DE2755649A1

DE2755649A1 - In sich geschlossene sicherheitsvorrichtung

Info

Publication number: DE2755649A1
Application number: DE19772755649
Authority: DE
Inventors: Lon E Bell; William R Dickie; Brian K Hamilton; Donald G Radke; Robert M Wulbrecht
Original assignee: Allied Chemical Corp
Current assignee: Allied Corp
Priority date: 1976-12-17
Filing date: 1977-12-14
Publication date: 1978-06-22
Also published as: GB1575453A; FR2374188A1; US4167276A; JPS5378536A

Description

Allied Chemical Corporation, Morristown, New Jersey 07960 /USA

In sich geschlossene Sicherheitsvorrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Sicherheitsrückhaltesystem mit einem Luftsack für ein Fahrzeug, z. B. ein Kraftfahrzeug, und betrifft insbesondere ein einstückiges, bausteinartiges, unabhängiges bzw. in sich abgeschlossenes Luftsacksystem.

Man weiß seit langem, daß Rückhaltesysteme in Fahrzeugen, wie z. B. Kraftfahrzeugen, die Sicherheit des Insassen bei Zusammenstößen verbessern. Ein derartiges Rückhaltesystem verwendet einen aufblasbaren Luftsack, der sich in einer Notsituation schnell aufbläst, z. B. bei einem Unfall, um ein Kissen zwischen dem Insassen (dem Fahrer oder einem Beifahrer) und dem Inneren des Fahrzeuges vorzusehen und den Aufprall zu absorbieren. Die Wirksamkeit von Luftsäcken als passives Rückhaltesystem ist zwar genügend vorgestellt worden, aber Luftsäcke hat man doch nicht allgemein für Kraftfahrzeuge übernommen, und zwar wegen der Gesamtherstellungskosten und Montagekosten und wegen eines möglichen fehlerhaften Funktionierens, wobei der Luftsack selbst einen Unfall hervorrufen könnte.

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Die Erfindung richtet sich auf ein verbessertes Luftsacksystem, welches eine in sich geschlossene, einstückige, bausteinartige Einheit ist, die im Kraftfahrzeug leicht angebracht werden kann, wie z. B. am Steuerrad oder auf dem Armaturenbrett. Das System braucht licht einen entfernt angeordneten Stoßsensor, wie z. B. eine vordere Stoßstange. Das System erfordert auch keine äußeren Verbindungen zwischen der Einheit und dem elektrischen System des Kraftfahrzeuges.

Ein in sich geschlossenes Luftsacksystem anderer Ausgestaltung

ist in der US-Patentschrift 3 625 541 (Prazier) und ebenfalls

gezeigt, in Patentschriften* die im üS-Prüfungsverfahren in Sachen der vorgenannten US-Patentschrift entgegengehalten worden sind. Die Erzeugung eines Aufblasgases durch eine chemische Reaktion ist in folgenden US-Patentschriften beschrieben: 3 827 715 (Lynch), 3 895 823 (R.L.Stephenson), 3 891 233 (Damon), 3 733 180 (Hernect), 3 618 980 (Leising) und 3 618 981 (Leising); ferner in der USA-Anmeldung mit dem Aktenzeichen 671 658 (B. Hamilton et al) und in den inzwischen verfallenen Anmeldungen mit den amerikanischen Aktenzeichen 11o 845 und 316 947. Abfühleinrichtungen oder Sensoren sind in folgenden Schriften beschrieben: In der in den USA anhängigen Patentanmeldung mit dem Titel "Rolamite Sensor", Docket Nr. des Anwalts 2OOO-56O und "Mechanical Rolamite Sensor", Docket Nr. des Anwalts 2000-602. Beide Anmeldungen sind in den USA auf den Namen L. Bell am selben Tag wie diese Anmeldung beim USA-Patentamt eingereicht worden. Ferner wurden diese Sensoren beschrieben in folgenden US-Patentschriften: 3 812 726; 3 688 063; RE 28 251 und 3 889 232 (L.Beil),

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3 452 175, 3 452 309, 3 471 688 und 3 572 141 (alle auf den Namen D. Wilkes), und 3 567 881 (F. Dulmstra).

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Luftsack-Sicherheitsvorrichtung in der Form einer einstückigen, baukastenartigen, in sich geschlossenen Einheit, die an einer Halterung innen in einem Fahrzeug, z. B. am Lenkrad eines Kraftfahrzeuges angebracht werden kann. Die Vorrichtung weist folgende Teile auf: Ein Befestigungsteil für die Anbringung der Vorrichtung an der Halterung, einen an dem Befestigungsteil angebrachten Behälter, einen in dem Behälter angeordneten aufblasbaren Sack und eine Aufblaseinheit, die an dem Sack angeschlossen ist, um Gas zum Aufblasen des Sackes vorzusehen. Die Vorrichtung weist auch einen Sensor auf, der neben der Vorrichtung angeordnet ist und auf ein bes-timmtes Abbremsungsniveau des Fahrzeuges zur Betätigung der Aufblaseinheit anspricht. Die Vorrichtung kann auch ein Verriegelungs- oder Blockiersystem aufweisen, welches automatisch die Vorrichtung verstärkt, wenn es richtig angebracht ist. Außerdem kann der Sensor Fehlersicherungseinrichtungen aufweisen, die verhindern, daß er durch einen Fehler oder ein schlechtes Funktionieren der Einrichtung betätigt wird.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den Zeichnungen. Es zeigen:

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Fig. 1 eine Draufsicht auf eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 eine vergrößerte Schnittansicht entlang der Linie 2-2 der Figur 1,

Fig. 3 eine Schnittansicht einer ersten Ausführungsform eines Sensors, der in dem Sicherheitssystem nach den Figuren 1 und 2 verwendet ist,

Fig. 4 eine Schnittansicht im allgemeinen entlang der Linie 4-4 der Figur 3,

Fig. 5 eine Schnittansicht einer zweiten Ausffihrungsform des Sensors der Figur 3,

Fig. 6 eine Schnittansicht einer dritten Ausführungsform des Sensors der Figur 3,

Fig. 7 eine Schnittansicht einer vierten Ausführungsform des Sensors der Figur 3,

Fig. 8 eine Schnittansicht einer fünften Ausführungsform des Sensors der Figur 3,

Fig. 9 eine Schnittansicht einer sechsten Ausführungsform des Sensors und

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Fig. 10 eine perspektivische Ansicht von Bestandteilen des in Figur 9 gezeigten Sensors.

Gemäß den Figuren 1 und 2 kann das Luftsacksicherheitssystem gemäß der Erfindung auf dem Lenkrad 10 eines Fahrzeugs angebracht sein. Das Steuerrad 10 weist einen äußeren Rand 12, eine mittlere Nabe 14 und zwei diametral gegenüberliegend angeordnete radiale Speichen 16 und 18 auf. Die Nabe 14 erstreckt sich um die Steuersäule 20 herum. Das Mittelteil der Nabe 14 ist durch Verschraubung, Verbolzen oder auf andere Weise am Ende einer Steuerwelle 22 mittels einer Schraube in herkömmlicher Weise befestigt.

Das Sicherheitssystem mit dem Luftsack gemäß der Erfindung, das allgemein mit 26 bezeichnet ist, ist innerhalb des Randes des Steuerrades direkt über der mittigen Nadel 14 angebracht. Das Sicherheitssystem weist eine Rahmenplatte 28 mit einem zylindrischen, becherförmigen Teil 30 in der Mitte auf. Die äußeren Enden der Rahmenplatte 28 sind durch Verschraubung, Verbolzen oder auf andere Weise an den Steuerradspeichen 16 und 18 in zweckmäßiger Weise angebracht, wobei der Boden 32 des becherförmigen Teiles 30 gegen die Mittelnabe 14 ruht.

Ein gefalteter, aufblasbarer Luftsack 34 hat eine Befestigung, die eine kreisförmige öffnung bildet, die um die Oberseite des becherförmigen Teiles 30 herum dichtend an der Rahmenplatte angebracht ist. Eine Diffusorplatte 36 erstreckt sich über die

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Oberseite des becherförmigen Teils 30. Der Lcftsack 34 ist um den Rand der Mündung oder Öffnung des Sackes fest verklemmt oder verklammert, um eine Dichtung zwischen der Diffusorplatte 36 und der Rahmenplatte 28 zu formen. Die Diffusorplatte wird durch mehrere Schrauben 38 am Platz gehalten. Das Mittelteil der Diffusorplatte 36, das sich über das becherförmige Teil 30 erstreckt, ist mit mehreren kleinen Öffnungen 40 versehen. Ein geeigneter Deckel 42, der aus einem zerbrechlichen Kunststoff hergestellt ist, umschließt den zusammengefalteten Luftsack 34 und schützt ihn, um eine Beschädigung des Luftsackes zu verhindern, wenn er sich in seinem auf Lager befindlichen, nicht aufgeblasenen Zustand befindet.

Das becherförmige Teil 30 enthält einen Teil oder alle Aufblaseinrichtungen. Vorzugsweise erzeugt die Aufblaseinrichtung das Aufblasgas durch eine chemische Reaktion. Beispielsweise kann das becherförmige Teil mit einem gaserzeugenden Material gefüllt sein, wie z. B. Natriumazid, oder einem pyrotechnischen Gemisch, wie z. B. in den US-Patentschrift 3 950 009, 3 901 oder 3 897 285 beschrieben. Natriumazid ist über einen breiten Temperaturbereich stabil, zersetzt sich aber schnell, wenn es über 700 ⁰C erhitzt wird, und setzt dann ein großes Volumen an Stickstoffgas frei. Die vorliegende Erfindung ist jedoch keineswegs auf ein spezielles Material beschränkt, welches für die Erzeugung von Gas verwendet wird. Alernativ kann die Aufblaseinheit anderer Formen pyrotechnischer Gaserzeugungseinrichtungen verwenden oder ein Hochdruckgasreservoir oder ein

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Hybridsystem (System mit Zwi tterstellung) verwenden, welches

komprimierte Gase mit einem Gaserzeuger kombiniert. Andere

Systeme sind in folgenden US-Patentschriften beschrieben:

3 901 530, 3 895 821, 3 895 823, 3 837 671, 3 819 203 und 3 786 843.

Die Gaserzeugungsquelle 44 wird in Abhängigkeit von einem Stoßabfühlelement 46 gezündet, das auf der Seite des becherförmigen Teils 30 der Rahmenplatte 28 angebracht ist. Der Sensor 46 kann eine große Vielzahl von Formen annehmen, in welchen ein Gehäuse mit einem Trägheitselement unter Ansprechen auf eine Abbremsungskraft mit einer Komponente, die längs der Achse der Steuersäule wirkt, eine Relativbewegung zwischen dem Trägheitselement und dem Gehäuse hervorruft, wobei eine Relativbewegung bezüglich des Gehäuses mit hinreichender Energie entsteht, um eine Einrichtung zur Zündung der Gaserzeugungsquelle auszulösen. Eine erste Ausführungsform einer Sensor einheit ist im einzelnen in den Figuren 3und 4 gezeigt.

Der Sensor 46 weist ein Gehäuse 50 mit einem hohlen Inneren auf, welches eine erste flache innere Oberfläche 52 bildet. Das Gehäuse 50 hat einen gegenüberliegende Wand 54, die ein hohles, zylindrisches Teil 56 aufweist, das so ausgestaltet ist, da§ selbst durch Presspassung oder auf andere Weise in einem Loch oder in einer öffnung 58 in der Seite des becherförmigen Teils 30 der Rahmenplatte 28 befestigt wird, wobei sich die Oberfläche 52 parallel zur Drehachse der Steuersäule erstreckt. Ein rohrförmiges Teil 60 ragt von der Endwand des zylindrischen

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Teils 56 heraus und enthält eine Zündkapsel/Sprengkapsel bzw. Initiator 62. Das rohrförmige Teil 60 ist am Ende vorzugsweise offen und ragt in dasjenige Material hinein, welches die gaserzeugende Quelle 44 formt. Ein Feuer- bzw. Zündstift 64 ragt aus einer Scheibe 66 heraus und wird in einer Bohrung 68 innerhalb des zylindrischen Teils 56 durch eine Druckspulenfeder 70 gehältert.

Das Sensorelement 46 ist eine Rolamite-Einheit, die ein längliches Federband 72 aufweist, das an einem Ende gegen die Oberfläche 52 durch eine Schraube oder einen Stift 74 angebracht ist. Das Band erstreckt sich um die erste zylindrische Rolle oder Walze 76 herum und in einer umgekehrten Biegung um eine zweite zylindrische Rolle 78 herum. Eine Zugfeder 80 befestigt das andere Ende des Bandes 72 am Gehäuse 50, wobei das Band 72 von der Feder unter Zugspannung gehalten ist. Die Zugspannung in dem Band drückt dieses gegen eine zweite innere flache Oberfläche 82, die sich parallel zur Oberfläche 72 erstreckt. Durch die Formung oder Gestaltung des Bandes in der in der US-Patentschrift Re 28 251 im einzelnen beschriebenen Weise erzeugt das Federband 72 eine Nettokraft auf die Rollen 76 und 78 und drückt sie gegen einen einstellbaren Anschlag in der Form einer Kalibrierschraube 84.

Irgendeine, auf die Rollen in Richtung des Pfeiles wirkende Kraft, wie z. B. die Abbremsung des Fahrzeuges über einen bestimmten Betrag, veranlaßt die Rollen, diese Nettokraft zu überwinden, die von dem Band 72 erzeugt ist, wobei die Rollen

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veranlaßt werden, sich bei der Betrachtung der Figur 3 nach links zu bewegen. Wenn die Kraft eine hinreichende Größe hat und lang genug aufrechterhalten worden ist, bewegen sich die Rollen in die gestrichelte Position, in welcher die Zugspannung auf dem Band, die von der Feder 80 hervorgerufen ist, die Rolle veranlaßt, sich nach oben gegen die Scheibe 66 zu bewegen, wodurch der Zündstift 64 in Zündeingriff mit der Sprengkapsel/Zündkapsel 62 gedrückt wird,, Hierdurch wird die chemische Reaktion in der Gaserzeugungsquelle 44 in Gang gesetzt, Gas in hinreichender Menge wird freigesetzt, um den Luftsack 34 aufzublasen, und der Luftsack wird veranlaßt, aus dem Deckel 42 auszubrechen und sich in dem Fahrerraum oder Raum mit den Insassen auszudehnen.

Eines der Merkmale der Erfindung ist eine Sicherheitsverriegelungsanordnung, welche verhindert, daß die Rollen 76 und 78 unbeabsichtigt bewegt werden, wenn die Sicherheitseinheit nicht in Benutzung ist. Die Verriegelung wird automatisch freigegeben, wenn die Sicherheitseinheit in Position auf dem Steuerrad angebracht wird, wie in Figur 2 gezeigt ist. Die Sicherheitsverriegelung weist einen im allgemeinen L-förmigen Hebel 90 auf, dessen einer Schenkel sich längs außen am Sensorgehäuse 50 erstreckt und in einen herausragenden Stift 92 mündet, der sich durch eine öffnung 94 im Gehäuse erstreckt. Der Stift 92 ist ausreichend lang, so daß er i η eine öffnung 95 ragt, welche sich durch die Mitte der Rolle 78 erstreckt. Der äußere Schenkel des L-förmigen Sicherheitshebels mündet in einen Vorsprung 96, der so angeordnet ist, daß er mit dem Nabenteil des Lenk-

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rades in Eingriff gelangt, wenn das Sicherheitssystem richtig angebracht ist. Der L-förmige Hebel 90 ist drehbar durch einen Stift 98 derart gehaltert, daß ein Druck gegen den Vorsprung 96 den Hebel veranlaßt, in einer Richtung zu sdVenken, um den Stift 92 aus dem Loch 95 in der Rolle 78 zurückzuziehen. Eine Drahtspulenfeder 100, welche um den Sclwenkstift 98 herumgewickelt ist, drückt den Stift 92 normalerweise in das Loch 95 nach unten, um die Rolle oder Walze 78 zu sperren oder zu blockieren. Wenn die Sicherheitseinheit sich in ihrer Position gegen die Nabe des Lenkrades befindet, wird die Tätigkeit der Feder 100 überwunden, und der Stift 92 wird automatisch zurückgezogen, wobei die Rollen 76 und 78 freigegeben werden und sich in der beschriebenen Weise bewegen. Wenn die Einheit auseinandergenommen wird, verriegelt der Stift 92 die Rolle 78 automatisch wieder. Das beschriebene Sensorelement hat außer der Sicherheitsstiftanordnung für das automatische Scharfmachen der Einheit, wenn es in der richtigen Position angebracht ist, andere fehlersichere Merkmale seiner Gestaltung. Sollte das Band 72 zum Beispiel brechen oder reißen oder sollte die Zugfeder 80 versagen, wird der Sensor automatisch funktionsunfähig, und die Zündkapsel/Sprengkapsel 62 kann dann nicht gezündet werden. Es sei bemerkt, daß die Führungsoberflächen 52 und 82 für die Rollen parallel zu der Drehachse der Lenkwelle derart in Flucht angeordnet sind, daß der Sensor durch die Winkelposition der Steuersäule beim Ab fühlen eines Zusammenstoßes unbeeinträchtigt ist.

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Aus der vorstehenden Beschreibung sieht man, daß eine vollständig in sich geschlossene Sicherheitsvorrichtung vorgesehen ist, die in ihrer Form baustein-artig ist und leicht direkt auf dem Lenkrad angebracht werden kann. Die Energie zum Freigeben von Gas aus der Gaserzeugungsquelle ist in Form der Zugspannung in der Feder 80 gespeichert sowie in der Form chemischer Energie in der Sprengkapsel/Zündkapsel 62.

Zwar ist die Benutzung einer Zündkapsel/Sprengkapsel, welche durch einen mechanischen Aufprall gezündet wird, bevorzugt, es versteht sich aber, daß eine zweite Ausführungsform eines Sensors mit einer Brückendrahtzündkapsel auch verwendet werden kann. Wenn eine solche Heißdraht-Sprengkapsel verwendet wird, ist eine getrennte Batterie für die elektrische Energie für den Heißdraht erforderlich. Eine Batterie mit einer langen Haltbarkeit kann als Teil der Sicherheitseinheit angebracht werden. Die Heißdraht-Sprengkapsel kann dann von der Batterie aus mittels eines Schalters, wie er z. B. in Figur 5 gezeigt ist, ausgelöst werden. Bei der zweiten Ausführungsform der Figur 5 bewegt die Scheibe 66 eine Kontaktfeder 110 in Beruh rung mit zwei Schaltstiften 112. Somit wird zwischen einer Batterie 114 und einem Heißdraht 116 in der Sprengkapsel ein Stromkreis geschlossen.

Statt der Verwendung einer separaten Batterie kann die elektrische Energie zur Auslösung der Brückendraht-Zündkapsel auch bei

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einer dritten Ausfuhrungsform durch einen piezoelektrischen Stapel oder eine elektromagnetische Spule erzeugt werden. Wie in Figur 6 gezeigt ist, weist die dritte Ausführungsform eine Scheibe 66' auf, die so modifiziert ist, daß sie eine größere Masse hat und eine im wesentlichen flache Oberfläche 120 vorsieht. Wenn die Scheibe 66' durch die Rollen gegen die Feder 70 bewegt wird, schlägt sie auf einen Stapel piezoelektrischer Kristalle, die mit 122 bezeichnet sind. Die piezoelektrischen Kristalle sorgen unter dem Aufschlag der Scheibe 66 für eine ausreichende elektrische Energie zur Zündung einer Sprengkapsel 124 mittels eines Heißdrahtes 126, der über den piezoelektrischen Kristallstapel 122 angeschlossen ist.

Figur 7 zeigt eine vierte Ausführungsform des Sensors unter Verwendung eines elektromagnetischen Erzeuger? zur Zündung der pyrotechnischen Vorrichtung. Dies erfolgt durch Anbringen eines Permanentmagneten 127 an der Scheibe 66. Eine Drahtspule 129 liegt axial in Flucht zu dem Magneten, so daß bei Bewegung der Scheibe durch die Rolle 78 in der oben in Verbindung mit Figur 3 beschriebenen Weise der Magnet 127 sich in die Mitte der Spule 129 hineinbewegt und einen Strom erzeugt, welcher durch den Heißdraht 126 geht, um die pyrotechnische Vorrichtung 124 zu zünden. Dasjenige Teil des Gehäuses 154, welches die Spule umgibt und die Bohrung 68 bildet, ist vorzugsweise aus ferromagnetische!»! Material hergestellt, um einen Magnetpfad mit niedriger Reluktanz bzw. mit niedrigem magnet!-

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- 18 sehen Widerstand für den Fluß aus dem Magneten 127 vorzusehen.

In Figur 8 ist eine fünfte Ausführungsform des Sensorelementes dargestellt, die ein rohrförmiges Gehäuse 130 mit einer Endwand 132 aufweist. In dem rohrförmigen Gehäuse 130 ist gleitbar eine ringförmige Büchse 134 angebracht. Eine Kompressionsbzw. Druckfeder 136 tritt mit dem Ende der Büchse 134 in Eingriff und drückt es von der Endwand 132 des Gehäuses fort. Konzentrisch ist innerhalb der ringförmigen Büchse 134 eine Klinke oder ein Schnapper 138 in Form einer Welle angeordnet, die an beiden Enden geschlitzt ist, wie bei 140 und 142 gezeigt. Der Schlitz 140 bildet zwei Finger 144 und 146. Der Schlitz 142 bildet zwei Finger 148 und 150. Ein Befestigungsstopfen 152 ist in das Ende des rohrförmigen Gehäuses 130 eingeführt und bildet eine innere Wand 154, die mit den Enden der Finger 148 und 150 in Eingriff tritt. Die Finger 144 und sind mit einer Schulter 156 bzw. 158 geformt, welche mit einer Lippe 157 auf dem Ende des Gehäuses 134 in Eingriff treten. Die Feder 136 hält die Lippe gegen die Schultern 156 und und drückt dadurch die Klinke 138 gegen den Stopfen 152.

Die Enden der Finger 144 und 146 sind verjüngt oder laufen schräg zu, wie bei 160 gezeigt ist. Durch eine beliebige plötzliche Abbremsung des Gehäuses 130 wird die Möglichkeit gegeben, daß die Trägheitsmasse der Büchse und die Klinke die Feder 136 zusammendrücken, und die verjüngten Enden 160 werden mit einem V-förmigen, konisch verjüngten bzw. schräg zulaufenden Keil 162 in Eingriff gebracht, der aus der End«

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wand 132 herausragt. Die Keil- oder Festklemmwirkung des Aufschlages zwischen der Klinke 138 und dem Keil oder Klemmteil 162 zwingt die Finger 144 und 146, sich aufeinander zu zu bewegen. Hierdurch aber gelangen die Schultern 156 und 158 von der Lippe 157 am Ende der Büchse außer Eingriff, und dadurch wird die Büchse freigegeben, die sich relativ zur Klinke 138 unter dem Druck der Feder 136 bewegt. Ein Zündstift 164 ist in dem Schlitz 142 angeordnet und wird von der Büchse 134 durch einen Halterungsguerbügel 166 abgestützt. Der Zündstift 164 wird nach dem Loslassen oder Freigeben der Büchse aus der Klinke 138 in Berührung mit einer in dem Stopfen 152 angebrachten Zündkapsel/Sprengkapsel 168 gebracht. Durch Anbringen der Sensoreinheit im Boden des becherförmigen Teils 30, in welchem die chemische Gaserzeugungsquelle angeordnet ist, zündet die Zündkapsel/Sprengkapsel nach der Auslösung die Gaserzeugungsquelle, so daß der Luftsack in der oben beschriebenen Weise aufgeblasen wird.

Der Sensor der Figur 8 ist fehlersicher insofern, als die Feder 136 in dem anfänglichen, in der Zeichnung dargestellten Zustand nicht genug Energie speichert, um die Zündkapsel zu betätigen, selbst wenn die Klinke die Büchse nicht am Platz zu halten vermögen sollte. Nur wenn die Feder 136 von der Trägheits kraft oder der trägen Masse der kombinierten Masse der Büchse und der Klinke während eines Aufpralles oder Zusammenstoßes zusammengedrückt wird, wird die Feder 136 ganz komprimiert und speichert genug Energie, um die Büchse und den Zündstift mit

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hinreichend großer Kraft zur Betätigung der Zündkapsel zu treiben. Es gibt deshalb fur die Zündkapsel keine Möglich* keit, gezündet zu werden, ausgenommen durch das Spannen und nachfolgende Lösen oder Freigeben, wie man es beim Aufprall bei einem Unfall kennt.

Der Sensor nach der Ausführungsform der Figur 8 braucht ähnlich wie der Sensor nach den Ausführungsformen der Figuren 3-7 keine Verbindung zu irgendeiner äußeren Einheit oder Energiequelle und kann deshalb als in sich geschlossen oder unabhängig angesehen werden. Nur die Abbremsung des Sensors über die Befestigung für die Luftsackeinheit ist zu deren Betätigung notwendig. Somit ist die Luftsackeinheit vollständig in sich geschlossen. Die in den Figuren 3 bis 8 gezeigten Sensoren sind auch in der USA-Patentanmeldung beschrieben, die den Titel "Rolamite Sensor" hat mit der Docket Nr. des Anwalts 2000-560, die im Namen von Lon E. Bell am selben Tag wie die vorliegende Anmeldung in USA eingereicht worden ist.

In Figur 9 ist eine sechste Ausführungsform des Sensors 46 gezeigt, der ein mechanischer Sensor ist und allgemein mit der Bezugszahl 202 bezeichnet ist. Der mechanische Sensor 202 weist folgende Teile auf: Eine Rolamite-Einrichtung 204, eine Halterungseinrichtung 2O6 für die Rolamite-Einrichtung 204, eine Auslöseeinrichtung 208, einen Hammer 210 eine Sprengeinrichtung 212 und eine Vorspanneinrichtung 214 für den Hammer 210.

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Die Rolamite-Einrichtung 204 spricht auf die Beschleunigung oder auf die Abbremsung über einen bestimmten Betrag an. Die Rolamite-Einrichtung 204 ist auf der Halterungseinrichtung 206 befestigt und auf dieser gestützt. Die Halterungseinrichtung 206 sorgt für eine Führung für einen Bewegungspfad für ein Teil der Rolamite-Einrichtung 204 während der Beschleunigung oder Abbremsung über einen bestimmten Betrag. Die Auslöseeinrichtung 208 ist neben der Halterungseinrichtung 206 angeordnet und weist ein erstes Teil 216 und ein zweites Teil 218 auf. Das erste Teil 216 der Auslöseeinrichtung 218 erstreckt sich in den Bewegungspfad für ein Teil der Rolamite-Einrichtung 204. Der Hammer 210 ist neben der Auslöseeinrichtung 218 angeordnet und ist durch ein Ende des zweiten Teils 218 der Auslöseeinrichtung 208 freigebbar oder lösbar. Die Sprengeinrichtung 212 ist an der zu betätigenden Einrichtung angeschlossen, z. B. an einer pyrotechnischen Vorrichtung 220 zum Aufblasen eines Luftsackes. Die Sprengkapsel 212 wird durch den Hammer 210 betätigt. Die Vorspanneinrichtung 214 spannt den Hammer 210 auf die Sprengkapsel 212 hin vor.

Der mechanische Sensor 202 weist ferner ein Gehäuse 222 und eine Energieübertragungseinrichtung 224 auf. Das Gehäuse 222 schließt die Rolamite-Einrichtung 204, die Halterungseinrichtung 206, die Auslöseeinrichtung 208, den Hammer 210, die Vorspanneinrichtung 214 und mindestens einen Teil der Sprengkapsel 212 ein. Die energieüberführende Einrichtung 224 führt Energie von der Sprengkapsel 212 zu der pyrotechnischen Vor-

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richtung 220.

Der Hammer 210 weist ein Hammerteil 226 ,einen Zündstift 228, eine Hammerdrehstelle 230 und ein Anschlagteil 232 für den Eingriff mit der Auslöseeinrichtung 208 auf. Das Hammerteil 226 kann eine längliche Gestalt haben. Der Zündstift 228 ist neben einem ersten Ende des Hammerteils 226 angeordnet, und die Hammerschwenkstelle 2 30 ist neben einem gegenüberliegenden zweiten Ende des Hammerteils 226 angeordnet.

Die Auslöseeinrichtung 208 weist eine Auslöseschwenksteile 234 auf, die zwischen dem ersten Teil 216 und dem zweiten Teil 218 angeordnet ist. Das erste Teil 216 erstreckt sich durch eine Öffnung 2 36 in den Halterungsteil 206 und ragt in das Stück oder in den Rest hinein, längs dem sich ein Teil der Rolamite-Einrichtung 204 bewegt. Der zweite Teil 218,der Auslöseeinrichtung 208 erstreckt sich zu dem ersten Ende des Hammerteils 226 hin. Vor der Betätigung des mechanischen Sensors 202 durch die Abbremsung eines bestimmten Betrages hält das Ende des zweiten Teils 218 der Auslöseeinrichtung 208 das erste Ende des Hammerteils 226 und andere Teile der Hammereinrichtung 210 in ihrer in Figur 9 in ausgezogenen Linien gezeig., ten nicht betätigten Stellung. Das zweite Teil 218 der Auslöseeinrichtung 208 hält das Hammerteil 226 in Ruheposition oder nicht betätigter Stellung durch Eingriff des Anschlagteils 232 auf dem Hammerteil 226.

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Die Sprengkapsel 212 kann eine pyrotechnische Sprengkapsel 238 und einen Halter 2 39 für die pyrotechnische Sprengkapsel 2 38 aufweisen. Die pyrotechnische Sprengkapsel 2 38 wird durch den Zündstift 228 der Hairanereinrichtung 210 betätigt, wenn das Hammerteil 226 sich von seiner nicht betätigten Stellung heraus bewegt; und zwar in Figur 5 mit durchgezogenen Strichen gezeigt, in ihre in Figur 9 mit gestrichelten Linien gezeigte betätigte Stellung.

Nach Figur 10 weist die Rolamite-Einrichtung 204 eine bewegbare Masse und ein um diese Masse 240 schleifenartig herumgelegtes Band 242 auf. Das Band 242 ist z. B. aus nicht rosten, dem Stahl, Berylliumkupfer oder einem zweckmäßigen flachen Federmaterial hergestellt. Das Band 242 hat ein ausgeschnittenes Teil 244, um ihm die Möglichkeit zu geben, daß es um die Masse 240 herumgewickelt wird. Die Masse 240 kann entweder ein fester Körper oder auch hohl sein und kann aus Metall oder Kunststoff aufgebaut sein. Die Masse 240 kann die Gestalt eines Zylinders haben, wodurch die Möglichkeit der Rollbewegung vorgesehen ist, wenn die Abbremsung einen bestimmten Betrag erreicht. Das Band 242 ist schleifenartig um die Masse 240 derart herumgelegt, daß die Enden 246 und 248 sich in entgegengesetzte Richtungen erstrecken. Jedes Ende 246 und 248 ist an der Unterstützungsbzw. Halterungseinrichtung 206 fest angebracht. Wenn das Band 242 fest um die Masse 240 herumgezogen und an der Halterungsoder Unterstützungseinrichtung 206 fest angebracht ist, sorgt es für eine Widerstandkraft, gegen welche sich die Masse 240

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in Abhängigkeit von der Beschleunigung oder Abbremsung über einen bestimmten Betrag bewegt.

Gemäß Figur 9 weist die Halterungs- oder Unterstützungseinrichtung 206 eine Unterstützung 2 50 und zwei Bandrückhalteeinrichtungen 252 auf. Jedes Ende des Bandes 242 ist zwischen einem Halter 2 52 und dem Unterstützungsteil 250 angeordnet. Eine Befestigungseinrichtung 254 bringt jeden Halter 252 und jedes Ende des Bandes 242 an einem Ende des Unterstützungsteils 250 an. Das Unterstützungsteil 250 hat eine obere Fläche, die eine gekrümmte, konvexe Gestalt hat. Der mechanische Sensor 203 weist ferner eine Einstell- oder Kalibriereinrichtung 256 auf, die eine Schraube ist, welche sich durch das Gehäuse 222 zu der Masse 240 der Rolamite-Einrichtung 204 derart erstreckt, daß die Nichtbetätigungsstellung der Masse 240, die in Figur 9 mit ausgezogenen Linien gezeigt ist, eingestellt wird.

Im Betrieb bewegt eine Abbremskraft die Masse 24O in ihre Betätigungsposition, die in Figur 9 in gestrichelten Linien gezeigt ist. Die Masse 240 schwenkt das erste Teil 216 der Auslöseeinrichtung 208 im Uhrzeigersinn und gibt den Hammer 210 frei. Der Zündstift 228 betätigt die Sprengkapsel 238. Der in den Figuren 9 und 10 gezeigte Sensor ist auch in der US-Patentanmeldung beschrieben, die den Titel hat "Mechanical Rolamite Sensor" mit der Docket Nr. des Anwalts 2000-602, die auf den Namen Lon E. Bell gleichzeitig mit der vorliegenden Anmeldung in den USA eingereicht wurde.

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Leerse ite

Claims

Dr. Hans-Heinrich Willrath t

Dr. Dieter Weber Dipl.-Phys. Klaus SeifFert

PATENTANWÄLTE File 2000-583

2756649

D - 62 WIESBADEN ι 13.Dez.1977 S/β PostfaAl

I 6145 Gustav-Freytag-Strafce ts «· (061 tt) 372710

Telegrammadresse: WILLPATENT Telex: 4 186 247

Allied Chemical Corporation, Morristown. New Jersey 07960 /USA

In sich geschlossene Sicherheitsvorrichtung

Priorität; 17. Dezember 1976 in USA, Serial-No. 751 858

Patentansprüche

1/ Einstückige, bausteinartige, in sich geschlossene Sicherheitsvorrichtung für ein Fahrzeug mit einer Befestigung zur Anbringung der Vorrichtung an einer Halterung innen im Fahrzeug und mit einem an dem Befestigungsteil angebrachten Behälter, dadurch gekennzeichnet, daß eine aufblasbare Sicherheits-Rückhalteeinrichtung (34) in dem Behälter (26) angeordnet ist, eine aufblasbare Ein-

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17 ö 5 ο 4 - 2 -

richtung (44) mit der aufblasbaren Rackhalteeinrichtung (34) für die Zuführung eines Gases zum Aufblasen der Rückhalteeinrichtung (34) angeschlossen ist, ein Sensor (46) auf ein bestimmtes Niveau der Abbremsung des Fahrzeuges anspricht, eine pyrotechnische Sprengladung (62) für die Betätigung der Aufblaseinrichtung (44) und eine Einrichtung (6 4) vorgesehen ist zum Zünden der pyrotechnischen Sprengladung (62) in Abhängigkeit von dem Sensor (46), der auf das bes timmte Niveau der Abbremsung anspricht.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor Rolamite-Einrichtung (46, 204) aufweist mit mindestens einer bewegbaren Masse (76, 78; 240) und einem flexiblen Band (72, 242), das schleifenförmig mindestens teilweise um die Masse (76, 78; 240) herumgelegt ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rolamite-Einrichtung (46) zwei Rollen oder Walzen (76, 78) aufweist, das Band (72) in Form einer Schleife um einen Teil der Rollen (76, 78) herumgelegt ist, die Rolamite-Einrichtung (46) ferner ein Gehäuse (50) aufweist, welches parallele Oberflächen (52, 82) hat, die mit dem Band (72) in Eingriff treten, und eine Einrichtung (80) aufweist zum Aufbringen einer Zugspannung auf das Band (72), wobei eine der Oberflächen an einer Kante endet, eine Kolbeneinrichtung (66) bezüglich der Oberflächen (52, 80) bewegbar ist

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und die Kolbeneinrichtung (66) betätigende Einrichtungen (72) vorgesehen sind, wenn sich die Rollen (76, 78) über diese Kante hinausbewegen.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (46) eine bewegbare Masse (76, 78; 240), eine Feder (72; 242), welche die Masse (76, 78; 240) in eine Richtung zwingt, aufweist, wobei die Abbremsung der Vorrichtung die Masse (76, 78; 240) veranlaßt, sich gegen den Zwang der Feder (72; 242) zu bewegen, und eine Einrichtung (64, 66; 210) der Masse (76, 78; 240) zugeordnet ist, für die Betätigung der Aufblaseinrichtung (44; 220) in Abhängigkeit bzw. unter Ansprechen auf den Zwang der Federeinrichtung (72;242).
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse ein erstes bewegbares Teil (76) und ein zweites bewegbares Teil (78) aufweist, eine freigebbare Einrichtung (72, 80; 90, 92) vorgesehen ist für das normalerweise Blockieren der zwei Teile (76, 78) aneinander und daß eine Einrichtung (96) vorgesehen ist für das Freigeben der zwei Teile (76, 78), wenn die zwei Teile sich um einen bestimmten Abstand gegen den Zwang oder die Kraft der Feder (80) bewegt haben, wobei die Feder (80) nur mit dem ersten Teil (78) verbunden ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor eine Quelle elektrischer Energie aufweist, eine

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Einrichtung (66) die Energie in Abhängigkeit von der Gegenwart eines bestimmten Niveaus an Abbremsung freigibt und eine Einrichtung (126) vorgesehen ist für die Betätigung der Aufblaseinrichtung in Abhängigkeit von dem Freigeben der elektrischen Energie.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (202) einen mechanischen Sensor aufweist, der ohne irgendeine Quelle elektrischer Energie folgende Teile aufweist: Eine Rolamite-Einrichtung (204), die auf den bestimmten Abbremsungsbetrag anspricht, eine Stützeinrichtung (206), auf welcher die Rolamite-Einrichtung (204) angebracht ist und die einen Bewegungspfad für einen Teil der Rolamite-Einrichtung (204) während der Abbremsung vorsieht, eine Auslöseeinrichtung (208), die neben der Stützeinrichtung (206) angeordnet ist und sich in den Bewegungspfad für einen Teil der Rolamite-Einrichtung (204) erstreckt, eine Hammereinrichtung (210), die neben der Auslöseeinrichtung (208) angeordnet ist und von einem Teil der Auslöseeinrichtung (208) freigebbar ist, eine Sprengkapsel (238), die mit der Aufblaseinrichtung (220) verbunden ist und von der Hammereinrichtung (210) betätigbar ist, und eine Vorspanneinrichtung (214), welche die Hammereinrichtung (210) gegen die Sprengkapsel (238) vorspannt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Klinken- oder Sperreinrichtung (92 - 100) vorgesehen ist, welche mit der Stützeinrichtung in Eingriff tritt, wenn

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die Befestigungseinrichtung die Vorrichtung an der Halterung anbringt für das automatische Anordnen des Sensors (46) in einen Zustand für die Betätigung, wenn das Befestigungsteil die Vorrichtung an der Stützeinrichtung anbringt.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (46) eine bewegbare Masse (78) aufweist und die Sperreinrichtung einen Hebel (90) aufweist,wobei ein erstes Teil (92) des Hebels (90) die Masse (78) freigebbar ergreift, und ein zweites Teil (96) des Hebels (90) von der Stützeinrichtung ergriffen und bewegt wird, wenn die Vorrichtung an der Stützeinrichtung oder Halterung angebracht wird, und daß die Bewegung des zweiten Teils (96) das Freigeben der Masse (78) durch das erste Teil (92) veranlaßt, um den Sensor (46) in den Betatigungszustand zu bringen.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (92, 100) für den automatischen wiederholten Eingriff der Sperreinrichtung (90-100) nach Abnahme oder Entfernen des Befestigungsteils von der Stützeinrichtung.

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ORDINAL