DE60036902T2

DE60036902T2 - Gasgenerator mit aufreissbarem Verschlusselement

Info

Publication number: DE60036902T2
Application number: DE60036902T
Authority: DE
Inventors: Douglas P. Meramora Campbell; Ahmad K. Higley Al-Amin; Timothy A. Lyndhurst Swann; Roy D. Mesa Van Wynsberghe; Jess A. Scottsdale Cuevas; Dean M. Tempe Esterberg; Bryan W. Mesa Shirk
Original assignee: TRW Vehicle Safety Systems Inc; TRW Automotive US LLC
Current assignee: ZF Active Safety and Electronics US LLC; ZF Passive Safety Systems US Inc
Priority date: 1999-08-10
Filing date: 2000-06-07
Publication date: 2008-08-07
Anticipated expiration: 2020-06-08
Also published as: DE20010176U1; US20030030260A1; US7131663B1; EP1075988A2; US7121582B2; EP1602536A2; US20050146121A1; DE60036902D1; EP1075988B1; JP2001071857A; DE60041012D1; EP1602536A3; US6908106B2; JP3488183B2; EP1602536B1; DE20023934U1; EP1075988A3

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Aufblasvorrichtung, welche Aufblasströmungsmittel zum Aufblasen einer aufblasbaren Fahrzeuginsassenschutzeinrichtung liefert, und genauer, auf eine Aufblasvorrichtung, in welcher ein zerreißbares Verschlussglied getragen wird.
Hintergrund der Erfindung
Eine aufblasbare Fahrzeuginsassenschutzeinrichtung, wie beispielsweise ein Seitenvorhang oder ein Airbag, wird aufgeblasen beim Auftreten eines Fahrzeugzustands, der das Aufblasen des Seitenvorhangs oder des Airbags erfordert. Wenn das Aufblasen erforderlich ist, wird eine Aufblasvorrichtung betätigt, um Aufblasströmungsmittel zu liefern, welches den Seitenvorhang oder den Airbag in das Fahrzeuginsassenabteil hinein aufbläst.
Die Aufblasvorrichtung weist einen Behälter auf, der eine Aufblasströmungsmitteldruckkammer mit einem Auslassdurchlass definiert. Ein zerreißbares Verschlussglied ist an dem Behälter befestigt, um die Aufblasströmungsmittelströmung durch den Auslassdurchlass zu blockieren. Die Aufblasvorrichtung weist ferner eine elektrisch betätigbare Zündvorrichtung auf, welche bei Betätigung bewirkt, dass das Verschlussglied reißt, sodass Aufblasströmungsmittel von der Aufblasvorrichtung in die Druckkammer strömen kann.
DE 198 02 548 A1 offenbart in 12 eine Vorrichtung zum Vorsehen eines Aufblasströmungsmittels, um eine aufblasbare Fahrzeuginsassenschutzeinrichtung aufzublasen, wobei die Vorrichtung Folgendes aufweist: einen Behälter mit einer Kammer zum Lagern eines Aufblasströmungsmittels unter Druck, wobei der Behälter einen Auslassdurchlass besitzt, durch den Aufblasströmungsmittel von der Kammer und aus dem Behälter strömt; ein zerreißbares Verschlussglied, das an dem Behälter befestigt ist, und den Strom des Aufblasströmungsmittels durch den Auslassdurchlass blockiert; eine Tragvorrichtung für das zerreißbare Verschlussglied, wobei das zerreißbare Verschluss glied einen ersten Teil besitzt, der durch den Druck des Aufblasströmungsmittels deformiert wird, sowie einen zweiten, ringförmigen Teil, der den ersten Teil umgibt; und eine Zündvorrichtung, die bei Betätigung das Verschlussglied zerreißt.
US 3,806,153 A offenbart eine Vorrichtung zur Verwendung in einem Fahrzeugsicherheitssystem, welche ein aufblasbares Glied, ein gelagertes Strömungsmittel unter Druck, und eine Treibmittelfüllung zum Erzeugen eines heißen Gases verwendet. Die Vorrichtung umfasst einen abgedichteten Behälter zum Lagern des Strömungsmittels unter Druck und umfasst einen Wandteil, der betriebsbereit ist, um bei einem vorbestimmten Druck zu zerreißen. Ein Treibmittelspeichermittel ist benachbart zu dem zerreißbaren Wandteil vorgesehen und besitzt darin eine Treibmittelkammer, in dem eine Treibmittelfüllung gelagert ist. Das Treibmittel erzeugt ein heißes Gas und entwickelt bei Entzündung einen vorbestimmten Druck, um das bewirken, dass der Wandteil zerreißt. Das Treibmittellagermittel sieht eine Verbindung zwischen der Treibmittelkammer und dem Inneren des Behälters vor. Ein Auslassmittel ist vorgesehen, welches durch den Wandteil abgedichtet wird, und betriebsbereit ist, um einen Ausgang von dem Behälter vorzusehen, wenn der Wandteil zerrissen ist. Wenn der Druck eines Kolbendüsenglieds auf des zerreißbaren Wandteils die vorbestimmte Größenordnung erreicht, löst sich der zerreißbare Wandteil von einem benachbarten Steg bei einer Nut und bewegt sich in das Innere des Behälters.
Die vorliegende Erfindung sieht eine Vorrichtung zum Liefern eines Aufblasströmungsmittels zum Aufblasen einer aufblasbaren Fahrzeuginsassenschutzeinrichtung gemäß Anspruch 1 vor. Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung können den abhängigen Ansprüchen entnommen werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die vorangegangenen und andere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann des Gebiets, auf das sich die vorliegende Erfindung bezieht, beim Berücksichtigen der folgenden Beschreibung der Erfindung mit Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen offensichtlich werden, wobei in den Zeichnungen zeigt:
1 eine schematische Darstellung einer Fahrzeugsicherheitsvorrichtung, die die vorliegende Erfindung verkörpert;
2 eine vergrößerte Schnittansicht einer Aufblasvorrichtung der Sicherheitsvorrichtung der 1;
3 eine vergrößerte Ansicht eines Teils der Aufblasvorrichtung der 2
4 eine Ansicht, ähnlich der 3, die ein zerreißbares Verschlussglied zeigt, bevor Aufblasströmungsmittel in den Behälter eintritt, welcher durch das Verschlussglied verschlossen ist;
5 eine Ansicht, ähnlich der 3, die das Verschlussglied zeigt, nachdem eine Zündvorrichtung der Aufblasvorrichtung betätigt worden ist;
6 ein Ansicht, ähnlich der 5, die einen Teil des Verschlussglieds im abgescherten Zustand zeigt; und
7 eine Ansicht, ähnlich der 6, die das Verschlussglied während der Strömung von Aufblasströmungsmittel von dem Behälter zeigt.
Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Fahrzeuginsassensicherheitsvorrichtung. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine aufblasbare Fahrzeuginsassenschutzeinrichtung, wie beispielsweise eine Seitenvorhanganordnung, um dabei zu helfen, einen Fahrzeuginsassen beim Auftreten eines Seitenaufpralls auf ein Fahrzeug zu schützen. Repräsentativ für die vorliegende Erfindung stellt 1 schematisch eine Fahrzeuginsas sensicherheitsvorrichtung 10 dar um dabei zu helfen, einen Insassen eines Fahrzeugs 12 zu schützen.
Die Sicherheitsvorrichtung 10 umfasst eine aufblasbare Fahrzeuginsassenschutzeinrichtung in Form eines Seitenvorhangs 14. Der Seitenvorhang 14 ist benachbart zur Seitenstruktur 16 des Fahrzeugs 12 befestigt. Ein Füllrohr 20 erstreckt sich in den Seitenvorhang 14. Eine betätigbare Aufblasvorrichtung 22 leitet bei Betätigung Strömungsmittel in das Füllrohr 20, welches seinerseits das Strömungsmittel in den aufblasbaren Seitenvorhang 14 leitet, um den Seitenvorhang aufzublasen. Der Seitenvorhang 14 wird von einem unaufgeblasenen und gelagerten Zustand (nicht gezeigt) zu einem aufgeblasenen Zustand, wie in 1 dargestellt, aufgeblasen. In seinem aufgeblasenen Zustand ist der Seitenvorhang 14 zwischen der Seitenstruktur des Fahrzeugs und einem Fahrzeuginsassen positioniert. Der Seitenvorhang 14 ist aus einem Material mit einer niedrigen Permeabilität hergestellt, sodass der Vorhang für eine lange Zeitperiode, wie beispielsweise sieben Sekunden oder länger, aufgeblasen bleibt.
Das Fahrzeug 12 umfasst einen Sensor 24, der in der Technik bekannt ist, zum Abfühlen eines Seitenaufpralls auf das Fahrzeug und/oder eines Fahrzeugüberschlags, um die Aufblasvorrichtung 22 zu betätigen. Der Sensor 24 kann eine Fahrzeugelektrikschaltung zum Betätigen der Aufblasvorrichtung 22 umfassen, und zwar ansprechend auf das Abfühlen eines Seitenaufpralls auf das Fahrzeug und/oder auf einen Fahrzeugüberschlag. Der Sensor 24 liefert ein elektrisches Signal über Leitungsdrähte 26 an die Aufblasvorrichtung 22, wenn die Aufblasvorrichtung betätigt werden soll.
Die Aufblasvorrichtung 22 (2) weist eine Aufblasströmungsmittelquelle für den Seitenvorhang 14 auf. Die Aufblasvorrichtung 22 umfasst einen Behälter 30 mit einer im Allgemeinen langgestreckten Konfiguration, die einen Hauptkörperteil 32 und eine Endkappe 34 umfasst. Die Endkappe 34 ist an einem offenen Ende 33 des Hauptkörperteils 32 durch Reibungsschweißen befestigt. Die Endkappe 34 könnte jedoch auf irgendeine in der Technik bekannten Art und Weise an dem Hauptkörperteil 32 befestigt sein, wie beispielsweise durch Verwendung von Laserschweißungen, durch Hartlöten oder Schraubengewinde.
Der Hauptkörperteil 32 des Behälters 30 besitzt eine rohrförmige, zylindrische Konfiguration, die eine sich axial erstreckende zylindrische Seitenwand 40 umfasst. Die Seitenwand 40 besitzt eine zylindrische Innenoberfläche 42, die auf einer Längsmittelachse 44 der Aufblasvorrichtung 22 zentriert ist. Ein zweiter Endteil 46 des Hauptkörperteils 32 wird durch eine gewölbte bzw. kuppelförmige Endwand 48 verschlossen. Die Seitenwand 44 und die Endwand 48 definieren eine Kammer 50 in dem Behälter 30.
Die Kammer 50 enthält unter Druck stehendes Aufblasströmungsmittel. Das Aufblasströmungsmittel, welches in der Kammer 50 gespeichert ist, besteht vorzugsweise im Wesentlichen aus Helium bei einem Speicherdruck innerhalb des Bereichs von etwa 4000 psi bis etwa 7000 psi. Das Aufblasströmungsmittel kann jedoch irgendeine andere Zusammensetzung und einen Speicherdruck, geeignet für das Aufblasen des Seitenvorhangs 14, besitzen.
Die Endkappe 34 (2 und 3) des Behälters 30 besitzt eine im Allgemeinen zylindrische Konfiguration, die eine sich axial erstreckende zylindrische Seitenwand 70 und eine Endoberfläche 72 umfasst. Eine ringförmige Anordnung von Aufblasströmungsmittelauslassdurchlässen 76 ist in der Seitenwand 70 ausgebildet. Der Strömungsquerschnitt, die Anzahl und/oder die Konfiguration der Auslassdurchlässe 76 kann ausgewählt werden, um die Strömung von Aufblasströmungsmittel in den Seitenvorhang 14 hinein einzuschränken oder anderweitig zu steuern, und zwar durch das Füllrohr 20, welches auf eine bekannte Weise mit der Endkappe 34 verbunden ist, wie in 1 schematisch dargestellt ist.
Die Endkappe 34 umfasst eine Oberfläche 78 (2), die sich im Allgemeinen parallel zu der Endoberfläche 72 erstreckt. Ein Durchlass 80 erstreckt sich axial durch die Endkappe 34 und schneidet die Oberfläche 78. Der Durchlass 80 führt Aufblasströmungsmittel von der Kammer 50 zu den Auslassdurchlässen 76. Der Durchlass 80 ist auf der Achse 44 zentriert.
Ein zerreißbares Verschlussglied 92 (2 und 3), wie beispielsweise eine Berstscheibe, ist an der Oberfläche 78 durch eine Laserschweißung 94 befestigt. Die Berstscheibe 92 könnte jedoch auf irgendeine in der Technik bekannte Art und Weise mit der Oberfläche 78 verbunden sein, wie beispielsweise durch Hartlöten, Buckelschweißen oder Elektronenstrahlschweißen. Die Berstscheibe 92 ist auf der Achse 44 zentriert und blockiert die Strömung von Aufblasströmungsmittel durch den Durchlass 80 und zu den Durchlässen 76.
Eine Zündvorrichtung 98, die auf der Achse 44 zentriert ist, ist in einer hohlen Tragvorrichtung 100, die das Verschlussglied 92 trägt, aufgenommen. Leitungsdrähte 26 erstrecken sich von Anschluss- bzw. Steckerstiften 101 der Zündvorrichtung 98, um das elektrische Signal von dem Sensor 24 zu empfangen. Die Tragvorrichtung 100 ist auf der Achse 44 zentriert. Die Tragvorrichtung 100 (2 und 3) besitzt einen Flansch 102, der mit der Endoberfläche 72 der Endkappe 34 in Eingriff steht. Der Flansch 102 erstreckt sich radial außerhalb der Tragvorrichtung 100 und steht ebenfalls mit einer sich radial erstreckenden Basis 104 der Zündvorrichtung 98 in Eingriff.
Ein ringförmiger Randteil 106 erstreckt sich von der Endoberfläche 72. Der Randteil 106 ragt anfangs axial weg von der Endoberfläche 72 und ist nachfolgend um die Basis 104 der Zündvorrichtung 98 herum gecrimpt, um die Zündvorrichtung und die Tragvorrichtung 100 an ihrem Platz in der Endkappe 34 zu halten. Alternativ können die Zündvorrichtung 98 und die Tragvorrichtung 100 an die Endkappe 34 geschweißt sein, um die Zündvorrichtung und die Tragvorrichtung in der Endkappe zu halten.
Die Tragvorrichtung 100 ragt nach innen vor entlang der Achse 44 in den Anschlag mit dem Verschlussglied 92. Die Tragvorrichtung 100 ist auf diese Weise in einer tragenden Beziehung mit dem Verschlussglied angebracht. Genauer gesagt, wird das Verschlussglied 92 dem Speicherdruck des Auf blasströmungsmittels in der Kammer 50 unterworfen. Daher überträgt das Verschlussglied 92 eine Strömungsmittelspeicherdruckkraft axial nach außen gegen die Tragvorrichtung 100. Die Tragvorrichtung 100 überträgt ihrerseits die Strömungsmittelspeicherdruckkraft auf die Endoberfläche 72 der Endkappe 34, wo die Zündvorrichtung 98 an den gecrimpten Rand 106 der Endoberfläche 72 anstößt.
Die Tragvorrichtung 100 definiert eine Kammer 110. Und ein Endteil 112 der Tragvorrichtung 100 besitzt einen ring- bzw. kreisförmigen Rand 114, der mit dem Verschlussglied 92 in Eingriff steht. Der Rand 114 definiert eine Öffnung 116 in die Kammer 110 hinein.
Das Verschlussglied 92 besitzt einen mittleren kuppelförmigen Teil 122, der sich in die Kammer 110 hinein erstreckt. Ein Teil 124 des Verschlussglieds 92 umgibt den kuppelförmigen Teil 122. Der Teil 124 des Verschlussglieds 92 erstreckt sich von dem kreisförmigen Rand 114 der Tragvorrichtung 100 zu der Oberfläche 78 der Endkappe 34. Ein Teil 126 des Verschlussglieds 92 umgibt den Teil 124 und ist an die Oberfläche 78 geschweißt.
Wenn die Kammer 50 nicht mit dem Aufblasströmungsmittel gefüllt ist, wie in 4 gezeigt, ist das Verschlussglied 92 eine flache Scheibe. Das Verschlussglied 92 ist von dem Rand 114 der Tragvorrichtung 100 beabstandet. Während der nachfolgenden Belastung des Verschlussglieds 92 durch den Druck des Aufblasströmungsmittels, wird das Verschlussglied gespannt und unterzieht sich einer plastischen Verformung in die Kammer 110 hinein. Das Verschlussglied 92 verformt sich von der flachen Scheibe, die in 4 gezeigt ist, in die in 3 gezeigte Form. Während der plastischen Verformung tritt eine Verfestigung des Verschlussglieds 92 auf.
Auf den Empfang eines elektrischen Signals vom Sensor 24 hin, wird die Zündvorrichtung 98 auf eine bekannte Weise betätigt, um eine Stoßwelle und Verbrennungsgas zu produzieren. Der Druck des Verbrennungsgases, gekoppelt mit der Stoßwelle, wirkt auf den kuppelförmigen Teil 122 des Verschluss glieds 92, um die Kuppel von der in 3 gezeigten Position zu der in 5 gezeigten Position umzukehren.
Die große Bewegung der Kuppel 122 schert die Kuppel aus dem Verschlussglied 92, wie in 6 gezeigt, ab. Der Teil 124 des Verschlussglieds 92 fährt fort, den Durchlass 80 zu blockieren. Der durch das Aufblasströmungsmittel erzeugte Druck wird nur durch die Stärke des Teils 124 getragen, wenn die Kuppel 122 entfernt ist. Der Druck des Aufblasströmungsmittels bewirkt, dass der Teil 124 des Verschlussglieds 92 reißt und sich von dem Tragglied 100 zu der in 7 gezeigten Position wegschält (petal away), wobei eine Strömung von Aufblasströmungsmittel durch den Durchlass 80 und die Auslassdurchlässe 76 und danach zu dem Seitenvorhang 14 geliefert wird.
Aus der obigen Beschreibung der Erfindung werden Fachleute des Gebiets Verbesserungen, Veränderungen und Modifikationen erkennen. Obwohl die Aufblasvorrichtung 22 mit einem Seitenvorhang 44 verwendet gezeigt worden ist, könnte die Aufblasvorrichtung 22 beispielsweise in irgendeiner bekannten aufblasbaren Fahrzeuginsassenschutzeinrichtung verwendet werden, wie beispielsweise Airbags, aufblasbaren Sicherheitsgurten, aufblasbaren Kniepolstern, aufblasbaren Airbags zum Betrieb von Kniepolstern und aufblasbaren Auskleidungen im Kopfbereich. Solche Verbesserungen, Veränderungen und Modifikationen innerhalb des Fachkönnens sollen durch die angehängten Ansprüche abgedeckt werden.

Claims

Eine Vorrichtung (22) zum Vorsehen von Aufblasströmungsmittel, um eine aufblasbare Fahrzeuginsassenschutzeinrichtung (14) aufzublasen, wobei die Vorrichtung (22) Folgendes aufweist: einen Behälter (30) mit einer ersten Kammer (50) zum Speichern von Aufblasströmungsmittel unter Druck, wobei der Behälter (30) einen Auslassdurchlass (76, 80) besitzt, durch welchen Ausblasströmungsmittel von der ersten Kammer (50) und aus dem Behälter (30) fließt; ein zerreißbares Verschlussglied (92), das an dem Behälter (30) befestigt ist und die Strömung von Aufblasströmungsmittel durch den Auslassdurchlass (76, 80) blockiert; eine Tragvorrichtung (100) für das zerreißbare Verschlussglied (92), das eine zweite Kammer (110) benachbart zu dem zerreißbaren Verschlussglied (92) definiert; wobei das zerreißbare Verschlussglied (92) einen ersten Teil (122) besitzt, der in die zweite Kammer (110) hinein durch den Druck des Aufblasströmungsmittels verformt ist, und einen zweiten ringförmigen Teil (124), der den ersten Teil (122) umgibt; und eine Zündvorrichtung (98), die bei Betätigung das Verschlussglied (92) durch Abscheren des ersten Teils (122) von dem zweiten Teil (124) zerreißt.
Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei das zerreißbare Verschlussglied (92) eine flache Scheibe aufweist, die in einem vorbestimmten Abstand von einem offenen ersten Ende der Tragvorrichtung (100) in einem vorbestimmten Abstand beabstandet ist bevor das Aufblasströmungsmittel in den Behälter (30) eingeführt wird.
Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei das zerreißbare Verschlussglied (92) ringförmig ist und einen mittleren kuppelförmigen Teil mit einem ersten (122) Teil aufweist.
Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Zündvorrichtung (98) bei Betätigung den ersten Teil (122) von dem zweiten Teil (124) abschert und wobei das Aufblasströmungsmittel, das auf den zweiten Teil (124) einwirkt, bewirkt, dass der zweite Teil (124) von der Tragvorrichtung (100) weggeblättert bzw. weggeschält wird und den Durchlass (76, 80) öffnet, um eine Strömung von Aufblasströmungsmittel von der ersten Kammer (50) durch den Auslassdurchlass (76, 80) vorzusehen.
Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei der zweite Teil (124) den Auslassdurchlass (76, 80) blockiert vor dem Wegblättern von der Tragvorrichtung (100) und dem Öffnen des Auslassdurchlasses (76, 80).
Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei die Zündvorrichtung (98) eine Basis (104) besitzt, die durch einen Teil (102) des Behälters (30) getragen wird, und wobei die Tragvorrichtung (100) ein hohles Glied mit einem zweiten Ende besitzt, das dem offenen ersten Ende, getragen durch die Basis (104), gegenüber liegt, wobei sich die Zündvorrichtung (98) in das hohle Glied hinein erstreckt.
Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei das zerreißbare Verschlussglied (92) plastisch in die zweite Kammer (110) hinein verformt wird und infolge der plastischen Verformung verfestigt wird.
Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei das zerreißbare Verschlussglied (92) einen dritten Teil (126) besitzt, der den zweiten Teil (124) umgibt und ferner eine Schweißverbindung (94) zwischen dem dritten Teil (126) und dem Behälter (30) umfasst.
Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei der offene erste Endteil der Tragvorrichtung (100) einen kreisförmigen Rand (114) umfasst, der eine Öffnung (116) in die zweite Kammer (110) hinein definiert, wobei der Rand (114) eine Oberfläche besitzt, die mit dem zerreißbaren Verschlussglied (92) in Eingriff steht.
Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die aufblasbare Fahrzeuginsassenschutzeinrichtung (14) angepasst ist, um sich in eine Position zwischen einem Fahrzeuginsassen und einer Seitenstruktur des Fahrzeugs aufzublasen.
Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 10, wobei die aufblasbare Fahrzeuginsassenschutzeinrichtung (14) mindestens sieben Sekunden lang in dem aufgeblasenen Zustand gehalten wird.
Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 10, wobei das Aufblasströmungsmittel im Wesentlichen aus Helium besteht.
Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 10, die ferner ein Füllrohr (20) umfasst mit einem Teil, der in der aufblasbaren Fahrzeuginsassenschutzeinrichtung (14) gelegen ist, wobei das Füllrohr (20) Aufblasströmungsmittel zu der aufblasbaren Fahrzeuginsassenschutzeinrichtung (14) liefert, um die aufblasbare Fahrzeuginsassenschutzeinrichtung (14) aufzublasen.