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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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TECHNISCHER BEREICH
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Airbagvorrichtung, die
in der Lage ist, die Härte eines
Airbags durch die Steuerung des Innendrucks des Airbags zu verändern.
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STAND DER TECHNIK
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Im
Falle, dass eine einschränkende
Vorrichtung, wie ein Airbag oder PRC mit dem Gasdruck, der durch
einen Inflator erzeugt wird, um einen Insassen oder die Hüfte eines
Insassen in der Bewegung einzuschränken, ausgedehnt wird, sollte
der Gasinnendruck so an den Körper
oder die Sitzposition des Insassen angepasst werden, dass ein vorbestimmter Druck
nicht überschritten
wird.
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Nach
dem bisherigen Stand der Technik wurde die Steuerung des Innendrucks
des Airbags, die Volumensteuerung des Airbags usw. durch einen zweistufigen
Inflator unter Verwendung eines Sitzpositionssensors für die Sitzposition
des Insassen, eines Insassengewichtssensors für die physischen Unterschiede
der Insassen und einer ECU (Electronic Control Unit – Elektronische
Steuereinheit) zur Verarbeitung der durch die Sensoren erhaltenen
Daten durchgeführt.
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Bei
den Airbagvorrichtungen, die in der Lage sind, die Härte des
Airbags zu verändern,
wie sie in der
US-Patentschrift
Nr. 5,234,229 , der offengelegten US-Patentschrift Nr.
US2001/0045734A1 und
der gattungsgemäßen offengelegten
US-Patentanmeldung Nr. US2003/0141706A1 offenbart werden, ist die
Art bekannt, worin Lüftungsöffnungen
oder Gasauslassöffnungen
im Flansch des Inflators gebildet sind und worin die Gasdurchflussrate
durch eine Auf- und Ab-Bewegung
des Flansches des Inflators variabel gehalten wird.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die Probleme der zuvor
erwähnten
Airbagvorrichtung des Standes der Technik erdacht und hat als eine
Aufgabe, eine Airbagvorrichtung mit einer auf der Rückseite
des wie vorher belassenen Inflators (d. h. auf der entgegengesetzten
Seite eines Airbags) angeordneten und Lüftungsöffnungen aufweisenden Kammer
bereitzustellen.
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Für diese
Aufgabe wird gemäß der vorliegenden
Erfindung eine Airbagvorrichtung bereitgestellt, die einen Inflator
mit Gasausblasöffnungen
in einer Seitenwand zur Steuerung des Innendrucks eines Airbags,
der mit dem von dem Inflator erzeugten Gas aufgeblasen wird, indem
die Durchflussrate des durch Gasauslasöffnungen ausströmenden Gases verändert wird,
umfasst, worin die Verbesserung eine hintere Kammer an der Rückseite
des Inflators, in der hinteren Kammer gebildete Lüftungsöffnungen
und eine Vorrichtung zur Änderung
der Gasdurchflussrate, um die Gasdurchflussrate durch die Lüftungsöffnungen
zu ändern,
umfasst. Die Rückseite
des Inflators meint hier die entgegengesetzte Seite des Airbags.
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Darüber hinaus
umfasst die hintere Kammer vorzugsweise: eine an dem Flansch des
Inflators angebrachte Inflatorschelle, um das aus den Gasausblasöffnungen
austretende Gas auf der Rückseite des
Inflators entlang strömen
zu lassen, und einen Schaft mit einem an der Inflatorschelle angebrachten Flanschabschnitt
und mit mindestens einer Gasauslassöffnung in seiner Seitenwand,
und die Vorrichtung zur Änderung
der Gasdurchflussrate umfasst: einen ringförmigen, entlang der inneren
Seitenwand des Schaftes gebildeten Vorsprung, einen Kolben, dessen
Kopf auf den ringförmigen
Vorsprung gedrückt
ist, eine zwischen der Unterseite des Schaftes und dem Kopf eingesetzte
Feder, um den Kopf vorzuspannen, so dass er gegen den ringförmigen Vorsprung
stößt. Erreicht
oder überschreitet
die Kammer den vorbestimmten Innendruck, senkt sich der Kolben,
so dass die Lüftungsöffnungen
in der Innenwand des Schaftes geöffnet
werden.
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Hier
umfasst die Form des Schaftes eine hohle, konische Form, eine Trommelform,
eine Prismenform (z. B. Vierkantpol, Dreikantpol, o. ä.), eine elliptische
Form oder einen hohlen Halbkreis, eine konische oder polygonale
Kegelform. Die am meisten bevorzugte ist die Trommelform.
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In
einer anderen Airbagvorrichtung der Erfindung, weist die hintere
Kammer vorzugsweise ein an dem Flansch des Inflators befestigtes
und mindestens eine Öffnen-/Schließen-Öffnung in
seiner Seitenwand oder seiner Unterseite oder seiner Wandseite umfassendes
Kammergehäuse
auf, und die Vorrichtung zur Änderung
der Gasdurchflussrate weist einen Aktuator mit einem Schließmechanismus
auf, um die offene Fläche
der Öffnen-/Schließen-Öffnung zu
verändern.
Die Form der Kammer umfasst eine hohle, konische Form, eine Prismenform
(z. B. Vierkantpol, Dreikantpol, o. ä.), eine elliptische Form oder eine
Halbkreisform.
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Hier
ist die Inflatorschelle vorzugsweise in Kreuzform gebildet, und
ist an allen vier Endabschnitten oder vier Ecken mit einem ersten
Loch zum Anbringen auf dem Flansch des Inflators und mit einem zweiten
Loch zum Anbringen auf dem Schaft ausgestattet, sie ist in Ringform
gebildet und ist an allen vier Endabschnitten oder vier Ecken mit
einem ersten Loch zum Anbringen auf dem Flansch des Inflators und
mit einem zweiten Loch zum Anbringen auf dem Schaft ausgestattet
oder sie ist in Rechteckform gebildet und mit runden Löchern mit
einem Durchmesser, der im Wesentlichen gleich dem des Inflators
ist, versehen und ist an allen vier Endabschnitten oder vier Ecken
mit einem ersten Loch zum Anbringen auf dem Flansch des Inflators
ausgestattet ist.
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Darüber hinaus
weist der Flanschabschnitt des Schaftes vorzugsweise zweite Löcher zum
Anbringen der Inflatorschelle und dritte Löcher zum Anbringen des Airbags
mittels eines Ringes auf. Die Inflatorschelle besitzt vorzugsweise
ein viertes Loch auf dem sich kreuzenden Abschnitt seines Kreuzes, mit
einem vierten Loch zum Einführen
eines Zündverbinders,
um ein Zündsignal
an den Inflator zu senden.
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Mit
der bis hierhin beschriebenen Konstruktion der Airbagvorrichtung
wird der innere Druck zu Beginn der Airbagausdehnung angehoben,
um die einschränkende
Kraft zu erhöhen,
und die Lüftungsöffnungen
werden geöffnet,
wenn der vorbestimmte Druck in der Kammer überschritten wird, so dass
der Airbag die optimale Härte
für den
Insassen aufweisen kann.
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Damit
die Erfindung besser verstanden wird und weitere Merkmale hiervon
geschätzt
werden können,
sollen nun beispielhaft Ausführungsformen der
vorliegenden Erfindung in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben
werden, in denen:
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1 eine
perspektivische Explosionsdarstellung ist, die einen großen Teil
einer Airbagvorrichtung gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung zeigt;
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2 eine
Draufsicht von oben der 1 ist;
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3 ein
Querschnitt durch die Vorderaufrissansicht der 1 ist;
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4 eine
perspektivische Ansicht ist, die eine weitere Ausführungsform
einer Inflatorschelle zeigt;
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5 eine
perspektivische Ansicht ist, die einen großen Teil eines Airbags einer
noch weiteren Ausführungsform
einer Inflatorschelle zeigt;
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6 eine
Querschnittsansicht noch einer weiteren Ausführungsform einer hinteren Kammer und
einer Vorrichtung zur Änderung
der Gasdurchflussrate ist;
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7 eine
erklärende
Ansicht eines Schließmechanismus
ist, und
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8A, 8B und 8C erklärende
Ansichten weiterer Ausführungsformen
der Schließmechanismen
sind.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Anhand
der beigefügten
Zeichnungen werden nun beispielhaft Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung beschrieben.
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1 ist
eine perspektivische Explosionsdarstellung, die einen großen Teil
einer Airbagvorrichtung gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung zeigt; 2 ist eine Draufsicht von oben
der 1; 3 ist ein Querschnitt durch
die Vorderansicht der 1, 4 ist eine
perspektivische Ansicht, die eine weitere Ausführungsform einer Inflatorschelle
zeigt und 5 ist eine perspektivische Ansicht,
die einen großen
Teil eines Airbags einer noch weiteren Ausführungsform einer Inflatorschelle zeigt.
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In 1 bis 3 bezeichnet
das Bezugszeichen 20 einen Inflator, der mit einer Vielzahl
von Gasausblasöffnungen 21 im
Umfang seiner Seitenwand ausgestattet ist. Eine Airbagvorrichtung
steuert den Innendruck eines Airbags, der mit dem von dem Inflator 20 erzeugten
Gas aufgeblasen wird, indem die Durchflussrate des durch weiter
unten beschriebene Gasauslassöffnungen
ausströmenden
Gases verändert
wird. Darüber
hinaus ist die Airbagvorrichtung mit einer hinteren Kammer mit Lüftungsöffnungen
an der Rückseite
des Inflators 20 und eine Vorrichtung zur Änderung
der Gasdurchflussrate G, um die Gasdurchflussrate durch die Lüftungsöffnungen zu ändern, ausgestattet.
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Die
hintere Kammer C ist mit einer auf dem Flansch 22 des Inflators 20 angebrachten
Inflatorschelle 30, um das aus den Gasausblasöffnungen 21 erzeugte
Gas auf der Rückseite
des Inflators 20 entlang strömen zu lassen, und einem trommelförmigen Schaft 50 mit
einem auf der Inflatorschelle 30 angebrachten Flanschabschnitt 51 mit
einer Vielzahl von Gasauslassöffnungen 53 in
seiner Seitenwand 52 ausgestattet.
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Die
Vorrichtung zur Änderung
der Gasdurchflussrate G ist ausgestattet mit: einem ringförmigen, entlang
der inneren Seitenwand des trommelförmigen Schaftes 50 gebildeten
Vorsprung 54; einem Kolben, dessen Kopf 61 auf
den ringförmigen
Vorsprung 54 gedrückt
ist; einer um einen Kolbenbolzen 62 zwischen der Unterseite 55 des
trommelförmigen
Schaftes 50 und dem Kopf 61 eingesetzten Feder 70,
um den Kopf 61 vorzuspannen, so dass er gegen den ringförmigen Vorsprung 54 stößt.
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Erreicht
oder überschreitet
die hintere Kammer C den vorbestimmten Innendruck, senkt sich der Kolben 60,
so dass die Lüftungsöffnungen
H in dem ringförmigen
Vorsprung 54 in der inneren Seitenwand des trommelförmigen Schaftes 50 geöffnet werden,
um das Gas aus den Gasauslassöffnungen 53 abzulassen.
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Wie
in 6 gezeigt ist, kann die hintere Kammer C' aus einem Kammergehäuse 80 konstruiert
sein, das auf dem Flansch 22 des Inflators 20 angebracht
ist und eine oder mehrere Öffnen-/Schließen-Öffnungen 81 in
seiner Seitenwand oder seiner Unterseite aufweist. Die Vorrichtung
zur Änderung der
Gasdurchflussrate G kann aus einem Aktuator 90 konstruiert
sein, der mit einem Schließmechanismus ausgestattet
ist, um die offene Fläche
der Öffnen-/Schließen-Öffnungen 81 zu
verändern.
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In
diesem Fall ist es notwendig, dass die Öffnen-/Schließen-Öffnungen 81 durch
einen Schlag, der kurz wie möglich
ist, geöffnet
werden (d. h. ein extrem kurzer Schlag wie 2 μsec bis 3 msec) und eine so
weit wie möglich
geöffnete
Fläche
aufweisen.
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Ein
Beispiel des Schließmechanismus
ist vorzugsweise so konstruiert, dass die offene Fläche durch
zwei rotierende Scheiben 83a und 83b mit einer
Vielzahl von Schlitzen 82a und 82b verändert wird,
wie in 7 gezeigt wird, mit einer Verschiebung. Wie in 8A gezeigt ist, können auch zwei Platten mit
einer Vielzahl von Schlitzen diagonal mit einer Verschiebung bewegt
werden um ihre offene Fläche
zu verändern.
Alternativ können
die Schlitze eine elliptische oder Bogenform haben, wie in den 8B und 8C gezeigt
ist.
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In
den Ausführungsformen
der 1 und 6 ist nur eine hintere Kammer
gezeigt, schließt aber
eine Vielzahl nicht aus. Darüber
hinaus sollte der Aktuator nicht auf den Schließertyp begrenzt werden, er
kann aber auch aus einer Kombination von Schließertyp und Kolbentyp konstruiert
sein und sollte die Vielzahl nicht ausschließen. Andererseits kann der
Aktuator den so genannten „Autoklaven" aufnehmen, um den
Dampf abzulassen.
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Hier
kommt die Beschreibung auf die Ausführungsform der 1 zurück. Die
zuvor erwähnte Inflatorschelle 30 ist
in Kreuzform gebildet, und ist an allen vier Endabschnitten 31 mit
einem ersten Loch 33 zum Anbringen an dem ersten Loch 23 des
Flansches 22 des Inflators 20 und mit einem zweiten
Loch zum Anbringen auf dem trommelförmigen Schaft 50 ausgestattet.
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Wie
in 4 gezeigt, kann eine andere Ausführungsform
angenommen werden, worin eine Inflatorschelle 130 in Ringform
gebildet und mit vier Endabschnitten 131 ausgestattet ist.
Jeder der Endabschnitte 131 ist mit einem ersten Loch 133 zum Anbringen
an dem Flansch 22 des Inflators 20 und mit einem
zweiten Loch 135 zum Anbringen auf dem trommelförmigen Schaft 50 ausgestattet.
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Wie
in 5 gezeigt ist, kann noch eine andere Ausführungsform
angenommen werden, worin eine Inflatorschelle 230 in Rechteckform
gebildet ist, mit runden Löchern 232 mit
einem Durchmesser, der im Wesentlichen gleich dem des zuvor erwähnten Inflators
ist.
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Die
rechteckige Inflatorschelle 230 ist an allen ihren vier
Ecken mit einem ersten Loch 233 zum Anbringen an dem Flansch 22 des
Inflators 20 und mit einem zweiten Loch 235 zum
Anbringen auf dem trommelförmigen
Schaft 50 ausgestattet. In jedem Fall ist es notwendig,
dass die Inflatorschelle so geformt ist, um eine Fläche A (wie
auf 2 bezogen) zurückzuhalten,
damit genügend
Gas zwischen dem Inflator und dem trommelförmigen Schaft hindurchströmen kann.
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In 1 bis 3 ist
der Flanschabschnitt 51 des trommelförmigen Schaftes 50 mit
zweiten Löchern 55 zum
Anbringen der Inflatorschelle 30 und dritten Löchern 56 zum
Anbringen des (nicht gezeigten) Airbags mit Gewindebolzen 11 durch
einen Ring 10 ausgestattet.
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Die
Inflatorschelle 30 ist auf dem sich kreuzenden Abschnitt
ihres Kreuzes mit einem vierten Loch 32 zum Einführen eines
Zündverbinders 41 ausgestattet,
um ein Zündsignal
an den Inflator 20 zu senden. Eine Kabelanordnung 40 ist
an einem Armabschnitt 36 der Inflatorschelle 30 entlang
gewickelt.
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Obgleich
die vorliegende Erfindung in ihren Ausführungsformen beschrieben wurde,
sollte sie nicht darauf beschränkt
werden, sondern kann auch gemäß dem technischen
Konzept der Ansprüche modifiziert
werden
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Die
Begriffe "umfassen" und "umfassend", sowie Variationen
davon, die in dieser Patentschrift und in den Ansprüchen verwendet
werden, bedeuten, dass die ausgeführten Merkmale, Schritte oder Zahlen
eingeschlossen sind. Die Begriffe sind nicht so zu verstehen, dass
das Vorhandensein anderer Merkmale, Schritte oder Komponenten ausgeschlossen
sind.