DE2016286A1

DE2016286A1 - Fahrzeugsicherheitsgerät

Info

Publication number: DE2016286A1
Application number: DE19702016286
Authority: DE
Inventors: Richard Huntington Woods Mich. Chute (V.St.A.)
Original assignee: Eaton YaIe & Towne, Inc., Cleveland, Ohio (V.St.A.)
Priority date: 1969-04-07
Filing date: 1970-04-06
Publication date: 1970-10-08
Also published as: CA929186A; US3618974A; FR2042877A5; GB1276611A

Description

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EATON YALE & TOWNE INC. .

100 Erieview Pl-aza, Cleveland, €>hio, U.S.A.

Fahrzeug s icherhe it s gerät

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeugsicherheitegerät mit einer gäserzeugenden Flüssigkeit, die in fein verteilte Form gebracht und dann rasch verdampft wird, um eine Hülle aus einem zusammengelegten Zustand in einen aufgeblähten Zustand auszudehnen, um einen Insassen des Fahrzeugs während eines Unfalls zu schützen.

Ein bekanntes Sicherheitsgerät besitzt eine Hülle, die einen aufgeblähten öder Arbeitssustand und einen zusammengelegten oder Ruhezustand hat, ferner einen Hochdruckmediumbehälter besitzt sowie Mittel zur Freigabe des Hochdruckmediums aus dem Mediumbehälter und zum Leiten des Mediums in die Hülle, um deren Aufblähen beim Eintritt eines Unfalls zu bewirken· Dieses bekannte Sicherbftitsgerät hat Nachteile, die mit der Lagerung eines Medium* unter hohem Druck in einem Behälter in Verbindung stehen. Im besonderen treten bei diesem bekannten Sicher-

Mmr.-ΜτΛ SlPATENT Postscheckkonto München 8*510 Deutsche lönk Augsburg Kto. 08/34192

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heitsgerät Probleme hinsichtlich der Lagerung des Mediums unter hohem Druck über einen langen Zeitraum auf· Das Medium muß über einen langen Zeitraum gespeichert gehalten werden, da für ein gegebenes Fahrzeug Unfälle statistisch verhältnismässig selten sind. Infolge der starken Schwankungen in den Betriebsbedingungen, die bei den meisten Fahrzeugen über einen längeren Zeitraum auftreten, ist ein Verlust an dem Medium und ein entsprechender Druckabfall wahrscheinlich, wenn das erwähnte bekannte Sicherheitsgerät während eines längeren Zeitraums gelagert wird. Natürlich kann ein solcher Druckabfall die Betriebsfähigkeit des Sicherheitsgeräts ernstlich beeinträchtigen. Ferner ist die Handhabung von Hochdruckmediumbehältern, die bei diesem bekannten Sicherheitsgerät erforderlich sind, besonders gefährlich, da die Druckbehälter dazu bestimmt sind, sich beim Eintreten eines bestimmten Ereignisses zu entladen«

Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung eines neuen und verbesserten Sicherheitsgerätes, bei dem ein Medium verwendet wird, das unter einem verhältnismässig niedrigen Druck gespeichert ist, um eine Hülle aufzublähen, welche einen Fahrzeuginsassen während eines Unfalls schützt·

Ferner soll durch die Erfindung ein Verfahren und ein Gerät zum Schutz eines Fahrzeuginsassen während eines Unfalls geschaffen werden, bei welchen eine Einrichtung vorgesehen ist, durch die die gaserzeugende Flüssigkeit zuerst in eine feinverteilte Form gebracht und dann verdampft wird, um eine Hülle beim Eintritt eines Unfalls aufzublähen.

Desgleichen soll durch die Erfindung ein Sicherheitsgerät zum Schutz eines Fahrzeuginsassen während eines Unfalls geschaffen werden, das eine aufblasbare Hülle zur Begrenzung der Bewegung einet Fahrzeuginsassen und «in· Sprengstoffüllung besitzt, durc! welch· eine gaserzeugende Flüssigkeit in eimfeinverteilt« Form gebracht werden kann,

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um die Verdampfung der. Flüssigkeit und das rasche Aufblähen der Hülle beim Eintritt eines Unfalls zu begünstigen.

Weiter soll durch die Erfindung ein Sicherheitsgerät mit einer aufblasbaren Hülle zur Begrenzung der Bewegung eines Fahrzeuginsassen während eines Unfalls/geschaffen werden, das eine gaserzeugende Flüssigkeit enthält, sowie eine Sprengstoffüllung, die beim Eintreten eines Unfalls in Tätigkeit tritt, um sowohl eine Erwärmung als auch eine feine Verteilung der gaserzeugenden Flüssigkeit zu bewirken, um dadurch die Verdampfung der Flüssigkeit und ein rasches Aufblähen der Hülle zu begünstigen· "

Ausserdem soll durch die Erfindung ein Sicherheitsgerät geschaffen werden, das eine aufblasbare Hülle zur Begrenzung der Bewegung eines Fahrzeuginsassen besitzt, ferner einen Mediumbehälter, der eine gaserzeugende Flüssigkeit enthält, und eine Sprengstoffüllung, die im Flächenschwerpunkt des Querschnitts des Mediumbehälters angeordnet ist und beim Eintritt eines Unfalls in Wirkung tritt, um den Mediumbehälter zu sprengen und eine gaserzeugende Flüssigkeit , die im Behälter gespeichert ist, in das Innere der Hülle in feinverteilter Form zu richten, in welcher die Flüssigkeit verdampft wird, um die Hülle aufzublähen und ä

dadurch einen Fahrzeuginsassen während eines Unfalls zu schützen·

Weitere Ziele und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer-bevorzugten Ausführungsform in Verbindung mit der beiliegenden Zeichnung und zwar zeigen:

Fig· 1 eine sohaubildliche schematische Ansicht, welche

ein erfindungsgemäfsee Sicherheitsgerät am Instrumentenbrett eines Fahrzeugs angebracht zeigt}

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Fig. 2 in vergröseertem Maßstab eine schematische Ansicht im Schnitt zur weiteren Darstellung eines Flüssigkeitsbehälters und einer Sprengstoffüllung zur Aktivierung des in Fig· I dargestellten Sicherheitsgerätes und

Fig. 3 in vergröseertem Maßstab eine Teilansicht im Schnitt nach der Linie 3-3 in Fig. 1, welche schematisch das Abschleudern einer Flüssigkeit in fein verteilter Form in das Innere einer Hülle durch die Detonation der Sprengstoffüllung zeigt, wobei die fein verteilte Flüssigkeit rasch verdampft, um die Bulle auf den aufgeblähten, in Fig. 1 mit strichpunktierten Linien dargestellten Zustand aufzublasen.

Durch die Erfindung wird ein neues und verbessertes Sicherheit s gerät zum Schutz eines Fahrzeuginsassen beim Eintritt eines Unfalls geschaffen. Das Sicherheitsgerät besitzt eine Hülle, die aus einem zusammengelegten Zustand in einen aufgeblähten Zustand beweglich ist, um einen Fahrzeuginsassen zu schützen. Um dieses Aufblähen der Hülle zu erhalten, ist der Hülle ein Behälter zugeordnet, der einen Vorrat einer gaserzeugenden Flüssigkeit enthält, die unter einem verhältnismäseig niedrigen Druck gespeichert ist» Beim Eintritt eines Unfalls wird eine Sprengstoff« füllung, die im Flächenschwerpunkt eines Querschnitts des Behälters angeordnet ist, aktiviert, wodurch der Behälter gesprengt wird und die gaserzeugend· Flüssigkeit in fein verteilter Form in die Hülle gerichtet wird. Die fein verteilte Flüssigkeit wird dann rasch verdampft, um das Aufblasen der Hülle zu bewirken. Die Sprengstoffüllung bewirkt ferner eine Erwärmung der fein verteilten Flüssigkeit, wodurch die Verdampfung derselben hoch weiter begünstigt wird.

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Obwohl ein erfxndungsgemässes Sicherheitβgerät an vielen verschiedenen Stellen in vielen verschiedenen Arten von Fahrzeugen, wie Flugzeuge, Boote» und Zugmaschinen, angeordnet werden kann, ist in Fig. 1 ein erfxndungsgemässes Sicherheitsgerät 10 am Instrumentenbrett 12 eines Kraftfahrzeugs IM- angebracht dargestellt. Das Sicherheitsgerät 10 besitzt eine Hülle 16, die einen zusammengelegten oder Ruhezustand und einen aufgeblähten oder Arbeitszustand hat, welch letzterer in Fig. 1 mit strichpunktierten Linien dargestellt ist. Wie in Fig· 1 gezeigt, befindet sich die Hülle am Instrumentenbrett 12 und ist diese aufblasbar, um die Bewegung des Insassen 22 beim Eintritt eines Unfalls ä zu beschränken und dadurch die Gefahr einer Verletzung des Insassen 22 auf ein Mindestmaß herabzusetzen· Natürlich kann das Sicherheitsgerät 10 an verschiedenen Stellen des Fahrzeuge angebracht werden, z.B. an der Rückseite des Vordersitzes des Fahrzeugs, um Insassen zu schützen, die sich in anderen Teilen des Fahrzeuges befinden.

Innerhalb der Hülle 16 befindet sich ein Flüssigkeitsbehälter 24. Dieser Behälter ist, wie in Fig. 2 gezeigt, in geeigneter Weise am Instrumentenbrett 12 des Fahrzeugs durch Sahrauben 25 befestigt· Eine gaserzeugende Flüssigkeit 28 iat innerhalb des Flüssigkeitsbehälters 24 abgedichtet, aus dem sie beim Sprengen des Behälters 24 durch ' die Detonation oder Zündung einer Sprengstoffüllung 30 zum Austreten gebracht werden kann. Die Sprengetoffüllung 30 ist mit einem geeigneten !Collisionssensor (nicht dargestellt) durch ein Drähtepaar 32 verbunden.

Beim Eintreten eines Unfalls bewirkt der Kollisionssensor die Speisung der Drähte 32, um die Detonation der Sprengatoffüllung 30 herbeizuführen. Durch die Detonation oder Zündung der Füllung 30 wird der Flüssigkeitsbehälter 2H in der achematiseh in Fig. 3 dargestellten Weise gesprengt oder zum Platzen gebracht. Gleichzeitig mit diesem

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Platzen des Behälters 24 wird durch die Kraft, die durch die Detonation der Sprengstoffüllung 30 entsteht, die gaserzeugende Flüssigkeit 28 nach aussen in die Hülle 16 in Form einer Vielzahl von Teilchen oder Tröpfchen 34 (Fig. 3) getrieben. Infolge ihres verhältnismässig grossen kombinierten Oberflächenbereichs werden die Teilchen oder Tröpfchen 34 rasch verdampft, wodurch die Hülle 16 aus dem zusammengelegten Zustand, der in Fig. 1 mit voll ausgezogenen Linien gezeichnet ist} in den aufgeblähten Zustand aufgeblasen wird, der mit strichpunktierten Linien in Fig.l angegeben ist.

Die Hülle 16 ist vorteilhaft im zusammengelegten Zustand innerhalb einer Kammer 36 (Fig. 1) gelagert, die durch nachgiebige bzw» elastische Platten 38 und M-O des Instrumentenbretts 12 begrenzt wird· Beim Aufblähen der Hülle 16 werden die Platten 38 und 40 längs einer Einkerbung 42 getrennt. Das Sicherheitsgerät 10 kann natürlich am Instrumentenbrett 12 in anderer Weise angebracht sein· Die gaserzeugende Flüssigkeit 28 ist unter einem verhältnismäesig niedrigen Druck in ihrem flüssigen Zustand während des ganzen Bereiches der Betriebstemperaturen, denen das Sicherheit sgerät 10 gewöhnlich ausgesetzt wird, gespeichert. ^ Um ein rasches Aufblasen der Hülle 16 beim Eintritt eines Unfalls zu erzielen, wird die gaserzeugende Flüssigkeit 28 in eine fein verteilte Form gebracht, um einen grossen Oberfläohenbereich der Flüssigkeit im Inneren der Hülle freizulegen· Darüber hinaus wird die Verdampfung der Flüssigkeit 28 durch die Wärme weiter erleichtert, welche auf die Flüssigkeit von der Sprengstoffüllung infolge der Detonation übertragen wird. Diese Wärme hat eine Erhöhung der Geschwindigkeit zur Folge, mit welcher die Flüssigkeit verdampft wird, und daher der Geschwindigkeit, mit welcher die Hülle auftebläht wird.

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Es ist wünschenswert» daß sich im Behälter eine gaserzeugende Flüssigkeit 28 befindet, die über den ganzen Bereich der Speichertemperaturen, denen das Sicherheitsgerät 10 ausgesetzt wird, in flüssigem Zustand ist. Es ist ferner wünschenswert, daß die gaserzeugende Flüssigkeit 28 im Behälter 2t unter einem verhältnismässig niedrigen Druck ges peichert werden kann· Obwohl viele verschiedene Gase verwendet werden können, ist eine gaserzeugende Flüssigkeit, welche die gewünschten physikalischen Eigenschaften hat, Freon. Äusserdem ist, obwohlerfindungsgemäß die Verwendung einer gaserzeugenden Flüssigkeit vorgeschlagen wird, auch die Benutzung eines gaserzeugenden Stoffes, wie festes Freon oder ein festes Gas, in wirksamer Weise möglich. ä

Da die Verdampfungsgeschwindigkeit einer Flüssigkeit von dem Flächeninhalt der Flüssigkeit abhängt, wird durch die Verbrinfung der gaserzeugenden Flüssigkeit 28 in eine feinverteilte Form ein grösserer Flächeninhalt erhalten und eine rasche Verdarapfungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit sowie ein rasches Aufblasen der Hülle 16 begünstigt. Deshalb wird nach dem Sprengen des Flüssigkeitsbehälters 24 durch.die Sprengstoffüllung 30 die gaserzeugende Flüssigkeit 28 in eine feinverteilte Form gebracht, so daß sie wegen ihres vergrösserten Oberflächenbereichs die Neigung hat, zu verdampfen« Die Verdampfung der Flüssigkeit wird durch den niedrigeren Druck, der sie nach dem Platzen des , I Behälters 28 ausgesetzt wird, d.h. die gaserzeugende Flüssigkeit ist nicht mehr im Behälter 24 enthalten, sondern in die* aufblasbare Hülle 16 verlagert, noch weiter begünstigt. Dies führt zu einem gleichmässigeren oder "weichen¹¹ Aufblasen der Hülle 16, da die fein verteilte Flüssigkeit 28 innerhalb der Hülle unter dem Einfluß der Sprengstofffüllung 30 zerstäubt wird.

Die Sprengstoffüllung 30 befindet sich in der Nähe des Flächenschwerpunktes des Querschnitts des Flüssigkeitsbe-

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hälters (Fig. 2). Diese Anordnung der Sprengstoffüllung in der Nähe des Flächenschwerpunktes des Querschnitts ermöglicht es der Füllung 30 bei ihrer Aktivierung, die Flüssigkeit 28 in eine fein verteilte Form zu bringen und die Teilchen 3«* der Flüssigkeit innerhalb der Hülle 16 zu dispergieren. Ausserdem bewirkt die Anordnung der Sprengstoffiillung 30 im Flüssigkeitsbehälter 2*f in der Nähe des Flächenschwerpunktes des Querschnitts desselben ein Zersprengen oder Platzen des Behälters 24 in eine Vielzahl kleiner Bruchstücke 46 CFig. 3) bei der Aktivierung der Sprengstoffüllung statt das öffnen eines kleinen Teils des Behälters, wie das bei dem bisherigen Stand der Technik vorgesehen war· Bei der dargestellten Aueführungsform der Erfindung ist die Sprengstoffüllung in einem Rohr 48 angeordnet, das sich in den Behälter 24 erstreckt und als Leitung für die Drähte 32 dient. Hierbei ist zu erwähnen, daß der Aufbau des Behälters derart sein kann, daß vorgeschwächte Teile in den Wänden des Behälters 21 vorgesehen sind, um das Zersprengen des Behälters durch den Sprengstoff 30 zu erleichtern, Ausserdem können geeignete Mittel, beispielsweise eine Abschirmung, um den Behälter 24 herum vorgesehen werden, um die Bewegung der Bruchstücke 46 zu behindern und die Beaufschlagung der Hülle 16 zu verhindern. Durch die Verwendung einer Abschirmung würde natürlich die feine Verteilung der Flüssigkeit 28 beim Durchtritt durch die öffnungen oder Löcher in der Abschirmung zum Inneren der Hülle 16 erleichtert«

Bei der Aktivierung der Sprengstoffüllung 30 wird die durch die Explosion erzeugte Wärme der Flüssigkeit 28 mitgeteilt. Diese Erwärmung der Teilchen 34 der gaserzeugenden Flüssigkeit 28 stellt eine weitere Begünstigung für die Verdampfung der Flüssigkeit dar. Bei dem Sicherheitegerät 10 ist daher nicht nur eine feine Verteilung der Flüssigkeit 28 vorgesehen, um eine höhere Verdampfungsgeschwindigkeit derselben herbeizuführen, sondern auch

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eine Erwärmung der Flüssigkeit 28, um deren -Verdampfung noch weiter zu unterstützen.

Patentansprüche;

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Claims

Patentansprüche

1. ^Sicherheitsgerät zum Schutz eines Fahrzeuginsaseen während ^y eines Unfalls, dadurch gekennzeichnet, daß eine ausdehnbare Hülle (16), die einen aufgeblähten Zustand und einen zusammengelegten Zustand haben kann, und eine Einrichtung (2<t, 30) vorgesehen ist, die dazu dient, die Hülle aus dem zusammengelegten Zustand in den aufgeblähten Zustand beim Eintritt eines Unfalls auszudehnen, um den Insassen zu beschränken, welche Einrichtung zum Ausdehnen der Hülle einen Flüssigkeitsbehälter (21), der eine gaserzeugende Flüssigkeit C28) enthält, und eine Vorrichtung C30) aufweist, die dazu dient, die Flüssigkeit in fein verteilter Form in das Innere der Hülle zu richten, um dadurch die Verdampfung der Flüssigkeit und das rasche Ausdehnen der Hülle aus dem zusammengelegten Zustand in den aufgeblähten Zustand zu begünstigen.

2, Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (30), durch welche die Flüssigkeit in die Hülle (16) gerichtet wird, auch dazu dient, die Flüssigkeit bei ihrer Verbringung in Form feiner Teilchen zu erwärmen, um die Verdampfung der fein verteilten Flüssigkeit zu fördern.

3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Richten der Flüssigkeit in fein verteilter Form durch eine Sprengstoffüllung (30) gebildet

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wird, durch welche die Flüssigkeit in eine fein verteilte Form gebracht wird·

M-· Gerät, nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprengstoffüllung (30) ferner dazu dient, die Flüssigkeit bei ihrer Verbindung in eine fein verteilte Form zu erwärmen« um dadurch.eine rasche Verdampfung der fein verteilten Flüssigkeit zu bewirken»

5. Gerät nach Anspruch 3 oder f, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprengstoffüllung (30) innerhalb des Flüssigkeitsbehälters (2Ό angeordnet und der letztere bei der Aktivierung der Sprengstoffüllung zersprengbar ist.

Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitsbehälter (24) innerhalb des Inneren der Hülle (16) angeordnet ist, wobei durch das Platzen des Behälters .eine sofortige Flüssigkeits/erbindung zwischen dem Inneren des Behälters und dem Inneren der Hülle her- | gestellt wird, um das rasche Ausdehnen der Hülle zu bewirken·

7« Gerät nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprengstoffüllung (30) im Flüssigkeitsbehälter (2f) im Bächenschwerpunkt seines Querschnitts angeordnet ist.

8. Gerät nach den vorangehenden Ansprüchen, dadurch ge-

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kennzeichnet, daß die gaserzeugende Flüssigkeit (28) unter einem verhältnismässig niedrigen Druck im Flüssigkeitsbehälter gespeichert ist.

9. Gerät nach den vorangehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die gaserzeugende Flüssigkeit (26) Freon ist.

10, Verfahren zum Ausdehnen einer Hülle aus einem zusammengelegten Zustand in einen aufgeblähten Arbeitszustand beim Eintritt eines Unfalls, um einen Fahrzeuginsassen, dem die Hülle zugeordnet ist, zu schützen, dadurch gekennzeichnet, daß eine gaserzeugende Flüssigkeit gespeichert wird, diese in fein verteilter Form in die Hülle beim Eintritt eines Unfalls eingeleitet wird und man die gaserzeugende Flüssigkeit verdampfen läßt, um das Aufblähen der Hülle aus ihrem zusammengelegten Zustand in ihren aufgeblähten Zustand zu bewirken.

11. Verfahren nach Anspruch 10,dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit gleichzeitig mit dem Einleiten der gaserzeugenden Flüssigkeit in die Hülle erwärmt wird.

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