DE3833888A1 - Impact-protection device for motor-vehicle occupants - Google Patents

Impact-protection device for motor-vehicle occupants

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Gerald Schick
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Abstract

A description is given of an impact-protection device (1) for motor-vehicle occupants, in the case of which two gas-inflatable air bags (7a, 8a) are provided on a steering wheel (2). Each of these air bags (7a, 8a) is assigned to a housing half (3a) of a gas generator (3) fastened on the steering-wheel hub (2a). By virtue of different quantities of propellants (5, 6) within the gas generator (3), the air bags (7a, 8a) fill in different, short periods of time and with different internal pressures, with simultaneous triggering of the propellant (5, 6). The air bag (7a) with a high internal pressure is located within the air bag (8a). Consequently, the outer air bag (8a) between the steering wheel (2) and the inner air bag (7a) is largely stabilised in its position against being forced away laterally. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Aufprallschutzvor­ richtung für Kraftfahrzeuginsassen nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches.The invention relates to an impact protection device Direction for motor vehicle passengers according to the preamble of the main claim.

Eine Aufprallschutzvorrichtung der genannten Art ist aus der DE-PS 22 48 393 bekannt. Diese Druckschrift zeigt einen aus zwei Kammern bestehenden Gassack, der inner­ halb eines Lenkradkranzes eines Kraftfahrzeuges ange­ ordnet ist. Ein nicht dargestellter Gaserzeuger befüllt die zwei Kammern in der Weise, daß zunächst die am Lenk­ radkranz angrenzende erste Kammer mit Gas befüllt wird. Die zweite Kammer ist von der ersten teilweise um­ schlossen und mit ihr über Drosselöffnungen verbunden. Dadurch erzeugt das in die zweite Kammer überströmende Gas dort einen geringeren Druck als in der ersten Kammer. Durch die größere Volumenaufnahme der zweiten Kammer gegenüber der ersten läßt sich darüber hinaus dieser Druckunterschied vergrößern. Diese Druckver­ hältnisse schaffen somit einen aufgeblasenen Gassack mit einem harten Außenrandbereich und einem hierzu weicheren Innenbereich. Insbesondere bei einem schrägen Aufprall des Kraftfahrzeuginsassen bewirkt die unterschiedliche Nachgiebigkeit der beiden Kammern, daß der Kraftfahr­ zeuginsasse zur Mitte des Gassacks gelenkt, und sein Körper in der Mitte des Gassacks gehalten wird. Zur Gassackbefüllung wird im allgemeinen ein der vorlie­ genden Erfindung nach gattungsgemäßer Gaserzeuger nach der DE-AS 29 15 202 verwendet. Ein derartiger Gaser­ zeuger besteht im wesentlichen aus einem fahrzeugfest angeordneten Gehäuse, das ein Treibmittel beinhaltet. Durch eine Zündeinrichtung reagiert das Treibmittel und erzeugt das Gas, das über Gehäuseöffnungen aus dem Gehäuse in den Gassack strömt.An impact protection device of the type mentioned is out DE-PS 22 48 393 known. This publication shows an airbag consisting of two chambers, the inner half of a steering wheel rim of a motor vehicle is arranged. A gas generator, not shown, is filled the two chambers in such a way that the one on the steering wheel rim adjacent first chamber is filled with gas. The second chamber is partially over from the first closed and connected to it via throttle openings. This creates what overflows into the second chamber Gas there a lower pressure than in the first Chamber. Due to the larger volume of the second Chamber opposite the first can also be increase this pressure difference. This Druckver This creates a gas bag with inflated items a hard outer edge area and a softer one Indoor area. Especially in the case of an oblique impact of the motor vehicle occupant causes the different Compliance of the two chambers that the motor vehicle the inmate is directed to the center of the gas bag, and his  Body is held in the middle of the gas bag. To Airbag filling is generally one of the available the invention according to the generic gas generator the DE-AS 29 15 202 used. Such a gas producer essentially consists of a vehicle-fixed arranged housing which contains a propellant. The propellant reacts through an ignition device generates the gas that exits through the housing openings Housing flows into the gas bag.

Die aus den beiden angeführten Druckschriften bekannte Aufprallschutzvorrichtung besitzt folgenden Nachteil. Zur Verwirklichung der Druckverhältnisse in den beiden Kammern des Gassackes sind beispielsweise Drossel­ öffnungen notwendig, die naturgemäß zu einer Quer­ schnittsschwächung zumindest eines Teilbereichs des druckfest auszulegenden Gassackes bilden. Eine weitere Möglichkeit, eine Druckdifferenz innerhalb des Gassackes zu erzeugen, besteht nach dem Stand der Technik darin, daß die beiden Kammern eine bestimmte Größenrelation zueinander aufweisen. Damit sind jedoch die Ausge­ staltungsmöglichkeiten des Gassacks in nachteiliger Weise weitgehend eingeschränkt.The one known from the two cited documents Impact protection device has the following disadvantage. To achieve the pressure conditions in the two Chambers of the gas bag are, for example, a throttle openings necessary, which naturally go to a cross cut weakening of at least a portion of the Form pressure-resistant gas bag. Another Possibility of a pressure difference within the gas bag according to the state of the art, that the two chambers have a certain size relation to each other. But that is the end design possibilities of the gas bag in disadvantageous Way largely restricted.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Aufprallschutzvorrichtung so weiterzuentwickeln, daß die Nachteile nach dem Stand der Technik beseitigt werden.The object of the invention is a generic Impact protection device to develop so that the Disadvantages of the prior art can be eliminated.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Kennzeichen des Hauptanspruches gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.The object is achieved by the indicator of the main claim solved. Advantageous configurations the invention emerge from the subclaims.

Die erfindungsgemäße Aufprallschutzvorrichtung besitzt den Vorteil, daß zwischen den beiden Kammern nach dem Stand der Technik Verbindungsstellen, zum Beispiel in Form von Drosselöffnungen, entfallen. Dadurch ist die Anordnung der Kammern im Gassack im Gegensatz zum Stand der Technik weitgehend frei wählbar. Desweiteren läuft der Füllvorgang in den Kammern in vorteilhafter Weise voneinander unabhängig ab.The impact protection device according to the invention has the advantage that between the two chambers after the State of the art connection points, for example in  The form of throttle openings is eliminated. This is the Arrangement of the chambers in the gas bag in contrast to the stand of technology largely freely selectable. Furthermore runs the filling process in the chambers in an advantageous manner independent of each other.

Eine bevorzugte Ausführungsform des Erfindungsgegen­ standes besitzt für jede der Öffnungen, die zu den einzelnen Kammern führen, unterschiedlich große Quer­ schnitte. Dies hat den Vorteil, daß sich in jeder Kammer ein unterschiedlich großer Druck aufbaut. Nachdem sich die Öffnungen zur Drucksteuerung an einem formstabilen Körper, dem Gehäuse des Gaserzeugers, befinden, bleiben die Querschnitte von Druck- oder Temperatureinflüssen im Gegensatz zum Stand der Technik weitgehend konstant. Gleiches trifft zu bei der Verwendung eines Druck­ regelventils anstelle einer Öffnung. Auch in diesem Fall bietet die feste Anordnung und Ausbildung eines der­ artigen Ventils an sich bereits den Vorteil einer definierten Druckerzeugung.A preferred embodiment of the invention stands for each of the openings leading to the individual chambers, cross of different sizes cuts. This has the advantage of being in every chamber a different pressure builds up. After yourself the openings for pressure control on a dimensionally stable Body, the housing of the gas generator, remain the cross sections of pressure or temperature influences in the Contrary to the prior art largely constant. The same applies when using a print control valve instead of an opening. In this case, too offers the fixed arrangement and training of one of the like valve itself the advantage of a defined pressure generation.

Durch einander gegenüberliegende Gehäuseöffnungen weisen die Gasdruckrichtungen in ebenfalls entgegengesetzter Richtung. Damit verringert sich in vorteilhafter Weise die Rückhaltekraft des Gaserzeugers am Fahrzeugaufbau.Point through opposite openings in the housing the gas pressure directions also in opposite directions Direction. This advantageously reduces the retention force of the gas generator on the vehicle body.

In einer besonders zweckmäßigen Ausführung des Erfin­ dungsgegenstandes ist innerhalb des Gehäuses eine Trennwand vorgesehen. Das zur Gaserzeugung notwendige Treibmittel wird dadurch in zwei Mengen geteilt. Der unterschiedliche Innendruck in den einzelnen Kammern läßt sich in einfacher Weise durch die Mengenverteilung des Treibmittels gezielt beeinflussen. In a particularly expedient version of the Erfin The subject matter is within the housing Partition provided. The necessary for gas generation This divides the blowing agent into two quantities. The different internal pressures in the individual chambers can be done in a simple manner through the distribution of quantities specifically influence the blowing agent.  

Eine Bauteilvereinfachung und damit ein geringer Fer­ tigungsaufwand ergibt sich durch zwei gleiche Gehäuse­ hälften, die das Gehäuse ausbilden.A simplification of components and thus a low Fer maintenance effort results from two identical housings halves that form the housing.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung geht ent­ sprechend der DE-OS 36 30 685 von einem am Lenkrad angeordneten Gassack aus, der jedoch eine innere und eine äußere Kammer aufweist. Diese Anordnung ist dadurch gekennzeichnet, daß sich bei einem schrägen Aufprall des Kraftfahrzeuginsassen der äußere Gassack sowohl am inneren Gassack als auch an der Innenseite des Lenkrades abstützt. Dadurch wird die gesamte Gassackanordnung gegen seitliches Auswandern aus der Lenkradachse in vorteilhafter Weise weitgehend abgehalten.Another embodiment of the invention escapes speaking of DE-OS 36 30 685 from one on the steering wheel arranged gas bag, which, however, an inner and has an outer chamber. This arrangement is thereby characterized in that an oblique impact of the Motor vehicle occupants of the outer gas bag both on inner airbag as well as on the inside of the steering wheel supports. As a result, the entire airbag arrangement against lateral migration from the steering wheel axis in advantageously held largely.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der nachfolgenden Beschreibung und der zugehörigen Zeichnung näher dargestellt.A preferred embodiment of the invention is in the following description and the related Drawing shown in more detail.

Die Zeichnung zeigt in ihrer einzigen Figur eine Auf­ prallschutzvorrichtung 1, die innerhalb eines Lenkrades 2 eines Kraftfahrzeuges angeordnet ist. Das Lenkrad 2 besitzt zur Befestigung an der nicht dargestellten Lenksäule eine Lenkradnabe 2 a, von der sich das Lenkrad 2 im wesentlichen trichterförmig nach oben öffnet und dort einen Lenkradkranz 2 b ausbildet.The drawing shows in its single figure an impact protection device 1 , which is arranged within a steering wheel 2 of a motor vehicle. The steering wheel 2 has for attachment to the steering column, not shown, a steering wheel hub 2 a, by which the steering wheel 2 is substantially funnel-shaped opening upward, where it forms a steering wheel rim 2 b.

Am Boden des trichterförmigen Lenkrades 2 befindet sich ein in nicht näher dargestellter Weise mit der Lenkrad­ nabe 2 a verbundener Gasgenerator 3 mit zwei topfför­ migen, gleichen Gehäusehälften 3 a. Sie sind zueinander spiegelbildlich angeordnet und durch andeutungsweise dargestellte Befestigungsmittel miteinander gasdicht nach außen verbunden. Am Umfang der Gehäusehälften 3 a befinden sich jeweils in gleicher Anzahl Gehäuseöff­ nungen 3 b zum Austritt von Gas, das innerhalb des Gasgenerators 3 erzeugt wird. Der Einfachheit halber ist jeweils nur eine der Gehäuseöffnungen 3 b jeder Gehäuse­ hälfte 3 a bezeichnet.At the bottom of the funnel-shaped steering wheel 2 is in a manner not shown with the steering wheel hub 2 a connected gas generator 3 with two potfför shaped, the same housing halves 3 a . They are arranged in mirror image to one another and are connected to one another in a gas-tight manner to the outside by means of fastening means which are indicated. On the circumference of the housing halves 3 a there are in each case the same number of openings 3 b for the escape of gas which is generated within the gas generator 3 . For the sake of simplicity, only one of the housing openings 3 b each housing half 3 a is designated.

Der Innenraum des Gasgenerators 3 ist durch eine Trenn­ wand 4 in zwei ungleich große Hälften aufgeteilt. Die obere Hälfte ist mit einem Treibmittel 5 ausgefüllt und die untere Hälfte in geringerer Menge mit einem Treib­ mittel 6.The interior of the gas generator 3 is divided by a partition 4 into two halves of different sizes. The upper half is filled with a blowing agent 5 and the lower half in a smaller amount with a blowing agent 6 .

Durch eine allgemein bekannte und deshalb nicht darge­ stellte Zündeinrichtung lassen sich die Treibmittel 5 und 6 gleichzeitig zünden. In Abfolge hiervon stellt sich eine Gaserzeugung ein. Wie die Figur zeigt, kann das durch das Treibmittel 5 erzeugte Gas nur aus den Gehäuseöffnungen 3 b der oberen Gehäusehälfte 3 a aus­ strömen. Ebenso besitzt das durch das Treibmittel 6 erzeugte Gas lediglich einen Durchtritt durch die Öff­ nungen 3 b der unteren Gehäusehälfte 3 a. Über die oberen Gehäuseöffnungen 3 b strömt das Gas in eine Kammer 7, die gebildet wird aus einem Gassack 7 a. Dieser ist zwischen den Gehäusehälften 3 a fest eingespannt. Ein Gassack 8 b umschließt den Gassack 7 a und bildet eine Kammer 8 für das Gas, das aus den unteren Gehäuseöffnungen 3 b aus­ strömt. Der Gassack 8 a ist an der unteren Gehäusehälfte 3 a im Bereich der Lenkradnabe 2 a befestigt. Die Figur zeigt die beiden Gassäcke 7 a und 8 a im aufgeblasenen Zustand. Die Größe der Gassäcke 7 a und 8 a ist so ge­ wählt, daß die Kammer 7 kleiner ist als die Kammer 8. Dieser Umstand sowie die Tatsache, daß zur Füllung des Gassackes 7 a eine größere Menge an Treibmittel 5 zur Verfügung steht im Gegensatz zur Befüllung des Gassackes 8 a bewirken, daß die Kammer 7 schneller und mit einem höheren lnnendruck mit Gas befüllt wird als die Kammer 8.By a generally known and therefore not Darge presented ignition device, the propellants 5 and 6 can ignite simultaneously. As a result, gas production occurs. As the figure shows, the gas generated by the propellant 5 can only flow out of the housing openings 3 b of the upper housing half 3 a . Likewise, the gas generated by the propellant 6 has only one passage through the openings 3 b of the lower housing half 3 a . About the upper housing openings 3 b , the gas flows into a chamber 7 , which is formed from a gas bag 7 a . This is firmly clamped between the housing halves 3 a . A gas bag 8 b encloses the gas bag 7 a and forms a chamber 8 for the gas that flows out of the lower housing openings 3 b . The gas bag 8 a is attached to the lower housing half 3 a in the area of the steering wheel hub 2 a . The figure shows the two gas bags 7 a and 8 a in the inflated state. The size of the gas bags 7 a and 8 a is selected so that the chamber 7 is smaller than the chamber 8th This fact and the fact that a larger amount of propellant 5 is available for filling the gas bag 7 a , in contrast to filling the gas bag 8 a, cause the chamber 7 to be filled with gas faster and with a higher internal pressure than the chamber 8 .

Erfahrungsgemäß befindet sich bei einer Frontalkollision der Oberkörper eines Kraftfahrzeuginsassen näher am Lenkrad 2 a als sein Kopf. Weiter ist auch bekannt, daß der Brustbereich im Vergleich zum Kopf eines Kraft­ fahrzeuginsassen einer höheren Druckbelastung unbe­ schadet standhält. Diesem Umstand wird Rechnung ge­ tragen, indem der in sehr kurzer Zeit und unter hohem Druck aufgeblasene Gassack 7 a den Aufprall des Ober­ körpers abhält. Zur Gasbefüllung des Gassackes 8 a verbleibt demnach im wesentlichen der Raum seitlich des Gassackes 7 a. Diese Ausbildung des Gassackes 8 a durch den Aufprall eines Kraftfahrzeuginsassen ist strich­ liert wiedergegeben. Der Übersichtlichkeit halber ist der Kraftfahrzeuginsasse nicht dargestellt. Der Gassack 8 a hat in weiterer Abfolge des Aufprallgeschehens somit die Aufgabe, den Kopf des Kraftfahrzeuginsassen weich aufzufangen.Experience has shown that the upper body of a motor vehicle occupant is closer to the steering wheel 2 a than his head in a head-on collision. Furthermore, it is also known that the chest area withstands a higher pressure load without damage compared to the head of a motor vehicle occupant. This fact is taken into account by the gas bag 7 a which inflates in a very short time and under high pressure, prevents the impact of the upper body. For filling the gas bag 8 a with gas , the space to the side of the gas bag 7 a essentially remains. This design of the airbag 8 a by the impact of a motor vehicle occupant is shown dashed lines. The motor vehicle occupant is not shown for the sake of clarity. The airbag 8 has a catch in another sequence of the impact event thus the task of the head of the vehicle occupant soft.

Der aufgeblasene Gassack 7 a besitzt zusätzlich die Aufgabe, den gasgefüllten Gassack 8 a im Sinne eines formbeständigen Führungskörpers in seiner Lage fest­ zuhalten. Dies ist beispielsweise dann erforderlich, wenn der Kraftfahrzeuginsasse nicht senkrecht, sondern schräg auf die Aufprallschutzvorrichtung 1 trifft.The inflated gas bag 7 a also has the task of holding the gas-filled gas bag 8 a firmly in place in the sense of a dimensionally stable guide body. This is necessary, for example, when the motor vehicle occupant hits the impact protection device 1 not at an angle, but at an angle.

Zur Bewegungsfreiheit des Kraftfahrzeuginsassen unmit­ telbar nach dem Unfall ist es zweckmäßig, den Gassack 8 a aus einem zumindest teilweise luftdurchlässigen Material auszubilden. In diesem Fall bietet der Gassack 7 a, der unter hohem Innendruck steht, ein zweites Mal eine Schutzfunktion bei einem Sekundäraufprall des Kraft­ fahrzeuginsassen.For freedom of movement of the motor vehicle occupant immediately after the accident, it is advisable to design the gas bag 8 a from an at least partially air-permeable material. In this case, the gas bag 7 a , which is under high internal pressure, offers a second protective function in the event of a secondary impact by the vehicle occupant.

Claims (7)

1. Aufprallschutzvorrichtung für Kraftfahrzeuginsassen bestehend aus einer Gassackanordnung mit mindestens zwei Kammern, die durch einen Gaserzeuger aufblasbar sind, wobei der Gaserzeuger ein fahrzeugfest angeordnetes Gehäuse besitzt zur Aufnahme eines gaserzeugenden Treibmittels, das über mindestens zwei Gehäuseöffnungen mit der Gassackanordnung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuseöffnungen (3 b) gasdicht getrennt voneinander jeweils zu einer Kammer (7, 8) führen.1. Impact protection device for motor vehicle occupants consisting of an airbag arrangement with at least two chambers which are inflatable by a gas generator, the gas generator having a housing fixed to the vehicle for receiving a gas-generating propellant which is connected to the gasbag arrangement via at least two housing openings, characterized in that the housing openings ( 3 b ) each lead to a chamber ( 7 , 8 ) in a gas-tight manner. 2. Aufprallschutzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuseöffnungen (3 b) unterschiedlich große Querschnitte aufweisen.2. Impact protection device according to claim 1, characterized in that the housing openings ( 3 b ) have cross sections of different sizes. 3. Aufprallschutzvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens an einer Gehäuseöffnung (3 b) ein Durckregelventil vorgesehen ist.3. Impact protection device according to claim 1 or 2, characterized in that a pressure control valve is provided at least at one housing opening ( 3 b ). 4. Aufprallschutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuse­ öffnungen (3 b) am Gehäuse einander entgegengesetzt angeordnet sind. 4. Impact protection device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the housing openings ( 3 b ) are arranged opposite one another on the housing. 5. Aufprallschutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Gehäuses eine Trennwand (4) vorgesehen ist, die das Treibmittel (5, 6) in zwei Mengen teilt.5. Impact protection device according to one of claims 1 to 4, characterized in that within the housing a partition ( 4 ) is provided which divides the propellant ( 5 , 6 ) in two amounts. 6. Aufprallschutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse aus zwei gleichen Gehäusehälften (3 a) besteht.6. Impact protection device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the housing consists of two identical housing halves ( 3 a ). 7. Aufprallschutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 mit einem am Lenkrad angeordneten, einen ersten Gassack umhüllenden zweiten Gassack mit Bildung zweier voneinander getrennter Kammern, wobei der erste Gassack bei Gasfüllung einen höheren Innendruck aufweist als der zweite Gassack, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Gassack (8 a) außen am Lenkrad (2) und innen am ersten Gassack (7 a) lagestabil gegen ein Verschieben quer zur Lenkradachse angeordnet ist.7. Impact protection device according to one of claims 1 to 6 with a second gas bag arranged on the steering wheel, enveloping a first gas bag with the formation of two separate chambers, the first gas bag having a gas pressure having a higher internal pressure than the second gas bag, characterized in that the second The gas bag ( 8 a ) is arranged on the outside of the steering wheel ( 2 ) and on the inside of the first gas bag ( 7 a ) in a stable position against displacement transversely to the steering wheel axis.
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