DE2150465C3

DE2150465C3 - Feststoffgasgenerator eines Aufprallschutzsystems für die Insassen eines Kraftfahrzeuges

Info

Publication number: DE2150465C3
Application number: DE2150465A
Authority: DE
Inventors: Guenter 8012 Ottobrunn Herrmann
Original assignee: Bayern Chemie Gesellschaft fuer Flugchemische Antriebe mbH
Current assignee: Bayern Chemie Gesellschaft fuer Flugchemische Antriebe mbH
Priority date: 1971-10-09
Filing date: 1971-10-09
Publication date: 1978-05-24
Also published as: US3845970A; DE2150465A1; FR2155649A5; IT968681B; DE2150465B2

Description

Die Erfindung betrifft einen Feststoffgasgenerator eines Aufprallschutzsystems für die Insassen eines Kraftfahrzeuges, im wesentlichen bestehend aus einem aufblasbaren Schutzkissen, einem Feststoffgenerator und einem beispielsweise auf Beschleunigungen ansprechenden Aufprallsensor, der im Fall eines Zusammen-Stoßes des Kraftfahrzeuges mit einem anderen Gegenstand das Aufblasen des Schutzkissens durch das vom Festtreibstoff erzeugte Gas auslöst.

Bekanntlich wird beim Auffahren eines Fahrzeuges auf ein Hindernis ein Fahrzeuginsasse innerhalb von 50 Millisekunden und weniger derart mit seinem Körper gegen die in Fahrtrichtung im Fahrzeug-Innenraum befindlichen Gegenstände wie Lenkrad, Armaturenbrett, Windschutzscheibe, Vordersitzlehne od. dgl. geschleudert, daß nachgewiesenermaßen bereits bei mittleren Fahrgeschwindigkeiten schwere Körperverletzungen auftreten — es sei denn, der Körper des Fahrzeuginsassen wird durch ein aktives oder passives Aufprallschutzsystem vor dem Auftreffen auf besagte Gegenstände abgefangen. Die erstgenannte Art der beiden Schutzsysteme wird meistens von einem Sicherheitsgurtsystem verkörpert, wobei es zum Wirksamwerden dieses Systems neben den baulichen Maßnahmen einer zusätzlichen menschlichen Bemühung beim Anlegen des Gurtes an den zu schützenden Körper bedarf.

Ein sogenanntes passives Schutzsystem, wie es ein in Fahrtrichtung vor dem zu schützenden Körper angeordnetes aufblasbares Schutzkissen darstellt, das automatisch erst im Gefahrenmoment wirksam wird und keiner Handhabung bedarf, stellt bei funktionsgerechtem Einbau eine zusätzliche Rückhaltevorrichtung für den menschlichen Kopf dar und ist deshalb gegenüber dem Sicherheitsgurtsystem zu bevorzugen.

Damit auch bei höheren Fahrgeschwindigkeiten noch ein ausreichender Aufprallschutz erzielt wird, muß der vom Aufprallsensor aufgelöste Aufblasvorgang für das Schutzkissen möglichst schnell beendet sein.

Dieser Forderung vermag der aus der US-PS 35 32 358 bekannte Feststoffgasgenerator vorgenannter Zweckbestimmung nicht voll und ganz gerecht zu werden, und zwar in erster Linie deshalb, weil er mehrere dezentrale Zündeinrichtungen mit zum Teil recht langen Zündkanälen zu über den Generatorquerschnitt verstreuten Taschen für die Aufnahme des gaserzeugenden Stoffs aufweist.

Weit besser wird das Aufprallschutzsystem gemäß der DT-PS 21 14 945 der eine ältere Anmeldung zugrunde liegt, der Forderung nach kurzen Aufblaszeiten gerecht Als Gasgenerator zum Aufblasen des Schutzkissens findet im vorliegenden Fall ein Feststoffraketentriebwerk mit kreisringförmig ausgebildeter Brennkammer und Lavaldüse Verwendung. Ausgerüstet ist es mit einem Schnellbrennertreibsatz. Dessen Zündeinrichtung befindet sich dabei in einem von einem inneren Düsenring unmittelbar gebildeten oder von einem vom inneren Düsenring umschlossenen kreisringförmigen Gehäuseteil gebildeten zentralen Einbauraum, von dem Überströmbohrungen in die Brennkammer führen. Zur Kühlung des beim Treibsatzabbrand erzeugten Gases auf seinem Weg von der Brennkammer ins Schutzkissen ist fester Kühlstoff in Ringform gegenüber vom Treibsatz in Ausnehmungen des Düsenkörpers angeordnet.

Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, uinen Feststoffgasgenerator eingangs genannter Gattung zu entwickeln, der bei weiter vereinfachter, besonders kompakter Bauweise für ein zuverlässiges Aufblasen des Schutzkissens in der für einen wirkungsvollen Insassenschutz erforderlichen kurzen Zeitspanne hervorragend geeignet ist.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß die gaserzeugenden Stoffe in einem kreisringförmigen Raum angeordnet sind, der durch einen Lochblechzylinder in zwei konzentrische Ringräume unterteilt ist, wobei in dem inneren Ringraum die eine Beiladung umfassende Zündeinrichtung für den Festtreibstoff angeordnet ist, die öffnungen im Mantel des Lochblechzylinders als Überströmkanäle zwischen dem inneren und dem äußeren Ringraum dienen und nur der äußere, den Festtreibstoff aufnehmende Ringraum in das Schutzkissen mündende Auslaßöffnungen aufweist.

Der erfindungsgemäße Feststoffgasgenerator besteht folglich aus Bauteilen, deren Fertigung aufgrund unkomplizierter Formgebung keinen nennenswerten Aufwand erfordert. Die Art und Weise, wie bei ihm der Festtreibstoff, beispielsweise in Form von Scheiben oder gewickelten Folien, und dessen eine Beiladung umfassende Zündeinrichtung auf gleicher Höhe zur Anordnung gelangt und deren Anordnungsräume miteinander verbunden sind, macht sich in zweierlei Hinsicht äußerst vorteilhaft bemerkbar. Einmal resultiert daraus eine extrem flache Generatorbauweise, was den Generatoreinbau in Lenkräder, Armaturenbretter, Vordersitzlehnen od. dgl. denkbar unproblematisch gestaltet. Zum anderen ist dadurch ein simultanes Anzünden des Festtreibstoffs am gesamten Innenumfang gpwährleistet. Dies wirkt sich in einem besonders raschen Treibstoffabbrand positiv aus. Entsprechend kurz ist infolgedessen auch die Aufblaszeit für das Schutzkissen, das mit dem den Festtreibstoff aufnehmenden äußeren Ringraum über die genannten Auslaböffnungen des letzteren direkt kommuniziert. Für besag'e Auslaßöffnungen kommen dabei neben Bohrungs . Schlitz- und Ringspaltformen mit über die Länge konstanten Querschnitten auch Düsenformen mit

konvergentem bzw. konvergent — divergentem Querschnittsverlauf in Betracht, vor allem bei extremen Anforderungen hinsichtlich Einströmgeschwindigkeit der Druckgase ins Schutzkisseninnere und Absenkung der Gastemperatur.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand schematischer Zeichnurgen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen erfindungsgemäßen Feststoffgasgenerator eines Aufprallschutzsystems für die Insassen eines Kraftfahrzeuges im Längsschnitt und

F i g. 2 ebenfalls im Längsschnitt das Lenkrad eines Personenkraftwagens, in das eine gegenüber F i g. 1 abgewandelte Generatorausführung gleicher Zweckbestimmung eingebaut ist.

Fig.! zeigt einen Feststoffgasgenerator t, dessen Gehäuse einen rotationssymmetrischen Aufbau aufweist. Zusammengesetzt ist es aus einem Oberteil 2 und einem damit verschraubten Unterteil 3. Die beiden Gehäuseteile 2 und 3 schließen im verschraubten Zustand einen kreisringförmigen Raum ein. Dieser ist durch einen Lochblechzylinder 12 in zwei konzentrische Ringräume 4 und 13 unterteilt. Im äußeren Ringraum 4 befindet sich zwischen zwei Deckblechen 5a, 5b ein durch Stifte 6a, 6b und zugeordnete Sicherungsscheiben 7a, Tb fixierter Festtreibstoff 8. Letzterer ist beispielsweise von der Art ines doppelbasigen Raketentreibstoffs und besitzt ebenso wie die Deckblech 5a, 5b Scheibenform. Seine Zündung erfolgt beispielsweise auf elektrischem Wege. Zur Zündeinrichtung gehören unter anderem zwei Versorgungsleitungen 9a, 9b, ?wei Zündkapseln, von denen lediglich eine (10) zu sehen ist, und eine Beiladung 11. Untergebracht sind die Zündkapseln 10 und die Beiladung 11 im inneren Ringraum 13.

Als Überströmkanäle zwischen letzterem und äußerem Ringraum 4 dienen dabei die öffnungen 12a im Mantel des Lochblechzylinders 12.

Die nach erfolgter Zündung vom Festtreibstoff 8 erzeugten Druckgase gelangen über beispielsweise neun Auslaßöffnungen 14 im Gehäuseoberteil 2 vom äußeren Ringraum 4 ins Innere 16 des ausschnittsweise dargestellten, aufblasbaren Schutzkissens 15. Auf diesem Wege erfährt die Gastemperatur durch expansive Kühlung eine Absenkung auf einen fürs Kissenmaterial verträglichen Wert. Bis zur unfallbedingten Treibstoffzündung sind die vorerwähnten Ausblaseöffnungen 14 — wie dargestellt — verdämmt. Als Verdammung 17 dient beispielsweise Aluminiumfolie.

F i g. 2 gibt ein Lenkrad 21 eines Personenkraftwagens wieder, in das Schutzkissen 22 und Feststoffgasgenerator 23 eines Aufprallschjtzsystems eingebaut sind. Beim Feststoffgenerator 23 schließen wiederum zwei untereinander verschraubte Gehäuseteile 24, 25 einen ringförmigen Raum ein, der durch einen Lochblechzylinder 27 in zwei koi.zentrische Ringräume 26 und 28 unterteilt ist Im äußerer Ringraum 26 sind beispielsweise fünf, durch Distanzriiige 29 getrennte Festtreibstoffscheiben 30 untergebracht. Distanzringe 29 und Festtreibstoffscheiben 30 weisen im zentralen Bereich beispielsweise acht über den Ring- bzw. Scheibenumfang gleichmäßig verteilte Bohrungen auf. Darin verlaufen zum Innern 31 des Schutzkissens 22 hin offene Rohrstutzen als Auslaßöffnungen 32. In Verbindung mit von der Seite des Gehäuseoberteils 24 eingesetzten und bis zur Druckgaserzeugung beispielsweise mittels selbstklebender Aluminiumfolie 34 verdämmten Buchsen 33 dienen die Rohrstutzen der Treibstoffixierung. Gleichzeitig stellen sie die Auslaß-Öffnungen 32 des äußeren Ringraums 26 zum Schutzkissen 22 dar. Die Zündung der Festtreibstoffscheiben 30 erfolgt — ebenso wie bei der Generatorausführung gemäß Fig. 1 — auf elektrischem Wege, und zwar mittels zweier Zündkapseln 35a, 356, deren Versorgungsleitungen mit 36a, 36b bezeichnet sind. Eingebettet sind die elektrischen Zündkapseln 35a, 35b in Schwarzpulver als Beiladung 37, das im inneren Ringraum 28 angeordnet und darin mittels einer Scheibe 38 fixiert ist. Als Überströmkanäle zwischen dem inneren Ringraum 28 und dem äußeren Ringraum 26 dienen dabei wiederum die öffnungen 27a im Mantel des Lochblechzylinders 27.

Bei der letztbeschriebenen Gasgeneratorausführung 23 erfahren die im äußeren Ringraum 26 erzeugten Druckgase auf dem Weg ins Schutzkisseninnere 31 eine besonders intensive Abkühlung. Zurückzuführen ist dieser äußerst positive Sachverhalt auf die spezielle Gestaltung und Anordnung der Auslaßöffnungen 32 und die daraus resultierende, wiederholte Gasumlenkung. Gestaltung und Anordnung der Auslaßöffnungen schließen bei der in Rede stehenden Gasgeneratorausführung 23 ajch Beschädigungen der öffnungsverdammungen 34 und Festtreibstoffscheiben 30 von außen sicher aus.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Feststoffgasgenerator eines Aufprallschutzsystems für die Insassen eines Kraftfahrzeuges, im *> wesentlichen bestehend aus einem aufblasbaren Schutzkissen, einem Feststoffgenerator und einem beispielsweise auf Beschleunigungen ansprechenden Aufprallsensor, der im Fall eines Zusammenstoßes des Kraftfahrzeuges mit einem anderen Gegenstand das Aufblasen des Schutzkissens durch das vom Festlreibstoff erzeugte Gas auslöst, dadurch gekennzeichnet, daß die gaserzeugenden Stoffe (8, 11; 30, 37) in einem kreisringförmigen Raum angeordnet sind, der durch einen Lochblechzylinder (12; 27) in zwei konzentrische Ringräume (4, 13; 26, 28) unterteilt ist, wobei in dem inneren Ringraum (»3; 28) die eine Beiladung (11; 37) umfassende Zündeinrichtung (10; 35a, 35b) für den Festtreibstoff (8; 30) angeordnet ist, die öffnungen (12a; 27a^ im Mantel des Lochblechzylinders (12; 27) als Überströmkanäle zwischen dem inneren (13; 28) und dem äußeren Ringraum (4; 26) dienen und nur der äußere, den Festtreibstoff (8; 30) aufnehmende Ringraum (4; 26) in das Schutzkissen (15; 22) mündende Auslaßöffnungen (14; 32) aufweist.