DE2153601A1

DE2153601A1 - Ansaugvorrichtung und -verfahren für eine Unfallschutzeinrichtung

Info

Publication number: DE2153601A1
Application number: DE19712153601
Authority: DE
Inventors: Lincoln B. Bellevue; Wells Michael W. Kirkland; Wash. Katter (V.St.A.)
Original assignee: Rocket Research Co
Current assignee: Rocket Research Co
Priority date: 1970-10-27
Filing date: 1971-10-27
Publication date: 1972-05-04
Also published as: CA969211A; FR2113320A5; GB1349980A; JPS5716017B1; US3910595A

Description

Patentamt»

27, Oktober I97I 152 895

ROCKET RESEARCH CORPORATION ;

York Center, Willows Rd. at N.E. Il6th Street, Redmond, Washington 98052, V.St.A.

Ansaugvorrichtung und -verfahren für eine Unfallschutzeinrichtung

Erfindung bezieht sich auf eine Unfallschutzeinrichtung mit einem aufblasbaren Sack, der einen Fahrgast in einem Kraftfahrzeug davor schützen soll, heftig gegen das Lenkrad, das Armaturenbrett oder einen anderen Teil des Kraftfahrzeugs geschleudert zu werden.

Es sind bereits verschiedene Vorrichtungen bekannt, mit denen ein vor einem Autofahrer oder einem Fahrgast befindlicher Schutzsack aufgeblasen werden.kann, damit er den Fahrer bzw· den Fahrgast vor einem Aufprall auf das Lenkrad, das Armaturenbrett oder andere Teile des Fahrzeugs durch Dämpfen bewahrt» Die Vorrichtung wird gewöhnlich durch einen Trägheitsschalter ausgelöst, der auf einen Zusammenstoß anspricht. Dieser Trägheitsschalter wiederum veranlaßt eine Aufblasvorrichtung, den zusammen-

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gelegten Sack rasch zu seiner prallen Gestalt aufzublasen und vor dem Fahrer oder dem Fahrgast zu entfalten. Das Aufblähgas wird im allgemeinen entweder einer Druckluftquelle oder einer Quelle eines anderen Druckgases entnommen, wie z.B. in den USA-Patentschriften 3 Uli 808 und 3 411 031 sowie in einer Anzahl weiterer Patentschriften auf dem Gebiet des Unfallschutzes offenbart. Normalerweise ist die Druckgasquelle neben dem Sack angeordnet, wobei das Druckgas unmittelbar durch eine öffnung des Druckgasbehälters in den Sack ausströmt» Bei einigen anderen Patentschriften des Standes der Technik (wie z.B. der USA-Patentschrift 3 450 414, USA-Patentschrift 3 5 32 35 9 sowie USA-Patentschrift 3 532 358)wird der Sack durch Zünden einer Verbrenriungsmasse und durch Leiten der gasförmigen Verbrennungsprodukte dieser Masse unmittelbar in den Sack aufgebläht.

Eines der Hauptprobleme derartiger Unfallschutzeinrichtungen ist das mit de.m "stehenden Kinde" verbundene. Um als wirksame Dämpfungseinrichtung bei einem Zusammenstoß wirken zu können, muß der Sack aus seiner zusammengelegten Lage in seine aufgeblähte Lage in äusserst kurzer Zeit (etwa 20 msec) gebracht werden. Sollte ein Fahrgast (etwa ein Kind) sich gerade beim Aufblasen des Sackes gegen das Armaturenbrett lehnen, würde eine rasche Ausdehnung des Sackes das Kind in den Autositz zurückschleudern. Daher darf der Änfangsschub aufgrund der Ausdehnungswirkung des Sackes nicht so heftig sein, daß eine Person mit solcher Kraft geschleudert wird, daß der Sack selbst der Person eine schwere Verletzung zufügt.

Ein weiteres Problem ist der durch die rasche Ausdehnung des Sackes im Wageninneren verursachte abrupte Druckanstieg, Normalerweise ist der Innenraum eines Kraftfahr-

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zeuges ziemlich luftdicht, so daß die plötzliche Ausdehnung des Sackes und der dadurch herbeigeführte Druckstoß im Wageninneren womöglich das Trommelfell der Insassen zerreissen kann.

Ein weiteres Problem bei vielen Vorrichtungen nach dem Stand der Technik ist der durch das Aufblassystem verursachte Knall, der im allgemeinen ein Niederfrequenzgeräusch ist, das manchmal 150 bzw. 155 Phon überschreitet und zusammen mit dem abruptenDruckanstieg im Wageninneren ebenso das Trommelfell zerreissen oder möglicherweise zu anderen Gesundheitsschaden führen kann.

Eine große Anzahl Ansaugvorrichtungen sind nach dem Stand der Technik bekannt, wovon viele zum Aufblähen von Rettungsflößen und dgl. verwendet werden. Typische Vorrichtungen dieser Art sind in den USA-Patentschriften

2 399 670, 2 595 218, 2866 593, 2 975 958, 3 040 970,

3 012 290, 056 540, 3 086 848, 3 158 314, 3 204 862 und 3 370 784 offenbart. Diese Patentschriften enthalten jedoch keine technische Lehre zur Verwendung dieser Vorrichtungen bei Unfallschutzsystemen,

Es hat sich herausgestellt, daß die obigen Probleme im wesentlichen gelöst werden können, indem das Aufblasgas durch ein Ansaugsystem zum Aufblasen des den Zusammenstoß dämpfenden Sackes geleitet wird·. Dies erfolgt vorzugsweise dadurch, daß ein Hochgeschwindigkeitsgas durch eine Vielzahl von Ansaugdüsen in einem Ansaugkanal geleitet wird, dessen Auslaß mit dem Wageninneren in Verbindung steht.

Bei einer erfindungsgemässen Ausfuhrungsform ist eine gaserzeugende chemische Zusammensetzung in kleinen Mengen in einer Anzahl von Ansaugdüseneinheiten angeordnet. Bei

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einer anderen Ausfuhrungsform wird eine Druckgasquelle als Hochgeschwindigkeitsgasquelle und vorzugsweise unter Zunahme aus einer gaserzeugenden chemischen Zusammensetzung in der Druckgasquelle verwendet. Bei einer weiteren Ausführungsform wird eine gaserzeugende chemische Einheit unabhängig von einer Druckgasquelle verwendet.

Auch ein im Anfangsstadium des Aufblasens geschlossenes und während des Aufblasens offenes Ventil ist vorgesehen. Nach dem Aufblasen schließt das Ventil wieder. Bei einer Ausführungsform besteht das Ventil aus einer um 180° drehb aren Querplatte. Bei einer anderen Ausführungsform besteht d as Ventil aus einer biegsamen Membran, die sich nach dem Anfangsstadium der Aufblähung gegen die gaserzeugenden Düsenstrahlpatronen bewegt und verbrennt, so daß ansaugende Luft in den Kanal strömen kann. Bei einer weiteren Ausführungsform sind ein oder mehrere Quergitter vorgesehen, die flexible Klappen aufweisen, die eine geschlossene Stellung einnehmen, in welcher sie gegenüber entsprechenden Gittern liegen, so dfi sie parallel zur Bahn der Strömung der ansaugenden Luft verlaufen.

Im Anfangsstadium des Aufblasens (in den ersten ein oder zwei msec.) verbleibt das Ventil geschlossen, sodaß das Hochgeschwindigkeitsgas aus den Ansaugdüseneinheiten einen höheren Druck auf den zusammengelegten Sack ausüben kann, um seinen Trägheitswiderstand zu überwinden und zu bewirken, daß er beginnt, sich beschleunigt zu entfalten. Während des restlichen Teiles der Aufblähung ist das Ventil offen, um zu ermöglichen, daß Ansaugluft in den Kanal eingesaugt und mit der Hochgeschwindigkeitsansaugluft zum Aufblasen des Sackes gemischt wird.

Befindet sich nun eine Person (wie z.B. ein gegenüber dem

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Armaturenbrett stehendes Kind) beim Beginn der Aufblasung ziemlich nahe am Sack, so besteht zusätzlich zum Trägheitswiderstand des Sackes auch der Träghextswiderstand der Person. Infolgedessen verbleibt das Ventil längere Zeit geschlossen, wodurch die Aufblasgeschwindigkeit des Sackes herabgesetzt und die Geschwindigkeit vermindert wird, mit welcher sonst die Person beschleunigt im Wageninneren zurückgeschleudert werden würde, wogegen im Fall, in welchem das Ventil öffnet, die Ansaugwirkung infolge des durch die Trägheitskraft der Person hervorgerufenen Gegendruckes "abgewürgt" werden würde, so daß der Sack mit kleinerer Geschwindigkeit aufgeblasen wird.

Saugt ferner die Aufblasvorrichtung Ansaugluft ein, damit der Sack schneller aufgeblasen wird, so saugt sie Luft aus dem Wageninneren ein, um den Druckanstieg des durch den ein gewisses Volumen des Wageninneren einnehmenden Sack erzeugten Druckes herabzumindern. Auch eine ausgesprochene Dämpfung des mit vielen anderen Unfallschutzsystemen verbundenen Knalls findet statt.· Dieserfolgt vermutlich aufgrund der Tatsache, daß sich die Hochgeschwindigkeitsgasstrahlen mit der angesaugten Luft vermischen und somit die Geräuschenergie in den Mischungsbereichen verbraucht wird.

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine isometrische Ansicht eines Bereiches eines Kraftfahrzeuges mit der darin angeordneten erfindungsgemässen Vorrichtung;

Fig. 2 eine Längs schnittansieht einer erfindungsgemässen Ausführungsform während der Zündung der Patronen;

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Fig. 3 eine der Fig. 2 ähnliche Ansicht, die jedoch die Stellung des Ventils während des Zündvorganges zeigt;

Fig. 4 eine Teilansicht einer zweiten erfindungsgemässen Ausführungsform, von einer vorderen Stellung der erfindungsgemassen Vorrichtung aus gesehen;

Fig., 5 eine Querschnitts ansicht derselben während der Zeit, in welcher die Patronenzündung begonnen hat;

Fig. 6 eine der Fig. 5 ähnliche Ansicht, die jedoch die den Sack aufblasende Vorrichtung zeigt;

Fig. 7 eine den Fig. 5 und 6 ähnlbhe Ansicht, die jedoch die Vorrichtung nach Beendigung der Patronenzün-•iung und nach dem Aufblasen des Sackes zeigt;

Fig. 8 eine isometrische Ansicht einer dritten erfindungsgemässen Ausfuhrungsform;

Fig. 9 eine Schnittansicht der in Fig. 8 gezeigten verstärkten Druck gas que He;

Fig.9A eine Schnittansicht einer anderen AnsauggasqueHe nach der Erfindung;

Fig.10 eine Seitenansicht,welche die Arbeitsweise nach der Erfindung zeigt, wenn sich eine Person in der Nähe des Armaturenbrettes des Kraftfahrzeuges befindet;

Fig.11 eine Ansicht mit Blick auf die Vorderseite der in Fig. 8 gezeigten Vorrichtung;

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Fig.l2 eine der Fig. 11 ähnliche Ansicht, welche jedoch eine Abwandlung der in Fig. 11 gezeigten Vorrichtung aufweist; und

Fig.13, IH und 15 Längsschnittansichten der in den Fig.11 und 12 gezeigten Vorrichtung, welche die Reihenfolge der Arbeitsweise nach der Erfindung zeigen.

Fig. 1 zeigt die Vorrichtung 10 der ersten erfindungsgemässen Ausführungsform, die unterhalb des Armaturenbretts | 12 und oberhalb des Handschuhfaches 14 eines im allgemeinen mit 16 bezeichneten Kraftfahrzeuges angeordnet ist. Mit Punktstrichlinien ist in Fig. 1 ein Sack 18 angedeutet, der sich bei einem Zusammenstoß rückwärts ausdehnt, um einen Fahrgast im Kraftfahrzeugsitz daran zu hindern, nach vorne geschleudert zu werden und gegen das Armaturenbrett 12 oder einen anderen Wagenteil zu stoßen.

Fig. 2 und 3 zeigen ausführlicher die erste erfindungsgemässe Aus führungs form in einer Seitenansicht. Ein rechteckiger kastenartiger Gehäuserahmen 20 umschließt einen durchgehenden Durchlaßkanal 21 und weist eine obere Wand 22, eine Bodenwand 24 und zwei Seitenwände 26 auf. Dieser Rahmen 20 umschließt einen durchgehenden Durchlaßkanal ' mit einem Vordereinlaß 28 und einem Rückauslaß 30, die der unmittelbar dahinter befindlichen Fahrgaststellung zugewandt sind. Zwischen &m Einlaß 28 und dem Auslaß 30 befindet sich eine gaserzeugende Anordnung 32, welche eine Anzahl gasstrahlerzeugender Patronen 3¹+ aufweist; am Rückauslaßende des Rahmens 20 ist der 3ack 18 (harmonikaartig) zusammengefaltet und mit einer brechbaren Membran oder einem sich entfaltenden Deckteil 36 bedeckt.

Im Vordereinlaßabschnitt des Rahmens 20 ist ein Ventil-

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mechanismus 38 mit einer Verschlußplatte UO angeordnet, die um eine durch die Mitte der Länge der Platte 40 sich erstreckende' Querstange 42 drehbar gelagert ist. Ein oberer bzw, ein unterer Anschlag 44 bzw. 4 6 sind vorge- . sehen, an welche die Platte 40 in ihrer geschlossenen Stellung anliegt» Eine um die Stange 42 herum angeordnete Spiralfeder 48 zwingt die Platte, sich in einer Richtung (wie in Fig. 2 gezeigt) entgegen dem Uhrzeigersinn zu drehen. Dieser Drehung wird jedoch von einem Finger 50 widerstanden, der mit dem Oberende der Platte 40 in Eingriff steht.

Nach dem Zünden der gaserzeugenden Patronen 34 wird gleichzeitig ein Schalter 52 betätigt, um den Finger 50 aus dem Eingriff mit der Platte 40 wegzubringen. In der Zeitspanne von etwa 20 bis 30 msec, dreht sich die Platte 40 in eine Stellung von 90 , wie mit ganzen Linien in Fig. 3 gezeigt, worauf sie sich um weitere 90 weiter dreht, um in Querrichtung ausgerichtet zu sein und den Vordereinlaß 28 des Durchlaßkanals wieder schließt, wie mit Strichpunktlinien in Fig. 3 gezeigt.

Mehrere Reihen gaserzeugender Patronen 34 and vorgesehen, wovon eine in Fig. 2 bzw. 3 gezeigt ist, wobei diese Patronen 34 in rechteckiger Form angeordnet sind. Die Patronen 34 sind geringfügig in Abstand voneinander angeordnet, um zwischen den benachbarten Patronen 34 und zwischen den Patronen 34 und der Oberwand 22, der Bodenwand 24 und den Seitenwänden 2 6 eine Vielzahl von Ansaugkanälen 54 zu bilden. Diese Patronen 34 sind von Streben 5 6 getragen, welche die durch den vom Rahmen 20 umgrenzten Durchlaß 21 strömend e Luft wenig hindern.

Zur Beschreibung der Arbeitsweise der ersten erfindungsge-

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massen Ausfuhrungsform vor einem Zusammenstoß ist der Sack 18 als in seiner zusammengelegten Lage im Rückauslaßende des Rahmens 20 verstaut dargestellt. Die Verschlußplatte 40 des Ventilmechanismus 38 sperrt den Einlaß 28 des durch den Rahmen 20 gebildeten Durchlaßkanals 21 ab. Bei einem Zusammenstoß leitet ein geeigneter, auf den Zusammenstoß ansprechender Mechanismus (wie z.B. ein Trägheitsschalter) das Zünden der Patronen 34 durch die Patronenzünder 58 und gleichzeitig löst den Finger 50 durch Betätigung des Schalters 5 2,

Die Patronen 34 sind so angeordnet, daß sie gegen den zusammengelegten Sack 18 in Rückwärtsrichtung entladen. Der Anfangsschub der mit PunktStrichlinien bei 60 gezeigten Strahlgasmenge schiebt den Sack 18 durch die brechbare Membran 36 hindurch nach aussen.

Ein Anfangsgegendruck der Auspuffgase wird auf das Vordereinlaßende 28 des Durchlaßkanals 21 ausgeübt» Diesem Schub wird durch die Veisohlußplatte 40 widerstanden, die sich in ihrer Sperrstellung befindet, wie in Fig. 2 gezeigt.

Innerhalb einiger msec, ist der Sack 18 eine kurze Strecke nach aussen geschoben worden, wobei die Ausstoß- oder Ansaugwirkung der Gasdüsenstrahlen 60 dann beginnt, einen Sog am Vorderende 28 des Durchlaßkanals 21 zu bilden. Gleichzeitig ist durch die Wirkung der Feder 48 die Vers chlußplatte in ihre in Fig. 3 mit ganzen Linien gezeigte Stellung bewegt worden. In diesem Zustand strömt Umgebungsluft frei durch den Einlaß 28 und wird durch die Saugwirkung der Gasdüsenstrahlen 60 eingesaugt, um ein Gemisch aus Luft und Auspuffgasen zu bilden, das in den Sack 18 strömt, um ihn aufzublasen.

Das Abfeuern der Patronen 34 ist beendet zu der Zeit, in

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welcher das Aufblasen des Sackes im wesentlichen beendet ist j wobei der ganze Zündvorgang etwa 20 bis 30 msec, braucht. Dann hat auch die. Spiralfeder 48 die Platte 40 in ihre Schließstellung gedreht, in welcher sie wieder mit dem Durchlaßkanal 21 in Querrichtung ausgerichtet ist, wie mit den PunktStrichlinien in Fig. 3 gezeigt. Dadurch wird das den Sackl8 aufblasende Gas-Luftgemisch daran gehindert, durch den Einlaß 28 des Durchlasses zu entweichen.

Die Vorrichtung nach der zweiten Ausfuhrungsform ist xn. den Fig. 4 bis 7 dargestellt. Die Gesamtdimensionen dieser zweiten Ausführungsform sind jenen der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung ähnlich. Bei der Beschreibung der zweiten Ausführungsform sind Bestandteile der zweiten Ausführungsform, die jener der ersten Aus führ ungs form ähnlich sind, mit denselben Bezugszeichen versehen, nur daß ein Suffix "a" jene der zweiten Ausführungsform unterscheidet. Die erfindungsgemässe Vorrichtung 10a weist einen rechteckigen Rahmen 20a mit einem durchgehenden Durchlaßkanal 21a mit einem Vordereinlaß 28a und einem Rückauslaß 30a auf.

Innerhalb des Durchlaßkanals 21a ist eine Vielzahl gasstrahlerzeugender Patronen 34a auf Streben 56a befestigt. Bei der hier gezeigten Ausführungsform sind diese Patronen in zwei Reihen von je 14 angeordnet, und machen zusammen 28 Patronen 34a aus. Die zwdte Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform hauptsächlich in zweierlei Hinsicht, erstens in der Abwandlung des Vorderventilmechanismus und zweitens in der zusätzlichen Anordnung einer Absperrventilvorrichtung hinter den Patronen 34a.

Der Vorderventilmechanismus der zweiten Ausführungsform waist einen äusseren Schutzschirm 62 auf, in welchem eine flexibLe, im wesentlichen nicht durchlöcherte Membran 64

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angeordnet ist, welche die Vordereinlaßöffnung 28a schließt, In seiner Normalstellung ist der Schirm 62 in massigem Abstand von der Rückseite der Patronen 34 nach vorne in Abstand angeordnet, wobei die Membran innerhalb des Schirms 62 sitzt und ihm entgegengesetzt angeordnet ist. Dadurch verbleibt ein Luftraum 66 zwischen der Rückseite der Patronen und der Membran 64, BeimZünden der Patronen 34a wird der Sack 18a nach aussen und nach hinten bewegt, wie in Verbindung mit der ersten Ausführungsform beschrieben- Im ersten Zündstadium der Patronen 34a schiebt der Gegendruck vom Sack 18a die Membran 64 gegen den Schirm 62. Innerhalb einiger msec, der Zeit, in welcher die Patronen 34a gezündet werden, ist jedoch der Sack 18a nur massig nach aussen geschoben worden, wobei die Wirkung der Gasstrahlen 60a eine Ansaug- oder AusstoßwirOcung hervorruft, durch welche Luft aus dem Raum 66 nach vorne mitgerissen wird. Infolgedessen zieht sich die Membran .64 vom Schirm 62 weg und bewegt sich gegen die Rückseite der Patronen 34a. Die Membran 64 verbrennt infolge der Patronenwärme und zerfällt, wodurch sich ein offener Durchtritt 28a bildet, Umgebungsluft wird somit durch den Durchtritt 28a eingesaugt und mit den Gasstrahlen 60 gemischt, um das Luft-Gasgemisch 61a zu bilden.

Nach dem Zünden der Patronen 34a und nach dem Aufblähen des Sackes 18a strebt der Druck im Sack danach, das Luft-Gasgemisch durch den Durchlaßkanal 21a zurückzuschieben. Um dies zu vermeiden, ist ein Absperrventilglied 67 vorgesehen, das zwei massig flexible Platten 68 aufweist, die gegenüber den oberen und unteren Seitenwänden 22a und 24a des Rahmens 20a angeordnet sind. Diese Platten 68 sind mit ihren Vorderenden an ihren entsprechenden Wänden 22a bzw. 24a unmittelbar vor der Stelle der Patronen 34a verankert. Sobald das Gas-Luftgemisch aus dem Sack 18a in

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Vorwärtsrichtung zu strömen beginnt, bewirkt die Strömung des Luft-Gasgemisches, daß sich die beiden Platten 68 im Durchlaßkanal 21a zusammenbewegen und das Luft-Gasgemisch im Sack 18a zurückhalten·

Die dritte Ausführungsform ist in den Fig. 8 bis 15 gezeigt. Wie bei den vorherigen Ausfuhrungsformen ist die Vorrichtung der dritten Ausführungsform unterhalb des Armaturenbrettes 12 und oberhalb des Handschuhfaches 14 & ' des Fahrzeuges 16 angeordnet.

Der Sack 18 ist an einem kastenartigen Gehäuserahmen 20b • ' befestigt, der einen durchgehenden Durchlaßkanal 21b aufweist, der einen Vordereinlaß 28b und einen Rückauslaß 30b hat, welcher der unmittelbar dahinter befindlichen Fahrgaststeile zugewandt ist. Der Sack 18b ist in zusammengifalteter Gestalt im Rückauslaß 30b angeordnet und durch ■ eine brechbare Membran 36b abgedeckt. Der Einlaß 28b steht mit dem Inneren des Automobils 16 in Verbindung.

Innerhalb des Gehäuserahmens 20b ist eine Anzahl Ansaugstrahldüseneinheiten 70 in zwei horizontalen Reihen ange- : ordnet, so daß sie am Gehäuse 20b gleichmässig verteilt ^! sind. Die obere Reihe der DÜPenstrahleinheiten 70 ist an ; einem oberen horizontalen Quersammelrohr 72 befestigt, wobei der untere Satz aus Düsenstrahleinheiten 70 auf ähnliche Weise auf einem unteren Sammelrohr 74 angeordnet ist. Diese Rohre 72 und 74 wiederum werden von einem zentralen Sammelrohr 76 ge speist, das wiederum über ein Rohr 78 mit einer DruckgasquelleBO oder einer Quelle eines anderen Gases in Verbindung steht, die oberhalb des Gehäuses 20b angeordnet ist·

Wie in Fig. 9 gezeigt, weist die Gasquelle 80 ein läng-

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liches Hochdruckgefäß 82 auf, das einen AusIaB 81 an einem Ende aufweist, der mit dem oben erwähnten Sammelrohr 76 durch das Rohr 78 in Verbindung steht. Das GEfäß 8 2 ist mit Druckluft oder einem anderen Druckgas unter einem Druck

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von etwa 211 kg/cm (3000 psi) gefüllt. Am entgegengesetzten Ende des Gefäßes 80 ist eine Ladung einer treibstoffartigen Zusammensetzung 86 vorgesehen, wobei ein geeigneter Zünder 88 mit den Leitungen 90 verbunden ist, die wiederum mit einem auf einen Zusammenstoß ansprechenden Mechanismus, wie z.B. einen der (hier nicht gezeigten) Trägheitsschalter, verbunden ist, wie im Stand der Technik offenbart. Die Zusammensetzung 86 ist dadurch gekennzeichnet, daß sie relativ zur erzeugten Wärme ein grosses Gasvolumen erzeugt. Eine derartige typische Zusammensetzung ist eine Treibstoffzusammensetzung nach dem bekannten .Stand der Technik, die aus Nitrozellulose, Nitroglyzerin, Diäthylphthalat und kleinen Mengen anderer Bestandteile besteht. Eine brechbare Membran 92 schließt die Auslaßöffnung 88 des Gefässes 80,

Das Druckgas ist vorzugsweise Luft mit einem herabgesetzten Sauerstoffgehalt (weniger als 20 Gewichtsprozente und vorzugsweise etwa 10 Gewichtsprozente >, so daß wenig Gefahr einer Unterstützung des Brandes besteht, der bei einem Zusammenstoß entstehen kann. Ist andererseits die chends ehe Zusammensetzung 8 6 derart beschaffen, daß sie Kohlenmonoxid erzeugt, werden die 10 % Sauerstoff mit ihr umgesetzt, so daß Kohlendioxid gebildet und somit die Gefahr einer Inhalation des Kohlenmonoxides seitens der Wagenins assen beseitigt wird.

In Fig. 9A ist eine abgewandelte Gasquelle 82a schematisch dargestellt, in welcher kein Druckgas gespeichert ist. Diese Quelle enthält eine Ladung einer chemischen Zusammen-"

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setzung 86a (z.B. 80 Gewichtsprozente Natriumazid und 20 Gewichtsprozente Kaliumperchlorat), die ein Verbrennungsgas gemisch erzeugt, das durch eine geeignete Sekundärkammer 87 (die z.B. Tonerde oder Kieselerde enthält) strömt, um unerwünschte Verbrennungsprodukte zu beseitigen und das Ansauggas durch das Rohr 78 zu führen.

Am Gehäuseeinlaß 28b ist ein VentiMechanismus vorgesehen, der im allgemeinen mit 94 bezeichnet ist. Er weist-einen Querschirm 96 auf, der sich am Einlaß 28b erstreckt. Neben dem Schirm 96 und unmittelbar hinter ihm ist ein Paar horizontaler Quergitter 98 bzw. 100 angeordnet. Am Vorderende jedes dieser Gitter 98 und 100 ist je ein Klappenglied 102 bzw. 104 angeordnet. Diese Klappen 102 bzw* 1Of bestehen aus einem biegsamen Material und sind jeweils mit ihrem entsprechenden Gitter 98 bzw. 100 in der Horizontalmit· telachse verbunden. Die beiden Klappen 102 und 104 sind so bemessen, daß sie in ihrer Querstellung gegenüber dem Schirm 9 6 den Vordereinlaß 28b abschliassen.

Bei der Beschreibung der Arbeitsweise der dritten Ausführungsform sei angenommen, daß das Automobil 16 in einen fe Zusammenstoß verwickelt ist. Der Zusammenstoßfühler sendet in Form von elektrischem Strom durch die Leitungen 90, um zu bewirken, daß der Zünder 88 die Verbrennung der Zusammensetzung der Ladung 86 einleitet. Sobald die Zusammensetzung 86 zu brennen beginnt, so daß sie gasförmige Produkte erzeugt, bewegt sich eine Druckfront nach unten im Druckge-J faß 82 und bewirkt, daß die druckempfindliche Membran 92 ' bricht und daß die Druckluft im Gefäß 82 durch das Rohr 78 zur Sammelkammer 76 und aus den beiden Sammelrohren 72 und 74 strömt und dann als Hochgeschwindigkeitsstrahlgasströme aus den Düseneinheiten 70 ausströmt. In den ersten oder zweiten msec,, während welcher die Luft aus den Düsenein-

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hexten 70 ausgestrahlt worden ist, besteht ein wesentli-. eher Gegendruck aus der Trägheit des Sackes 18b, der gerade beginnt, sich aufzublähen. Dieser Gegendruck bewirkt, daß die beiden Klappen 102 bzw. 101 der Ventilanordnung 9M^ gegen den Vorderschirm 96 angedrückt werden, so daß der Vordereinlaß 28b geschlossen wird.

Sobald der Sack 18b beginnt, sich in das Fahrgastabteil des Automobils 16 nach aussen zu bewegen, sinkt der Gegendruck aus dem Sack 18b und die Ansaugwirkung der Düsenstrahle inhe it en 70 verursacht eine Abnahme des Druckes im Einlaßbereich 28b, wodurch sich die beiden Klappen 102 und 104 in Richtung auf ihre entsprechenden Gitter 98 und 100 nach hinten bewegen und somit den Durchlaßkanal 28b öffnen und gestatten, daß angesaugte Luft in das Gehäuse 20b strömt. Diese angesaugte Luft vermischt sich mit den Ansaugluftstrahlen 106 und erzeugt ein Gasgemisch 108, das, wie in Fig. IU gezeigt, den Sack aufbläst.

Nach etwa 20 msec, wenn der Sack ganz aufgeblasen ist, steigt der Gegendruck aus dem Sack 18b an. Dies veranlaßt die Klappen 102 und 1OU, sich gegen den Schirm 96 zurückzubewegen, um somit den Einlaß28b, wie in Fig. 15 gezeigt, zu schliessen.

Hierbei ist zu beachten, daß beim Aufblasen des Sackes 18b auf die in Fig. IU gezeigte Art und Weise Luft von innerhalb des Fahrgastabteils in das Innere des Sackes als angesaugte Luft angesaugt wird. Während somit der Sack ein gewisses Volumen innerhalb des Wagens einnimmt, wodurch der Druck innerhalb des Automobils erhöht wird, findet gleichzeitig eineBeseitigung von Luft aus dem Inneren des Automobils 16 statt, wodurch der Druckanstieg verringert wird.

Es wurde ferner gefunden, daß die Ansaugwirkung der Strah-

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len der Einheiten 70, die sich mit der ansaugenden Luft mischen, den Knall wesentlich abschwächen» der bei vielen Vorrichtungen.nach dem vorbekannten Stand der Technik eine Lauttonwelle ist, die von der Aufblasvorrichtung gesendet wird.

Was das oben erwähnte Problem des "stehenden Kindes" an- , betrifft, so ist dieser Gesichtspunkt der Erfindung unter Bezugnahme auf Fig. 10 offenbart, Fig. 10 zeigt ein Kind 110, das sich gegen das Armaturenbrett 12 des Automobils ψ 16 lehnt. Nach dem Anfangs aufblähen erreicht der Sack 18b das Kind 110, so daß eine kombinierte Trägheitskraft des Sackes 18b selbst und des Kindes 110 vorhanden ist.Diese

ι Kraft führt einen genügenden Gegendruck herbei, um die Klappen 102 und 1OH während längerer Zeit zu schliessen,

j als dies sonst geschehen würde, oder aber um zumindest die j Ansaug wirkung der Düsenstrahleinheiten 20 zu schwächen.

' Die Wirkung besteht darin, daß, da wenig oder keine angesaugte Luft dann in den Einlaß 28b des Durchlaßkanals eingesaugt wird, die Aufblasgeschwind!gkeit geringer ist. Infolgedessen wird das Kind 110 mit einer geringeren Geschwindigkeit gegen den Sitz 112 zurückbewegt.

EineAbwandlung der Erfindung ist in Fig. 12 dargestellt, worin ein Teil der Klappen 102 bzw. 101 z.B. bei HU weggeschnitten ist. Es wurde gefunden, daß es möglich ist, etwa 20 bis 40 % der Klappen zu entfernen, so daß die Klappen 102 und 104 nur 60 bis 80 % des Einlaßbereiches ; schliessen· Dieser Schließbereich genügt jedoch, die in den Fig. 13, IU und 15 gezeigte Arbeitsfolge zu erzielen. Nachdem der Sack aufgeblasen worden ist (wie in Fig. 15 gezeigt), gestattet die öffnung im eine Entlüftung durch die Einlaßöffnung 28b, um somit die "Rückprallwirkung"

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des Sackes abzuschwächen, der den Fahrzeuginsassen unmittelbar nach Abdämpfung des Zusammenstoßes gegen den Sitz zurückschleudert.

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Claims

895 27. Oktober 197*

Patentansprü c he : r .

nfaIlschutζVorrichtung für Fahrzeuginsassen im Fahrzeuginneren, in welchem ein Sitzraum und eine ^ von diesem in Abstand angeordnete Ausbildung vorgesehen

*' · ist, gekennzeichnet durch eine einen Ansaugdurchlaß

bildende Ausbildung mit einer stromaufwärtigen Einlaßöffnung für Ansaugluft und einer stromabwärtigen Auslaßöffnung, einen zusammengelegten aufblasbaren Sack, der neben der Auslaßöffnung angeordnet und mit dem aus der Auslaßöffnung strömenden Gas in eine Stellung zwischen dem Fahrgastsitz und der Ausbildung aufblasbar ist, eine Ansaugdüsenstrahleinrichtung, die im Durchlaßkanal angeordnet ist, um stromabwärts gerichtetes Ansauggas abzugeben und durch eine Einrichtung zum Ausblasen einer kurz aufrechterhaltenen Hochgeschwindigkeitsgasströmun^ aus den DüsenStrahleinheiten durch den Auslaß.

Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaß mit dem Wageninneren in Verbindung steht, so daß, wenn sich der aufblasbare Sack aufbläht und einen Teil des Wageninneren einnimmt, Luft aus dem Wageninneren in den aufblasbaren Sack eingesaugt wird, um somit den Druckanstieg innerhalb des Fahrzeuges zu vermindern.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

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die Ansaugstrahleinrichtung eine Anzahl von Ansaugstrahleinheiten aufweist, die entsprechende DÜsenöffnungen haben und im Durchlaßkanal in Abstand voneinander angeordnet sind.

·*· Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ventil stromaufwärts der DUsenstrahlöffnungen angeordnet ist, wobei dieses Ventil eine geschlossene Stellung, in welcher der Einlaß zumindest teilweise geschlossen ist, sowie eine offene Stellung aufweist, in welcher der Einlaß offen ist, damit eingesaugte Luft du'^ch den. Durchlaßkanal strömen kann und wobei das Ventil so angeordnet ist, daß es in einem Anfangsstadium der Gasströmung aus den Düseneinheiten geschlossen, und in einem späteren Stadium der Gasströmung aus den Strahleinheiten geöffnet wird·

5. Vorrichtung nach Anspruch U, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil so angeordnet ist, daß es sich zu seiner geschlossenen Stellung bewegt, nachdem der aufblasbare Sack aufgeblasen worden ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch «f, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil eine drehbar angeordnete Platte ist, die normalerweise quer zum Einlaß verläuft, so daß sie denselben schließt, und sich annähernd um 90° zu einer offenen Stellung während eines grösseren Aufblasabschnittes und weiterhin zu einer Querstellung bewegen kann, um den Durchlaßkanal zu sshliessen.

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7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil auf Druck stromabwärts des Ventils anspricht und so angeordnet ist, daß es sich in einem Zustand eines höheren Stromabwärtsdruckes in seiner geschlossenen und bei einem niedrigeren Stromabwärtsdruck in seiner offenen Stellung befindet, so daß, wenn der aufblasbare Sack einen höheren Druck beim Anfangsaufblasen ausübt, das Ventil geschlossen wird, wogegen, wenn der aufblasbare Sack einen niedrigeren Gegendruck ausübt, das Ventil geöffnet wird, und das Einströmen der Ansaugluft in den Durchlaßkanal zu ermöglichen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß.der Einlaß mit dem Wageninneren in Verbindung steht, so daß, wenn der aufblasbare Sack aufgeblasen wird und einen Teil des Wageninneren:, einnimmt, Luft aus dem Wageninneren in den aufblasbaren Sack eingesaugt wird, um den Druckanstieg im Fahrzeuginneren zu verringern.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil aus biegsamem Verschlußmaterial besteht und nach Verringerung des Druckes im Durchlaßkanal gegen die Strahleinheiten bewegt wird,, um durchlöchertzu werden und die Strömung von Ansaugluft durch den Durchlaßkanal zu gestatten.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß jede Strahleinheit eine gaser>zeugende Zusammensetzung enthält, die nach Verbrennung Ansauggas erzeugt und daß das flexible Verschlußmaterial wärmeempfindlich ist

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und bei Berührung mit den Strahleinheiten bricht.

11, Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil ein klappenartiges Absperrventil ist, das eine geschlossene Stellung im allgemeinen quer zum Durchlaßkanal hat und sich in eine offene Stellung im allgemeinen parallel zur Strömungsrichtung im Durchlaßkanal infolge eines Druckabstieges stromabwärts des Durchlaßkanals bewegt und nach einem Druckanstieg stromabwärts des Durchlaßkanals zu seiner geschlossenen Stellung zurück bewegt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Klappenventil zumindest ein Gitterteil aufweist, das im allgemeinen quer zum Durchlaßkanal angeordnet ist, wobei flexible Klappenteile an entgegengesetzten Seiten dieses Gitters angeordnet sind, welche gegen das Gitter zu einer offenen Stellung und weg vom Gitter zu einer Querstellung zum Schliessen des Durchlaßkanals bewegbar sind.

13· Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappenteile in ihrer geschlossenen Stellung eine Teilöffnung des Durchlaßkanals herbeiführen.

Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gaserzeugende Einrichtung eine Druckgasquelle ist und Mittel zum Zuführen des Druckgases zu den Strahleinheiten aufweist.

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15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckgasquelle eine Menge einer gaserzeugenden Zusammensetzung enthält, die nach Verbrennen zusätzliches Gas in der Gasquelle erzeugt, um eine Vermehrung des auf die Strahleinheiten gerichteten Gases zu bewirken.

ψ 16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die gaserzeugende Zusammensetzung derart beschaffen ist, daß sie Verbindungen von Kohlenstoff und Sauerioff erzeugt und daß das Druckgas Sauerstoff enthält, um das Kohlenstoffmonoxid aus der gaserzeugenden Zusammensetzung in Kohlenstoffdioxid umzusetzen.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckgas Stickstoff und Sauerstoff aufweist, wobei der Anteil des Sauerstoffes weniger als 20 Gewichtsprozente der Gesamtmenge des Druckgases ausmacht.

18. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckgasquelle aus einem Hochdruckbehälter besteht, der einen Auslaß an einem Ende hat und die Zusammensetzung am anderen Ende enthält, so daß das Gas aus der Zusammensetzung das Druckgas durch den Behälterauslaß und durch die AnsaugStrahleinrichtungen hindurch schiebt.

19. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

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daß die gaserzeugende Einrichtung eine Menge einer Zusammensetzung aufweist, die nach Verbrennen Verbrennungsgase erzeugt, wobei eine Einrichtung zum Zuführen der Verbrennungsgase an die Strahleinheiten vorgesehen ist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein zunächst offenes Sperrventil vorgesehen ist, das nach dem Aufblasen des aufblasbaren Sackes schließt,

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrventil in Abhängigkeit vom Gegendruck im aufblasbaren Sack schließt, wodurch das aufblasende Gas durch den Durchlaßkanal in den aufblasbaren Sack zurückgeführt wird.

22. Verfahren zum Aufblasen eines aufblasbaren Sackes zum Unfallschutz eines Fahrzeuginsassen im Wageninneren, das eine Stelle für den Wageninsassen und eine von diecer Stelle in Abstand angeordnete Axisbildung aufweist, um einen Wageninaässen im Wagen inneren vor einem Zusammenstoß mit der Ausbildung zu schützen, dadurch gekennzeichnet, daß ein durch einen Durchlaßkanal strömendes Hochgeschwindigkeitsansauggas an einer vorbestimmten DurchlaßkanaristeHe erzeugt wird^ um angesaugte Luft in de'ji^'Dixrchl'äßkan-al mitzureissen und ein gasförmiges Gemisch aus dem einsaugenden Gas und der. angesaugten Luft abzugeben und daß das abgegebene Gasgemisch aus dem Durchlaßkanal in den aufblasbaren Sack geleitet ■ wird, um den auf·bl'aübai^nrf^sck "in- Keine den -Wageitdyi-..·;

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sassen schützende Gestalt zu bringen.

23. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömung des Hochgeschwindigkeitsansauggases an mehreren in Abstand voneinander angeordneten Stellen des Durchlaßkanals in diesen geleitet wird.

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