DE2344518A1

DE2344518A1 - Sicherheitsanlage fuer fahrzeuge

Info

Publication number: DE2344518A1
Application number: DE19732344518
Authority: DE
Inventors: Kenneth R Jenkins; Donald R Trowbridge
Original assignee: Olin Corp
Current assignee: Olin Corp
Priority date: 1972-09-05
Filing date: 1973-09-04
Publication date: 1974-03-14
Also published as: BR7306782D0; US3773353A; JPS4968433A; IT990082B; FR2198437A5

Description

Priorität: 5. September 1972 / V.St.A. Anmelde-Nr.: 286 480 ·

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsanlage für Fahrzeuge, insbesondere eine SlcherheItsanI age mit einem aufblasbaren Glied, einem unter Druck gespeicherten Fluid und einem Treibmittel zum Erzeugen von heißem Gas. Die Erfindung befaßt sich insbesondere mit der Aufblaseinrichtung zum Aufblasen des Behälters einer solchen Sicherheitsanlage.

Man Ist sehr um die Verbesserung der Sicherheft von Personenfahrzeugen bemüht. Abgesehen von Bestrebungen zur Erhöhung der Sicherheit des Fahrzeugs selbst wird auch der Entwicklung passiver Haltesysteme beträchtliche Aufmerksamkeit geschenkt, die die Insassen eines Fahrzeugs vor Verletzungen durch Aufprall schützen, ohne daß der Insasse selber positive Schritte unternehmen muß.

Bei einer Form einer solchen passiven Halteanordnung

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wird ein aufblasbarer Behälter, beispielsweise efn Sack verwendet, der auf eine vorherbestimmte Bedingung, beispielsweise einen Aufprall oder den Umsturz des Fahrzeuges durch selbsttätiges Aufblasen anspricht, um den Insassen des Fahrzeugs davor zu schützen, das Innere des Fahrzeugs zu berühren und sich zu vei— Ietzen.

Die Erfindung befaßt sich mit Sicherheitsanlagen für ein Fahrzeug, die einen aufblasbaren Behälter, ein gespeichertes, unter Druck stehendes Fluid und eine Treibladung zum Erzeugen von heißern Gas auf we ? sen. Wenn eine Kollision des Fahrzeugs wahrgenommen wird, wird die Treibladung gezündet und das sich dabei entwickelnde heiße Gas mit dem gespeicherten Fluid vermischt und das Gemisch freigegeben, um den Behälter aufzublasen. Bei Sicherheitsantagen dieser Art besteht unter Umständen, wenn der Sicherheitssack zu rasch entfaltet wird, die Möglichkeit, daß sich ein hoher Geräuschpegel entwickelt, der den Insassen irritieren und schädigen kann, und es Ist möglich, daß sich der Insasse durch Berührung mit dem Sack Abschürfungen holt oder daß er gar ein Trauma erleidet.

Aufgabe der Erfindung Ist es daher, eine Sicherheitsanlage für Fahrzeuge der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß eine Aufblaseinrichtung einen Behälter auf zweierlei Weise aufbläst, und zwar schnell bei einem Zusammenstoß bei hoher Geschwindigkeit und langsam bei einem schwächeren Zusammenstoß,, und daß derGeräuschpegel und die Unannehmlichkeiten für den Insassen unter gewissen Umständen verringert sind.

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Gemäß dem bevorzugten AusführungsbeispieI der Erfindung wird eine Vorrichtung zur Verwendung in SicherheitsanIagen geschaffen, die eine Treibladung und ein aufblasbares Glied aufweist. Dabei ist ein Gehäuse für die Treibladung vorgesehen, in dem zwei getrennte Treibladungen axial miteinander ausgerichtet aufgenommen sind. An einem Ende dieses Gehäuses sind zwei getrennte Zünder vorgesehen, die den- bei den versch i edenen Treibladungen zugeordnet sind. Ferner ist eine Einrichtung vorgesehen, die eine Bahn bzw. einen Weg durch die erste Treibladung schafft, damit der Zünder die zweite Treibladung zünden kann, ohne daß die erste Treibladung gezündet wird.

Die Erfindung wird nachfolgend mit vorteilhaften

Einzelheiten anhand schemat i scher Zeichnungen e.j nes Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine fragmentarische unter teilweisen Weglassungen gezeigte Seitenansicht eines Fahrzeugs mit einer SicherheitsanI age genSß der Erfindung, die eiRe mögliche Anordnung der Sicherheitsanlage in Fahrzeug darstellt;

Fig. 2 einen Teilschnitt durch eine Aufblaseinrichtung gemäß der Erfindung;

Fig. 3 einen vergrößerten Schnitt durch Einzelheiten der Treibmittel kammer der In.Flg. 2 gezeigten Aufblaseinrichtung;

Flg. 4 einen vergrößerten Schnitt ähnlich Flg. 3, bei dem jedoch die Einzelheiten der TreIbmltteI kammer in einer Stellung entsprechend der raschen Entfaltung der Sicherheitsanlage dargestellt sind.

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In den Zeichnungen, insbesondere in Fig. 1, ist eine Sicherheitsanlage gemäß der Erfindung in ein Fahrzeug 2 eingebaut dargestellt. Die Sicherheltsanlage weist eine Aufblaseinrichtung 4 auf, die über eine Leitung 8 mit einem aufblasbaren Behälter 6 verbunden ist. Der Behälter 6 ist bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel im Armaturenbrett 10 des Fahrzeugs In zusammengefaltetem bzw. nicht aufgeblasenem Zustand gespeichert. Der Behälter 6 kann als flexibler Sack aus Kautschuk, Gewebe oder dergleichen ausgebildet sein und kann in beliebiger Weise entlüftet oder auch ohne Entlüftung vor^es3hen sein.

Am Fahrzeug 2 ist eine Ko I I fsfonsfühleinrIchtung 12 befestigt, die über entsprechende elektrische Leitungen 14 und 16 mit der Auf b-I ase i nr i chtung 4 verbunden ist. Die Fühleinrichtung 12 ist von einer Art, die elektrischen Strom erzeugt, wenn das Fahrzeug In einen Zusammenstoß von vorherbestimmter Größe verwickelt ist. Wie im einzelnen weiter unten erläutert, · führen die elektrischen Leitungen 14 Strom von der Fühleinrichtung 12 bei einem schwächeren Zusammenprall, wenn eine langsame Entfaltung der Sicherheitsanlage gewünscht ist, während sowohl die Leitungen 14 als auch die Leitungen 16 Strom führen, wenn das Fahrzeug in einen Zusamrnenpra I I bei hoher Geschwindigkeit verwickelt und eine rasche Entfaltung der Sicherheitsanlage nötig ist. Der elektrische Strom von der FühIeinrichtung 12 dient zum Betätigen der Aufblaseinrichtung 4, die ihrerseits den Behälter 6 in den bei 6¹ gezeigten ausgedehnten Zustand aufbläst, so daß ein weiches Kissen geschaffen ist, auf das der Insasse 18 des Fahrzeugs 2 auftrifft..

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Die im einzelnen in Fig. 2 gezeigte Aufblaseinrichtung 4 v/eist eine F I u i dspe i cherkamnier 20 in Gestalt einer länglichen Flasche aus einen hochfesten Werkstoff wie Stahl, Aluminium oder dergleichen auf. Das vordere bzw. das in Fig. 2 gesehen linke Ende ist f l.aschenha I sf örmi g gestaltet und von einer Treibmlttelspeichereinrichtung 22 verschlossen. Das hintere Ende ist von einem mit der FIuidspelcherkanmer 20 in einem Stück ausgebildeten Teil verschlossen und hat einen Auslaß«teil 24. Der Aüslaßtetl 24_:der FIuidspeicherkammer 20 hat eine nach hinten weisende Verlängerung 26, die mit dem Rest der FIuldspefcherkammer 20 In einem Stück gebildet ist. Im Auslaßtefl 24 erstreckt sich eine Aussparung oder Bohrung 28 nach hinten, deren offenes Ende mit dem Innenraum der FIuidspeicberkammer 20 in Verbindung steht. Die Bohrung 28 Ist von einer Bohrung 30 im rückwärtigen

bzw. plattenartigen Abschluß Ende der Verlängerung 26 durch einen Steg 32/getrennt» Im Steg 32 ist eine kreisförmige Nut 34 vorgesehen, die einen zerreißbaren oder zerbrechbaren Versen IußtelI 36 bildet, der das Innere der FIuldspeicherkammer 20 gegenüber der Leitung 8 und dem aufblasbaren Behälter 6 abschließt.

Das offene Ende der Bohrung 30 Im Auslaßteil 24 der FIuldspelcherkammer 20 Ist von einem eingeschraubten Stopfen verschlossen. In den die Bohrung 30 begrenzenden Wänden sind mehrere öffnungen 40 vorgesehen, deren Achse jeweils im wesentlichen rechtwinklig zur Achse der Bohrung 30 verläuft. Die öffnungen 40 dienen dazu, die austretenden Gase zu verteilen und,sind so bemessen, daß sie verhindern, daß der Zerreißverschlußteil 36 jdurch die Leitung 8 in den Behälter 6 gelangt, wenn

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- 6 er sich vom Steg 32 losgetrennt hat.

Die Leitung 8 ist mit dem Auslaßteil 24 über einen mit Innengewinde ausgebildeten Bereich 42 verbunden, der auf einen mit einem Gewinde ausgebildeten Bereich 44 der Verlängerung 26 aufgeschraubt ist.

" Vom Inneren Ende der Treibmittetspeichereinrichtung erstreckt sich eine Stange 46 zur Bohrung 28 hin und endet an einer Stelle dicht vor dem Zerreißverschlußteil 36. Die Stange hat einen erweiterten Kopf 48, der in einer Bohrung 50 im Ende der TreibmltteIspetchereinrichtung 22 aufgenommen Ist. Der langgestreckte dünnere Teil 52 der Stange 46 ist In der Mähe seines Endes von einem Abf enkungsgIied 54 abgestützt, in dem eine Vielzahl von Öffnungen 56 vorgesehen ist, deren Achse sich Jeweils senkrecht zur Achse des Auslaßteils 24 erstreckt.

Der Innenraum«der FIuidspeicherkammer 20 ist zur Aufnahme eines nieht toxischen Fluids unter Druck geeignet. Als Fluid eignet sich beispielsweise Argon, Helium, Stickstoff, Sauerstoff oder sonstige Fluide oder Gemische derselben.

Die TreibmlttelspeichereinrIchtung 22 weist ein insgesamt zylindrisches Gehäuse 58 auf, das mit dem flaschenhalsartig verengten Ende der FI uidspelcherkammer 20 verschraubt ist. Ein am Gehäuse 58 vorgesehener Flansch 60 liegt an der Stirnfläche des eingezogenen Teiis der FIuidspelcherkammer 20 an. Im Gehäuse 58 erstreckt sich eine Bohrung 64 von seinen äußeren Ende her

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bzv;. nlattenartiqen Abschluß noch innen bis zu einem Steg/öo zwischen dieser Bohrung und der Bohrung 51 im anderen Cnde des Gehäuses 58. Der Steg 66 Ist,mit einer kreisförmigen Nut 68 versehen, die einen zerreiSbaren oder zerbrechbaren Versen Iußtei I 70 begrenzt, der so gestaltet ist, daß er sich bei einem vorherbestimmten Druck von der restlichen Zer rei ßrnembrsn gewaltsam trennt. In aer Bohrung 64 1st in Anlage am Steg 66 eine Düse 72 mit einer öffnung 74 angeordnet.

In der Bohrung 64 ist ein Trennelement 76 für die

Trei bmi tte I spe i chere i nr i chtung in so großem Abstand von der 3'jse 72 angeordnet, daß eine erste TroibnitteI kammer 78 geschaffen ist. In dieser ersten TreibmitteI kammer 78 ist eine Hülse 80, ein Schirm- bzw.' SchutzgIied 82 und ein Membranauffangg1ied 84 angeordnet, und diese Glieder halten das Trennelement 76 im nötigen Abstand von der Düse 72. Das Trennelement ist mit einer kreisförmigen Nut 86 versehen, die einen zerreißbaren oder zerbrechbaren VerschIußteiI 88 begrenzt* der sich vom Rest des Trennelements 76 ablöst, wenn ein vorherbestimmter Druck in einer zweiten TrelbmitteI kammer 104 entwickelt ist.

Das Trennelement 76 ist mit einem in Fig. 3 gesehen nach links weisenden Flansch 92 versehen, in dem eine Gewinde-' bohrung 94 ausgebildet ist und der innerhalb der Begrenzung durch die kreisförmige Nut 86 mit dem Hauptkörper des Trennelements verbunden Ist. Durch den Hauptkörper des Trennelements 76 erstreckt sich eine engere Öffnung 96, die eine Schu.iter 98 biIdet.

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Das Gehäuse 58 ist an seinem äußeren Ende von einer Endkappe 100 verschlossen, deren,innere Stirnfläche 102 einen so großen Abstand vom Trennelement 76 hat, daß die bereits ge'nannte zweite Tre i bmi tte I kammer 104 gebildet ist. Das Trennelement 76 wird von der Endkappe 100, die an einem Schutzglied 106 anliegt, das sich seinerseits an einer Hülse 108 abstützt, die am Trenne I emenrt 76 anliegt, gegen das MembranauffanggIied 84 gehaI ten.

Die Endkappe 100 hat eine sich nach innen erstreckende Verlängerung 110 mit einer Bohrung 112 darin. Zwischen der Endkappe 100 und dem Trennelement 76 ist ein Zünderrohr 114 angebracht, durch das', sich eine axiale Bohrung 116 erstreckt. Ein Ende des Z.ünderrohres 114 ist in die Gewindebohrung 94 im

bis zur Schulter 98 Flansch 92 des Trennelements 76/e ingeschraubt, während das andere Ende des Zünderrohres 114 sich in die Bohrung 112 in der Verlängerung 110 an der Endkappe 100 erstreckt.

Beide TreibmitteI kammern 78 und 104 sind mit Treibladungen 120 bzw. 122 versehen. Die Treibladungen 120, 122 können von beliebiger Art sein, vorausgesetzt daß sie geeignet sind, beim Zünden und Mischen mit dem gespeicherten Fluid in der FIuidspeicherkammer 20 ein heißes, nicht toxisches Gas zu entwickeln. Die Treibladung 100 und 122 können in Form eines losen Pulvers, eines einzigen ein Gas erzeugenden Korns oder einer Vielzahl großer Körner vorgesehen sein.

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Im Hauptkörper dor Endkappe 100 ist eine Bohrung 124 vorgesehen, die mit der Bohrung 116 im Zünd.errohr 114 ausgerichtet ist und in Verbindung steht. _t Innerhalb der Bohrung 124 ist ein zweckmäßiger Zünder 126, beispielsweise ein Zündsatz enthalten, der mit der Füh I einrichtung 12 über die elektrischen Leitungen 14 verbunden ist. In der Endkappe 100 ist ferner eine Bohrung 128 vorgesehen, in der ein zweiter Zünder 130 angebracht ist, bei dem es sich gleichfalls um einen Zündsatz handeln kann. Der Zünder 130 steht mit der TreibIadung 122 in der zweiten TreIbmitteI kammer 104 in Verbindung, so daß der Zünder 130 bei Zufuhr.von elektrischem Strom durch die Leitungen 16 ausgelöst wird, um die Treibladung 122 zu zünden.

Wie bereits erwähnt, soll die Aufblaseinrichtung 4 in einer Sicherheitsanlage verwendet werden, die sowohl zügig als auch gemächlich entfaltet werden kann. Wenn es sich zum Beispiel um ein Fahrzeug wie ein Automobil handelt, kann die gemächliche oder langsame Entfaltung im Zusammenhang mit bei Fahrzeuggeschwindigkeiten zwischen 24,14 und 32,19 km/h (15 bis 20 m.p.h.) auftretenden Zusammenstößen angewandt werden. Die zügige oder rasche Entfaltung kann bei Fahrzeuggeschwindigkeiten über 32,19 krn/h (20 m.p.h.) angewandt werden.

Die zum Auslösen der Zünder 126 und 130 verwendete FühI einrichtung 12 kann aus zwei getrennten Fühlern 132 und 134 bestehen. Dabei kann der Fühler 132 so gestaltet sein, daß er eine schv/ache Kollision bzw. einen Zusammenstoß bei geringen Geschwindigkeiten wahrnimmt und dann dem Zünder 126 elektrischen

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Strom zuführt, während der Fühler 134 so ausgelegt sein sollte, daß er nur bei einem Zusammenstoß bei hoher Geschwindigkeit betätigt wird und daraufhin dem Zünder 130 elektrischen Strom zuführt. Es liegt auf der Hand, daß bei einem Zusammenprall mit hoher Geschwindigkeit auch der Fühler 132 betätigt wird. Als FühIvorrichtungen eignen sich ein Beschleunigungsmesser, ein auf die Trägheit ansprechender Schalter oder sonstige bekannte Vorrichtungen. Es ist auch möglich, andere FühIeinrichtungen vorzusehen, beispielsweise einen einzigen Fühler, der bei geringfügigen Zusammenstößen nur die der langsameren Entfaltung zugeordnete Schattung mit den Leitungen 14 und bei Zusammenstößen mit hoher Geschwindigkeit die beiden elektrischen Schaltungen mit den Leitungen 14 und 16 betätigen würde.

Bei einer langsamen Entfaltung der Sicherheitsanlage, wenn ein Zusammenstoß bei geringer Geschwindigkeit wahrgenommen wird, wird der Zünder 126 von dem durch die Leitungen 14 fließen-

den Strom ausgelöst. Die Wirkung des Zünders 126 setzt sich durch die Bohrung 116 im Zünderrohr 114 und durch die Bohrung im Trennelement 76 fort und zündet die Treibladung 120 in der ersten Treibmittelkammer 78, ohne daß dabei die Treibladung 122 in der zweiten Tre I bm i tte I kammer 104 gezündet wird.

Durch das Zünden der Treibladung 120 und den Druckaufbau in der Treibmitte I kammer 78 wird der Zerreißverschlußteil 70 im Steg 66 abgerissen und die Stange 46 in Fig. 2 gesehen nach rechte bewegt, wo sie auf den ZerreißverschIußteM 36 aufprallt und dessen Abtrennen verursacht. Das durch das Verbrennen der Treib-

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ladung 120 erzeugte heiße Treibgas strömt aus der Treibmittelkannner 78 ins Innere der F I u i dspe i cherkammer 20 und mischt sich dort mit dem darin enthaltenen gespeicherten Fluid. Das Gemisch aus heißem Gas und gespeichertem Fluid fließt dann aus dem
Auslaßteil 24 durch die öffnungen 40 in der Verlängerung 26 der FIuidspeieherkammer 20 und durch die Leitung 8 in den Behälter 6, der dadurch aufgeblasen wird.

Wenn ein Zusammenprall bei hoher Geschwindigkeit auftritt und eine rasche Entfaltung nötig ist, werden durch die
entsprechende Fun I einrJchtung beide Zünder 126 und 130 ausgelöst. Der'Zünder 126 arbeitet in der bereits beschriebenen
Weise und züri'det die Treibladung 120 in der ersten Treibmittelkammer 78. Mit dem Zünder 130 wird die Treibladung 122 in der
zweiten Treibmitte1 kammer 104 gezündet. Beim Druckaufbau in der zweiten TreibmitteI kammer 104 trennt sich der Zerreißverschlußteil 88 des Trennelements 76 be.i dem vorherbestimmten Druck vom restlichen Trennelement 76. Der ZerreiBversch1ußteiI 88 und das Zünderrohr 114 werden, wie Fig. 4 zeigt, vorwärts bewegt und vom MembranauffanggIied 84 aufgefangen, in dem eine Vielzahl von
öffnungen 136 vorgesehen 1st. Es sei darauf hingewiesen, daß der sich in Querrichtung erstreckende Körperteil 138 des Membranauffanggliede-s 84 bei normaler Stellung einen Abstand vom Trennelement 76 hat, so daß der Zerreißverschlußteil 88, wenn er sich abgetrennt hat, vorwärtsbewegt wird, um eine Öffnung zu schaffen, durch die die durch das Verbrennen der TreibIadung.122 in der
zweiten TreibmitteI kammer entstehenden Gase strömen können. Die Gase strömen mindestens durch einige der öffnungen 136 im Membran-

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auffangglied 84 in die erste Trei brni tte I kammer 78 und aus dieser durch die durch das Abtrennen des Zerreißverschlußteils 70 entstandene öffnung in die FIuidspeicherkammer 20.

Die Schutzglieder 82 und 106 haben beide einen kreisförmigen Flansch 140 bzw. 142, die beide mindestens teilweise jeweils die de.n Zündern 126 bzw. 130 näher liegenden Enden der Treibladungen 120 bzw. 122 überdecken. Dadurch wird verhindert, daß das Ende der Treibladung bein Auslösen des zugehörigen Zünders beschädigt wird, was zu einer Änderung der ballistischen Eigenschaften führen könnte.

Mit der oben beschriebenen Anordnung wird also eine zwei verschiedene Arten von Entfaltung ermöglichende Aufblaseinrichtuhg geschaffen, wobei zwei getrennte Treibladungen verwendet werden. Diese können miteinander axial ausgerichtet sein. Das Zünderrohr 1 14 macht es möglich., daß bei der langsamen Entfaltung der Sicherheitsanlage der Zünder 126 die erste Treibladung 120 zündet, ohne ein Zünden der zweiten Treibladung 122 zu verursachen, wobei die Zünder für beide Treibladungen am gleichen Ende der Einrichtung vorgesehen sein können.

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Claims

Ansprüche

1 J S IcherheItsanI age mit einem aufblasbaren Glied, einem gespeicherten Fluid unter Druck, und einem Treibmittel zum Erzeugen von heißem Gas, gekennzeichnet durch eine TreibmltteIspeichereinrichtung (22) mit einem Auslaßende und einem davon entfernten Kopfende, zwei TreibmitteI kammern (78,104) In der TreIbmitteI speichereInrIchtung, die axial miteinander ausgerichtet sind und von denen eine (78) In der Nähe des Auslaßendes und die andere (tO4) In der Nähe des Kopfendes angeordnet Ist, eine Treibladung (120, 122) in jeder der beiden Kammern, eine erste Zündeinrichtung (126), die an dem Kopfende angeordnet Ist und zum Zünden der Treibladung (120) in der dem Auslaßende benachbarten Treibmittel kammer (28) dient, eine zweite Zündeinrichtung (130) zum Zünden der Treibladung·(122) in der dem Kopfende benachbarten TreibmitteI kammer (104), und durch eine Einrichtung, die einen Zündweg von der ersten Zündeinrichtung (126) durch die dem Kopfende benachbarte Treibmittelkemmer (104) zu der dem Auslaßende benachbarten TreibmitteI kammer (78) zum Zünden der Treibladung (120) in der dem Auslaßende benachbarten TreIbmitteI kammer (78) beim Auslösen der ersten Zündeinrichtung schafft, ohne daß dabei die Treibladung (122) in der dem Kopfende benachbarten TreibmitteI kammer (104) gezündet wi rd.

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2. Sicherheftsanlage nach Anspruch 1, gekenn-

z e 1 c h η e t durch eine Einrichtung, die eine Verbindung zwischen den beiden Treibnittelkammern (78, 104) verhindert, wenn nur die Treibladung (120) in der den Auslaßende benachbarten TreibmitteI kammer (78) gezündet ist und eine Verbindung zwischen den beiden Treibmittel kammern herstellt, wenn die Treibladung (122) In der dem Kopfende benachbarten TreIbmitteI kammer (104)

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gezündet Ist.
3. Sicherheitsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzoich ri e t , daß die TreibmItteI kammern (78,104) durch ein Trenneiement (76) mit einer sich hindurch erstreckenden 'Öffnung (94, 96) ' vonei nander getrennt sind, und daß die Einrichtung, die einen Zündweg schafft, ein Zünderrohr (114) aufweist, das sich von einer Steile in der Nähe der ersten Zündeinrichtung (126) durch die dem Kopfende benachbarte Treibmittelkammer (104) zu dem Trennelement (76) erstreckt und dabei mit

der Öffnung Im Trennelement in Verbindung steht.
4. SIcherheitsan1 age nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Trennelement (76) eine Verlängerung (92) hat, die zu der ersten Zündeinrichtung (126)hln gerichtet ist und durch die sich die Öffnung (94, 96) erstreckt, daß in der öffnung eine Schulter (98) gebildet Ist, und daß das Zünderrohr (114) In die Öffnung (94) eingeschraubt ist.

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