DE19620617C2 - Gassackanordnung mit Aufblas-Steuerung - Google Patents

Gassackanordnung mit Aufblas-Steuerung

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Description

Die Erfindung betrifft eine Gassackanordnung bei einem Sicherheitssystem, insbesondere in Kraftfahrzeugen, mit einem Gasgenerator zur Erzeugung eines in einen aufzublasenden Luftsack einzuleitenden Gases und mit einer Schieberplatte als Ventilglied zur Steuerung des Aufblasvorganges bei dem Luftsack, wobei die Schieberplatte an einem zwischen Gasgenerator und Luftsack angeordneten Zwischengehäuse angeordnet ist.
Eine Gassackanordnung mit den vorgenannten Merkmalen ist in der DE 44 39 123 A1 beschrieben; um das Aufblasen des Gassackes an Änderungen der Umgebungstemperatur in der Nähe des Gasgenerators anpassen zu können, ist an dem die Verbindung zum aufzublasenden Gassack herstellenden Zwischengehäuse eine Schieberplatte als Ventilglied verschiebbar angeordnet, wobei die Stellung der Schieberplatte gegenüber einer Austrittsöffnung für das erzeugte Gas durch beispielsweise eine Bimetallanordnung veränderbar ist.
Soweit bei einer Gassackanordnung generell das Problem besteht, das Aufblasen des einen Gassackes oder auch von mehreren Gassäcken in Abhängigkeit von gegebenenfalls über eine Steuervorrichtung ermittelten Unfalldaten zu steuern und dabei insbesondere eine Steuerung des im Gassack einzustellenden Innendruckes vorzunehmen, läßt die bekannte Gassackanordnung eine Steuerung des Aufblasvorganges unter Einbeziehung des Innendruckes nicht zu.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einer Gassackanordnung mit den gattungsgemäßen Merkmalen die Steuerung des Aufblasverhaltens in Abhängigkeit von gegebenenfalls ermittelten Unfalldaten einzurichten.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus dem Anspruch 1; vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung sieht in ihrem Grundgedanken vor, daß die Schieberplatte gegenüber den Einlaßöffnungen des Gassacks verschiebbar angeordnet ist und mit einem in den vom Gasgenerator zu den in dem Zwischengehäuse angeordneten Abströmöffnungen und zum an das Zwischengehäuse angeschlossenen Gassack geleiteten Gasstrom hineinragenden Bauteil zur Erzeugung eines als Verschiebekraft für die Schieberplatte wirkenden Staudrucks verbunden ist.
Mit der Erfindung ist der Vorteil verbunden, daß über die gesteuert lösbare Verbindung zwischen der Schieberplatte und dem Zwischengehäuse erreichbar ist, daß die Schieberplatte mit ihren mit den Abströmöffnungen je nach ihrer Lage korrespondierenden Durchströmöffnungen den Gasstrom freigibt, teilweise begrenzt oder stoppt, indem die Befestigung der Schieberplatte zu einem vorgegebenen Zeitpunkt aufgehoben wird, so daß die Schieberplatte ihre Lage bezüglich des Zwischengehäuses und der darin angeordneten Abströmöffnungen ändert, wodurch beispielsweise auch eine Umleitung des vom Gasgenerator herkommenden Gasstromes vorgenommen werden kann. Wie anhand von Ausführungsbeispielen der Erfindung zu erläutern sein wird, kann der Gasstrom entweder in die Atmosphäre abgelassen werden, damit ein vorgegebener, den Unfalldaten angemessener Innendruck im Gassack nicht überschritten wird, oder aber der Gasstrom kann in weitere an dem Zwischenbehälter angeschlossene Gassäcke abgeleitet werden, wobei unterschiedliche Drücke in den einzelnen angeschlossenen Gassäcken erzeugt werden können. Damit sind auch Füllzeit des betreffenden Gassackes beziehungsweise dessen Entfaltungszeit beeinflußbar. Es stellt weiterhin einen Vorteil der Erfindung dar, daß aufgrund der besonderen Ausbildung der Schieberplatte die erforderliche Verschiebekraft aus der zur Verfügung stehenden Druckenergie des Gasstromes gewonnen wird.
In der EP 0 570 347 A2 ist ein Gasgenerator beschrieben, der über ein an ihm angeordnetes und in den Strömungsweg für das erzeugte Gas eingeschaltetes Ventil den Gasdurchtritt in den aufzublasenden Gassack regelt. Weiterhin ist aus der EP 0 580 286 A1 ein Gasgenerator bekannt, bei welchem ein von einer zweiten Zündladung beaufschlagter und als Ventil wirkender Schieber die Strömungsöffnungen in den Gassack absperrt und eine Ausströmöffnung freigibt, so daß in Abhängigkeit von der Schwere des Unfalles für das Aufblasen des Gassackes nicht benötigtes Gas in das Freie austreten kann.
Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, daß die Schieberplatte mit ihren Durchströmöffnungen die Abströmöffnungen des Zwischengehäuses in ihre Ausgangs­ stellung mit unterschiedlicher Querschnittsüberdeckung abdeckt.
Bezüglich der Ausbildung des in den Gasstrom hineinragenden Bauteils schlägt die Erfindung vor, dieses Bauteil entweder als mit der Schieberplatte verbundene Lochplatte auszubilden oder aber als den Gasstrom jeweils leitenden Diffusorkegel; weitere Ausbildungen eines derartigen, einen Staudruck erzeugenden Bauteils sind von der Erfindung eingeschlossen.
Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, daß das Zwischengehäuse eine der Form des Diffusorkegels der Schieberplatte entsprechende kegelförmige Aufnahme als Endanschlag für die Bewegung der Schieberplatte aufweist. Damit ist in vorteilhafter Weise die Endstellung der Schieberplatte fixiert. Um auch bei Schwankungen des Gasdrucks eine ausreichende Verschiebung der Schieberplatte sicherzustellen, kann es nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zweckmäßig sein, daß die Schieberplatte mit Diffusorkegel mittels einer sich zwischen dem Zwischengehäuse und der Schieberplatte abstützenden Feder in Richtung der Aufnahme des Zwischengehäuses vorgespannt ist.
Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Schieberplatte an ihrer Durchströmöffnung auf der der Abströmöffnung des Zwischengehäuses abgewandten Seite eine von der Durchströmöffnung ausgehende trichterförmige Erweiterung auf; hiermit ist der Vorteil verbunden, daß über die trichterförmigen Erweiterungen ein Anpreßdruck zur besseren Abdichtung zwischen der Schieberplatte und den in dem Zwischengehäuse angeordneten Abströmöffnungen erreicht ist.
Die gesteuert lösbare Festlegung der Schieberplatte an dem Zwischengehäuse ist nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung dadurch verwirklicht, daß das Befestigungsmittel zur Festlegung der Schieberplatte an dem Zwischengehäuse durch den sich aufblasenden Gassack gesteuert lösbar ist. In einer besonderen Ausführungsform kann hierbei vorgesehen sein, daß das Befestigungsmittel aus einer als Sollbruchstelle wirkenden, durch den sich aufblasenden Gassack zerstörbaren Reißleine besteht.
Alternativ kann auch eine gesonderte Steuerung für die Freigabe der Schieberplatte vorgesehen sein, indem das Befestigungsmittel aus einem mittels einer über eine Steuervorrichtung ansteuerbaren Absprengvorrichtung abzusprengenden Bolzen besteht. In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung kann dabei die Schieberplatte über mehrere, in stufenweisem Abstand zueinander angeordnete Befestigungsmittel an dem Zwischenbehälter gehaltert sein, so daß die Schieberplatte in zeitlicher Abfolge unterschiedliche Stellungen zu den Abströmöffnungen des Zwischengehäuses einnehmen kann; damit sind auch mehrstufige Steuerungen der Gassackanordnung möglich. Hierbei können einem an das Zwischengehäuse angeschlossenen Gassack zwei Abströmöffnungen derart zugeordnet sein, daß in unterschiedlichen Stellungen der Schieberplatte eine mit zeitlichem Versatz nacheinander erfolgende mehrfache unterschiedliche Füllung des Gassackes gegeben ist. Eine entsprechende Steuerung erfolgt dabei über eine Auswerteeinrichtung bezüglich der Unfalldaten.
Die Erfindung läßt sich bei verschiedenen Konfigurationen von Gassackanordnungen verwirklichen. So kann nach einem ersten Ausführungsbeispiel vorgesehen sein, daß das Zwischengehäuse zusätzlich zu der dem Anschluß eines Luftsackes dienenden Abströmöffnung wenigstens eine weitere Abströmöffnung zur Atmosphäre aufweist, welcher eine zusätzliche Durchströmöffnung in der Schieberplatte zugeordnet ist; bei diesem Anwendungsfall wird nach Erreichen eines vorgegebenen Innendruckes der Rest des vom Gasgenerator erzeugten Gases in die Atmosphäre abgelassen.
Alternativ kann vorgesehen sein, daß an das Zwischengehäuse mehrere Luftsäcke über zugeordnete Abströmöffnungen und entsprechend in der Schieberplatte ausgebildete Durchströmöffnungen anschließbar sind. Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung kann vorgesehen sein, daß wenigstens zwei Gassäcke durch Zuordnung der sie beaufschlagenden Abströmöffnungen zu den Durchströmöffnungen der Schieberplatte derart miteinander verbindbar sind, daß eine Ventilierung des einen Gassackes zu dem anderen Gassack gegeben ist.
Statt mehrerer getrennter Luftsäcke kann nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen sein, daß unterschiedliche Kammern eines einzigen Luftsackes über getrennte und durch die Schieberplatte zu steuernde Abströmöffnungen an das Zwischengehäuse angeschlossen sind. In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung sind die unterschiedlichen Kammern Bestandteil eines in einem Fahrzeugsitz angeordneten Seitenairbag und als Thorax-Gaskissen sowie als Kopf-Gaskissen ausgebildet.
Schließlich kann nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung an einer Abströmöffnung auch ein Gasspeicherbehälter angeordnet sein, der das nach Verschiebung der Schieberplatte weiterströmenden Gas aufnimmt und es für eine weitere Gassackfunktion, wie das Aufblasen eines weiteren Gassackes zwischenspeichert beziehungsweise zur Verfügung hält.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wiedergegeben, welches nachstehend beschrieben ist. Die einzige Figur zeigt als ein Ausführungsbeispiel einen Zwischenbehälter mit Gasgenerator und in dem Zwischenbehälter angeordneter Schieberplatte in einer schematischen Darstellung.
An ein Zwischengehäuse 10 ist ein Gasgenerator 11 angeschlagen, der Ausströmöffnungen 12 aufweist, über welche das vom Gasgenerator 11 erzeugte Gas in das Zwischengehäuse 10 eintreten und hier in einem in dem Zwischengehäuse 10 ausgebildeten Kanal 13 in Richtung auf die in dem Zwischengehäuse 10 verschiebbar angeordnete Schieberplatte 16 strömen kann. Das Zwischengehäuse 10 weist eine Aufnahme 14 mit einer kegelstumpfförmigen Ausbildung und einer Strömungsöffnung 15 an der Spitze des Kegels auf.
In dem Zwischengehäuse 10 ist die Schieberplatte 16 verschiebbar gelagert, die in ihrem zentralen Bereich einen Diffusorkegel 17 aufweist, der in Richtung der in dem Zwischengehäuse 10 ausgebildeten kegelförmigen Aufnahme 14 verschiebbar ist; die Schieberplatte 16 ist in Richtung der Aufnahme 14 durch eine sich an dem Zwischengehäuse 10 abstützende Feder 18 vorgespannt. An einer Außenseite des Zwischengehäuses 10 weist die zugeordnete Wandung Abströmöffnungen 19 auf, wobei an diese Abströmöffnungen 19 ein nicht dargestellter Luftsack beziehungsweise bei dem vorgesehenen Ausführungsbeispiel zwei Luftsäcke angeschlossen sind; die längs der die Abströmöffnungen 19 aufweisenden Wandung des Zwischengehäuses 10 bewegliche Schieberplatte 16 hat Durchströmöffnungen 20, die je nach Lage der Schieberplatte 16 mit den Abströmöffnungen 19 fluchten oder diese ganz oder teilweise verschließen. Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine Abströmöffnung 19 in fluchtender Lage mit der Durchströmöffnung 20 der Schieberplatte 16 dargestellt, während eine zweite Abströmöffnung 19 nur in teilweiser Überlappung mit der zugeordneten Durchströmöffnung 20 der Schieberplatte 16 dargestellt ist, so daß der an diese Durchströmöffnung 19 angeschlossene, nicht dargestellte Gassack bei der Stellung der Schieberplatte 16 geringer gefüllt wird. Auf der den Abströmöffnungen 19 des Zwischengehäuses 10 abgewandten Seite weisen die Durchströmöffnungen 20 der Schieberplatte 16 trichterförmige Erweiterungen 21 auf, so daß durch den beim Durchströmen darauf wirkenden Gasdruck die Abdichtung zwischen der Schieberplatte 16 und der Wandung des Gehäuses 10 beziehungsweise den zugeordneten Abströmöffnungen 19 verbessert ist.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Schieberplatte 16 an der Gehäusewand des Zwischengehäuses 10 über zwei stufenartig voneinander abgesetzte Befestigungsmittel verbunden, wobei das erste Befestigungsmittel 22 die Schieberplatte 16 an der Gehäusewand festlegt; oberhalb in Richtung der Bewegung der Schieberplatte 16 befindet sich ein zweites Befestigungsmittel 23, gegenüber welchem die Schieberplatte 16 in einer Bewegungsstufe über ein in ihr ausgebildetes Langloch 26 beweglich ist. Den beiden Befestigungsmitteln 22, 23 sind Zündeinheiten 24 zugeordnet, die über Zuleitungen 25 jeweils an eine nicht dargestellte Steuer­ vorrichtung angeschlossen sind.
Schließlich weist zusätzlich zu den beiden Abströmöffnungen 19 für die beiden getrennt angeschlossenen Gassäcke das Zwischengehäuse 10 noch eine weitere Abströmöffnung 19 zu einem daran angebrachten Gasspeicherbehälter 27 auf. In Bewegungsrichtung der Schieberplatte 16 zum Zwischengehäuse 10 oberhalb beziehungsweise hinter der den Gasspeicherbehälter 27 zugeordnete Abströmöffnung 19 befindet sich eine weitere Abströmöffnung 19 zum Anschließen eines weiteren Gassackes.
Nach der Zündung des Gasgenerators 11 strömt das Gas über die Ausströmöffnungen 12 in den Kanal 13, wie dies durch die Pfeile 28 angeordnet ist; das Gas tritt in den Diffusorkegel 17 der Schieberplatte 16 ein und strömt durch die Aufnahme 14 und die Strömungsöffnung 15 in Richtung der Durchströmöffnungen 20 in der Schieberplatte 16 und den damit fluchtenden Abströmöffnungen 19 in die beiden angeschlossenen Luftsäcke; die Schieberplatte 16 ist, wie beschrieben, durch die Befestigungsmittel 22; 23 in ihrer Ausgangslage zunächst festgelegt.
Wird beispielsweise ein voreingestellter Innendruck in den Gassäcken erreicht, zündet die dem Befestigungsmittel 22 zugeordnete Zündeinheit 24, so daß das Befestigungsmittel 22 abschert und die Schieberplatte 16 durch den auf den Diffusorkegel 17 einwirkenden Staudruck, unterstützt durch die Kraft der Feder 18, sich verschiebt, bis das Ende des Langloches 26 an dem weiteren Befestigungsmittel 23 anstößt; in dieser Stellung kann beispielsweise nun Gas in den Gasspeicherbehälter 27 eintreten. Nach Zündung der dem Befestigungsmittel 23 zugeordneten weiteren Zündeinheit 24 verschiebt sich die Schieberplatte 16 in eine Stellung, in welcher aufgrund der in Verschieberichtung hinter dem Gasspeicherbehälter 27 angeordneten Abströmöffnung 19 eine nochmalige Befüllung eines daran angeschlossenen Gassackes möglich ist.
Das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel der Erfindung läßt erkennen, in welch vielfältiger Weise die erfindungsgemäße Schiebersteuerung einsetzbar ist, um eine den Unfalldaten entsprechende ein- oder mehrmalige Befüllung eines Gassackes beziehungsweise mehrerer zugeordneter Gassäcke mit unterschiedlichen Drücken zu ermöglichen. Desweiteren kann durch Freigabe einer Abströmöffnung 19 ins Freie zu einem späteren Zeitpunkt durch den Schieber eine Ventilierung (Entleerung) des Gassackes, zum Beispiel beim Aufprall des Insassen auf den Gassack, erfolgen.

Claims (18)

1. Gassackanordnung bei einem Sicherheitssystem, insbesondere in Kraftfahrzeugen, mit einem Gasgenerator zur Erzeugung eines in einen aufzublasenden Luftsack einzuleitenden Gases und mit einer Schieberplatte als Ventilglied zur Steuerung des Aufblasvorganges bei dem Luftsack, wobei die Schieberplatte an einem zwischen Gasgenerator und Luftsack angeordneten Zwischengehäuse angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schieberplatte (16) gegenüber den Einlaßöffnungen des Gassacks verschiebbar angeordnet ist und mit einem in den vom Gasgenerator (11) zu den in dem Zwischengehäuse (10) angeordneten Abströmöffnungen (19) und zum an das Zwischengehäuse (10) angeschlossenen Gassack geleiteten Gasstrom hineinragenden Bauteil zur Erzeugung eines als Verschiebekraft für die Schieber­ platte (16) wirkenden Staudrucks verbunden ist und die Schieberplatte (16) in ihrer den Querschnitt der Abströmöffnungen (19) freigebenden Ausgangsstellung an dem Zwischengehäuse (10) über gesteuert lösbare Befestigungsmittel (22, 23) festgelegt ist.
2. Gassackanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schieberplatte (16) Durchströmöffnungen (20) aufweist, und die Abströmöffnungen (19) des Zwischengehäuses (10) in ihrer Ausgangsstellung mit unterschiedlicher Querschnittsüberdeckung abdeckt.
3. Gassackanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das in den Gasstrom hineinragende Bauteil als mit der Schieberplatte verbundene Lochplatte ausgebildet ist.
4. Gassackanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das in den Gasstrom hineinragende Bauteil als den Gasstrom vom Gasgenerator (11) zu den in dem Zwischengehäuse (10) angeordneten Abströmöffnungen (19) leitender Diffusorkegel (17) ausgebildet ist.
5. Gassackanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischengehäuse (10) eine der Form des Diffusorkegels (17) der Schieberplatte (16) entsprechende kegelförmige Aufnahme (14) als Endanschlag für die Bewegung der Schieberplatte (16) aufweist.
6. Gassackanordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schieberplatte (16) mit Diffusorkegel (17) mittels einer sich zwischen dem Zwischengehäuse (10) und der Schieberplatte (16) abstützenden Feder (18) in Richtung der Aufnahme (14) des Zwischengehauses (10) vorgespannt ist.
7. Gassackanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schieberplatte (16) an ihrer Durchströmöffnung (20) auf der der Abströmöffnung (19) des Zwischengehäuses (10) abgewandten Seite eine von der Durchströmöffnung (20) ausgehende trichterförmige Erweiterung (21) aufweist.
8. Gassackanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungsmittel (22, 23) zur Festlegung der Schieberplatte (16) an dem Zwischengehäuse (10) durch den sich aufblasenden Gassack gesteuert lösbar ist.
9. Gassackanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungsmittel (22, 23) aus einer als Sollbruchstelle wirkenden, durch den sich aufblasenden Gassack zerstörbaren Reißleine besteht.
10. Gassackanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungsmittel (22, 23) aus einem mittels einer über eine Steuervorrichtung ansteuerbaren Absprengvorrichtung (24) abzusprengenden Bolzen besteht.
11. Gassackanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schieberplatte (16) über mehrere, in stufenweisem Abstand zueinander angeordnete Befestigungsmittel (22, 23) an dem Zwischengehäuse (10) gehaltert ist, so daß die Schieberplatte (16) in zeitlicher Abfolge unterschiedliche Stellungen zu den Abströmöffnungen (19) des Zwischengehäuses (10) einnehmen kann.
12. Gassackanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß dem an das Zwischengehäuse (10) angeschlossenen Gassack zwei Abströmöffnungen (19) derart zugeordnet sind und daß in unterschiedlicher Stellung der Schieberplatte (16) eine mit zeitlichem Versatz nacheinander erfolgende mehrfache unterschiedliche Füllung des Gassackes gegeben ist.
13. Gassackanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischengehäuse (10) zusätzlich zu der dem Anschluß eines Luftsackes dienenden Abströmöffnung (19) wenigstens eine weitere Abströmöffnung (19) zur Atmosphäre aufweist, welcher eine zusätzliche Durchströmöffnung (20) in der Schieberplatte (16) zugeordnet ist.
14. Gassackanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß an das Zwischengehäuse (10) mehrere Luftsäcke über zugeordnete Abströmöffnungen (19) und entsprechend in der Schieberplatte (16) ausgebildete Durchströmöffnungen (20) anschließbar sind.
15. Gassackanordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Gassäcke durch Zuordnung der sie beaufschlagenden Abströmöffnungen (19) zu den Durchströmöffnungen (20) der Schieberplatte (16) derart miteinander verbindbar sind, daß eine Ventilierung des einen Gassackes zu dem anderen Gassack gegeben ist.
16. Gassackanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß unterschiedliche Kammern eines einzigen Luftsackes über getrennte und durch die Schieberplatte (16) zu steuernde Abströmöffnungen (19) an das Zwischengehäuse (10) angeschlossen sind.
17. Gassackanordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die unterschiedlichen Kammern des Luftsackes Bestandteil eines in einem Fahrzeugsitz angeordneten Seitenairbag und als Thorax-Gaskissen sowie als Kopf-Gaskissen ausgebildet sind.
18. Gassackanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß an einer zusätzlichen Abströmöffnung (19) des Zwischengehäuses (10) ein Gasspeicherbehälter (27) angeschlossen ist.
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