ES2226219T3 - Dispositivo protector contra impactos para un pasajero de vehiculo. - Google Patents
Dispositivo protector contra impactos para un pasajero de vehiculo.Info
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Abstract
PARA CONTROLAR EL COMPORTAMIENTO DE SALIDA EN UN AIRBAG, ESTE PRESENTA UN ORIFICIO DE SALIDA DE GAS (2) DE SECCION REGULABLE. LA SECCION DEL ORIFICIO DE SALIDA DE GAS (2) SE LIMITA A UN VALOR MINIMO. AL INFLAR EL ORIFICIO DE SALIDA DE GAS (2) ESTA EN PRINCIPIO COMPLETAMENTE CERRADO, Y DESPUES DE LA ACTIVACION DEL AIRBAG SE ABRE AUTOMATICAMENTE HASTA ALCANZAR LA MAXIMA SECCION AJUSTADA.
Description
Dispositivo protector contra impactos para un
pasajero de vehículo.
La invención se refiere a un dispositivo
protector contra impactos para un pasajero de vehículo, compuesto
básicamente por un airbag con generador de gas y dispositivo de
encendido.
Los dispositivos protectores de este tipo están
previstos en todos los automóviles modernos de gran serie y se
conocen como airbags. Incluyen un saco de gas plegado, el airbag en
sentido estricto, un generador de gas y un dispositivo de encendido
que se enciende de forma electrónica tan pronto como en un sensor de
desaceleración se comprueba la superación de un valor de umbral
determinado y ajustable. El saco de gas plegado está dispuesto
escondido en el volante del cuadro de mandos, en el asiento del
vehículo o en otros lugares apropiados en el interior de la
carrocería del vehículo, donde la cubierta se abate bruscamente y
por lo general, con mecanismo de bisagra, cuando el saco de gas se
llena de gas de forma explosiva como consecuencia de una activación
del generador de gas.
En un accidente, dependiendo de las
posibilidades, el saco de gas debería estar completamente hinchado
antes de que el pasajero del vehículo a quien se intenta proteger
choque contra el saco de gas. A continuación el pasajero del
vehículo deberá ser frenado en su movimiento hacia delante, a ser
posible sin que sufra lesiones y sin que sufra un lanzamiento brusco
en la dirección contraria. Con este fin el dispositivo protector,
formado por una envoltura más o menos elástica y una carga de gas
comprimible, deberá presentar un comportamiento de choque lo más
plástico posible, esto es, el impulso de choque no deberá
transformarse en energía acumulada elástica sino, que a ser posible
debe transformarse de forma que no incidan fuerzas de rebote sobre
el pasajero que se precipita contra el saco de gas.
Un comportamiento semejante del airbarg se
consigue desde su introducción fabricando el material envolvente del
saco de gas con una permeabilidad al gas mayor o menor en toda su
superficie y/o disponiendo en el saco de gas uno o varios orificios
para la de salida del gas con una sección transversal definida. En
todos los casos la sección transversal total de la salida del gas
está calculada de tal modo que al activarse el generador de gas el
saco de gas se puede hinchar completamente hasta una presión
preestablecida y porque a continuación el gas puede escapar del saco
de gas con un ritmo determinado por toda la sección transversal de
la salida del gas.
La patente GB-A-2
306 409 da a conocer un dispositivo protector de saco de gas de este
género, con orificios de salida del gas en el airbag, completamente
cerrados hasta la activación del airbag. Los orificios de salida del
gas no se abren hasta que llega una señal a través de una corredera
de regulación. Aquí el tamaño del orificio de salida del gas está
establecido de antemano.
En la patente
US-A-5.366.242 se describe una
posibilidad de controlar el flujo del gas al activarse el saco de
gas, de modo que en el saco de gas se consigue siempre la misma
presión con independencia de la temperatura del ambiente. Para ello
el orificio de salida en la carcasa del módulo del airbag se cubre
más o menos en función de la temperatura.
La patente EP-A-0
800 967 trata igualmente del flujo controlado del gas al activarse
el saco de gas. Los orificios de salida en la carcasa del módulo del
airbag se pueden abrir más o menos dependiendo de diferentes
parámetros como la intensidad del choque, el tamaño y la posición
del pasajero del vehículo, el uso o no del cinturón de seguridad,
con el fin de hinchar el saco de gas en correspondencia con las
exigencias.
El volumen total del saco de gas y el ritmo de
salida del gas se pueden ajustar en la fase de fabricación a cada
finalidad de uso establecida. Los airbags integrados en el volante
pueden presentar un volumen más pequeño, pues se puede aceptar que
el conductor de un vehículo adopta siempre una posición definible
dentro de unos márgenes más estrechos que el acompañante, para el
cual se prevén normalmente, por este motivo, sacos de gas de
dimensiones mayores.
No obstante, un airbag de una construcción
similar en lo tocante a su volumen y a su comportamiento de salida
del gas no se puede diseñar de modo igualmente óptimo para un
pasajero de vehículo de 50 kg y para otro pasajero de 100 kg. Para
la incidencia de la masa corporal mayor se deberán activar
"fuerzas de frenado" más intensas que para la masa corporal
pequeña. En este sentido, para ajustar mejor los airbags a la
situación de uso individual se han propuesto ya orificios de salida
del gas cuya sección transversal se modifica de forma automática
dependiendo de la masa corporal incidente, esto es, del aumento de
la presión provocado en el saco de gas por este motivo, de modo que
el ritmo de salida del gas es inversamente proporcional a la masa
corporal incidente. De esta manera se puede conseguir que las
fuerzas de frenado que actúan desde el saco de gas sobre el cuerpo
incidente se ajusten mejor a la masa del cuerpo en cuestión.
En estos sistemas conocidos se critica también el
hecho de que sólo se consiga una proporcionalidad inversa y sencilla
entre la sección transversal de la salida del gas y la masa corporal
incidente, y sobre todo que la modificación de la sección
transversal de la salida del gas dependa de que el "nivel de
ajuste", que es determinante, sólo se pueda producir al chocar el
cuerpo sobre el saco de gas y por tanto posiblemente demasiado
tarde.
Queda por tanto el objetivo de adaptar el
comportamiento de salida del gas de un airbag al usuario del
vehículo en cuestión, de una forma mejor y con independencia de
parámetros registrados sólo después de una activación del
airbag.
Para resolver este objetivo se propone, según la
invención, que en el airbag esté configurado al menos un orificio de
salida del gas, y que se prevean medios con los que se pueda
ajustar, de forma activa y con un valor correspondiente a las
necesidades en cuestión, la sección transversal de salida máxima del
orificio de salida del gas dependiendo de uno o varios
parámetros.
Así pues, se deberá realizar un orificio de
salida del gas con el cual la sección transversal de flujo y, por
tanto, el ritmo de salida del gas máxima posible se puedan limitar a
un valor preestablecido. Al contrario que con las medidas efectuadas
hasta la fecha para influir sobre la sección transversal de la
salida del gas, éste no se modificará sólo al producirse la
inmersión sino que se podrá adaptar de forma óptima al usuario en
cuestión ya antes de una activación del saco de gas. Esto se basa
en la idea de prever en el saco de gas un orificio de salida del gas
ajustado al ritmo de salida del gas máxima exigida. Esta sería la
masa corporal más pequeña que la construcción del dispositivo
protector tendría en cuenta en su diseño. Si con este orificio de
salida del gas máxima necesaria para la situación de uso se prevé
una posibilidad de reducirlo de alguna manera, dependiendo por
ejemplo de los parámetros del usuario del vehículo, ya se ha creado
una posibilidad de configurar el ritmo de salida del gas del saco de
gas de tal forma que en el marco de las restantes condiciones
adicionales de la construcción se pueda adaptar de forma óptima al
usuario. Un orificio de salida del gas configurado de esta manera
tiene como ventaja añadida que los medios para limitar la sección
transversal de salida se pueden controlar también dependiendo de
otros parámetros, por ejemplo, dependiendo de la velocidad del
vehículo o de la temperatura del entorno, una magnitud de influencia
determinante para el "sistema neumático".
En las subreivindicaciones 2 a 17 se describen
configuraciones ventajosas de la idea de la invención. Otras
particularidades se explican en más detalle con ayuda del diagrama
descrito en la figura 1 y con los ejemplos de realización
representados en las figuras 2 a 5. Las figuras muestran:
Fig. 1 la variación temporal del recorrido de la
presión y de la sección transversal de salida al activarse un
airbag;
Fig. 2 de forma esquemática, un primer ejemplo de
realización de la idea de la invención;
Fig. 3 un segundo ejemplo de realización de la
idea de la invención;
Fig. 4 un tercer ejemplo de realización de la
idea de la invención;
Fig. 5 un cuarto ejemplo de realización de la
idea de la invención.
Partiendo de un recorrido de la presión medido al
activarse un airbag, en la figura 1 se representan de forma
esquemática tres recorridos posibles de la presión, tal como pueden
resultar utilizando una sección transversal de salida del gas
accionada de forma activa. Aproximadamente 5 ms después del
encendido del generador de gas la presión en el airbag aumenta
abruptamente desde 0 a 3,75 bares aproximadamente, hasta que la
cubierta exterior del airbag se suelta y el airbag se puede
desplegar. Como consecuencia del aumento de volumen la presión en el
airbag desciende posteriormente casi con la misma brusquedad que en
la fase de desarrollo de la presión, para llegar, a partir de un
momento entre 12 y 15 ms aproximadamente después del encendido, de
forma más plana y asintótica a un valor final situado por debajo de
0,5 bares. Se representan gráficamente tres curvas de descenso de la
presión que corresponden a los tres orificios de salida del gas de
diferentes tamaños obtenibles. La apertura de la salida del gas en
el airbag comienza, según la figura 1, 10 ms aproximadamente después
del encendido del generador de gas, y alcanza la sección transversal
máxima después de unos 30 ms, esto es, más o menos en el momento de
la incidencia de un pasajero contra el airbag. Se representa un
recorrido lineal de la apertura desde 0 hasta una sección
transversal de salida A, para la cual se indican tres valores
concretos, a saber el mínimo, el medio y el máximo. A la sección
transversal de salida mayor, esto es, a la variación temporal máxima
de la sección transversal de salida le corresponde la curva con el
descenso de la presión máximo. En el diagrama descrito se alcanza,
en el momento de la incidencia, después de 30 ms, una presión
residual de unos 0,2 bares aproximadamente. A la sección transversal
mínima obtenible le corresponde la curva superior de descenso de la
presión, en la cual, en el momento de incidencia del ejemplo
descrito, encontramos aún una presión residual de unos 0,4 bares. En
consecuencia a la sección transversal de salida media máxima
obtenible le corresponde la curva de descenso de la presión media,
con un valor de presión residual de unos 0,3 bares.
Evidentemente, todos los valores numéricos
mencionados anteriormente se deben entender sólo como un ejemplo y
sirven sólo para explicar la idea de la invención, sin restringir
ésta a los valores mencionados.
Las figuras 2 a 4 muestran de forma puramente
esquemática posibles formas de realización de la idea de la
invención. En la versión según la figura 2 está previsto en el
airbag 1 un orificio 2 de salida del gas, que en estado de reposo
está tapado completamente por una corredera 5. La corredera 5 se
puede desplazar hacia la izquierda por medio de un accionamiento
regulador 6 cuando hay que liberar el orificio 2 de salida del gas.
Aquí la liberación del orificio 2 de salida del gas o el movimiento
de la corredera 5 está limitada por un tope 3, ajustable según la
invención por medio de un segundo accionamiento regulador 7. De esta
manera la sección transversal máxima del orificio de salida del gas
se puede ajustar dependiendo de unos parámetros que se elegirán por
criterios de conveniencia según las necesidades del momento.
En la forma de realización según la figura 3, en
lugar de un tope está prevista una tapa 4 que se puede ajustar
mediante un accionamiento regulador 7' y que cubre completamente,
junto con la corredera 5', el orificio 2 de salida del gas en el
airbag 1. En el ejemplo descrito el orificio 2 de salida del gas
está cubierto más o menos a la mitad por la tapa 4 y por la
corredera 5'. El accionamiento regulador 7' se deberá regular, al
igual que el el accionamiento regulador 7 para el tope 3,
dependiendo de uno o varios parámetros que se elegirán por
conveniencia del momento, y que se establecerán de modo que pueda
llevar la corredera 5' a la posición de partida deseada. Si se
modifica la magnitud de ajuste para el accionamiento regulador 7' en
la dirección de una menor cobertura de la sección transversal 2 de
salida del gas se deberá procurar que el accionamiento regulador
correspondiente, o bien un elemento de retorno separado y elástico,
conduzca a la corredera 5' hasta tocar contra la tapa 4.
En la forma de realización según la figura 4 el
orificio 4 de salida del gas en el airbag 1 está completamente
cerrado por una hoja 10. La corredera 8 con su accionamiento
regulador 9 corresponde aquí funcionalmente a la tapa 4 con el
accionamiento regulador 7' según la figura 3.Aquí el accionamiento
regulador se puede dirigir dependiendo de un parámetro, de modo que
la corredera 8 cubra el orificio de salida del gas en la medida en
que, después de la apertura brusca de la hoja 10 como consecuencia
de la presión interior en el airbag 1, sólo se libere la sección
transversal máxima deseada de la salida.
La figura 5 muestra esquemáticamente de qué forma
se puede aplicar la idea de la invención con un dispositivo
protector contra choques, en el que un generador 11 de gas habitual
se utiliza con carcasa cilíndrica circular. Las carcasas de este
tipo suelen presentar una brida que sobresale en sentido radial, a
la cual se fija el airbag. Si esta brida existente por sí misma se
ensancha formando un anillo 13 se podrán alojar en este anillo uno o
varios orificios 12 de salida del gas. En el ejemplo representado
están previstos varios orificios de salida del gas distribuidos
regularmente por el perímetro. El anillo 13 lleva asociada una
corredera accionable anular 14, en la que está configurado el mismo
número de pasos de gas circulares. Además está prevista otra tapa o
tope 15 accionable, de forma anular, que presenta igualmente pasos
de gas circulares, dispuestos en correspondencia con los orificios
12 de salida del gas en el anillo 13 y con los pasos de gas en la
corredera anular 14. Mediante el giro de la tapa o tope anular 15
los pasos de gas circulares, con los orificios 12 de salida del gas,
se pueden cubrir total o parcialmente, con lo cual se puede
determinar la sección transversal máxima posible de salida del gas.
La corredera accionable anular se encuentra en su posición de
partida girada de tal manera que sus pasos de gas no coinciden con
los orificios 12 de salida del gas situados en el anillo 13. Al
activarse el airbag 1 la corredera anular 14 se gira desde su
posición de cierre hasta su posición de abertura, en la que sus
pasos de gas circulares se encuentran en correspondencia exacta con
los orificios circulares 12 de salida del gas situados en el anillo
13. De esta manera se libera la sección transversal máxima de salida
del gas previamente ajustada por la tapa o tope 15 de forma
anular.
En todos los ejemplos de realización de la idea
de la invención representados gráficamente es determinante el que
una sección transversal de salida del gas de un tamaño dado se pueda
ajustar activamente, dependiendo de uno o de varios parámetros,
hasta obtener una sección transversal que corresponda óptimamente a
las necesidades de cada momento. Con la sección transversal máxima
disponible de salida del gas se deberá procurar que la presión
residual existente en el airbag en el momento de la incidencia de un
pasajero se adapte de forma óptima al peso corporal incidente. Por
lo demás también es posible, evidentemente, tener en cuenta otros
parámetros para el ajuste de la sección transversal máxima de salida
del gas y para la activación del orificio de salida del gas, por
ejemplo, la velocidad del vehículo, la intensidad de la
desaceleración o la longitud de un cinturón de seguridad totalmente
extraído.
Claims (17)
1. Dispositivo de protección contra impactos para
un pasajero de vehículo, con un airbag, un generador de gas y un
dispositivo de encendido, donde en el airbag (1) está configurado al
menos un orificio (2) de salida del gas, y donde están previstos
medios (5, 6; 4, 5', 6'; 10; 14) para liberar, al activarse el
airbag, una sección transversal máxima de salida del orificio (2) de
salida del gas, caracterizado porque están previstos medios
adicionales (3, 7; 4, 7; 8, 9; 15) con los cuales la sección
transversal máxima de salida del orificio de salida del gas se puede
ajustar activamente en un valor máximo determinado, dependiendo de
uno o de varios parámetros.
2. Dispositivo de protección según la
reivindicación 1, caracterizado porque el orificio (2) de
salida del gas está completamente cerrado y porque al activarse el
airbag el orificio se abre automáticamente hasta alcanzar la sección
transversal máxima ajustada.
3. Dispositivo de protección según la
reivindicación 2, caracterizado porque el orificio (2) de
salida del gas está completamente cerrado por medio de una corredera
(5) o similar, que al activarse el airbag se puede desplazar por
medio de un accionamiento regulador (6) hasta su posición de
apertura con sección transversal máxima.
4. Dispositivo de protección según la
reivindicación 3, caracterizado porque el accionamiento
regulador (6) puede desplazar la corredera (5) hasta un tope (3) en
la dirección de la apertura, donde el tope (3) se puede ajustar a su
vez por medio de un segundo accionamiento regulador (7).
5. Dispositivo de protección según la
reivindicación 2, caracterizado porque la sección transversal
del orificio (2) de salida del gas está cerrada completamente, en
parte por una tapa (4) ajustable y en parte por una corredera (5'),
donde la parte de sección transversal cubierta por el tope (3) se
puede ajustar por medio de un segundo accionamiento regulador (7') y
permanece cerrada al activarse el airbag, mientras que la parte de
sección transversal cubierta por la corredera (5') se puede liberar,
al activarse el airbag, mediante el desplazamiento de la corredera
(5) por medio de un primer accionamiento regulador (6').
6. Dispositivo de protección según la
reivindicación 2, caracterizado porque el orificio (2) de
salida del gas está cerrado completamente por medio de una hoja (10)
que cede a la presión del gas en el airbag, y porque, para el ajuste
de la sección transversal máxima, está prevista además una corredera
(8) o similar que se puede ajustar por medio de un accionamiento
regulador (9).
7. Dispositivo de protección según una de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el valor máximo
de la sección transversal del orificio (2) de salida del gas se
puede ajustar en función del peso del pasajero del vehículo.
8. Dispositivo de protección según la
reivindicación 7, caracterizado porque el valor máximo de la
sección transversal del orificio (2) de salida del gas se puede
ajustar asimismo en función de la velocidad del vehículo.
9. Dispositivo de protección según la
reivindicación 7 u 8, caracterizado porque el valor máximo de
la sección transversal del orificio (2) de salida del gas se puede
ajustar también en función de la desaceleración del vehículo
provocada por el accidente, o de otras variables de su estado.
10. Dispositivo de protección según una de las
reivindicaciones 7 a 9, caracterizado porque está previsto un
accionamiento electromotor.
11. Dispositivo de protección según una de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la velocidad de
liberación de la sección transversal se puede ajustar en función de
al menos uno de los parámetros de las reivindicaciones 7 a 9.
12. Dispositivo de protección según la
reivindicación 11, caracterizado porque está previsto un
accionamiento regulador con energía acumulada mecánica, neumática o
pirotécnica.
13. Dispositivo de protección según una de las
reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque el contorno del
orificio de salida del gas y/o el contorno de la corredera o similar
puede influir sobre la variación de sección transversal durante el
proceso de liberación.
14. Dispositivo de protección según la
reivindicación 13, caracterizado porque se puede ajustar el
inicio del proceso de liberación.
15. Dispositivo de protección según la
reivindicación 14, caracterizado porque los procesos que
determinan la sección transversal del orificio de salida del gas se
inician en el momento de la puesta en marcha el vehículo.
16. Dispositivo de protección según una de las
reivindicaciones 1 a 15, caracterizado porque el orificio de
salida del gas está dividido en varios orificios de salida.
17. Dispositivo de protección según la
reivindicación 16, caracterizado porque los orificios (12) de
salida del gas están alojados en un anillo (13) que rodea al
generador de gas (11), y porque están previstos una corredera (14)
accionable, de forma anular, y una tapa o tope (15) accionable, de
forma anular.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE29805209U | 1998-03-23 | ||
| DE29805209U DE29805209U1 (de) | 1998-03-23 | 1998-03-23 | Aufprall-Schutzvorrichtung für Fahrzeuginsassen |
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|---|---|
| ES2226219T3 true ES2226219T3 (es) | 2005-03-16 |
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ID=8054598
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