DE2159449A1

DE2159449A1 - Vorrichtung zur aufpralldaempfung

Info

Publication number: DE2159449A1
Application number: DE19712159449
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Dipl Ing Mitzel
Original assignee: Bayern Chemie Gesellschaft fuer Flugchemische Antriebe mbH
Current assignee: Bayern Chemie Gesellschaft fuer Flugchemische Antriebe mbH
Priority date: 1971-12-01
Filing date: 1971-12-01
Publication date: 1973-06-07

Description

Vorrichtung zur Aufpralldämpfung Zur Verhütung bzw. Verminderung der Verletzungsgefahr bei Verkehrsunfällen beim Transport von Personen in Fahrzeugen dienen Stoßdämpfungssysteme, die in den Fahrgastkabinen z.B.
von Personenkraftwagen angeordnet sind. Sie bestehen im wesentlichen aus einem in der Fahrgastkabine angeordneten aufblasbaren Gassack, einer Gasquelle und einem Unfallsensor.
Letzterer leitet beim Eintritt eines Unfalles das Aufblasen des G«ssackes ein, der sich wie ein Kissen stoßdämpfend zwischen dem gefährdeten Insassen, vorzugsweise dessen Brust und Kopf, und in der Nahe befindlichen Objekten,z.B. dem Lenkrad, der Wirxischutzscheibe, dem Armaturenbrett, der Rükkenlehne oder dgl. ausbildet.
Es ist vorgeschlagen worden, als Gasquelle einen Feststoffgasgenerator mit sehr kurzen Brennzeiten zu verwenden, dessen vom Treibsatz erzeugte Gase imstande sind, beginnend mit einem Auffahrunfall auf ein Hindernis und während der ersten daraus resultierenden Bewegungsphase des oder der Fahrzeuginsassen relativ zum Fahrzeug, den aufblasbaren Gassack prall zu füllen.
Versuche mit Systemen, bei welchen der Gassack kugelförmig ausgebildet ist, haben gezeigt, daß die stark gerichtete Gas strömung die Hülle in die Länge zieht und das komprimierte Gaspolster reflektiert wird und zurück in Richtung Gasquelle läuft. Erfahrungsgemäß wölbt sich eine kugelig geformte Hülle während des Aufblasvorganges in Achsrichtung der Einblasdüse aus, so daß sie zunächst eine birnenförmige Gestalt annimmt.
Etwa zum gleichen Zeitpunkt erfolgt der Aufprall des Fahrzeuginsassen auf den Gas sack unter der Wirkung des Auf fahrvorganges. Hat nun die aufgeblasene Hülle kugelige oder gar birnenförmige Gestalt, so besteht die Gefahr, daß der aufprallende Körper von der Kuppe der Hülle seitlich abgeleitet und auf die Innenverkleidung oder auf andere Teile des Fahrzeuges geschleudert wird und hart aufschlägt, was Verletzungen zur Folge haben kann.
Die bekannte Ausführung der genannten Stoßdämpfungssysteme birgt ferner die Gefahr in sich, daß der Gassack unter dem Einfluß der einströmenden heißen Gase zerreißt oder durch übermäßige Hitzeeinwirkung eines stark gerichteten Gasstromes zerstört wird. Das kann dann Sekundärverletzungen, z.B.
Verbrennungen zur Folge haben, durch die das Vorhandensein von Stoßdämpfungssystemen illusorisch sein könnte.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das bekannte Stoßdämpfungssystem 80 zu verbessern, daß eine Ausrichtung des aufprallenden Körpers etwa auf das Zentrum eines gegen Uberhitzung geschützten Gassackes erfolgt und ein zuverlässiger Schutz der Fahrzeuginsassen vor Primär- und Sekundärverletzungen erreicht wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Gassack eine den aufprallenden Körper zentrierende Wirkung hat und daß Mittel zum Schutze des'Gassackes vor den energiereichen Gasen vorgesehen sind.
Eine bevorzugte Ausführung der Vorrichtung nach der Erfindung ist gekennzeichnet durch eine im wesentlichen horizontal liegende Nierenform des Gassackes und ferner dadurch, daß die Ausströmöffnungen der Gasquelle in von der Mittelachse des Gassackes abweichenden Richtungen, vorzugsweise in Richtung der Nierenhälften, in den Gassack einmünden.
Durch eine solche Ausbildung des Gassackes wird einerseits verhindert, daß die aufprallenden Körperteile, vor allem Kopf und Brust des oder der gefährdeten Insassen, vom stoßdämpfendenGassack seitlich abrutschen und zwar infolge der sich zu beiden Seiten des Zentrums sofort ausbildenden relativ voluminösenGaspolster. Andererseits gelangen die heißen Gase auch nicht auf dem kürzesten Wege und an den Stellen zuerst an die Innenwand der Gassackhülle, an welchen von außen die Körperteile des oder der Insassen angepreßt werden.
Erfindungsgemäß kann ferner der unmittelbare Aufprall der durch die Ausströmöffnungen ausgestoßenen Gase auf die Innenwand des Gassackes durch einen Auffang- oder Bremsschirm gedämpft werden.
Dieser Auffang- oder Bremsschirm kann erfindungsgemäß aus flexiblem Werkstoff bestehen und z.B. von einer Mehrzah) Bänder gebildet sein, die den die Ausströmöffnungen enthaltenden Körper, z.B. eine Brennkammer, mit Abstand sc1laufenartig umgeben.
Dadurch wird u.a. der Vorteil erreicht, daß sich die aus diametral gegenüberliegenden Ausströmöffnungen austretenden Gase zunächst in den beiden Nierenhälften zu Gaspolstern komprimieren. Diese werden dort reflektiert und laufen zur Mitte zurück, wo sie die Stoßdämpferwirkung erhöhen.
Die Vorrichtung bietet gegen Sekundärunfälle einen besseren Schutz als bisher.
Es ist notwendig, daß nach dem Unfallvorgang die kinetische Energie des oder der Fahrzeuginsassen kontinuierlich abgebaut und die durch das Eingeklemmtsein zwischen einem prall aufgeblasenen Gassack und z.B. einer Rückenlehne behinderte Beweglichkeit wieder hergestellt wird. Die Erfindung ist daher ferner gekennzeichnet durch Mittel zur Reduzierung des Gaevolumens.
Das kann in einfachster Weise durch Öffnungen in der Gassackhtlle geschehen. Wenn aber z.B. für den Betrieb des Gasgenerators Pulversätze verwendet werden, welche giftige Gase entwickeln, so ist eine Volumenverminderung des Gases nicht ohne weiteres durch Öffnen des Gassackes zu bewirken, weil dann die giftigen Gase ungehindert in das Innere der Fahrgastkabine strömen und den oder die Insassen gefährden würden.
Die Erfindung zeigt für die Reduzlerung des Gasvolumens drei weitere Möglichkeiten auf, die jede für sich allein oder in Kombination angewendet werden können. Es sind dies: a) Die Gasadsorption mittels geeigneter Beschichtung der inneren Oberfläche des Gassackes; b) die Wärmeabsorption mittels einer Folienbeschichtung der inneren Oberfläche des Gassackes oder mittels einer Einlage oder dgl. im Gassackgewebe; c) die Kondensation des Gases durch die Beimischung einer ein Kaltgas erzeugenden Chemikalie zum Brennsatz des Generators.
Durch Einsatz dieser Mittel kann in kurzer Zeit nach dem Aufblasen des Sackes das Gasvolumen erheblich reduziert werden.
Auf der Zeichnung ist die Erfindung anhand eines nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispieles erläutert.
Es zeigen: Fig. l: die Draufsicht auf eine zentral auf dem Steuerrad angeordnete aufgeblasene Stoßdämpfungseinrichtung; Fig 2, 3 das Entfalten und Aufblasen eines nierenförmig und 4: gestalteten Gassackes; Fig. 5: in teiis perspektivischer, teils geschnittener Darstellung die Draufsicht auf eine Anordnung.
eines Bremsschirmes im Inneren eines nierenförmigen Gassackes.
In der Fahrgastkabine 1 eines Personenkraftwagens ist im Zentrum des Steuerrades 3 der aufblasbare nierenförmig Gasseck 4 angeordnet. Sobald ein auf der Zeichnung nicht dargestallte Unfallsensor, z.B. eine Trägheitsfühlvorrichtung, einen Auffahrunfall auf ein Hindernis registriert und das Aufblasen des Gassackes 4 einleitet, strömt Gas durch die Ausströmöffnungen 5,r4, 6, 7 und 8, welche an einer als Brennkammer 9 ausgebildeten Gasquelle angeordnet sind, in den Pfeilrichtungen 10, 11, 12 und 13 in den Gassack 4 ein. Da die Ausströmoeffnungen im wesentlichen in Richtung der beiden Nierenhälften angeordnet sind, füllen sich zuerst die seitlichen Ausbauchungen 15 und 16. Der in Fahrtrichtung geschleuderte Körper des gefährdeten Fahrzeuginsassen 14 (Fig. 2 bis 4> wird zur Mitte des Gassackes 4 geführt. In den beiden Nierenhälften-Ausbauchungen 15, 16 werden die Gase an den Innenwänden der Hülle reflektiert (Fig. 4, Pfeil 21); die Auffangwirkung für den Körper des Fahrzeuginsassen wird unterstützt.
In Fig. 2 bis 4 ist dieser Vorgang in drei Phasen schematisch in Draufsicht dargestellt Fig, 2 zeigt die Situation kurz nach Eintritt eines Auffahrunfalles. Der Gassack 4 wird von den durch die etwa radial gerichteten Ausströmöffnungen 5 und 7 eintretenden Gasen gefüllt wobei sich zuerst die seitlichen Ausbauchungen 15, 16 der Nierenform ausbilden. Der Fahrgast 14 bewegt sich auf den Gassack 4 zu. Die Gase treffen gemäß Pfeilrichtung 2 in Fig, 3 auf die inneren Wandungen des Gassackes 4 auf und werden dort reflektiert1 wie es in Fig. 4 dargestellt ist. Gegen den mittleren Bereich des Gassackes 4 wird zu diesem Zeitpunkt der Körper des Fahrgastes 14 geschleudert; ein seitliches Abrutschen vom stoßdämpfenden Gassack 4 ist dank der Nierenform nicht möglich.
Der Abstand 18 des ahrzeuginsassen 14 von der zur Gaserzeugung dienenden Brennkammer 9 wird g«nSß den in Fig. 2 bis 4 dargestellten Phasen eines ablaufenden Unfallvorganges zunehmend kleiner.
Gemäß Fig. 5 ist in einem Lenkradtopf 17 die Brennkammer 9 eines Feststoff Gasgenerators angeordnet. Beim Auslösen des Brennsatzes durch den nicht dargestellten Unfallsensor strömen energiereiche Gase durch Ausströmöffnungen 6, 8 der Brennkammer 9 in das Innere des Gassackes 4. Infolge der Ausrichtung der Ausströmöffnungen auf die Wandungen des Lenkradtopfes 17 wird die hohe Strömungsgeschwindigkeit der Gase bereits im Lenkradtopf abgebaut. Die Axialschubkomponente auf die Lenksäule wird somit verringert und der Gassack 4 in schonender Weise gefüllt. Bromabänder 19, 20, die am Lenkradtopf 17 festgelegt sind, bewirken u.ao eine intensive Verwirbelung der in den Pfeilrichtengen 22 eintretenden Gase und schützen zugleich die dem Lenkradtopf gegenüberliegende innere Wand des Gassackes 4 vor direktem Aufprall der heißen Gase. Eine Beschichtung 23 der Innenseite des Gassackes 4 dient der Verstärkung der Hülle sowie der Kühlung und der Schrumpfung des Gasvolumens auf chemischem bzw. physikalischem Wege.
Patentansprüche -

Claims

Patentansprüche 1. Vorrichtung zur Aufpralldämpfung und Herabsetzung der Verletzungsgefahr von Fahrzeuginsassen bei Verkehrsunfällen, bei welchen während des Unfallherganges das Aufblähen eines stoßdämpfenden Gassackes zwischen dem oder den gefährdeten Fahrzeug insassen und den in Aufprallrichtung befindlichen Objekten durch Steuerung der Ausströmöffnungen einer Gasquelle mittels eines Unfallsensors bewirkt wird, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß der Gassack (4) eine den auprallenden Körper (14) zentrierende Wirkung hat und daß Mittel zum Schutze des Gassackes vor den energiereichen Gasen vorgesehen sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, g e k e n n z e i c h -n e t durch eine im wesentlichen horizontal liegende Nierenform des Gassackes (4).
3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Ausströmöffnungen (5-8) der Gasquelle (Brennkammer 9) in von der Mittelachse des Gassackes (4) abweichenden Richtungen, vorzugsweis 1 n Richtung der Nierenhälften (Aushauchungen 15, Al), in den Gassack einmiin(len.
4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Aufprall der Gase auf die Innenwand des Gassackes (4) durch einen Auffang- oder Bremsschirm (BremsbAnder 19, 20) gedämpft wird.
5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Auffang- oder BremsQchirm-aus flexiblem Werkstoff besteht und z.B.

von einer Mehrzahl Bremsbänder (19, 20) gebildet ist, die den die Ausströmöffnungen (5 - 8) enthaltenden Körper (Brennkammer 9) mit Abstand schlaufenaxtig umgeben.
6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 -bis 5, g e k e n n -z e i- o h n e t durch Mittel zur Reduzierung des Gasvolumens.
7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die innere Oberfläche des Gassackes (4) mit einer gasadsorbierenden oder die Kondensation des Gases herbeifhrenden Schicht (23) versehen ist.
8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch g e k e n n z e i c h n e tu daß die innere Oberfläche des Gassackes (4) mit einer wärmeabsorbierenden Schicht (23), z.B. in Form einer Folie oder eines Metallgewebes, versehen ist.
9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 8, g e k e n n -z e i c h n e t durch Beimischung einer ein Kaltgas erzeugenden Chemikalie zum, in der Brennkammer (9) enthaltenen Brennsatz des Generators.