DE4220375A1 - Airbagaufblasvorrichtung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Aufblasvorrichtung zum Erzeugen von Gas, um einen Luftsack in einer Fahrzeuginsassen- Sicherheitsvorrichtung aufzublasen.

US-Patent Nr. 48 46 368 zeigt eine Aufblasvorrichtung zum Auf­ blasen eines Luftsacks, der die Bewegung eines Fahrzeuginsassen während eines Zusammenstoßes zurückhält. Die Aufblasvorrichtung umfaßt ein Gehäuse, das eine durchlöcherte zylindrische Seitenwand und ein Paar kreisförmiger Endwände aufweist. Das Gehäuse enthält ein gaserzeugendes Material und einen Zünder zum Zünden des gas­ erzeugenden Materials. Das Gehäuse enthält auch einen Filter zum Entfernen von Partikeln aus dem Gas, das durch das gaserzeugende Material erzeugt wurde. Der Filter weist eine Vielzahl von zy­ lindrischen Filterlagen auf, die um ein durchlöchertes Rohr gewickelt sind, das das gaserzeugende Material enthält.

Wenn der Luftsack aufgeblasen werden soll, wird das gaserzeugende Material gezündet und erzeugt Gas. Das Gas strömt von dem gaser­ zeugenden Material nach außen durch das durchlöcherte Rohr und in die umgebenden Filterlagen. Partikel werden aus dem Gas entfernt, wenn das Gas radial durch die Filterlagen strömt. Nachdem das Gas radial durch die Filterlagen geströmt ist, strömt es radial nach außen durch die Öffnungen in der Seitenwand des Gehäuses, um den Luftsack aufzublasen.

Zusammenfassung der Erfindung. Gemäß der vorliegenden Erfindung weist eine Aufblasvorrichtung zum Aufblasen eines Luftsacks in einer Fahrzeuginsassen-Sicherheitsvorrichtung ein gaserzeugendes Material und eine Vielzahl von Filterlagen auf, die das gaserzeu­ gende Material kreisförmig umgeben. Die Filterlagen filtern das Gas, wenn es von dem gaserzeugenden Material zu dem Luftsack strömt. Die Filterlagen umfassen eine äußere Lage mit einer zy­ lindrischen Außenoberfläche. Die Aufblasvorrichtung weist ferner einen Draht, allgemein Drahtmittel, oder eine Litze (Materialstrang) auf, die schraubenförmig um die zylindrische Außenoberfläche gewunden ist. Die schraubenlinienförmig gewundenen Drahtmittel haben eine Vielzahl sich umfangsmäßig erstreckender Windungen, die axial voneinander beabstandet sind, um einen schraubenförmigen Spalt zwischen den Windungen zu definieren. Der schraubenförmige Spalt gestattet, daß das Gas sich radial von der zylindrischen Außenoberfläche an den Drahtmitteln vorbei zu dem Luftsack bewegt.

Eine gemäß der vorliegenden Erfindung konstruierte Aufblasvor­ richtung hat vorteilhafterweise eine vereinfachte Struktur im Vergleich zu den Strukturen von Aufblasvorrichtungen des Standes der Technik, da ein Gehäuse für den Filter eliminiert wird. Die schraubenförmig gewundenen Drahtmittel hat eine Spannung und übt eine Kompressionskraft auf die Filterlagen aus, um sie zusammenzu­ halten.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung umfaßt die Aufblasvorrichtung ein Paar Endkappen. Die axial gegenüberlie­ genden Enden der äußeren Filterlage erstrecken sich über die Endkappen hinaus. Die gegenüberliegenden Enden des schraubenlinienförmigen Materialstrang (z. B. eines Drahtes) erstrecken sich auch über die Endkappen hinaus und sind umfangsmäßig um die Endkappen gewickelt, um die Enden der äußeren Filterlage fest gegen die Endkappen zu klemmen. Die Drahtmittel (Litze) hält somit die Endkappen und die Filterlagen zusammen, um eine zylindrische Aufblasvorrichtungsstruktur zu bilden, ohne ein zylindrisches Gehäuse, wie es im Stand der Technik bekannt ist.

Weitere Vorteile, Ziele und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen an Hand der Zeichnung; in der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 ein schematischer Teilschnitt einer Fahrzeuginsassen- Sicherheitsvorrichtung mit einem aufblasbaren Luftsack und einer gemäß der vorliegenden Erfindung konstruierten Auf­ blasvorrichtung;

Fig. 2 eine Ansicht der Vorrichtung von Fig. 1, die das Aufblasen des Luftsacks darstellt;

Fig. 3 eine schematische Ansicht einer Aufblasvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung; und

Fig. 4 ein Teilschnitt der Aufblasvorrichtung von Fig. 3.

Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels. Wie in Fig. 1 gezeigt, umfaßt eine Fahrzeuginsassen-Sicherheitsvorrichtung 10 einen aufblasbaren Luftsack 12 und eine gemäß der vorliegenden Erfindung konstruierte Aufblasvorrichtung 14. Der Luftsack 12 und die Aufblasvorrichtung 14 sind in einem Reaktionskanister 16 untergebracht, der in dem Armaturenbrett 18 eines Fahrzeugs an­ gebracht ist. Wenn das Fahrzeug in einen Zusammenstoß verwickelt wird, wird der Luftsack 12 aus einem gefalteten Zustand, in Fig. 1 gezeigt, in einen aufgeblasenen Zustand, in Fig. 2 gezeigt, be­ wegt, und zwar durch einen schnellen Gasstrom aus der Aufblasvor­ richtung 14. Wenn der Luftsack 12 im aufgeblasenen Zustand ist, erstreckt er sich nach hinten bezüglich des Fahrzeugs von dem Reaktionskanister 16 in den Fahrgastraum 20, um eine Vorwärts­ bewegung des Fahrzeuginsassen zu dem Armaturenbrett 18 hin zurückzuhalten.

Der Luftsack 12 ist durch Klemmanordnungen 24 mit dem Reaktions­ kanister 16 verbunden. Der Reaktionskanister 16 hat eine Vielzahl von Umgebungsluftstrom-Öffnungen 26, die zwischen der Aufblasvor­ richtung 14 und dem Luftsack 12 angeordnet sind. Ein Folienblatt 30 sieht ein Paar von Klappen 34 vor, die sich von der Aufblas­ vorrichtung 14 über mehrere der Umgebungsluftströmungs-Öffnungen 26 erstrecken. Zusätzliche Klappen 36, die Kantenteile des Luft­ sacks 12 aufweisen, erstrecken sich von den Klemmanordnungen 24 über den Rest der Umgebungsluftstrom-Öffnungen 26 nach vorn.

Wie in Fig. 3 gezeigt, hat die Aufblasvorrichtung 14 eine lang­ gestreckte zylindrische Form und ist zwischen einem Paar von Seitenwänden 40 des Reaktionskanisters 16 angebracht. Wie in Fig. 4 gezeigt, weist die Aufblasvorrichtung 14 ein zentrales Rohr 50 eine Vielzahl von Filterlagen 60 und einen Materialstrang (Drahtmittel oder Litze) 70 auf. Das zentrale Rohr 50 hat eine Vielzahl von Gasstromöffnungen 72, die entlang seiner Länge und seines Umfangs mit Abstand angeordnet sind. Ein gaserzeugendes Material 73, (Fig. 1 und 2) ist innerhalb des zentralen Rohrs 50 enthalten.

Die Filterlagen 60 umfassen Drahtschirmlagen 74, Lagen aus Stahl­ wolle 76 und Lagen aus Keramik/Glaswolle 78. Die Lagen 74 bis 78 sind in der in Fig. 4 gezeigten übereinanderliegenden Beziehung zusammengebaut durch Auslegen flacher, flexibler Bahnen von Stahlwolle und Keramik/Glaswolle in einer übereinanderliegenden Beziehung mit einem flachen, flexiblen Bogen aus Drahtschirm, und durch Winden der übereinanderliegenden Bogen um das zentrale Rohr 50. Die Filterlagen 60 umfassen auch eine radial äußere Plenum- oder Füllage 80, die aus Drahtschirm gebildet ist. Der Drahtschirm der Plenumlage 80 weist Öffnungen auf, die größer sind als die Öffnungen in den anderen Lagen 74 aus Drahtschirm (oder Sieb).

Die Litze 70 ist um die Plenumlage 80 gewickelt. In dem bevor­ zugten Ausführungsbeispiel ist der Materialstrang 70 ein Metalldraht mit einem Durchmesser von 0,07 bis 0,09 inch (1,78 bis 2,29 mm). Wie in Fig. 3 gezeigt, ist die Litze 70 in einer Schraubenlinienform gewickelt und weist sich umfangsmäßig erstreckende Wicklungen auf, die axial voneinander beabstandet sind. Die axial voneinander beabstandeten Wicklungen der die Drahtmittel 70 definieren einen schraubenförmigen Spalt 82, der sich um die Aufblasvorrichtung 14 von einem Ende der Aufblasvorrichtung 14 zu dem anderen erstreckt. Der schraubenförmige Spalt 82 gestattet, daß Gas sich radial nach außen von der zylindrischen Außenoberfläche der Plenumlage 80 an der Litze 70 vorbei zu dem Luftsack 12 hin bewegt. In dem bevor­ zugten Ausführungsbeispiel haben die sich umfangsmäßig erstrecken­ den Windungen die Drahtmittel 70 eine 30°-Steigung und haben einen axialen Abstand von annähernd 0,5 inch (1,27 cm), so daß der schraubenförmige Spalt 82 um einige Male breiter ist als eine Öffnung in der darunterliegenden Plenumlage 80.

Am meisten bevorzugt wird, daß die Drahtmittel 70 mit Spannung gewickelt werden, um eine radial gerichtete Kompressionskraft auf die Filterlagen 60 auszuüben. Die radial gerichtete Kompressionskraft preßt die Filterlagen 60 zusammen, um irgendwelche Hohlräume zwischen den einzelnen übereinanderliegenden Lagen zu eliminieren. Die Filterlagen 60 sind somit angeordnet, um das Gas gleichförmig über die Länge und um den Umfang der Aufblasvorrichtung 14 zu filtern.

Mit Bezug wiederum auf Fig. 3 weist die Aufblasvorrichtung 14 ferner ein Paar von Endkappen 84 auf. Die Endkappen 84 bedecken die Enden des zentralen Rohrs 50 und die axialen Enden der Fil­ terlagen 60. Die Plenumlage 80 erstreckt sich axial über die Endkappen 84. Die gegenüberliegenden Enden des Strangs 70 er­ strecken sich in aneinanderliegenden Spiralschleifen 90 um die Endkappen 84 und die Teile der Plenumlage 80, die über den End­ kappen 84 liegen. Die Spiralschleifen 90 in dem Strang 70 sind in ihrer Position befestigt, also positionsfest, beispielsweise durch Schweißen, wenn der Strang 70 aus Metall gebildet ist. Der Strang 70 bindet somit die Filterlagen 60 und die Endkappen 84 zusammen, um die Aufblasvorrichtung 14 in einer zylindrischen Form, wie in Fig. 3 gezeigt, zu halten.

Jede Endkappe 84 umfaßt einen Gewindestift oder Stummel 98, der sich durch eine Öffnung in der Seitenwand 40 des Reaktionskanisters 16 erstreckt. Eine Mutter 99 ist auf jeden Stummel 98 aufgeschraubt, um die Aufblasvorrichtung 14 in dem Reaktionskanister 16 zu sichern. Eine der Endkappen weist auch eine Kammer auf, in der ein Zünder 100 angebracht ist. Der Zünder 100 kann irgendein geeigneter bekannter Zünder sein zum Zünden von gaserzeugendem Material.

Wenn das Fahrzeug einen Zusammenstoß erfährt, schickt ein Zu­ sammenstoßfühler 102 ein Signal zu dem Zünder 100, der dann be­ tätigt wird zum Zünden des gaserzeugenden Materials 73. Wenn das gaserzeugende Material 73 gezündet wird, erzeugt es Gas, das schnell nach außen strömt von dem zentralen Rohr 50 durch die Gasstromöffnungen 72 und in die Filterlagen 60. Ungewünschte Verbrennungsprodukte, wie beispielsweise heiße Partikel, werden aus dem Gas entfernt, wenn das Gas durch die Filterlagen 74 bis 78 zu der Plenumlage 80 strömt. Das Gas wird auch gefiltert, wenn es durch die Plenumlage 80 strömt. Das Gas strömt dann durch den schraubenlinienförmigen Spalt 82 zu dem Luftsack 12.

Wenn das Gas von der Aufblasvorrichtung 14 zu dem Luftsack 12 strömt, wie durch die großen Teile in Fig. 2 angezeigt, bewirkt der Gasstrom eine Druckverminderung innerhalb des Reaktionskani­ sters 16 benachbart zu den Klappen 34 und 36. Die Druckverminde­ rung innerhalb des Reaktionskanisters 16 bewirkt, daß Umgebungs­ luft außerhalb des Reaktionskanisters 16 durch die Umgebungsluft- Öffnungen 26 nach innen und an den Klappen 34 und 36 vorbeiströmt, wie durch die kleinen Pfeile in Fig. 2 angedeutet ist. Die Umge­ bungsluft mischt sich mit dem Gas in dem Reaktionskanister 16 und kühlt das Gas. Die Umgebungsluft vergrößert auch den Gasstrom in den Luftsack 12 und vermindert somit die Gasmenge, die durch das gaserzeugende Material 73 erzeugt werden muß.

Die Erfindung wurde mit Bezug auf ein bevorzugtes Ausführungsbei­ spiel beschrieben. Jedoch werden Verbesserungen, Veränderungen und Modifikationen dem Fachmann deutlich sein. Beispielsweise kann, obwohl die Erfindung beschrieben wurde, daß sie mehrfache Lagen unterschiedlicher Materialien aufweist, eine einzige Schicht aus einem einzigen Material oder eine einzige Schicht aus einer Ma­ terialmischung ein adequates Filtern vorsehen. In ähnlicher Weise können auch andere als die oben beschriebenen Materialien in dem Filter verwendet werden. Solche Verbesserungen, Veränderungen und Modifikationen sollen von den beigefügten Ansprüchen umfaßt sein.

Zusammenfassend sieht die Erfindung folgendes vor: Eine Aufblasvorrichtung zum Erzeugen von Gas, um einen Luftsack in einer Fahrzeuginsassen-Sicherheitsvorrichtung aufzublasen, weist gaserzeugendes Material, eine Vielzahl von Filterlagen und eine sich um die Filterlagen erstreckende Litze auf. Das gaserzeugende Material erzeugt Gas, wenn es gezündet wird. Die Filterlagen fil­ tern das Gas, wenn es durch die Filterlagen strömt, und sie um­ geben kreisförmig das gaserzeugende Material. Die Filterlagen umfassen eine Außenlage mit einer zylindrischen Außenoberfläche. Die Litze erstreckt sich um die zylindrische Außenoberfläche der äußeren Filterlage zumindest teilweise in einer Schraubenlinie und hat eine Vielzahl von sich umfangsmäßig erstreckenden Windungen. Die Windungen der Litze sind mit axialem Abstand voneinander an­ geordnet, um einen schraubenlinienförmigen Spalt zu definieren, der dem Gas gestattet, sich von der zylindrischen Außenoberfläche an der Litze vorbei zu dem Luftsack hin zu bewegen.

Claims (8)

1. Aufblasvorrichtung zum Erzeugen von Gas, um einen Luftsack in einer Fahrzeuginsassen-Sicherheitsvorrichtung aufzublasen, wo­ bei die Aufblasvorrichtung folgendes aufweist:
gaserzeugendes Material, das Gas erzeugt, wenn es gezündet wird;
ein Filterglied zum Filtern des Gases, wenn es durch das Filterglied strömt, wobei das Filterglied das gaserzeugende Material umgibt und eine Außenoberfläche aufweist;
und ein Materialstrang, der sich um die Außenoberfläche des Filterglieds zumindest teilweise in einer Schraubenlinienform erstreckt und eine Vielzahl von sich umfangsmäßig erstreckenden Windungen aufweist, wobei die Windungen axial beabstandet sind, um einen schraubenlinienförmigen Spalt zwischen den Windungen zu definieren, der gestattet, daß sich Gas radial von der Außenoberfläche an dem Strang vorbei zu dem Luftsack hin bewegt.

2. Aufblasvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Strang eine radial gerichtete Kompressionskraft auf das Filterglied ausübt.

3. Aufblasvorrichtung nach Anspruch 2, welche eine Vielzahl von Filterlagen aufweist, die aus Drahtschirm gebildet sind, wobei das Filterglied eine der Filterlagen ist, die aus Drahtschirm gebildet ist und Öffnungen aufweist, die größer sind als die Öffnungen in irgendeiner der anderen Filterlagen, die aus Drahtschirm gebildet sind.

4. Aufblasvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Materialstrang ein Metalldraht ist, vorzugsweise mit einem Durchmesser von ungefähr 0,07 (1,78 mm) bis ungefähr 0,09 inch (2,29 mm), wobei die Windungen einen axialen Abstand voneinander von ungefähr 0,5 inch (1,27 cm) haben.

5. Aufblasvorrichtung zum Erzeugen von Gas, um einen Luftsack in einer Fahrzeuginsassen-Sicherheitsvorrichtung auf zublasen, wo­ bei die Aufblasvorrichtung folgendes aufweist:
gaserzeugendes Material, das Gas erzeugt, wenn es gezündet wird;
eine Vielzahl von Filterlagen zum Filtern des Gases, wenn es durch die Filterlagen strömt, wobei die Filterlagen das gaser­ zeugende Material (kreisförmig) umgeben und aus flexiblen Bögen von Filtermaterial gebildet werden, die in eine zylindrische Struktur mit ersten und zweiten axialen Enden gerollt sind, und
ein Materialstrang, z. B. eine Litze, die um die zylindrische Struktur gewickelt ist und sich von dem ersten axialen Ende zu dem zweiten axialen Ende erstreckt, wobei der Materialstrang eine radial gerichtete Kompressionskraft auf die zylindrische Struktur ausübt, die die zylindrischen Filterlagen in einer übereinanderliegenden Beziehung zusammenpreßt.

6. Aufblasvorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Aufblasvor­ richtung ferner ein Paar von Endkappen aufweist, wobei der Strang erste und zweite axiale Endteile aufweist, die jeweils um eine entsprechende Endkappe gewickelt sind und die Endkappe auf dem jeweiligen axialen Ende der zylindrischen Struktur halten.

7. Aufblasvorrichtung nach Anspruch 5, wobei der Strang sich um die zylindrische Struktur zumindest teilweise in einer Schrau­ benlienie erstreckt und sich umfangsmäßig erstreckende Win­ dungen aufweist, die voneinander beabstandet sind, um einen schraubenlinienförmigen Spalt zu definieren, der dem Gas ge­ stattet, sich radial aus der zylindrischen Struktur an der Litze vorbei und zu dem Luftsack hin zu bewegen.

8. Aufblasvorrichtung nach Anspruch 7, wobei der Spalt eine axiale Breite von ungefähr 0,5 inch (1,27 cm) aufweist.