DE2138251A1

DE2138251A1 - Aufprallsicherheitsvomchtung

Info

Publication number: DE2138251A1
Application number: DE19712138251
Authority: DE
Inventors: Der Anmelder Ist
Original assignee: Frazier, Wallace N , Smyrna, Tenn (V St A)
Priority date: 1970-07-31
Filing date: 1971-07-30
Publication date: 1972-02-10
Also published as: US3625541A; CA942341A; FR2099387A5; GB1330373A

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. F. Weickmann, Ζ

Dipl.-Ing. H.Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. F. A-Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

8 MÖNCHEN 16, DEN POSTFACH 860 820

MDHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 483921/22

<983921/22>

WALLACE N. FRAZIER 102 Highland Avenue Smyrna, Tennessee, V.St.A·

Aufprallsicherheitsvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Aufprallsicherheitsvorrichtung für ein Fahrzeug, bestehend aus eines aufblasbaren Beutel und einer von einer vorbestimmten Verzögerung des Fahrzeugs abhängigen Aufblaseinrichtung zum schnellen Aufblasen des Beutels durch eine aufbrechbare Gasdruckquelle.

Di· Erfindung ist insbesondere auf einen Auslösemechanismus gerichtet, um das Druckgas aus der Quelle in den aufblasbaren Beutel abzugeben.

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Aufprallsicherheitsvorrichtungen mit einen aufblasbaren Beutel werden zur Aufpralldämpfung des Fahrers und/oder von Passagieren in Fahrzeugen insbesondere von Personenkraftwagen im Falle einer Kollision verwendet* Eine typische Vorrichtung enthält als wesentliche Bauteile eine Druckgasquelle, einen normalerweise entleerten, flexiblen Kunststoffbeutel, der an dem Armaturenbrett, der Steuersäule oder an einer anderen Stelle indem Fahrzeug installiert werden kann, und einen Auslösemechanismus, der den Beutel in Abhängigkeit von einer vorbestimmten Verzögerung des Fahrzeugs schnell aufbläst· Der Beutel bläst sich innerhalb weniger MikroSekunden auf und bildet ein Kissen zwischen dem Fahrer bzw· dem Passagier und dem Inneren des Fahrzeugs.

Der Auslösemechanismus derartiger Sicherheitsvorrichtungen wird oft durch ein Trägheitselement betätigt, das so befestigt ist, dass es eine begrenzte Bewegung relativ zu den anderen Teilen des Mechanismus ausführt, wenn das Fahrzeug eine starke Verzögerung erfährt. Die Bewegung des Trägheitselements leitet die Betätigung des Mechanismus durch eine mechanische Verbindung oder einen elektrischen Kreis ein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten mechanischen Auslösemechanismus zusammen mit einer kompakten Anordnung des Beutels und der Druckquelle zu schaffen·

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Gelöst wird diese Aufgabe durch eine federbetätigte Durchschlageinriohtung mit einer Feder und einem Durchschlag, wobei die Durchsohlagseinrlchtung eine erste Stellung aufweist, in der der Durchschlag von der Gasdruckquelle entfernt ist und eine zweite Stellung, in der der Durchschlag die Gasdruckquelle unter der Kraft der Feder durchschlägt, eine Auslöse»tange, die die Durchschlageinrichtung normalerweise in ihrer ersten Stellung hält, ein Trägheitselement, das mit der Auslösestange eine Einheit bildet und von einer normalen Stellung in eine betätigte Stellung bewegbar ist, wenn die Vorrichtung eine vorbestimmte Verzögerung erfährt, |

um die Auslösestange von der Durchschlageinrichtung zu entfernen, und eine brechbare Einrichtung, die das Trägheitselement normalerweise in seiner normalen Stellung hält und unter der Kraft des verzögerten Trägheitselemente bricht, so dass sich letzteres in seine betätigte Stellung bewegen kann. Das Trägheitselement wird normalerweise durch breohbare Nasen od.dgl., die unter der Kraft des Trägheitselements im Falle einer Fahrzeugverzögerung vorbestimmter Grosse brechen, an einer Bewegung gehindert. Bei der bevorzugten Ausführungsform sind die Druckquelle, der Durchschlag und das Trägheitselement in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet, das mit einer Gasauslassöffnung versehen ist, und die Öffnung f

des entleerten Beutele ist abgedichtet ausβen an dem Gehäuse um die Auslassöffnung herum befestigt. Die gesamte Vorrichtung kann in der Mitte des Steuenades oder an dem Armaturenbrett des Fahrzeuge so angeordnet werden, dass der entleerte Beutel zu dem Fahrer und/oder dem Passagier auf dem vorderen Sitz geriohtet ist.

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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Figuren 1 bis 5 erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Aufprallsicherheitsvorrichtung gemäss der Erfindung,

Fig. 2 in vergrössertem Maßstab eine Aufsicht der teilweise geschnittenen Vorrichtung der Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie 3-3 in Fig. 2, und

Fig. k und 5 Teilschnitte längs der Linien k-k bzw. 5-5 in Fig. 2.

Wie in den Zeichnungen gezeigt ist, besteht die Aüfprallsicherheitsvorrichtung gemäss der Erfindung aus einem entleerten Beutel 10, der an einem Gehäuse 12 befestigt ist, das eine Druckgasquelle und einen trägheitsbetätigten Auslösemechanismus enthält. Die Öffnung des Beutels 10 ist in irgendeiner geeigneten Weise gegen das Äussere des Gehäuses 12 abgedichtet und umgibt eine Gasauslassöffnung 14 in dem Gehäuse 12. Bei der dargestellten Aus-.führungsform ist das Gehäuse 12 schachteiförmig ausgebildet und der Beutel 10 ist auf der Oberseite des Gehäuses liegend an diesem befestigt. In der Betriebsstellung in einem Motorfahrzeug kann das Gehäuse 12 an dem oberen Ende der Steuersäule oder an dem Armaturenbrett auf der Insassenseite so befestigt -werden, dass der Beutel 10 zu dem Fahrer bzw. Passagier gerichtet ist. Wenn der Beutel 10 aufgeblasen ist, bildet er ein kleines Kissen zwischen dem Fahrer bzw. Passagier und

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der Windschutzscheibe und dem zugehörigen Aufbau. Der Beutel 10 ist normalerweise relativ klein, so dass er den Betrieb des Fahrzeugs nicht stört, wenn die Sicherheitsvorrichtung zufällig ausgelöst wird.

Das Gehäuse 12 kann.irgendeine geeignete Form und Konstruktion aufweisen und ist bei der dargestellten Ausführungsform ein rechteckiger Behälter mit einer Abdeckplatte 16, die durch Schrauben lösbar und dicht gehalten wird.

Die Gasdruckquelle ist zweckmässigerweise in Form zweier Druckgaspatronen 20 vorgesehen, die ein Dichtungselement an einem Ende aufweisen, das durchbohrt wird, wenn das Gas abgelassen werden soll. Bei der dargestellten Ausführungsform sind die Patronen 20 in der gleichen Ebene an gegenüberliegenden Seiten des Gehäuses befestigt und ihre abgedichteten Enden 22 weisen nach innen. Jedes abgedichtete Ende 22, das einen verminderten Querschnitt aufweist, passt in das verkleinerte offene Ende 2k einer zylindrischen Bohrung 2.6 in einem Halteblock 28, wobei die Schulter der Patrone am Umfang der Bohrung 26 anliegt, um die Patrone auf die Bohrung 26 auszurichten. Eine Gasauslassöffnung 30 erstreckt sich zwischen der Bohrung 26 und der Oberseite eines jeden Blocks 28. Das gegenüberliegende Ende einer jeden Patrone 20 wird in irgendeiner geeigneten Weise zum Beispiel durch eine einstellbare Aufnahmehülse 32 gehalten. Die Halteblöcke 28 können als gesonderte Teile durch Schrauben "}k gehalten werden oder sie können einstückig mit den Wänden und dem Boden des Gehäuses 12 ausgebildet sein.

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Die Einrichtung zur Durchbohrung des abgedichteten Endes 22 einer jeden Gaspatrone 20 weist einen zylindrischen Durchschlag 36 auf, der in der Bohrung 26 des jeweiligen Halteblocks 28 festgehalten wird. Ein Stift 38, der sich axial von dem Ende des Durchschlags 36 aus erstreckt, das der Patrone 20 zugewandt ist, ist auf das abgedichtete Ende 22 der Patrone 20 ausgerichtet. In der gespannten Stellung der Sicherheitsvorrichtung wird der Durchschlag 36 in der in durchgehenden Linien in Fig. 2 gezeigten Stellung gegen die Wirkung einer Spiralkompressionsfeder 40 gehalten, die in der Bohrung 26 angeordnet ist. In der ungespannten Stellung nimmt der Durchschlag 36 die gestrichelte Stellung ein, in der der Stift 38 axial von der Patrone 20 durch eine zweite, kürzere Spiralfeder 42 entfernt ist, die in der Bohrung zwischen dem verkleinerten offenen Ende 24 und dem Durchschlag 36 angeordnet ist. Die zweite Feder 42 wird beim Auslösen der Vorrichtung zunächst zusammengedrückt und drückt dann den Durchschlag 36 in der zu der gestrichelten Stellung entgegengesetzten Richtung, um den Austritt des Gases aus der Patrone 20 nicht zu stören.

Jeder Durchschlag 36 wird normalerweise durch eine Auslösestange 44 auf einem gemeinsamen, verschiebbaren Trägheitselement 46 in seiner gespannten Stellung gehalten. Wie am besten die Figuren 2 und 5 zeigen, ist jede Auslösestange 44 ein Finger, der sich seitlich von dem Trägheitselement 46 aus erstreckt und durch einen Schlitz 48 in dem jeweiligen Halteblock 28 und in dessen Bohrung 26 vorsteht. Das äussere Ende der Auslösestange 44 versperrt dabei teilweise die Bohrung 26 und greift

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an dem vorderen Ende des jeweiligen Durchschlags 36 an, wenn dieser in seiner gespannten Stellung ist. Bei der Abwärtsbewegung des Trägheitselements 46 bewegt sich die Auslösestange 44 aus der Bohrung 26 und gibt den Durchschlag 36 frei. Bei der dargestellten Ausführungsform ist die Auslösestange 44 ein Teil eines L-förmigen Elements, das in einer Nut in dem Trägheitselement 46 befestigt ist.

Das Trägheitselement 46 ist eine relativ massive Metallstange, die sich längs des Gehäuses 12 zwischen den

Halteblöcken 28 erstreckt und gegenüber diesen begrenzt I

vertikal verschiebbar ist, wie die Figuren 3, 4 und 5 zeigen. Das Element 46 wird, wie diese Figuren zeigen, normalerweise von einer brechbaren Halterung, z.B. Kunststoffnasen 50, gehalten, die zwischen dem Boden des Gehäuses 12 und der Unterseite des Teils 46 angeordnet sind. Die Nasen sind so konstruiert, dass sie aufgrund der Kraft brechen, die durch das Trägheitselement 46 auf sie ausgeübt wird, wenn die Vorrichtung eine vorbestimmte Verzögerung z.B. von 4g-in einer Richtung vertikal nach unten in Fig. 4 erfährt. Jede Nase 50 kann zweckmässigerweise T-förmig und an den Enden des Trägheitselements 46 angeordnet sein, so dass die Schenkelteile 52 der Nasen 50 durch die Bewegung des Trägheits- ™ elements 46 abgeschert werden.

Die Funktionsweise der Sicherheitsvorrichtung ergibt sich aus der vorstehenden Beschreibung und braucht daher nur kurz zusammengefasst zu werden. Das Gehäuse 12 wird normalerweise an dsm Fahrzeug so befestigt, dass der ent-

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leerte Beutel zu dem Fahrer bzw. einem Passagier und der Boden des Gehäuses 12 nach vorne gerichtet ist. Im Falle einer Kollision scheren das nach vorne gerichtete Moment des Trägheitselements 46 und die sich ergebenden Kräfte auf die Schenkel 52 der Nasen 50 ab, so dass sich das Trägheitselement 46 in den Figuren 3> ^ und 5 nach unten bewegt. Jede Auslösestange 44, die mit dem Trägheitselement 46 eine Einheit bildet, bewegt sich von ihrem jeweiligen Durchschlag 36 weg, wonach letzterer schnell durch die Hauptfeder 40 gegen die jeweilige Gaspatrone 20 gestossen wird. Das Moment des Durchschlags 36 drückt die zweite Feder 42 gegen die Schulter an dem verkleinerten Ende 24 der Bohrung 26 und der Stift 38 durchbohrt die Dichtung der Patrone 20. Die zweite Feder 42 drückt dann den Durchschlag 36 von der Patrone 20 weg, so dass der Austritt des Gases aus der Patrone 20 nicht behindert wird. Das komprimierte Gas strömt aus der Patrone 20 durch die Öffnungen 30 in den Halteblöcken 28, durch die Gasauslassöffnung 14 in der Abdeckplatte und in den Beutel 10, so dass letzterer aufgeblasen wird.

Die Vorrichtung kann durch Entfernen der Abdeckplatte 16 .und Ersetzen der Patronen 20 und der brechbaren Nasen 50 und durch Spannen der Durchschläge 36 gegen die Federn 4o erneut gerüstet werden.

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Claims

Pa t ent a ns priiche

Aufprallsicherheitsvorrichtung für ein Fahrzeug, bestehend aus einem aufblasbaren Beutel und einer von einer vorbestimmten Verzögerung des Fahrzeugs abhängigen Aufblaseinrichtung zum schnellen Aufblasen des Beutels durch eine aufbrechbare Gasdruckquelle, gekennzeichnet durch eine federbetätigte Durchschlageinrichtung mit einer Feder (4o) und einem Durchschlag (36), wobei die Durchschlageinrichtung eine erste Stellung aufweist, in der der Durchschlag (36) von der i Gasdruckquelle (20) entfernt ist und eine zweite Stellung, in der der Durchschlag (36) die Gasdruckquelle (20) unter der Kraft der Feder (40) durchschlägt, eine Auslösestange (44), die die Durchschlageinrichtung normalerweise in ihrer ersten Stellung hält, ein Trag« heitselement (46), das mit der Auslösestange (44) eine Einheit bildet und von einer normalen Stellung in eine betätigte Stellung bewegbar ist, wenn die Vorrichtung eine vorbestimmte Verzögerung erfährt, um die Auslösestange (44) von der Durchschlageinrichtung zu entfernen, und eine brechbare Einrichtung (50,52), die das Trägheitselement (46) normalerweise in seiner normalen Stellung hält und unter der Kraft des verzögerten Trag- f heitselements (46) bricht, so dass sich letzteres in seine betätigte Stellung bewegen kann.

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2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder so konstruiert und angeordnet ist, dass ihre Kraft aufgehoben wird, bevor der Durchschlag (36) seine Durchschlagstellung erreicht, so dass der Durchschlag (36) aufgrund seiner Trägheit in seine Durchschlagstellung bewegt wird und sich danach frei von der Gasdruckquelle (20) wegbewegen kann, um den Gasstrom aus der Quelle (20) nicht zu behindern.
3· Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine zusätzliche Feder (42), die auf den Durchschlag (36) nur dann wirkt, wenn dieser nahe seiner Durchschlagstellung ist, und die so ausgebildet ist, dass sie Energie speichert, wenn der Durchschlag (36) seine Durchschlagstellung erreicht, um ihn von der Gasdruckquelle (20) wegzubewegen, wenn diese durchschlagen ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein starres Gehäuse (12), das die Gasdruckquelle (20) und die Aufblaseinrichtung enthält, und durch wenigstens eine GasauslassÖffnung (i4), um den Austritt des Gases zu ermöglichen, wenn die Gasdruckquelle (20) durchschlagen ist, und dadurch, dass der aufblasbare Beutel (10) abgedichtet an dem Gehäuse (12) in einer Stellung angeordnet ist, in der er das aus der Auslassöffnung (i4) austretende Gas aufnimmt.
5· Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (12) einen abgeflachten, schachtelartigen Aufbau mit einer entfernbaren Abdeckplatte (16) relativ grosser Fläche und den Umfang des Ge-

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häuses begrenzenden Seitenwänden aufweist, dass die Gasauslassöffnung (i4) in.der Abdeckplatte (16) ausgebildet ist, und dass der aufblasbare Beutel (10) am Umfang des Gehäuses (12) abgedichtet befestigt ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, dass das Trägheitselement (46) langgestreckt ausgebildet und quer zu seiner Längsachse verschiebbar ist, dass der Durchschlag (36) nahe dem Trägheitselement und in der gleichen Ebene wie dieses parallel zu dessen Längsachse verschiebbar ist, und dass die Auslösestange (44), die mit dem Trägheitselement (46) eine Einheit bildet, sich von dem Trägheitselement aus erstreckend an einer Schulter des· Durchschlags (36) angreift, wenn dieser in seiner gespannten Stellung ist.

V/Rg.

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