DE2242306A1

DE2242306A1 - Fahrzeug-insassen-auffangsystem

Info

Publication number: DE2242306A1
Application number: DE2242306A
Authority: DE
Inventors: Houston Frank Blanchard
Original assignee: Motors Liquidation Co
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 1971-08-27
Filing date: 1972-08-28
Publication date: 1973-03-15
Also published as: GB1346259A; FR2151924A5; JPS4831646A; AU4546472A; IT962244B; CA962299A; US3713667A; AU453589B2; JPS5121864B2

Description

DR. MÜLLER-BOR^ DIPL. PHY^. or. MANI ΓΖ DIPL.-chem. dr. DEUFEL

DIPL.-ING. FlNSTcPWALD DIPL. ING. GRÄMKOW

PATENTANWÄLTE

München, den 28. A&. iO72 Mak/Sv - G 2258

MOTORS OOEPOEATIOli Detroit, Michigan, USA

Fahrzeug-Insassen-Auffangsystem

Die Erfindung "bezieht sich allgemein auf ein Fahrzeug-Insassen-Rückhaltesystem "bzw. -Auffangsystem und betrifft insbesondere ein Pahrzeug-Insassen-Auffangsystem mit einer Fühlereinrichtung, die die Intensität von Fahrzeugkarosserie-Aufprallvorgängen fühlt, einer Druckfluidquelle, einem aufblasbaren Insassen-Auffangkissen und einem Verteilerrohr zwischen der Quelle und dem Kissen.

Es sind Insassen-Auffangsysteme bekannt, die ein Speicher-Gasdruck-Gefäß umfassen, das mit einem aufblasbaren Insassen-Auf fangki ssen über ein zerreißbares Diaphragma bzw. eine zerreißbare Membran in Verbindung steht. Die Membran wird üblicherweise durch elektrisch gezündete Sprengkapseln zerrissen und gestattet es, wenn sie zerrissen ist, daß der Inhalt des Druckgefäßes zu dem Kissen strömt_o Es ist eben-

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Dr. Müller-Bore Dr. Manitz · Dr. Deufel · Dipl.-Ing. Finsterwald , " Dipl.-Ing. Qrämkow

Braunschweig, Am Bürgerpark 8 β München 22, Robert-Koch-Straße 1 7 Stuttgart-Bad Cannstatt, MarktstraBe

Telefon (0531) 73887 Telefon (0811) 293645, Telex 5-22050 mbpat Telefon (0711) 567261

Bank: Zentralkasse Bayer. Volksbanken, München, Kto.-Nr.9822 Postscheck: München 95495

falls bekannt, anstelle des Druckgefäßes einen Gasgenerator und anstelle der mit einer Sprengkapsel zerreißbaren Membran eine mittels Fluiddruck zerreißbare Membran zu benutzen. In ähnlicher Weise ist es bekannt, einen Speichergas enthaltenden Gasgenerator zu benutzen, der üblicherweise als eine verstärkte Anordnung (augmented arrangement) bekannt ist.

In solchen Systemen wird das Druckfluid für eine Strömung zu dem Kissen freigegeben, wenn das Fahrzeug eine Beschleunigungskraft erfährt, die einen vorbestimmten minimalen Intensitätspegel für eine vorbestimmte Zeit übersteigt, und die Geschwindigkeit für das Aufblasen des Kissens ist dann so hoch wie möglich.

Fahrzeug-Aufprallvorgänge können in zwei Gruppen aufgeteilt werden, eine, die solche Aufprall-Vorgänge umfaßt, bei welchen das Fahrzeug eine geringe oder nur vernachlässigbare Deformation erleidet, und eine, die solche umfaßt, bei welchen eine wesentliche Deformation auftreten kann. Bei der ersten Gruppe von Aufprallvorgängen ist es nicht erforderlich, das Kissen des Auffangsystems so schnell aufzublasen, wie es für die letztere Gruppe von Aufprallvorgängen erforderlich ist. Es ist somit vorteilhaft, ein Insassen-Auffangsystem zu benutzen, das zwischen den zwei Typen von Aufprallvorgängen unterscheiden und das Kissen mit der richtigen Geschwindigkeit aufblasen kann.

Ein solches Insassen-Auffangsystem kennzeichnet sich dadurch, daß das Verteilerrohr umfaßt eine erste mit dem Kissen in Verbindung stehende Auslaßöffnung mit vorbestimmtem Durchflußquerschnitt, eine erste Einlaßöffnung, die in Reihe mit der Auslaßöffnung verbunden ist und einen vorbestimmten kleineren Strömungsquerschnitt als die Auslaßöffnung aufweist, um die Strömung des Druckfluides dort hindurch von der Quelle zu dem Kissen zu steuern, und eine zweite Einlaßöffnung parallel

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zu der ersten Einlaßöffnung und in Eeihe mit der Auslaßöffnung, wobei die Auslaßöffnung einen kleineren Strömungsquerschnitt als die zweite Einlaßöffnung aufweist, um die Strömung des Druckfluides dort hindurch von der Quelle zu dem Kissen zu steuern, daß eine Steuereinrichtung in dem System die Freigabe des Druckfluides durch die erste und zweite Einlaßöffnung in Abhängigkeit von vorbestimmten, durch die Fühlereinrichtung gefühlten Intensitätspegeln bewirkt, daß die Steuereinrichtung die Freigabe des Druckfluides durch die erste Einlaßöffnung bei einem von der Fühlereinrichtung gefühlten Intensitätspegel oberhalb eines vorbestimmten Minimums und unterhalb eines vorbestimmten Maximums bewirkt und daß die Steuereinrichtung zusätzlich die Freigabe des Druckfluides durch die zweite Einlaßöffnung bei einem von der Fühlereinrichtung gefühlten Intensität spegel oberhalb des vorbestimmten Maximums bewirkt.

Bevorzugt sind die erste und zweite Einlaßöffnung jeweils durch zerreißbare Membranen geschlossen, die mittels der elektrischen Zündung von benachbarten Zündkapseln zerreißbar sind. Dadurch ist sichergestellt, daß jede Einlaßöffnung bis zu ihrer maximalen Ausdehnung schnell geöffnet wird, wenn sie geöffnet werden soll.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfaßt die Steuereinrichtung einen ersten Schwerkraftfühler bzw. Trägheitsfühler, der einen elektrischen Kreis zur Freigabe des Druckfluides durch die erste Einlaßöffnung schließt, wenn er einer Aufprallkraft oberhalb des vorbestimmten Minimums und unterhalb des vorbestimmten Maximums ausgesetzt ist, und einen zweiten Schwerkraft- bzw. Trägheitsfühler, der einen elektrischen Kreis zur Freigabe des Druckfluides durch die zweite Einlaßöffnung schließt, wenn er einer Aufprallkraft oberhalb des vorbestimmten Maximums ausgesetzt ist.

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Sas erfindungsgemäße System sieht selektiv betätigbare, parallel angeordnete Einlaßöffnungen vor, die in Reihe mit einer mit dem Kissen in Verbindung stehenden Auslaßöffnung verbunden sind. Eine der Einlaßöffnungen weist einen kleineren Strömungsquerschnitt als die Auslaßöffnung auf und steuert, wenn sie in Tätigkeit ist, die Strömungsgeschwindigkeit des Druckfluides zu dem Kissen und folglich die Zeitdauer von dessen Aufblasen. Diese Öffnung wird selektiv durch eine Steueranordnung betätigt, wenn der Pegel der Intensität des Aufpralls oberhalb eines vorbestimmten Minimums und unterhalb eines vorbestimmten Maximums liegt. Venn der Intensitätspegel oberhalb des vorbestimmten Maximums liegt, wird die andere Auslaßöffnung zusätzlich durch die Steueranordnung betätigt, um eine vergrößerte Druckfluidströmung zu dem Kissen vorzusehen, so daß das Kissen in der vorbestimmten normalen Zeitdauer aufgeblasen wird. Die andere Einlaßöffnung weist einen Strömungsquerschnitt auf, der größer als der der Auslaßöffnung ist, wodurch die Auslaßöffnung die Strömungsrate steuert, wenn beide Einlaßöffnungen betätigt sind. Jede öffnung ist durch eine Membran verschlossen, die durch eine Sprengkapsel zerreißbar ist. Die Sprengkapseln werden elektrisch gezündet durch eine Steueranordnung in Abhängigkeit von den vorbestimmten, von dieser gefühlten Fegein der Aufprallintensität.

Erfindungsgemäß ist folglich ein Vielfach-Betätigungspegeli'ahrzeug-Insassen-Auffangsystem vorgesehen, bei dem eine Druckfluidquelle und ein aufblasbares Kissen durch selektiv betätigbare, parallel angeordnete Einlaßöffnungen verbunden sind, die in Reihe mit einer Auslaßöffnung in Verbindung stehen, wobei die Einlaßöffnung einen Strömungs-Steuerquerschnitt aufweist, der geringer als der der Auslaßöffnung ist, und durch eine Steueranordnung ausgewählt wird, um die Geschwindigkeit der Druckfluidströmung durch die Auslaßöffnung zu begrenzen, wenn der Intensitätspegel des Aufprall-

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Vorganges des Fahrzeuges in einen vorbestimmten Bereich fallt, während die andere Einlaßöffnung einen Strömungs-Steuerquerschnitt aufweist, der größer als sowohl der der einen Einlaßöffnung als auch der Auslaßöffnung ist, und zusätzlich durch' die Steueranordnung gewählt wird, um die Strömungsgeschwindigkeit durch die Auslaßöffnung zu erhöhen, wenn sich der Intensitätspegel oberhalb des vorbestimmten Bereiches befindet.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung beispielsweise beschrieben; in dieser zeigt:

Fig. 1 eine Ansicht eines Insassen-Auffangsystems gemäß der Erfindung und

Fig. 2 ein Blockschaltbild der Steueranordnung.

Nach Fig. 1 ist ein Druckgefäß 10 vorgesehen, das einen Teil eines bekannten Fahrzeug-Insassen-Auffangsystems bildet. Da die Einzelheiten eines solchen Systems bekannt und für das Verständnis der Erfindung nicht erforderlich sind, werden sie nicht im einzelnen beschrieben. Obgleich ein Druckgefäß in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Insassen-Auffangsystem beschrieben ist, kann, alternativ ein Gasgenerator oder ein luftverstärktes System (air-augmented system) in gleicher Weise benutzt werden.

Der zylindrische Auslaßhals 12 des Druckgefäßes ist innen und außen mit Gewinde vorgesehen. Das Innengewinde nimmt einen mit Außengewinde versehenen, zylindrischen Verschluß 14 auf, der mit einem Paar mit Gewinde versehenen Bohrungen 16 und 18 vorgesehen ist. Eine bekannte Diffusor- und Verteilerrohr-Anordnung 20 umfaßt einen Durchgang 22, der mit einem nicht gezeigten aufblasbaren Kissen in Verbindung steht. Die Art und Weise, in der der Durchgang 22 mit dem aufblasbaren Kissen in Verbindung steht, ist nicht dargestellt, jedoch bekannt, Das vergrößerte zylindrische Ende 24 der Anordnung 20 ist mit

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Innengewinde versehen und nimmt den Hals 12 auf, wie es dargestellt ist. Geeignete Dichtungen können zwischen der Anordnung 20 und dem Druckgefäß vorgesehen sein.

Die mit Gewinde versehenen Bohrungen 16 und 18 nehmen jeweils entsprechende Stopfenanordnungen bzw· Absperrglieder 26 und 28 auf. Diese Absperrglieder sind in der Konstruktion und Funktionsweise gleich, obgleich sie sich abmessungsmäßig unterscheiden. Das Absperrglied 26 umfaßt einen mit Außengewinde versehenen Stopfenkörper 30, der in der Bohrung aufgenommen ist, und einen Sechskantkopf 32, der an der äußeren Wand des Verschlusses 15angreift. Der Körper 30 umfaßt eine innere ZyIinderbohrung 34·, die an einem Ende durch den Kopf 32 zu dem durch das Ende 24· der Anordnung begrenzten Verteilerrohr 36 öffnet. Das andere Ende der Bohrung 34- ist durch eine integrale, zerreißbare Membran 38 verschlossen, die in bekannter Weise in X- oder Kreuz-Weise angeschnitten bzw. gerieft sein kann. Die Membran 38 verhindert eine Druckfluidströmung zwischen demDruckgefäß 10 und dem Durchgang 22. Ein Paar von bekannten, elektrisch gekündeten Sprengkapseln 40 ist in der Bohrung 34- in Berührung mit der Membran 38 aufgenommen. Die Sprengkapseln werden an ihrer Stelle durch geeignetes Klemmaterial 42 gehalten, das die Bohrung füllt.

Der Durchmesser der Bohrung 34- ist geringer als der des Durchgangs 22. Somit wird, wenn die Membran 38 zerrissen wird, die Strömungsgeschwindigkeit des Druckfluides von dem Druckgefäß 10 zu dem Kissen durch den Durchgang 22 und die Zeitdauer des Aufblasens für das Kissen durch die Bohrung gesteuert. Die Bohrung 34 sieht somit eine erste ßtrömungs-Steuerungs-Einlaßöffnung in Reihe mit der Auslaßöffnung des Ver__teilerrohres 36 und dem Einlaß des Durchgangs 22 vor.

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Der Stopf en 28 ist strukturell gleich, aufgebaut wie der Stopfen 26, jedoch abme ssungsmäßig größer, so daß die Bohrung 46 des Stopfens einen Durchmesser aufweist, der größer als der Durchmesser der Bohrung 34 "und der Durchmesser der öffnung 44 ist. Somit wird, wenn die Membran 48 zerrissen wird und das Druckfluid von dem Druckgefäß 10 durch die beiden Bohrungen 34 und 36 strömt, die Strömungsgeschwindigkeit und die daraus folgende Zeitdauer für das Aufblasen des Kissens durch die öffnung 44 gesteuert» Die Bohrung 46 sieht somit eine Einlaßöffnung parallel zu der durch die Bohrung 34 vorgesehenen und in Reihe mit der öffnung 44 vor.

Die Zünddrähte 50 der Sprengkapseln 40 und 52 der Sprengkapseln 54 des Stopfens 28 erstrecken sich durch bekanntes Haltematerial, das die Bohrungen 34 und 46 füllt, hindurch und sind mii; einem Steuersystem oder einer Steueranordnung verbunden, die in Fig. 2 schematisch dargestellt ist, um die Sprengkapseln in Abhängigkeit von dem Intensitätspegel des Fahrzeugaufpralls zu zünden. Das Steuersystem umfaßt einen Druckwandler 56, der durch ein Energieabsorptions-Stoßauffangsystem an dem Fahrzeug und einen Verstärker 58 betätigt wird, die in Reihe mit einem Trägheitsfühler 60 parallel zu den Sprengkapseln 40 und einer elektrischen Potentialquelle verbunden sind.

Der Druckwandler 56 wird betätigt, wenn der Intensitätspegel der an die Stoßstange des Energieabsorptions-Stoßauffangsystems an dem Fahrzeug angreifenden Aufprallkräfte die Absorptionskapazität des Systems übersteigt und eine Wahrscheinlichkeit oder Möglichkeit besteht, d.aß eine Deformation des Fahrzeuges auftritt. Der Trägheitsfühler 60 ist auf einen solchen Pegel eingestellt, daß er durch die Aufprallkräfte in etwa dem gleichen Moment wie der Wandler.und vor dem Einsetzen der Fahrzeugdeformatiai betätigt wird. Somit werden, wenn der Intensitätspegel der Aufprallkräfte sich oberhalb eines für die· Betäti-

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gung erforderlichen, vorbestimmten Minimums und unterhalb eines vorbestimmten Maximums befindet, wie es nachfolgend erläutert wird, die Sprengkapseln 40 gezündet, um die Membran 38 zu zerreißen. Die Strömung des Druckfluides zu dem Kissen wird durch die Bohrung 34 gesteuert und auf eine Geschwindigkeit begrenzt, die geringer als die normale Strömungsgeschwindigkeit ist, so daß die Zeitdauer für das Aufpumpen des Kissens größeipals ein vorbestimmtes Normal bzw. ein vorbestimmter normaler Wert ist.

Das Steuersystem umfaßt ebenfalls einen zweiten Trägheitsfühler 62, der in Reihe mit dem ersten Trägheitsfühler 60 und mit den Sprengkapseln 54 parallel zu der Potential quelle verbunden ist. Der Fühler 62 weist die gleiche Konstruktion wie der Fühler 60 auf, ist Jedoch so eingestellt, daß er nur betätigt wird, wenn der Intensitätspegel der Aufprallkräfte sich oberhalb des vorbestimmten Maximums befindet. In einem solchen Fall würden der Fühler 60 und der Wandler 56 gleichfalls erregt, so daß die Sprengkapseln 40 gleichzeitig mit den Sprengkapseln 54 gezündet werden. Die Membran 48 wird so zusammen mit der Membran 38 zerrissen, so daß das Druckfluid von dem Druckgefäß 10 durch beide Bohrungen 34 und 46 strömen kann. Die Strömungsgeschwindigkeit durch den Durchgang 22 zu dem Kissen wird jedoch durch die öffnung 44 gesteuert. Somit weisen die Strömungsgeschwindigkeit und die Zeitdauer für das Aufblasen beide vorbestimmte normale Pegel auf.

Erfindungsgemäß ist also ein Insassen-Auffangsystem vom "Vielfach-Betätigungspegel-Typ vorgesehen, bei dem ein Paar von Einlaßöffnungen parallel zueinander und in Reihe mit einer Auslaßöffnung verbunden sind, um vorbestimmte Strömungsgeschwindigkeiten für das Druckfluid von einer Quelle zu einem aufblasbaren Kissen in Abhängigkeit von vorbestimmten Intensitätspegeln eines Fahrzeugaufprallvorganges vorzusehen.

- Patentansprüche 309811 /0247

Claims

Patentan s ρ r ü c h e

.J Fahrzeug-Insassen-Auf f angsystem mit einer Fühlereinrichtung, die die Intensität von Fahrzeugkarosserie-Aufprallvorgängen fühlt, einer Druckfluidquelle, einem aufblasbaren Insassen-Auffangkissen und einem Verteilerrohr zwischen der Quelle und dem Kissen, dadurch gekennzeichnet, daß das Verteilerrohr (36) umfaßt eine mit dem Kissen in Verbindung stehende Auslaßöffnung (44) mit vorbestimmtem Strömungsquerschnitt, eine erste Einlaßöffnung (34), die mit der Auslaßöffnung (44) in Reihe verbunden ist und einen vorbestimmten kleineren Strömungsquerschnitt als die Auslaßöffnung (44) aufweist zur Steuerung der Druckfluidströmung dort hindurch von der Quelle (10) zu dem Kissen, und eine zweite Einlaßöffnung (46) parallel zu der ersten Einlaßöffnung (34) und in Reihe mit der Auslaßöffnung (44), daß die Auslaßöffnung (44) einen kleineren Strömungsquerschnitt als die zweite Einlaßöffnung (46) aufweist zur Steuerung der Strömung des Druckfluides dort hindurch von der Quelle (10) zu dem Kissen, daß eine Steuereinrichtung (40, 54, 56, 58, 60, 62) in dem System die Freigabe des Druckfluides durch die erste und zweite Einlaßöffnung in Abhängigkeit von vorbestimmten, von der Fühlereinrichtung (56, 60, 62) gefühlten Intensitätspegeln bewirkt, daß die Steuereinrichtung (40, 54, 56, 58, 60, 62) die Freigabe des Druckfluides durch die erste Einlaßöffnung (34) bei einem von der Fühlereinrichtung (56, 60) gefühlten Intensitätspegel oberhalb eines vorbestimmten Minimums und unterhalb eines vorbestimmten Maximums bewirkt, und daß die Steuereinrichtung (40, 54, 56, 58, 60, 62) zusätzlich die,Freigabe des Druckfluides durch die ziireite Einlaßöffnung (46) bei einem durch die Fühlereinrichtung (62) gefühlten Intensitätspegel oberhalb des vorbestimmten Maximums bewirkt.

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2. Fahrzeug-Insassen-Auffangsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste (34) und die zweite (46) Einlaßöffnung jeweils durch zerreißbare Membranen (38 und 48) verschlossen sind, die durch das elektrische Zünden von benachbarten Sprengkapseln (40 und 54) zerreißbar sind.

3· Fahrzeug-Insassen-Auffangsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (40, 54, 56, 58, 60, 62) umfaßt einen ersten Trägheitsfühler (60), der einen elektrischen Kreis zur Freigabe des Druckfluides durch die erste Einlaßöffnung (34) schließt, wenn er einer Aufprallkraft oberhalb des vorbestimmten Minimums und unterhalb des vorbestimmten Maximums ausgesetzt ist, und einen zweiten Trägheitsfühler (62), der einen elektrischen Kreis zur Freigabe von Druckfluid durch die zweite Einlaßöffnung (46) schließt, wenn er einer Aufprallkraft oberhalb des vorbestimmten Maximums ausgesetzt ist.

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