DE19949350A1 - Gasgenerator für ein Insassen-Rückhaltesystem - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen elektrisch aktivierbaren Gasgenerator für ein Insassen-Rückhaltesystem in einem Kraftfahrzeug, insbesondere für ein aufblasbares Aufprallschutzkissen (Airbag). Der Gasgenerator ist derart ausgebildet, daß es nur im Falle einer Fahrzeugkollision zu einer Betätigung des Insassen-Rückhaltesystems kommt. Bei einer Fehlzündung infolge technischer Fehler wird die vom Gasgenerator erzeugte Gasmenge in unschädlicher Weise abgeleitet.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrisch aktivier­ baren Gasgenerator für ein Insassen-Rückhaltesystem in einem Kraftfahrzeug, beispielsweise für ein aufblasbares Aufprall­ schutzkissen (Airbag), einen Gurtstraffer oder einen Überroll­ bügel.

Ein solcher Gasgenerator ist z. B. in der US 5 803 494 A be­ schrieben. Der bekannte Gasgenerator verfügt über mindestens ein elektrisch aktivierbares Zündelement, das von einer Treib­ ladung umgeben ist. Im Falle eines Aufpralls des Kraftfahr­ zeugs wird dem Zündelement mittels einer von einem Aufprall­ sensor angesteuerten Auslöseschaltung ein Stromimpuls zuge­ führt, welcher einen Widerstandsdraht erhitzt und so den Zünd­ stoff im Zündelement zur Explosion bringt. Durch diese Explo­ sion wird die Treibladung gezündet, welche in kürzester Zeit die zum Aufblasen des Airbags benötigte Gasmenge freisetzt. Alternativ kann das solchermaßen erzeugte Treibgas auch für die Betätigung des Treibrades eines Gurtstraffers oder zum Ausfahren eines Überrollbügels verwendet werden.

Infolge technischer Fehler kommt es immer wieder vor, daß die genannten Insassen-Rückhaltesysteme ausgelöst werden, ohne daß sich tatsächlich eine Kollision ereignet hat. Derartige Fehl­ auslösungen können fatale Folge haben, wenn der Fahrer durch den sich plötzlich straffenden Sicherheitsgurt erschreckt wird oder ihm durch den aufgeblasenen Airbag sekundenlang die Sicht genommen wird.

Zur Lösung derartiger Probleme wird in der DE 198 01 777 A1 ein Airbag aus transparentem Material vorgeschlagen. Der durchsichtige Airbag ermöglicht dem Fahrer im Falle einer Fehlauslösung eine weitgehend freie Sicht nach vorne, so daß er das Fahrzeug sicher zum Stehen bringen kann. Der Nachteil dieses Standes der Technik ist darin zu sehen, daß nach einer Fehlauslösung die gesamte, aus Gasgenerator, Airbag und Arma­ turenabdeckung bestehende Sicherheitseinrichtung erneuert wer­ den muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gasgenerator für Insassen-Rückhaltesysteme in einem Kraftfahrzeug dahinge­ hend weiterzubilden, daß es im Falle einer Fehlauslösung zu keiner aktiven Betätigung dieses Systems kommt, daß mit ande­ ren Worten ein an den Gasgenerator angeschlossener Airbag nicht aufgeblasen oder aber das Treibrad eines Gurtstraffers nicht in Rotation versetzt wird.

Diese Aufgabe wird durch den Gasgenerator mit den im Patentan­ spruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausge­ staltungen und Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, daß im Falle einer Fehlauslösung eine Zündung der mindestens einen Treibladung zwar nicht verhindert werden kann, daß es jedoch möglich sein sollte, die freigesetzte Gasmenge in völlig unschädlicher Weise abzuleiten.

Eine Anregung, einen Gasgenerator für Insassen-Rückhalte­ systeme von Kraftfahrzeugen in der angegebenen Weise auszu­ gestalten, findet sich im Stand der Technik nicht. Aus der DE 197 25 418 A1 ist bekannt, die Charakteristik eines Gas­ generators in Abhängigkeit von Parametern zu steuern, die repräsentativ für die Umstände einer Fahrzeugkollision sind. Zu diesem Zweck ist ein Absperrelement vorgesehen, das wenig­ stens zwei verschiedene Stellungen einnehmen kann, wodurch Abströmöffnungen im Gehäuse des Gasgenerators selektiv ver­ schlossen bzw. geöffnet werden. Das Absperrelement übernimmt somit die Rolle eines Ventils, durch welches der Druck in der Brennkammer des Gasgenerators gesteuert werden kann. Bei Be­ darf wird durch das Absperrelement ein zusätzliches Volumen innerhalb des Gasgeneratorgehäuses freigegeben, um den Druck, mit dem der Airbag aufgeblasen wird, abzusenken, oder es wird ein Ableitungspfad geöffnet, der das Treibgas am Airbag vorbei in die Umgebung führt.

Eine ähnliche Vorrichtung ist in der EP 0 580 286 B1 beschrie­ ben. Bei dem in dieser Druckschrift offenbarten Insassen-Rück­ haltesystem ist eine Diagnostikeinheit vorgesehen, welche die Stärke der Fahrzeugkollision mißt. Falls der Airbag im Falle eines Aufpralls mittlerer Stärke durch die von einer ersten Treibladung freigesetzte Gasmenge nicht vollständig aufgebla­ sen werden soll, wird eine zweite Treibladung gezündet, die einen Kolben bewegt, der die Abströmöffnungen zum Airbag hin verschließt. Die restliche Treibgasmenge kann über zusätzliche Öffnungen aus dem Gasgenerator entweichen.

Auch in der DE 197 26 295 A1, der DE 198 12 221 A1 sowie der DE 198 57 919 A1 sind Gasgeneratoren offenbart, bei denen mit­ tels Ventilvorrichtungen die dem Airbag im Falle einer Kolli­ sion zugeführte Gasmenge beeinflußt werden kann. Mittel, um im Falle einer Fehlzündung ein Aufblasen des Airbags zuverlässig zu verhindern, sind beim angeführten Stand der Technik jedoch nicht vorgesehen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbei­ spiels näher erläutert:
In der Figur sind schematisch ein Schnitt durch einen erfin­ dungsgemäßen Gasgenerator 1 und in Form eines Blockschaltbil­ des die zugehörige Ansteuerelektronik dargestellt. Der Gasge­ nerator 1 verfügt über ein die Brennkammer 2 umschließendes Gehäuse 3. Die Brennkammer 2 ist mit einer ersten Treibladung 4 in Form sog. Pellets aus explosivem Material gefüllt. In die Brennkammer 2 ragt ein erstes Zündelement 5, das über erste Anschlußleitungen 6 mit einer Auslöseschaltung 7 verbunden ist. Im Falle einer Fahrzeugkollision empfängt die Auslöse­ schaltung 7 von einem Aufprallsensor 8 ein Signal, aufgrund dessen sie dem ersten Zündelement 5 einen Stromimpuls zuführt. Hierdurch wird das erste Zündelement 5 gezündet, was die Ex­ plosion der ersten Treibladung 4 zur Folge hat. Im Gehäuse 3 des Gasgenerators 1 befinden sich Abströmöffnungen 9, durch welche im Falle einer Kollision das durch die erste Treibla­ dung 4 erzeugte Treibgas in den gefalteten Airbag 10 strömt und diesen schlagartig aufbläst. Den Abströmöffnungen 9 gegen­ überliegend befindet sich im Gehäuse 3 eine Notablaßöffnung 11, welche im Bereitschaftszustand des Gasgenerators 1 ständig geöffnet ist. Es versteht sich hierbei von selbst, daß Mittel vorgesehen sind, um ein Herausfallen der Treibladung 4 aus der Brennkammer 2 und ein Eindringen von Feuchtigkeit in die Brennkammer zu verhindern.

Kommt es, ohne daß vom Aufprallsensor 8 eine Fahrzeugkollision registriert wurde, zu einer Fehlzündung des ersten Zündele­ ments 5, dann kann das durch die Explosion der ersten Treibla­ dung 4 erzeugte Treibgas durch die Notablaßöffnung 11 prak­ tisch ungehindert entweichen. Die Notablaßöffnung ist zu die­ sem Zweck so bemessen, daß ihr Durchgangsquerschnitt den aller Abströmöffnungen 9 zusammen um ein Vielfaches übersteigt. Der Airbag 10 wird demzufolge im Falle einer Fehlauslösung nicht aufgeblasen; die Abdeckung es Airbags im Armaturenbrett oder Lenkrad bleibt vollkommen unbeschädigt.

Im Falle einer vom Aufprallsensor 8 gemeldeten Fahrzeugkolli­ sion hingegen wird das erste Zündelement 5 über die Auslöse­ schaltung 7 absichtlich gezündet. Gleichzeitig liefert die Auslöseschaltung 7 über zweite Anschlußleitungen 12 ein Signal an ein zweites Zündelement 13, welches seinerseits eine zweite Treibladung 14, wiederum symbolisiert durch sog. Pellets, in einer Zusatzbrennkammer 15 zur Explosion bringt. Der Explo­ sionsdruck treibt in Sekundenbruchteilen ein Absperrelement 16 nach vorne, was in der Figur durch einen Pfeil angedeutet ist, wodurch die Notablaßöffnung 11 vollständig verschlossen wird. Das von der im selben Augenblick detonierenden ersten Treibla­ dung 4 erzeugte Treibgas kann nunmehr nur noch durch die Abströmöffnungen 9 entweichen und bläst den Airbag somit wunschgemäß auf.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auf diese Weise vollkommen gelöst.

Eine Fehlzündung des zweiten Zündelements 13 hat für den erfindungsgemäßen Gasgenerator 1 keine Folgen, da hierdurch lediglich die Notablaßöffnung 11 verschlossen wird. Der Gasge­ nerator 1 bleibt gleichwohl voll funktionstüchtig. Nach einer Fehlzündung des zweiten Zündelements sollte von einer entspre­ chenden Alarmschaltung zweckmäßigerweise ein akustisches oder optisches Warnsignal für den Fahrer abgegeben werden.

Selbstverständlich kann das Absperrelement 16 auch anderwei­ tig in seine Verschlußposition verfahren werden, beispiels­ weise mittels einer elektromagnetischen Betätigungsvorrichtung oder durch Federkraft. Ebenso kann das Absperrelement 16 wie eine Ventilklappe, ein Stößel, ein Drehventil oder dergleichen aufgebaut sein, ohne den erfindungsgemäßen Rahmen zu verlas­ sen.

Claims (6)

1. Gasgenerator für ein Insassen-Rückhaltesystem in einem Kraftfahrzeug, insbesondere für ein aufblasbares Aufprall­ schutzkissen, mit einem Gehäuse, mindestens einem elektrisch aktivierbaren ersten Zündelement und mindestens einer vom Gehäuse umschlossenen ersten Treibladung sowie mindestens einer im Gehäuse befindlichen Abströmöffnung, durch welche dem Insassen-Rückhaltesystem die von der mindestens einen Treib­ ladung freigesetzte Gasmenge zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse (3) mindestens eine Notablaßöffnung (11) vorhanden ist, die im Bereitschaftszustand des Gasgenerators offen ist, und daß für die mindestens eine Notablaßöffnung (11) jeweils ein Absperrelement (16) vorgesehen ist, das die mindestens eine Notablaßöffnung (11) im Falle einer Fahrzeug­ kollision verschließt.

2. Gasgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Notablaßöffnung (11) so im Gehäuse (3) angeordnet und so bemessen ist, daß die von der mindestens einen ersten Treibladung (4) freigesetzte Gasmenge im Falle einer Fehlauslösung des mindestens einen ersten Zündelements (5) nahezu ungehindert aus dem Gehäuse (3) entweichen kann.

3. Gasgenerator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß das mindestens eine Absperrelement (16) mittels der von mindestens einer zweiten Treibladung (14) erzeugten Gasmenge aus seiner Bereitschaftsposition in seine Verschluß­ position bewegt wird.

4. Gasgenerator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß das mindestens eine Absperrelement (16) mittels Federkraft oder mittels einer elektromagnetischen Verstell­ einrichtung aus seiner Bereitschaftsposition in seine Ver­ schlußposition bewegt wird.

5. Gasgenerator nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das mindestens eine Absperrelement (16) als Schieber, Drehschieber, Stößel oder Klappe ausgebildet ist.

6. Gasgenerator nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal zur Betätigung des mindestens einen Absperrelements (16) von dem mindestens einen Aufprall­ sensor (8) bereitgestellt wird, durch den auch die Zündung des mindestens einen ersten Zündelements (5) im Falle einer Fahr­ zeugkollision veranlaßt wird.