DE4141835A1 - Schutzeinrichtung fuer insassen eines kraftfahrzeuges - Google Patents
Schutzeinrichtung fuer insassen eines kraftfahrzeugesInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Schutzeinrichtung für die Insassen
eines Kraftfahrzeuges, insbesondere eines Personenkraftwagens,
mit einem zur Speicherung eines unter Druck stehenden Gases
dienenden Druckbehälter, der über eine in der Druckbehälterwan
dung vorgesehene Ausströmöffnung mit dem Innenraum eines durch
das Gas aufblasbaren Sackes verbunden ist, wobei die Ausström
öffnung über wenigstens ein Ventil verschließbar ist, das aus
einem von einer Sollbruchstelle umgebenen Wandungsstück des
Druckbehälters und aus einer mit diesem Wandungsstück in Wirk
verbindung stehenden Kolbenstange besteht, die aus einem ge
schlossenen und mit einem pyrotechnischen Medium gefüllten Aus
lösezylinder einseitig herausragt und durch einen im Auslösezylinder
angeordneten Kolben axial aus einer ersten in eine
zweite Endlage verschiebbar ist, wenn die Zündung des pyrotech
nischen Mediums erfolgt.
Es ist eine Schutzeinrichtung dieser Art, die üblicherweise als
Air-Bag-System bezeichnet wird, aus der DE-OS 21 18 745 be
kannt. Bei dieser Schutzeinrichtung ist ein dosenförmiger, im
wesentlichen zylindrischer Behälter vorgesehen, der in seinem
Inneren und koaxial zu seiner Mittellängsachse einen mit pyro
technischen Material gefüllten Zylinder aufweist, in dem ein
fest mit einer einseitig aus dem Zylinder herausragenden Kol
benstange verbundener Kolben so sitzt, daß er in der ersten
Endstellung der Kolbenstange, also bei nichtausgelöstem Air-
Bag-System, noch eine bestimmte Wegstrecke bis zum stirnseiti
gen Anschlag an dem Zylinder zurücklegen kann. Das von dem
Kolben abgewandte Ende der Kolbenstange liegt senkrecht an
einem plattenartigen Wandungsteil des zylindrischen Behälters
an, das von einer Sollbruchstelle umgeben ist. Erfolgt daher
eine Zündung in dem dort vorgesehenen Auslösezylinder, so wird
die Kolbenstange von dem unter Druck geratenen Kolben schlag
artig gegen das Wandungsteil gedrückt, das an seinen Sollbruch
stellen herausbricht und das Einströmen des im Druckbehälter
befindlichen Gas in den aufblasbaren Sack bewirkt. Um ein zu
schlagartiges Eintreten des Druckgases in den Sack zu vermei
den, ist der zylindrische Behälter von einem zweiten Behälter
umgeben, der mit einem in der Richtung der Achse der Kolben
stange verschiebbar geführten und den Behälter überdeckenden
Deckel versehen ist, der auf seinem gesamten Umfang mit Aus
trittslöchern für das austretende Druckgas versehen ist. Diese
Bauart weist den Vorteil auf, daß das durch das schlagartige
Aufbrechen des Wandungsteiles aus dem Druckbehälter ausströ
mende Druckgas gedrosselt und verteilt wird. Der als Verteiler
wirkende, teleskopartig an dem Innenbehälter und am Außenbehäl
ter geführte Deckel kann aber im Ernstfall verklemmen.
Andere Schutzeinrichtungen, wie sie beispielsweise aus der DE-
OS 23 05 908 bekannt sind, besitzen ähnliche plattenartige Ven
tile, die bei der Zündung einer Treibladung an der Stirnseite
des Druckbehälters abgesprengt werden. Es sind auch Druckbehäl
ter (DE-OS 17 81 383) bekannt, die quer zur Fahrtrichtung des
Fahrzeuges in einer länglichen Ausnehmung im Armaturenbrett des
Fahrzeuges angeordnet werden können. Diese Druckbehälter sind
konzentrisch von einem mit einer horizontalen schlitzartigen
Auslaßöffnung versehenen Außenbehälter umgeben und werden durch
die Explosion einer Sprengladung entlang einer horizontalen
Sollbruchlinie über ihre gesamte Länge aufgerissen. In allen
diesen Fällen tritt ein unkontrolliertes Aufblasen des dem Fah
rer oder dem Beifahrer zugewandten Prallsackes auf, das uner
wünscht ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schutzein
richtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß das un
erwünschte schlagartige Austreten des Druckgases in den Luft
sack vermieden wird.
Dies wird bei einer Schutzeinrichtung der eingangs genannten
Art dadurch erreicht, daß das Wandungsstück Teil der Wandung
eines hohlen Ventilblockes ist, der mit der Ausströmöffnung
versehen ist, daß das Wandungsstück mit einem in das Innere des
Ventilblockes ragenden Ansatz versehen ist, daß die Kolben
stange quer zu dem Ansatz im Ventilblock verschiebbar ist, und
daß der Ansatz in der Bewegungsbahn der Kolbenstange liegt.
Durch diese Ausgestaltung wird das Wandungsstück nicht senk
recht zu der Ebene herausgerissen, in der seine Sollbruchstel
len liegen, sondern zu dieser Ebene verschwenkt, wobei sich das
Wandungsstück klappenartig um zunächst verbleibende Verbin
dungsstellen verschwenkt, ehe es von der Kraft des ausströmen
den Druckgases ganz herausgerissen werden kann. Es entstehen
daher bei der Axialverschiebung der Kolbenstange zunächst
sichelartige Öffnungen an zwei gegenüberliegenden Seiten des
sich lösenden Wandungsstückes, die immer größer werden, bis die
gesamte Ventilöffnung freigegeben ist. Es wird dadurch möglich,
die Menge des ausströmenden Druckgases zu steuern und in der
Anfangsphase verhältnismäßig klein zu halten, ehe die gesamte
zur Verfügung stehende Druckgasmenge schlagartig ausströmt.
Diese Ausgestaltung ermöglicht daher das einwandfreie und stö
rungsfreie Entfalten des zunächst zusammengelegten Prallsackes,
ohne daß eine Behinderung durch ein Verklemmen mechanisch ge
führter Teile befürchtet zu werden braucht.
Besonders vorteilhaft ist es nach Anspruch 2 für Schutzeinrich
tungen der eingangs genannten Art, bei denen die Ausströmöff
nung von einem kappenartigen und wiederum mit Ausströmöffnungen
versehenen Deckel überdeckt ist, wenn die Kolbenstange an ihrem
von dem Betätigungskolben abgewandten Ende mit dem radial von
ihr abstehenden kappenartigen Deckel versehen ist. Bei einer
solchen Ausführung wird der Deckel unmittelbar von der Kolben
stange und damit störungsfrei von der Ausströmöffnung abge
hoben, kann den Prallsack parallel zu der mit der Betätigung
der Kolbenstange ausströmenden Druckgasmenge auch mechanisch um
einen gewissen Betrag entfalten und als eine Art Leitschaufel
für das austretende Druckgas dienen, das dadurch gezielt umge
lenkt und diffusorartig in den Prallsack eintreten kann.
Nach Anspruch 4 kann der Deckel mit einem parallel zu der Achse
der Kolbenstange verlaufenden Rand versehen sein, der in der
Art eines Kolbens dicht in einer zylindrischen Ausnehmung des
Ventilblockes gehalten ist, solange die Kolbenstange in der
ersten Endlage steht. Diese Ausgestaltung ermöglicht eine kom
pakte und stabile geschlossene Bauweise der gesamten Schutzein
richtung, die im nicht betätigten Zustand gegen Außeneinflüsse,
insbesondere gegen eine mögliche Verschmutzung geschützt ist.
Bei einer solchen Ausführungsform können nach Anspruch 5 die
Ausströmöffnungen des Deckels ausschließlich in dessen Rand
vorgesehen sein, so daß die gewünschte Umlenkung der austreten
den Druckgasmenge erreicht und das unerwünschte Vorschnellen
des zentralen Prallsackbereiches in Richtung auf die zu schüt
zende Person vermieden wird. Nach Anspruch 6 können diese Aus
strömöffnungen auch als von dem freien Rand des Randes aus zum
geschlossenen Deckelteil hin verlaufende Schlitze ausgebildet
sein, die nach Anspruch 7 an ihrer geschlossenen Seite eine
kreisförmige Abrundung aufweisen. Durch diese Ausgestaltung
kann der Effekt einer Drosselung der in den ersten Millisekun
den ausströmenden Druckgasmenge noch unterstützt werden, weil
die Druckgasmenge noch nicht durch den vollen Querschnitt der
Ausströmschlitze austreten kann. Um eine möglichst gleichmäßige
Verteilung des austretenden Druckgases aus diesen Ausström
schlitzen zu erreichen, kann an der freien umlaufenden Kante
des Randes eine Lochplatte befestigt sein, die eine zentrale
Ausnehmung für die Kolbenstange aufweist.
Die Länge des Randes kann nach Anspruch 9, parallel zur Kolben
stange gemessen, so ausgelegt werden, daß sie dem Verstellweg
der Kolbenstange aus der ersten in die zweite Endlage ent
spricht. Bei einer solchen Auslegung ist der Deckel bei ausge
fahrener Kolbenstange mit seinem Rand auch vollständig aus der
Führung ausgetreten, so daß neben den Ausströmschlitzen auch
noch ein Ringbereich für das ausströmende Druckgas zur Verfü
gung gestellt werden kann, wenn das erforderlich ist.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform ergibt sich, wenn
im Ventilblock zwei diametral gegenüberliegende Wandungsteile
mit fluchtend zueinander angeordneten Ansätzen vorgesehen sind,
deren freie Stirnseiten in einem Abstand zueinander stehen, der
etwas größer als der Durchmesser der Kolbenstange ist. Bei
einer solchen Ausführung wird es möglich, den maximal möglichen
Hebelarm für das Verschwenken der Wandungsstücke zur Verfügung
zu stellen, ohne daß der Raumbedarf zu groß wird.
Nach Anspruch 11 kann jeweils angrenzend an jedes Wandungsteil
ein hülsenförmiger Druckbehälter angeschlossen sein, der durch
die Wandung des Ventilblockes abgeschlossen ist. Es entsteht
dann insgesamt ein länglicher, etwa zylindrischer Behälter, der
zentral in seiner Mitte die Austrittsöffnung mit dem an der
Kolbenstange angebrachten Diffusordeckel aufweist. Solche Aus
führungsformen eignen sich besonders zur Betätigung des Prall
sackes für den Beifahrer, weil sie wegen ihrer Abmessungen ohne
weiteres auch noch oberhalb des dort im allgemeinen anzuordnen
den Handschuhfaches im Armaturenbrett unterbringbar sind.
Nach Anspruch 13 kann der Ventilblock aber auch von einem rei
fenförmigen Druckbehälter umgeben sein, der konzentrisch zum
Ventilblock angeordnet und auf seiner offenen Innenseite durch
eine zylindrische Wand des Ventilblockes geschlossen ist. Auch
bei dieser Ausführungsform ergibt sich eine kompakte Bauart,
die aber wegen ihrer Abmessungen mehr zur Unterbringung im Mit
telteil des Lenkrades, also zum Einsatz als Prallsack für den
Fahrer, geeignet ist.
Bei beiden Ausführungsformen können mindestens die an den Ven
tilblock angesetzten Druckbehälter aus einem dünnwandigen Mate
rial bestehen, das außen durch eine die Druckbehälter einhül
lende Faserverbundwicklung verstärkt ist, wie das im Anspruch
14 zum Ausdruck gebracht wird. Der Ventilblock selbst kann nach
Anspruch 15 aus einem geschmiedeten Hohlprofil mit dickerer
Wandstärke als das Material der Druckbehälter hergestellt sein.
Es haben sich insbesondere Aluminium oder Aluminiumlegierungen
hierfür als besonders vorteilhaft erwiesen, weil das Gesamtge
wicht der Schutzeinrichtung auf diese Weise niedrig gehalten
werden kann.
Nach den Ansprüchen 16 und 17 schließlich kann in den massiv
ausgebildeten Ventilblock sowohl eine druck- und gasdicht ver
schließbare Befüllöffnung als auch ein Sicherheitsventil vor
gesehen sein, und es kann dem oder den Druckbehältern ein
Drucksensor zur ständigen Erfassung des in den Druckbehältern
herrschenden Druckes zugeordnet sein, der entweder an der Wan
dung der Druckbehälter oder direkt an einer Wandung des Ventil
blockes angebracht ist.
Die Erfindung ist anhand von zwei Ausführungsbeispielen in der
Zeichnung dargestellt und wird im folgenden erläutert. Es
zeigt
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße
Schutzeinrichtung in Form einer im wesentlichen
zylindrischen Einheit, deren Länge größer als der
Durchmesser ist,
Fig. 2 die Draufsicht auf die Schutzeinrichtung der Fig. 1
in Richtung des Pfeiles II gesehen,
Fig. 3 eine andere Ausführungsform einer Schutzeinrichtung
nach der Erfindung, die ebenfalls zwar im wesentli
chen die Form eines Zylinders aufweist, wobei in die
sem Fall aber der Durchmesser des Zylinders wesent
lich größer als seine Längserstreckung ist, und
Fig. 4 die Draufsicht auf die Schutzeinrichtung der Fig. 3
in Richtung des Pfeiles IV der Fig. 3 gesehen.
In den Fig. 1 und 2 sind zu beiden Seiten eines zentralen Ven
tilblockes (1) zwei hülsenförmige Druckbehälter (2 und 3) ange
ordnet, die jeweils aus einem Aluminuim- oder Aluminiumlegie
rungsblech bestehen, an ihrer offenen Seite einen Befestigungs
flansch (2a bzw. 3a) aufweisen und mit diesem Flansch dicht mit
der zugeordneten Wandung (1a bzw. 1b) des Ventilblockes (1)
verschweißt sind. Die Druckbehälter (2 und 3) bestehen aus Hül
sen, die rotationssymmetrisch zu einer Mittellängsachse (4)
ausgebildet sind. Der Ventilblock (1) grenzt mit seinen kreis
förmigen Wandungen (1a und 1b), die im wesentlichen den glei
chen Durchmesser wie die Flansche (2a bzw. 3a) aufweisen, an
diese Druckbehälter (2 und 3) an. Zumindest die beiden Druckbe
hälter (2 und 3) sind an ihrem äußeren Umfang mit einer Faser
verstärkung in der Form einer Faserverbundwicklung (5) verse
hen, die sich bei Bedarf aber auch, wie aus Fig. 2 entnommen
werden kann, zumindest zum Teil in den Bereich des Ventilbloc
kes (1) herein erstrecken kann. Es reicht aber auch aus, aus
schließlich die Außenflächen der beiden Druckbehälter (2 oder
3) mit einer Faserverbundwicklung zu versehen, die den an sich
dünnwandigen und daher leichten Druckbehältern (2 und 3) die
ausreichende Festigkeit für die Aufnahme eines Druckgases ver
leihen, das jeweils über ein Füllventil (6), das im Ventilblock
(1) angeordnet ist, nach der Fertigstellung der Druckbehälter
einheit in die Druckbehälter (2 bzw. 3) eingefüllt wird. Die
Füllventile (6) werden anschließend druck- und gasdicht so
verschweißt, daß der Druck des gasförmigen Mediums in den
Druckbehältern (2 und 3), der in der Größenordnung von 500 bar
liegen kann, auch über längere Zeit, insbesondere über die ge
samte Lebensdauer der später in ein Kraftfahrzeug eingebauten
Schutzeinrichtung, aufrechterhalten werden kann.
Der Ventilblock (1) besteht aus einem geschmiedeten Aluminium-
oder Aluminiumlegierungshohlprofil und besitzt an einer Seite
einen Ansatz mit einer zylindrischen Ausnehmung (7), in der ein
Deckel (8) aufgenommen ist, der mit einem umlaufenden Rand (8a)
versehen ist, der mit seinem zylindrischen Umfang in der Aus
nehmung (7) sitzt und durch einen O-Ring (9) in dieser Ausneh
mung (7) abgedichtet gehalten ist. An der unteren freien Stirn
seite des Randes (8a) ist eine Lochblechscheibe (10) befestigt.
In den umlaufenden Rand (8a) sind von der freien Stirnseite her
schlitzartige Austrittsöffnungen (11) eingearbeitet, die an
ihrer geschlossenen Seite abgerundet sind und damit eine torbo
genähnliche Gestalt erhalten. Diese schlitzartigen Austritts
öffnungen (11) sind über den gesamten Umfang des Randes (8a)
gleichmäßig verteilt.
Der Deckel (8) ist beim gezeigten Ausführungsbeispiel ein
stückig mit einer Kolbenstange (12) ausgebildet, die über einen
O-Ring (13) abgedichtet aus dem oberen Ende eines in sich ge
schlossenen Zylinders (14) herausragt. In dem innerhalb des Zy
linders (14) verlaufenden Bereich besitzt die Kolbenstange (12)
eine Erweiterung in der Form eines Kolben (15), der ebenfalls
mit Hilfe eines O-Ringes (16) abgedichtet in einem ersten zy
lindrischen Bereich (17) innerhalb des Zylinders (14) geführt
werden kann.
Unterhalb von dem Kolben (15) befindet sich ein weiterer zy
lindrischer Raum (18) mit etwas kleinerem Durchmesser als der
Zylinderraum (17). Dieser Zylinderraum (18) ist nach unten
durch einen Zünder (19) abgeschlossen, der in den Raum (18)
hereinragt. Der Zylinderraum (18) ist im übrigen mit einem
pyrotechnischen Material (20) gefüllt, das bei einer Zündung zu
einer schlagartigen Volumenvergrößerung führt.
In dem Bereich zwischen Deckel (8) und dem Zylinder (14) befin
det sich anschließend an die Ausnehmung (7) eine ebenfalls im
wesentlichen zylindrische Ausnehmung (21), die an den Wandungs
teilen (1a und 1b) des Ventilblockes (1) durch Wandungsstücke
(22) abgeschlossen ist, die jeweils die Form von kreisförmigen
Platten besitzt, die durch eine umlaufende Sollbruchstelle (23)
gegenüber den angrenzenden Wandteilen abgegrenzt sind. Von den
plattenförmigen Wandungsstücken (22) aus ragen bolzenartige An
satzstücke (24) in den Raum (21) herein und enden mit ihren
freien Stirnseiten jeweils im Abstand zu der Kolbenstange (12).
Die Kolbenstange (12) ihrerseits ist mit einem Kragen in der
Form einer Mitnehmerscheibe (25) versehen, die in bekannter
Weise durch einen Sicherungsring (26) in ihrer Lage gehalten
werden kann.
Nicht dargestellt ist in den Fig. 1 und 2 der bei Betätigung
der Einrichtung der Fig. 1 und 2 durch das austretende Druckgas
aufblasbare Prallsack. Dieser Prallsack schließt sich aber in
an sich bekannter Weise an die Ausnehmung (7) an und er liegt
im Ausgangszustand in zusammengefalteter Form mit einer Einlaß
öffnung dicht am Außenrand der Ausnehmung (7) auf. Die gesamte
Schutzeinrichtung einschließlich dem Prallsack wird dann am
Armaturenbrett des Fahrzeuges, beispielsweise oberhalb des
Handschuhfaches und vor dem Beifahrer durch nicht näher ge
zeigte Befestigungsarme angebracht.
Die neue Schutzeinrichtung arbeitet wie folgt:
Tritt, beispielsweise ausgelöst durch einen Unfall, eine Ver
zögerung des Fahrzeuges auf, die größer als ein vorbestimmtes
Maß ist, dann wird der Zünder (19) ausgelöst. Das im zylind
rischen Raum (18) befindliche pyrotechnische Material wird ge
zündet, expandiert schlagartig und drückt den Kolben (15) zu
sammen mit der Kolbenstange (12) in Richtung des Pfeiles (27)
nach oben. Die Kolbenstange (12) wird daher aus der in der Fig.
1 gezeigten ersten Endlage in eine zweite Endlage axial ver
schoben, in der der Kolben (15) am oberen Ende des zylindri
schen Raumes (17) anschlägt. Der mit der Kolbenstange (12) fest
verbundene Deckel (8) nimmt dann die Lage (8′) ein.
Ehe diese zweite Endlage der Kolbenstange (12) aber erreicht
ist, schlägt die Mitnehmerscheibe (25) an den beiden bolzenar
tigen Ansätzen (24) an und schwenkt diese unter der Kraft des
expandierenden pyrotechnischen Materiales (20) im Gegenuhrzei
ger- bzw. im Uhrzeigersinn in Richtung zu der Ausnehmung (7).
Bedingt durch den Angriff der Mitnehmerscheibe (25) an den he
belarmartig wirkenden Bolzen (24) bricht die Sollbruchstelle
(23) am Umfang der plattenartigen Wandungsteile (22) auf, und
zwar zunächst in den parallel zu der Verstellrichtung (27) lie
genden oberen und unteren Bereichen der Wandungstücke (22), so
daß parallel zu der Bewegungsrichtung (27) diametral gegenüber
liegende, sichelartige Bruchstellen an den Wandungsstücken (22)
entstehen, die bei fortschreitender Verschiebung der Kolben
stange (12) immer größer werden, ehe sie ineinander übergehen
und die Wandungsstücke (22) vollkommen herausgebrochen sind.
Bis dies geschieht, werden die Wandungsstücke (22) klappenartig
um die senkrecht zur Verschieberichtung (27) liegenden verblei
benden Verbindungsstücke im Bereich der Sollbruchstelle herum
geschwenkt. Dies bewirkt ein gesteuertes Austreten des unter
hohem Druck in den beiden Behältern (2 und 3) befindlichen
Gases. Das Gas tritt daher nicht bei der Zündung des pyrotech
nischen Materiales (20) schlagartig aus und in den gefalteten
Prallsack ein, was zu Nachteilen bei der Auffaltung und im Ver
halten des Prallsackes führen könnte. Das Druckgas tritt viel
mehr zunächst gedrosselt in kleinerer und dann in immer größer
werdender Menge aus. Da gleichzeitig mit diesem Ausströmvorgang
sich auch der Deckel (8) aus seiner Ausgangslage in die Endlage
(8′) bewegt, gelangen auch die schlitzartigen Öffnungen (11)
erst nach und nach über den oberen Rand der Ausnehmung (7)
hinaus und geben auch erst nach und nach die volle Ausströmöff
nung frei. Dabei wirkt sich die bogenartige Ausgestaltung der
schlitzartigen Öffnungen vorteilhaft aus. Die Ausgestaltung muß
dabei so getroffen werden, daß zumindest ein Teil des abgerun
deten Endes der schlitzartigen Öffnungen (11) über den oberen
Rand der Ausnehmung (7) ausgetreten ist, wenn der Schwenkvor
gang und das Aufreißen der Sollbruchstellen (23) der Wandungs
stücke (22) einsetzt.
Der Deckel (8) wirkt dabei zum einen als Umlenkmittel für das
austretende Druckgas und sorgt dafür, daß das einströmende Gas
in die Bereiche gelenkt wird, die zu einem ordnungsgemäßen und
schnellen Aufblasen des Prallsackes vorgesehen sind. Der Deckel
(8) leitet aber selbst bereits die Auffaltung des Prallsackes
ein, indem er mechanisch den mittleren Bereich des Prallsackes
von dem oberen Rand der Ausnehmung (7) abhebt. Es hat sich ge
zeigt, daß mit einer solchen Schutzeinrichtung das erstrebte
exakte, aber schnelle Aufblasen den Prallsackes erreicht werden
kann. Die Lochblende (10) an der Unterseite des Deckels (8)
trägt mit zu einer gleichmäßigen Verteilung des austretenden
Druckgases bei.
Aus Fig. 1 ist schließlich noch erkennbar, daß in dem Druckbe
hälter (2) ein Drucksensor (28) untergebracht ist, der dazu
diente, Informationen über den im Inneren des Druckbehälters
herrschenden Druck über die gesamte Lebensdauer der Schutzein
richtung zu geben.
Die Fig. 3 und 4 zeigen eine Schutzeinrichtung, deren Ventil
block (100) hinsichtlich seiner Funktionsteile identisch zu dem
Ventilblock (1) der Fig. 1 und 2 aufgebaut ist. Unterschiedlich
ist, daß hier die Außenwandung (100a) eine zylinderförmig um
laufende Wand bildet, während die Ober- und die Unterseite
flach ausgebildet sind. Der Druckbehälter (200) besteht in diesem
Fall aus einem einzigen umlaufenden reifenförmigen Ring,
der insgesamt von einer Faserverbundwicklung (50) eingehüllt
ist.
Die anhand der Fig. 1 bereits beschriebenen inneren Funktions
teile des Ventilblockes (100) haben, weil sie identisch zu
jenen der Ausführungsform der Fig. 1 und 2 ausgebildet sind,
auch die gleichen Bezugszeichen erhalten. Der Hauptunterschied
des Gesamtaufbaues besteht gegenüber der Ausführungsform der
Fig. 1 und 2 darin, daß die Achse (51) der Kolbenstange (12)
beim Ausführungsbeispiel der Fig. 3 und 4 auch die Mittelachse
der gesamten Einrichtung und damit auch die Mittelachse des
reifenförmigen Druckbehälters (200) mit der Faserverbundwick
lung (50) ist. Eine Einrichtung, wie sie in den Fig. 3 und 4
gezeigt ist, ist besonders geeignet für den Einbau eines Air-
Bag-Systems in die Nabe des Lenkrades eines Kraftfahrzeuges.
Die Funktion des Ventilblockes (100) entspricht jener des Ven
tilblockes (1). Hierauf wird daher nicht noch einmal einge
gangen.
Bei der Ausführungsform der Fig. 3 und 4 kann anstelle des für
den zweiten Druckbehälter (3) der Fig. 1 vorgesehenen Befüll
ventiles ein Sicherheitsleckventil (29) im Ventilblock (100)
vorgesehen sein, das zum Beispiel dann, wenn der Druck im
Druckbehälter (22) durch Temperatureinwirkung - zum Beispiel
bei einem Brand des Fahrzeuges - zu hoch wird, für ein geziel
tes Ablassen des Druckgases sorgt. Natürlich kann ein solches
Sicherheitsleckventil z. B. in der Form eines Schmelzventiles
auch im Ventilblock (1) der Ausführungsform der Fig. 1 und 2
noch zusätzlich zu den dort vorgesehenen beiden Befüllventilen
(6) vorgesehen werden.
Claims (18)
1. Schutzeinrichtung für Insassen eines Kraftfahrzeuges,
insbesondere eines Personenkraftwagens, mit einem zur Speiche
rung eines unter Druck stehenden Gases dienenden Druckbehälter
(2, 3, 200), der über eine in der Druckbehälterwandung vorge
sehene Ausströmöffnung (7) mit dem Innenraum eines durch das
Gas aufblasbaren Sackes verbunden ist, wobei die Ausströmöff
nung über wenigstens ein Ventil (22) verschließbar ist, das aus
einem von einer Sollbruchstelle (23) umgebenen Wandungsstück
des Druckbehälters und aus einer mit diesem Wandungsstück in
Wirkverbindung stehenden Kolbenstange (12) besteht, die aus ei
nem geschlossenen und mit einem pyrotechnischen Medium (20) ge
füllten Auslösezylinder (14) einseitig herausragt und durch ei
nen im Auslösezylinder angeordneten Kolben (15) axial aus ihrer
ersten in eine zweite Endlage verschiebbar ist, wenn die Zün
dung des pyrotechnischen Mediums erfolgt,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Wandungsstück (22) Teil der Wandung (1a, 1b, 100a)
eines hohlen Ventilblockes (1, 100) ist, der mit der Ausström
öffnung (7) versehen ist, daß das Wandungsteil (22) mit einem
in das Innere (21) des Ventilblockes (1, 100) ragenden Ansatz
(24) versehen ist, daß die Kolbenstange (12) quer zu dem Ansatz
(24) im Ventilblock verschiebbar ist, und daß der Ansatz (24)
in der Bewegungsbahn der Kolbenstange (12) liegt.
2. Schutzeinrichtung nach Anspruch 1 mit einer Ausström
öffnung, die von einem kappenartigen, mit Ausströmöffnungen
(11) versehenen Deckel (8) überdeckt wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kolbenstange (12) an ihrem von dem Kolben (15) abge
wandten Ende mit dem radial von ihr abstehenden kappenartigen
Deckel (8) versehen ist.
3. Schutzeinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Kolben (15) mit der Kolbenstange (12) verbunden ist und
in der zweiten Endlage der Kolbenstange an der der Kolbenstange
zugewandten Stirnseite des Zylinderraumes (17) des Auslösezy
linders (14) anliegt.
4. Schutzeinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Deckel (8) mit einem parallel zu der Achse der Kolben
stange (12) verlaufenden Rand (8a) versehen ist, der in der Art
eines Kolbens dicht in einer zylindrischen Ausnehmung (7) des
Ventilblockes (1, 100) gehalten ist, wenn die Kolbenstange (12)
in der ersten Endlage steht.
5. Schutzeinrichtung nach den Ansprüchen 2 und 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Ausströmöffnungen (11) des Deckels (8) ausschließlich
in dessen Rand (8a) vorgesehen sind.
6. Schutzeinrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Ausströmöffnungen (11) als von dem freien Ende des Ran
des (8a) aus zum geschlossenen Deckel (8) hin verlaufende
Schlitze ausgebildet sind.
7. Schutzeinrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schlitze (11) an ihrer geschlossenen Seite eine kreis
förmige Abrundung aufweisen.
8. Schutzeinrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß an der freien umlaufenden Stirnkante des Randes (8a) eine
Lochplatte (10) befestigt ist, die eine zentrale Ausnehmung für
die Kolbenstange (8) aufweist.
9. Schutzeinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Länge des Randes (8a), parallel zur Kolbenstange (12)
gemessen, so ausgelegt ist, daß sie dem Verstellweg der Kolben
stange (12) aus der ersten in die zweite Endlage entspricht.
10. Schutzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Ventilblock (1, 100) zwei diametral gegenüberliegende
Wandungsteile (22) mit fluchtend zueinander angeordneten Ansät
zen (24) vorgesehen sind, deren freie Stirnseiten in einem Ab
stand zueinander stehen, der etwas größer als der Durchmesser
der Kolbenstange (12) ist.
11. Schutzeinrichtung nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß jeweils angrenzend an jedes Wandungsteil (22) ein hülsen
förmiger Druckbehälter (2, 3) anschließt, der durch die Wandung
(1a, 1b) des Ventilblockes (1) abgeschlossen ist.
12. Schutzeinrichtung nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß jeder Druckbehälter (2, 3) in etwa zylindrisch ausgebildet
und mit seiner Mittellängsachse (4) fluchtend zu dem anderen
Druckbehälter ausgerichtet ist.
13. Schutzeinrichtung nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Ventilblock (100) von einem reifenförmigen Druckbehäl
ter (200) umgeben ist, der konzentrisch zum Ventilblock (100)
angeordnet und auf seiner offenen Innenseite durch eine zylin
drische Wand (100a) des Ventilblockes (100) geschlossen ist.
14. Schutzeinrichtung nach Anspruch 11 oder 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens die an dem Ventilblock (1, 100) angesetzten
Druckbehälter (2, 3, 200) aus einem dünnwandigen Material be
stehen, das außen durch eine die Druckbehälter einhüllende
Faserverbundwicklung (5, 50) verstärkt ist.
15. Schutzeinrichtung nach den Ansprüchen 11, 13 oder 14,
dadurch gekennzeichnet
daß der Ventilblock (1, 100) aus einem geschmiedeten Hohlprofil
mit dickerer Wandstärke als das Material der Druckbehälter (2,
3, 200) besteht.
16. Schutzeinrichtung nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Ventilblock (1, 100) eine druck- und gasdicht ver
schließbare Befüllöffnung (6) und/oder ein Sicherheitsventil
(29) für den oder die Druckbehälter vorgesehen ist.
17. Schutzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16,
dadurch gekennzeichnet
daß dem oder den Druckbehältern (2, 3, 200) ein Drucksensor
(28) zur ständigen Erfassung des in den Druckbehältern herr
schenden Druckes zugeordnet ist.
18. Schutzeinrichtung nach Anspruch 1 und 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kolbenstange (12) mit einem Kragen (15) versehen ist,
und daß die Ansätze (24) in der Bewegungsbahn des Kragens (15)
liegen.
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