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TECHNISCHES
GEBIET
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Die Erfindung betrifft ein Airbagmodul,
das zu einer varüerbaren
Airbagentfaltung fähig
ist.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Es ist im Stand der Technik gut bekannt,
ein Airbagmodul mit einem aufblasbaren Airbag zum Schutz eines Fahrzeuginsassen
vorzusehen. Das Airbagmodul umfasst typischerweise einen Gasgenerator
zum Austragen von Gas, um den Airbag aufzublasen. Nach dem Erfassen
bestimmter vorbestimmter Fahrzeugzustände, wie z. B. ein bestimmtes
Ausmaß an
Fahrzeugverzögerung,
trägt der
Gasgenerator eine feststehende Menge an Gas des Gasgenerators aus,
und der Airbag wird aufgeblasen.
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In einigen Fällen mag es jedoch wünschenswert
sein, einen Gasgenerator vorzusehen, der variierte Niveaus oder
Stufen der Abgabe von Gas des Gasgenerators in Ansprechen auf das
Erfassen verschiedener Fahrzeugoder Insassenzustände aufweist. Somit ist es
im Stand der Technik auch bekannt, einen Zweistufen-Gasgenerator
vorzusehen, der vorbestimmte Mengen an Gas auf einem oder zwei Niveaus
austragen kann. Diese Zweistufen-Gasgeneratoren sind jedoch komplexer
als typische Gasgeneratoren, und haben außerdem die Einschränkung, dass
sie typischerweise nur zwei verschiedene Niveaus der Gasabgabe aufweisen.
Ein Gasgenerator, der Gas des Gasgenerators in einem weiten Bereich
von Niveaus austrägt,
ist nicht einfach zu erhalten. Selbst wenn sie erhältlich sind, sind Zweistufen-
oder Mehrstufen-Gasgeneratoren kompliziert zu fertigen und fügen dem
Airbagmodul Masse hinzu.
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Es wurde im Stand der Technik auch
vorgeschlagen, ein Airbagmodul mit einem Reaktionsbehälter vorzusehen,
in dem der Gasgenerator und der Airbag untergebracht sind, und der
ein Ventilelement umfasst, welches fortgesetzt umpositioniert wird,
um die Entlüftungsöffnungen
an dem Reaktionsbehälter, primär in Ansprechen
auf Veränderungen
der Umgebungstemperatur, durch die Verwendung einer Bimetallfeder,
eines Stellmotors oder eines Magnetventils, zu öffnen, zu schließen, oder
teilweise zu öffnen.
Somit wird die Menge an ausgetragenem Gas des Gasgenerators, die
aus dem Gehäuse
ausgestoßen
wird, nur von der genauen Position des Ventilelements gesteuert,
welches sorgfältig
positioniert sein muss, um für
ein teilweises Öffnen
der Entlüftungsöffnungen
zu sorgen. Der Stand der Technik lehrt zusätzlich, dass die Position des
Ventilelements und das Ausmaß der Entlüftung während der
Verwendung des Fahrzeugs vor der Aktivierung des Gasgenerators fortgesetzt eingestellt
wird, anstatt nur spezifisch zu der Zeit der Airbagentfaltung. Darüber hinaus
benötigt
die Verwendung einer Bimetallfeder, eines Stellmotors oder eines
Magnetventils Zeit, um das Ventilelement zwischen den verschiedenen
Positionen zu bewegen, das somit vor der Aktivierung des Gasgenerators
fortgesetzt eingestellt wird. Diese Anordnung ist ebenfalls komplex
und fügt
dem Modul Masse hinzu.
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Der Stand der Technik umfasst die
Druckschrift D1 (US-A5 707 078), welche die Merkmale des Oberbegriffs
der Ansprüche
1 und 16 offenbart, und welche ein Airbagmodul mit einem Paar von
verschiebbaren Diffusoren (102 und 104) vorsieht,
von denen jeder einen waagrechten Abschnitt und einen senkrechten
Abschnitt aufweist. Jeder Abschnitt (waagrecht und senkrecht) weist
eine Vielzahl von Entlüftungsöffnungen
auf, die angeordnet sind, um für
eine gleichzeitige Blockierung und Nicht-Blockierung von Aufblasöffnungen
und Entlüftungsöffnungen
des Airbagmoduls zu sorgen, wenn das Paar verschiebbarer Diffusoren
verschoben wird.
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Der Stand der Technik umfasst auch
die Druckschrift D2 (DE-A-197 38 341), welche einen mechanischen
Entlüftungsmechanismus
vorsieht, der sich von einer blockierenden Stellung in eine nicht
blockierende Stellung bewegt, wenn das Airbagmodul einer Beschleunigungskraft
unterworfen wird. Somit vertraut die Druckschrift D2 nur auf die Verzögerung des
Fahrzeugs, um die notwendige Kraft bereitzustellen, die bewirkt,
dass ein Gewicht einen Klappenmechanismus bewegt, um einen Entlüftungsöffnung freizugeben.
Die Vorrichtung der Druckschrift D2 benötigt auch mechanische Komponenten, wie
z. B. eine Freilaufkupplung.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die Erfindung sorgt für Vorteile
und Alternativen gegenüber
dem Stand der Technik, indem sie eine variable Aufblasvorrichtung
vorsieht, welche einen weiten Bereich von Niveaus von Gas eines
Gasgenerators in den Airbag hinein bereitstellt. Dies kann mit einem
Gasgenerator erreicht werden, der ein einzelnes Abgabeniveau für den Austrag
von Gas des Gasgenerators aufweist. Die Erfindung sieht vorteilhafterweise
eine Vorrichtung mit geringem Gewicht vor, die an dem Gasgenerator
befestigt ist und nahezu augenblicklich aktiviert werden kann, um
das Ausmaß der
Entlüftung
für das
Modul und somit das Niveau von dem Gas des Gasgenerators, das auf
der Grundlage des Insassen- und Fahrzeugzustands in den Airbag hinein
ausgetragen wird, zu variieren. Somit braucht die Vorrichtung nur
unter Umständen
aktiviert zu werden, unter denen der Gasgenerator aktiviert ist,
und nicht auf kontinuierlicher Basis vor Akti vierung des Gasgenerators.
Vorzugsweise basiert das Niveau von dem Gas des Gasgenerators, welches
in den Airbag hinein ausgetragen wird, auf der genauen Zeit, zu
der eine Entlüftungsöffnung in
dem Gehäuse
während
der Aktivierung des Gasgenerators entweder geöffnet oder geschlossen wird.
Die Vorrichtung kann vorteilhafterweise erweitert werden, da sie,
wenn überhaupt,
nur ein Mal während
der Aktivierung des Gasgenerators verwendet wird. Darüber hinaus
ist die Vorrichtung kompakt und außen an dem Gasgenerator befestigt,
sodass die variierbare Aufblasvorrichtung dem zweifachen Zweck dient, den
Gasgenerator an dem Gehäuse
zu befestigen, und zusätzlich
für eine
variierbare Entfaltung zu sorgen. Des Weiteren erfordert die variierbare
Aufblasvorrichtung, anders als Entlüftungsöffnungen, keine Änderungen
an dem Gehäuse
und ist nicht durch die Gestalt von dem Gehäuse beschränkt. Überdies kann die variierbare
Aufblasvorrichtung mit traditionellen Einstufen-Gasgeneratoren verwendet
werden, ohne im Inneren des Gasgenerators Änderungen vorzunehmen.
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Diese Vorteile werden in der vorliegenden Erfindung
durch die Bereitstellung eins Airbagmoduls zum Zurückhalten
eines Insassen in einem Fahrzeug erreicht. Das Modul umfasst einen
Airbag und einen Gasgenerator, welcher aktiviert werden kann, um Gas
des Gasgenerators zum Aufblasen des Airbags auszutragen. Der Gasgenerator
weist mindestens eine Austragöffnung
auf, durch welche Gas des Gasgenerators ausgetragen wird. Ein Gehäuse mit
mindestens einer Gasgenerator-Entlüftungsöffnung ist mit der Austragöffnung ausgerichtet.
Eine variierbare Aufblasvorrichtung ist an dem Gasgenerator befestigt
und umfasst ein bewegbares Element, welches mit der Entlüftungsöffnung ausgerichtet
werden kann. Das bewegbare Element ist zu einer vorbestimmten Zeit
während
der Aktivierung des Gasgenerators in Bezug auf die Entlüftungsöffnung zum Öffnen und
Schließen
der Entlüftungsöffnung bewegbar, um
die Menge an Gas des Gasgenerators, welche in den Airbag hinein
ausgetragen wird, und die Menge an Gas des Gasgenerators, welche
durch die Entlüftungsöffnung von
dem Gehäuse
ausgestoßen
wird, zu steuern. Die variable Aufblasvorrichtung umfasst vorzugsweise
eine Zündervorrichtung,
welche während
der Aktivierung des Gasgenerators aktiviert werden kann, um das
bewegbare Element zu der vorbestimmten Zeit während der Aktivierung des Gasgenerators
in Bezug auf die Entlüftungsöffnung zu
bewegen.
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Somit ist einzusehen, dass die variablen
Entfaltungsniveaus des Airbags durch Verwendung eines einzelnen
Gasgenerators mit nur einem einzelnen Niveau der Gasabgabe in Kombination
mit mindestens einer Entlüftungsöffnung,
welche vorzugsweise zu einer vorbestimmten Zeit während des
Austrags von Gas des Gasgenerators durch ein bewegbares Element
in Ansprechen auf die Aktivierung der Aufblasvorrichtung entweder
voll- ständig
geöffnet oder
vollständig
geschlossen wird, erreicht werden können. Beinahe augenblicklich
wird die Steuerung des bewegbaren Elements durch die Verwendung der
Zündervorrichtung,
die fast augenblicklich auf das von den Fahrzeugsensoren empfangene
Signal reagiert, aktiviert. Es ist auch einzusehen, dass dieses
System eine relativ einfache, kostengünstige und leichtgewichtige
Lösung
bereitstellt, um für
variierbare Airbagentfaltungs-Niveaus von einem Einzelniveau-Gasgenerator
zu sorgen.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die vorliegende Erfindung wird nun
beispielhaft unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen erklärt, in welchen:
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1 eine
perspektivische Explosionsansicht ist, welche ein seitliches Beifahrer-Airbagmodul mit
einem Gasgenerator, welcher ein bewegbares Element zum Schließen einer
Entlüftungsöffnung in dem
Gehäuse
aufweist, darstellt, jedoch nicht den Airbag zeigt;
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2 eine
Draufsicht der Airbagmodulanordnung von 1 ist;
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3 eine
Querschnittsansicht im Allgemeinen entlang der Linie 3– 3 von 4 ist, welche das bewegbare
Element in einer ersten Stellung in ausgezogenen Linien und in einer
zweiten Stellung in Phantomlinien zeigt, und die den Airbag umfasst;
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4 eine
Draufsicht der varüerbaren
Aufblasvorrichtungsanordnung ohne das Gehäuse und den Airbag ist;
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5 eine
Draufsicht der Anordnung ähnlich der 4 ist, die jedoch eine alternative
Ausführungsform
der Erfindung zeigt;
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6 eine
Querschnittsansicht im Allgemeinen entlang der Linie 6– 6 von 5 ist, jedoch das Gehäuse und
den Airbag umfasst;
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7 eine
beispielhafte graphische Darstellung ist, welche die Prozent der
maximalen Abgabe des Gasgenerators, die an den Airbag geliefert
wird, als Funktion der Zeit zeigt, für den Fall, in dem die Entlüftungsöffnung normalerweise
geöffnet
ist, und zu einem vorbestimmten Zeitinkrement durch die varüerbare Aufblasvorrichtung
geschlossen wird; und
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8 eine
seitliche Querschnittsansicht ähnlich
der 3 ist, die jedoch
eine weitere alternative Ausführungsform
der Erfindung zeigt.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Bezug nehmend auf die 1–3 ist
ein Airbagmodul 10 in einem Fahrzeug (nicht dargestellt) befestigt,
um einen Fahrzeuginsassen (nicht dargestellt) zu schützen. Das
Modul 10 umfasst ein Gehäuse 20, einen aufblasbaren
Airbag 27, und einen Gasgenerator 30, welcher
Gas erzeugt, um den Airbag 27 aufzublasen. Das Modul 10 ist
typischerweise an der Beifahrerseite des Fahrzeugs befestigt, könnte aber
auch an anderen Stellen an dem Fahrzeug befestigt werden. Das Modul 10 wird
an dem Fahrzeug in jeder beliebigen geeigneten Weise befestigt.
Das Modul 10 umfasst des Weiteren eine varüerbare Aufblasvorrichtung 49,
welche außen
an dem Gasgenerator 30 befestigt ist, um die varüerbare Aufblasvorrichtung
bereitzustellen. Die varüerbare
Aufblasvorrichtung 49 wird verwendet, um die Menge an Gas des
Gasgenerators, die für
das Aufblasen des Airbags verfügbar
ist, zu variieren, und um den Gasgenerator 30 an dem Gehäuse 20 zu
befestigen, wie hierin unten stehend detailliert beschrieben.
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Das Gehäuse 20 umfasst gegenüberliegende
Seitenwände 14, 15,
die durch eine untere Wand 16 und gegenüberliegende Stirnwände 17, 18 verbunden
sind. Wie am besten in den 1 und 3 dargestellt, umfasst die
Stirnwand 17 eine vergrößerte erste
Endöffnung 22 zur
Aufnahme des Gasgenerators 30 und der varüerbaren
Aufblasvorrichtung 49 während
des Zusammenbaus hierdurch. Zusätzlich umfasst
die andere Stirnwand 18 vorzugsweise eine zweite Endöffnung 23,
welche kleiner ist als die erste Endöffnung 22, zur Befestigung
der Komponenten der varüerbaren
Aufblasvorrichtung 49. Die Seitenwände 14, 15 und
Stirnwände 17, 18 wirken
zusammen, um eine Gehäuseöffnung 19 zu
definieren, durch welche der Airbag 27 aufgeblasen wird.
Das Gehäuse 20 umfasst
des Weiteren eine oder mehrere direkte Gasgenerator-Entlüftungsöffnungen) 21, wel che
vorzugsweise in der unteren Wand 16 des Gasgenerators 30 angeordnet
und mit spezifischen vorbestimmten Austragöffnungen 31 in dem
Boden des Gasgenerators 30 direkt ausgerichtet ist/sind. Die
direkte Gasgenerator-Entlüftungsöffnung 21 besitzt
vorzugsweise die Gestalt eines länglichen Schlitzes.
Ein oder mehrere Verbindungsband/-bänder (nicht gezeigt) kann/können sich über die
direkte Gasgenerator-Entlüftungsöffnung 21 erstrecken,
um zu verhindern, dass die die relativ große direkte Gasgenerator-Entlüftungsöffnung umgebende
untere Wand 16 sich während
des Austrags von Aufblasgas verformt. Das Gehäuse 20 kann auch eine
Vielzahl seitlicher Entlüftungsöffnungen 24 in
den Seitenwänden 14, 15,
die nicht mit den Austragöffnungen 31 ausgerichtet
sind, und die zum Entleeren des Airbags während des Herabsinkens nach
der vollen Entfaltung des Airbags verwendet werden können, wie
es in Kraftfahrzeugen bekannt ist, umfassen.
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Wie am besten in 1 dargestellt, kann der Gasgenerator 30 einen
beliebigen herkömmlichen Aufbau
für die
Bildung von Gas des Gasgenerators aufweisen, um den Airbag 27 aufzublasen.
Vorteilhafterweise handelt es sich bei dem Gasgenerator 30 vorzugsweise
um einen Einzelstufen-Gasgenerator 30,
welcher Gas des Gasgenerators auf einem einzelnen Niveau abgibt,
um den Airbag 27 aufzublasen. Der Gasgenerator 30 weist
einen im Allgemeinen zylindrischen Körperabschnitt 36 auf
und kann zum Einsetzen in dem Gehäuse 20 durch die erste
Endöffnung 22 in
der Stirnwand 17 eingesetzt werden. Der Gasgenerator 30 umfasst
auch eine Vielzahl von Austragöffnungen 31,
die vorzugsweise um den Umfang eines Diffusorabschnitts 33 des
Gasgenerators 30 herum beabstandet sind. Vorzugsweise sind
bestimmte vorbestimmte Austragöffnungen 31 mit
den entsprechenden direkten Gasgenerator-Entlüftungsöffnungen 21 in der
unteren Wand 16 von dem Gehäuse 20 im Allgemeinen
direkt ausgerichtet.
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Der Gasgenerator 30 umfasst
ein erstes Ende 34 und ein gegenüberliegendes Ende 35,
an welchem der Diffusorabschnitt 33 angeordnet ist. Das
zweite Ende 35 des Gasgenerators 30 umfasst einen
im Allgemeinen flachen Kopfabschnitt 32, auf welchen die
varüerbare
Aufblasvorrichtung 49 befestigt werden kann, wie hierin
unten stehend weiter beschrieben. Das erste Ende 34 des
Gasgenerators 30 sitzt in der ersten Endöffnung 22 von
dem Gehäuse 20 und
ist vorzugsweise von einer Tülle 25 umgeben, um
ein Schwingen zu verhindern. Das zweite Ende 35 des Gasgenerators 30 ist
durch die varüerbare Aufblasvorrichtung 49 mit
dem Gehäuse 20 wirksam verbunden,
wie hierin unten stehend weiter beschrieben.
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Der Airbag 27 kann jeden
beliebigen herkömmlichen
Aufbau aufweisen, um sich nach dem Austrag von Gas des Gasgenerators
zu entfalten. Unter Bezugnahme auf 3 ist
der Airbag 27 vor der Aktivierung des Gasgenerators in
einem gefalteten Zustand oben auf dem Gasgenerator 30 aufbewahrt.
Nach Aktivierung des Gasgenerators 30 wird der Airbag 27 mit
einer vorbestimmten Menge an Gas des Gasgenerators gefüllt, wie
von der varüerbaren Aufblasvorrichtung 49 diktiert,
und entfaltet sich durch die Gehäuseöffnung 19 hinaus,
um den Fahrzeuginsassen zu schützen.
Eine in einen Mundabschnitt 29 des Airbags 27 hineingeheftete Polsteralterung 28 kann
verwendet werden, um den Airbag 27 an einem Randabschnitt 26 von
dem Gehäuse 20 zu
befestigen. Es ist jedoch einzusehen, dass viele weitere Verfahren
zur Befestigung des Airbags 27 möglich sind.
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Wie am besten in 1 dargestellt, umfasst die variable Aufblasvorrichtung 49 einen
Kolben 70, ein Stützelement 88,
ein bewegbares Element 50, eine Hutmutter 60 und
eine Zündervorrichtung 80. Das
Stützelement 88 besitzt
vorzugsweise eine hohle röhrenförmige Gestalt.
Das Stützelement 88 umfasst
Innenwände 95,
welche eine axiale Öffnung 89 definie ren,
in die der Kolben 70 und die Zündervorrichtung 80 beim
Zusammenbau eingesetzt werden können.
Das Stützelement 88 umfasst
ein erstes Stützende 90,
vorzugsweise mit einem Flansch 91, welches direkt an dem
Kopfabschnitt 32 des Diffusorabschnitts 33 des
Gasgenerators 30 an dem zweiten Ende 35 befestigt
ist. Der Flansch 91 kann durch ein beliebiges geeignetes
Verfahren, z. B. Schweißen, befestigt
werden und das Stützelement 88 besteht vorzugsweise
aus einem metallischen Material. Das Stützelement 88 umfasst
auch einen Distanzabsatz 92, welcher größer dimensioniert ist, als
die zweite Endöffnung 23 von
dem Gehäuse 20,
sodass das Stützelement 88 eingeschränkt ist,
um nicht durch die zweite Öffnung 23 zu
laufen, und während
des Zusammenbaus in dem Gehäuse 20 richtig
positioniert ist. Der Distanzabsatz 92 ist, beispielsweise
durch Versenken oder Einformen, vorzugsweise einstückig mit
dem Stützelement 88 ausgebildet,
kann aber auch als ein getrenntes, an dem Stützelement 88 angebrachtes
oder auf dieses aufgesteckte Stück
vorgesehen sein, wie hierin unten stehend bei der alternativen Ausführungsform
der 5 und 6 weiter beschrieben. Im
eingebauten Zustand stößt der Distanzabsatz 92 an
die Stirnwand 18 von dem Gehäuse 20, wie am besten
in den 2 und 3 dargestellt.
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Das Stützelement 88 ist vorzugsweise
außen
an dem Gasgenerator 30 befestigt und kann als eine Anordnung
mit dem Gasgenerator 30 vorgesehen sein, oder kann alternativ
mit dem Gasgenerator 30 einstückig ausgebildet sein. Vorteilhafterweise kann
die varüerbare
Aufblasvorrichtung 49 ohne irgendwelche Veränderungen
im Inneren des Gasgenerators 30 verwendet werden. Wie am
besten in 2 dargestellt,
umfasst das Stützelement 88 obere
und untere Führungslöcher 93, 94,
die vertikal zueinander ausgerichtet sind. Das obere und untere Führungsloch 93, 94 sind
entlang der Länge
des Stützelements 88 derart
axial verlängert,
dass das bewegbare Element 50 bei einer Betätigung der
varüerbaren
Aufblasvor richtung 49 entlang der Länge der Führungslöcher 93, 94 bewegt
werden kann. Das bewegbare Element 50 wird während des
Zusammenbaus derart durch die Führungslöcher 93, 94 und
den Kolben 70 senkrecht eingesetzt, dass das bewegbare
Element 50 mit dem Kolben 70 gekoppelt ist, und durch
die Führungslöcher 93, 94 geführt wird
wie hierin unten stehend weiter beschrieben. Das Stützelement 88 umfasst
des Weiteren einen Endabschnitt 96 mit Gewinde, der sich
hinter dem Distanzabsatz 92 erstreckt und von dem Gasgenerator 30 axial
beabstandet ist, um sich durch die zweite Endöffnung 23 von dem
Gehäuse 20 hinaus
zu erstrecken, damit er mit der Hutmutter 60 zusammenpasst,
um den Gasgenerator 30 und die varüerbare Aufblasvorrichtung 49 an
dem Gehäuse 20 zu
befestigen. Wie am besten in 1 dargestellt
kann das Stützelement 88 ein
gekerbtes Orientierungselement 97 umfassen, um das Stützelement 88 in
Bezug auf das Gehäuse 20 richtig
zu positionieren, und um das obere und untere Führungsloch 93, 94 richtig
zu positionieren.
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Die varüerbare Aufblasvorrichtung 49 umfasst
des Weiteren einen Kolben 70, der vorzugsweise einstückig aus
einem Kunststoffmaterial gebildet ist, und eine im Allgemeinen zylindrische
Gestalt aufweist. Der Kolben 70 sitzt in dem Stützelement 88 und
weist einen Durchmesser auf, der geringfügig kleiner ist als der Durchmesser
der axialen Öffnung 89,
sodass der Kolben 70 in Bezug auf die Innenwände 95 des
Stützelements 88 verschiebbar
ist. Der Kolben 70 umfasst ein radiales Kolbenloch 71,
welches für
eine enge Aufnahme des bewegbaren Elements 50 hierdurch
dimensioniert ist, wie z. B. durch eine Schnappverschluss-Befestigung.
Es ist einzusehen, dass auch andere Verfahren zum Befestigen des
bewegbaren Elements 50 an dem Kolben 70 verwendet
werden können,
z. B. Crimpen, Festschrauben oder Kleben. Der Kolben 70 umfasst
ein Scherelement 72, das als ein an einem Ende des Kolbens 70 angeordneter
Flansch dargestellt ist. Das Scherelement 72 ist vorzugsweise
einstückig
mit dem Kolben 70 ausgebil det, kann aber auch ein getrenntes
an dem Kolben 70 angebrachtes Stück sein. Das Scherelement 72 ist
größer dimensioniert
als die axiale Öffnung 89 des
Stützelements 88,
sodass das Scherelement 72 während des Einsetzens in das
Stützelement 88 eingreift,
um das Einsetzen des Kolbens 70 in das Stützelement 88 zu
begrenzen. Zusätzlich
wird das mit dem Kolben 70 gekoppelte bewegbare Element 50 durch
das Scherelement 72 in dem Modul 10 richtig positioniert.
Nach Aktivierung der Aufblasvorrichtung 80 bricht das Scherelement 72 weg
und erlaubt dem Kolben 70 in dem Stützelement 88 zu gleiten,
bis er in den Kopfabschnitt 32 des Gasgenerators 30,
der als eine Sperrfläche
wirkt, eingreift. Der Kolben 70 umfasst vorzugsweise auch
eine axiale Kolbenbohrung 73, in welcher die Zündervorrichtung 80 vor
der Aktivierung sitzt. Eine Reaktionsfläche 74 des Kolbens 70 ist
in dem Boden der axialen Bohrung 73 angeordnet. Der Kolben 70 kann
auch ein gekerbtes Kolbenorientierungselement 75 zum richtigen Ausrichten
des Kolbenlochs 71 für
den Zusammenbau umfassen.
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Wie am besten in 1 gezeigt, umfasst das bewegbare Element 50 einen
nach oben vorragenden Armabschnitt 51 und einen Schieberabschnitt 52,
der sich im Allgemeinen im rechten Winkel zu dem Armabschnitt 51 erstreckt.
Der Armabschnitt 51 umfasst vorzugsweise Schnappelemente 53 welche ermöglichen,
dass der Armabschnitt 51 in dem Kolbenloch 71 mittels
Schnappverschluss befestigt wird. Es ist jedoch einzusehen, dass
der Armabschnitt 51 durch ein beliebiges geeignetes Verfahren
an dem Kolben 70 befestigt werden könnte. Der Schieberabschnitt 52 ist
im All- gemeinen von gekrümmter
Gestalt, die dem bewegbaren Element 50 erlaubt, während des
Zusammenbaus in die erste Endöffnung 22 von
dem Gehäuse 20 zu
passen, und kann auch allgemein wie der Umriss der unteren Wand 16 von dem
Gehäuse 20 gestaltet
sein. Das bewegbare Element 50 kann auch Rippenabschnitte 54 umfassen, die
ein Durchbie gen des Schieberabschnitts 52 während der
Airbagentfaltung verhindern. Es ist jedoch auch einzusehen, dass
es von Vorteil sein kann, dem gekrümmten Schieberabschnitt 52 zu
erlauben, sich in der geschlossenen Stellung zu der Gestalt der
unteren Wand 16 von dem Gehäuse 20 zu verbiegen, für eine bessere
Abdichtung der direkten Gasgenerator-Entlüftungsöffnung 21.
Das bewegbare Element 50 ist in Bezug auf die Gasgenerator-Entlüftungsöffnung 21 bewegbar,
um die Gasgenerator-Entlüftungsöffnung 21 zu
einer vorbestimmten Zeit zu öffnen
und zu schließen,
um die Menge an Gas des Gasgenerators, welche in den Airbag 27 hinein
ausgetragen wird, und die Menge an Gas des Gasgenerators, welche
durch die Gasgenerator-Entlüftungsöffnung 21 von
dem Gehäuse 20 ausgestoßen wird, sodass
es nicht zum Aufblasen des Airbags verfügbar ist, zu steuern. Der Schieberabschnitt 52 des
bewegbaren Elements 50 kann neben der Gasgenerator-Entlüftungsöffnung 21 angeordnet
sein, und der Schieberabschnitt 52 ist vorzugsweise gleich
wie oder größer als
die Gasgenerator-Entlüftungsöffnung 21 dimensioniert.
Unter Bezugnahme auf die 1–3 ist das bewegbare Element 50 in
einer ersten Stellung, in welcher die Gasgenerator-Entlüftungsöffnung 21 geöffnet ist,
um die Menge an für das
Aufblasen des Airbags verfügbarem
Gas zu verringern, in ausgezogenen Linien dargestellt. 3 zeigt den Schieberabschnitt 52 in
Phantomlinien in einer zweiten Stellung, in welcher das bewegbare Element 50 sich
in dem geschlossenen Zustand befindet, um die Gasgenerator-Entlüftungsöffnung 21 zu
blockieren und die volle Entfaltung des Airbags 27 zu erlauben.
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Eine Hutmutter 60 ist vorzugsweise
mittels eines Innengewindes 61 an dem Endabschnitt 96 mit Gewinde
von dem Stützelement 88 verschraubbar befestigt.
Die Zündervorrichtung 80 ist
vorzugsweise mit der Hutmutter 60 gekoppelt und erstreckt
sich teilweise in eine Öffnung 62 der
Hutmutter hinein, um die Zündervorrichtung 80 an
eine Stromquelle anzu schließen.
Die Hutmutter 60 befestigt den Zünder 80 und den Kolben 70 an
dem Stützelement 88,
indem sie die Stirnwand 18 von dem Gehäuse 20 zwischen den
Distanzabsatz 92 des Stützelements 88 und
einen Flansch 63 der Hutmutter schichtet. Darüber hinaus
befestigt die Sicherung der Hutmutter 60 an dem Stützelement 88 das
Stützelement 88 und
somit den Gasgenerator 30 sicher an dem Gehäuse 20.
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Das Scherelement 72 hält den Kolben 70 und
das bewegbare Element 50 in einer ersten Anfangsstellung
in dem Stützelement 88.
Es ist einzusehen, dass in der ersten Stellung der Schieberabschnitt 52 vorzugsweise
nicht mit der Gasgenerator-Entlüftungsöffnung 21 an
dem Gehäuse 20 ausgerichtet
ist, sodass die Gasgenerator-Entlüftungsöffnung 21 vor Aktivierung
des Gasgenerators 30 vorzugsweise vollständig geöffnet ist,
wie am besten in 1 gezeigt,
für eine
kontrollierte Verringerung von für
das anfängliche
Aufblasen des Airbags verfügbarem
Aufblasgas. Nach Aktivierung der Zündervorrichtung 80 können der
Kolben 70 und das mit diesem gekoppelte bewegbare Element 50 in
eine zweite Stellung bewegt werden, in welcher der Schieberabschnitt 52 an
dem bewegbaren Element 50 mit der Gasgenerator-Entlüftungsöffnung 21 an
dem Gehäuse 20 ausgerichtet
ist. Somit ist, wenn das bewegbare Element 50 sich in der
zweiten Stellung befindet, die Gasgenerator-Entlüftungsöffnung 21 voll- ständig geschlossen,
sodass das gesamte Aufblasgas zum Aufblasen des Airbags verfügbar ist,
wie hierin unten stehend weiter beschrieben.
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Die Zündervorrichtung 80 oder
Zündpille
enthält
vorzugsweise eine Chemikalie, welche nach Empfang eines Signals
von Fahrzeugsensoren (nicht dargestellt) gezündet wird. Ein Draht (nicht
dargestellt) überträgt ein Signal
von den Sensoren an die Zündervorrichtung 80,
um die Zündervorrichtung 80 zu
aktivieren. Nach Aktivierung erzeugt die Zündervorrichtung 80 eine
Druckwelle, welche gegen die Reaktionsfläche 74 des Kolbens
70 drückt und
den Kolben 70 und das mit dem Kolben 70 gekoppelte
bewegbare Element 50 schnell von der ersten Stellung zu
der zweiten Stellung drängt.
Vorteilhafterweise erzeugt die Zündervorrichtung 80 beinahe
augenblicklich und vorzugsweise innerhalb von weniger als einer
Millisekunde nach Aktivierung eine Druckwelle. Somit wird das bewegbare
Element 50 nach Zündung
der Zündervorrichtung 80 beinahe
augenblicklich von der ersten Stellung, in der die Entlüftungsöffnungen 21 vollständig geöffnet sind,
zu der zweiten Stellung, in der die Entlüftungsöffnungen 21 vollständig geschlossen
sind, bewegt.
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Unter Bezugnahme auf die 1 und 4 wird die variierbare Aufblasvorrichtungsanordnung 49 wie folgt
zusammengebaut. Das Stützelement 88 wird
an dem Kopfabschnitt 32 des Gasgenerators 30 befestigt,
und der Kolben 70 wird in die axiale Öffnung 89 des Stützelements 88 eingesetzt,
bis das Scherelement 72 in das Stützelement 88 eingreift,
um ein weiteres Einsetzen zu begrenzen. Als Nächstes wird der Armabschnitt 51 des
bewegbaren Elements 50 durch das untere Führungsloch 94 eingesetzt,
und in das radiale Kolbenloch 71 hinein und durch das obere Führungsloch 93 hinaus.
Der Armabschnitt 51 wird an dem Kolben 70 vorzugsweise
durch das Schnappverschluss-Befestigungselement 53 befestigt.
Es ist einzusehen, dass die Führungslöcher 93, 94 während der
Aktivierung den Armabschnitt 51 führen, um die Bewegung des bewegbaren
Elements 50 zu steuern. Als Nächstes kann die Zündervorrichtung 80 in die
Endöffnung 62 der
Hutmutter gedrückt
werden. Dann kann die Zündervorrichtung 80 in
die Kolbenbohrung 73 eingesetzt werden, und die Hutmutter 60 kann
auf den Endabschnitt 96 mit Gewinde von dem Stützelement 88 aufgeschraubt
werden, um den Zusammenbau der variierbaren Aufblasvorrichtung 49 zu
beenden, wie in 4 dargestellt.
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Wenn das Modul 10 am gleichen
Ort gefertigt wird, wie die varüerbare
Aufblasvorrichtungsanordnung 49, dann braucht die Hutmutter 60 erst
nach dem Montieren des Gasgenerators 30 an dem Gehäuse 20 zugefügt werden.
Die variierbare Aufblasvorrichtungsanordnung 49 abzüglich der
Hutmutter 60 und der Zündervorrichtung 80 wird
durch die erste Endöffnung 22 von
dem Gehäuse 20,
wie durch die gekrümmte
Gestalt des Schieberelements 52 ermöglicht, eingesetzt. Der Endabschnitt 96 mit
Gewinde von dem Stützelement 88 wird
durch die zweite Endöffnung 23 eingesetzt,
bis der Distanzabsatz 92 in die Stirnwand 18 eingreift.
Als Nächstes
kann die Hutmutter 60 mit der Zündervorrichtung 80 darin
auf den Endabschnitt 96 mit Gewinde von dem Stützelement 88 geschraubt
werden, um die varüerbare
Aufblasvorrichtungsanordnung 49 an dem Gehäuse 20 zu befestigen.
-
Vor Aktivierung des Gasgenerators 30 wird der
Airbag 27 in einem gefalteten Zustand oben auf dem Gasgenerator 30 aufbewahrt.
Auch vor Aktivierung des Gasgenerators 30 wird das bewegbare
Element 50 in dem Stützelement 88 von
dem Scherelement 72 in der ersten Stellung gehalten, wobei
der Schieberabschnitt 52 zu der Gasgenerator-Entlüftungsöffnung 21 verschoben
ist, sodass die Gasgenerator-Entlüftungsöffnung 21 geöffnet ist.
Nach dem Erfassen bestimmter vorbestimmte Fahrzeug- und Insassenzustände senden
die Sensoren ein Signal an die Zündervorrichtung 80,
das die Zündervorrichtung 80 darüber informiert,
ob das bewegbare Element 50 zu einer vorbestimmten Zeit
während
der Aktivierung des Gasgenerators 30 geöffnet oder geschlossen sein
sollte, sodass eine bestimmte Menge an Gas des Gasgenerators durch
die Gasgenerator-Entlüftungsöffnung 21 ausgestoßen wird.
Unter Bezugnahme auf 3 reagiert,
wenn die Zündervorrichtung 80 gezündet wird,
die Druckwelle oder Flamme, die von der Zündervorrichtung 80 ausgestoßen wird,
gegen die Reaktionsfläche 74 des
Kolbens 70 und schießt
den Kolben 70 und das bewegbare Element 50 augenblicklich
in die zweite Stellung. Die Bewegung des Kolbens 70 bricht
das Scherelement 72 weg, sodass das bewegbare Element 50 beinahe augenblicklich
von der ersten Stellung zu der zweiten Stellung verschoben wird.
Wenn das bewegbare Element 50 zu der zweiten Stellung verschoben
wird, ist der Schieberabschnitt 52 derart mit der Gasgenerator-Entlüftungsöffnung 21 ausgerichtet,
dass die Gasgenerator-Entlüftungsöffnung 21 vollständig geschlossen
ist und das Gas des Gasgenerators blockiert ist und aus den Gasgenerator-Entlüftungsöfinungen 21 nicht
ausgestoßen
wird.
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Vorteilhafterweise sind bestimmte
vorbestimmte Gasgenerator-Öffnungen 31 mit
der Gasgenerator-Entlüftungsöffnung 21 direkt
ausgerichtet, sodass, wenn das bewegbare Element 50 sich
in der ersten Stellung befindet, das Gas des Gasgenerators direkt
durch die Gasgenerator-Entlüftungsöffnung 21 ausgestoßen wird
und niemals verwendet wird, um den Airbag 27 aufzublasen.
Dies steht im Gegensatz zu typischen Entlüftungen wie die seitlichen
Entlüftungsöffnungen 24,
welche ausgelegt sind, um dem Gas des Gasgenerators zu erlauben, über die
seitlichen Entlüftungsöffnungen 24 zu
strömen
und das verfügbare
Gas zum Aufblasen sogar noch zu erhöhen, indem es auf Grund des
Bernoulli-Effekts während
des Aufblasens des Airbags Umgebungsluft hineinzieht. Ausserdem
können
dieselben seitlichen Entlüftungsöffnungen 24 nach
der vollen Entfaltung des Airbags verwendet werden, um, während der
Insasse herabsinkt, Gas zu entlüften.
Somit können
die typischen Entlüftungsöffnungen 24 nach
dem Stand der Technik keine varüerbare
Entfaltung bereitstellen, sondern stattdessen einfach nur für eine volle Entfaltung
des Airbags sorgen und eine Entlüftung beim
Herabsinken erlauben.
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Durch die Verwendung der außen befestigten
Vorrichtung 49 ist die Menge an Gas des Gasgenerators,
welche in den Airbag 27 hinein ausgetragen wird, über einen
weiten Bereich von Niveaus variierbar, selbst bei Verwendung eines
Einzelstufen-Gasgenerators 30, wie nun beschrieben wird.
Nach dem Erfassen vorbestimmter Fahrzeugzustände durch Sensoren (nicht dargestellt)
wird der Gasgenerator 30 aktiviert und empfängt ein
Signal, mit dem Vorgang des Austragens von Gas des Gasgenerators
zu einer Zeit, die als 0 Millisekunden bezeichnet wird, zu beginnen.
Es wird darauf hingewiesen, dass es, nachdem der Gasgenerator 30 aktiviert
ist, noch wenige zusätzliche
Millisekunden dauern kann, bis tatsächlich damit begonnen wird,
das Gas des Gasgenerators in den Airbag 27 hinein auszutragen.
Es ist auch einzusehen, dass für
einen gegebenen Gasgenerator 30 das Gas des Gasgenerators
nach der Aktivierung über
eine kurze bekannte Dauer der gesamten Zeit ausgetragen wird. Zum
Beispiel kann nach Aktivierung bei 0 Millisekunden Gas des Gasgenerators
bis zu einer Gesamtzeit von 60 Millisekunden nach der Aktivierung
ausgetragen werden. Natürlich hängt die
Dauer der Zeit, in der Gas ausgetragen wird, von dem Typ des Gasgenerators 30 ab
und ist keinesfalls auf das Beispiel von 60 Millisekunden beschränkt. Vorteilhafterweise
ermöglicht
die Verwendung der Zündervorrichtung 80,
dass die Gasgenerator-Entlüftungsöffnungen 21 nach
dem Zünden
der Zündervorrichtung 80 beinahe
augenblicklich geöffnet
oder geschlossen werden. Somit wird die Menge an Gas des Gasgenerators,
die in den Airbag 27 hinein ausgetragen wird, einfach durch
das bewegbare Element 50 zu einer spezifischen vorbestimmten
Zeit variiert, wie durch das Zünden
der Zündervorrichtung 80 ermöglicht.
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Die vorbestimmte Zeit für die Bewegung
des bewegbaren Elements 50 wird in Ansprechen auf vorbestimmte
Zustände
des Insassen und des Fahrzeugs, welche von einem oder mehreren Sensoren) erfasst
und an die Zündervorrichtung 80 weitergeleitet
wird/werden, bestimmt. Die vorbestimmten Zustände umfassen vorzugsweise die
Masse des Insassen, die Position des Insassen, die Verwendung des
Sicherheitsgurts durch den Insassen, und den Betrag und die Richtung
der Fahrzeugverzögerung. Für einen
vorhandenen Satz vorbestimmter Zustände zu der Zeit der Aktivierung
des Gasgenerators wird ein Signal an die Zündervorrichtung 80 gesendet,
das der Zündervorrichtung 80 die
vorbestimmte Zeit, zu der sie zünden
und das bewegbare Element 50 von der ersten Stellung zu
der zweiten Stellung bewegen soll, für diesen speziellen Satz von
Zuständen
mitteilt. Beispielsweise kann die Zündervorrichtung 80 zu
einer Zeit von 10 ms oder zu einer Zeit von 20 ms gezündet werden,
um das bewegbare Element 50 in die Aktivierung des Gasgenerators
zu bewegen, oder zu einer beliebigen anderen Zeit während der Aktivierung
des Gasgenerators.
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Wenn die Zündervorrichtung 80 nicht
gezündet
wird, bleibt somit das bewegbare Element 50 dann in der
ersten Stellung und die Gasgenerator-Entlüftungsöffnung 21 ist
während
der gesamten Zeit des Austrags von Gas des Gasgenerators geöffnet. An
dieser Stelle wird dann weniger als die gesamte Menge an Gas des
Gasgenerators verwendet, um den Airbag 27 zu füllen. Alternativ
kann die Zündervorrichtung 80 zu
der selben Zeit mit der Aktivierung des Gasgenerators (Zeit = 0
ms) gezündet
werden, sodass eine vorbestimmte minimale Menge an Gas des Gasgenerators
durch die Gasgenerator-Entlüftungsöffnung 21 ausgestoßen wird
und die maximale Menge an Gas verwendet wird, um den Airbag 27 zu
füllen.
Somit kann für
jedes Modul 10 ein vorbestimmtes maximales Ausmaß an Entlüftung, welcher
das maximale Ausmaß an
Entlüftung
ist, die stattfinden wird, wenn die Gasgenerator-Entlüftungsöffnung 21 während der
gesamten Zeit des Austrags von Gas des Gasgenerators durchgehend
geöffnet ist,
definiert werden. Das maximale Ausmaß an Entlüftung eines jeden Moduls 10 wird
durch die Größe und Anzahl
der Gasgenerator-Entlüftungsöffnungen 21 an
dem Gehäuse 10 auf
einen vorbestimmten Prozentsatz eingestellt.
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Es wird am meisten bevorzugt, die
Gasgenerator-Entlüftungsöffnung 21 mit
bestimmten Austragöffnungen 31 an
dem Gasgenerator 30 direkt auszurichten, sodass im Wesentlichen
das gesamte Gas des Gasgenerators, welches von der vorbestimmten Anzahl
von Austragöffnungen 31 durch
die entsprechende ausgerichtete Gasgenerator-Entlüftungsöffnung 21 ausgestoßen wird
und niemals zum Aufblasen des Airbags verfügbar ist. Dies erlaubt vorteilhafterweise,
dass das maximale Ausmaß an
Entlüftung mit
den kleinstmöglichen
und der geringstmöglichen Anzahl
von Gasgenerator-Entlüftungsöffnungen 21 erreicht
wird. Dies kann deshalb wünschenswert sein,
da die Gasgenerator-Entlüftungsöffnung 21 die Herabsink-Eigenschaften
des Airbags 27 nach dessen Entfaltung beeinflussen kann.
Wenn die Gasgenerator-Entlüftungsöffnungen 21 die
kleinstmöglichen
für das
maximale Ausmaß an
Entlüftung
sind, wird das Abblasen des Airbags 27 nach Wechselwirkung
mit dem Insassen am wenigsten beeinflusst. Das Herabsinken des Insassen
kann auf andere Arten gesteuert werden, wie z. B. durch seitliche
Entlüftungsöffnungen 24 an
dem Gehäuse
oder durch Entlüftungen
(nicht dargestellt) an dem Airbag 27. Alternativ kann die
Gasgenerator-Entlüftungsöffnung 21 auch
auf eine Größe eingestellt
sein, die sowohl für das
Herabsinken des Insassen als auch für den maximalen Austrag von
Gas des Gasgenerators wünschenswert
ist.
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Nach dem Bestimmen des maximalen
Prozentsatzes an Entlüftung
für das
Modul 10 durch Größe und Anordnung
der Gasgenerator-Entlüftungsöffnung 21,
kann jede beliebige Variation zwischen dem maximalen Ausmaß an Entlüftung und
dem minimalen Ausmaß an
Entlüftung
(typischerweise Nullentlüftung)
durch Bewegen des bewegbaren Elements 50 zu einer vorbestimmten
Zeit während
der Aktivierung des Gasgenerators 30 erreicht werden.
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Dies wird weiter verständlich unter
Bezugnahme auf 7. 7 zeigt die generischen
Aufblaskurven für
ein generisches Modul mit etwa 40% maximaler Entlüftung. Die
allgemeine Gestalt der Kurven wird jedoch für jeden beliebigen Betrag der maximalen
Entlüftung
dieselbe sein. Die Kurven stellen die Prozent der maximalen Abgabe
des Gasgenerators, die an den Airbag 27 geliefert wird,
als Funktion der Zeit, über
die der Gasgenerator 30 austrägt, in Millisekunden dar, für ein typisches
Modul, in welchem die Entlüftungsöffnung 21 normalerweise geöffnet ist,
wenn das bewegbare Element 50 sich in der ersten Stellung
befindet.
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Zum Beispiel stellt die Kurve a' dar, wenn das bewegbare
Element 50 während
der gesamten Aktivierung des Gasgenerators in der ersten Stellung bleibt.
Die Kurve a' zeigt,
dass, wenn die Gasgenerator-Entlüftungsöffnung 21 nie
geschlossen ist, nur 60% Abgabe von Gas des Gasgenerators zum Aufblasen
an den Airbag 27 geliefert wird, und 40% oder der maximale
Betrag durch die Gasgenerator-Entlüftungsöffnung 21 in dem Gehäuse 20 ausgestoßen wird.
An dem anderen Ende des Bereichs zeigt die Kurve e' die Situation, in
der das bewegbare Element 50 während der gesamten Aktivierung
des Gasgenerators zu der zweiten Stellung bewegt wird. Die Kurve e' zeigt, dass dann,
wenn die Entlüftungsöffnung 21 bei
0 ms oder ungefähr
in dem selben Moment, in dem der Gasgenerator 30 aktiviert
wird, geschlossen wird, 100% der Gasgenerator-Abgabe an den Airbag 27 geliefert
werden. Es ist einzusehen, dass die 40% maximaler Entlüftung ein
auf der Grundlage der Größe und Anordnung
der Entlüftungsöffnung 21 vorbestimmter
Betrag ist, und variiert werden kann. Die Kurve d' zeigt, dass dann,
wenn das bewegbare Element 50 bei der vorbestimmten Zeit
von 20 ms zu der zweiten Stellung in die Aktivierung des Gasgenerators 30 bewegt
wird, etwa 90% der Abgabe von Gas des Gasgenerators in den Airbag 27 hinein
geliefert wird, und 10% durch die Gasgenerator-Entlüftungsöffnung 21 ausgestoßen wird.
Die Kurve c' stellt
ein Szenario dar, in dem das bewegbare Element 50 während der
vorbestimmten Zeit von 30 ms zu der zweiten Stellung in die Aktivierung
des Gasgenerators 30 bewegt wird, sodass etwa 80% der Abgabe von
Gas des Gasgenerators in den Airbag 27 hinein geliefert
wird, und 20% von dem Gas des Gasgenerators durch die Gasgenerator-Entlüftungsöffnung 21 ausgestoßen wird.
Schließlich
stellt die Kurve b' das Szenario
dar, in dem das bewegbare Element 50 während der vorbestimmten Zeit
von 40 ms zu der zweiten Stellung in die Aktivierung des Gasgenerators 30 bewegt
wird, sodass etwa 70% der Abgabe von Gas des Gasgenerators in den
Airbag 27 hinein geliefert wird, und etwa 30% von dem Gas
des Gasgenerators durch die Gasgenerator-Entlüftungsöffnung 21 ausgestoßen wird.
Es ist einzusehen, dass die Kurven lediglich beispielhaft sind,
und dass viele andere Variationen des Aufblasens möglich sind,
abhängig
von dem maximalen Ausmaß an
Entlüftung
zu der Zeit, zu der die Zündervorrichtung 80 gezündet wird,
um das bewegbare Element 50 zu bewegen. Es ist einzusehen,
dass die Entlüftung
mit der geeigneten Anzahl von Entlüftungsöffnungen 21 von 0%
bis 100% variiert werden könnte.
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Somit ist einzusehen, dass variable
Entfaltungsniveaus des Airbags 27 durch Verwendung eines
einzelnen Gasgenerators 30 mit nur einem einzelnen Niveau
der Gasabgabe in Kombination mit mindestens einer Entlüftungsöffnung 21,
welche vorzugsweise zu einer vorbestimmten Zeit während des Austrags
von Gas des Gasgenerators durch ein bewegbares Element 50 in
Ansprechen auf die Aktivierung einer Zündervorrichtung 80 entweder
vollständig
geöffnet
oder vollständig
geschlossen wird, erreicht werden können. Beinahe augenblicklich
wird die Steuerung des bewegbaren Elements 50 durch die
Verwendung der Zündervorrichtung 80,
die fast augenblicklich auf das von den Fahrzeugsensoren empfangene
Signal reagiert, aktiviert. Die Zündervorrichtung 80 kann
erweitert werden, da sie, wenn überhaupt,
nur ein Mal während
der Lebensdauer des Gasgene rators 30 verwendet wird. Die
Zündervorrichtung 80 wurde
vorteilhafterweise verwendet, um eine mechanische Bewegung zu erzeugen,
und nicht als ein typischer Zünder.
Es ist einzusehen, dass das bewegbare Element 50, wenn überhaupt, nur
ein Mal während
der Lebensdauer des Moduls 10 bewegt werden muss, und somit
ist die Verwendung einer erweiterbaren Vorrichtung 80 möglich. Es
ist auch einzusehen, dass dieses System eine relativ einfache, kostengünstige und
leichtgewichtige Lösung
bereitstellt, um für
varüerbare
Entfaltungsniveaus des Airbags 27 von einem Einzelniveau-Gasgenerator 30 zu
sorgen. Vorteilhafterweise kann die varüerbare Aufblasdorrichtung 49 ohne
eine Anpassung zu einem herkömmlichen
Gasgenerator 30 hinzugefügt werden, um einen Einzelstufen-Gasgenerator 30 in
einen Gasgenerator mit vielen Niveaus umzuwandeln, obwohl die zusätzlichen
Fahrzeugsensoren zum Erfassen der Fahrzeugund Insassenzustände noch
immer erforderlich wären.
Ebenso vorteilhafterweise verwendet die Erfindung erweiterbare Teile, die,
falls überhaupt,
nur einmal bewegt werden, sodass die Verlässlichkeit über zahlreiche Bewegungszyklen
nicht von Bedeutung ist. Überdies
ist die Gasgenerator-Entlüftungsöffnung 21 entweder
vollständig
geöffnet
oder vollständig
geschlossen, sodass das bewegbare Element 50 schnell in
den geöffneten Zustand
gezündet
werden kann. Es gibt keine sorgfältige
Bewegung des bewegbaren Elements 50, die zum teilweisen Öffnen oder
teilweisen Schließen
der Gasgenerator-Entlüftungsöffnungen 21 nötig ist.
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Es ist einzusehen, dass der Fachmann
an der hierin dargestellten bevorzugten Ausführungsformen Anpassungen innerhalb
des Schutzbereiches der Ansprüche
vornehmen kann. Beispielsweise ist sie, obwohl der Gasgenerator 30 vorzugsweise
ein Einzelstufen-Gasgenerator ist, nicht auf die Verwendung mit
einem Einzelstufen-Gasgenerator beschränkt. Die Erfindung könnte, falls
gewünscht, auch
mit einem Zweistufen- oder Mehrstufen-Gasgenerator verwendet werden,
es ist jedoch nicht notwendig, auf beinahe jedem beliebigen Niveau
eine varüerbare
Entfaltung vorzusehen. Obwohl nur ein bewegbares Element 50,
eine Gasgenerator-Entlüftungsöffnung 21,
und eine Vorrichtung 80 dargestellt sind, ist einzusehen,
dass es zusätzliche
Vorrichtungen 80, Gasgenerator-Entlüftungsöffnungen 21 und bewegbare
Elemente 50 an einem gegebenen Modul 10 geben
könnte.
Obwohl die Gasgenerator-Entlüftungsöffnung 21 vorzugsweise
in der unteren Wand 16 dargestellt ist, ist einzusehen,
dass die Gasgenerator-Entlüftungsöffnung 21 irgendwo
an dem Gehäuse 20 angeordnet
sein könnte,
solange sie mit bestimmten Öffnungen 31 des
Gasgenerators 30 direkt ausgerichtet ist.
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Obwohl die Ausführungsform zeigt, dass das bewegbare
Element 50 die Gasgenerator-Entlüftungsöffnung 21 in der ersten
Stellung vor Aktivierung des Gasgenerators öffnet, und die Gasgenerator-Entlüftungsöffnung 21 zu
einer vorbestimmten Zeit, wenn es nach Aktivierung der Zündervorrichtung 80 zu
der zweiten Stellung bewegt wird, schließt, ist einzusehen, dass das
bewegbare Element 50 abwechselnd die Entlüftungsöffnung 21 in der
ersten Stellung vor Aktivierung des Gasgenerators schließen kann,
und die Entlüftungsöffnung 21 zu
einer vorbestimmten Zeit während
der Aktivierung des Gasgenerators öffnen kann, wenn es nach dem Zünden der
Zündervorrichtung 80 zu
der zweiten Stellung bewegt wird.
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Die 5 und 6 zeigen eine alternative
Ausführungsform
der Erfindung, welche im Allgemeinen der Ausführungsform von den 1–3 ähnlich ist, und
welche für
dieselben Bestandteile mit den selben Ziffern die selben Beschreibungen
haben. Der hauptsächliche
Unterschied bei dieser Ausführungsform besteht
darin, dass der Distanzabsatz 92 der Ausführungsform
von den 1–4 durch einen Distanzring 92' ersetzt ist,
welcher über
das Stützelement 88 geschoben
ist, um das Stützelement
in Bezug auf das Gehäuse 20 zu
positionieren.
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Eine weitere alternative Ausführungsform der
Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf 8 beschrieben. Die Ausführungsform
von 8 wird unter Verwendung
derselben um 100 erhöhten
Bezugsziffern beschrieben. Kurz gesagt, unterscheidet sich die Ausführungsform
von 8 von den vorstehenden
Ausführungsformen
dadurch, dass das bewegbare Element 150 des Weiteren einstückig mit dem
Diffusorabschnitt 133 des Gasgenerators 130 ist.
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Unter Bezugnahme auf 8 ist ein Airbagmodul 110 in
einem Fahrzeug (nicht dargestellt) zum Schutz eines Fahrzeuginsassen
(nicht dargestellt) befestigt. Das Modul 110 umfasst ein
Gehäuse 120, einen
aufblasbaren Airbag 127 und einen Gasgenerator 130 zum
Erzeugen von Gas, um den Airbag 127 aufzublasen. Das Modul 110 umfasst
weiter eine varüerbare
Aufblasvorrichtung 149, welche an dem Gasgenerator 130 befestigt
ist und verwendet wird, um die Menge an Gas des Gasgenerators, die
zum Aufblasen des Airbags verfügbar
ist, zu variieren, und um den Gasgenerator 130 an dem Gehäuse 120 zu befestigen,
wie hierin unten stehend detailliert beschrieben.
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Das Gehäuse 120 umfasst gegenüberliegende
Seitenwände
(nicht dargestellt), die durch eine untere Wand 116 und
gegenüberliegende
Stirnwände 117, 118 verbunden
sind. Die Stirnwand 117 umfasst eine vergrößerte erste
Endöffnung 122 zur
Aufnahme des Gasgenerators 130 und der varüerbaren
Aufblasvorrichtung 149 während des Zusammenbaus hierdurch.
Zusätzlich
umfasst die andere Stirnwand 118 vorzugsweise eine zweite
Endöffnung 123,
welche kleiner ist als die erste Endöffnung 122, zur Befestigung
der Komponenten der varüerbaren
Aufblasvorrichtung 149. Die Seitenwände 114, 115 und Stirnwände 117, 118 wirken
zusammen, um eine Gehäuseöffnung 119 zu
definieren, durch welche der Airbag
127 aufgeblasen wird.
Das Gehäuse 120 umfasst
des Weiteren eine oder mehrere direkte Gasgenerator-Entlüftungsöffnungen) 121,
welche vorzugsweise in der unteren Wand 116 des Gasgenerators 130 angeordnet
und mit spezifischen vorbestimmten Austragöffnungen 131 in dem
Boden des Gasgenerators 130 direkt ausgerichtet ist/sind.
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Wie am besten in 8 dargestellt, kann der Gasgenerator 130 einen
beliebigen herkömmlichen Aufbau
für die
Bildung von Gas des Gasgenerators aufweisen, um den Airbag 127 aufzublasen.
Vorteilhafterweise handelt es sich bei dem Gasgenerator 130 vorzugsweise
um einen Einzelstufen-Gasgenerator 130, welcher Gas des
Gasgenerators auf einem einzelnen Niveau abgibt, um den Airbag 127 aufzublasen.
Der Gasgenerator 130 weist einen im Allgemeinen zylindrischen
Körperabschnitt 136 auf
und kann zum Einsetzen in das Gehäuse 120 durch die erste
Endöffnung 122 in
der Stirnwand 117 eingesetzt werden. Der Gasgenerator 130 umfasst
auch eine Vielzahl von Austragöffnungen 131,
die vorzugsweise um den Umfang eines Diffusorabschnitts 133 des
Gasgenerators 130 herum beabstandet sind. Vorzugsweise
sind bestimmte vorbestimmte Austragöffnungen 131 mit den
entsprechenden direkten Gasgenerator-Entlüftungsöffnungen 121 in der
unteren Wand 116 von dem Gehäuse 120 im Allgemeinen
direkt ausgerichtet. Der Gasgenerator 130 umfasst ein erstes
Ende 134 und ein gegenüberliegendes
zweites Ende 135 an welchem der Diffusorabschnitt 133 angeordnet
ist. Das zweite Endes 135 des Gasgenerators 130 umfasst
einen im Allgemeinen flachen Kopfabschnitt 132, auf welchen
die varüerbare
Aufblasvorrichtung 149 befestigt werden kann, und der auch
als eine Sperrfläche
für das
bewegbare Element 150 dient, wie hierin unten stehend weiter
beschrieben. Das zweite Ende 135 des Gasgenerators 130 ist
durch die varüerbare
Aufblasvorrichtung 149 mit dem Gehäuse 120 wirksam verbunden,
wie hierin unten stehend weiter beschrieben.
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Der Airbag 127 kann jeden
beliebigen herkömmlichen
Aufbau aufweisen, um sich nach dem Austrag von Gas des Gasgenerators
zu entfalten. Nach Aktivierung des Gasgenerators 130 wird
der Airbag 127 mit einer vorbestimmten Menge an Gas des
Gasgenerators gefüllt,
wie von der varüerbaren Aufblasvorrichtung 149 diktiert,
und entfaltet sich durch die Gehäuseöffnung 119 hinaus,
um den Fahrzeuginsassen zu schützen.
Eine in einen Mundabschnitt 129 des Airbags 127 hineingeheftete Polsterhalterung 128 kann
verwendet werden, um den Airbag 127 an einem Randabschnitt 126 von dem
Gehäuse 120 zu
befestigen.
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Die variable Aufblasvorrichtung 149 umfasst das
bewegbare Element 150, ein Stützelement 188 und
eine Zündervorrichtung 180.
Das Stützelement 188 besitzt
vorzugsweise eine hohle röhrenförmige Gestalt.
Das Stützelement 188 umfasst
Innenwände 195,
welche eine axiale Öffnung 189 definieren,
in die das bewegbare Element 150 und die Zündervorrichtung 180 beim
Zusammenbau eingesetzt werden können.
Das Stützelement 188 umfasst
ein erstes Stützende 190,
vorzugsweise mit einem Flanschabschnitt 191, welcher direkt
an dem Kopfabschnitt 132 des Diffusorabschnitts 133 des
Gasgenerators 130 an dem zweiten Ende 135 befestigt
ist. Der Flanschabschnitt 191 kann durch ein beliebiges
geeignetes Verfahren, z. B. Schweißen, befestigt werden, und
das Stützelement 188 besteht
vorzugsweise aus einem metallischen Material. Der Flanschabschnitt 191 umfasst
einen gebogenen Abschnitt 198, welcher auf den Kopfabschnitt 132 des
Diffusorabschnitts 133 geschweißt ist, und besitzt einen geraden
Abschnitt 199, welcher an einer Seitenwand 137 des
Diffusorabschnitts 133 befestigt ist. Das Stützelement 188 ist
etwa gleich dimensioniert wie die zweite Endöffnung 123 von dem
Gehäuse 120,
sodass das Stützelement 188 während des
Zusammenbaus in die zweite Öffnung 123 von
dem Gehäuse 120 pressgepasst
wird. Das Stützelement
188 umfasst eine
Verschlussöffnung 162,
in welche die Zündervorrichtung 180 durch
eine Presspassungs-Befestigung eingesetzt werden kann.
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Wie am besten aus 8 ersichtlich, umfasst der Diffusorabschnitt 133 ein
Führungsloch 193 in
dem Kopfabschnitt 132. Das Führungsloch 193 ist rieben
bestimmten vorbestimmten Öffnungen 131 im Inneren
des Diffusorabschnitts 133 angeordnet. Das Führungsloch 193 erlaubt
das Einsetzen des bewegbaren Elements 150, um nach Aktivierung
der Zündervorrichtung 180 bestimmte
vorbestimmte Gasgenerator-Öffnungen 131 zu
blockieren, wie hierin unten stehend beschrieben. Das Stützelement 188 kann
ein Orientierungselement umfassen, um das Stützelement 188 in Bezug
auf das Gehäuse 120 richtig
zu positionieren, und um das Führungsloch 193 richtig
zu positionieren Die varüerbare
Aufblasvorrichtung 149 umfasst weiter das bewegbare Element 150,
welches vorzugsweise einstückig
aus einem Kunststoffmaterial ausgebildet ist und eine zylindrische
Gestalt besitzt. Das bewegbare Element 150 dieser Ausführungsform
dient auch als der Kolben, sodass eine Komponente eliminiert wird,
und das bewegbare Element 150 ein Stück mit dem vormaligen Kolben
ist. Das bewegbare Element 150 umfasst einen Kolbenabschnitt 170 und
einen Schieberabschnitt 152. Das bewegbare Element 150 sitzt
im Inneren des Stützelements 188 und
besitzt vorzugsweise ein erstes Ende 176, das in geeigneter
Weise, z. B. durch Kleben oder einen Schnappsitz, an der Zündervorrichtung 180 befestigt
ist. Das bewegbare Element 150 ist von kleinerer Größe als die
axiale Öffnung 189,
sodass das bewegbare Element 150 in Bezug auf die Innenwände 195 des
Stützelements 188 verschoben
werden kann. Nach Aktivierung der Zündervorrichtung 180 gleiten
der Kolbenabschnitt 170 und der Schieberabschnitt 152 in
dem Stützelement 188,
bis der Schieberabschnitt 152 in die Hinterwand 138 des
Diffusorabschnitts 133, welche als eine Sperrfläche wirkt,
eingreift. Der Kolbenabschnitt 170 umfasst vorzugsweise
auch eine axiale Kolbenbohrung 173, in welcher die Zündervorrichtung 180 vor
der Aktivierung sitzt. Eine Reaktionsfläche 174 des Kolbens 170 ist
am Boden der axialen Bohrung 173 angeordnet. Das bewegbare
Element 150 kann ebenfalls ein Orientierungselement für die richtige Ausrichtung
des Schieberabschnitts 152 während des Zusammenbaus aufweisen.
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Der Schieberabschnitt 152 ist
in dieser Ausführungsform
vorzugsweise einstöckig
mit dem Kolbenabschnitt 170 ausgebildet, um für das bewegbare Element 150 zu
sorgen. Der Schieberabschnitt 152 ist im Allgemeinen eben
und folgt vorzugsweise der Krümmung
des Diffusorabschnitts 133 und ist so geformt, dass er
in das Führungsloch 193 an
dem Diffusorabschnitt 133 hinein aufgenommen werden kann. Das
bewegbare Element 150 ist in Bezug auf die Gasgenerator-Entlüftungsöffnung 121 und
die Gasgenerator-Öffnungen 131 zum Öffnen und
Schließen der
Gasgenerator-Entlüftungsöffnungen 121 zu
einer vorbestimmten Zeit bewegbar, um die Menge an Gas des Gasgenerators,
welche in den Airbag 127 hinein ausgetragen wird, und die
Menge an Gas des Gasgenerators, welche durch die Gasgenerator-Entlüftungsöffnung 121 von
dem Gehäuse 120 ausgestoßen wird,
zu steuern. Der Schieberabschnitt 152 des bewegbaren Elements 150 kann
zwischen der Gasgenerator-Entlüftungsöffnung 121 und
bestimmten vorbestimmten Austragöffnungen 131 senkrecht
ausgerichtet werden. Das bewegbare Element 150 ist in einer
ersten Stellung, in welcher die Gasgenerator-Entlüftungsöffnung 121 geöffnet ist,
um die Menge an für
die Entfaltung des Airbags verfügbarem Gas
zu verringern, in ausgezogenen Linien dargestellt. 8 zeigt den Schieberabschnitt 152 in
Phantomlinien in einer zweiten Stellung, in welcher das bewegbare
Element 150 sich in dem geschlossenen Zustand befindet,
um die Gasgenerator-Entlüftungsöffnung 121 zu
blockieren und die volle Entfaltung des Airbags 127 zu
erlauben.
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Die Befestigung des Wandabschnitts 176 des
Kolbenabschnitts 170 an der Zündervorrichtung 180 hält das bewegbare
Element 150 in einer ersten Anfangsstellung innerhalb des
Stützelements 188. Es
ist einzusehen, dass der Schieberabschnitt 152 in der ersten
Stellung vorzugsweise nicht mit der Gasgenerator-Entlüftungsöffnung 121 an
dem Gehäuse 120 ausgerichtet
ist, sodass die Gasgenerator-Entlüftungsöffnung 121 vor Aktivierung
des Gasgenerators 130 vollständig geöffnet ist, für eine kontrollierte Verringerung
von für
das anfängliche
Aufblasen des Airbags verfügbarem
Aufblasgas. Nach Aktivierung der Zündervorrichtung 180 bricht
der Kol- benabschnitt 170 von der Zündervorrichtung 180 durch
die Kraft der Zündervorrichtung 180 an
der Reaktionsfläche 174 weg,
und das bewegbare Element 150 kann in eine zweite Stellung
bewegt werden, in welcher der Schieberabschnitt 152 mit
der Gasgenerator-Entlüftungsöffnung 121 an
dem Gehäuse 120 ausgerichtet ist.
Somit ist, wenn das bewegbare Element 150 sich in der zweiten
Stellung befindet, die Gasgenerator-Entlüftungsöffnung 121 vollständig geschlossen, sodass
das gesamte Aufblasgas zum Aufblasen des Airbags verfügbar ist.
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Die Zündervorrichtung 180 oder
Zündpille enthält vorzugsweise
eine Chemikalie, welche nach Empfang eines Signals von Fahrzeugsensoren
(nicht dargestellt) gezündet
wird. Ein Draht (nicht dargestellt) überträgt ein Signal von den Sensoren
zu der Zündervorrichtung 180,
um die Zündervorrichtung 180 zu
aktivieren. Nach Aktivierung erzeugt die Zündervorrichtung 180 eine
Druckwelle, welche gegen die Reaktionsfläche 174 des Kolbenabschnitts 170 drückt und
das bewegbare Element 150 schnell von der ersten Stellung
zu der zweiten Stellung drängt. Vorteilhafterweise
erzeugt die Zündervorrichtung 180 beinahe
augenblicklich und vorzugs weise innerhalb von weniger als einer
Millisekunde nach Aktivierung eine Druckwelle. Somit wird das bewegbare
Element 150 nach Zündung
der Zündervorrichtung 180 beinahe
augenblicklich von der ersten Stellung, in der die Entlüftungsöffnungen 121 vollständig geöffnet sind, zu
der zweiten Stellung, in der die Entlüftungsöffnungen 121 vollständig geschlossen
sind, bewegt.
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Vorteilhafterweise sind bestimmte
vorbestimmte Gasgenerator-Öffnungen 131 mit
der Gasgenerator-Entlüftungsöffnung 121 direkt
ausgerichtet, sodass, wenn das bewegbare Element 150 sich in
der ersten Stellung befindet, das Gas des Gasgenerators direkt durch
die Gasgenerator-Entlüftungsöffnung 121 ausgestoßen wird
und niemals verwendet wird, um den Airbag 127 aufzublasen.
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Durch die Verwendung der varüerbaren
Aufblasvorrichtung 149 ist die Menge an Gas des Gasgenerators,
welche in den Airbag 127 hinein ausgetragen wird, über einen
weiten Bereich von Niveaus variierbar, selbst bei Verwendung eines
Einzelstufen-Gasgenerators 130, wie vorstehend unter Bezugnahme
auf die 1–3 und 7 beschrieben.
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Es ist einzusehen, dass ein Fachmann
an der hierin dargestellten bevorzugten Ausführungsform Anpassungen innerhalb
des Schutzbereiches der Ansprüche
vornehmen kann. Beispielsweise ist sie, obwohl der Gasgenerator 130 vorzugsweise
ein Einzelstufen-Gasgenerator ist, nicht auf die Verwendung mit
einem Einzelstufen-Gasgenerator beschränkt. Die Erfindung könnte, falls
gewünscht, auch
mit einem Zweistufen- oder Mehrstufen-Gasgenerator verwendet werden,
es ist jedoch nicht notwendig, auf beinahe jedem beliebigen Niveau
eine varüerbare
Entfaltung vorzusehen. Obwohl nur ein bewegbares Element 150,
eine Gasgenerator-Entlüftungsöffnung 121,
und eine Zündervorrichtung 180 dargestellt
sind, ist einzu sehen, dass es zusätzliche Zündervorrichtungen 180,
Gasgenerator-Entlüftungsöffnungen 121 und
bewegbare Elemente 150 an einem gegebenen Modul 110 geben
könnte.
Obwohl die Gasgenerator-Entlüftungsöffnung 121 vorzugsweise
in der unteren Wand 116 dargestellt ist, ist einzusehen,
dass die Gasgenerator-Entlüftungsöffnung 121 irgendwo
an dem Gehäuse 120 angeordnet sein
könnte,
solange sie mit bestimmten Öffnungen 131 des
Gasgenerators 130 direkt ausgerichtet ist.
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Obwohl die Ausführungsform zeigt, dass das bewegbare
Element 150 die Gasgenerator-Entlüftungsöffnung 121 in der
ersten Stellung vor Aktivierung des Gasgenerators öffnet, und
die Gasgenerator-Entlüftungsöffnung 121 zu
einer vorbestimmten Zeit, wenn es nach Aktivierung der Zündervorrichtung 180 zu
der zweiten Stellung bewegt wird, schließt, ist einzusehen, dass das
bewegbare Element 150 abwechselnd die Entlüftungsöffnung 121 in der
ersten Stellung vor Aktivierung des Gasgenerators schließen kann,
und die Entlüftungsöffnung 121 zu
einer vorbestimmten Zeit während
der Aktivierung des Gasgenerators öffnen kann, wenn es nach dem Zünden der
Zündvorrichtung 180 zu
der zweiten Stellung bewegt wird.