DE2305908A1

DE2305908A1 - Vorrichtung zum aufblasen eines auffangpolsters in kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE2305908A1
Application number: DE2305908A
Authority: DE
Inventors: James T Johnson
Original assignee: Olin Corp
Current assignee: Olin Corp
Priority date: 1972-02-07
Filing date: 1973-02-07
Publication date: 1973-08-16
Also published as: JPS4891611A; FR2171107B3; US3806153A; FR2171107A1

Description

DIPL.-CHEM. DR. ELISABETH uJNG DIPL.-PHYS. DR. JÖRGEN SCHIRDEWAHN PATENTANWÄLTE

MÖNCHEN 40,

CLEMENSSTRASSE

TELEFON 34 5067

TELEGRAMM-ADRESSE: INVENT/MONCHEN

TELEX 5-29 686

u.Z.: H 198 M+a (My/Dr.S) 244,148

7. Februar 1973

OLIN CORPORATION

New Haven, Connecticut, V.st.A.

" Vorrichtung' zum Aufblasen eines Auffangpölsters in Kraftfahrzeugen "

Priorität: 7. Februar 1972, V.St.A., Nr. 224 148

Die Erfindung betrifft das Gebiet aufblasbarer Sicherheitsanlagen für Fahrzeuge, und zwar besonders Vorrichtungen zum Aufblasen eines Sicherheitssackes oder -behälters einer solchen Anlage.

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Aufblasbare Sicherheitsanlagen, bei denen, ein aufblasbarer Sack oder Behälter zum Schutz des Insassen eines Fahrzeuges vor Verletzungen im Fall einer Kollision verwendet ist,' sind bereits·bekannt. Bei einer solchen Anlage wird ein unter hohem Druck gespeichertes Gas verwendet, welches bei einem Aufprall oder Zusammenstoß zum Aufblasen des Behälters freigegeben wird. Diese Art Anlage erfordert das Speichern eines Fluids unter hohem Druck in einer Art Speicher und die Verwendung einer Zünd- oder Sprengkapsel zum Zerbrechen eines Teils des Speichers zur Freigabe des gespeicherten Fluids. Solche Anlagen brauchen ziemlich viel Platz uad führen deshalb zu Schwierigkeiten beim Einbau ta den begrenzten zur Verfügung stehenden Raum. Ferner sind Undiehtheiten bei solchen Anlagen ein Problem, da zum Speichern verhältnismäßig hohe Drücke benötigt werden. Natürlich- kann bei solchen Sicherheitsanlagen keinerlei Undichtheit hingenommen werden, da die Anlage während der ganzen Lebensdauer des Fahrzeugs brauchbar sein muß, und das ist eine ziemlich lange Zeit.

Um die Größe des Behälters, zu verringern und den Druck und die Menge des zu speichernden Fluids zu reduzieren, ist bereits eine Anlage entwickelt worden, in der das τοπ einer Treibladung erzeugte Gas zur Vermehrung des Fluids beim Aufblasen des Behälters herangezogen wird. Die Vorrichtung zum Aufblasen gemäß der Erfindung ist von dieser Art.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte aufblasbare Sicherheitsanlage für Fahrzeuge mit einer kompakten Aufblasvorrichtung zu schaffen, bei der der Fluidspeicher so konstruiert ist, daß die" Gefahr einer Undichtheit auf ein Minimum eingeschränkt ist.

Zur Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe sieht ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel die Schaffung einer Aufblasvorrichtung vor, die einen Fluidspeicher zum Speichern eines unter Druck stehenden Fluids umfaßt, mi£ dem eine Treibmittelspeicherkammer verbunden ist. Hach erfolgter Zündung

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verschafft die Treibladung eine Verbindung zwischen der Kammer und dem Inneren des Speichers und bewirkt auch das Öffnen des Pluidauslasses. Die Öffnung im Speicher, durch die das Treibgas in den Speicher eintritt, dient gleichzeitig als Auslaßöffnung für das gespeicherte Fluid und das Treibgas.

Gegenstand der Erfindung ist also eine verbesserte "Vorrichtung zum Aufblasen, bei der das Volumen des Fluidspeichers kleiner ist als das Volumen, welches zum Aufblasen des aufblasbaren Behälters ohne das Hinzukommen von Wärme und Gas von der Treibladung nötig wäre.

Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Aufblasvorrichtung für Sicherheitsanlagen in Fahrzeugen, bei der der Fluidspeicher mit einer geschlossenen Treibgaseinlaßöffnung und einer geschlossenen Fluidauslaßöffnung versehen ist, die im Speicher einheitlich ausgebildet sind,ohne daß die Wand des Speichers zerbrochen werden müßte.

Gegenstand der Erfindung ist schließlich auch eine Aufblasvorrichtung, bei der der Speicher mit einer Öffnung versehen ist, die wenn sie einmal geöffnet ist, ein Treibgas in den Speicher eintreten und das gespeicherte Fluid und Gas durch die gleiche Öffnung austreten läßt.

Die Erfindung wird nachfolgend mit vorteilhaften Einhelheiten anhand schematischer Zeichnungen eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine teilweise Seitenansicht einer Sicherheitsanlage gemäß der Erfindung, die eine mögliche Anordnung einer solchen Anlage in einem Fahrzeug darstellt;

Fig. 2 einen Schnitt durch die Aufblaseinrichtung der Anlage gemäß Fig. 1;

Fig. 3 einen Querschnitt längs der Linie 3-3 in Fig. 2j

Fig. 4 einen Schnitt ähnlich. Fig. 2, in dem die Lage der einzelnen Bauelemente der Aufblaseinrichtung qach dem Zünden der Treibladung und dem Offenlegen der Auslaßöffnung darge-

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stellt ist *

Aus den Zeichnungen, insbesondere aus Fig. 1 geht eine Sicherheitsanlage gemäß der Erfindung hervor, die in ein Fahrzeug 2 eingebaut ist. Die Anlage umfaßt'eine Aufblaseinrichtung 4, die über eine Leitung 8 mit einem aufblasbaren Behälter 6 verbunden ist. Als Beispiel ist der Behälter 6 hierin zusammengefaltetem oder gespeichertem "Zustand im Armaturenbrett des Fahrzeugs '2 untergebracht.

Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß der Behälter 6 gegebenenfalls auch an anderen Stellen des Fahrzeugs, beispielsweise am Steuerrad, an der Decke, an der Rückenlehne oder dergleichen angebracht sein kann. Der Behälter 6 kann die Form eines flexiblen Sacks oder Balges aus'Gummi, Gewebe oder einem sonstigen geeigneten Werkstoff haben und kann in beliebiger bekannter Weise entlüftet oder, wenn gewünscht, auch nicht entlüftet sein. ··

Am Fahrzeug 2 ist ein Geber bzw. ein Wahrnehmgerät TjD für Kollisionen befestigt und-über entsprechende elektrische Leitungen 12 mit der Aufblaseinrichtung verbunden. Der Geber 10 kann von beliebiger bekannter Art sein, vorausgesetzt daß er elektrischen Strom erzeugt, wenn das Fahrzeug 2 in einen Aufprall oder Zusammenstoß von vorherbestimmter Größe ver- ■ wickelt ist. Der elektrische Strom dient zum Betätigen der Aufblaseinrichtung 4, die ihrerseits den Behälter 6 in aufgeblasenen Zustand, wie er durch 6' angedeutet ist, ausweitet, damit er ein Kissen bzw. Polster bildet, auf das der Insasse des Fahrzeugs 2 aufprallt.·

Die Aufblaseinrichtung 4 gemäß der Erfindung weist einen Druckspeicher 16 zum Speichern eines geeigneten, unter Druck stehenden Fluids auf. Der Speicher 16 kann in axialer Richtung längsgestreckt sein und eine insgesamt flache 'Stirnwand 18 haben.

nicht durchgehende .

Die Stirnwand 18 hat eine .äußere/Bohrung 20, die eine Platte

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zwischen dem Inneren des Speichers 16 und dem Ä.ußeren desselben ausbildet.

Die Bohrung 20 im Speicher 16 ist zur Aufnahme eines mit Gewinde versehenen Gehäuses 24 für eine Treibmittelkainmer mit einem Gewinde ausgebildet. Das Gehäuse 24 der Treibraittelkammer hat eine insgesamt zylindrische Gestalt und weist eine erste Bohrung 26 auf, die sich koaxial zur Achse des Gehäuses 24 erstreckt, sowie eine koaxiale Aussenkung 28, die in der Bohrung eine Schulter 30 bildet.

In der Bohrung des Gehäuses 24 der Treibmittelkainmer ist ein Stößel-Düsenglied 32 angebracht, welches einen Teil 34 mit eingezogenem Durchmesser hat, der sich durch die Bohrung 26 erstreckt und stirnseitig an der Platte. 22 des Speichers 16 anliegt. Ein erweiterter Kopfteil 36 am entgegengesetzten Ende des Stößel-Düsengliedes 32 ist in der Aussenkung 28 geführt. Der erweiterte Kopfteil 36 hat in seiner Seitenwand eine sich in Umfangsrichtung erstreckende Nut 40, in der ein Dichtring 42, beispielsweise ein O-Ring oder dergleichen aufgenommen ist. Durch das Stößel-Düsenglied 32 erstreckt sich eine öffnung 44, und das Ende des Kopfteils 36, in dem eine erweiterte Ausnehmung 46 gebildet ist, steht mit dieser öffnung 44 in Verbindung.

Innerhalb der AusSenkung 28 ist unmittelbar hinter dem Stößel-Düsenglied 32 anliegend an das Kopfteil desselben ein Gitter- bzw. Siebteil 48 mit einer Anzahl von Perforationen 50 angebracht. Unmittelbar hinter dem Siebteil 48 ist innerhalb der Aussenkung 28 eine Treibmittelkammer 52 ausgebildet, in der eine Treibladung 5^ aufgenommen und die von einer aufgeschraubten Endkappe 56 verschlossen ist. Die Treibladung 54 kann von beliebiger Art sein, vorausgesetzt daß sie beim Zünden und Mischen mit dem Fluid im Speicher 16 ein nicht toxisches Gas erzeugt. Die Treibladung 54 kann in Form eines losen Pulvers, einer festen, gaserzeugenden Patrone oder als eine Vielzahl von Körnern oder Kugeln vorgesehen sein.

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Eine sich durch die Seitenwand des Gehäuses 24 der Treibmittelkammer erstreckende Gewindebohrung 58 steht mit der Treibmittelkamaer 52 in Verbindung. In der Bohrung 58 ist ein Zünder 60 befestigt, der zum Zünden der Treibladung 54 dient, wenn, er von, den elektrischen Leitungn 12 her unter Strom gesetztTrird, ' . -

Durch das Gehäuse der Treibmittelkammer erstreckt sich eine ■ Reihe von in Umfangsrichtung: im Abstand voneinander liegenden Auslaßöffnungen 62 mit ihrer Achse parallel zur Achse der Bohrung 26. Am Vorderende des·Gehäuses 24 in der Nähe der Platte 22 ist eine Ringnut 64 ausgebildet, die die vorderen Enden der Auslaßöffnungen 62 kreuzt, so daß eine Auslaßleitung gebildet wird.

Der Steg 22 ist mit einer Ringnut 66 versehen, die der Hut bzw. Leitung 64 im Gehäuse 24 der Treibmittelkammer unmittelbar gegenüberliegt. Die Hut 66 umgrenzt einen herausbrechbaren Wandteil 68, der bei einem vorherbestimmten Druck zerbricht/ und eine Verbindung zwischen der Treibmittelkammer 52 und dem Inneren des Speichers 16 sowie zwischen der Auslaßleitung 64 _ und dem Inneren des Speichers 1 6 herstellt. . '

Der Speicher 16 ist am Anfang in seiner Wand mit einer Öffnung 70 versehen, durch die ein Fluid unter zweckmäßigem Druck in den Speicher 16 eingefüllt werden kann, Nach dem Füllen des" Speichers 16 mit Fluid auf den richtigen Druck, kann ein Stopfen 72 in die Öffnung 70 eingesetzt und in seiner Lage verschweißt werden, um einen fluiddichten Verschluß zu schaffen. Bei dem Fluid kann es sich um Luft, Sauerstoff, Stickstoff und Gemische derselben oder sonstige nicht toxische Stoffe handeln. Das Gehäuse 24 der Treibmittelkammer hat ein Gewinde 74·, welches eine Befestigung an der Leitung erlaubt.. "-"■'""

Wenn die Aufblaseinrichtung 4 gemäß der Erfindung als Teil der in Fig. 1 gezeigten Anlage eingebaut ist, arbeitet sie

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wie folgt. Ist das Fahrzeug 2 In eine Kollision von ausreichender Stärke verwickelt, so wird der Geber 10 betätigt, der durch die elektrischen Leitungen 12 elektrischen Strom an den Zünder 60 überträgt, welcher dadurch gezündet wird. Durch das Zünden des Zünders 60 wird wiederum die Treibladung 54 gezündet und zum Brennen veranlaßt. Das Verbrennen der Treibladung 54 erhöht den Druck Innerhalb der Treibmittelkammer 52 und übt auf das Stößel-Düsenglied 32 eine Kraft aus, welches seinerseits auf den zerbrechbaren Verschlußteil 68 eier Platte 22 eine Kraft ausübt. Wenn der Druck des Stößel-Düsengliedes 32 auf den Verschlußteil 68 eine vorherbestimmte Größe erreicht, bricht der Verschlußteil 68 von der Platte 22 längs der Nut 66 ab und gelangt ins Innere des Speichers 16.

Nach dem Abbrechen des Verschlüßteils 68 bewegt sich das Stößel-Düsenglied 32 vorwärts in Richtung zum Inneren des Pluidspeichers 16, bis der erweiterte Kopfteil 36 an der Schulter 30 in der Bohrung zur .Anlage kommt und an einer weiteren Bewegung gehindert wird. Das Siebteil 48 hält die Treibladung 54, während sie verbrennt, so daß sie die Öffnung 44 Im Stößel-Düsenglied 32 nicht blockiert. Die Öffnung 44 im Stößel-Düsenglied 32 ist dabei so bemessen, daß sie die Treibgas strömung einschränkt / so a'aß für das ordnungsgemäße Verbrennen des Treibmittels der richtige Druck in der Trelbmittelkammer 52 aufrechterhalten bleibt.

Das durch das Verbrennen der Treibladung 54 erzeugte Gas strömt durch die Düsenöffnung 44 ins Innere des Speichers und vermischt sich mit dem im Speicher befindlichen Fluid. Durch das Zerbreehen des Verschlußteils 68 mit Hilfe des Stößel-Düsengliedes 32 wird auch die ringförmige Hut 64 gegenüber dem Inneren des Druckspeichers 16 geöffnet, so daß das im Speicher 16 aufbewahrte Fluid und das durch das Verbrennen der Treibladung 54 erzeugte Gas durch die Auslaßöffnung 62 in die Leitung 8 strömen und das Aufblasen des Behälters 6

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bewirken.

Aufgrund der oben beschriebenen Anordnung werden also sowohl der Binlaß von der Treibmittelkammer 52 zum Inneren des Speichers 16 als auch der Auslaß aus dem Speicher 16 gleichzeitig geöffnet, so daß im Speicher durch das -Verbrennen der Treibladung kein Druck aufgebaut wird. Darüber..hinaus kann bei' der hier gezeigten Anordnung die Treibmittelkammer 52 von außen an das Innere des Behälters 16 angeschlossen sein, wodurch die Gefahr einer Undichtheit des Behälters gegenüber dem gespeicherten Fluid auf ein Minimum eingeschränkt wird.

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Claims

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Ansprüche

- Brückerzeuger zum Aufblasen von Sicherheitsanlagen dergleichen mit einem abgedichteten Speicher zum Speichern eines Druckmittels und einer Treibmittelkammer, in der eine Treibladung zum Erzeugen eines heißen Gases aufgenommen ist, dadurch gekennzeichnet , daß der Speicher (16) einen Wandteil (22) hat, der bei vorherbestimmtem Druck zerbrechbar ist, daß die Treibmittelkammer (52) eine Verbindung zwischen der Treibmittelkammer und dem Innern des Speichers herstellt, wenn der Wandteil-zerbrochen ist, und daß eine von dem Fandteil abgedichtete Auslaßeinrichtung (62, 64) so betätigbar ist, daß sie nach dem Zerbrechen des Wandteils für da3 gespeicherte Druckmittel und heiße Gas einen Auslaß aus dem Speicher schafft.
2. Druckerzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß zwischen der Treibmittelkammer (52) und dem .Wandteil (22) ein Stößel-Glied (32) zur Betätigung durch das Gas der Treibladung (54-) nach dem Zünden derselben so angeordnet ist, daß es den Wandteil zerbricht.
3. Druckerzeuger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß sich durch da3 Stößel-Glied (32) e'ine Düsenöffnung (44) erstreckt, durch die heißes Gas von der TreibmitteP-ammer (52) ins Innere des Speichers (16) strömen kann, nachdem der Wandteil (22) zerbrochen ist.

·■ oder 3,
4. Druckerzeuger nach Anspruch 2 /dadurch g e k e η η -

zeichne.t , daß Mittel (30, 36) vorgesehen sind, die verhindern, daß das Stößel-Glied (32) nach dem Zerbrechen des Wandteils (22) ins Innere des Speichers (16) gelangt.
5. Vorrichtung zur Verwendung in einer Sieherheitsanlage

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für Fahrzeuge mit einem aufblasbaren "Glied,- einem gespeicherten Druckmittel und einer Treibladung zum „Erzeugen eines heißen Gases, g e k e η η ζ e lehnet durch einen abgedichteten Speicher (16) zum Speichern eines Druckmittels, der einen z.erbrechbaren Wandteil (22) hat, welcher bei einem gegebenen Druck zerbrechbar ist, durch ein Gehäuse (24), welches am Speicher in der Nähe des zerbrechbaren Wandteils befestigt ist, durch eine Treibmittelkammer (52) in dem Gehäuse, die zum Speichern einer Treibladung (54·")' dient und mit dem Innern des Speichers in Verbindung steht, wenn der Wandteil zerbrochen, ist, durch eine Treibladung in der Treibmittelkammer. ^ ζ um. Erzeugen eines heißen Gases und Entwickeln eines vorherbestimmten Drucks nach dem Zünden, um das Zerbrechen des zerbrechbären Wandteils zu verursachen, und durch eine Auslaßeinrichtung (62,' 64) in dem Gehäuse (24), die durch den zerbrechbaren Wandteil gegenüber dem Inneren · des Speichers abgedichtet und so betätigbar ist, daß sie für das gespeicherte Druckmittel und für heißes Gas einen Auslaß aus dem Speicher schafft, wenn der zerbrechbare Wandteil zerbrochen ist. .
6. Torrichtung nach Anspruch 5, dadurch g e k e η η ζ e" .i c h η e t , daß in dem Gehäuse (24) zwischen der Treibmittelkammer (52) und dem zerbrechbären Wandteil (22) ein Stößel-Glied (32) angebracht ist, welches durch das Gas der Treibladung (54) nach dem Zünden derselben so betätigbar ' ist, daß es den zerbrechbaren Wandteil· zerbricht.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch g e k e η η ze lehnet, daß sich durch das Stößel-Glied (32) eine Düsenöffnung (44) erstreckt, die eine Verbindung zwischen der Treibmittelkammer (52) und dem Innern des Speichers (16) herstellt, wenn der Wandteil (22) zerbrochen ist.

oder 7,
8. Vorrichtung nach Anspruch'6/ dadurch g e k e η η -

zeichnet , daß Mittel (30, 36) vorgesehen sind, die

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verhindern, daß das Stößel-Glied (32) nach dem Zerbrechen des Wandteils (22) ins Innere des Speichers (16) gelangt.

Ansprüche 5 bis 8,
9. Vorrichtung nach einem der / dadurch gekennzeichnet , daß in dem Speicher (16) von außen eine Bohrung (20) vorgesehen ist, und daß der zerbrechbare Wandteil (22)"am Boden dieser Bohrung gebildet ist, daß das Gehäuse (24) in der Bohrung angebracht ist, daß die Auslaßeinrichtung eine Vielzahl von Auslaßöffnungen (62) durch das Gehäuse aufweist; die sich insgesamt parallel zur Achse der Bohrung erstrecken, wobei jede Auslaßöffnung mit einem Ende in der Nähe des zerbrechbaren Wandteils angeordnet ist, und daß eine Nut (64) in dem Gehäuse in der Nähe des zerbrechb'aren Wandteils die Enden der Auslassöffnungen miteinander verbindet.

Ansprüche 5 bis 9,
10. Vorrichtung nach einem der / dadurch gekennzeichnet , daß sich durch das Gehäuse (24) eine Bohrung (28) erstreckt, daß ein Ende dieser Bohrung in der Uähe des Wandteils (22) liegt,.-daß die Treibmittelkammer (52) in der Bohrung des Gehäuses ausgebildet ist, daß ein eingezogener Bereich (26) der Bohrung eine Schulter (30) bildet, die zwischen der Treibmittelkammer und dem genannten Ende der Bohrung im Gehäuse liegt, daß zwischen de"r^Treibmittelkammer und dem zerbrechbaren Wandteil ein Stößel-Glied (32) angeordnet ist, welches einen erweiterten Kopfteil (36), der mit der Bohrung zwischen der Treibmittelkammer und der Schulter in' gleitendem Eingriff steht, sowie eine eingezogene Verlängerung (3²O hat, die mit dem eingezogenen Bereich (26) der Bohrung in Eingriff steht, und daß in dem Stößel-Glied eine Düsenöffnung (44) ausgebildet ist, die nach dem Zerbrechen des Wandteils eine Verbindung zwischen der Treibmittelkammer und dem Innern des Speichers herstellt.

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