DE2359952A1

DE2359952A1 - Sicherheitseinrichtung fuer kraftfahrzeuginsassen

Info

Publication number: DE2359952A1
Application number: DE19732359952
Authority: DE
Inventors: Michael Richard Nitz
Original assignee: Eaton Corp
Current assignee: Eaton Corp
Priority date: 1972-12-04
Filing date: 1973-12-01
Publication date: 1974-06-06
Also published as: JPS49116748A; BR7309475D0; FR2212799A5; IT999893B

Description

Patentanwälte Dipl.- mg. W. Scherrmann Dl- Ing. R. Rüger

7300 Esslingen (Neckar), FabrikstraBe 24, Postfach 348 30. Novsmber 1973 Telefon

PJV 99 beSChO Stuttgart (0711)356539

Telef ramme Patentschutz Esslingenneckar

Eaton Corporation, 100 Erievlew Plaza_r Cleveland, Ohio 44114/USA

Sicherheitseinrichtung für Kraftfahrzeuginsassen

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitseinrichtung für Kraftfahrzeuginsassen, mit einem von einem zusammengelegten in einen aufgeweiteten Zustand aufblasbaren Gebilde und einem mit diesem Gebilde verbundenen Speichergefäß für ein Druckmedium, sowie an dem Speichergefäß vorgesehene, bei einem Aufprall zerstörbare und den Durchfluß des Druckmediums von dem Speichergefäß zum aufblasbaren Gebilde freigebende Absperrmittel, Derartige Sicherheitseinrichtungen erfüllen den Zweck, die Kraftfahrzeuginsassen bei einem Aufprall oder Zusammenstoß zu schützen, indem das aufblasbare 9^e~ bilde schlagartig mit einem Druckmedium oder Druckgas gefüllt wird und den Aufprall der Kraftfahrzeuginsassen abfängt und dämpft; Insbesondere betrifft die Erfindung im Bereich der Leaksäule angeordnete Sicherheitseinrichtungen für.Kraftfahrzeuglenker.

Damit das aufblasbare Gebilde in ausreichend kurser Zeit voll aufgeblasen ist und diesen Zustand erreicht, bevor

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der Lenker des Kraftfahrzeugs mit ihm in Berührung kommt, muß die Sicherheitseinrichtung in der Lage sein, das volle Aufblasen inr.-erhalb von S·¹ Millisekunden ab Beginn des Aufpralls des Kraftfahrzeugs zu gewährleisten. Dazu ist es erforderlich, daß eine zum Aufblasen des Gebildes ausreichende Menge Druckmedium so nah wie möglich beim aufblasbaren Gebilde und unter einem ausreichend hohen Druck gespeichert ist.

Um eine geeignete und ausreichend große Speicherkapazität für das unter hohem Druck stehende Medium zu erhalten, ist es bekannt, Speichergefäße mit dicken Wandungen vorzusehen. Diese Speichergefäße haben den Nachteil, daß ihr Gewicht relativ zum Gewicht des Kraftfahrzeug-Lenkrads sehr hoch ist. Außerdem ist es schwierig, die bekannten Speichergefäße so einzurichten, daß sie an der Lenksäule befestigt werden können. Dies liegt nicht zuletzt an der zylinderartigen, wurstförmigen Gestalt der bekannten Speichergefäße, die mit ihrer größten Abmessung etwa in Richtung eines Durchmessers des Lenkrads angeordnet sind.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Sicherheitseinrichtung der obengenannten Art zu schaffen, deren Speichergefäß für das Druckmedium auf einfache Art mit dem Lenkrad verbunden werden kann und leicht zusammen mit diesem zu bewegen bzw. zu drehen ist.

Die Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß das Speichergefäß ringartig gestaltet und konzentrisch auf der Lsnksäulenwelle des Kraftfahrzeugs befestigt

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Durch große Speicherkapazität bei kleinen Außenabmessungen zeichnet sich eine erfindungsgemäße Sicherheitseinrichtung aus, bei der das ringartige Speichergefäß i\n wesentlichen Torusform hat. Ein Torus ergibt mit einer seine Symmetrieachse enthaltenden Ebene zwni kreisringförmige Querschnittsflächen.

Sehr schnell und doch sehr schonend wird das aufblasbare Gebilde einer erfindungsgemäßen Sicherheitseinrichtung mit Druckmedium gefüllt, bei der das ringartige Speichergo.fäß mit einem in seinem mittleren Hohlraum
angeordneten', im wesentlichen topfförmigen Strömungsverteiler versehen ist, der in einem zwischen den Absperrmitteln und dem aufblasbaren Gebilde sich erstreckenden Strömungskanal für das Druckmedium liegt. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung
sind in den Ansprüche!4 bis 10 gekennzeichnet.

Die mit. der Erfindung erzielten Vorteile liegen insbesondere in der Möglichkeit, das Speichergefäß für dejs Druckmedium sehr raumsparend im Bereich der Lenksäule unterzubringen, ohne gegenseitige Störung.und Behinderung mit der Lenkradwelle und den Lenkradbefestigungsmitteln.

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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 den Vordersitz eines Kraftfahrzeugs in schematischer Darstellung, mit einer erfindungsgemäßen, gegenüber dem Fahrer an der Lenksäule angeordneten Sicherheitseinrichtung,

Fig. 2 eine Sicherheitseinrichtung nach Fig. 1, im Längsschnitt und in vergrößertem Maßstab, sowie deren Befestigung an der Lenksäule und

Fig. 3 ein anderes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Sicherheitseinrichtung im Längsschnitt.

In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Sicherheitseinrichtung in eingebautem Zustand, und zwar innerhalb eines mit der Lenksäule eines Kraftfahrzeugs verbundenen Lenkrads dargestellt. Die Sicherheitseinrichtung schließt ein aufblasbares Gebilde IO ein,das mit Vcllinien in zusammengelegtem und strichpunktiert in aufgeblasenem Zustand dargestellt ist. Die Sicherheitseinrichtung wird bei Beginn eines Aufpralls bzw. Zusammenstosses durch geeignete,hier nicht dargestellte Fühler ausgelöst. Dabei bläst ein einerDruckgasquelle 30 entströmendes Druckmedium das Gebilde 10 auf.

Die Druckgasquelle 30 besteht im wesentlichen (Fig. 2) aus einem ringartigen, konzentrisch um die Lenksäule des Fahrzeugs angeordneten und drehfest mit dieser verbundenen Speichergefäß 31. Vorzugsweise hat das Speichergefäß 31 die Form eines Torus¹. Zur Befestigung an dem Lenkrad ist das Speichergefäß 31 mit einer Anzahl an seiner vorderen Stirnseite angeschweißter Gewindebolzen

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versehen. Lenkradspeichen W sind mit einer keilverzahnten, auf die Lenksäulenwelle S aufgeschobenen Nabe H,versehen. Die Nabe H ist mit einer Mutter N befestig¹; und dreht sich zusammen mit der Lenksäulenwelle S. Die Lenksäulenwelle S ist mittels Wälzlager B innerhalb einer feststehenden Lenksäulenverkleidung J drehbar gelagert und mit einer Schmuckhülle C verkleidet. Das torusförmige Speichergefäß 31 hat mittig in seinem Inneren eine senkrecht zu seiner Achse angeordnete und mit der inneren Umfangsflache des Speichergefässes vereinte scheibenförmige Versteifung 33, die den inneren Hohlraum des Torus' abschließt. Ein kreisförmiger und mit einer Vielzahl von durchgehenden öffnungen versehener Strömunqsverteiler (Diffusor) 34 ist in axialem Abstand versetzt gegenüber der kreisförmigen Versteifung 33 und mittig zur Torusc'chse angeordnet. Der Strömungsverteiler 34 ist durch geeignete Mittel am Speichergefäß befestigt, beispielsweise mittels an der inneren umfangsflache des Speichergefässes 31 vorgesehener Gewindegänge 35.

Die innere Umfangsflache des Speichergefässes 31, die Versteifung 33 und der Strömungsverteiler 34 definieren somit einen im Innern des Speichergefässes 31 gelegenen Hohlraum, in dem das aus dem Speichergefäß 31 ausströmende Druckmedium oder Gas gelangt.· Das Speichergefäß 31 ist mit einem Auslöser versehen/ vorzugsweise einem im Bereich seiner inneren Umfangsflache angeordnet ten und sich zwischen der Versteifung 33 und dem Strömung'sverteiler 34 bis zur Wandung des Speichergefässes 31 erstreckenden Sprengsatz 38„ Der Sprengsatz 38 ist mit einer druckdicht mit der Wandung des Speichergefässes verbundenen und sich ins Innere des Speichergefässes erstreckenden Umhüllung 39 versehen^ wobei die Umhüllung an ihrem inneren Ende durch eine Berstscheibe. 40 abge~

schlossen ist. Durch das äußere 3nde der umhüllung 39 sind elektrische Leiter 36 und 37 durchgeführt, die den Sprengsatz 38 mit einem nicht dargestellten Fühler verbinden. Die Leiter 36 und 37 sind durch schmale Öffnungen in der Versteifung 33 hindurchgeführt; die Öffnungen können ggf. abgedichtet sein. Wird der Sprengsatz 38 durch ein Signal von dem nicht dargestellten Fühler gezündet, so zerstört er die Berstscheibe 4O und es strömt das im Innern des Speichergefässes 31 gespeicherte Druckmedium durch die Umhüllung 39 hindurch in den mittigen, durch den Strömungsverteiler begrenzten Hohlraum ein. Von dort gelangt das Druckmedium dann in Axialrichtung durch die Öffnungen in dem Strömungsverteiler 34 hindurch und in das Gebilde 10 hinein. Dieses wird dabei aufgeblasen und bildet einen wirksamen Auf- ■ prallschutz für den Fahrer des Kraftfahrzeugs.

Das in Fig.3 dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung zeichnet sich durch ein Speichergefäß 50 aus, das an dem Lenkrad des Kraftfahrzeugs befestigt werden kann, indem lediglich die Sicherungsmutter des Lenkrads gelöst wird, ohne daß das Lenkrad selbst abgenommen werden muß. Eine Stirnseite des Speichergefässes 50 setzt sich zur Mitte hin in einer tangential angeordneten scheibenförmigen Versteifung 51 fort. Diese mittige Versteifung 51 ist mit einer zur Aufnahme des Speichergefässes 50 auf der Lenkradwelle dienenden Öffnung versehen. Ein Strömungsverteiler (Diffusor) hat in einem axialen Schnitt eine topfförmige Gestalt, wobei die Wandung einen geringeren Durchmesser aufweist, als die innere Umfangsfläche des Speichergefässes 50. An seinem offenen Ende 53a weitet sich der Strömungsverteiler nach außen auf, bis er angenähert den gleichen Durchmesser

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erreicht wie die innere Umfangsflache des Speichergefässes 50. Das offene aufgeweitete Ende 53a des Diffursors ist mit einer Anzah?. Schlitze oder Aussparungen 53b versehen- die den Durchtritt den Druckmediums zum Aufblasen des Gebildes IO ermöglichen. Der Diffusor ist in dem von der inneren Umfangsfläche des Speichergefässes 50 gebildeten inneren Hohlraum aufgenommen und weist an seinem geschlossenen Ende eine mittige öffnung 53c auf. Das Speichergefäß 50 ist zusammen mit dem in ihm enthaltenen Diffusor 53 auf der Lenksäule des Fahrzeugs befestigt, wobei die Lenkradwelle 54 durch die öffnungen 52 und 53c hindurchgesteckt ist und zur Befestigung geeignete Mittel, beispielsweise eine auf das Ende der Lenkradachse aufgeschraubte Mutter 55, vorgesehen sind.

Das aufblasbare Gebilde 10 weist eine öffnung auf, deren Umrandung auf die äußere Umfangsflache des Speichergefässes 50 aufgeschoben und auf diesem durch geeignete Spannmittel, beispielsweise einer mittels einer Schraube festziehbaren Klemmschelle 56, druckdicht befestigt ist (Fig. 3).

Ein anderes Ausführungsbeispiel des aμfblasbaren Gebilde 10 ist in Fig. 3 mit strichpunktierten Linien angedeutet. Das Gebilde 10 weist hier an seinem der auf das Speichergefäß 50 aufgeschobenen öffnung entgegengesetzten Seite eine weitere öffnung auf, die auf die Lenkradwelle 54 aufgeschoben und mittels einer Dichtungsscheibe und der Mutter 55 befestigt ist. Diese Ausführung des Gebildes 10 ergibt, wie mit den strichpunktierten Linien in Fig. 3 angedeutet, in aufgeblasenem Zustand eine ringförmige, üblicherweise konisch verlaufende Gestalt des Gebildes 10.

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Das Speichergefäß 50 ist mit einem, seine innere Umfangsflache durchstoßend angeordneten Auslöser, vorzugsweise einem Sprengsatz 57, versehen. Der Sprengsatz 57 hat eine Umhüllung 58, die durch die Wandung des Speichergefässes 50 hindurchgeführt und mit dieser druckdicht verbunden ist. Der ins Innere des Speichergefässes 50 hineinragende Teil der Umhüllung 58 ist an seinem inneren Ende durch eine Berstscheibe 60 verschlossen. Diese wird bei Zünden des Sprengsatz zerstört und läßt c'as in dem Speichergefäß 50 enthaltene Druckmedium entweichen. Zwei elektrische Leiter 59 führen vom Sprengsatz 57 zu dem von der inneren Umfangsfläche des ringförmigen Speichergefässes 50 umschlossenen mittigen Hohlraum. Ggf. v/eist die scheibenförmige Versteifung 51 eine nicht dargestellte kleine öffnung auf, durch die die elektrischen Leiter 59 zu der Lenksäule hindurchgeführt sind.

Die Sicherheitseinrichtung nach Fig. 3 ermöglicht einen erleichterten Einbau in das Kraftfahrzeug, da hierzu lediglich die Mutter 55 von der Lenkradwelle abgeschraubt und das Lenkrad selbst nicht abgenommen werden muß. In dieser Ausführung drehen sich das Speichergefäß 50, der Diffusor 53 und das Gebilde 10 bei Drehung des Lenkrads mit diesem mit. Die Wirkungsweise entspricht der der Sicherheitseinrichtung nach Fig. 1. Der Sprengsatz 57 zerstört, wenn ihn ein Signal von einem nicht dargestellten Aufprallfühler erreicht, die Berstscheibe 59, die dann den Durchfluß für das im Speichergefäß 50 enthaltene Druckmedium durch die Umhüllung 58 und die Schlitze 53b des Diffusors 53 hindurch in das Gebilde hineir.· freigibt. Das Behältnis 10 wird dabei aufgeblasen und kann seine Funktion als Aufpralldämpfer erfüllen.

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Die erfindungsgemäße Sicherheitseinrichtung löst in sehr vorteilhafter Weise die Aufgabe, eine an dem Lenkrad eines Kraftfahrzeugs zu befestigende, einen Aufprall des Kraftfahrzeuglenker^ dämpfende aufblasbare Einrichtung zu schaffen. Das ringförmige Speichergefäß 50 für das Druckmedium ist konzentrisch um die Lenksäule herum angeordnet. Durch seine torusartige Form besitzt es eine große Festigkeit gegen hohe Innendrücke und ermöglicht es, andererseits, die erforderlichen Befestigungsmittel bequem in dem inneren Hohlraum des Speichergefässes 50 unterzubringen.

Claims

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Patentansprüche

l.j Sicherheitseinrichtung für Kraftfahrzeuginsasse^ einem von einem zusammengelegten in einen aufgeweiteten Zustand aufblasbaren Gebilde und einem mit diesem Gebilde verbundenen Speichergefäß für ein Druckmedium, aowie an dem Speichergefäß vorgesehene/ bei einem Aufprall zerstörbare und den Durchfluß des Druckmediums von dem Speichergefäß zum aufblasbaren Gebilde freigebende Absperrmittel, dadurch gekennzeichnet, daß das Speichergefäß (31 bzw. 50) ringartig gestaltet und konzentrisch auf der Lenksäulenwelle (S) des Kraftfahrzeugs befestigt ist.
2. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, .daß das ringartige Speichergefäß (31 bzw. 5O) im wesentlichen Torusform aufweist.
3. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das ringartige Speichergefäß (50) mit einem in seinem mittleren Hohlraum angeordneter», im wesentlichen topfförmigen Strömungsverteiler (53) versehen ist, der in einem zwischen den Äbsperrittitteln (40) und dem aufblasbaren Gebilde (10) sich erstreckenden Ströraungskanal für das Druckmedium liegt.
4. Sicherheitseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das ringartige Speichergefäß (31 bzw. 5O) auf der in seinen mittleren Hohlraum hineinragenden Lenksäul'snwelle (S) drehfast befestigt ist.

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5. Sicherheitseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die das Speichergefäß (31 bzw. 5Q) im Normalzustand verschließenden Absperrmittel aus einer mit der Wandung des Speichergefässes (31 bzv/. 50) verbundenen und durch einen Auslöser zerstörbaren Berstscheibe (40 bzw. 60) bestehen.
6. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslöser ein Sprengsatz (38 bzw. 57) ist.
7. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Sprengsatz (38) eine an der inneren Umfangsfläche des ringartigen Speichergefässes (31 bzw. 50) angeordnete und durch dessen Wandung hindurchgeführte Umhüllung (39 bzw. 5b) aufweist, deren innen liegendes Ende durch die Berstscheibe (40 bzv;. 60) abgeschlossen ist.
8. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das ringartige Speichergefäß (31) mit einem zentrisch z.i seiner inneren ümfangsflache angeordneten und axial zu seiner Mitte versetzten Strömungsverteiler (34) versehen ist.
9. Sicherheitseinrichtung nach einem der Ansprüche

3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsverteiler (53) mittels in das Innere des Speichergefässes (50) hineinragende Befestigungsmittel (55) an der Lenksäulenwelle (S) befestigt ist.
10. Sicherheitseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche j, dadurch gekennzeichnet, daß das aufblasbare Gebilde (1O) ein mit einer öffnung versehener Sack ist,

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wobei die Umrandung der öffnung auf die äußere Unifangsfläche des Speichergefässes (31 bzw. 50) aufgeschoben und druckdicht befestigt ist.

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