DE4016046A1 - Sicherheitseinrichtung fuer den schutz von insassen eines fahrzeuges - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitseinrichtung für die Insassen von Fahrzeugen. Solche Sicherheitseinrichtung sind bekannt und beschrieben z. B. in einem Aufsatz in der ATZ - Automobiltechnische Zeitschrift, Jahrgang 84 (1982), Heft 2, Seiten 77 bis 83 und ATZ - Automobiltechnische Zeitschrift, Jahrgang 91 (1989), Heft 4, Seiten 205 bis 210.

In diesen beiden Aufsätzen sind wesentliche Anforderungen an derartige Sicherheitseinrichtungen beschrieben.

Obwohl wesentliche Probleme gelöst erscheinen, gilt es für die Massenfertigung und zur Ausrüstung möglichst vieler Fahrzeuge mit derartigen Sicherheitseinrichtungen auch, nicht nur die hohen Sicherheitsanforderungen und damit einen hohen Qualitätsstandard zu erzielen, sondern auch, hohe Stückzahlen einerseits preiswerter herstellen zu können und andererseits eine möglichst große Anpaßbarkeit an ein jeweiliges Fahrzeug zu erreichen.

Es ist daher bereits vorgeschlagen worden, mit Gehäuseausbildungen zu arbeiten, die einen modulartigen Charakter besitzen und einen Aufbau nach dem Baukastensystem gestatten, siehe z. B. die DE 38 17 481 C1, insbesondere für den Schutz eines Fahrers oder die DE 38 32 120 A1, insbesondere für den Schutz eines Beifahrers oder anderen Insassen eines Fahrzeugs.

Bei der erstgenannten Patentschrift wird in ein Lenkrad eines Fahrzeugs ein Gasgenerator eingesetzt, der verbindbar ist mit einem separaten Sensorgehäuse und mit einem separaten Gaskissen. Zur Befestigung am Lenkrad dient ein gesondertes Element.

In der letzgenannten Patentschrift ist ein Gasgenerator beschrieben, der insbesondere für den Einsatz bei einer Aufprallschutzeinrichtung zum Schutz von Insassen eines Fahrzeuges, wie Beifahrer, gedacht ist, der mit einer Struktur des Fahrzeuges verbindbar, insbesondere im Bereich des Armaturenbrettes, wie Handschuhfach, einbaubar ist. Die Montage einer solchen Einheit erfolgt mit Hilfe von Befestigungsmitteln an den Stirnseiten der zylinderförmigen Einheit. Dabei muß der Gasgenerator noch in ein weiteres Gehäuse eingebaut werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine leicht einbaubare Baueinheit zu schaffen, die in sich abgeschlossen, inbesondere gasdicht ist, jedoch keine zusätzlichen Befestigungsteile wie Flansche, Halterungen, Zusatzgehäuse etc. benötigt.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1. Aus- und Weiterbildungen der Erfindung sind in weiteren Ansprüchen enthalten, sowie der Beschreibung und Zeichnung von Ausführungsbeispielen zu entnehmen, ohne hierauf beschränkt zu sein.

Die besonderen Vorteile der Erfindung sind im wesentlichen folgende: Insgesamt kommt man sowohl für die Sicherheitseinrichtung selbst, als auch für ihren Einbau mit weniger Teilen aus. Hierdurch wird das Gewicht reduziert und ebenfalls der für den Einbau benötigte Raum. Die Materialkosten werden geringer und der Zusammenbau bzw. die Montage wird einfacher.

Dadurch, daß ein einziges geschlossenes Gehäuse bei der Erfindung angewandt wird, können zusätzliche Abdichtungen wie Deckfolien für Bauteile entfallen. Die Module lassen sich besonders leicht und nach innen hin offen einsetzen. Besonders günstig, insbesondere geometrisch günstig, weil raumsparend, ist das Einsetzen in einen Bodenbereich des Gehäuses, welcher wannenartig ausgebildet ist. Dadurch können Modulteile in Baukastensystemtechnik - nach innen offen - eingesetzt werden. Für die Befestigung an eine Struktur oder an einem Bauteil dient der Wannenrand dieses Bodenbereichs. Separate Befestigungsflansche oder ähnliche Zwischen- bzw. Zusatzteile sind nicht mehr erforderlich, der zur Verfügung stehende Einbauraum kann optimal ausgenutzt werden. Die zu verwendenden Modulteile sind diesbezüglich wegen der freien Wahl ihrer Geometrie leicht anpaßbar. Nicht zuletzt kann durch geeignete Materialwahl den unterschiedlichen Festigkeitsanforderungen - je nach Druck und Temperatur, insbesondere für Brennkammern und Filterkammern - leicht Rechnung getragen werden.

Im einfachsten Falle ist nur noch ein einziges Gehäuse erforderlich, daß auf einer offenen Seite gasdicht verschließbar ist. Das Gehäuse dient in diesem einfachsten Falle zugleich als Träger- und Einbauelement für die gesamte Baueinheit, um diese an eine Fahrzeugstruktur oder ein Fahrzeugteil zu montieren. Für ein solches Gehäuse wird die Blechbauweise bevorzugt.

Im Gegensatz zu bekannten Lösungen wird jedoch die Befestigung einer Filterkammer an einer Brennkammer entbehrlich.

Dadurch, daß bei der Erfindung die Brennkammer ein besonderes Modul bildet, läßt sie sich entsprechend dem jeweiligen Anwendungsfall (Druck, Temperatur) ausreichend stabil herstellen. Dabei ist unter stabil auch bruchfest bzw. berstsicher gemeint.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen erläutert, wie sie in der Zeichnung dargestellt sind. Es zeigen:

Fig. 1 die Sicherheitseinrichtung mit zusammengelegtem Gaskissen im geschlossenen Gehäuse,

Fig. 2 eine Unteransicht auf die Einrichtung nach Fig. 1,

Fig. 3 einen Querschnitt durch eine Variante zu Fig. 1,

Fig. 4 einen Halbschnitt durch eine weitere Variante zu Fig. 1,

Fig. 5 eine Ausführung mit Gasgenerator und Filter in einem Gehäuse übereinander und

Fig. 6 einen Querschnitt zu Fig. 5.

Fig. 1 zeigt das integrierte Baukastensystem, bei dem modulartige Bauteile in ein gemeinsames Gehäuse 1 integriert werden. Das Gehäuse 1 ist in Blechbauweise hergestellt, vorzugsweise dosen- oder topfartig, wie Fig. 2 zeigt. Die Blechdose 1 ist von einem Deckel 2, auch Abdeckung genannt, verschlossen. Das Gehäuse 1 kann aus zwei Teilen, insbesondere einem Mantel 3 und einem Bodenbereich 4 bestehen, die aneinander befestigt sind bei 5. Die beiden Teile zum Beispiel aus Aluminiumblech 3 und 4 können als Tiefziehteile hergestellt werden und verschweißt, verlötet oder ähnlich formschlüssig oder dgl., bevorzugt gasdicht verbunden sein. Hierzu eignen sich z. B. Reibschweißverfahren, Laserlöten, Aufeinanderaufwalzen an einander angepaßten Blechen 3 und 4 (siehe Fig. 2a). Besser ist die bevorzugte Herstellung des Gehäuses 1 als einstückiges Teil, wie Fig. 4 zeigt, z. B. durch zweistufiges Tiefziehen mit dem Mantel 3 als erste Stufe und dem Bodenbereich 4 als zweite Stufe. Das Gaskissen ist zusammengelegt innerhalb des Mantels mit 6 bezeichnet. Mit 7 ist der Gasgenerator bezeichnet mit Treibstoff, vorzugsweise mit Festtreibstoff in Tablettenform 8 und einem Anzünder 9, dessen Anzündmittel elektrisch gezündet wird, nachdem ein Sensor in einer Beschleunigungs- bzw. Verzögerungsbewertungsschaltung einen gefährlichen Aufprall erkannt hat.

Mit 10 ist ein Filter bezeichnet, der das nach Fig. 1 scheibenförmige Modul 7 der Brennkammer ringförmig umgibt. Die Baueinheit 1 ist also sowohl Träger als auch Einbauelement und abgeschlossen vom Deckel 2.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 kann eine Lochplatte bzw. Membrane 11 die Filter 10 abdecken und zugleich das Brennkammermodul 7 im Bodenbereich 4 des Gehäuses 1 festhalten. Ein Lochblech ist jedoch hierfür nicht notwendig, wie Fig. 4 zeigt.

In Fig. 3 ist eine Variante zu Fig. 1 dargestellt, bei der anstelle des kreisförmigen Ausführungsbeispiels ein rohr- oder hohlzylindrischer Gasgenerator verwendet wird. Dabei sitzen ein Filter 10, der Gasgenerator 7 und ein weiteres Filter 10 in Reihe hintereinander, in Fig. 1 von links nach rechts betrachtet. Das zusammengelegte Gaskissen 6 und sein Deckel 2 ist in Fig. 3 weggelassen.

Eine Variante der Ausführung besteht gemäß Fig. 4 darin, daß das Gehäuse 1 einstückig ist (z. B. durch zweistufiges Tiefziehen hergestellt) mit zentralem Gasgenerator 7 und dessen Anzünder 9 und daran zentrisch befestigt die Austrittsöffnungen 12. An den Stirnwänden des beispielsweise rohrförmigen Gasgenerators 7 grenzt dann ein lose eingelegtes Filter 10 innerhalb des Bodenbereichs 4, also der Wanne des Gehäuses 1, an. Als Abstandshalter zwischen Wannenmantel und Gasgenerator kann ein Steg 13, bevorzugt mehrere Stege in den Boden der Wanne 4 eingelegt sein. Wenn zwischen dem Rohr des zylinderförmigen Gasgenerators 7 und dem Mantel des Gehäuses 1 - kanalartig, wie Fig. 3 zeigt - noch Zwischenraum vorhanden ist, so wird dieser vorzugsweise ausgefüllt durch Batterien, Kondensatoren oder ähnliche Energieversorgungseinheiten 14 für die Auslöseschaltung (nicht dargestellt), welche einen Sensor 15 enthält, der ebenfalls einen solchen Freiraum bevorzugt im Bereich der Wanne 4 einnimmt. Die Wanne 4 kann dann nicht nur gasdicht, sondern auch elektromagnetisch dicht ausgeführt werden und/oder der Sensor 15 kann separat in dieser Art gekapselt sein. Sensor, Batterie und wenigstens Teile der Auswerteschaltung können mit einem sogenannten Safing-Sensor zu einer selbsttestfähigen Einheit, z. B. als integrierter Schaltkreis, eingebaut werden im oder am Bodenbereich der Wanne 4. Der Rand der Wanne 4 kann bei 5 oder anderer Stelle auch mit Schrauben an dem Lenkrad befestigt werden oder an einer gewünschten Struktur des Fahrzeugs, z. B. im Handschuhfach eines Armaturenbretts oder dgl.

Wenn die Befestigung am Lenkrad oder an der Struktur mittels Schrauben erfolgen soll, so muß die Schraubendurchführung gesondert abgedichtet werden.

In Fig. 5 und 6 ist eine andere Ausführungsform der Erfindung ersichtlich, mit längskanal- oder rinnenartigem Gehäuse 1 und einem Querschnitt, wie aus Fig. 6 ersichtlich. Dabei ist die Brennkammer in einem Hohlzylinder 7 gebildet, der von der Seite in eine entsprechende Aufnahmebohrung des Gehäuses bzw. Fortsatzes 4 eingeschoben wird oder, wie in Fig. 1 als scheibenförmiger Gasgenerator dargestellt, ist auch eine relativ kurze Treibstoffkammer mit seitlich dazu angeordneten Filterkammern denkbar. Der Anzünder 9 kann zentral (nicht dargestellt) und/oder an einer oder beiden Stirnseiten angeordnet sein. Das Rohr oder der Hohlzylinder der Brennkammer 7 hat dann, wie in Fig. 5, nach oben weisende Auslaßöffnungen 12. Über diesen stapelt sich ein Filter 10 in ein oder mehreren Lagen bekannten Filtermaterials und darüber kann noch ein Lochblech 11 angeordnet sein. Letzteres ist jedoch nicht funktionswesentlich. Nie Fig. 6 weiterzeigt, kann noch eine Energieversorgung 14 und/oder eine Sensoreinheit 15 angebaut sein seitlich im Raum unterhalb des Wannenrandes von 4. Letzteres ist besonders raumsparend und, wie bei Fig. 3, gemeinsam mit Gehäuse 1 bei der Montage in die Struktur oder ins Lenkrad einbaubar.

Bei der Erfindung kann die Größe der Querschnittsfläche für den Austritt der Arbeitsgase bzw. Übertritts zum Aufblasen des Gaskissens 6 deutlich vergrößert werden, weil die gesamte Fläche im wannenartigen Bereich des Gehäuses 1 nutzbar wird. Damit wird die spezifische thermische Belastung des Filtermaterials, gegeben durch Volumenstrom und Gastemperatur und hieraus die beaufschlagte Filterfläche deutlich vermindert. Die größere, mit der Erfindung zur Verfügung stehende Filterfläche, kann in zweierlei Weise genutzt werden: Man kann entweder preiswerteres Filtermaterial einsetzen oder bei gleichbleibendem Kostenaufwand das Gas besser filtrieren. Ebenso kann das Expansionsvolumen (hier gleich Filterkammervolumen) hinter der Brennkammer vergrößert werden und dadurch die daraus resultierende mechanische Druckbelastung verringert werden.

Claims (10)

1. Sicherheitseinrichtung für den Schutz von Insassen eines Fahrzeuges bei einem Aufprall als Teil eines Rückhaltesystems mit einem Gasgenerator, der bei einem Aufprall ein Zündsignal erhält und ein zusammengelegtes Gaskissen aufbläst, wenn ein Treibstoff des Gasgenerators angezündet wurde und wobei zumindest die Gaskissenanordnung und der Gasgenerator eine Baueinheit bilden, dadurch gekennzeichnet, daß

• - die Gaskissenanordnung und der Gasgenerator an einem gemeinsamen Träger und Einbauelement befestigt sind,
• - der Träger als Gehäuse für Gaskissen, Gasgenerator und Filter ausgebildet ist,
• - der Träger als Montageeinheit zum Verbinden mit einer Fahrzeugstruktur oder einem Fahrzeugteil ausgebildet ist.

2. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger/das Gehäuse wannenartig ausgebildet ist oder einen wannenartigen Bodenbereich aufweist.

3. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger/das Gehäuse in seinem Bodenbereich zur Aufnahme von Modulen, wie Gasgenerator und Filter, passend ausgebildet ist.

4. Sicherheitseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das oder die Filtermodule austrittseitig von einer gasdurchlässigen Membrane, vorzugsweise einem Lochblech, begrenzt ist/sind, das den wannenartigen Bereich innenliegend abschließt.

5. Sicherheitseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Membrane, die das Filter bedeckt, zugleich den Gasgenerator im wannenartigen Bereich des Trägers/Gehäuses festhält.

6. Sicherheitseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger/das Gehäuse ein oder mehrere Anzünder aufweist.

7. Sicherheitseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger/das Gehäuse ein oder mehrere Sensoren aufnimmt oder die Sensoren am Träger/Gehäuse außen bzw. innen anbaubar sind.

8. Sicherheitseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger/das Gehäuse ein Energieversorgungsmodul aufnimmt bzw. am wannenartigen Bereich anbaubar/einbaubar ist, insbesondere derart, daß die integrierte Einheit selbst testfähig und nicht nur gasdicht, sondern auch elektromagnetisch dicht ausgebildet ist.

9. Sicherheitseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einbaumodule im wesentlichen rohrförmig oder zylindrisch ausgebildet sind.

10. Sicherheitseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einbaumodule im wesentlichen ringförmig/scheibenförmig ausgebildet sind.