DE4439321A1 - Airbagaufblasvorrichtung mit einem Speichergasbehälter aus Compositmaterial - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Schutz eines Insassen eines Fahrzeugs im Falle eines Zu­ sammenstoßes oder dergleichen. Die vorliegende Erfindung richtet sich insbesondere auf eine Airbagaufblasvorrich­ tung mit einem Speichergasbehälter, der aus einem Com­ positmaterial hergestellt ist.

Stand der Technik

Es ist bereits bekannt, ein aufblasbares Airbag zu ver­ wenden, um einen Fahrzeuginsassen im Falle eines Zusam­ menstoßes oder dergleichen zu schützen. Bei einigen Sy­ stemen wird der Airbag durch ein unter Druck in einem Behälter gespeichertes Gas aufgeblasen. Im Falle einer plötzlichen Fahrzeugverzögerung und/oder eines Seiten­ aufstoßes am Fahrzeug wird das Gas aus dem Behälter freigegeben und in den Airbag geleitet, um den Airbag oder den Gassack aufzublasen, um so die Bewegung des Fahrzeuginsassen zu beschränken.

Es ist bereits bekannt, eine Detoniervorrichtung zu verwenden, um einen Speichergasbehälter zur Bildung einer Öffnung in einer Wand des Behälters zu zerbrechen. Wenn dies getan wird, so kann der Teil der Behälterwand, der aufgebrochen wird, in kleine Bruchteile oder Fragmente zerbrochen werden. Diese Fragmente können in unerwünsch­ ter Weise in das aus dem Behälter fließende Gas gezogen werden. Es ist bereits bekannt, Filtermaterial zwischen einem Behälter und einem Airbag anzuordnen, um diese Fragmente einzufangen.

Zusammenfassung der Erfindung

Die Erfindung sieht eine Vorrichtung vor, zum Aufblasen eines Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystems, wie beispiels­ weise einen Airbag oder einen Gassacks. Die Vorrichtung weist Enthalte- oder Aufnahmemittel auf, um ein Aufblas­ strömungsmittel unter Druck zu enthalten oder aufzuneh­ men. Die Aufnahmemittel weisen eine Auskleidung auf und ein Compositmaterial, welches die Auskleidung umschließt. Das unter Druck in den Behältermitteln befindliche Auf­ blasströmungsmittel wird dann, wenn es aus den Behälter­ mitteln freigegeben wird, die Fahrzeuginsassen-Rückhal­ tevorrichtung aufblasen. Die Vorrichtung weist auch Lenk- oder Leitmittel auf, um das Aufblasströmungsmittel bei Freigabe aus den Aufnahmemitteln zu der Fahrzeuginsassen- Rückhaltevorrichtung zu leiten, um die Fahrzeuginsassen- Rückhaltevorrichtung auf zublasen. Ferner weist die Vorrichtung Öffnungsmittel auf, um die Aufnahmemittel zu öffnen, und zwar durch Brechen oder Zerbrechen des Com­ positmaterials und der Auskleidung zum Zwecke der Frei­ gabe des Aufblasströmungsmittels aus den Aufnahmemitteln. Dann, wenn die Auskleidung zerbrochen wird, werden Aus­ kleidungsfragmente oder Bruchstücke erzeugt. Das Compo­ sitmaterial weist Mittel auf, um die Trennung der Aus­ kleidungsfragmente von den Aufnahmemitteln zu verhindern.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf ein Ver­ fahren zum Aufblasen einer Fahrzeuginsassen-Rückhalte­ vorrichtung wie beispielsweise einem Airbag. Das Verfah­ ren sieht dabei die folgenden Schritte vor:
Vorsehen eines Aufblasströmungsmittels unter Druck in einer Kammer definiert durch eine Auskleidung umschlossen von einem Compositmaterial; Öffnen des Behälters durch Brechen des Compositmaterials und der Auskleidung zur Freigabe des Aufblasströmungsmittels aus dem Behälter, wobei die Aus­ kleidung dann, wenn sie zerbrochen wird, Auskleidungs­ fragmente erzeugt; Verhinderung der Trennung der Aus­ kleidungsfragmente vom Behälter durch das Compositma­ terial; und
Leiten oder Richten der Strömung aus Aufblasströmungs­ mitteln vom Behälter in die Fahrzeuginsassen-Rückhal­ tevorrichtung zum Aufblasen derselben.

Gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird der Aufblasströmungsmittelbehälter durch einen Ge­ häuseteil zerbrochen oder gebrochen, und zwar infolge des Zerstörens der Tür des Fahrzeugs. Der Behälter ist von gleicher Konstruktion wie der Behälter im ersten Aus­ führungsbeispiel und das Compositmaterial des Behälters verhindert die Trennung von Bruchstücken oder Fragmenten des Behälters beim Zerbrechen.

Weitere Vorteile, Ziele und Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung beschrieben; in der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeug mit einem an der Tür angebrachten Airbagmodul mit einem Speichergasbehälter gemäß der Erfindung und mit einem Airbag dargestellt in seinem Einsatz­ zustand;

Fig. 2 eine schematische Darstellung aus Richtung der Linie 2-2 in Fig. 1;

Fig. 3 einen Längsschnitt des Moduls der Fig. 1;

Fig. 4 einen Querschnitt des Moduls längs Linie 4-4 in Fig. 3;

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht des Speichergasbe­ hälters gemäß Fig. 1;

Fig. 6 einen Schnitt längs Linie 6-6 der Fig. 5;

Fig. 7 eine Ansicht ähnlich Fig. 5, wobei der Behälter in einem geöffneten Zustand dargestellt ist;

Fig. 8 einen vergrößerten Schnitt eines Teils der Wand des Behälters der Fig. 6;

Fig. 9 eine schematische Ansicht, die einen Teil des Compositmaterials der Behälterwand darstellt;

Fig. 10 einen schematischen Schnitt längs Linie 10-10 der Fig. 9;

Fig. 11 eine schematische Darstellung eines Teils des Be­ hälters in einem Öffnungszustand;

Fig. 12 schematisch eine Airbagaufblasanordnung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung; und

Fig. 13 schematisch eine Airbagaufblasvorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Es seien nunmehr bevorzugte Ausführungsbeispiele der Er­ findung beschrieben.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrich­ tung und ein Verfahren zur Einschränkung oder Beschrän­ kung der Bewegung eines Fahrzeuginsassen während einer Kollision oder dergleichen. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf eine Aufblasvorrichtung zum Aufblasen eines Airbags zum Schutze eines Fahrzeuginsassen während einer Kollision. Die vorliegende Erfindung ist anwendbar bei verschiedenen Aufblasvorrichtungskonstruktionen. Re­ präsentativ für die vorliegende Erfindung zeigt Fig. 1 ein Fahrzeuginsassen-Rückhaltemodul 10.

Das Modul 10 ist in einer Tür 12 eines Fahrzeugs 14 ange­ bracht. Wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt, sitzt ein Fahr­ zeuginsasse 16 auf einem Fahrzeugsitz 18. Ein Fahrzeug­ sitzimpakt oder Stoßsensor ist schematisch bei 20 gezeigt und ist elektrisch mit der Fahrzeugschaltung 22 verbun­ den, die einen Computer aufweisen kann. Leiterdrähte 24 erstrecken sich von der Fahrzeugschaltung 22 und sind in einer nicht gezeigten Art und Weise mit den Leiterdrähten 26 im Airbagmodul 10 verbunden. Das Modul 10 weist auch einen Behälter 30 auf, der ein gespeichertes Aufblas­ strömungsmittel enthält und ferner einen Airbag 32, der schematisch in einem Einsatzzustand in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist.

Das Modul 10 (vergleiche die Fig. 3 und 4) weist ein langgestrecktes Gehäuse 40 mit einer Längsmittelachse 42 auf. Das Gehäuse 40 umfaßt einen Außenmantel 44 befestigt an einem Innenmantel 46. Der Außenmantel 44 (Fig. 1) ist näher an der Außenhaut der Fahrzeugtür 12 angeordnet und der Innenmantel 46 ist näher zum Fahrzeuginsassen 16 an­ geordnet.

Der Gehäuseaußenmantel 44 (Fig. 3) besitzt einen axialen Mittelwandteil 48 mit einer im ganzen rechteckigen Quer­ schnittskonfiguration, wie man am besten in Fig. 4 sieht. Der Außenmantel 44 besitzt einen sphärischen Wandteil 52 nahe einem Axialende 50 des Gehäuses 40. Am entgegenge­ setzt liegenden Axialende 54 des Gehäuses 40 weist der Außenmantel 44 eine rechteckige Endwand 56 auf. Der Außenmantel 44 besitzt einen Flansch 58, der sich um den gesamten Umfang des Außenmantels erstreckt.

Der Gehäuseinnenmantel 46 ist im wesentlichen ein Spie­ gelbild des Außenmantels 44. Der Innenmantel 46 weist einen axialen Mittelwandteil 64 auf mit einer im ganzen rechteckigen Querschnittskonfiguration. Ein kugelförmiger oder sphärischer Wandteil 66 des Innenmantels 46 ist mit dem sphärischen Wandteil 52 des Außenmantels 44 ausge­ richtet. Eine rechteckige Endwand 68 des Innenmantels 46 ist mit der Außenmantelendwand 56 ausgerichtet. Ein Um­ fangsflansch 70 des Innenmantels 46 ist an dem Außenman­ telflansch 58 in geeigneter Weise beispielsweise durch Schweißen befestigt. Der Außenmantel 44 und der Innen­ mantel 46 definieren zwischen sich eine Aufblasströ­ mungsmittelkammer 72 im Gehäuse 40.

Der Innenmantel 46 weist einen kreisförmigen Wandteil 74 auf, der von dem Mittelwandteil 64 in einer Richtung weg von der Kammer 72 ragt. Der kreisförmige Wandteil 74 definiert eine Öffnung 76 in dem Innenmantel 46. Das Gaskissen oder der Airbag 32 ist an dem Innenmantel 46 um die Öffnung 76 herum in einer geeigneten bekannten Art und Weise befestigt. Das Innere des Airbags 32 steht somit in Strömungsmittelverbindung mit der Aufblasströmungsmittelkammer 72. Der Airbag 32 ist schematisch in einem nicht aufgeblasenen Zustand in Fig. 3 dargestellt.

Ein Teil der Kammer 72 links (vergleiche Fig. 3) von einer imaginären Linie 78 bildet eine Trägheitsteil­ chenfalle 80 am Modulende 54. Die Inertial- oder Träg­ heitsteilchenfalle 80 wird im allgemeinen durch einen Endteil 82 des Innenmantelwandteils 64 definiert, der axial nach links (vergleiche Fig. 3) der Öffnung 76 an­ geordnet ist und durch die Endwände 68 und 56 und ferner durch einen Endteil 84 des Außenmantelwandteils 48, der sich axial zusammen mit dem Innenmantelwandteil 82 er­ streckt.

Der Aufblasströmungsmittelbehälter 30 ist in dem Gehäuse 40 angeordnet. Der Behälter 30 ist an dem Gehäuse 40 be­ festigt, und zwar ist er vorzugsweise zwischen dem Außen­ mantel 44 und dem Innenmantel 46 festgeklemmt oder ein­ gefangen. Gummikissen oder Dämpfer 90 und 92 sind wie Teile einer Sphäre oder einer Kugel geformt und sind vorzugsweise plaziert zwischen dem Behälter 30 und dem Gehäuse 40 und stehen klemmartig in Eingriff mit dem Be­ hälter 30.

Der Behälter 30 (vergleiche Fig. 5-10) ist von im allge­ meinen sphärischer Konfiguration. Der Behälter 30 um­ schließt ein Aufblasströmungsmittel, welches vorzugsweise ein Gas 94 (Fig. 6) ist unter Druck, und zwar zum Auf­ blasen des Airbags 32. Das Gas 94 ist in dem Behälter 30 mit einem Druck im Bereich zwischen 500 psi und 10 000 psi gespeichert. Das Gas 94 kann irgendein bekanntes Gas oder eine Mischung von Gasen sein, und zwar geeignet zum Aufblasen des Airbags. Ein bevorzugtes Gas ist Stick­ stoff.

Der Behälter 30 weist eine Behälterwand 95 (Fig. 8) auf. Die Behälterwand 95 besteht aus einer Vielzahl von Schichten aus unterschiedlichen Materialien. Die Schich­ ten der Behälterwand 95 umfassen eine Auskleidung 96, eine galvanische Abschirmung 98 und ein Compositmaterial 100.

Die Auskleidung 96 ist die innerste Schicht oder Lage der Behälterwand 95. Die Auskleidung 96 ist aus einem nicht porösen Material hergestellt und blockiert das Lecken des gespeicherten Gases aus dem Behälter 30 heraus. Die Aus­ kleidung 96 ist vorzugsweise aus Aluminium hergestellt, und zwar von ungefähr 0,60 Zoll Dicke, kann aber auch aus einem unterschiedlichen Metall oder aus Kunststoff her­ gestellt sein.

Die Auskleidung 96 ist im allgemeinen von kugelförmiger Gestalt und kann aus zwei miteinander verschweißten halbkugelförmigen Teilen gebildet sein. Die Auskleidung 96 besitzt eine Innenoberfläche 108 und eine Außenober­ fläche 110. Die Auskleidung 96 besitzt einen flachen axialen Endteil 102 (Fig. 3), der zum linken Ende 54 hinweist, wie man dies in Fig. 3 sieht, und zwar vom Modul 10. Die Auskleidung 96 besitzt auch einen flachen entgegengesetzt liegenden axialen Endteil 104. Ein klei­ ner Gasfüllanschluß 106 (in seiner Größe übertrieben in Fig. 3 gezeigt) ist beispielsweise durch Schweißen am Auskleidungsendteil 104 befestigt.

Die galvanische Abschirmung 98 liegt über der Auskleidung 96. Eine Innenoberfläche 116 der galvanischen Abschirmung liegt über der Außenoberfläche 110 der Auskleidung 96, während eine Außenoberfläche 118 der galvanischen Ab­ schirmung weg von der Auskleidung dargestellt ist. Die galvanische Abschirmung 98 besteht vorzugsweise aus einer dünnen Schicht oder Lage aus Glasfasern anhaftend an der Auskleidung 96 durch ein geeignetes Klebemittel. Das Klebemittel könnte das Matrixmaterial 124 sein, das unten unter Bezugnahme auf das Compositmaterial 100 beschrieben ist. Die galvanische Abschirmung 98 sieht eine elektri­ sche Isolation der Metallauskleidung 96 gegenüber den elektrisch leitenden Kohlenstoffasern vor, die, wie wei­ ter unten beschrieben wird, in dem Compositmaterial 100 vorhanden sind. Die galvanische Abschirmung 98 verhindert somit den Kontakt von unähnlichen Materialien, was sonst zu einer Korrosion der Auskleidung 96 führen könnte.

Das Compositmaterial 100 bildet die äußerste Schicht oder Lage des Behälters 30. Das Compositmaterial 100 ist ein poröses, aber extrem festes Material und verhindert, daß der Druck des gespeicherten Gases die Auskleidung 96 und die galvanische Abschirmung 98 bricht. Das Compositma­ terial 100 besitzt eine Außenoberfläche 120 und eine In­ nenoberfläche 122, die über der Außenoberfläche 118 der galvanischen Abschirmung 98 liegt. Das Compositmaterial 100 weist ein Matrixmaterial 124 auf und ein Verstär­ kungsmaterial angeordnet oder eingebettet in das Matrix­ material.

Das Matrixmaterial 124 ist vorzugsweise ein durch Wärme aushärtbares Anhydridepoxyharz, wie es beispielsweise unter dem Handelsnamen Brunswick LFR-092 bekannt ist und von der Firma Brunswick Corporation Composites Group in Lincoln, Nebraska, USA, erhalten werden kann. Das Ma­ trixmaterial 124 besitzt eine niedrige Viskosität und eine kurze Aushärtzeit geeignet für das Harzübertra­ gungsformen. Das Matrixmaterial 124 besitzt eine Zugfe­ stigkeit von 12 kpsi, einen Zugmodul von 490 kpsi und eine Dichte von 0,04 englische Pfund pro Kubikzoll. Ein anderes geeignetes Matrixmaterial ist ein unter Wärme aushärtendes Vinylesterharz, welches von der Dow Chemical Company verkauft wird und ähnliche Eigenschaften besitzt.

Das Verstärkungsmaterial des Compositmaterials 100 weist eine Vielzahl von Fiber- oder Faserstreifen 130 auf. Die Streifen 130 sind wie Bänder geformt und besitzen eine Breite von ungefähr 0,125′′ bis 0,200′′ und eine Dicke von ungefähr 0,015′′ bis ungefähr 0,020′′. Jedes Band 130 ist ein langes Bündel aus Glas und Kohlenstoffasern, die entlang der Länge des Streifens verlaufen. Die Bänder weisen vorzugsweise 40 Gew.% Glasfasern und 60 Gew.% Kohlenstoffasern auf.

Eine bevorzugte Kohlenstoffaser ist eine aus Polyacryl­ nitril (PAN) abgeleitete Kohlenstoffaser, die erhältlich ist von der Firma BASF Company in Parsippany, New Jersey, USA, und die eine Zugfestigkeit von 550 kpsi, einen 34 Mpsi Zugmodul und eine Dichte von 0,063 englische Pfund pro Kubikzoll besitzt. Ein weiteres bevorzugtes Kohlen­ stoffasermaterial kann von der Firma Amoco Products in Alpharetta, Georgia, unter der Nummer T-650-35 erhalten. Ein bevorzugtes Glasfasermaterial ist das EGlas, welches von der Firma Owens-Corning Corporation in Toledo, Ohio, USA, erhalten werden kann.

Ein Vorimprägnierungsverfahren wird vorzugsweise an den Streifen 130 verwendet. In dem Vorimprägnierungsverfahren werden die Bänder 130 besprüht mit oder eingetaucht in ein Bad aus dem Matrixmaterial 124 zur Bildung eines so­ genannten "Prepreg". Wenn das Prepreg nicht unmittelbar zur Herstellung des Behälters 30 verwendet wird, so wird das Prepreg gekühlt, um die Aushärtung zu verzögern.

Nachdem die galvanische Abschirmung 98 über der Ausklei­ dung 96 angeordnet ist, werden die Bänder 130 in ein Bad aus dem Matrixmaterial 124 eingetaucht und über die gal­ vanische Abschirmung gewickelt, um das Compositmaterial 100 in einem nicht ausgehärteten Zustand zu bilden. Die Bänder oder Streifen 130 werden herumgewickelt, um die gesamte Außenoberfläche des Behälters 30 abzudecken, und zwar mit Ausnahme des Füllanschlusses 106. Bis zu zwölf bis vierzehn oder mehr Schichten oder Lagen aus Streifen oder Bändern 130 werden verwendet. Sodann wird der Be­ hälter 30 erhitzt, um das Matrixmaterial 124 auszuhärten und um die Bildung des Compositmaterials 100 zu vollen­ den. Sodann wird der Behälter 30 mit Gas durch den Füll­ stutzen oder Ansatz 106 gefüllt, der sodann durch Crimpen und/oder Schweißen geschlossen wird.

Die Fig. 9 und 10 veranschaulichen schematisch einen Teil des Compositmaterials 100 einschließlich zweier bei­ spielhafter Streifen 130a und 130b. Das Band 130a hat eine im allgemeinen rechteckige bandartige Konfiguration mit oberen und unteren Oberflächen 144 und 146 und mit Seitenoberflächen 148 und 150. Der Streifen 130a weist eine Vielzahl von verstärkenden Kohlenstoff- und Glasfa­ sern auf, die schematisch bei 152 dargestellt sind und entlang der Länge des Streifens oder Bandes verlaufen. Das Matrixmaterial 124 ist zwischen und unter den Fasern 152 des Bandes 130a angeordnet.

Das Band 130a liegt über dem Band 130b. Das Band 130b besitzt obere und unter Oberflächen 156 und 158 und Sei­ tenoberflächen 160 und 162. Der Streifen 130b weist eine Vielzahl von Verstärkungskohlenstoff- und Glasfasern 164 auf, die entlang der Länge des Streifens oder Bandes ve­ rlaufen. Das Matrixmaterial 124 ist zwischen den Fasern 164 und diese umgebend angeordnet. Eine Schicht 166 aus Matrixmaterial 124 ist zwischen dem Band 130a und dem Band 130b angeordnet. In dem vervollständigten Behälter 30 fließt das Matrixmaterial 124 dazwischen hinein und bedeckt sämtliche der verschiedenen Glas- und Kohlen­ stoffen sämtlicher Streifen 130 zur Bildung des Compo­ sitmaterials 100.

Das Modul 10 (vgl. Fig. 3) weist eine Detoniervor­ richtung 180 auf, die am axialen Endteil 102 des Behäl­ ters 30 angeordnet ist. Die Detoniervorrichtung 180 kann irgendeine bekannte Detoniervorrichtung sein, die geeig­ net ist zum Brechen oder Zerbrechen der Wand des Behäl­ ters 30. Die Detoniervorrichtung 180 ist auf der Achse 42 zwischen dem Behälter 30 und der Öffnung 76 des Gehäuses 40 angeordnet. Eine Tragstruktur 182 befestigt am Gehäuse 40 hält die Detoniervorrichtung 180 gegen den Behälter 30. Die Leiterdrähte 26 erstrecken sich von der Deto­ niervorrichtung 180 und sind in geeigneter Weise mit den Leiterdrähten 24 (Fig. 2) verbunden.

Im Falle eines Seitenaufstoßes von vorbestimmter Größe auf das Fahrzeug 14, leiten Sensor 20 und Computer 22 ein elektrisches Betätigungssignal durch die Leiterdrähte 26 zur Detoniervorrichtung 180. Wenn die Detoniervorrichtung 180 betätigt ist, macht sie eine Öffnung 190 (Fig. 7 und 11) in dem Behälter 30 dadurch, daß die Wand 95 des Be­ hälters zerbrochen wird. Gas 94 fließt aus dem Behälter 30 durch die Öffnung 190 in einer durch den Pfeil 194 (in Fig. 3) dargestellten Richtung. Die Wände des Gehäuses 40 leiten das strömende Gas 94 aus der Kammer 72 heraus und durch die Öffnung 76 und in den Airbag 32, um diesen aufzublasen, wie dies schematisch in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist.

Wenn die Detoniervorrichtung 180 betätigt ist, so zer­ bricht sie in Teile, von denen einige durch das Strömen des Gas 94 in Richtung 194 mitgeführt werden. Viele Teile der Detoniervorrichtung laufen an der Öffnung 76 vorbei in die Trägheitsteilchenfalle 80 und verbleiben in der Trägheitsteilchenfalle.

Wenn der Behälter 130 durch die Detoniervorrichtung 180 geöffnet wird, so zerbricht die Detoniervorrichtung das Compositmaterial 100, die galvanische Abschirmung 98 und die Auskleidung 96. Auf diese Weise wird ein Teil der Behälterwand 95 weggebrochen, und zwar in Fragmente oder Bruchstücke zur Bildung der Öffnung 190. Diese Teile der Behälterwand 95 umfassen Fragmente oder Bruchstücke der Auskleidung 96, die dann geschaffen werden, wenn die Auskleidung zerbrochen wird.

Einige dieser Behälterwandfragmente können sich vom Be­ hälter 30 trennen und werden durch das strömende Gas 94 in die Richtung 194 mitgeführt. Viele Behälterwandfrag­ mente laufen an der Öffnung 76 vorbei in die Trägheits­ teilchenfalle 80 und verbleiben in dieser Trägheitsfalle.

Das Compositmaterial 100 verhindert, daß andere Fragmente der Behälterwand 95 sich von dem Behälter 30 trennen. Das Matrixmaterial 124 ist von klebender Natur. Das Ma­ trixmaterial 124 heftet an Teilchen der Behälterwand 95 an und an den Fasern des Compositmaterials 100. Wenn die Fragmente der Behälterwand 95 durch das strömende Gas 94 dazu veranlaßt werden, sich mit dem Gas zu bewegen, so werden die Bruchstücke, die an den Fasern durch das Ma­ trixmaterial anhaften, an dem Behälter gehalten, und zwar durch die Fasern und das Matrixmaterial.

Das Matrixmaterial 124 haftet somit, wie dies schematisch in Fig. 11 gezeigt ist, an den Fasern 131 des Composit­ materials 100 an und haftet auch an weggebrochenen Bruchstücken 96a, 96b und 96c der Auskleidung 96 an. (Die galvanische Abschirmung 98 ist in Fig. 11 nicht gezeigt.) Fasern 131 und Teile des Matrixmaterials 124 erstrecken sich zwischen den Auskleidungsfragmenten oder Bruchstücken 96a, 96b und 96c und dem verbleibenden nicht zerbro­ chenen Teil der Behälterwand 95. Das Compositmaterial 100, welches das Matrixmaterial 124 aufweist, verhindert somit die Trennung vom Behälter 30, und zwar von Teilen des Behälters einschließlich Fragmenten oder Bruchstücken der Auskleidung 96. Auf diese Weise wird kein Filter in dem Gasströmungspfad zwischen dem Behälter 30 und dem Airbag 32 benötigt.

Fig. 12 zeigt schematisch eine Airbagaufblasanordnung 200 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. In dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein Aufblasströmungsmittelbehälter durch einen Gehäuseteil zerbrochen, und zwar ansprechend auf das Zerstören der Tür des Fahrzeugs.

Die Aufblasvorrichtung 200 weist einen Aufblasströmungs­ mittelbehälter 202 auf, der einen ähnlichen Aufbau be­ sitzt wie der Aufblasströmungsmittelbehälter 30 der Fig. 1-11. Der Behälter 202 ist in einer Aufblasströmungsmit­ telkammer 204 angeordnet, die definiert ist durch ein Gehäuse, von dem ein Teil 206 dargestellt ist. Das Ge­ häuse 206 weist einen Wandteil 208 auf, und zwar be­ nachbart zu und sich im allgemeinen parallel erstreckend zu einem Teil 210 der Fahrzeugtür. Ein V-förmiger Teil 212 des Gehäuses 206 ragt von dem Wandteil 208 nach in­ nen, und zwar in einen anstoßenden Eingriff mit dem Be­ hälter 202.

Beim Auftreten eines seitlichen Stoßes gegen das Fahrzeug von hinreichender Größe deformiert sich der Fahrzeugtür­ teil 210 oder bewegt sich nach innen zu der Aufblasvor­ richtung 200 hin, und zwar in einer Richtung, wie dies durch den Pfeil 214 angedeutet ist. Der Türteil 210 kommt mit dem Gehäusewandteil 208 in Eingriff und deformiert oder bewegt diesen Teil nach innen zum Behälter 202 hin, und zwar in der Richtung 214. Der Vorsprungsteil 212 wird in dem Behälter 202 getrieben. Der Vorsprungteil 212 durchdringt den Behälter 202, zerbricht den Behälter und setzt das Aufblasströmungsmittel aus dem Behälter frei in die Kammer 204 hinein. Das Aufblasströmungsmittel wird in den Airbag 216 geleitet, um die Bewegung des Fahrzeugin­ sassen einzuschränken. Da der Behälter 202 von gleicher Konstruktion ist wie der Behälter 30 im ersten Ausfüh­ rungsbeispiel verhindert das Compositmaterial des Behäl­ ters 202 die Trennung von Fragmenten oder Bruchstücken des Behälters beim Zerbrechen des Behälters.

Fig 13 zeigt schematisch eine Luftsack- oder Airbagauf­ blasanordnung 300 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Im dritten Ausführungsbeispiel der Er­ findung, welches im allgemeinen ähnlich dem zweiten Aus­ führungsbeispiel ist, wird ein Aufblasströmungsmittelbe­ hälter durch ein scharfes Glied zerbrochen, welches an­ gebracht ist an einem Gehäuseteil, und zwar geschieht dies infolge des Zerstörens der Fahrzeugtür.

Die Aufblasanordnung 300 weist einen Aufblasströmungs­ mittelbehälter 302 auf, der einen ähnlichen oder gleichen Aufbau besitzt, wie der Aufblasströmungsmittelbehälter 30 der Fig. 1-11. Der Behälter 302 ist in einer Aufblas­ strömungsmittelkammer 304 angeordnet, und zwar definiert durch ein Gehäuse, von dem ein Teil bei 306 dargestellt ist. Das Gehäuse 306 weist einen Wandteil 308 benachbart und sich im ganzen parallel erstreckend zu einem Teil 310 der Fahrzeugtür auf. Ein V-förmiges Glied 312 mit einem scharfen Punkt 314 ist an dem Wandteil 308 befestigt und ragt von dort aus nach innen, und zwar in einen anstoßenden Eingriff mit dem Behälter 302.

Beim Auftreten eines seitlichen Stoßes auf das Fahrzeug von hinreichender Größe deformiert sich der Fahrzeugtür­ teil 310 oder er bewegt sich nach innen zu der Aufblasan­ ordnung 300 hin, und zwar in einer durch den Pfeil 316 angezeigten Richtung. Der Türteil 310 kommt mit dem Ge­ häusewandteil 308 in Eingriff und bewegt diesen nach in­ nen zu dem Behälter 302 in der Richtung 316. Der scharfe Punkt 314 des Glieds 312 wird in dem Behälter 302 ge­ trieben. Das Glied 312 durchdringt den Behälter 302, zerbricht den Behälter und setzt das Aufblasströmungs­ mittel frei, so daß dieses vom Behälter in die Kammer 304 gelangt. Das Aufblasströmungsmittel wird in den Airbag 318 geleitet, um die Bewegung des Fahrzeuginsassen ein­ zuschränken. Da der Behälter 302 von gleicher Konstruk­ tion ist wie der Behälter 30 im ersten Ausführungsbei­ spiel verhindert das Compositmaterial des Behälters 302 die Trennung von Fragmenten des Behälters beim Zerbrechen des Behälters.

Es sei bemerkt, daß sich die vorliegende Erfindung auf ein Fahrzeuginsassen-Rückhaltegerät bezieht, und zwar auf ein anderes Gerät als seitliche Stoßmodule. Beispiels­ weise kann die folgende Erfindung zusammen mit Airbags verwendet werden, die in einem Lenkrad oder in der In­ strumententafel eines Fahrzeugs angeordnet sind.

Ausgestaltungen der Erfindung sind dem Fachmann gegeben.

Zusammenfassend sieht die Erfindung folgendes vor:
Eine Vorrichtung zum Aufblasen eines Fahrzeuginsassen- Rückhaltegerätes, wie beispielsweise eines Airbags mit einem Behälter. Der Behälter enthält eine Auskleidung oder einen Belag und ein Compositmaterial, welches die Auskleidung umschließt. Ein Gas ist unter Druck im Be­ hälter gespeichert und bläst dann, wenn es aus dem Be­ hälter freigesetzt wird, das Fahrzeuginsassen-Rückhalte­ gerät auf. Die Vorrichtung umfaßt Öffnungsmittel zur Öffnung des Behälters nach Zerbrechen des Compositmate­ rials und der Auskleidung, um so das Gas vom Behälter freizusetzen. Wenn die Auskleidung zerbrochen wird, so erzeugt sie Auskleidungsbruchstücke. Das Compositmaterial verhindert die Trennung der Auskleidungsbruchstücke vom Behälter.

Claims (20)

1. Vorrichtung zum Aufblasen einer Fahrzeuginsassen- Rückhaltevorrichung, wie beispielsweise eines Airbags, wobei die Vorrichtung folgendes aufweist:
Aufnahmemittel (30) zur Aufnahme eines Aufblasströ­ mungsmittels unter Druck, wobei die Aufnahmemittel eine Auskleidung (96) und ein Compositmaterial (100) aufweisen, welches die Auskleidung (96) umschließt oder umgibt;
ein Aufblasströmungsmittel (94), welches sich in den Aufnahmemitteln (30) unter Druck befindet und dann, wenn es aus den Aufnahmemitteln freigegeben wird, die Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung aufbläst;
Lenk- oder Leitmittel zum Leiten des Aufblasströ­ mungsmittels zu der Fahrzeuginsassen-Rückhaltevor­ richtung dann, wenn das Strömungsmittel von den Aufnahmemitteln freigegeben wird, um die Fahrzeug­ insassen-Rückhaltevorrichtung aufzublasen; und
Öffnungsmittel (180) zum Öffnen der Aufnahmemittel (30) durch Brechen des Compositmaterials (100) und der Auskleidung (96) zur Freigabe des Aufblasströ­ mungsmittels von den Aufnahmemitteln, wobei die Öffnungsmittel Auskleidungsbruchstücke erzeugen; und
wobei ferner das Compositmaterial (100) Mittel auf­ weist, um die Trennung der Auskleidungsbruchstücke von den Aufnahmemitteln (30) zu verhindern.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei ferner folgendes vorgesehen ist: eine aufblasbare Fahrzeuginsassen- Rückhaltevorrichtung verbunden mit den Leitmitteln, die einen Aufblasströmungsmittelflußpfad definieren zwischen den Aufnahmemitteln und der aufblasbaren Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung, wobei der Aufblasströmungsmittelflußpfad frei von Filtermate­ rial ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Compositma­ terial ein Matrixmaterial aufweist und eine Vielzahl von Verstärkungsfasern oder -fibern in dem Matrix­ material, wobei die Mittel zum Verhindern der Tren­ nung von Auskleidungsbruchstücken von den Aufnahme­ mitteln das Matrixmaterial aufweist, wobei die Aus­ kleidungsbruchstücke an dem Matrixmaterial anhaften beim Brechen oder Zerbrechen der Auskleidung durch die Öffnungsmittel.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei das Matrixmaterial ein wärmegehärteten Anhydridepoxyharz aufweist und die Verstärkungsfasern Glasfasern und/oder Kohlen­ stoffasern sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Auskleidung aus Metall hergestellt ist.

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherge­ henden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß die Leitmittel ein Gehäuse aufweisen, in dem die Aufnahmemittel angeordnet sind und wobei dieses Gehäuse Oberflächen besitzt, die eine Öffnung definieren, um den Aufblasströmungs­ mittelfluß aus dem Gehäuse zu der Fahrzeuginsassen- Rückhaltevorrichtung zu leiten, wobei das Gehäuse einen Endteil besitzt, der Oberflächen besitzt, welche eine Teilchenfalle definieren und wobei fer­ ner die Öffnung zwischen den Aufnahmemitteln und der Teilchenfalle angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Auskleidung nicht porös ist und wobei das Compositmaterial porös ist, wobei ferner der Druck des Aufblasströmungs­ mittels in den Aufnahmemitteln im Bereich von unge­ fähr 500 psi bis ungefähr 10 000 psi liegt.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherge­ henden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß die Öffnungsmittel eine Detoniervorrichtung aufweisen, die angeordnet ist, benachbart zu einer Wand der Aufnahmemittel und wobei die Vorrichtung ferner Tragmittel aufweist zum Tragen der Detoniervorrichtung benachbart zu der Wand der Aufnahmemitteln.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Behälter im allgemeinen kugelförmig ist und wobei die Ausklei­ dung ein Metallglied aufweist, welches eine im gan­ zen kugelförmige Gestalt besitzt und wobei das Com­ positmaterial eine Vielzahl von Bändern oder Strei­ fen aus Verstärkungsfasern oder -fibern aufweist, die über der Auskleidung liegen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem oder mehreren der vorliegenden Ansprüche zur Verwendung beim Auf­ blasen eines Fahrzeuginsassen-Rückhaltegeräts, wie beispielsweise eines Gassacks oder Airbags, und zwar angeordnet in einer Tür eines Fahrzeugs, wobei die Öffnungsmittel Mittel aufweisen zum Brechen oder Zerstören des Compositmaterials infolge der Bewegung eines Teils der Fahrzeugtür beim Auftreten eines seitlichen Stoßes auf das Fahrzeug.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Mittel zum Zerbrechen ein Gehäuse aufweisen, innerhalb von dem der Behälter angeordnet ist und wobei das Gehäuse ein Wandteil besitzt, der benachbart zu dem Fahr­ zeugtürteil angeordnet ist und wobei der Gehäuse­ wandteil sich mit dem Fahrzeugtür oder -torteil bewegt, um in das Compositmaterial einzudringen und dieses zu zerbrechen.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Mittel zum Brechen ein Gehäuse aufweisen, innerhalb von dem der Behälter angeordnet ist und wobei das Gehäuse ein Wandteil benachbart angeordnet zu dem Fahrzeugtür­ teil aufweist und wobei ferner die Mittel zum Zer­ brechen ein Glied aufweisen, welches an dem Gehäu­ sewandteil befestigt ist und sich mit dem Gehäuse­ wandteil und dem Fahrzeugtürteil bewegt, um in das Compositmaterial einzudringen und dieses zu zer­ brechen.

13. Verfahren zum Aufblasen einer Fahrzeuginsassen- Rückhaltevorrichtung, wie beispielsweise eines Airbags, wobei das Verfahren die folgenden Schritte vorsieht:
Vorsehen eines unter Druck stehenden Aufblasströ­ mungsmittels in einer Kammer definiert durch einen Behälter einschließlich einer Auskleidung umschlos­ sen durch ein Compositmaterial;
Öffnen des Behälters durch Zerbrechen des Composit­ materials und der Auskleidung zur Freigabe des Auf­ blasströmungsmittels aus dem Behälter, wobei der Öffnungsschritt Auskleidungsbruchstücke erzeugt;
Verhinderung der Trennung der Auskleidungsbruch­ stücke von dem Behälter; und
Leiten des Flusses oder der Strömung aus Aufblas­ strömungsmittel von dem Behälter in die Fahrzeug­ insassen-Rückhaltevorrichtung zum Aufblasen der Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung.

14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Compositma­ terial ein Matrixmaterial aufweist und eine Vielzahl von Verstärkungsfasern in dem Matrixmaterial, wobei der Schritt des Verhinderns der Trennung von Aus­ kleidungsfragmenten oder -bruchstücken von dem Be­ hälter vorsieht, daß die Auskleidungsbruchstücke an dem Behälter gehalten werden, und zwar durch die Verstärkungsfasern und das Matrixmaterial.

15. Verfahren nach Anspruch 13, wobei der Leitschritt vorsieht, daß der Fluß des Aufblasströmungsmittels durch eine Kammer in dem Gehäuse erfolgt, in dem der Behälter angeordnet ist und aus der Kammer durch eine Öffnung in dem Gehäuse, wobei die Öffnung zwi­ schen dem Behälter und einem Teilchenfallenteil des Gehäuses angeordnet ist und wobei das Verfahren ferner den Schritt des Einfangens von Teilen der zerbrochenen Auskleidung in dem Teilchenfallenteil des Gehäuses umfaßt.

16. Verfahren nach Anspruch 13, wobei der Schritt des Öffnens des Behälters die Betätigung einer Deto­ niervorrichtung umfaßt, die benachbart zu einem Wandteil des Behälters angeordnet ist und ferner das Wegbrechen eines Teils des Wandteils des Behälters und dadurch Bilden einer Öffnung in dem Behälter­ wandteil.

17. Verfahren nach Anspruch 13, wobei der Schritt des Vorsehens eines Aufblasströmungsmittels unter Druck in einer Kammer einer Auskleidung umschlossen durch ein Compositmaterial die folgenden Schritte umfaßt:
Vorsehen eines Behälters mit einer nicht porösen Auskleidung und eines Compositmaterials, welches die poröse Auskleidung umschließt und Füllen des Behäl­ ters mit Gas mit einem Druck im Bereich von ungefähr 500 psi bis ungefähr 10 000 psi.

18. Verfahren nach Anspruch 13, wobei der Schritt des Öffnens des Behälters folgendes umfaßt:
Bewegen des Fahrzeugtürteils zu dem Behälter hin, und zwar beim Auftreten eines seitlichen Stoßes auf das Fahrzeug;
Bewegung eines Gehäusewandteils angeordnet zwischen dem Fahrzeugtürteil und dem Behälter zu dem Behälter hin, und zwar infolge der Bewegung des Fahrzeugtür­ teils zu dem Behälter; und
Durchdringen des Compositmaterials mit dem sich be­ wegenden Gehäusewandteil zum Zerbrechen des Compo­ sitmaterials.

19. Verfahren nach Anspruch 13, wobei der Schritt des Öffnens des Behälters folgendes aufweist:
Bewegen eines Fahrzeugtürteils zu dem Behälter hin, und zwar beim Auftreten eines seitlichen Stoßes auf das Fahrzeug;
Bewegen eines mit einem Gehäusewandteil verbundenen Glieds angeordnet zwischen dem Fahrzeugtürteil und dem Behälter zum Behälter hin, und zwar infolge der Bewegung des Fahrzeugtürteils zu dem Behälter; und
Durchdringen des Compositmaterials mit dem sich bewegenden Glied zum Zerbrechen des Compositma­ terials.

20. Vorrichtung oder Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß die Auskleidung entweder porös oder nicht porös ist.