ES2208213T3 - Sistema de retencion para los ocupantes de un vehiculo. - Google Patents

Abstract

Sistema de retención para ocupantes de vehículos con una fuente de gas a presión (10), con un airbag (12) que se puede inflamar con gas a presión suministrado por una fuente de gas a presión, donde la fuente de gas a presión genera un primer flujo de gas, y una válvula (28) a través de la cual el gas procedente del sistema de retención puede escapar en un segundo flujo de gas, estando dispuesta la válvula de tal manera que se vea expuesta tanto al primero como al segundo flujo de gas, reduciendo la válvula su sección de paso al aumentar la presión tanto del primer flujo de gas como también del segundo flujo de gas.

Description

Sistema de retención para los ocupantes de un vehículo.

La invención se refiere a un sistema de retención para ocupantes de vehículos. En esta clase de sistemas de retención, el airbag primeramente se infla completamente en el tiempo más corto posible. Con el fin de que el airbag pueda absorber la mayor cantidad posible de energía cinética del ocupante del vehículo está prevista una válvula a través de la cual el gas puede volver a escapar de forma controlada. La válvula debería presentar aproximadamente una característica con coeficiente negativo, es decir que cuanto mayor peso tenga el ocupante del vehículo tanto menor debería ser la cantidad de gas que escapa por unidad de tiempo, para que un ocupante del vehículo de peso quede retenido con una fuerza grande, mientras que en el caso de un ocupante del vehículo de poco peso, al que hay que frenar con menor fuerza, el airbag vuelva a quedar "blando" más rápidamente. Se conocen sistemas de retención con una válvula de este tipo en diversas realizaciones, donde generalmente en el airbag hay un orificio que se reduce en función de la presión interior. Así, por ejemplo, la patente EP 0 917 994 describe un airbag con un orificio que está rodeado por un lazo. Al aumentar la presión interior se dilata el airbag, el lazo se cierra y se reduce la sección del orificio. Otra variante aparece descrita en la patente DE 196 33 883 A1. En este caso, el orificio en el airbag está cubierto por una pieza de tejido con escasa capacidad de dilatación, de manera que al producirse una tensión elevada en el tejido del airbag se cierra el orificio. Antes de que cierren estas válvulas se tiene que haber alcanzado sin embargo un valor mínimo de presión estática de manera que durante la fase inicial de inflado pueda escapar una cantidad de gas que luego ya no está disponible para llenar el airbag. Pero de esta manera se prolonga el tiempo de inflado. Una solución algo distinta se describe en la patente EP 0 917 995, en la que el orificio en el airbag está cubierto por una pieza de tejido que se abomba en forma de taza al paso del gas, contrayendo entonces su borde, de manera que se reduce el orificio. Aquí también se necesita para la función del paso del gas una cantidad de gas que luego está perdida para el inflado.

La patente DE 196 28 836 A1 muestra un módulo de airbag con un orificio de salida que reduce su sección de paso al aumentar la presión interior. En la patente DE 3 147 780 A1 y en la patente US 3.532.360 se describen, respectivamente, generadores de gas con una válvula de sobrepresión. La patente DE 299 07 607 U1 muestra un sistema de retención con una válvula que puede cerrar un orificio de salida. El flujo de gas que penetra desde la fuente de gas a presión hace girar las clapetas de la válvula con lo cual se cierra la válvula. Una vez finalizada la entrada de gas, las clapetas vuelven a su posición de origen dejando de nuevo totalmente libre el orificio de salida.

La invención tiene como objetivo perfeccionar un sistema de retención de ocupantes de vehículo de la clase descrita inicialmente, de tal manera que la cantidad de gas facilitada por el generador de gas pueda tener un aprovechamiento óptimo para inflar el airbag.

Esto se consigue mediante un sistema de retención para ocupantes de vehículos que tenga las características de la reivindicación 1. Dado que la fuente de gas a presión suministra su presión de flujo máxima después del encendido, la válvula tiene la sección de paso más pequeña poco después de la activación, cuando incide sobre ella el flujo de gas, de manera que por lo menos al comienzo del proceso de inflado apenas se pierde gas. De esta manera queda asegurado que el airbag se infla de la manera más rápida posible.

En una forma de realización de la invención está previsto que la curva característica de la válvula se pueda ajustar. De esta manera, mediante un ajuste sencillo de la válvula se puede efectuar la adaptación del caudal de gas al airbag que se utilice, de manera que se pueden utilizar fuentes de gas a presión de un mismo tipo para diferentes airbags. Si se dispone del correspondiente dispositivo de captación se puede ajustar el nivel de inflado del airbag, por ejemplo en función de la posición o del peso del ocupante del vehículo.

De acuerdo con la forma de realización preferida de la invención, la fuente de gas a presión es un generador de gas y la válvula está integrada en el generador de gas. De esta manera se simplifica por una parte la fabricación del airbag, ya que allí no hay que prever orificios de descarga; por otra parte, la vía del flujo entre el generador de gas y la válvula queda reducida al mínimo, de manera que la válvula puede reaccionar con la mayor rapidez posible.

Unas realizaciones ventajosas de la invención se deducen de las subreivindicaciones.

Otras realizaciones y ventajas de la invención se deducen de la siguiente descripción en la que se hace referencia al único dibujo adjunto, en el que se muestra una sección a través de un sistema de retención de ocupantes del vehículo conforme a la invención.

En la figura 1 se muestra en sección un sistema de retención de ocupantes de vehículos conforme a la invención, compuesto por un generador de gas 10, un airbag 12 y una cubierta del airbag 14. El generador de gas 10 tiene una cámara de combustión 16, que está cerrada por una pared de la cámara de combustión 18. En la pared de la cámara de combustión 18 hay unos orificios de salida 20 dispuestos radialmente. El generador de gas 10 dispone además de una carcasa 22, que está abierta hacia el lado del airbag 12. Un filtro 24 protege al airbag contra residuos calientes de la combustión. En la carcasa 22 está previsto un orificio 26, que puede quedar cerrado por una válvula 28. Encima del orificio 26 y por la cara exterior de la carcasa 22 hay una tapa de recubrimiento 30 con orificios laterales 32. La válvula 28 se compone de una placa de incidencia 34 y del muelle 36. El muelle 36 se apoya a través de un elemento de ajuste 38 en la tapa 30. El muelle 36 comprime la placa 34 contra dos topes 40 situados en la carcasa del generador de gas 22.

Una vez activado el generador de gas se forma en la cámara de combustión 16 un gas que escapa con gran velocidad a través de los orificios de salida 20. Una parte del flujo de gas incide sobre la placa 34 que se desplaza hacia el borde de la carcasa 22 por la presión del flujo, venciendo la fuerza del muelle 36 y cerrando el orificio 26. Entonces el gas fluye al airbag 12 que se despliega en la forma usual. Una vez que ha terminado la generación de gas, es decir cuando se ha consumido el combustible en la cámara de combustión, remite el flujo de gas y el muelle 36 abre la válvula, dejando nuevamente libre el orificio 26. De esta manera el gas puede escapar desde el airbag 12 a través del orificio 26 y los orificios 32 a la tapa 30. De esta manera el airbag 12 cede, y el ocupante del
vehículo puede descargar su energía cinética, acelerando el gas que se encuentra dentro del airbag 12.

Con el elemento de ajuste 38 se puede modificar la tensión inicial del muelle 36. Dando al muelle 36 una tensión inicial mayor se consigue que la válvula 28 vuelva a abrir ya cuando la presión del flujo es todavía superior, es decir con anterioridad dentro de la fase de inflado, de manera que el airbag 12 no se llena tanto, por ejemplo si se trata de retener a un ocupante de vehículo de menos peso.

Durante el proceso de retención, es decir cuando la válvula 28 vuelve a estar abierta y el peso del ocupante del vehículo expulsa el gas fuera del airbag 12, hay un flujo de gas a través del orificio 26 ajustándose el orificio de paso efectivo de la válvula 28 en función del flujo de gas a través del orificio 26 y de la fuerza del muelle 36. La consecuencia de esto es que tal como se desea, en el caso de un ocupante del vehículo de poco peso el airbag 12 queda "blando" más rápidamente que en el caso de un ocupante de mayor peso. La válvula 28 trabaja entonces igual que los orificios de salida variables conocidos, como una válvula con característica de coeficiente negativo.

Dado que el funcionamiento y en especial el volumen de gas producido por el generador de gas 10 depende de la temperatura ambiente en el interior del vehículo, se le puede superponer a la válvula 28 una característica dependiente de la temperatura con el fin de asegurar la uniformidad de la función de retención del sistema. Esto se consigue, por ejemplo, eligiendo para el muelle 36 un material que dependa de la temperatura. Alternativamente cabe también imaginar la posibilidad de ajustar la tensión inicial del muelle 36 mediante el elemento de ajuste 38 en función de la temperatura ambiente, que se capta por medio de un sensor exterior, tal como generalmente ya existe en el vehículo.

Obviamente, la invención no se limita a la forma de realización representada en las figuras. La válvula que depende del flujo puede estar situada perfectamente en otro lugar, donde incida sobre ella el flujo de gas. Por ejemplo, el airbag y el generador de gas pueden estar separados, por razones de espacio, y comunicados por medio de una tubería.

Para determinadas aplicaciones puede ser conveniente desconectar la función de la válvula, por ejemplo, en combinación con la supervisión de otros sistemas de retención, como por ejemplo cinturones de seguridad.

Otra adaptación a la situación de retención respectiva (en función del peso del ocupante, de la posición del ocupante del vehículo, etc.) se puede conseguir también dotando a la válvula de un elemento temporizador que permita abrir o cerrar la válvula de manera retardada, o abrirla o cerrarla activamente antes de que reaccione ante el flujo de gas. Si se comprueba que el ocupante del vehículo no está en la posición de asiento óptima, por ejemplo, porque precisamente se esté inclinando hacia adelante, entonces mediante el elemento temporizador la válvula puede cerrar más tarde. De esta manera se reduce el ímpetu del proceso de inflado ya que una parte del flujo de gas puede escapar a través de la válvula. Aunque esto prolonga el tiempo necesario hasta que el airbag esté totalmente inflado, sin embargo, reduce el riesgo de que el ocupante del vehículo sufra lesiones adicionales debidas al ímpetu del airbag.

Con medios relativamente sencillos se puede conseguir también una determinada característica de la válvula, modificando el sistema de muelle y masa, por ejemplo, si se tiene en cuenta la masa inerte de la chapa de incidencia.

Claims (9)

1. Sistema de retención para ocupantes de vehículos con una fuente de gas a presión (10), con un airbag (12) que se puede inflamar con gas a presión suministrado por una fuente de gas a presión, donde la fuente de gas a presión genera un primer flujo de gas, y una válvula (28) a través de la cual el gas procedente del sistema de retención puede escapar en un segundo flujo de gas, estando dispuesta la válvula de tal manera que se vea expuesta tanto al primero como al segundo flujo de gas, reduciendo la válvula su sección de paso al aumentar la presión tanto del primer flujo de gas como también del segundo flujo de gas.

2. Sistema de retención para ocupantes de vehículos según la reivindicación 1, caracterizado porque se puede ajustar la curva característica de la válvula (28).

3. Sistema de retención para ocupantes de vehículos según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la curva característica de la válvula (28) depende de la temperatura.

4. Sistema de retención para ocupantes de vehículos según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque está previsto un dispositivo que retarda en el tiempo el cierre de la válvula (28).

5. Sistema de retención para ocupantes de vehículos según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque está previsto un dispositivo que retarda en el tiempo la apertura de la válvula (28).

6. Sistema de retención para ocupantes de vehículos según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la fuente de gas a presión es un generador de gas (10) y porque la válvula (28) está integrada en el generador de gas.

7. Sistema de retención para ocupantes de vehículos según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la válvula (28) se puede poner fuera de servicio.

8. Sistema de retención para ocupantes de vehículos según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la válvula (28) presenta una placa (34) que por la fuerza del flujo del gas se puede desplazar desde una posición abierta, en la que la placa deja libre un orificio de paso (26) de la válvula, a una posición cerrada en la que cierra el orificio de paso.

9. Sistema de retención para ocupantes de vehículos según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la placa (34) es forzada a la posición abierta por lo menos por un muelle (36).