SE510534C2 - Förfarande för att fylla en tom, flexibel behållare samt en behållaranordning - Google Patents

Description

20 25 30 35 510 534 tion alltför nära luftkudden före dess uppblåsning. De krafter med vilka Iuftkudden, under uppblàsningen, i sådana fall träffar föraren och passageraren kan vara kraftiga nog för att allvarligt skada eller till och med döda föraren eller passageraren. Om ett säte för ett barn vidare är i en position nära en sådan luftkudde före dess uppblåsning, kan de krafter med vilka luftkudden un- der uppblàsningen träffar nämnda säte vara tillräckligt kraftiga för att allvarligt skada ett barn som sitter i sätet.

DE-A-2 501 602 visar en sådan tidigare känd luftkuddeanord- ning för ett motorfordon. Anordningen innefattar en första tank som är fylld med trycksatt gas som skall expandera för att fylla luftkudden vid retardation och en tändningskammare som inne- fattar ett medium som skall förbrännas för att höja temperaturen hos den expanderade gasen under fyllningen av luftkudden. Un- der denna förbränning bildas kolmonoxid. Nämnda gas innehål- ler en inert gas, såsom argon, helium eller neon och en liten mängd syrgas i syfte att möjliggöra kolmonoxidens omvandling till koldioxid.

US-A-5 348 344 visar en annan tidigare känd luftkuddeanord- ning som innefattar två gastankar och en förbränningskammare som är anordnad uppströms om en uppblåsbar, flexibel behål- lare och som har tändningsmedel för att initiera förbränningen av gaserna från tankarna i förbränningskammaren. Förbrän- ningskammaren är i allmänhet åtskild från den flexibla behålla- ren med hjälp av en ändvägg i form av en brytskiva som brister när trycket i förbränningskammaren når en förutbestämd nivå.

DE-A-2 344 517 visar ännu en, tidigare känd luftkudde för ett fordon, vilken är anordnad att blåsas upp mindre snabbt i hän- delse av en kollision vid en relativt låg hastighet och mer snabbt i händelse av en kollision vid en relativt hög hastighet. För detta syfte innefattar den kända luftkudden två olika drivmedel, ett för varje uppblåsningssituation. 10 15 20 25 30 35 510 534 SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Ändamålet med föreliggande uppfinning är att förbättra säker- heten hos en luftkudde för föraren och passagerarna i händelse av en kollision och att förhindra skador på grund av luftkuddens fyllningsprocess.

Detta ändamål uppnås med det inledningsvis angivna förfaran- det som innefattar följande operationssteg: att delvis fylla be- hållaren under ett första fyllningssteg, att känna av värdet hos en parameter som återspeglar storleken hos behållaren och att fortsätta att fylla behållaren under ett andra fyllningssteg om nämnda värde uppfyller ett förutbestämt villkor. Med ett sådant förfarande är det möjligt att detektera om ett objekt eller en per- son är positionerad i en uppblåsningsriktning hos luftkudden och att reducera luftkuddens fyllningsgrad i händelse av en sådan detektering. Med förfarandet enligt uppfinningen är det följaktli- gen möjligt att förhindra skador på grund av omständigheterna att luftkudden under fyllningsprocessen träffar ett sådant objekt eller en person. Således utförs det andra fyllningssteget inte om nämnda värde inte uppfyller nämnda förutbestämda värde.

Alternativt kan nämnda andra fyllningssteg innefatta utsläppning av gas från behållaren om nämnda värde inte uppfyller nämnda förutbestämda villkor.

Enligt en utföringsform av uppfinningen innefattar nämnda pa- rameter längden hos behållaren längs en riktning och nämnda fyllningssteg utförs om nämnda längd överstiger en förutbe- stämd nivå efter det första fyllningssteget. Således är det möjligt att blåsa upp luftkudden fullständigt under det villkoret att luft- kudden kan expandera fritt i nämnda riktning, d.v.s. att inget objekt eller person hindrar luftkuddens fullständiga expansion.

Därvid är nämnda ena riktning väsentligen motsatt framförings- riktningen hos nämnda fordon. sio 534 10 15 20 25 30 35 Enligt en annan utföringsform av uppfinningen innefattar nämnda parameter trycket i behållaren och nämnda andra fyll- ningssteg utförs om nämnda tryck är lägre än en förutbestämd trycknivå efter det första fyllningssteget. Om expansionen av Iuftkudden hindras av ett objekt eller en person är det möjligt att detektera ett högre tryck i behållaren än om behållaren expan- derar till sin fulla storlek under det första fyllningssteget.

Enligt en ytterligare utföringsform av uppfinningen innefattar nämnda första fyllningssteg delvis fyllning av behållaren genom tillförsel av åtminstone en gas. l detta fall kan det andra fyll- ningssteget innefatta exempelvis fortsatt fyllning av behållaren med en ytterligare gas, tändning av ett drivmedel eller en kom- bination därav.

Enligt en ytterligare utföringsform av uppfinningen innefattar nämnda första fyllningssteg delvis fyllning av behållaren genom tillförsel av åtminstone två gaser och ett andra fyllningssteg in- nefattar fyllning av behållaren genom tändning av de två ga- serna. Därvid kan de två gaserna blandas med varandra i be- hållaren under det första fyllningssteget. Vidare kan nämnda två gaser innefatta åtminstone syrgas och vätgas. Tändningen av en blandning av syrgas och vätgas resulterar i en kraftig omedelbar expansion av behållaren under det andra fyllningssteget.

Nämnda två gaser kan vidare innefatta en inert komponent in- nehållande åtminstone en av argon, helium och nitrogen.

Det ovan uppställda ändamålet uppnås också med den inled- ningsvis angivna behållaranordningen som kännetecknas av för- sta fyllningsmedel för delvis fyllning av behållaren under det för- sta fyllningssteget, medel för att känna av en parameter som återspeglar storleken hos behållaren, och andra fyllningsmedel för fortsatt fyllning av behållaren under det andra fyllningssteget om nämnda parameter uppfyller ett förutbestämt villkor. En så- dan anordning gör det möjligt att skydda ett föremål eller en person genom att förhindra en fullständig expansion av en luft- 10 15 20 25 30 35 510 534 kudde. Nämnda anordning möjliggör vidare att delvis fylla luft- kudden för att förhindra stora krafter från att träffa nämnda ob- jekt eller personer.

Föredragna utföringsformer av behàllaranordningen definieras i de beroende kraven 10-17.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Föreliggande uppfinning skall nu beskrivas närmare med hän- visning till olika utföringsformer som visas på de bifogade rit- ningarna.

Fig 1 visar en behållaranordning enligt en första utförings- form av uppfinningen i en första situation.

Fig 2 visar behàllaranordningen i Fig 1 i en andra situation.

Fig 3 visar en behållaranordning enligt en andra utförings- form av uppfinningen i en första situation.

Fig 4 visar behàllaranordningen i Fig 3 i en andra situation.

KORT BESKRIVNING AV OLIKA UTFÖRINGSFORMER Med hänvisning till Fig 1 och 2 visas en behållaranordning enligt en första utföringsform. Behàllaranordningen innefattar en flexi- bel behållare 1, i det följande benämnd luftkudden 1. Luftkudden 1 är monterad på ett basorgan 2 som i sin tur är anbringbart på ratten, den främre instrumentpanelen eller den bakre ytan hos framstolarna i ett motorfordon. Basorganet 2 är utformat som en box som hyser luftkudden 1 i dess inaktiva läge. Luftkudden 1 har en öppning som är avtätat förbunden med basorganet 2.

Basorganet 2 och således luftkuddens 1 inre är anslutna till en första tank 3 och en andra tank 4 via ledningsorgan 5 respektive 6. Den första tanken 3 innehåller en gasblandning under högt tryck av syrgas och åtminstone en av argon, helium och kväve.

Mängden syrgas som finns i tanken 3 motsvarar mellan 2,5 och 20 volymprocent av den totala gasvolymen i de två tankarna 3 510 534 10 15 20 25 30 35 och 4. Den andra tanken 4 innehåller en gasblandning av vätgas och en inert gas såsom åtminstone en av argon, helium och kväve. Mängden vätgas som finns i den andra tanken 4 motsva- rar mellan 3 och 15 volymprocent av den totala gasvolymen i de två tankarna 3 och 4. Företrädesvis innehåller tankarna 3 och 4 samma inerta gas. I den visade utföringsformen är helium den mest föredragna inerta gasen.

Vidare innefattar behållaranordningen en styranordning 7 och en retardationsmätare 8 som är ansluten till styranordningen 7 och inrättad att känna av fordonets retardation. Styranordningen 7 är elektriskt ansluten till brytplattor 9 som är anordnade på led- ningarna 5 respektive 6. Vid basorganets 2 botten i luftkudden 1 är en tändningsanordning 10 monterad, vilken är elektriskt an- sluten till styranordningen 7. Det skall noteras att tändningsan- ordningen 10 kan vara av vilken känd typ som helst, t.ex. ett elektriskt tändstift, en laddning som är inrättad att aktiveras me- kaniskt etc.

Vidare innefattar behållaranordningen ett avkänningsorgan för att känna av en parameter som återspeglar storleken hos luft- kudden 1. l den första utföringsformen innefattar avkännings- organet 2 flexibla vajrar 11, vilka var och en är fastsatt vid luft- kuddens 1 innervägg i ena änden och anbringad på ett respek- tive aktiveringsorgan 12 i den andra änden. Aktiveringsorganen 12 är monterade på basorganet 2 och elektriskt anslutna till styranordningen 7. Varje aktiveringsorgan 12 är anordnat att aktiveras, d.v.s. att producera en elektrisk signal eller impuls när vajern 11 sträcks ut och dras av aktiveringsorganet 12.

Fig 1 visar ett hinder 13 som t.ex. kan vara ett objekt såsom ett säte för ett barn eller en person som är placerad relativt nära ratten, instrumentpanelen eller framstolen. l det fall att retardationsmätaren 8 känner av en tillräcklig retar- dations- eller inbromsningskraft som indikerar en fordonskolli- 10 15 20 25 30 35 510 534 sion, âstadkoms en signal som överförs via styranordningen 7, som kan utgöra en del av retardationsmätaren 8, till brytplatt- orna 9 som då aktiveras, d.v.s. spräcks eller brister. Därvid öpp- nas ledningarna 5 och 6 och gasblandningarna hos tankarna 3 och 4 tillförs snabbt till luftkuddens 1 inre. Följaktligen fylls luft- kudden 1 med gas och expanderas således. Såsom visas i Fig 1 hindras luftkuddens 1 expansion av objektet 13. Det betyder att vajrarna 11 inte sträcks ut till sin fulla längd och följaktligen ak- tiveras inte aktiveringsorganen 12. På grund av detta sänds ingen signal eller impuls till tändningsanordningen 10 och därför utförs ingen ytterligare expansion av luftkudden 1. Nu hänvisas till Fig 2 och den situation i vilken inget objekt eller person hind- rar luftkuddens 1 expansion. Detta betyder att vajrarna 11 kom- mer att sträckas ut och dras av aktiveringsorganen 12. En signal eller impuls kommer därför att sändas från vart och ett av akti- veringsorganen 12 till styranordningen 7 som i sin tur då aktive- rar tändningsanordningen 10 att tända gasblandningen i luftkud- den 1. Aktiveringen av tändningsanordningen 10 resulterar såle- des i en snabb förbränning mellan vätgas och syrgas, vilket hö- jer temperaturen hos gasblandningen i luftkudden 1 och därmed åstadkoms en tillräcklig expansion för att fullständigt expandera luftkudden 1 till dess slutliga storlek. Det skall noteras att före- liggande uppfinning också kan utföras med endast en vajer 11 och ett aktiveringsorgan 12. I det fall att två vajrar 11 och två aktiveringsorgan 12 är anordnade, är det möjligt att inrätta akti- veringsorganet 12 på så sätt att styranordningen 7 åstadkommer en tändningssignal bara när båda vajrarna 11 har sträckts ut och dragits av respektive aktiveringsorgan 12. Naturligtvis är det också möjligt att anordna fler än två vajrar 11 och aktiveringsor- gan 12.

Fig 3 och 4 visar en andra utföringsform av uppfinningen. Det skall noteras att komponenter som har en motsvarande funktion har försetts med samma hänvisningsbeteckningar i alla visade utföringsformer. Den andra utföringsformen skiljer sig från den första genom att de flexibla vajrarna 11 och aktiveringsorganen 10 15 20 25 30 35 510 534 12 har ersatts med en av avståndsmätanordning 14. Avstånd- mätanordningen 14 är av en känd typ, t.ex. en laserutstràl- ningsanordning, en IR-sensor etc. Avståndsmätanordningen 14 mäter avståndet från basorganet 2 till den motsatta innerväggen hos luftkudden 1 såsom indikeras med den streckade linjen 15. I den andra utföringsformen är ledningarna 5 och 6 vidare förbundna med varandra och bildar en gemensam inloppsled- ningskanal 16 till luftkuddens 1 inre.

Vid detektering av en stark, kraftig retardation sänds en signal eller impuls till brytplattorna 9 som initierar ett första fyllnings- steg genom tillförsel av tankarnas 3 och 4 gasblandningar till luftkuddens 1 inre. Om luftkuddens 1 expansion hindras av ett objekt eller en person 13 kommer det avstånd 15 som känns av med avståndsmätanordningen 14 inte att vara tillräcklig för att aktivera tändningsanordningen 10 och således kommer luftkud- den 1 inte att fyllas fullständigt. Om inget objekt eller person hindrar luftkuddens 1 expansion kommer avståndet 15 att överstiga en förutbestämd nivå och distansmåtanordningen 14 kommer att åstadkomma en signal eller impuls till tändanord- ningen 10, vilket resulterar i tändningen av gasblandningen i luftkudden 1 på samma sätt som i den första utföringsformen.

Enligt en tredje utföringsform har vajrarna 11, aktiveringsorga- nen 12 och distansmåtanordningen 14 ersatts av en trycksensor som är anordnad i behållaren 1. Den tredje utföringsformen kan också illustreras med Fig 3 och 4, varvid hänvisningsbeteck- ningen 14 avser trycksensor. Om ett objekt eller en person 13 hindrar luftkuddens 1 expansion kommer trycket i luftkudden 1 att vara högre än om luftkudden 1 skulle ha tillåtits expandera till sin fulla storlek under det första fyllningssteget. Om tryckni- vån som känns av av sensorn 14 således är över en förutbe- stämd nivå kommer ingen signal att åstadkommas till tändan- ordningen 10 och om trycknivån som avkänns av sensorn 14 är lägre än nämnda förutbestämda nivå kommer en signal att sän- 10 15 20 25 30 35 510 534 das till tändanordningen som då tänder gasblandningen i luft- kudden 1.

Fig 3 och 4 kan också illustrera en fjärde utföringsform av upp- finningen. Basorganet 2 kan innefatta en utsläppningsventil 17 som är ansluten till styrenheten 7 och inrättad att öppna under det andra fyllningssteget om det finns ett hinder 13 som har de- tekterats under det första fyllningssteget. Det är således möjligt att förhindra luftkuddens 1 fulla expansion genom att öppna ventilen 17.

Föreliggande uppfinning är inte begränsad till de visade utfö- ringsformerna utan kan varieras och modifieras inom ramen för de bifogade kraven.

Till exempel är det möjligt att anordna distansmätanordningen 14 utanför luftkudden 1, varvid distansmätanordningen till exempel kan vara i form av en ljusutsändande anordning och en fotocell för att bestämma positionen av luftkuddens 1 yttersta del.

Luftkudden 1 kan också fyllas med andra medel än de som har beskrivits ovan. Till exempel kan det första fyllningssteget genomföras genom tillförsel av en första gas eller gasblandning och det andra fyllningssteget kan genomföras genom tillförsel av en andra gas eller gasblandning. l detta fall äger ingen tändning rum. Vidare kan ett eller båda av fyllningsstegen genomföras med pyrotekniska medel, d.v.s. tändning av ett första och andra drivmedel. Det är också möjligt att fylla luftkudden 1 med en kombination av dessa tekniker, t.ex. att fylla behållaren 1 med en gas eller en gasblandning under det första fyllningssteget och tända ett drivmedel under det andra fyllningssteget.

Uppfinningen är inte begränsad till två fyllningssteg utan vart och ett av det första och det andra fyllningsstegen kan innefatta ett eller flera fyllningssteg.

Claims (17)

10 15 20 25 30 35 510 534 10 Patentkrav

1. Förfarande för att fylla en tom, flexibel behållare, som skall anordnas i ett fordon, med en gas när behållaren utsätts för en kraftig retardation, varvid den gasfyllda behållaren fungerar som en kraftabsorberande kudde som skyddar mot skador, och var- vid förfarandet innefattar följande operationssteg: att delvis fylla behållaren under ett första fyllningssteg, att känna av värdet hos en parameter som återspeglar storleken hos behållaren som en följd av att ett objekt eller en person be- finner sig i behållarens expansionsområde och att fortsätta att fylla behållaren under ett andra fyllningssteg om nämnda värde indikerar att inget objekt eller ingen person befin- ner sig i behållarens expansionsområde och att inte utföra nämnda andra fyllningssteg om nämnda värde indikerar att ett objekt eller en person befinner sig i behållarens expansionsom- råde.

2. Förfarande enligt krav 1, kännetecknat av att nämnda pa- rameter innefattar längden av behållaren längs en riktning och att nämnda andra fyllningssteg utförs om nämnda längd översti- ger en förutbestämd nivå efter det första fyllningssteget.

3. Förfarande enligt krav 2, kännetecknat av att nämnda ena riktning är väsentligen motsatt fordonets framföringsriktning.

4. Förfarande enligt krav 1, kännetecknat av att nämnda pa- rameter innefattar trycket i behållaren och att det andra fyll- ningssteget utförs om nämnda tryck är lägre än en förutbestämd trycknivå efter det första fyllningssteget.

5. Förfarande enligt något av de föregående kraven, känne- tecknat av att nämnda första fyllningssteg innefattar delvis fyll- ning av behållaren genom tillförsel av åtminstone en gas. 10 15 20 25 30 35 510 534 11

6. Förfarande enligt något av de föregående kraven, känne- tecknat av att nämnda första fyllningssteg innefattar delvis fyll- ning av behållaren genom tillförsel av åtminstone två gaser och att det andra fyllningssteget innefattar fyllning av behållaren ge- nom tändning av de två gaserna.

7. Förfarande enligt krav 6, kännetecknat av att de två ga- serna innefattar åtminstone syrgas och vätgas.

8. Förfarande enligt något av kraven 6 och 7, kännetecknat av att de två gaserna innefattar en inert komponent innefattande åtminstone av argon, helium och nitrogen.

9. Behållaranordning för ett fordon, innefattande en flexibel behållare (1) som är anordnad att fyllas med gas när behållaran- ordningen utsätts för en kraftig retardation och därvid fungera som en kraftabsorberande kudde som skyddar mot skador, kgï netecknad av första fyllningsmedel (3, 4) för delvis fyllning av behållaren un- der ett första fyllningssteg, medel (11, 12, 14) för att känna av en parameter som återspeg- lar storleken hos behållaren (1) som en följd av att ett objekt eller en person befinner sig i behållarens (1) expansionsriktning och styrmedel som är inrättade att initiera andra fyllningsmedel (10) för fortsatt fyllning av behållaren (1) under ett andra fyllnings- steg om nämnda parameter indikerar att inget objekt eller ingen person befinner sig i behållarens (1) expansionsriktning och som är inrättade att inte utföra nämnda andra fyllningssteg om nämnda parameter indikerar att ett objekt eller en person befin- ner sig i behållarens (1) expansionsriktning.

10. Anordning enligt krav 9, kännetecknad av att nämnda av- känningsmedel (11, 12, 14) är anpassade till att känna av läng- den hos behållaren (1) längs en riktning. 10 15 20 25 30 35 510 534 12

11. Anordning enligt krav 10, kännetecknad av att nämnda styrmedel (7, 10) är anordnade att initiera nämnda andra fyll- ningssteg när den detekterade längden överstiger en förutbe- stämd nivå efter det första fyllningssteget.

12. Anordning enligt krav 11, kännetecknad av att nämnda av- känningsmedel innefattar en avståndsmätanordning (14) som är anordnad att detektera den väsentligen yttersta positionen av behållaren (1) längs nämnda hela riktning.

13. Anordning enligt krav 12, kännetecknad av att nämnda av- känningsmedel innefattar åtminstone en flexibel vajer (11) som är monterad i behållaren (1) och har en längd som i allt väsent- ligt överensstämmer med nämnda förutbestämda längd.

14. Anordning enligt krav 13, kännetecknad av att den flexibla behållaren (1) uppbärs av ett basorgan (2), att nämnda styrme- del innefattar en aktiveringsanordning (12) som är monterad på basorganet (2) och att den flexibla vajern (12) är anbringad på behållarens (1) innervägg och på aktiveringsanordningen (12), varvid nämnda aktiveringsanordning (12) är inrättad att initiera nämnda andra fyllningssteg om den flexibla vajern (11) utsträcks till sin fulla längd under det första fyllningssteget.

15. Anordning enligt krav 10, kännetecknad av att nämnda av- känningsmedel innefattar en trycksensor (14) för att känna av trycket i behållaren (1) och styrmedel (7, 10) som är inrättade att initiera nämnda andra fyllningssteg om trycket som känns av med sensorn (14) efter det första fyllningssteget är lägre än en förutbestämd trycknivå.

16. Anordning enligt något av kraven 10-15, kännetecknad av att nämnda första fyllningsmedel innefattar en första trycktank (3) som är fylld med en första gasblandning under högt tryck, en andra trycktank (4) som är fylld med en andra gasblandning under högt tryck och Iedningsorgan (5, 6, 16) som förbinder de 510 534 13 första och andra tankarna (3, 4) med det inre av den flexibla be- hållaren.

17. Anordning enligt krav 16, kännetecknad av att nämnda andra fyllningsmedel innefattar tändningsmedel (10) anordnade i den flexibla behållaren (1) för att tända en blandning av den första gasblandningen och den andra gasblandningen i den flexibla behållaren (1).