DE69105510T2 - Hybrider gasgenerator und airbagmodul auf der fahrerseite. - Google Patents
Hybrider gasgenerator und airbagmodul auf der fahrerseite.Info
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine hybride Aufblasvorrichtung bzw. eine Gasspeicher-Aufblasvorrichtung für einen Airbag und insbesondere eine Aufblasvorrichtung für einen Airbag auf der Fahrerseite.
- Ein Zweck der vorliegenden Erfindung besteht darin eine hybride Aufblasvorrichtung zu schaffen für den Einbau in einem Lenkrad, um einen Airbag auf der Fahrerseite aufzublasen. Eine solche Installation, welche die im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Merkmale aufweist, ist in der FR-A- 2061717 gezeigt. Demgemäß umfaßt die Erfindung: ein Druckgefäß welches aus einer Länge einer schmalen Rohrleitung gebildet ist zum Speichern einer Menge von unter Druck stehendem inerten Gas, und eine Dichtung zum Umschließen eines ersten Endes der Rohrleitung; eine Aktivierungseinrichtung wie beispielsweise einen pyrotechnischen Detonator, der auf ein Steuersignal anspricht, welches eine Fahrzeugcrashsituation anzeigt, um zu bewirken, daß die Dichtungseinrichtung sich öffnet, um zu ermöglichen, daß das Druckgas den Airbag aufbläst, und eine Verteilereinrichtung zum Liefern frei gegebenen Gases an den Airbag. Das Druckgefäß kann in einem Nabenteil eines Lenkrades oder alternativ in dem Rand und/oder den Speichen des Lenkrades angeordnet sein. Die Aktivierungseinrichtung umfaßt eine Länge aus Vortriebsmaterial, die außerhalb oder innerhalb des Druckgefäßes oder als ein integraler Teil des pyrotechnisches Detonators angeordnet sein kann.
- Viele andere Objekte und Zwecke der Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der Zeichnung deutlich.
- Figur 1 zeigt eine Querschnittsansicht eines Lenkrades, wobei der Vergleich gezeigt ist zwischen einer Gaserzeugungseinrichtung des Typs mit festem Vortriebsmaterial und einem Hybrid-Aufblasvorrichtung/Modul gemäß der vorliegenden Erfindung.
- Figur 2 zeigt eine detailliertere Querschnittsansicht einer Hybrid-Aufblasvorrichtung bzw. eines solchen Airbagmoduls gemäß der vorliegenden Erfindung.
- Figuren 3 und 4 zeigen verschiedene Ansichten einer ersten Ausführungsform einer Hybrid-Aufblasvorrichtung, die gemäß der vorliegenden Erfindung ausgeführt ist.
- Figuren 5 und 6 zeigen eine abgewandelte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- Figur 7 zeigt eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- Figuren 8 und 9 zeigen eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- Es wird Bezug genommen auf Figur 1, die eine Querschnittsansicht eines typischen Lenkrades 20 darstellt. Das Lenkrad weist typisch einen kreisförmigen Randteil 22 und eine Mehrzahl von Speichen 24 auf, die sich zwischen dem Rand oder Kranz 22 und einer Nabe 26 erstrecken. Der rechte Teil der Figur 1 zeigt die typische frühere Installation, die bekannt ist als ein Airbagmodul auf der Fahrerseite, umfassend einen Gaserzeuger des Typs mit festem Vortriebsmittel bekannter Art, umfassend eine Verteilereinrichtung 32, die Auslaßöffnungen 34 hat. Um die Verteilereinrichtung 34 herum befindet sich ein Airbag 36 in gefalteter Gestalt. Der Airbag ist in dem Lenkrad mittels einer Abdeckung 38 gehalten, die eine Reißlinie 40 hat. Beim Aufblasen des Airbags 36 wird die Abdeckung 38 an der Reißlinie 40 geöffnet, um ein Ausdehnen des Airbags zu ermöglichen, wodurch der Insasse geschützt wird. Auf der linken Seite der Figur 1 befindet sich eine schematische Darstellung der vorliegenden Erfindung, umfassend eine Hybrid- Aufblasvorrichtung 50. Die Aufblasvorrichtung 50 umfaßt eine Verteilereinrichtung 52, die eine Mehrzahl von Auslaßöffnungen 54 bestimmt. Ein Modul 60 würde die Aufblasvorrichtung 50, einen Airbag 36 und ggf. eine Abdeckung 38 und ein Lenkrad 20 umfassen. Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß angenommen wird, daß die Hybrid-Aufblasvorrichtung 50, der Airbag und die Abdeckung zu einer viel kleineren Packung zusammengefügt werden können als die zum Stand der Technik gehörende Aufblasvorrichtung 30 mit festem Vortriebsmittel oder Vortriebsmaterial. Dies kleinere Verpacken ist in der auf der linken Seite der Figur 1 befindlichen Querschnittsansicht schematisch dargestellt.
- In den Figuren 2 bis 4 ist ein hybrid- Aufblasvorrichtungsmodul 60 dargestellt, in welchem eine Aufblasvorrichtung 50 innerhalb der Nabe 26 des Lenkrades 20 vorgesehen ist. Der Hybrid-Aufblasvorrichtungsmodul 60 weist einen Aktivierungsteil, der allgemein als 62 dargestellt ist, und eine Einrichtung, beispielsweise ein Druckgefäß, auf zum Speichern von Druckgas, wobei das Gefäß allgemein als 66 dargestellt ist. In der Ausführungsform der Erfindung, die in diesen Figuren dargestellt ist, weist die Einrichtung zum Speichern des Druckgases 65 einen Abschnitt einer Kohrleitung 66 auf, der in einem Gehäuse 70 positioniert ist. Wie dargestellt, ist die Rohrleitung in einer gewickelten oder zylindrischen Gestalt gebildet. Die Länge der Wicklung oder Spule, d. h. die Anzahl der Windungen, hängt von dem Volumen des zu speichernden Gases ab. Ein Ende 72 der Rohrleitung (siehe Figur 4) weist einen Einlaß- bzw. Füllende auf, in welches inertes Druckgas wie beispielsweise Argon eingebracht ist. Nach dem Füllen der Rohrleitung 66 auf einen vorbestimmten Druck, wird das Ende 72 bei 74 gebördelt und verschweißt oder auf andere Weise abgedichtet, um das Gas darin zu halten. Der Druck des inerten Gases 65 kann im Bereich von 6,9 Megapascal (1000 psi) bis 26 Megapascal (4000 psi) liegen, jedoch wird ein Druck von 20,7 Megapascal (3000 psi) als für die vorliegende Anwendung zweckentsprechend angesehen. Zusätzlich beträgt das typische Volumen der Rohrleitung etwa 114,7-131 cm³ (7-8 Kubikzoll). Das andere Ende 76 der Rohrleitung umfaßt einen erweiterten Teil 78. An dem Ende 76 der Rohrleitung 66 ist eine Berstscheibe 80 befestigt beispielsweise mittels einer Widerstandsschweißung. Die Berstscheibe 80 kann eine dünne Platte aus rostfreiem Stahl, reinem Nickel oder aus einer Nickellegierung aufweisen. Nach Unterdrucksetzung wölbt sich die Scheibe typisch so, wie es in Figur 4 dargestellt ist.
- Der Aktivierungsteil 62 der Hybrid-Aufblasvorrichtung 50 weist ein Gehäuse 90 auf, welches einen Verbindungs- bzw. Paßteil 92 umfaßt, der eine Kupplung 94 aufnimmt. Die Kupplung 94 umfaßt eine Öffnung 96 für Aufnahme einer hohlen Mutter 98, die um den erweiterten Teil 78 der Rohrleitung herum angeordnet ist.
- Der Verbindungsteil 92 weist eine abgestufte Bohrung 100 auf und umfaßt einen engen Durchgang 102, der einen Teil einer divergenten Düse bildet, die allgemein bei 104 dargestellt ist. Die Düse steht mit einer Mischkammer 106 in Verbindung, die nahe der Scheibe 80 angeordnet ist. In dem Verbindungsteil 92, um die Mischkammer 106 herum, ist eine Mehrzahl von sich radial erstreckenden Durchgängen 110 gebildet. Die Durchgänge 110 stehen mit der Verteilereinrichtung 52 über einen Durchgang 112 in Verbindung, der ein Sieb oder einen Filter 134 enthalten kann, um weiterhin zu verhindern, daß durch das Material 124 erzeugte Teilchen in den Airbag bzw. das Luftkissen 36 eintreten.
- Der Aktivierungsteil 62 umfaßt einen pyrotechnischen Detonator 120, einen Initiator oder dergleichen bekannter Art. Der Initiator 120 ist typisch innen mit einem Widerstandsdraht in einer bekannten Weise verbunden, durch den eine zweckentsprechend hohe Temperatur erzeugt wird, um den Initiator beim Ansprechen auf ein elektrisches Signal zu zünden. Der Initiator 120 ist in einem Initiatorgehäuse 122 aufgenommen, welches bei 123 in dem Verbindungsteil 92 mittels Schrauben aufgenommen ist. In der Bohrung 100 ist eine Menge an pyrotechnischem Material 124 angeordnet wie beispielsweise Arcite, wie es in der US-A-3,723,2O5 offenbart ist. Wie es in der Technik bekannt ist, kann ein Material wie Arcite in vielen gewünschten Gestalten extrudiert werden. Das Material 124 kann fest oder massiv sein oder kann mit einem Querschnitt gebildet sein, der einem Kleeblatt ähnlich ist, welches einen Durchgang durch jedes der drei Einzelblätter des Kleeblattes hat. Zwischen dem Initiator 120 und dem Material 124 befindet sich ein schirm- oder siebartiges Element 126, dessen Zweck darin besteht, die durch den Initiator erzeugte Hitze gleichmäßig auf das Material 124 zu verteilen. Das Sieb 126 hat weiterhin das Bestreben, teilchenförmiges Material auszufiltern, welches erzeugt wird, wenn der Initiator brennt. In der Bohrung 100 ist auf der anderen Seite des Materials 124 ein Diffusor/Teilchenfalle 130 vorgesehen, der eine Mehrzahl von hindurchgehenden Durchgängen 132 hat. Die Durchgänge 132 verteilen das durch das Material 124 erzeugte Gas vor dem Liefern des Gases an die Düse 104 gleichmäßig. Die Falle hat weiterhin das Bestreben zu bewirken, daß die von dem Material 124 erzeugten Gase sich unter gleichmäßigem Druck und mit gleichmäßiger Geschwindigkeit in die Düse bewegen und sie stützt das Vortriebsmittel bzw. das Vortriebsmaterial während des Brennens ab, so daß es in der Kammer 100 enthalten ist.
- Die Arbeitsweise der oben offenbarten Ausführungsform der Erfindung ist wie folgt. Beim Ansprechen auf ein in einer bekannten Weise erzeugtes Signal, welches eine Crashsituation anzeigt, wird ein Steuersignal an den Initiator 120 geliefert, der das Material 124 zündet und bewirkt, daß es bei erhöhter Temperatur verbrennt, um eine bekannte Menge an Gas und eine Flamme zu erzeugen. Dieses erhitzte Medium wird durch die Düse 104 hindurch und direkt auf die Berstscheibe bzw. reißfähige Scheibe 80 geliefert. Die Temperatur der Berstscheibe wird ausreichend erhöht, um diese bis zum Punkt des Reißens zu schwächen, wodurch es den Gasen innerhalb des Druckgefäßes, d. h. in der Rohrleitung 66, ermöglicht wird, in die Mischkammer 106 und dann in den Airbag zu strömen. Wenn das Material 124 fortfährt zu brennen und in die Mischkammer eintritt, mischt es sich mit dem inerten Gas 65, wodurch die Temperatur und das Volumen dieses gespeicherten Gases erhöht werden, wenn dieses aus den Durchgängen 110 austritt, wodurch seine Fähigkeit zum Aufblasen des Airbags 36 verstärkt wird.
- Es wird Bezug genommen auf die abgewandelte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die in den Figuren 5 und 6 dargestellt ist. Insbesondere ist dort ein Lenkrad 20' dargestellt, welches einen hohlen Kern hat, der allgemein durch eine Bohrung 150 dargestellt ist. In einer Mittelspeiche 152 des Lenkrades 20' befindet sich eine Hybrid-Aufblasvorrichtung 50', die einen Aktivierungsteil 62 hat, der demjenigen identisch ist, der in den Figuren 3 und 4 dargestellt ist. Das Druckgefäß, d. h. die Rohrleitung 166, ist mit dem Aktivierungsteil 62 in gleicher Weise verbunden, wie sie in den Figuren 3 und 4 dargestellt ist. Anstelle der Verwendung einer gewickelten Gestalt bzw. Spulengestalt der Rohrleitung, wie sie in Figur 2 dargestellt ist, zeigt die in den Figuren 5 und 6 dargestellte Ausführungsform, daß eine solche Rohrleitung 166 durch die Mittelspeiche 152 und in die Bohrung 150 in dem Rand oder Kranz 22 des Lenkrades 20' geführt werden kannt. Das Ende 72 der Rohrleitung 166 endet in der Mittelspeiche 152. Die Rohrleitung kann wie zuvor gefüllt und bei 74 umgebördelt sein. Wie zuvor erwähnt, kann die Rohrleitung 166 in die Bohrung 150 eines Lenkrades eingepaßt sein, wodurch der Vorteil der rohrförmigen Konstruktion erhalten wird, die allgemein in vielen Lenkrädern angetroffen wird. Alternativ kann das Lenkrad 20' zuerst aus Stahlrohr konstruiert sein, welches in der Weise angeordnet ist, wie sie in Figur 6 dargestellt ist. Danach kann ein äußerer Mantel, der allgemein bei 170 dargestellt ist, darum herum geformt werden, der das Außere des Lenkrades 20' bildet. Ein ersichtlicher Vorteil der Ausführungsform, die in den Figuren 5 und 6 dargestellt ist, besteht darin, daß die Packungsgröße der darin gezeigten Hybridaufblasvorrichtung, und insbesondere die Tiefe der Hybridaufblasvorrichtung, gemessen von der Airbagabdeckung 38 zu der Lenkradnabe 26 oder dem Aufblasvorrichtungsgehäuse 70, stark verringert ist im Vergleich zum Stand der Technik.
- Figur 7 zeigt eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, in welcher die Rohrleitung 166 innerhalb der Mittelspeiche 152 des Lenkrades wie beispielsweise des Lenkrades 20 gewickelt ist.
- Die Figuren 8 und 9 zeigen eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welche eine Hybridaufblasvorrichtung zeigt, die allgemein bei 200 dargestellt ist. Die Hybridaufblasvorrichtung 200 umfaßt ein Aufblasvorrichtungsgehäuse 202, welches an einem Lenkrad, wie beispielsweise dem Lenkrad 20 (nicht dargestellt) angebracht werden kann. In dem Gehäuse 202 ist eine Aktivierungseinrichtung 204 angeordnet, die ein Aktivierungseinrichtungsgehäuse 206 und einen Initiator 208 aufweist im wesentlichen identisch zu dem Gehäuse 122 und dem Initiator 120, die in Figur 4 dargestellt sind. An dem Aktivierungseinrichtungsgehäuse 206 ist ein Druckgefäß 210 befestigt, welches eine Länge einer Rohrleitung aufweist, die im wesentlichen in Umfangsrichtung um die Innenwand des Gehäuses 202 angeordnet ist. An dem Ende 212 der Rohrleitung 210 befindet sich eine Berstscheibe 214. Ein Füllrohr oder eine Füllöffnung 216 ist irgendwo entlang der Länge der Rohrleitung 210 vorgesehen, über welches bzw. über welche die Rohrleitung mit Argongas gefüllt wird. Dieses Füllrohr bzw. diese Füllöffnung 216 kann später in bekannter Weise abgedichtet oder abgeschlossen werden. Geringfügig stromabwärts der Berstscheibe 214 kann ein Teilchensieb bzw. eine Teilchenfalle 218 vorgesehen sein. Wie es in der Technik bekannt ist, kann Arcite-Vortriebsmittel, welches in der US-A-3,723,205 offenbart ist, extrudiert werden. In der Rohrleitung 210 befindet sich ein extrudiertes Band bzw. eine extrudierte Stange aus Arcite-Vortriebsmittel, das bzw. die allgemein bei 220 dargestellt ist. Ein Ende 222 des Vortriebsmaterials ist nahe dem Initiator 208 angeordnet und erstreckt sich durch den größten Teil der Rohrleitung 210, wenn nicht durch die gesamte Rohrleitung 210. Es ist in Betracht gezogen, daß die Größe eines solchen Vortriebsmaterialbandes etwa 5 mm im Durchmesser und etwa 400 mm in der Länge betragen kann. Mit dem Ende 212 der Rohrleitung 210 ist ein Diffusor 230 verbunden, der eine Mehrzahl von Austrittsöffnungen 232 hat. Ein Filtermaterial 234 kann in dem Diffusor 230 angeordnet sein, um irgendwelche Teilchen zu beseitigen, die beim Brennen des Vortriebsmaterials 220 erzeugt werden. Ein Airbag ist an dem Gehäuse 202 angebracht, um Gas aufzunehmen, wenn es aus dem Diffusor 230 austritt. Eine Abdeckung 38 kann verwendet werden, um den Airbag 36 zurückzuhalten.
- Im Betrieb wird der Zünder aktiviert durch ein Steuersignal, welches eine Crashsituation anzeigt. Der Zünder 208 zündet das Ende 222 des Vortriebsmaterialbandes 220, wodurch dieses veranlaßt wird zu brennen. Durch die erhöhte Temperatur, die durch das brennende Vortriebsmaterial 220 erzeugt wird, wird der Druck des gespeicherten Gases in dem Druckgefäß 210 erhöht, wodurch die Scheibe 214 veranlaßt wird zu reißen, woraufhin Aufblasgas verfügbar ist, um den Airbag 36 aufzublasen, der an dem Gehäuse 202 angebracht sein kann. Durch Verwendung einer größeren Länge von Vortriebsmaterial 220, das durch das obenbeschriebene Band bzw. die Stange gebildet ist, ist es möglich, die Brennzeit des Vortriebsmaterials 220 im wesentlichen an die Zeit (nach dem Reißen der Scheibe 214) anzupassen, die verstreicht, bis das gesamte gespeicherte Gas ausgestoßen ist. Auf diese Weise brennt das Vortriebsmaterial 220 konstant während der Periode des Aufblasens des Airbags, wodurch das ausgestoßene gespeicherte Argongas kontinuierlich erhitzt wird. Auf diese Weise wird die Temperatur des gespeicherten Argongases während der gesamten Aufblasperiode erhöht, wodurch sein Volumen vergößert wird, was weiter die Fähigkeit des Gases zum Aufblasen des Airbags verstärkt.
- Da das Vortriebsmaterial in der Argon-Druckkammer brennt, ist das Mischen von heißem und kaltem Gas optimiert.
Claims (10)
1. Vorrichtung (60) zum Aufblasen eines Airbags (36),
der in ein Lenkrad passen kann, umfassend:
ein Druckgefäß (66;166;210), welches aus einer Länge
einer schmalen Rohrleitung gebildet ist zum Speichern einer
Menge von unter Druck stehendem inerten Gas, und eine
Dichtungseinrichtung (80) zum Umschließen eines ersten Endes (76)
der Rohrleitung;
eine Aktivierungseinrichtung (60), die auf ein
Steuersignal anspricht, welches eine Fahrzeugcrashsituation
anzeigt, um zu bewirken, daß die Dichtungseinrichtung sich
öffnet, um zu ermöglichen, daß das Druckgas einen Airbag aufbläst,
und
eine Verteilereinrichtung (50) zum Liefern
freigegebenen Gases an einen Airbag,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Rohrleitung als eine Spule gebildet ist, und wobei die Spule und
die Aktivierungseinrichtung (60) in einem mittleren Nabenteil
(26) des Lenkrades (20) angeordnet sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Lenkrad (20)
einen Rand (22), eine mittlere Nabe (26) und wenigstens eine
Speiche (24) aufweist, welche die Nabe (26) und den Rand (22)
verbindet, wobei die Aktivierungseinrichtung (60) in der Nabe
(26) angeordnet ist, und wobei das Druckgefäß (66) sich von der
Aktivierungseinrichtung durch wenigstens eine Speiche (24) und
in den Rand (22) erstreckt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Lenkrad einen
Rand (22), eine mittlere Nabe (26) und wenigstens eine Speiche
(24) aufweist, welche die Nabe (26) und den Rand (22)
verbindet, und wobei die Aktivierungseinrichtung (60) in der Nabe
(26) angeordnet ist, und wobei das Druckgefäß (66) sich von der
Aktivierungseinrichtung erstreckt und in wenigstens einer
einzelnen Spule oder Windung in der wenigstens einen Speiche (24)
gebildet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die
Aktivierungseinrichtung (60) aufweist:
ein Gehäuse (90), welches ein erstes Gehäuse und eine
divergierende Düse (104) umfaßt, die an einem Ende einer
Mischkammer (106) gebildet ist, wobei das andere Ende der
Mischkammer (106) von der Dichtungseinrichtung (80) umschlossen ist;
Vortriebsmittel (124), das stromaufwärts der
Mischkammer (106) angeordnet ist zum Erhöhen der Temperatur in der
Mischkammer (106) und um zu bewirken, daß die
Dichtungseinrichtung (80) sich öffnet;
einen Initiator (120), der auf das Steuersignal
anspricht zum Initiieren des Brennens des Vortriebsmittels.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die
Aktivierungseinrichtung (60,208) mit einem zweiten Ende (202) der
Rohrleitung (66,166,210) derart verbunden ist, daß eine
Fluidabdichtung dazwischen bewirkt ist, wobei das erste Ende (216) der
Rohrleitung, welches die Dichtungseinrichtung abstützt, von der
Aktivierungseinrichtung (60,208) entfernt angeordnet ist;
die Aktivierungseinrichtung einen Initiator
(120,208), der an dem zweiten Ende der Rohrleitung angeordnet
ist, und Vortriebsmittel (220) umfaßt, welches in der
Rohrleitung angeordnet ist und von welchem ein Ende arbeitsmäßig
relativ zu dem Initiator (208) angeordnet ist zum Erhöhen des
Drucks in der Rohrleitung (66,166).
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei das
Vortriebsmittel (220) als eine langgestreckte Länge aus Vortriebsmaterial
gebildet ist, die sich über eine vorbestimmte Strecke durch die
Rohrleitung erstreckt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die
Verteilereinrichtung (50,230) um die Dichtungseinrichtung (80) herum
angeordnet ist, um Gas von dieser zu erhalten.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei die
Verteilereinrichtung einen Filter (134;234) darin umfaßt zum Filtern des
Gases vor seinem Eintritt in den Airbag (36).
9. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei ein Airbag (36) um
die Verteilereinrichtung (50) herum in gefalteter Ausrichtung
derart angeordnet ist, daß er Gas erhält um ihn aufzublasen,
und eine Abdeckung (38) relativ zu dem Lenkrad (20) und über
den gefalteten Bag (36) befestigt ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die
Aktivierungseinrichtung einen Initiator, der an dem zweiten Ende der
Rohrleitung angeordnet ist, um bei Aktivierung den Druck in der
Rohrleitung zu erhöhen, und Vortriebsmittel umfaßt, das in der
Rohrleitung angeordnet und relativ zu dem Initiator
arbeitsmässig positioniert ist, und wobei das Vortriebsmittel als eine
langgestreckte Länge aus Vortriebsmaterial gebildet ist, die
sich über eine vorbestimmte Strecke durch die Rohrleitung
erstreckt.
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Publications (2)
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