sein, daß bei einer solchen Sicherheitseinrichtung die Lenksäulen-Rück zugseinrichtungen derart ausgelegt sind, daß sie bei ihrer Auslösung zunächst eine Lenksäulenaxialverstellung freigeben, was insbesondere durch pyrotechnische Betriebsmittel erfolgen kann, und dann das Rückziehen der Lenksäule längs deren Axial verstellweg bewirken.

Alternativ oder zusätzlich kann die Lenksäulen-Rückzugsein richtungen antriebsmäßig mit Betriebseinrichtungen für einen Airbag und insbesondere einem mehrstufig auslösbaren Airbag gekoppelt sein, so daß dieselben pyrotechnischen Betriebsmit tel, die zum Aufblasen des Airbags vorhanden sind, zumindest auch teilweise zum Antrieb der Lenksäulen-Rückzugseinrichtun gen einsetzbar sind.

Dabei kann vorrichtungs- oder verfahrensmäßig insbesondere vorgesehen sein, daß das Aufblasen und Entfalten des Airbags, und insbesondere ggf. das mehrstufige Aufblasen und Entfalten des Airbags in Abhängigkeit vom Rückzugsweg und/oder der Rückzugsposition der Lenksäule abhängig steuerbar ist. Oder aber die Vorrichtung oder das entsprechende Verfahren kann dergestalt sein, daß eine mechanische Steuerung vorgesehen ist, die Folgeauslösungen der pyrotechnischen Betriebseinrich tungen für die Lenksäulen-Rückzugseinrichtungen und/oder den Airbag mechanisch in Abhängigkeit vom Rückzugsweg und/oder der Rückzugsposition der Lenksäule und/oder vom Aufblas/Entfal tungszustand des Airbags bewirkt.

Ein Verfahren zum Auslösen und Betätigen von Sicherheitsein richtungen iom Rahmen der Erfindung kann dadurch gekennzeich net sein, daß zunächst über eine Zündung einer ersten Treibla dung eine Arretierung der Lenksäule in deren Axialrichtung gelöst wird, und daß dann wenigstens eine zweite Treibladung gezündet wird, durch die die Lenksäule in Richtung auf ihre maximal zurückgezogene Position vom Fahrer weg beaufschlagt wird.

Bevorzugt wird bei diesem Verfahren die zweite Treibladung durch die Wirkung der gezündeten ersten Treibladung gezündet.

Alternativ oder zusätzlich kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ferner vorgesehen sein, daß durch die gezündete zweite Treibladung gleichzeitig mit oder zeitversetzt zu dem Lenksäulenrückzug ein Airbag aufgeblasen wird.

Die Erfindung ist anhand der Ausführungsbeispiele in der Beschreibung und in den Zeichnungen lediglich exemplarisch dargestellt und nicht darauf beschränkt, sondern umfaßt alle Variationen, Modifikationen und Substitutionen, die der Fachmann den vorliegenden Unterlagen insbesondere im Rahmen der Ansprüche und der allgemeinen Darstellungen in der Einlei tung dieser Beschreibung entnehmen kann.

Bezugszeichenliste

1

Lenksäule

2

Montageplatte

3

Verstellschlitten

4

Primärzündung

5

Druckkammer

6

Druckdurchgangslöcher

7

Schlitz

8

Schaltmuffe

9

Stellmuffe

10

Lösehebel

11

Stellhebel

12

Bowdenzug

13

Anschraubung der Lenkung

14

Zündung 1. Stufe

15

Zündkolben

16

Schnurzündung 2. Stufe

17

Partikelfilter

18

Bag

19

Gasdurchtritt von 1. Stufe

20

Sekundärdruckzündung

21

Rückfahrmechanik

22

Fahrerairbag

23

Doppelkolbenzündung

24

a,

24

b Zünder

25

Ringzünder

26

Doppelreißzündung

Claims

1. Sicherheitseinrichtung für ein Fahrzeug mit einem Lenkrad an einer Lenksäule, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherheitseinrichtung pyrotechnisch betriebene Lenksäulen-Rückzugseinrichtungen enthält.

2. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Lenksäulen-Rückzugseinrichtungen derart ausgelegt sind, daß, sie bei ihrer Auslösung zunächst eine Lenksäulenaxialverstellung freigeben, was insbesondere durch pyrotechnische Betriebsmittel erfolgen kann, und dann das Rückziehen der Lenksäule längs deren Axialver stellweg bewirken.

3. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lenksäulen-Rückzugseinrichtungen antriebsmäßig mit Betriebseinrichtungen für einen Airbag und insbesondere einem mehrstufig auslösbaren Airbag gekoppelt sind, so daß dieselben pyrotechnischen Betriebsmittel, die zum Aufblasen des Airbags vorhanden sind, zumindest auch teilweise zum Antrieb der Lenksäulen-Rückzugseinrichtungen einsetzbar sind.

4. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, daß das Aufblasen und Entfalten des Airbags, und insbesondere ggf. das mehrstufige Aufblasen und Entfalten des Airbags in Abhängigkeit vom Rückzugsweg und/oder der Rückzugsposition der Lenksäule abhängig steuerbar ist.

5. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, daß eine mechanische Steuerung vorgesehen ist, die Folgeauslösungen der pyrotechnischen Betriebseinrich tungen für die Lenksäulen-Rückzugseinrichtungen und/oder den Airbag mechanisch in Abhängigkeit vom Rückzugsweg und/oder der Rückzugsposition der Lenksäule und/oder vom Aufblas/Entfaltungszustand des Airbags bewirkt.

6. Verfahren zum Auslösen und Betätigen von Sicherheitsein richtungen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst über eine Zündung einer ersten Treibladung eine Arretierung der Lenksäule in deren Axialrichtung gelöst wird, und daß dann wenig stens eine zweite Treibladung gezündet wird, durch die die Lenksäule in Richtung auf ihre maximal zurückgezogene Position vom Fahrer weg beaufschlagt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Treibladung durch die Wirkung der gezündeten ersten Treibladung gezündet wird.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß durch die gezündete zweite Treibladung gleichzeitig mit oder zeitversetzt zu dem Lenksäulenrückzug ein Airbag aufgeblasen wird.