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Schutzvorrichtung für Insassen von Kraftfahrzeugen bei Unfällen Die
Erfindung betrifft eine Schutzvorrichtung für Insassen von Kraftfahrzeugen bei Unfällen,
mit einem oder mehreren im Fahrzeuginnenraum vor dem odertden Insassen angeordneten,
normalerweise drucklosen Luftsäcken, die bei hohen Bremsbeschleunigungen des Fahrzeugs
aufgeblasen werden.
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Bei derartigen bekannten Schutzvorrichtungen sind Sensoren vorgesehen,
die bei Überschreiten einer in ihrer Höhe vorgegebenen Brerrisbeschleunigung des
Fahrzeuges, beispielsweise bei einem Aufprall, Treibladungen auslösen, die die Luftsäcke
mit Druckgas von etwa 1 atü bis zu 1,5 oder maximal 1,7 atü auSblasen. Im Normalzustand
befinden sich diese Luftsäcke zusammengefaltet, also ohne Gasfüllung, im Lenkrad,
im Handschuhfach und in den Rückenlehnen der Vordersitze. Diese bekannte Anordnung
und Anbringung der Luftsäcke wird auch in der Erfindung als möglich vorausgesetzt.
Als außerordentlich problematisch hat sich die sichere, schlagartige, innerhalb
von hundertstel Sekunden ablaufende Füllung der Luftsäcke mittels gasentwickelnden
Treibsätzen, ausgelöst durch den geschilderten Sensor, erwiesen.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schutzvorrichtung
der eingangs beschriebenen Art dahingehend zu verbessern, daß bei einfacherem Aufbau
und größerer Betriebssicherheit gleichzeitig ein Teil der Aufprallenergie weiter
vorn am Fahrzeug vernichtet wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an der Frontseite
des Fahrzeugs mindestens ein verformbarer, mit Druckgas gefüllter Behälter angeordnet
ist, der mit dem oder den LuStsäcken über ein Überdruckventil verbunden ist. Bei
einem Aufprall des Fahrzeugs wird durch die entsprechende Verformung dieses Behälters
dessen Volumen verkleinert und damit der Gasdruck erhöht. Das Überdruckventil ist
so dimensioniert, daß es bei einem derart bedingten Überdruck
öffnet
und den oder die Luftsäcke im Fahrzeuginnenraum aufbläst, so daß diese ihre bekannte
Schutzwirkung entfalten können. Gleichzeitig wird durch die Verformung des Behälters
ein Teil der Aufprallenergie vernichtet.
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Dies wird in besonders vorteilhafter Weise dadurch unterstützt, daß
dem Überdruckventil eine Drossel zugeordnet ist, in der ein wesentlicher Teil der
Strömungsenergie des Gases beim Überströmen vom Behälter zu dem oder den Luftsäcken
vernichtet wird. Es ist in diesem Zusammenhang ohne Bedeutung, ob die Drossel als
gesondertes Bauteil ausgebildet ist, oder in das Überdruckventil integriert ist.
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Da einerseits der Druck des Druckgases in dem Behälter unter Normalverhältnissen
mindestens doppelt so hoch sein muß wie der oben angegebene Druck in dem oder den
Luftsäcken im Falle eines Aufpralls und da die Verformung des Behälters und damit
die Druckerhöhung in diesem Behälter von der Art eines Aufpralls abhängt, ist es
zweckmäßig, wenn dem Überdruckventil ein Druckbegrenzungsventil nachgeschaltet ist,
durch das verhindert wird, daß der Druck in dem oder den Luftsäcken über ein vorgegebenes
Maß hinaus ansteigt.
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Wenn dem Überdruckventil weiterhin ein Rückschlagventil zugeordnet
ist, dann wird dadurch verhindert, daß bei einer Beschädigung oder Zerstörung des
Behälters während des Aufpralls das in den oder die Luftsäcke geströmte Gas
wieder
aus diesen entweicht. Der Behälter kann als Stoßstange ausgebildet sein. Dies hat
zur Folge, daß er zum einen nachträglich ohne wesentliche Eingriffe in die Konstruktion
des Fahrzeugs an letzteres angebaut werden kann, und daß er zum anderen sich an
der Stelle befindet, wo ein Aufprall üblicherweise stattfindet. Außerdem kann hierbei
die Ausgestaltung so vorgenommen werden, daß auch ein Schutz gegen einen Aufprall
schräg von vorn gegeben ist.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist zwischen dem Behälter
und dem oder den Luft säcken ein Zwischenbehälter vorgesehen. Der (vordere) Behälter
vernichtet bei dieser Ausgestaltung,wie vorstehend beschrieben,einen Teil der Energie
und bläst bei Überschreiten eines bestimmten Druckes den Zwischenbehälter über ein
zwischengeschaltetes Überdruckventil nebst Drossel und Rückschlagventil auf. Ein
Druckbegrenzungsventil ist hierbei zwischen dem vorderen Behälter und dem Zwischenbehälter
nicht vorgesehen. Zweckmäßigerweise ist hierbei der Zwischenbehälter parallel zu
dem oder den Luftsäcken geschaltet, d.h. gleichzeitig mit dem Aufblasen des Zwischenbehälters
findet auch das Aufblasen des oder der Luftsäcke statt. Alternativ hierzu kann aber
auch der Zwischenbehälter in Reihe mit dem oder den Luftsäcken geschaltet sein.
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Zweckmäßigerweise ist dieser Zwischenbehälter im Motorraum hinter
dem Motor und vor dem Fahrzeuginnenraum angeordnet, so daß eine Deformation und
damit Aufpralldämpfung durch diesen Zwischenbehälter erst stattfindet, wenn der
Motor gegen diesen Zwischenbehälter gedrückt wird. Der Zwischenbehälter kann selbstverständlich
auch noch weiter nach hinten in den Fahrzeuginnenraum, und zwar vor den Insassen,
angeordnet werden.
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Der Behälter und - soweit vorhanden - der Zwischenbehälter bestehen
aus biegsamem, hochreißfestem und weitgehend unelastischem Material. Letztere Eigenschaft
ist insbesondere deshalb erforderlich, damit nicht bei einer örtlichen Volumenverringerung
des Behälters bei einem Aufprall der Volumenausgleich durch elastisches Nachgeben
der Behälterwandung ohne wesentliche Druckerhöhung hergestellt wird.
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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung
eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. In der Zeichnung zeigen Fig. 1
eine Teilansicht eines Kraftfahrzeugs mit einer Schutzvorrichtung gemäß der Erfindung
in perspektivischer Darstellung, Fig. 2 die Schaltung der Schutzvorrichtung gemäß
Fig. 1, Fig. 3 eine Weiterbildung der Schutzvorrichtung gemäß den Figuren 1 und
2 mit Zwischenbehälter, Fig. 4 eine Schaltungsmöglichkeit der Schutzvorrichtung
nach Fig. 3, Fig. 5 eine weitere Schaltungsmöglichkeit der Schutzvorrichtung nach
Fig. 3 und Fig. 6 bis 8 den Fig. 2,4,5 entsprechende Schaltungsmöglichkeiten mit
mehreren Behältern bzw. einem in mehrere voneinander getrennte Druckkammern unterteilten
Behälter.
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Bei dem in Fig. 1 schematisch dargestellten KFZ ist im Fahrzeuginnenraum
1 ein Luftsack 2 in an sich bekannter Weise angeordnet. Dieser Luftsack 2 ist über
eine Druckgasleitung 5 mit einem an der Frontseite 4 des Fahrzeugs angebrachten
Behälter. 5 verbunden. Dieser Behälter 5 ist 'als Stoßstange ausgebildet. Er besteht
aus einem biegsamen, hochreißfesten, aber weitgehend unelastischen Material und
ist mit Druckgas bis zu lo atü gefüllt. In der Druckgasleitung 3 sind eine Drossel
6, ein Überdruckventil 7, ein Druckbegrenzungsventil 8 und ein Rückschlagventil
9 angeordnet. Das Überdruckventil 7 ist so ausgelegt, daß es erst bei einer deutlichen
Erhöhung des Gasdruckes im Behälter 5 durch Volumenverkleinerung dieses Behälters
öffnet und ein Überströmen des Gases aus dem Behälter 5 in den normalerweise zusammengefalteten,
d.h. drucklosen, Luftsack 2 zuläßt. Hierbei erfolgt eine weitgehende Vernichtung
der auf den Behälter 5 aurgebrachten Verformungsenergie in der Drossel 6. Das Druckbegrenzungsventil
8 sorgt dafür, daß nur so viel Gas in denLuftsack 2 strömt, bis in diesem ein vorgegebener
Maximaldruck herrscht. Durch das Rückschlagventil 9 wird verhindert, daß bei einem
Undichtwerden des Behälters 5 während des Verformungsvorganges während eines Aufpralls
die bereits in den Luftsack 2 geströmte Luft wieder aus diesem entweicht.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 ist von der Frontseite 4 des Fahrzeugs
aus gesehen hinter dem Motor lo, der vor dem Fahrzeuginnenraum 1 liegt, ein Zwischenbehälter
11 vorgesehen, der grundsätzlich gleichartig ausgebildet ist,wie der frontseitig
angebrachte Behälter 5, d.h. er besteht aus
biegsamem, hochreißfestem
und unelastischem Material.
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Normalerweise ist er drucklos.
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Gemäß der in Fig. 4 dargestellten Schaltung ist dieser Zwischenbehälter
11 parallel zum Luftsack 2 geschaltet.
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Bei einer Verformungsbedingten Druckerhöhung im Behälter 5 ptrömt
das Gas durch die Leitung 3 und das Überdruckventil 7 zu einer Leitungsverzweigung
12 und von dort einerseits durch eine Leitung 3' mit dem Druckbegrenzungsventil
8 und dem Rückschlagventil 9 in den Luftsack 2 bzw. durch die Leitung 3" mit der
Drossel 6 und einem Rückschlagventil 9' in den Zwischenbehälter 11. Wird bei einem
Aufprall der inzwischen aufgeblasene Zwischenbehälter 11 durch starke Verformung
des Fahrzeuges, beispielsweise durch Hineinschieben des Motors lo, verformt, so
wird diese Verformungsenergie zumindest teilweise dadurch vernichtet, daß das im
Zwischenbehälter 11 befindliche Gas diesen über ein Überdruckventil 13 und eine
Drossel 14 verlassen kann.
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Bei der in Fig. 5 dargestellten Schaltungsmöglichkeit der Ausführungsform
nach Fig. 3 sind der Zwischenbehälter 11 und der Luftsack 2 in Reihe geschaltet.
Hierbei strömt bei einer verformungsbedingten Druckerhöhung im Behälter 5 das Gas
durch die Leitung 3, die Drossel 6, das Überdruckventil 7 und das Rückschlagventil
9' in den Zwischenbehälter 11 und von dort z.T. durch die Leitung 3,!, mit dem Druckbegrenzungsventil
8 und dem Rückschlagventil 9 in den Luftsack 2. Am Zwischenbehälter 11 ist für den
gleichen Zweck noch ein Auslaß mit einem Überdruckventil 13 und einer Drossel 14
vorgesehen.
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Wenn anstelle des in den Ausführungsbeispielen beschriebenen einen
Behälters 5 jeweils mehrere am Fahrzeug angebracht sind, z.B. ein Behälter links
vorne, ein Behälter rechts vorne und ein Behälter vorn in der Mitte des Fahrzeugs,
oder wenn ein Behälter 5 in mehrere voneinander getrennte Druckkammern unterteilt
ist, dann ist der Aufbau grundsätzlich der gleiche wie der in den Ausführungsbeispielen
beschriebene, nur mit dem Unterschied, daß jedes Luftkissen 2 mit jedem einzelnen
Behälter oder jeder einzelnen Druckkammer in der vorbeschriebenen Weise verbunden
ist. Bei der den Figuren 2, 4, 5 entsprechenden Darstellung in den Figuren 6, 7,
8 sind jeweils drei einzelne Behälter 5a, 5b, 5c bzw. drei entsprechende Druckkammern
eines Behälters vorgesehen, von denen Leitungen 3a, 3b, 3c ausgehen, in die jeweils
Überdruckventile 7a, 7b, 7c und Rückschlagventile 9a, 9b, 9c 9tta, 9''bs c; 9'a,
9'b, 9'c geschaltet sind. Diese drei Leitungen sind jeweils am Punkt 15 zusammengefaßt.
Der übrige Aufbau ist dann jeweils identisch mit dem in den Figuren 2, 4, 5, so
daß insoweit auf die obigen Erläuterungen verwiesen werden darf.
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Grundsätzlich ist es gleichermaßen möglich, solche druckgasgefüllten
Behälter auch seitlich am Fahrzeug anzuordnen, um einen seitlichen Aufprall aufzunehmen
und diesem dann entsprechend angebrachte Luftsäcke im Innenraum des Fahrzeugs zuzuordnen.
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- Ansprüche -