DE4304854A1 - - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine
Luftsackaufblasvorrichtung, und insbesondere auf eine
Vorrichtung zum Steuern der Rate oder Menge des
Gasflusses von einer Luftsackaufblasvorrichtung.
Eine herkömmliche Luftsack- oder Airbagaufblasvor
richtung umfaßt einen Luftsack sowie eine Aufblasvor
richtung, welche Gas zum Aufblasen des Luftsacks vor
sieht. Eine Gasmenge ist unter Druck in der Aufblasvor
richtung gespeichert. Auf die Aktivierung der Aufblasvor
richtung hin wird das Gas freigegeben und in den Luftsack
geleitet um diesen aufzublasen.
Bei einer Fahrzeugsicherheitsvorrichtung, welche
einen Luftsack umfaßt, ist es wünschenswert, den im Luft
sack herrschenden Druck zu steuern um sicherzustellen,
daß der Luftsack im erwünschten Maß und dem erwünschten
Zeitraum aufgeblasen wird. Das Steuern der Rate des Gas
flusses in den Luftsack steuert den Aufblasvorgang des
Luftsackes. Herkömmlicherweise wird eine Ventilanordnung
benutzt um die Rate des Gasflusses aus der Aufblasvor
richtung in den Luftsack zu steuern. U.S. Patent Nr.
36 38 964 offenbart eine Luftsackaufblasvorrichtung,
welche ein bewegliches Glied zur Steuerung des Gasflusses
in den Luftsack aufweist. Eine Menge an Silikonöl oder
Fett werden durch einen Auslaß gedrückt, um die Bewegung
des beweglichen Glieds zu verzögern und somit zu steuern.
Die vorliegende Erfindung ist eine Vorrichtung zum
Aufblasen einer Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung wie
z. B. ein Luftsack. Die Vorrichtung umfaßt eine Gasquelle
und Mittel zur Bildung einer Gasausflußöffnung in der
Gasquelle, um den Fluß des Gases von der Gasquelle in den
Luftsack zu gestatten, so daß der Luftsack aufgeblasen
wird. Ventilmittel zur Steuerung des Gasflusses durch die
Gasausflußöffnung umfassen einen Kugelkolben, welcher in
einem Zylinder angeordnet ist. Der Kugelkolben besitzt
eine Oberfläche gegen welche das Gas wirkt, um den Kugel
kolben innerhalb des Zylinders in eine erste Richtung zu
bewegen um einen verstärkten Fluß des Gases durch die
Gasausflußöffnungen zu gestatten.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel umfaßt die
Vorrichtung ein Glied welches die Bewegung des Kugel
kolbens steuert. Das Glied besteht aus einem Elastomer
material. Das Elastomerglied widersteht der Bewegung des
Kugelkolbens und steuert diese somit. Während sich der
Kugelkolben im Zylinder bewegt, vergrößert sich die
Kontaktfläche zwischen dem Kugelkolben und dem Elastomer
glied und das Elastomerglied leistet der Bewegung des
Kugelkolbens mehr Widerstand. Die Bauart des Elastomer
glieds ist so gewählt, daß die Bewegungsrate des Kugel
kolbens in einer erwünschten Art und Weise gesteuert
wird. Dies steuert die Rate des Gasflusses in den Luft
sack und somit auch den Druck im Luftsack.
Die vorgenannten und andere Merkmale der vorliegen
den Erfindung werden dem Fachmann durch die folgende
Beschreibung der Erfindung unter Bezugnahme auf beilie
gende Zeichnung erläutert; in der Zeichnung zeigt
Fig. 1 einen Längsschnitt der Aufblasvorrichtung
gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 einen Querschnitt längs der Linie 2-2 in Fig. 1;
Fig. 3 eine vergrößerte Ansicht eines Teils der Fig. 1,
welche eine Ventilanordnung in einem ersten
Zustand zeigt; und
Fig. 4 ist eine Ansicht ähnlich der aus Fig. 3, welche
die Ventilanordnung in einem zweiten Zustand
zeigt.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine
Luftsackaufblasvorrichtung, und speziell auf eine Auf
blasvorrichtung zum Aufblasen eines Luftsacks zum Schutz
eines Fahrzeuginsassens. Die vorliegende Erfindung ist
auf zahlreiche Aufblasvorrichtungs-Bauarten anwendbar.
Gemäß der vorliegenden Erfindung stellt Fig. 1 eine Auf
blasvorrichtung 10 dar zum Aufblasen eines Luftsacks
(nicht dargestellt) zum Schutz eines Fahrzeuginsassens.
Die Aufblasvorrichtung 10 ist eine Ergänzungs-,
Additions- oder Vermehrungs-Aufblasvorrichtung, welche
eine Gasmenge aufweist, die in einem Behälter in der
Aufblasvorrichtung, normalerweise unter Druck, gespei
chert ist. Die Aufblasvorrichtung umfaßt einen Initiator
oder Zünder und eine Menge brennbaren Materials, welche
in dem Behälter angeordnet ist. Auf Aktivierung der Auf
blasvorrichtung hin entzündet der Zünder das brennbare
Material, welches Hitze erzeugt um den Druck des Gases in
dem Behälter zu erhöhen. Das brennbare Material erzeugt
ebenfalls zusätzliches Gas, um das im Behälter gespei
cherte Gas zu vermehren (also Gas hinzuzuaddieren). Das
gespeicherte Gas und das von dem brennbaren Material er
zeugte Gas wird in den Luftsack geleitet um den Luftsack
auf zublasen. Es sei bemerkt, daß die vorliegende Er
findung bei einer Aufblasvorrichtung angewendet werden
könnte, die nur brennbares Material verwendet um Gas zu
erzeugen, anstatt bei einer Additions-Aufblasvorrichtung.
Bei der Aufblasvorrichtung 10 ist eine Gasmenge 12
unter Druck in einem Behälter 14 gespeichert. Das Gas 12
ist vorzugsweise Argon, obwohl auch andere Gase wie Luft
oder Stickstoff verwendet werden könnten. Der Behälter 14
umfaßt ein Gehäuse 16 und zwei Enddeckel 18 und 20. Eine
Zünderanordnung 34, welche einen Zünder und ein brennba
res gaserzeugendes Material umfaßt, ist innerhalb des
Gases 12 in dem Behälter 14 benachbart zum Enddeckel 18
angeordnet. Eine Platzscheibe 22 versiegelt eine Öffnung
24 in dem Enddeckel 20.
Ein zylindrisches Diffuserrohr 26 erstreckt sich um
den Behälter 14. Ein Ende des Diffuserrohrs 26 ist bei 28
am Gehäuse 16 in der Nähe des Enddeckels 18 befestigt.
Das andere Ende des Diffuserrohrs 26 ist bei 30 an dem
Enddeckel 20 befestigt. Das Diffuserrohr 26 besitzt
längsseitig eine Reihe von Auslässen 32 um Gas von der
Aufblasvorrichtung 10 in den Luftsack zu leiten.
Die Aufblasvorrichtung 10 umfaßt eine Ventilan
ordnung 40 zum Steuern des Flusses des Gases 12 aus der
Aufblasvorrichtung 10. Die Ventilanordnung 40 umfaßt
einen Zylinder 42, der als Teil des Enddeckels 20 aus
gebildet ist. Der Zylinder 42 erstreckt sich von einem
sich radial erstreckenden Abschnitt 44 des Enddeckels 20
axial nach außen. Der Zylinder 42 besitzt eine zylindri
sche Außenoberfläche 46 (Fig. 3) und eine zylindrische
Innenoberfläche 48 zwischen welchen sich eine Reihe von
radialen Gasauslaßöffnungen 50 erstrecken.
Ein Kugelkolben 52 ist im Zylinder 42 angeordnet.
Der Kugelkolben 52 hat eine sphärische Form und besteht
vorzugsweise aus Nylon mit einem Durometer von ca. 20.
Falls die vorliegende Erfindung in einer Aufblasvorrich
tung verwendet werden soll, die nur brennbares Material
zur Erzeugung von Gas verwendet, besteht der Kugelkolben
52 vorzugsweise aus Stahl, um der Hitze der Verbrennungs
wärme zu widerstehen. Der Kugelkolben 52 besitzt einen
konvexen sphärischen Oberflächenabschnitt 54, der axial
einwärts der Aufblasvorrichtung 10 zur Platzscheibe 22
weist (nach links wie dargestellt in Fig. 3). Der Kugel
kolben 52 besitzt außerdem einen konvexen sphärischen
Oberflächenabschnitt 58, der axial auswärts der Aufblas-
Vorrichtung 10 weist (nach rechts wie dargestellt in
Fig. 3).
Ein zylindrisch geformtes Elastomerglied 60 ist im
Zylinder 42 axial auswärts des Kugelkolbens 12 angeord
net. Das Elastomerglied 60 besteht vorzugsweise aus Shin-
Etsu Silikon X-82-2001 A/B, welches von der Shin-Etsu
Company in Los Angeles, Kalifornien, USA erhältlich ist.
Das Material ist in flüssiger Form erhältlich, wird in
eine Gußform gewünschter Gestalt gegossen und bei Raum
temperatur ausgehärtet, um das Elastomerglied 60 zu
bilden. Nach Aushärtung kann das Elastomerglied eine
Konsistenz vergleichbar mit der eines Radiergummis haben.
Das Material pulverisiert, sobald auf es eine Kraft aus
geübt wird, die eine vorbestimmte Größe übersteigt. Da
das Elastomerglied 60 aus einem (vorzugsweise einem ein
zigen) Stück festen Materials besteht, kann es leicht in
der Aufblasvorrichtung 10 angebracht werden.
Eine Zumeßöffnungs- oder Mündungsplatte 64 ist an
dem Enddeckel 20 befestigt und bildet das axiale äußere
Ende des Zylinders 42. Eine Mündung 66 erstreckt sich
axial durch die Mündungsplatte 64. Eine sich radial er
streckende Oberfläche 68 der Mündungsplatte steht in
Eingriff mit einer sich radial erstreckenden kreisrunden
Endoberfläche 70 des Elastomerglieds 60.
Fig. 3 stellt die Teile der Ventilanordnung 40 in ei
nem ersten Zustand vor der Aktivierung der Aufblasvor
richtung 10 dar. Die Brech- oder Platzscheibe 22 ist in
takt und hält das Gas 12 innerhalb des Behälters 14. Der
Kugelkolben 52 ist am axial inneren Ende des Zylinders 42
zwischen der Öffnung 24 und den Gasausflußöffnungen 50
angeordnet. Das Elastomerglied 60 ist zwischen dem Kugel
kolben 52 und der Mündungsplatte 64 angeordnet. Eine sich
radial erstreckende planare Oberfläche 62 des Elastomer
glieds 60 steht in Eingriff mit dem konvexen sphärischen
Oberflächenabschnitt 58 des Kugelkolbens 52.
Auf Aktivierung der Aufblasvorrichtung 10 hin als
Reaktion auf einen Fahrzeugzustand wie z. B. einer plötz
lichen Verlangsamung, erhitzt die Zündervorrichtung 34
das Gas 12 in dem Behälter 14, um dessen Druck zu erhö
hen. Die Zündervorrichtung erzeugt außerdem zusätzliches
Gas, um das Gas 12 zu vermehren. Wenn der Druck im
Behälter 14 einen vorbestimmten Pegel erreicht, platzt
die Platzscheibe 22 axial nach außen wie in Fig. 4 darge
stellt. Das Gas 12 kontaktiert den Oberflächenabschnitt
54 des Kugelkolbens 52 und veranlaßt den Kugelkolben
dazu, sich axial im Zylinder 42 von der Position darge
stellt in Fig. 3 zu der Position dargestellt in Fig. 4. zu
bewegen. Da der Kugelkolben sphärisch ist, verklemmt er
sich nicht während er sich entlang des Zylinders 42 be
wegt, sondern bewegt sich glatt entlang der zylindrischen
Innenoberfläche 48 des Zylinders.
Das Elastomerglied 60 ist im Bewegungsweg des Kugel
kolbens 52 angeordnet. Die Kraft, die von dem sich be
wegenden Kugelkolben 52 auf das Elastomerglied 60 ausge
übt wird, bewirkt, daß sich das Elastomerglied 60 pulver
isiert. Das pulverisierte Material wird aus dem Zylinder
42 durch die Mündung (Zumeßöffnung) 66 ausgestoßen oder
herausgedrückt. Eine kleine Menge könnte in dem Zylinder
42 in Form von Staub zurückbleiben.
Während sich der Kugelkolben 52 im Zylinder 42 be
wegt, gibt er die Gasausflußöffnungen 50 frei. Das Gas 12
fließt axial von dem Behälter 14 durch die Öffnungen 24
in dem Enddeckel 20. Als nächstes fließt das Gas 12 ra
dial nach außen durch die Gasauslaßöffnungen 50 in einen
Raum 80 zwischen dem Gehäuse 14 und dem Diffuserrohr 26.
Darauffließt das Gas 12 aus der Aufblasvorrichtung 10
durch die Auslässe 32 im Diffuserrohr 26 und in den Luft
sack (nicht dargestellt), um den Luftsack auf zublasen.
Während sich der Kugelkolben 52 im Zylinder 42 von
der Position dargestellt in Fig. 3 zu der Position darge
stellt in Fig. 4 bewegt, gibt er eine wachsende Gasaus
trittsfläche durch die Gasausflußöffnungen 50 frei. Somit
kann das Gas 12 umso schneller aus dem Behälter 14 und in
den Luftsack fließen, je weiter der Kugelkolben 52 auf
seinem Bewegungsweg im Zylinder 42 ist. Entsprechend wird
die Rate des Gasflusses durch die Position des Kugel
kolbens 52 im Zylinder 42 gesteuert.
Die Bewegung des Kugelkolbens 52 wird durch die
Stärke des Widerstandes, der von dem Elastomerglied 60
geboten wird, gesteuert. Da der Kugelkolben sphärisch und
die Oberfläche 62 des Elastomerglieds 60 planar ist, ist
die Kontaktfläche zwischen dem Kugelkolben und dem
Elastomerglied anfangs klein. Dies wird in Fig. 2 schema
tisch dargestellt, wobei die gestrichelte Linie 72 eine
mögliche anfängliche Kontaktfläche zwischen dem Kugel
kolben 52 und dem Elastomerglied 60 umreißt, und wobei
der Kugelkolben etwas in die Oberfläche des Elastomer
glieds eingedrückt ist.
Da der Kugelkolben 52 anfänglich nur eine kleine
Fläche des Elastomerglieds 60 kontaktiert, bietet das
Elastomerglied anfänglich der Bewegung des Kugelkolbens
wenig Widerstand. Die Kraft des Gases, die auf den Kugel
kolben 52 wirkt, kann daher den Kugelkolben schnell be
schleunigen. Die anfängliche Kontaktfläche kann daher als
kleiner oder größer entworfen werden, um die anfängliche
Widerstandsstärke, die von dem Elastomerglied 60 geboten
wird, zu wählen.
Während sich der Kugelkolben 52 entlang des Zylin
ders 42 bewegt, vergrößert sich die Kontaktfläche
zwischen dem Kugelkolben 52 und dem Elastomerglied, bis
die Hälfte der Oberfläche des Kugelkolbens mit dem
Elastomerglied in Kontakt steht. Das Elastomerglied 60
bietet somit der Bewegung des Kugelkolbens 52 mehr Wider
stand, und der Kugelkolben beschleunigt weniger schnell
und kann sich sogar etwas verlangsamen, wobei er die Rate
des Gasflusses in den Luftsack steuert. Die Größe der
Oberfläche der Mündung (Zumeßöffnung) 66 kann ebenso
variiert werden, um die Rate des Ausstoßes des Elastomer
glieds durch die Mündung zu steuern. Dies würde ebenfalls
die Rate der Bewegung des Kugelkolbens 52 und die Rate
des Gasflusses in den Luftsack steuern.
Aus der obigen Beschreibung kann der Fachmann
Verbesserungen, Änderungen und Modifizierungen der
Erfindung entnehmen.
Zusammenfassend sieht die Erfindung folgendes vor:
Eine Vorrichtung zum Aufblasen einer Fahrzeuginsassen
rückhaltevorrichtung umfaßt eine Gasquelle. Eine Gasaus
laßöffnung erlaubt den Fluß von Gas von der Gasquelle in
die Fahrzeuginsassenrückhaltevorrichtung, um diese auf zu
blasen. Eine Ventilanordnung zum Steuern des Gasflusses
durch die Gasauslaßöffnung umfaßt einen Kugelkolben, wel
cher in einem Zylinder angeordnet ist. Der Kugelkolben
besitzt eine Oberfläche, gegen die das Gas wirkt, um den
Kugelkolben in eine erste Richtung im Zylinder zu bewe
gen, um einen verstärkten Fluß von Gas durch die Gasaus
laßöffnungen zu gestatten. Ein Elastomerglied steuert die
Bewegung des Kugelkolbens in dem Zylinder.
Claims (9)
1. Vorrichtung zum Aufblasen einer
Fahrzeuginsassenrückhaltevorrichtung, die folgendes
aufweist:
eine Gasquelle,
Mittel zum Bilden einer Gasausflußöffnung in der Gasquelle, um den Gasfluß aus der Gasquelle in die Fahrzeuginsassenrückhaltevorrichtung zu gestatten, und
Ventilmittel zum Steuern des Gasflusses durch die Gasausflußöffnung,
wobei die Ventilmittel einen Zylinder und einen Kugelkolben (52), der in dem besagten Zylinder ange ordnet ist, aufweisen, und wobei der Kugelkolben eine Oberfläche besitzt, gegen welche das Gas wirkt, um den Kugelkolben in eine erste Richtung zu bewe gen, um einen ansteigenden Gasfluß durch die Gasauslaßöffnung zu gestatten.
eine Gasquelle,
Mittel zum Bilden einer Gasausflußöffnung in der Gasquelle, um den Gasfluß aus der Gasquelle in die Fahrzeuginsassenrückhaltevorrichtung zu gestatten, und
Ventilmittel zum Steuern des Gasflusses durch die Gasausflußöffnung,
wobei die Ventilmittel einen Zylinder und einen Kugelkolben (52), der in dem besagten Zylinder ange ordnet ist, aufweisen, und wobei der Kugelkolben eine Oberfläche besitzt, gegen welche das Gas wirkt, um den Kugelkolben in eine erste Richtung zu bewe gen, um einen ansteigenden Gasfluß durch die Gasauslaßöffnung zu gestatten.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Kugelkolben
aus Nylon besteht.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Ventilmittel
ein Glied (60) zum Steuern der Bewegung des Kugel
kolbens (52) in die erwähnte erste Richtung um
fassen.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei das Glied (60)
einen steigenden Widerstandspegel bietet, während
sich der Kugelkolben in die erste Richtung bewegt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei der Kugelkolben
eine konvexe sphärische Oberfläche besitzt, um damit
mit einer relativ planaren (ebenen) Oberfläche des
Glieds (60) in Eingriff zu kommen, wobei die konvexe
sphärische Oberfläche einen kleineren Teil der Ober
fläche des Gliedes (60) kontaktiert wenn sich der
Kugelkolben in einer ersten Position befindet, und
wobei die konvexe sphärische Oberfläche einen
größeren Oberflächenteil der Oberfläche des Gliedes
kontaktiert, wenn sich der Kugelkolben in einer
zweiten Position befindet.
6. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei das Glied aus ei
nem Elastomermaterial hergestellt ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei sich das
Elastomermaterial beim Anlegen einer Kraft, die eine
vorbestimmte Größe übersteigt, pulverisiert.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Ventilmittel
eine Zumeßöffnung umfassen durch die das Elastomer
material auf die Bewegung des Kugelkolbens in die
erste Richtung hin ausgestoßen wird.
9. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei der Zylinder fol
gendes umfaßt:
eine axial inneren Teil mit der Gasauslaßöffnung
dar innen gebildet und einen axial äußeren Teil mit
dem Elastomermaterial darinnen angeordnet, wobei der
Kugelkolben in einer ersten Position in dem axial
inneren Teil vor der Betätigung der Vorrichtung an
geordnet ist, wobei das Gas bei der Betätigung der
Vorrichtung bewirkt, daß der Kugelkolben sich von
der ersten Position zu einer zweiten Position be
wegt, die sich zumindest teilweise in dem axialen
äußeren Teil des Zylinders befindet, und zwar gegen
den Widerstand des Elastomermaterials.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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