DE2360926A1

DE2360926A1 - Sicherheitseinrichtung fuer kraftfahrzeuglenker

Info

Publication number: DE2360926A1
Application number: DE2360926A
Authority: DE
Inventors: George Bevan Kirby
Original assignee: Eaton Corp
Current assignee: Eaton Corp
Priority date: 1972-12-08
Filing date: 1973-12-06
Publication date: 1974-06-20
Also published as: IT999933B; JPS5024939A; ES421246A1; BR7309615D0; FR2210960A5; US3831973A

Description

Patentanwälte Dipl.- Ing. W. Scherrmann Dr.- Ing. R. Roger '

7300 Esslingen (Neckar), Fabrikstraße 24, Postfach 348

5, Dezember 1973 Telefon

t (0711

359619

PA 101 beSChO Stuttgart (0711)3565,,

Telegramme Patentschutz Esslingenneckar

Eaton Corporation, 1ÖO Erieview Plaza, Cleveland , Ohio 44114/üSA

Sicherheitseinrichtung." für Kraftfahrzeuglenker

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitseinrichtung für Kraftfahrζäuglenker, mit einem von einem zusammengelegten Ruhezustand in einen aufgeweiteten, den Aufprall des Kraftfahrzeuglenker dämpfenden Wirkzustand aufblasbaren, im Bereich der Lenksäule angeordneten Gebilde und einer mit diesem Gebilde verbundenen, bei einem Aufprall des Kraftfahrzeugs durch Aüfprallfühler auslösbaren und das Gebilde aufblasenden Druckgasquelle,.

Derartige Sicherheitseinrichtungen erfüllen den Zweck, die Kraftfahrzeuginsassen bei einem Aufprall oder Zusammenstoß des Kraftfahrzeugs zu schützen, indem das aufblasbare Gebilde schlagartig mit einem Druckmedium oder Druckgas gefüllt wird und den Aufprall des Kraftfahrzeuglenkers abbremst. Die die Sicherheitseinrichtung im Falle eines Aufpralls auslösenden Aufprallfühler lassen das in einem Speicherbehälter oder -gefäß unter Druck gespeicherte Gas ausströmen und in das aufblasbare Gebilde gelangen. Damit dieses in ausreichend kurzer Zeit voll aufgeblasen wird und den voll aufgeweiteten

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Zustand erreicht, bevor der Kraftfahrzeuglenker mit ihm in Berührung kommt, muß, wie die Erfahrung gezeigt hat, die Sicherheitseinrichtung in der Lage sein, das Gebilde innerhalb vor· 9 Millisekunden ab Beginn des Aufpralls des Kraftfahrzeugs voll aufzublasen. Dazu · ist es erforderlich, daß eine zum Atifbxasen des Gebildes ausreichende Menge Druckgas so nah wie möglich beim aufblasbarem Gebilde und unter einem ausreichend hohen Druck gespeichert ist.

Bekannte Sicherheitseinrichtungen der obengenannten Art benötigen, um eine geeignete und ausreichend große Speicherkiipazität für das unter hohem Druck stehende Medium aufzuweisen, dickwandige Speichergefäße. Diese SpeichergefSße haben den Nachteil, daß ihr Gewicht relativ zum Gewicht dt=s Kraftfahrzeug-Lenkrads sehr hoch ist. Außerdem ist es schwierig, die Speichergefäße so einzurichten, daß sie feststehend angebracht werden können. Im Strömungskanal für das Druckgas vom feststehenden Speicherbehälter zum mit dem Lenkrad verbundenen und sich mit diesem mitdrehenden aufblasbaren Gebilde sind dabei äußerst komplizierte und aufwendige bewegliche Dichtungen erforderlich. Dies liegt nicht zuletzt an der zylinderartigen Gestalt der bekannten Speichergefäße, die mit ihrer größten Abmessung etwa in Richtung eines Lenkraddurchmessers angeordnet sind.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Sicherheitseinrichtung der obengenannten Art zu schaffen, deren Druckgasspeicher auf einfache Art entweder auf der Lenksäulenwelle oder auf der Lenksäulenverkleidung des Kraftfahrzeugs zu befestigen ist.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst,

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dass die Druckgasquelle ringförmig gestaltet und nichtdrehbar an der Lenksäulenverkleidung des.Kraftfahrzeugs befestigt ist, daß in einem von der Druckgasquelle ausgehenden Strömungskanal ein drehfest £uf der Lenksäulonwelle des Kraftfahrzeugs befestigter, im wesentlichen topfförmiger und mit einer größeren Anzahl radial angeordneter und über den Umfang verteilter Öffnungen versehener S -.römungsverteiler vorgesehen ist, wobei die Druckgasquelle innerhalb des Strömungsverteilers angeordnet ist und zwischen dem Strömungsverteiler und der Lenksäulenverkleidung eine relative Beweglichkeit dieser Teile.ermöglichende. sie aber druckdicht gegeneinander abschließende Abdichtmittel vorgesehen sind, und daß das aufblasbare Gebilde mit einer Öffnung versehen· ist, deren Umrandung auf die äußere Umfangsflache des Strömungsverteilers aufgeschoben und mit dieser druckdicht verbunden ist.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 6 gekennzeichnet.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile liegen insbesondere in dem raumsparenden Aufbau der Druckgasquelle und in der Möglichkeit, die Elemente der Sicherheitseinrichtung ohne Behinderung durch die Lenksäulenwelle oder dxe Lenkradbefestigung im Bereich des Lenkrads unterzubringen. Die erfindungsgemäße Sicherheitseinrichtung läßt sich außerdem sehr einfach befestigen. -

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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 die Sicherheitseinrichtung nach Fig. 1, im Längsschnitt und in vergrößertem Maßstab, mit einem an der Lenksäulenverkleidung befestigten ringförmigen Druckgas-Speicherbehälter und

Fig. 3 ein anderes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgeinäßen Sicherheitseinrichtung in Längsschnitt, mit einem an der Lenksäulenverkleidung befestigten, als Druckgasquelle wirkenden ringförmigen Feststoff-Gaserzeuger.

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 10 ein, das mit Vollinien im zusammengelegten Rühezustand und mit strichpunktierten Linien im aufgeblasenen Wirkzustand dargestellt ist. Die Sicherheitseinrichtung wird bei Beginn eines Aufpralls bzw. Zusammenstosses durch geeignete, hier nicht dargestellte Fühler ausgelöst.

In Fig. 2 ist eine bevorzugte Ausführung einer erfindungsgemäßen Sicherheitseinrichtung dargestellt. Ein als Öruckgasquelle dienender, ringförmiger Speicherbehälter

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ist mittels eines an ihm angeschweißten Befestigungsrings 13 nicht—drehbar an der Lenksäulenverkleidung J befestigt. Der Befestigungsring 13 ist dazu auf die Lenksäulenverkleidung J aufgeschoben und gegen Verdrehen gesichert mit dieser verbunden/ Der ringförmige Speicherbehälter 12 hat im wesentlichen Torüsform und ist auf die sich mittig durch ihn hindurch erstreckenden · Lenksäulenwellen-Verlängerung 14 aufgeschoben.

Der Speicherbehälter 12 ist mit einer an seiner inneren Umfangsflache angeordneten und in Verbindung mit seiner Wandung stehenden Berstscheibe 15 versehen. Die Berstscheibe 15 wird beim Erregen eines Zünders, vorzugsweise eines Sprengsatzes 16, zerstört. Der Zünder wird dazu durch ein von nicht "dargestellten Aufprallfühlern abgegebenes Signal erregt.ln der bevorzugten Ausführung der Erfindung ist der Sprengsatz in einem sich von der inneren Umfangsflache des torüsförmigen Speicherbehälters 12 in dessen Inneres hinein erstreckenden Gehäuse 17 enthalten ,wobei die Berstscheibe 15 am inneren Ende des Gehäuses 17 angeordnet ist.

Ein topfförmiger, mit einer zentralen öffnung versehener Strömungsverteiler (Diffusor) 18. ist in Axialrichtung auf die Lenksäulen-Verlängerung 14 und auf die äußere Umfangsflache des Speicherbehälters 12 aufgeschoben. Er nimmt dabei eine in Axialrichtung benachbarte Stellung zum Speicherbehälter 12 ein und ist mitT^diesem durch Befestigungsmittel, vorzugsweise in Form einer auf die Verlängerung 14 der Lenksäulenwelle aufgeschraubten Mutter 20 verbunden. Der Strömungsverteiler 18 ist mit einer Anzahl radial sich nach außen erstreckender Schlitze oder Öffnungen 19 versehen, die.ein Ausströmen des in dem Speicherbehälter 12 enthaltenen Druckmediums in das aufblasbare Gebilde 10 ermöglichen. Die Berst-

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scheibe 15 und der Sprengsatz 16 sind so an der inneren Umfangsflache des Speicherbehälters angeordnet, daß beim Zünden des Sprergsatzes die Berstscheibe 15 zerstört wird und den Durchtritt des unter Druck gespeicherten Mediums in das innere, in der Mitte des Strömung^verteilers 18 gelegende Gebiet freigibt. Das Druckmedium oder Druckgas ist dann gezwungen, zwischen dem Speicherbehälter 12 und dem Strömungsverteiler 18 nach außen bis zum Erreichen der Schlitze 19 zu strömen. Erforderlichenfalls sind an der äußeren Oberfläche des Speicherbehälters 12 im Bereich der Gasströmung zwischen dem Speicherbehälter und dem Strömungsverteiler 18 als Strömungsleitflügel (Spoiler) wirkende Vorsprünge 21 vorgesehen. Diese VorSprünge 21 dienen nicht nur als Strömungsleitflügel, sie fangen \ vielmehr auch Bruchstücke des Sprengsatzes und der Berstscheibe 15 ab.

Zwischen der inneren Umfangsflache der Seitenwand des' topfförmigen Strömungsverteilers 18 und der äußeren Umfangsfläche der Lenksäulenverkleidung J ist eine Gleitringdichtung 22 vorgesehen. Diese Gleitringdichtung 22 verhindert den Gasaustritt zwischen dem Strömungsverteiler 18 und der Verkleidung J hindurch und zwingt so das Druckmedium, durch die Schlitze 19 des Strömungsverteilers 18 hindurch in das aufblasbare Gebilde 10 hinein zu .'strömen. Das aufblasbare Gebilde oder Sack 10 weist eine öffnung auf (Fig. 2) , deren Umrandung auf die äußere Umfarjgsflache des Strömungsvsrteilers 18 aufgeschoben und in der Nähe dessen freien Rands druckdicht mit diesem verbunden ist«

Die in Fig. 3 dargestellte Ausführung der erfindungs-

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gemäßen Richerheitsexnrichtunc weist als Druckgasquelle einen ringartigen Feststoff-Gaserzeuger 30 auf. · Die zündfähige Feststoffmasse des Gaserzeugers 30 ist auf eine Lenksäulenwelle 31 aufgeschoben und an einer Ringscheibe 32 durch geeignete Befestigungsmittel, beispielsweise durch die Ringscheibe 32 hindurchgeführte Schraubenbolzen bzw. Maschinenschrauben 33, befestigt. Wenn erforderlich, kann der Feststoff-Gaserzeuger 30mi': einer zur Befestigung auf der Ringscheibe 32 geeigneten integrier·: ten Grundplatte versehen sein. Der Feststoff-Gaserzeuger 30 ist zu seiner Zündung mit elektrischen Leitern 34 und 35 versehen, die an einen geeigneten nicht dargestellten Aufprall-Fühlschalter angeschlossen sind.

Die Lenksäulenwelle 31 ist mit geeigneten Befestigungsmittel!, im dargestellten Beispiel ein an ihrem Ende vorgesehenes Gewinde 36, versehen.

Ein topfförmiger und in seiner Mitte mit einer Öffnung versehener Strömungsverteiler 40 ist auf der Lenksäulenwelle 31 befestigt. Die öffnung 41 des Strömungsverteilers 40 ist dazu mit einem Innengewinde versehen und auf das Gewinde 36 am Ende der Lenksäulenwelle 31 aufgeschraubt. Der Strömungsverteiler 40 weist ainen zylindrischen Wandteil 40a und einen im wesentlichen ebenen und rechtwinklig zum Wandteil angeordneten Bodenteil 40b auf. Der zylindrische Wandteil ist mit einer größeren Anzahl Öffnungen 42 versehen, die ein radiales Durchströmen des Gases vom Feststoff-Gaserzeuger 30 im Inneren nach außen ermöglichen. '

Gleitringdichtungen 43 sind innerhalb des Strömungs-¹ Verteilers 40, an der axialen Umfangsfläche des

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zylindrischen Wandteils und zwischen dem Strömungsverteiler 40 und der Ringscheibe 32 vorgesehen, um ein unerwünschtes Austreten von Gas zwischen dem Strömungsverteiler 40 und der Ringscheibe 32 hindurch in den Innenraum des Kraftfährzeugs hihejn zu verhindern. Der Strömungsvertexler 40 ist auf der Lenksäulemvelle 41 mittels einer auf das am Ende der Lenksäulenwelle vorgesehene Gewinde 36 aufgeschraubten Mutter 44 befestigt. Andere Arten der Befestigung sind ebenfalls möglich.

Das aufblasbare Gebilde 1O weist eine Öffnung auf, deren Umrandung auf die äußere Umfangsflache des Strömungsverteilers 40 aufgeschoben und dort mittels geeigneter Befestigungsmittel druckdicht befestigt ist. Das Kraftfahrzeug-Lenkrad ist entweder mittels Speichen S am äußseren Umfang des iitrömungsverteilers 40 befestigt (Fig.2) oder es ist mit einer zentralen Scheibe zur Befestigung des Strömungsverteilers versehen. In der vorliegenden Ausführung der Erfindung dient der Strömungsverteiler einem doppelten Zweck: Einraal dient er als sich drehender Strömungsverteiler für das Druckgas, zum zweiten erfüllt er eine Funktion als Befestigungselement für das Lenkrad.

Im Normülfall befindet sich das aufblasbare Gebilde 10 in einem zusammengelegten Ruhestand. Wenn das Kraftfahrzeug aber einen Aufprall erleidet, liefert der Aufprallfühler ein elektrisches Signal, das ausreicht, den Feststoff-Gaserzeuger 30 zu zünden. Durch die Zündung bzw. bei der Reaktion des Feststoff-Gaserzeugers strömt Gas radial nach außen durch die Öffnungen 42 im Strömungsverteiler 40 hindurch in das Gebilde 10 hinein und bläst dieses auf, bis es den aufgeweiteten Wirkzustand'erreicht.

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Die Erfindung ergibt einen neuartigen Aufbau einer an der Lenksäule eines Kraftfahrzeugs angeordneten, im Falle einer Kollision den Aufprall des Fahr zeug lenk er «3 dämpfenden Sicherheitseinrichtung. Die erfindungsgemäße Sicherheitseinrichtung benutzt dazu einen sich mit dem Lenkrad mitdrehenden topfförmigen Strömungsverteiler, der mit radialen Öffnungen für eine Drückgasströmung in ein aufblasbares Gebilde hinein versehen und eine ringförmige, feststehende Druckgasquelle umfassend angeordnet ist, wobei die Druckgasquelle konzentrisch über die Lenksäulenwelle geschoben und starr mit der Lenksäulenverkleidung verbunden ist.

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Claims

Patentansprüche

1. I Sicherheitseinrichtung für Kraftfahrzeuglenker, mit nem von einem zusammengelegten Ruhezustand in einen

aufgeweiteten, den Aufprall des Kraftfahrzeuglenkers dämpfenden Wirkzustand aufblasbaren,-im Bereich der Lenksäule angeordneten Gebilde und einer mit diesem Gebilde verbundenen, bei einem Aufprall des Kraftfahrzeugs durch Aufprallfühler auslösbaren und das Gebilde aufblasenden Druckgasquelle, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckgasquelle (12 bzw. 30) ringförmig gestaltet und nicht-drehbar an der Lenksäulenverkleidung (J) des Kraftfahrzeugs befestigt ist, daß in einem von der Druckgasquelle (12 bzw. 30) ausgehenden Strömungskanal ein drehfest auf der Lenksäulenwelle (31) des Kraftfahrzeugs befestigter, im wesentlichen topfförmiger und mit einer größeren Anzahl radial angeordneter und über den Umfang verteilter öffnungen (19 bzw. 42) versehener Strömungsverteiler (18 bzw. 40) vorgesehen ist, wobei die Druckgasquelle (12 bzw. 30) innerhalb des Strömungsverteilers (18 bzw. 40) angeordnet ist und zwischen dem Strömungsverteiler (18 bzw.40) und der Lenksäulenverkleidung (J) eine relative Beweglichkeit dieser Teile ermöglichende, sie aber druckdicht gegeneinander abschließende Abdichtmittel (22 bzw. 43) vorgesehen sind, und daß das aufblasbare Gebilde (10) mit einer öffnung versehen ist, deren Umrandung auf die äußere Umfangsflache des Strömungsverteilers (18 bzw. 40) aufgeschoben und mit dieser druckdicht verbunden ist,

2. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsverteiler (40) einen zylindrisches Wandteil (40a) und einen im wesentlichen

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ebenen, rechtwinkligzum Wandteil (4Oa) angeordneten Bodenteil (40b) aufweist und daß die den Durchtritt des Druckgases ermöglichenden öffnungen (42) im zylindrischen Wandteil vorgesehen sind.

3. Sichexheitseinrichtung nach Anspruch 1, "dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsverteiler (13 bzw. 40) mit einer zentralen./ der Aufnahme und Befestigung des Strömungsverteilers (18 bzw. 40) auf der Lenksäuleriwelle (4l) bzw. auf der Lenksäulenwellen-Verlängerung

(14) dienenden Öffnung versehen ist.

4. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckgasquelle (12 bzw. 30) konzentrisch um die Lenksäulenwelle (J bzw. 41) angeordnet is-.. « . ·

5.· Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet^ daß die Druckgasquelle ein ein unter Druck stehendes Gas enthaltender, torusförmiger Speicherbehälter (12) ist, durch dessen Mitte die Lenksäulenwelle (J) bzw. deren Verlängerung (14) hindurchgeführt ist und der mit einer mittels eines Signals eines Aufprallfühlers zerstörbaren und das Druckgas ausströmen lassenden Berstscheibe (15) versehen ist.

6. " Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckgasquelle ein Feststoff-Gaserzeuger (30) ist, dessen ringförmig'gestaltete Feststoffmasse mittels eines Signals eines Aufprallfühlers zündbar ist. . .

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