ES2228328T3 - Dispositivo de proteccion de airbag para ocupantes de vehiculos. - Google Patents

Dispositivo de proteccion de airbag para ocupantes de vehiculos.

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ES2228328T3 ES00108099T ES00108099T ES2228328T3 ES 2228328 T3 ES2228328 T3 ES 2228328T3 ES 00108099 T ES00108099 T ES 00108099T ES 00108099 T ES00108099 T ES 00108099T ES 2228328 T3 ES2228328 T3 ES 2228328T3
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Abstract

Dispositivo para el inflado rápido de un airbag plegado (3) para un dispositivo de protección contra colisiones para ocupantes de automóviles, con una carcasa (10) para el alojamiento de un propelente pirotécnico (7'') y un dispositivo de encendido, estando dotada la carcasa (1) de un paso para la salida de los gases de inflado del airbag (3), el cual está cerrado por una membrana de reventamiento (5) de resistencia definida o por un elemento de ajuste, y cuya sección se puede dejar total o parcialmente libre después de activar el dispositivo, caracterizado porque delante de la membrana de reventamiento (5) o del elemento de ajuste, y en el sentido de escape, está antepuesto un dispositivo de cierre que al inflar el airbag (3) se cierra por la presión de los gases de inflado pirotécnicos venciendo una fuerza de retroceso, y que una vez terminado el proceso de inflado se abre automáticamente.

Description

Dispositivo de protección de airbag para ocupantes de vehículos.
La invención se refiere a un dispositivo para el inflado rápido de un airbag plegado, para un dispositivo de protección contra impactos de ocupantes en automóviles, conforme al preámbulo de la reivindicación 1.
Con la denominación de "airbag" se conocen los sistemas de protección que se están instalando actualmente ya de serie en los automóviles modernos. Los usuales y más extendidos son los módulos de airbag alojados en el volante de dirección de un automóvil, que en caso de un accidente son activados por un transductor de medida de la aceleración, inflándose el airbag plegado de forma explosiva, formando entre el conductor y el volante de dirección un cojín que evita lesiones, o al menos las reduce. También para el acompañante se han previsto ya de serie los correspondientes módulos de airbag. Como equipamiento adicional o también de serie se ofrecen otros módulos de airbag adaptados a determinadas situaciones de accidente, por ejemplo a una colisión lateral.
En todos los módulos de airbag, éste solamente puede ejercer un efecto de protección óptimo si se infla a plenitud y a tiempo. A tiempo significa en los airbags frontales, por ejemplo, en un plazo de 20 a 40 milisegundos. Para conseguir esto se suelen emplear generalmente propelentes pirotécnicos que pueden facilitar de forma explosiva todo el volumen de gas necesario como producto de transformaciones químicas.
Dado que un airbag inflado a plenitud actuaría como un elemento deformable elásticamente, que haría rebotar al ocupante que se sumerge en él, es necesario que en todos los sistemas de airbag se procure que los gases de inflado también puedan volver a salir del airbag, porque solamente así se puede conseguir un comportamiento de impacto esencialmente plástico con una degradación óptima de la energía cinética al sumergirse dentro un ocupante del vehículo. Para esto, o bien el material de la envolvente del airbag está diseñado de una manera definida permeable a los gases o, en el caso de una envolvente de airbag esencialmente impermeable a los gases, se han previsto orificios de escape independientes. En ambos casos no se puede evitar que durante el llenado del airbag una parte más o menos grande de los gases de inflado se escape y no se pueda conseguir el llenado máximo posible con un determinado propelente. Si de todos modos se desea conseguir un determinado grado de llenado hay que emplear mayor cantidad de propelente para poder compensar la cantidad de gas de inflado que escapa hasta que se sumerge el ocupante y que debe considerarse como pérdida.
Un dispositivo de la clase citada inicialmente se conoce por la patente US 4.964.652. Una membrana que se rasga al alcanzar un determinado valor límite deja libre un canal de escape que pone en comunicación el airbag con el entorno.
Las patentes DE 20 56 101 A y GB-A-2 306 409 muestran también dispositivos de esta especie, en los que está prevista una válvula en el canal de escape.
El objetivo de la invención es el de mejorar un dispositivo de los descritos inicialmente, de tal manera que con la cantidad mínima posible de propelente y evitando pérdidas de gas de inflado e introduciendo los gases de inflado de forma eficaz se pueda disponer a tiempo de un airbag inflado a plenitud.
Este objetivo se resuelve de acuerdo con la invención mediante un dispositivo con las características de la reivindicación 1.
Con el paso en la carcasa para alojamiento del propelente pirotécnico, primeramente cerrado y después total o parcialmente abierto, se tiene la posibilidad de coordinar en tiempo el comienzo de la salida de los gases de inflado del airbag con la inmersión del ocupante en el airbag. En combinación con una envolvente de airbag impermeable a los gases se puede evitar de esta manera el escape prematuro de gas, de manera que no se producen pérdidas de gas y no se necesita ningún exceso de propelente.
De acuerdo con un primer aspecto de la invención está previsto que el paso esté cerrado mediante una membrana de reventamiento de resistencia definida. De esta manera se puede conseguir de manera sencilla la coordinación en el tiempo que se desea entre el comienzo de la salida del gas y la inmersión del ocupante, ajustando la resistencia de la membrana de reventamiento al súbito aumento de presión en el airbag que se produce durante la inmersión. La salida es activada por lo tanto directamente por la inmersión. Entre el momento en que se alcanza el máximo llenado del airbag y la inmersión del ocupante, el airbag inflado a plenitud se mantiene en cierto modo "en espera", y el escape de los gases de inflado para conseguir un comportamiento plástico del impacto o golpe solamente comienza cuando se necesite la elasticidad del airbag.
De acuerdo con un segundo aspecto de la invención está previsto que el paso esté cerrado por un elemento de ajuste, donde después de activarse el dispositivo se puede abrir total o parcialmente el paso por medio del elemento de ajuste, en función de por lo menos una magnitud de medida. Esta versión algo más compleja no solamente permite coordinar en el tiempo el comienzo del escape del gas y el proceso de inmersión sino también la determinación de la sección de escape, y con ello la posibilidad de influir en el comportamiento de absorción de energía del airbag en función de por lo menos una magnitud de medida. Ésta puede ser, por ejemplo, el peso corporal del ocupante en cuestión, que se puede determinar fácilmente mediante un transductor de medida adecuado situado en el asiento del vehículo y que se puede retransmitir al sistema electrónico de mando para el airbag. Obviamente una persona pesada necesita un airbag más duro que una persona ligera ya que al sumergirse en él es preciso absorber una energía cinética superior. La dureza del airbag está determinada en primer lugar por el caudal de escape del gas. Con un caudal de escape del gas pequeño se puede conseguir un airbag duro, tal como se necesita para dar protección óptima a una persona pesada. A la inversa, se puede realizar un airbag blando, con un caudal de escape del gas elevado, que le ofrece entonces a una persona ligera una protección óptima en caso de accidente.
Naturalmente se pueden tener en cuenta también otros valores de medida para establecer las dimensiones de la sección de escape, tales como por ejemplo la magnitud y el sentido de la deceleración del vehículo debida al accidente.
Otras realizaciones ventajosas de la idea de la invención se describen en las sub-reivindicaciones 3 a 17. Pueden deducirse otros detalles de la siguiente descripción de formas de realización objeto de la invención y a título de ejemplo, en las que se pueden prever determinadas características en las formas de realización objeto de la invención. La descripción hace referencia a los dibujos adjuntos. Las figuras muestran:
Figura 1 una primera forma de realización a título de ejemplo de un dispositivo para inflar un airbag, vista en sección;
Figura 2 una vista de la cara inferior de la forma de realización según la figura 1;
Figura 3 una forma de realización a título de ejemplo con disco de reventamiento;
Figura 4 una forma de realización a título de ejemplo con dos cámaras de combustión;
Figura 5 una forma de realización a título de ejemplo con difusor,
Figura 6 un dispositivo conforme a la invención;
Figura 7 otro dispositivo conforme a la invención,
Figura 8 una forma de realización según la figura 3, pero con los orificios de escape del gas dirigidos hacia el exterior.
En los ejemplos de formas de realización del dispositivo según la figura 1 la carcasa 1, para el alojamiento de un propelente pirotécnico designado por 7' y un dispositivo de encendido 10, está dotada de un espacio anular de forma cilíndrico circular 7 que en la zona del fondo 8 presenta un orificio para el alojamiento de un dispositivo de encendido 10, y que está cerrado por una tapa 9. La carcasa 1 lleva por el exterior una brida de montaje periférica 13, a la cual va fijado un airbag 3, que sólo está representado esquemáticamente. En la práctica, el recinto anular 7 está cargado con un propelente pirotécnico (no representado), que se puede inflamar según necesidad mediante el dispositivo de encendido, y que suministra los productos de combustión gaseosos que se necesitan para inflar el airbag 3. Estos productos pueden pasar a través de los orificios de salida del gas 11 al canal de salida 2 y de allí al airbag 3. En el ejemplo de realización representado, los orificios de salida del gas 11 están cubiertos por unos dispositivos de retención 12 a modo de tamiz dispuestos delante, que evitan que puedan pasar partículas sólidas a través de los orificios de salida del gas 11 al airbag 3. Además de este modo se le puede quitar al airbag parte del calor, con el fin de que el material del airbag quede expuesto a una menor solicitación térmica. Al inflar el airbag 3, el canal de salida 2 está primeramente cerrado, por su extremo alejado del airbag, mediante un elemento de ajuste compuesto por una corredera 4 y un accionamiento de ajuste, que asienta sobre una prolongación 14 de la carcasa 1 que sobresale hacia abajo más allá de la zona del fondo 8. Para ajustar la corredera 4 y obtener una posición de apertura definida se ha previsto un accionamiento de ajuste pirotécnico 15, que se puede activar teniendo en cuenta unos valores de medida específicos de los ocupantes, del vehículo o del accidente, determinados por medio de sensores S, de manera que la sección de flujo del canal de salida 2 se puede ajustar según la necesidad. El canal de salida 2 forma un paso para el gas que escapa del airbag.
La figura 2 muestra una vista por debajo de la forma de realización a título de ejemplo según la figura 1, en una representación algo ampliada y sin airbag. Se observa la zona del fondo 8 de la carcasa 1 así como la pestaña de montaje 13 que lo rodea por el exterior. El canal de salida 2 termina en la prolongación 14 que sobresale hacia abajo y se puede abrir total o parcialmente por la corredera 4. Para ajustar la corredera 4 está previsto un accionamiento de ajuste pirotécnico 15. Tal como se puede ver en la figura 6, para ajustar la corredera 4 también se puede emplear un accionamiento con motor eléctrico 15a.
En la forma de realización a título de ejemplo según la figura 3, el canal de salida 2 está cerrado por una membrana de reventamiento 5, que se rasga al activarse el dispositivo. La resistencia de esta membrana de reventamiento 5 está diseñada de tal manera que se rasgue al alcanzarse una presión predeterminada en el airbag 3, dejando así libre el canal de flujo 2. Por lo demás, la forma de realización de la figura 3 se corresponde con la de la figura 1, por lo que sobran las demás cifras de referencia y explicaciones.
La forma de realización a título de ejemplo según la figura 1 se distingue de la representada según la figura 1 por el hecho de que el espacio anular 7 está subdividido en dos cámaras de combustión 7a, 7b, con sus correspondientes dispositivos de encendido 10a, 10b y los orificios de salida del gas 11a, 11b. Esta forma de realización puede estar equipada tanto con una corredera 4 como con una membrana de reventamiento 5.
La forma de realización a título de ejemplo según la figura 5 se distingue de la representada según la figura 1 por el hecho de que el canal de salida 2 está equipado con un difusor por su extremo próximo al airbag. Esta clase de difusores son conocidos y sirven para el reenvío y distribución del flujo de gas que sale con el fin de evitar la incidencia directa del flujo de gas sobre el material del airbag, y poder influir en el proceso de despliegue del airbag. También esta forma de realización puede estar equipada con una corredera 4 o con una membrana de reventamiento 5.
En las formas de realización a título de ejemplo con corredera 4 y accionamiento de ajuste pirotécnico o por motor eléctrico 15, 15a (figura 6) o con membrana de reventamiento 5 (figura 7) se han dispuesto en el canal de salida 2 unas clapetas 16a, 16b. Estas clapetas actúan como dispositivo de cierre a modo de una válvula de retroceso y al inflamarse el propelente pirotécnico son abatidas elásticamente 90º por los gases que escapan, con lo cual cierran esencialmente el canal de salida 2 mientras continúen saliendo productos de combustión gaseosos a través de los orificios de salida del gas 11. Una vez finalizada la salida del gas las clapetas vuelven a abatirse automáticamente a su posición de origen dejando así nuevamente totalmente libre la sección de flujo del canal de salida 2.
La figura 8 muestra una forma de realización a título de ejemplo en la que los orificios de salida del gas 11 no están orientados hacia el interior, hacia el canal de salida 2 sino hacia el exterior, al espacio situado encima de la pestaña de montaje 13. De este modo, las puntas de presión que se producen al inflamar el propelente se pueden mantener alejadas de la membrana de reventamiento 5, evitando que ésta sea destruida prematuramente.

Claims (17)

1. Dispositivo para el inflado rápido de un airbag plegado (3) para un dispositivo de protección contra colisiones para ocupantes de automóviles, con una carcasa (10) para el alojamiento de un propelente pirotécnico (7') y un dispositivo de encendido, estando dotada la carcasa (1) de un paso para la salida de los gases de inflado del airbag (3), el cual está cerrado por una membrana de reventamiento (5) de resistencia definida o por un elemento de ajuste, y cuya sección se puede dejar total o parcialmente libre después de activar el dispositivo, caracterizado porque delante de la membrana de reventamiento (5) o del elemento de ajuste, y en el sentido de escape, está antepuesto un dispositivo de cierre que al inflar el airbag (3) se cierra por la presión de los gases de inflado pirotécnicos venciendo una fuerza de retroceso, y que una vez terminado el proceso de inflado se abre automáticamente.
2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque el paso está cerrado por un elemento de ajuste, que después de activarse el dispositivo abre total o parcialmente el paso en función de por lo menos una magnitud de medida.
3. Dispositivo según la reivindicación 2, caracterizado porque como elemento de ajuste está prevista una corredera (4) con accionamiento de ajuste.
4. Dispositivo según la reivindicación 3, caracterizado por estar previsto un accionamiento de ajuste por motor eléctrico.
5. Dispositivo según la reivindicación 3, caracterizado por estar previsto un accionamiento de ajuste (15) pirotécnico.
6. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el paso presenta una sección rectangular y porque como dispositivo de cierre están previstas dos clapetas (16a, 16b) con recuperación elástica, apoyadas de forma basculante en el lado de la pared del paso.
7. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la carcasa (1) tiene forma anular y porque como paso está previsto un canal de escape central (2).
8. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque la carcasa (1) presenta una pestaña (13) periférica exterior para la fijación del airbag (3).
9. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque la carcasa (1) define un espacio anular cilíndrico (7) con una zona del fondo (8) y una zona de la tapa (9).
10. Dispositivo según la reivindicación 9, caracterizado porque el espacio anular cilíndrico (7) presenta multitud de orificios de salida del gas (11).
11. Dispositivo según la reivindicación 10, caracterizado porque los orificios de salida del gas (11) desembocan en el extremo del canal de salida (2) próximo al airbag (3).
12. Dispositivo según la reivindicación 8 y 10, caracterizado porque los orificios de salida del gas (11) están dispuestos en la pared exterior del espacio anular cilíndrico (7), por encima de la pestaña periférica exterior (13).
13. Dispositivo según la reivindicación 11 ó 12, caracterizado porque los orificios de salida del gas (11) están realizados con un trazado oblicuo hacia arriba en dirección hacia el airbag (3), y porque llevan delante un dispositivo de retención (12) a modo de tamiz.
14. Dispositivo según una de las reivindicaciones 9 a 13, caracterizado porque en la zona del fondo (8) está previsto por lo menos un orificio para el alojamiento de un dispositivo de encendido (10).
15. Dispositivo según una de las reivindicaciones 9 a 14, caracterizado porque el canal de salida (2) forma en su extremo alejado del airbag (3) una prolongación (14) que sobresale de la zona del fondo (8) de la carcasa (1).
16. Dispositivo según una de las reivindicaciones 9 a 15, caracterizado porque el canal de salida (2) está equipado con un difusor (6) en su extremo próximo al airbag (3).
17. Dispositivo según una de las reivindicaciones 9 a 16, caracterizado porque la carcasa (1) está subdividida en dos o más cámaras de combustión (7a, 7b) con sus correspondientes dispositivos de encendido (10a, 10b) y los orificios de salida del gas (11a, 11b).
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