-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich generell auf Airbagmodule und
insbesondere auf Airbagmodule, die sich entlüften lassen.
-
In
der Industrie ist gut bekannt, dass ein Fahrzeuginsasse, der zu
nahe an einem Airbag sitzt, manchmal ein "Out-of-Position" Insasse genannt, einem höheren Verletzungsrisiko
aufgrund eines auslösenden
Airbags ausgesetzt sein könnte.
-
Die
US 5234229 offenbart ein
Druckbegrenzungsgerät
für einen
Airbag, das nur aktiviert wird, nachdem der Airbagluftdruck ein
vorbestimmtes Niveau erreicht. Der Gasgenerator (
40) ist
an der Grundplatte (
20) mittels eines peripheren Montageflansches
(
44) durch Stifte (
50) und Feder (
52)
befestigt. Der Gasgenerator (
40) und die Grundplatte (
20) fungieren
als ein Überdruckventil;
nach dem Aufblasen des Airbags (
10) über der Fluiddruck eine Kraft
F auf das Oberteil (
45) des Gasgenerators (
40)
aus; wenn diese Kraft F ein vorbestimmtes Niveau überschreitet,
werden die Entlüftungsöffnungen
(
43) unterhalb der Grundplatte (
20) liegen und
das unter Druck stehende Gas entlüftet sich durch die Öffnungen
(
43) (siehe hierzu
1,
2,
3).
Die
4 zeigt einen an Führungsstiften (
68)
befestigten und von der platte (
74) getragenen Gasgenerator (
60).
Der Gasgenerator wird durch die Kraft F, die durch den Fluiddruck
im Airbag ausgeübt
wird, nach unten gedrängt;
der plastisch nachgebende Träger (
72)
kollabiert (siehe hierzu
5).
-
Die
US 5799974 offenbart die
Steuerung des Zeitablaufs des Aufblasen und Ablassen des Airbags auf
eine höchst
genaue Weise. Der Gasgenerator (
3) wird im Innern eines
geschlossenen Raums aufgenommen, der zwischen einem Halteelement
(
5) und einem Airbag (
2) gebildet ist (siehe hierzu
6 und
7).
In Betrieb, während
des anfänglichen
Aufblasens des Airbags, wird der Gasgenerator (
3), auf
Grund der Reaktion des Ausstoßen
von Gas aus den Gaslöchern
(
15a), gegen die untere Wand des Halteelements (
5)
gedrückt.
Somit werden die Entlüftungslöcher (
22)
geschlossen.
-
Gemäß der ersten
Ausführungsform
ist der Gasgenerator an Schnüren
(23) befestigt, die zwischen Vorderteilen des Airbags (2)
und dem Halteelement (5) verbunden sind; folglich werden,
wenn der Airbag aufgeblasen ist, die Verbindungsschnüre (23) gedehnt,
der Gasgenerator bewegt sich vom Halteelement (5) weg,
was die Entlüftungslöcher (22)
freilegt (siehe hierzu 8). In der
zweiten Ausführungsform
wird der Gasgenerator (3) im Innern eines luftdurchlässigen Beutels
(24) aufgenommen, der anfänglich gegen das Halteelement
(5) gedrückt
und, anschließend
an das Aufblasen des Airbags (2), vom Halteelement (23)
weggedrückt
wird, was die Entlüftungslöcher (22)
freilegt (siehe hierzu 9).
-
In
der dritten Ausführungsform
wird der Gasgenerator (3) in einem Beutel (25)
aufgenommen, der an der mittigen Nabe (4a) des Lenkrads
(4) befestigt ist (siehe hierzu 10).
-
Das
Aufblasfluid wird aus dem Airbagmodul der
US-2002/0089159 selektiv entlüftet. Ein
Gasgenerator (
14) wird im Airbagmodul mittels einer Montageplatte
(
30) getragen, wogegen ein Halteelement (
40) für Schiebebewegung
(relativ zur Montageplatte) durch Traganschlüsse (
50) gestützt wird,
die sich axial in den Öffnungen
(
54) der Montageplatte (
30) bewegen (siehe hierzu
2).
Ein Auslösemechanismus
(
80) steuert die axiale Bewegung des Halteelements (
40)
relativ zur Montageplatte (
30). Dieser Auslösemechanismus
(
80) umfasst zwei Magnetspulen (
82), wobei jede
mit dem Anschlag (
52) des Trägers (
50) im nicht
betätigten
Zustand (siehe hierzu
1) in Eingriff ist; somit wird
Bewegung des Halterings in der Richtung (
86) blockiert.
Wenn der Auslösemechanismus
(
80) Betätigungssignale
an die Magnetspulen (
82) sendet, bewirken sie, dass die
Betätigungsstangen
(
84) aus den Trägeröffnungen
(
50) ausrasten (siehe hierzu
2). Die Kraft
des sich aufblasenden Airbags (
12) zieht das Halteelement (
40)
von der Montageplatte (
30) weg und die Entlüftungsöffnungen
(
36) in der Montageplatte (
30) bleiben unverdeckt,
wodurch dem Aufblasfluid ermöglicht
wird aus dem Airbag zu strömen.
-
Die
vorliegende Erfindung stellt eine Lösung dieses Problems sowie
ein verbessertes Airbagmodul bereit. In Übereinstimmung mit einem Aspekt
der Erfindung wird ein Airbagmodul bereitgestellt, das umfasst:
Ein Gehäuse
einschließlich
eines Aufnahmemerkmals zum Aufnehmen mindestens eines Teils eines
Gasgenerators, wobei der Gasgenerator einem Airbag Aufblasgas bereitstellt
den Gasgenerator, der entfernbar im Aufnahmemerkmal aufgenommen
wird; und ein Halteelement, das zwischen einer ersten Position und
einer zweiten Position bewegbar ist, das Halteelement, während es
sich in der ersten Position befindet, einen Gasgenerator an ein
Gehäuse
fixiert, wobei das Halteelement zwischen den ersten und zweiten
Positionen unter dem Einfluss des Gasgenerators bewegbar ist, der
nach Anspruch 1 gekennzeichnet ist.
-
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
1 ist
eine isometrische Ansicht eines Fahrer-Airbagmoduls, das die vorliegende
Erfindung inkorporiert.
-
2 ist
eine Querschnittsansicht eines Trennzylinders.
-
3 ist
eine isometrische Ansicht des Airbagmoduls in seinem entlüfteten Zustand.
-
4 ist
eine durch die Abschnittslinie 4-4 der 1 genommene
Querschnittsansicht.
-
AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
-
Die
vorliegende Erfindung löst
die Mängel des
Stands der Technik durch Vorstellen eines Airbagmoduls, das eine
Vorrichtung enthält,
die bewirkt, dass sich Gasgenerator fast augenblicklich außerhalb
des Moduls entlüftet,
während
er dem Airbag erlaubt sich schnell von der Rückseite des Moduls zu entlüften.
-
Die 1 ist
eine isometrische Ansicht eines Fahrer-Airbagmoduls, das die vorliegende
Erfindung inkorporiert und die 4 ist Querschnittsansicht, die
durch die Abschnittslinie 4-4 der 1 genommen
ist. Die 1 und 4 zeigen viele der hauptsächlichen
Komponenten der vorliegenden Erfindung. Ein Airbagmodul 100 weist
eine Airbagabdeckung 10, einen Airbag 12, ein
Gehäuse 20 und
einen Gasgenerator 30 auf. Das Airbagmodul umfasst weiter
einen beweglichen Gasgeneratorbügel,
der auch als Strebe oder Träger
bezeichnet wird und eine Trennzylinderbaugruppe 50. Befestigungsmechanismen
umfassen einen Abdeckungsträger 60,
eine fixierbare Gasgeneratorhaltemutter 44 und Unterlegscheibe 46,
einen Haltering 80, Gehäuse-
und Halteringmuttern 90 und zugehörige Gewindebolzen 92.
-
In
der 4 ist ein Haltering 80 gezeigt, der in
einer Öffnung
im Hals des Airbags 12 auf eine konventionelle Art aufgenommen
ist. Der Haltering 80 klemmt den Hals des Airbags gegen
eine Gehäuseoberfläche. Sowie
sich der Airbag entfaltet, wird er vom Haltering 80 zurückgehalten,
das heißt,
nach dem die Airbagabdeckung 10 am dem Weg des sich aufblasenden
Airbags geräumt
worden ist. Der Haltering 80 ist durch eine Mehrheit Gewinde
aufweisender Befestigungselemente 92 und entsprechender Mutter 90 auf
bekannte Art am Gehäuse 20 fixiert. Die
Befestigungselemente 92 können sich ab dem Haltering 80 erstrecken
und erstrecken sich durch kleine Löcher im Airbag und im Gehäuse. Die
Mutter 92 werden auf den Befestigungselementen 90 aufgenommen.
Nach dem Stand der Technik würden
sich die Befestigungselemente 92 außerdem durch kleine Öffnungen
im Flansch 30a des Gasgenerators 30 erstreckt
haben, was in der vorliegenden Erfindung nicht der Fall ist. Das
Gehäuse 20 umfasst
eine Reihe anderer Merkmale einschließlich gegenüberliegender Flansche 34 mit
Löchern
darin, um Anschluss des Gehäuses
an ein Lenkrad (nicht gezeigt) zu erleichtern.
-
Der
Gasgenrator 30 ist, wie es für die Konstruktion des Gasgenerators
auf der Fahrerseite typisch ist, teilweise in einer mittigen Öffnung 20a des Gehäuses 20 aufgenommen.
In dieser montierten Orientierung befinden sich die Aufblasöffnungen 32 des
Gasgenerators, aus Ausgangsöffnungen
genannt, im Airbag 12. In dieser vorliegenden Erfindung ist
der Gasgenerator 30 nicht am Gehäuse 20 durch die Befestigungselemente 90, 92 gesichert,
die mit dem Haltering 80, Gehäuse und Gasgeneratorflansch
assoziiert sind. Der Gasgenerator 30 der vorliegenden Erfindung
ist locker oder entfernbar am Gehäuse montiert. Der Gasgenerator
ist am Gehäuse
montiert, um eine Dichtung um die Gehäuseöffnung 20a zu schaffen,
um das Vorbeiströmen
von Aufblasgas zu verhindern, solange der Gasgenerator an Ort und
Stelle bleibt. Der Gasgenerator 30 wird durch mindestens
einen Gasgeneratorbügel 40 daran
gehindert sich relativ zur Rückseite
des Moduls nach hinten zu bewegen.
-
In
der bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist der Bügel 40 aus
Stahl wie beispielsweise Federstahl hergestellt. Eine Seite des
Gasgeneratorbügels 40 wird
relativ zum Gehäuse 20 oder
zum Abdeckungsträger 60 durch
die Trennzylinderbaugruppe 50 entfernbar gehalten, die
ausführlicher
im Zusammenhang mit der 2 beschrieben ist. Der Gasgeneratorbügel 40 überbrückt die
Gehäuseöffnung 20a sowie
die Rückseite
des Gasgenerators 30. Diese Kooperation verriegelt im Wesentlichen
(mindestens vorübergehend)
den Gasgenerator oder hält ihn
sonst in Position. Der Gasgeneratorbügel 40 ist relativ
zum Abdeckungsträger
oder zum Gehäuse entlang
einer Seite gegenüber
der Trennzylinderbaugruppe 50 durch eine Unterlegscheibe 44 und
die fixierbare Gasgeneratorhaltemutter 46 gesichert. Die Unterlegscheibe 44 und
die Mutter 46 werden auf einem haltenden mit Gewinde versehenen
Befestigungselement 47 aufgenommen, der aus einem Teil des
Moduls wie beispielsweise dem Abdeckungsträger 60 oder dem Gehäuse hervorragt.
Wie dargestellt, ragt das Befestigungselement 47 aus dem
Abdeckungsträger 60 heraus.
Die Unterlegscheibe, Mutter und das Befestigungselement können durch eine
Schweißnaht
oder Niete oder dergleichen ersetzt werden. Als andere Möglichkeit
könnte
das Befestigungselement 47 aus dem Gehäuse 20 ragen oder
es kann ein Gehäuse
haltendes Ringbefestigungselement 92 benutzt werden.
-
Der
Bügel 40 umfasst
einen mittigen Abschnitt 142 in Kontakt mit der Rückseite
des Gasgenerators 30 und der den Gasgenerator in das Gehäuse vorspannt.
Der Haltebügel 40 umfasst
außerdem erste
und zweite Schenkel oder Enden 140a, 140b. Der
erste Schenkel 140a umfasst einen sich radial erstreckenden
Flansch oder Abschnitt 144 mit einem Loch darin zur Aufnahme
des Befestigungselements 47. Dieser Flansch 144 wird
von Bewegung nach außen
relativ zum Abdeckungsträger
oder zum Gehäuse
durch die Unterlegscheibe 44 und die fixierbare Gasgeneratorhaltemutter 46 festgehalten.
Der zweite Schenkel 140b ist am Abdeckungsträger 60 oder
am Gehäuse 20 durch
eine Trennzylinderbaugruppe 50 gesichert. Der zweite Schenkel 140b umfasst
einen umgebogenen Abschnitt; die Zahl 146 bezeichnet die Biegung
im Bügel.
Die Bügelabschnitte 146a, 146b befinden
sich auf beiden Seiten der Biegung 146. Der Abschnitt 146a umfasst
eine kleine Öffnung 148 und der
Abschnitt 146b umfasst eine Öffnung 150 großen Durchmessers.
-
Die 4 zeigt
außerdem,
dass der Flansch 144 nicht gegen den Träger 60 (oder das Gehäuse 20)
gepresst ist, sondern davon durch den Zwischenraum 47 mit
Abstand angeordnet ist. Dieser Zwischenraum ist optional und hilft,
abhängig
vom Material des Bügels 40,
dem Bügel
beim Rotieren und Wegbewegen aus seiner gesicherten Position wie
es in der 4 gezeigt ist. Selbst wenn der
Flansch 144 mit Abstand vom Gehäuse 20 angeordnet
ist, ist der Gasgenerator 30 fest am Gehäuse 20 gesichert.
In dieser Orientierung drückt
der Bügel 40 gegen
die äußere Ecke 130 (mindestens
in einer Position, wenn nicht mehreren Positionen) des Gasgenerators 30, um
den Gasgenerator in Position zu halten.
-
Der
Bügel 40 könnte aus
festem, obwohl sehr flexiblen Material, wie beispielsweise einem Stück Sicherheitsgurt,
hergestellt werden. Wenn dies der Fall wäre, würde sich der Bügel des
Sicherheitsgurtyps leicht der Form des Unterteils des Gehäuses, an
dem er befestigt ist und an den Gasgenerator anpassen und fest genug
sein den Gasgenerator in Position zu halten, bis die Trennzylinderbaugruppe
aktiviert wird.
-
Die
Trennzylinderbaugruppe 50, die in der 2 ausführlicher
dargestellt ist, hat ein Gehäuse 160 (generell
aus Kunststoff oder einem Weichmetall hergestellt), das als ein
Träger
für eine
kooperierende Mutter 162 funktioniert. Jede Mutter 162 und
jeder Träger 160 könnte zusammenpassende
Gewinde, generell durch die Zahl 164 angezeigt, umfassen,
um für
eine feste Verbindung dazwischen zu sorgen. Als andere Möglichkeit
könnten
die Muter 162 und der Träger 160 mittels Presssitz
verbunden werden. Die Trennzylinderbaugruppe umfasst außerdem:
Einen pyrotechnischen Kurzschlussstöpsel 170, eine Zündladung 172 (ein
pyrotechnisches Material bekannten Typs); eine RDC (Schnelldeflagrationsschnur),
ein schnell brennendes Pyrotechnikmaterial 174 und einen
Verbinderdraht 176. Wenn ein elektrisches Signal von einem
Controller (nicht gezeigt) empfangen wird, zündet der Kurzschlussstöpsel die
Zündladung, die
ihrerseits bewirkt, dass die RDC (oder irgendeine andere Treibstoffladung)
gezündet
wird und intensiv und schnell brennt. Sowie die RDC (Schnelldeflagrationsschnur)
verbraucht wird, wird viel Wärme
generiert. Diese Wärme
schwächt
die strukturelle Integrität
des Trägen 160 (oder
der Mutter 162) was die trennbare Mutter 162 in
Bereitschaft versetzt vom Träger 160 weggedrückt werden
zu können.
-
Zum
Beispiel kann die generierte Wärme
auf ein Niveau eingestellt werden, das ausreichend ist, die Gewinde
oder die gegenseitige Presssitzverbindung zwischen dem Träger 160 und
der Mutter 162 zu schmelzen oder anderweitig zu zerstören. Jedenfalls
sind, sobald die strukturelle Integrität des Trägers 160 oder der
Mutter reduziert wird, die Mutter und der Träger effektiv getrennt. Der
Stand der Technik ist sich eines weiteren pyrotechnischen Elements bewusst,
dass als ein "explosiver
Bolzen" bezeichnet wird;
dieser Bolzen kann im Konzept ebenso verwendet werden, um selektiv
einen Schenkel des Gasgeneratorbügels 40 zu
sichern. Wenn eine im Bolzen eingebettete Ladung gezündet wird,
bewirkt diese, dass der Bolzen reißt oder zerspringt. Angesichts
des Obigen wird, wenn die Trennzylinderbaugruppe 50 aktiviert
worden ist, der Gasgenerator 30 nicht langer relativ zum
Gehäuse 20 vom
Gasgeneratorhaltebügel 40 sicher
festgehalten.
-
Bei
einem Crash wird der Gasgenerator 30 auf bekannte Art aktiviert
und es wird Aufblasgas freigesetzt oder produziert, um den Airbag 12 aufzublasen
und einen Fahrzeuginsassen zu schützen. Das Aufblasgas strömt aus dem
Gasgenerator 30 aus und strömt über die Ausströmöffnungen 32 des
Gasgenerators in den Airbag 12. Bei Normalbetrieb wird
der Airbag aufgeblasen und dann innerhalb von ca. 100 Millisekunden
abgelassen. Wie oben erwähnt,
umfassen einige Airbags Entlüftungen,
um den Airbag beim Ablassen zu unterstützen.
-
In
vielen betrieblichen Situationen wäre es wünschenswert, die Aufblasrate
des Airbags oder den Grad zu dem der Airbag aufgeblasen wird, sowie die
Ablass-Charakteristik des Airbags zu steuern. Diese Sachen könne durch
die vorliegende Erfindung erzielt werden. Erwägen Sie die Situation, in der
die Kapazität
des Gasgenerators richtig gewählt
worden ist, das größere 95.
Prozentil männlicher
Fahrer oder Insassen zu schützen.
Die mit einem Gasgenerator dieses Typs erzielte Charakteristik des
Airbags könnte,
beispielsweise, für
ein 5. Prozentil weiblicher Fahrer, einschließlich eines solchen Fahrers,
der äußerst nahe
zum Lenkrad sitzt oder selbst für
diesen größeren Fahrer,
der in einer "Out-of-Position" Sitzorientierung
sitz (wie auch jenem, der nahe zum Lenkrad oder zu einer Seite versetzt
sitzt) nicht optimal angepasst sein.
-
In
diesen Situationen kann es wünschenswert
sein die Trennzylinderbaugruppe 50 zu aktivieren, um Trennung
des Gasgenerators 30 vom Gehäuse 20 zuzulassen,
um das Aufblasen des Airbags und/oder das Ablassen des Airbags zu
steuern. Bei einem Einsatzereignis wirken, wenn der Airbag aufgeblasen
wird, die Druckkräfte
auf den Innenraum des Airbags 12 sowie auf die Oberflächen des
Gasgenerators 30 innen im Airbag. In der vorliegenden Erfindung
bleibt der Gasgenerator 30 mit dem Gehäuse und zum Airbag 12 verbunden,
weil der Bügel 40 als
ein mechanischer Anschlag fungiert, der Trennung des Gasgenerators
vom Gehäuse
und Airbag verhindert. Sobald die Trennzylinderbaugruppe 50 aktiviert
wird, ist ein Schenkel des Bügels 40 nicht langer
mit dem Gehäuse 20 verbunden.
Der vom Aufblasgas im Airbag generierte Druck wirkt auf die freiliegenden
Oberflächen
des Gasgenerators 30 und drückt oder tendiert den Gasgenerator
vom Gehäuse 20 wegzudrücken. Zusätzlich zu
den Druckkräften, die
auf den Gasgenerator wirken, werden die aus dem Gasgenerator 30 austretenden
Ströme
von Aufblasgas generell eine Reaktionskraft auf den Gasgenerator
generieren, die den Gasgenerator ebenso vom Gehäuse weg drängt. Diese Kräfte bewegen den
Gasgenerator mindestens teilweise aus der Gehäuseöffnung 20a heraus,
da der Gasgenerator auf den jetzt befreiten Schenkel des Bügels 40 drückt. Das
Aufblasgas im Airbag strömt
von dort durch den Raum 20b, der jetzt zwischen dem verlagerten
Gasgenerator und der mittigen Öffnung 20a des
Gehäuses 20 geschaffen
wurde.
-
Angesichts
der obigen Kräfte,
die jetzt auf den Gasgenerator wirken, und weiter angesichts der Tatsache,
dass sich der zweite Schenkel 140b des Bügels 40 frei
bewegen oder bewegt werden kann, drücken diese Kräfte den
Gasgenerator nach hinten, d. h. weg vom Gehäuse 20 und der mittigen Öffnung 20a des
Gehäuses.
Der zweite Schenkel 140b löst sich vom Träger 160 der
Baugruppe 50 ab und der Bügel ist frei sich zu biegen
und/oder sich nach hinten zu bewegen oder sich im das gesicherte
Ende 140a des Bügels
zu drehen, was dem Gasgenerator gestattet sich nach hinten zu bewegen
und fungiert als ein Scharnier (siehe hierzu 3), da der
Bügel vom
Gasgenerator 30 gestoßen
wird. Nach Öffnen einer
Entlüftung
oder Zwischenraums 20b um mindestens einen Abschnitt des
Gasgenerators herum, ist das Gas im Airbag frei daraus zu entweichen
(wie durch die Pfeile 36 gezeigt). Zusätzlich, wenn der Gasgenerator
ausreichend vom Gehäuse 20 weg
bewegt wird, wird etwas, wenn nicht alles, des aus den Ausströmöffnungen 32 des
Gasgenerators ausströmenden
Gases eher in die lokale Atmosphäre
als in den Airbag gelangen, wie dies durch die mit 34 in
der 3 bezeichneten Pfeile gezeigt ist.
-
Da
es möglich
ist die Trennzylinderbaugruppe 50 elektronisch zu aktivieren,
kann diese Aktivierung zu verschiedenen Zeiten geschehen, um das
erwünschte
Ergebnis zu erzielen, beispielsweise, zur gleichen Zeit wie der
Gasgenerator aktiviert wird. In dieser Betriebsart wird die Aufblaskapazität des Airbags
vermindert, da Aufblasgas fast kontinuierlich entlüftet wird.
Die Zeit, zur der die Baugruppe 50 aktiviert wird, lässt sich
relativ zur Aktivierung des Gasgenerators verzögern oder sogar vor dem Gasgenerator
aktivieren. Der Zeitunterschied zwischen Aktivierung der Baugruppe 50 und
dem Gasgenerator 30 kann in Proportion zum Gewicht des
Fahrzeuginsassen oder der Sitzposition des Fahrzeuginsassen oder gemäß der Größe des Insassen über irgendeinen Typ
von Insassenklassierungssystem geschehen. Die Position des Fahrzeuginsassen
lässt sich
beispielsweise durch Messen der Position des Fahrzeugsitzes auf
der Sitzschiene oder Verwendung eines Ultraschallsensors zum Messen
des Abstands zwischen dem Lenkrad und dem Fahrzeuginsassen ermitteln.
-
Es
ist möglich
das Modul selektiv zu entlüften,
wenn ein "Out-of-Position" Fahrzeuginsasse
erkannt wird. Ein zusätzlicher
Vorteil der Erfindung ist die Richtung der aus dem Gasgenerator
austretenden Gasströmung
oder die Richtung des aus dem Airbag entlüfteten Gases vom Insassen weg.
Außerdem
ist es jetzt möglich
den Airbag zu einer vorbestimmten Zeit für einen richtig positionierten
Fahrzeuginsassen zu entlüften.
Beispielsweise wird die Zündverzögerung ausreichend
lang gewählt
was zulässt,
dass der Airbag voll aufgeblasen wird und danach wird bei voll aufgeblasenem
Airbag die Baugruppe 50 aktiviert. Auf diese Weise entlüftet die
Betätigung
des Systems in erster Linie das ganze Aufblasgas aus einem aufgeblasenen
Airbag.