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Die Erfindung betrifft ein
Airbag-Modul mit einem Gasverteiler.
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Seit einiger Zeit werden intelligente
Rückhaltesysteme
bzw. Airbag-Systeme für
Kraftfahrzeug entwickelt, bei denen durch verschiedene Sensoren ermittelt
wird, ob ein Fahrzeuginsasse sich im direkten Ausschuß- bzw.
Entfaltungsbereich des Luftsackes befindet. Wenn dies der Fall ist,
wird die Menge des in den Luftsack strömenden Gases möglichst
reduziert, um eventuelle Verletzungen durch den Luftsack zu vermeiden.
Zur Einstellung der Menge des in den Luftsack strömenden Gases
werden bislang überwiegend
mehrstufige Gasgeneratoren verwendet. Bei diesen mehrstufigen Gasgeneratoren
wird die gesamte Treibstoffmenge in mehrere Einheiten unterteilt,
welche entweder alle gleichzeitig, zeitversetzt oder von denen nur
einzelne Einheiten gezündet
werden. Bei sogenannten Hybridgasgeneratoren sorgt das Zünden nur
einer Stufe dafür,
daß bereits das
gesamte Speichergas in den Luftsack strömt. Das Zünden einer zweiten oder weiterer
Stufen führt dann
lediglich zu einem Temperatur- und damit Druckanstieg des Gases,
erhöht
die Gasmasse jedoch nur unerheblich. Jedoch hat die Gasmasse einen
erheblichen Einfluß auf
die Energie des sich entfaltenden Luftsackes und hat damit auch
auf ein mögliches
Verletzungsrisiko für
einen Fahrzeuginsassen durch den Luftsack.
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Diese bislang verwendeten zweistufigen Gasgeneratoren
sind sehr aufwendig aufgebaut, so daß diese Gasgeneratoren auch
erhöhte
Herstellungskosten verursachen. Ferner ist es insbesondere bei den
Hybridgasgeneratoren schwierig, die Masse des in den Luftsack strömenden Gases
gegebenenfalls zu reduzieren.
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Weiterhin sind Airbag-Module bekannt,
bei denen an dem Gasgenerator Gasverteilvorrichtungen angeordnet
sind. Diese Gasverteilvorrichtungen bieten Abströmöffnungen, die mittels Klappen
verschlossen sind. Diese Klappen können gegebenenfalls geöffnet werden,
so daß ein
Teil des Gases nicht in den Luftsack, sondern durch die Abströmöffnungen
in die Umgebung abströmt.
So kann die Masse des in den Luftsack strömenden Gases reduziert werden.
Eine derartige Gasverteilvorrichtung ermöglicht jedoch nur eine indirekte
und damit ungenaue Einstellung der in den Luftsack einströmenden Gasmasse.
Ferner läßt sich
durch diese Vorrichtung die in den Luftsack einströmende Gasmasse
nur bis zu einem bestimmten Wert reduzieren, eine weitere Verringerung über diesen
Wert hinaus ist nicht möglich.
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US
5,707,078 offenbart ein Airbag-Modul mit einem Gasgenerator,
welcher mit einem Gasverteiler mit einer Ventileinrichtung versehen
ist, welche es ermöglicht,
eine Gasströmung
von dem Gasgenerator in den Luftsack zu unterbrechen und gleichzeitig
eine Abströmöffnung zu öffnen, um
das Gas aus dem Gasgenerator, welches nicht mehr in den Luftsack strömen kann,
in die Umgebung abströmen
zu lassen. Diese Ventileinrichtung ist seitlich zu dem Gasgenerator
angeordnet und weist einen linear beweglichen Schieber oder eine
drehbare Hülse,
welche den Gasgenerator vollständig
umgibt, auf, welche Öffnungen
aufweisen, welche je nach Stellung der Hülse bzw. des Schiebers mit
entsprechenden Öffnungen
in dem den Gasgenerator umgebenden Gehäuse zur Deckung gebracht werden
können,
so daß entsprechende
Strömungswege
geöffnet
werden. Diese Ventileinrichtung und der gesamte-Gasverteiler beanspruchen einen großen Bauraum,
da sie den Gasgenerator vollständig
umgeben. In den Worten von Anspruch 1 offenbart
US 5707078 A (siehe
Figs. 1 und
2)
ein Airbagmodul mit einem Gasverteiler (
12), welcher ringförmig um
eine Gasauslaßvorrichtung
eines Gasgenerators (
24) angeordnet ist, in welchem mindestens
ein erster (
38) und ein zweiter (
40) Strömungspfad
in dem Gasverteiler (
12) für ein Gas vorgesehen sind,
wobei der erste Strömungspfad
(
38) den Gasgenerator (
24) mit einem Airbag verbindet, der
zweite Strömungspfad
(
40) nicht mit dem Airbag verbunden ist, wobei der Gasverteiler
(
12) konzentrisch mit der Gasauslaßvorrichtung angeordnet ist, und
einen bogenförmigen,
beweglichen Ventilschieber (
42) umfaßt, und die Strömungspfade
(
38,
40) als Öffnungen
konstruiert sind, welche sich quer zur Bewegung des Schiebers (
42)
erstrecken. WO 9831570 A offenbart ein Airbagmodul mit einem Inflator
und der Airbag ist in einem boxähnlichem
Gehäuse
angeordnet. Das Gehäuse
hat Belüftungsöffnungen,
welche durch ein bewegliches Glied bedeckt sind. Das Glied ist relativ
zu den Belüftungsöffnungen
zum Öffnen
und Schließen
der Belüftungsoffnung
beweglich, um die Menge des Inflatorgases, welches dem Airbag zugeführt wird,
und die Menge des Inflatorgases, welches aus dem Gehäuse herausgetrieben
bzw. ausgelassen wird, zu steuern bzw. regeln.
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WO 9726160 offenbart ein Airbagmodul
mit einem rotierenden und einem stationären Hülsenkörper, welcher Öffnungen
an der Oberseite eines Inflators angeordnet aufweist. Eine relative
Bewegung zwischen der rotierenden und der stationären Buchse
erlaubt einen gesteuerten bzw. geregelten Gasaustritt von dem Inflator
in den Airbag und einen Gasaustritt in die Umgebung.
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EP 814 000 A offenbart ein Airbag-Modul mit einer
Vetileinrichtung, welche einen Strömungsweg von einem Gasgenerator
zu einem Luftsack unterbrechen und gleichzeitig eine Ventilationsöffnung, welche
mit dem Luftsack verbunden ist, öffnen
kann, um den Druck in dem Luftsack nicht über einen vorbestimmten Wert
ansteigen zu lassen. Doch ist auch diese Anordnung insbesondere
in Verwendung mit einem pyrotechnischen Gasgenerator problematisch, da
bei einem Schließen
der Strömungswege
zwischen Gasgenerator und Luftsack keine sichere Ableitung des weiterhin
von dem Gasgenerator erzeugten Gases gewährleistet werden kann, was
zu einem unerwünscht
hohen Druck in dem Gasgenerator führen kann.
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Es ist Aufgabe der Erfindung ein
verbessertes Airbagmodul mit einem Gasverteiler vorzusehen, welches
eine exakte Einstellung des Gasvolumens, welches in den Airbag eintritt,
durch Auslassen unnötiger
Mengen von Gas in die Umgebung sowie so geringe Strömungswiderstände wie
möglich
erlaubt, und eine kompakte Gasverteilerkonstruktion beinhaltend
bzw. inkorporierend.
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Die Aufgabe wird durch ein Airbag-Modul
mit einem zwischen einem Gasgenerator und einem Luftsack angeordneten
Gasverteiler mit den in Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen
ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Bei dem erfindungsgemäßen Airbag-Modul ist
zwischen einem Gasgenerator und einem Luftsack ein Gasverteiler
angeordnet. Der Gasverteiler weist zumindest einen ersten und einen
zweiten Strömungsweg
für ein
Gas auf. In den Strömungswegen ist
jeweils zumindest eine Ventileinrichtung zum Öffnen oder Schließen des
jeweiligen Strömungsweges angeordnet.
Dabei verbindet der erste Strömungsweg
den Gasgenerator mit dem Luftsack, während der zweite Strömungsweg
nicht mit dem Luftsack verbunden ist. Aufgrund dieser Anordnung
ist es möglich,
durch entsprechendes Ansteuern bzw. Einstellen der Ventileinrichtungen
das von dem Gasgenerator erzeugte Gas gezielt durch den ersten Strömungsweg
in den Luftsack einzuleiten oder durch den zweiten Strömungsweg
von dem Luftsack weg abzuleiten. So gibt es zum einen die Möglichkeit,
eine überschüssige Gasmenge,
welche zum Befüllen
des Luftsackes nicht benötigt
bzw. aufgrund einer bestimmten Position eines Fahrzeuginsassen nicht
erwünscht
ist, über
den zweiten Strömungsweg
abzuleiten, so daß diese
nicht in den Luftsack einströmt. Ferner
ist es möglich,
durch eine Ventileinrichtung in dem ersten Strömungsweg, dessen Querschnitt
zu verringern und damit die in den Luftsack einströmende Gasmenge
bzw. -masse zu verringern. Wenn die Ventileinrichtung in dem ersten
Strömungsweg
vollständig
geschlossen ist, kann ein Einströmen
von Gas in den Luftsack nahezu vollständig unterbunden werden. Je
nach Ausgestaltung der Ventileinrichtung strömt dann lediglich noch eine
Restmenge von Gas in den Luftsack. Diese Restmenge kann in der Regel nicht
vermieden werden, da an den hier verwendeten Ventileinrichtungen
keine vollständig
abdichtenden Dichtungsmittel vorgesehen sind. Jedoch ist eine derartige
Restmenge von Gas, beispielsweise 20% der normalen Menge, die in
den Luftsack einströmt, unerheblich,
da diese den Luftsack nicht so weit befüllen kann, daß dieser
zu einem Verletzungsrisiko für einen
Fahrzeuginsassen werden kann.
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Die Ventileinrichtungen des ersten
und des zweiten Strömungsweges
weisen wenigstens einen gemeinsamen, beweglichen Schieber auf, wobei
in einer ersten Stellung des Schiebers der erste Strömungsweg
geöffnet
und der zweite Strömungsweg geschlossen
und in einer zweiten Stellung des Schiebers der erste Strömungsweg
geschlossen und der zweite Strömungsweg
geöffnet
ist. Diese Ausführungsform
ermöglicht,
daß, wenn
beispielsweise der Fahrzeuginsasse sich zu nah an dem Airbag-Modul befindet,
der Luftsack nur geringfügig
oder nahezu gar nicht aufgeblasen wird, indem der erste Strömungsweg,
der den Gasgenerator mit dem Luftsack verbindet, geschlossen wird.
Dadurch, daß ein
gemeinsamer Schieber gleichzeitig den zweiten Strömungsweg
entsprechend öffnet,
kann sichergestellt werden, daß die
zum Befüllen
des Luftsackes nicht erforderliche Gasmenge sicher durch den zweiten Strömungsweg
abgeleitet wird, so daß es
nicht zu einem unerwünschten
oder unzulässigen Überdruck
in dem Gasgenerator oder dem Gasverteiler kommen kann.
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Der Schieber ist bogenförmig und
in einem Ringkanal geführt,
der konzentrisch zu einer Gasaustrittseinrichtung eines Gasgenerators
angeordnet ist, und wobei die Strömungspfade als Öffnungen
konstruiert sind, welche sich quer zu der Bewegungsrichtung des
Schiebers durch den ringförmigen
Kanal erstrecken. Auf diese Weise wird eine äußerst kompakte Ausgestaltung
des Gasverteilers erreicht. So kann der Gasverteiler um eine Gasaustrittseinrichtung
eines bekannten Gasgenerator herum angeordnet werden, ohne daß zusätzliche
Modifikationen an dem Gasgenerator erforderlich wären. Der
Gasverteiler umgibt somit nur den Bereich des Gasgenerators, in welchem
die Gasauslaßvorrichtung
in der Form von Gasauslaßöffnungen
angeordnet ist. Der Gasgenerator ist vorzugsweise rohrförmig, worin
die Gasauslaßöffnungen
an einem Ende entlang des Umfangs des Gasgenerators angeordnet sind,
welche dem Gas erlauben, im wesentlichen radial herauszuströmen. Der
Schieber kann sich in dem ringförmigen
Kanal quer zu einer Strömungsrichtung
des Gases, welches durch die Öffnungen
strömt,
bewegen und die entsprechenden Öffnungen
abdichten oder klären bzw.
freigeben. Bei einer ringförmigen
Konstruktion des Gasverteilers, wobei ein gebogener Schieber in den
ringförmigen
Kanal bewegt wird, bilden die Öffnungen
die Strömungspfade
aus dem Gasverteiler aus, erstreckensich somit in radialer Richtung,
um so dem Gas. zu erlauben, radial aus der Gasauslaßvorrichtung
des Gasgenerators zu strömen,
um radial aus dem Gasverteiler ohne weitere Verteilung zu strömen. Somit
wird der Strömungswiderstand
minimiert und die Befüllung
des Gassacks bzw. Airbags wird beschleunigt. Die Öffnungen
erstrecken sich vorzugsweise etwa über den gesamten Umfang des ringförmigen Kanals
zwischen zwei Führungsvorrichtungen
parallel zueinander, in welchen der Schieber entlang seiner lateralen
Kanten geführt
wird. Somit wird die Größe der Öffnungen
für einen
Gasfluß durch
den Gasverteiler maximiert und der Strömungswiderstand in dem Gasverteiler
wird weiter minimiert.
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Vorteilhafterweise verbindet der
zweite Strömungsweg
den Gasgenerator mit zumindest einer Abströmöffnung. Diese Abströmöffnung ist
vorteilhafterweise so angeordnet, daß das ausströmende Gas von
dem Fahrzeuginsassen wegstromt. Dahe wird eine derartige Abströmöffnung bei
einem Fahrer- oder Beifahrer-Airbag vorzugsweise so plaziert, daß das durch
sie ausströmende
Gas in die Armaturentafel des Kraftfahrzeuges abgeleitet wird. So
kann eine überschüssige Menge
von Gas, die in einem speziellen Fall nicht zum Befüllen des
Luftsackes benötigt wird,
da dieser aufgrund einer bestimmten Position des zu schützenden
Fahrzeuginsassen nicht vollständig
befällt
werden soll, sicher abgeleitet werden, ohne daß die Gefahr besteht, daß der Fahrzeuginsasse
durch heißes
Gas, welches in die Umgebung abgeleitet wird, verletzt wird.
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Die Ventileinrichtungen sind vorzugsweise derart
gekoppelt, daß der
Gesamtströmungsquerschnitt
der Strömungswege
in jeder Stellung der Ventileinrichtungen, konstant bleibt. Auf
diese Weise kann sichergestellt werden, daß beim Schließen einer
der Ventileinrichtungen der Gesamtströmungsquerschnitt, durch den
das von dem Gasgenerator erzeugte Gas abströmen kann, nicht so weit verringert
wird, daß es
zu einen unzulässigen
Erhöhung des
Gasdruckes in dem Gasgenerator bzw. dem Gasverteiler kommt, wodurch
diese zerstört
werden bzw. explodieren könnten,
was ein erhebliches – Verletzungsrisiko
für Fahrzeuginsassen
darstellen würde.
Bei, entsprechender Kopplung der Ventileinrichtungen kann sichergestellt
werden, daß,
wenn die eine Ventileinrichtung den Querschnitt eines Strömungsweges
verringert, gleichzeitig die andere Ventileinrichtung den Querschnitt
des anderen Strömungsweges
um denselben Betrag erweitert, so daß der Gesamt-Strömungsquerschnitt
im wesentlichen konstant bleibt und eine Betätigung der Ventileinrichtungen
nicht zu einer Erhöhung
des Innendruckes im Gasgenerator und in dem Gasverteiler führen kann.
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Bevorzugt ist zumindest eine explosive Treibladung
zum Betätigen
der Ventileinrichtungen vorgesehen. Solch eine Treibladung besteht
beispielsweise aus einer Zündpille,
die, wie auch der Gasgenerator, elektrisch von einer entsprechenden Steuereinrichtung
gezündet
werden kann. Die Treibladung erzeugt dann schlagartig eine bestimmte Menge
Gas, welche beispielsweise einen Kolben in der Ventileinrichtung
antreiben kann, welcher die Ventileinrichtung zur Veränderung
des Strömungsquerschnitts
in dem entsprechenden Strömungsweg betätigt. Die
Betätigung
der Ventileinrichtungen durch Treibladungen hat den Vorteil, daß eine äußerst schnelle Betätigung der
Ventileinrichtungen ermöglicht
wird, wie sie bei einem Airbag-Modul, dessen Luftsack im Bereich
von Millisekunden aufgeblasen wird, erforderlich ist. Weiter bevorzugt
betätigen die
Treibladungen die Ventileinrichtungen derart, daß diese den entsprechenden
Strömungsweg
nahezu vollständig
verschließen
oder vollständig öffnen. Ein absolut
dichtes Verschließen
der Strömungswege
ist meist nicht erforderlich, so daß auf aufwendige Dichtungen
verzichtet werden, kann. Zweckmäßigerweise
sind Arretiermittel zum Arretieren der Ventileinrichtungen in vorbestimmten
Ventilstellungen vorgesehen. Diese Arretiermittel ermöglichen,
daß, die
Ventileinrichtungen in ihren Endstellungen fixiert werden, so daß sie sich
nicht unbeabsichtigt beispielsweise aufgrund von Erschütterungen,
die auf das Airbag-Modul einwirken, zurückbewegen können, was zu einer Wiederfreigabe
bzw. einem Wiederverschließen
des entsprechenden Strömungsweges und
somit zu einer Fehlfunktion des Airbag-Moduls führen könnte. Die Arretiermittel sind
vorzugsweise in Form von Rast- oder Klemmitteln ausgebildet, welche
die Ventileinrichtungen sicher in den entsprechenden Stellungen
festhalten.
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Bevorzugt ist eine Treibladung derart
angeordnet, daß der
Schieber durch Zünden
der Treibladung aus seiner ersten in seine zweiten Stellung bewegbar
ist. Beim Zünden
der Treibladung wird schlagartig ein Druck erzeugt, der den Schieber schlagartig
aus seiner ersten in die zweite Stellung bewegt. Dadurch ist ein äußerst schnelles
Bewegen des Schiebers möglich,
so daß die
vor dem Schließen
des ersten Strömungsweges
in den Luftsack einströmende
Gasmenge gering gehalten werden kann.
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Der Schieber ist bevorzugt in einer
Führungseinrichtung
gleitend geführt,
und die Führungseinrichtung
umfaßt
vorzugsweise Arretiermittel zum Arretieren des Schiebers im Bereich
der zweiten Position des Schiebers. Auf diese Weise wird eine zuverlässige und
gezielte Bewegung des Schiebers ohne Verklemmen bzw. Verkanten ermöglicht,
so daß Fehlfunktion
der Ventileinrichtungen verhindert werden können. Der Schieber ist vorzugsweise
nur in dem Bereich seiner lateralen Kanten in entsprechenden Führungsvorrichtungen
geführt,
worin die zwei Führungsvorrichtungen
sich parallel zueinander erstrecken. Ein Raum, welcher konfiguriert
bzw. ausgebildet ist, einen Strömungsdurchgang
auszubilden und teilweise geschlossen in Antwort zu der Position des
Schiebers ist, erstreckt sich zwischen den zwei Führungsvorrichtungen
vorzugsweise über
ungefähr die
gesamte Länge
davon. Die Arretiermittel halten den Schieber in der zweiten Stellung,
in der der erste Strömungsweg
geschlossen ist, fest, so daß dieser sich
nicht zurückbewegen
und unbeabsichtigt den ersten Strömungsweg wieder freigeben kann,
was zu einem unerwünschten
weiteren Befüllen
des Luftsackes führen
würde.
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In einer weiteren Ausführungsform
sind zwei erste und zwei zweite Strömungsdurchgänge sowie zwei Schieber angeordnet,
wobei die beiden Schieber vorzugsweise unabhängig voneinander bewegbar sind,
um jeweils einen ersten Strömungsweg
zu schließen
und gleichzeitig einen zweiten Strömungsweg zu öffnen. Dies
bedeutet, daß es
zwei Strömungswege
gibt, welche den Gasgenerator mit dem Luftsack verbinden. Ferner
gibt es zu jedem dieser ersten Strömungswege einen entsprechenden
zweiten Strömungsweg,
der gegebenenfalls zum Ableiten einer nicht zum Befüllen des
Luftsackes benötigten Gasmenge
dient. Vorzugsweise lassen sich die beiden Strömungswege, die den Gasgenerator
mit dem Luftsack verbinden, jeweils durch einen separaten Schieber
unabhängig
voneinander verschließen.
Somit ergeben sich weitere Einstell- bzw. Steuermöglichkeiten
beim Befüllen
des Luftsackes. Beispielsweise können
beide ersten Strömungswege
geöffnet sein,
so daß der
Luftsack vollständig
befüllt
wird, es können
jedoch auch einer oder beide erste. Strömungswege verschlossen werden,
so daß der
Luftsack nur teilweise oder nahezugar nicht befüllt wird. Weiter bevorzugt
können
dabei die beiden erste Strömungswege
unterschiedliche Querschnitte aufweisen, so daß, je nachdem welcher der beiden
Strömungsdurchgänge durch
einen Schieber verschlossen wird, ein unteschiedlich starkes Befüllen des Luftsackes
eingestellt werden kann. Gleichzeitig öffnet jedoch jeder Schieber
den zugehörigen
zweiten Strömungsweg,
so daß sichergestellt
wird, daß die Gasmenge,
welche nicht durch einen ersten Strömungsweg in den Luftsack strömt, durch
einen entsprechenden zweiten Strömungsweg
zuverlässig
abgeleitet wird. Dazu ist es zweckmäßig, daß der zu einem ersten Strömungsweg
gehörende
zweite Strömungsweg
denselben Querschnitt wie der erste Strömungsweg aufweist, so daß ein vollständiges Ableiten
der nicht benötigten
Gasmenge bzw. - masse sichergestellt werden kann und es nicht zu
einer unzulässigen
Erhöhung
des Innendruckes des Gasverteilers bzw. des Gasgenerators kommt.
Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebene Anzahl von Strömungswegen
beschränkt,
vielmehr können
auch mehr Strömungswege
angeordnet werden, wobei die Strömungswege
vorteilhafterweise so ausgestaltet sind, daß bei Betätigung der Ventileinrichtungen
der Gesamtströmungsquerschnitt
immer im wesentlichen konstant bleibt.
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Zweckmäßigerweise ist an dem Ringkanal
in Bewegungsrichtung hinter dem Schieber wenigstens ein mit dem
Ringkanal verbundenes Zündergehäuse zur
Aufnahme zumindest einer Treibladung angeordnet. Auf diese Weise
kann eine entsprechende Treibladung zum Bewegen des Schiebers direkt
an dem Ringkanal angeordnet werden, so daß eine beim Zünden von
der Treibladung erzeugte Druckwelle direkt in den Ringkanal eintritt
und den dort geführten Schieber
wie einen Kolben beschleunigt bzw. bewegt.
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Der zweite Strömungsweg kann den Gasgenerator
mit einem weiteren Luftsack verbinden. Bei dieser Anordnung kann
der Gasverteiler zum Befüllen
verschiedener Luftsäcke
durch ein und denselben Gasgenerator eingesetzt werden, beispielsweise je
nach Position eines Fahrzeuginsassen. Der Gasverteiler schaltet
dann zwischen entsprechenden Strömungswegen,
die den Gasgenerator mit verschiedenen Luftsäcken verbinden, um.
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Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung anhand beiliegender Zeichnungen beispielhaft beschrieben,
in welchen:
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1 einen
Schnitt durch einen an einem Gasgenerator angeordneten Gasverteiler
gemäß der Erfindung
entlang einer Linie A-A in 2 zeigt,
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2 einen
Querschnitt des in 1 gezeigten
Gasverteilers zeigt, und
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3 einen
Schnitt entlang der Linie B-B in 2 zeigt.
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1 zeigt
einen Schnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform eines Gasverteilers
für das erfindungsgemäße Airbag-Modul.
Der Gasgenerator 2 entspricht einem bekannten rohrförmigen Gasgenerator
und weist an einem Längsende
eine Gasaustrittseinrichtung 4 mit entsprechenden Austrittsöffnungen 6 auf.
An dem Stirnende der Gasaustrittseinrichtung 4 des Gasgenerators 2 ragt
ein Befestigungsbolzen 8 vorzugsweise in Form eines Gewindebolzens
hervor, welcher sowohl zur Befestigung des Gasgenerators 2 an
einer fahrzeugseitigen Tragstruktur als auch zur Befestigung des
Gasverteilers 10 an dem Gasgenerator 2 dient.
Der Gasverteiler 10 besteht aus einem ersten topfförmigen Element 12 mit
kreisförmiger
Grundfläche,
welches in seinem Boden ein Durchgangsloch 14 aufweist, durch
das sich der Bolzen 8 erstreckt. Ausgehend von dem Boden
des topfförmigen
Elementes 12 erstreckt sich im wesentlichen rechtwinklig
zu diesem eine ringförmige
Seitenwand 16. Das topfförmige Element 12 ist
auf den Bolzen 8 und den Gasgenerator 2 aufgesetzt,
so daß die
Seitenwand 16 die Gasaustrittseinrichtung 4 umgibt.
Innerhalb des ersten topfförmigen
Elementes 12 ist ein zweites topfförmiges Element 18 angeordnet.
Das Element 18 liegt mit seinem Boden an der Innenseite
des Bodens des ersten topfförmigen
Elementes 12 an. Dabei weist der Boden 18 in seiner
Mitte ebenfalls ein Loch 20 auf, welches konzentrisch zu
dem Durchgangsloch 14 in dem ersten topfförmigen Element 12 angeordnet
ist, jedoch größer ist,
so daß die
Gasaustrittseinrichtung 4 mit ihrer Stirnseite an dem Boden
des ersten topfförmigen
Elementes 12 anliegt. Das zweite topfförmige Element 18 ist
beispielsweise durch Verschweißen
fest mit dem ersten topfförmigen
Element 12 verbunden. So können dann beide Elemente 12, 18 gemeinsam
durch eine auf den Bolzen 8 aufgeschraubte Mutter fest
an der Gasaustrittseinrichtung 4 des Gasgenerators 2 befestigt
werden. Das zweite topfförmige
Element 18 weist einen geringeren Durchmesser auf als das
erste topfförmige
Element 12, so daß ein
Abstand zwischen der Seitenwand 16 des ersten topfförmigen Elementes 12 und
der Seitenwand 22 des zweiten Elementes 18 gebildet
wird. Die Seitenwände 16 und 22 erstrecken
sich dabei im wesentlichen parallel zueinander von den Böden der Elemente 12 und 18 zu
einer freien Kante 24. Nahe der freien Kante 24 ist
die Seitenwand 22 so geformt, daß sie sich der Seitenwand 16 annähert und
vorzugsweise im Bereich der freien Kante 24 mit der Seitenwand 16 beispielsweise
durch Schweißen
fest verbunden ist. So entsteht zwischen dem ersten topfförmigen Element 12 und
dem zweiten topfförmigen Element 18 ein
Ringkanal 26, in dem ein entsprechend gebogener Schieber 28 beweglich
angeordnet ist. Ferner sind in dem Gasverteiler 10, d.
h. in den Seitenwänden 16 und 22 Öffnungen 30 ausgebildet. Dazu
sind sowohl in der Seitenwand 16 als auch in der Seitenwand 22 Öffnungen
ausgebildet, die einander gegenüberliegen
und so eine durchgehende Öffnung 30 bilden,
welche sich quer zu denn Ringkanal 26 erstreckt. Der Schieber 28 kann
sich so in dem Ringkanal 26 bewegen, daß er die Öffnung 30 verschließt oder
freigibt. In Figur 1 sind rechts und links zwei verschiedene Positionen
des Schiebers 28 gezeigt. Rechts in 1 befindet sich der Schieber 28 in
einer Position, in der er die Öffnung 30 verschließt. Links
in 1 ist hingegen die
später
beschriebene Ausgangslage des Schiebers 28 gezeigt, in
der die Öffnung 30 geöffnet ist
(in 1 nicht gezeigt).
Der Schieber wird vorteilhafterweise auch oberhalb und unterhalb
der Öffnung 30 zwischen den
Seitenwänden 22 und 16 geführt. An
einer anderen Seite bzw. Stelle des Gasverteilers 10 ist
an den Seitenwänden 16, 22 ein
Zündergehäuse 32 angeordnet.
Das Zündergehäuse 32 umgreift
an dieser Stelle die beiden Seitenwände 16, 22 mit
dem dazwischenliegenden Ringkanal 26. Das Zündergehäuse 32 ist.
dabei vorzugsweise an dem ersten topfförmigen Element 12 und/oder
dem zweiten topfförmigen
Element 18 beispielsweise durch Schweißen befestigt. An der Stelle,
an der das Zündergehäuse 32 die
Seitenwände 16, 22 umgreift,
weist die äußere Seitenwand,
d.h. die Seitenwand 16 des ersten topfförmigen Elementes 12,
einen Ausschnitt 34 auf, der den Ringkanal 26 mit
dem Inneren des Zündergehäuses 32
verbindet, welches den Ausschnitt 34 vollständig umschließt. In dem
Zündergehäuse 32 sind
zwei Kammern 36 und 38 ausgebildet, die dem Ausschnitt 34 in
der Seitenwand 16 gegenüberliegen
und somit mit denn Ringkanal 26 in Verbindung stehen. Die
beiden Kammern 36 und 38 werden durch eine Wand 40 voneinander getrennt,
wobei die Wand 40 so weit in den Ringkanal 26 hineinragt,
daß sie
mit der Außenseite
der Seitenwand 22 des zweiten, d. h. inneren topfförmigen Elementes,
welches innerhalb des topfförmigen
Elementes 12 angeordnet ist, in Kontakt kommt. Auf diese Weise
wird erreicht, daß der
Ringkanal 26 an dieser Stelle in Umfangsrichtung in zwei
Abschnitte geteilt wird, wobei jede der Kammern 36 und 38 mit
jeweils einem Abschnitt in Verbindung steht. In den Kammern 36 und 38 können Treibladungen
bzw. Zündpillen
angeordnet werden, welche durch entsprechende Öffnungen in dem Zündergehäuse 32 mit
einer elektrischen bzw. elektronischen Steuereinrichtung zum Auslösen der
Zündpillen
verbunden werden.
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2 zeigt
einen Querschnitt durch den in 1 gezeigten
Gasverteiler des erfindungsgemäßen Airbag-Moduls.
Zwischen den Seitenwänden 16 und,
22 der ersten und zweiten topfförmigen
Elemente 12 und 18 ist ein Ringkanal 26 ausgebildet,
in dem zwei Schieber 28, 42 beweglich angeordnet
sind. Auf der rechten Seite in 2 sind
zwei Durchgangsöffnungen 30 und 46 zu
erkennen, welche sich durch die Seitenwände 16 und 22 hindurcherstrecken
und einen ersten Strömungsweg
zur Verbindung mit einem Luftsack bilden. Zwischen den beiden Öffnungen 30 und 46 ist
in dem Ringkanal 26 ein Anschlagelement 48 angeordnet,
an welches die Schieber 28 und 42 anstoßen, wenn sie die Öffnungen 46 und 30 verschließen. In 2 links weist der Gasverteiler 10 zwei
weitere Durchgangsöffnungen 50 und 52 auf, die
sich wiederum durch beide Seitenwände 16 und 22 hindurch
erstrecken. In dem in 2 gezeigten Zustand,
d. h. dem Ausgangszustand liegen die Schieber 28 und 42 derart
in dem Ringkanal 26, daß sie die Öffnungen 50 und 52 verschließen. Die Öffnungen 50 und 52 sind
in die Umgebung des Gasgenerators, vorzugsweise in Richtung der
Armaturentafel gerichtet, um Gas, welches nicht zum Befüllen des Luftsackes
verwendet wird, in die Umgebung abzuleiten. Der Gasverteiler 2 ist
zusätzlich
von einem Airbag-Gehäuse 54 umgeben,
welches sich um die Seite des Gasverteilers 2 herumerstreckt,
in der die Öffnungen 50 und 52 vorgesehen
sind. Dabei weist das Gehäuse 54 an
der Stelle der Öffnungen 50 und 52 ebenfalls Öffnungen 51 und 53 auf,
so daß eine
uneingeschränkte
Verbindung der Öffnungen 50 und 52 mit
der Umgebung besteht. Zur anderen Seite hin ist das Gehäuse 54 geöffnet und
ausgebildet zum Anschluß bzw.
Befestigen eines Luftsackes (hier nicht gezeigt). An der Seite des
Gasverteilers 10, an der sich das Gehäuse 54 erstreckt,
ist ferner das Zündergehäuse 32 angebracht.
Wie zu erkennen ist, umgreift das Zündergehäuse 32 die Seitenwände 16 und 22 mit
dem dazwischenliegenden Ringkanal 26. In 2 ist nur eine der Kammern 36 für die Treibladung
zu erkennen. Wie zu sehen ist, ist das Zündergehäuse 36 derart an der
Seitenwand 22 des ersten topfförmigen Elementes 12,
welche die Außenwand des
Gasverteilers 10 bildet, angeordnet, daß es genau über der Ausschnitt 34 zu
liegen kommt. Die Kammer 36 steht folglich mit dem Ringkanal 26 in Verbindung.
Die Trennwand 40 erstreckt sich derart in den Ringkanal 26 hinein,
daß sie
mit der Außenseite
der Seitenwand 22 zur Anlage kommt und somit den Ringkanal 26 ausgehend
von der Position des Zündergehäuses 32 in
Umfangsrichtung in zwei Bereiche teilt. Die hier gezeigte Kammer 36 steht
mit dem Bereich des Ringkanals 26 in Verbindung, in dem
sich der Schieber 28 befindet. Daher wird, wenn eine Treibladung
in der Kammer 36 gezündet
wird und aufgrund dessen der Innendruck in dieser Kammer ansteigt,
dieser Druck in den Ringkanal 26 eingeleitet und wirkt
auf die hintere Stirnfläche
des Schiebers 28. Es wirkt somit eine Kraft auf den Schieber 28,
welche diesen in eine zweite Stellung bewegt, in der er die Öffnung 30 verschließt. In diesem
Zustand stößt der Schieber 28 an
das Anschlagelement 48 an, so daß er sich nicht über die
die Öffnung 30 verschließende Stellung
hinausbewegen kann. Gleichzeitig wird die zuvor von dem Schieber 28 verschlossene Öffnung 52 geöffnet, so
daß das
Gas anstatt durch die Öffnung 30 in
den Luftsack durch die Öffnung 52 in
die Umgebung strömt.
Dabei weisen die Öffnung 52 und
die Öffnung 30 etwa
den gleichen Querschnitt auf, so daß sich der gesamte Strömungsquerschnitt
durch Bewegen des Schiebers 28 nicht ändert. Auf diese Weise kann
ein Druckanstieg in dem Gasverteiler 10 verhindert werden.
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Ferner ist es vorteilhaft, im Bereich
der Öffnung 30 eine
Arretiereinrichtung (hier nicht gezeigt) anzuordnen, damit sich
der Schieber 28 nicht wieder von der Öffnung 30 in seine
Ausgangsstellung zurückbewegen
kann, so daß die Öffnung 30 wieder freigegeben
und die Öffnung 52 wieder
verschlossen würde.
Eine solche Arretiereinrichtung kann beispielsweise als Klemmeinrichtung
in der Form ausgebildet sein, daß sich die beiden Seitenwände 16 und 22 in
Bewegungsrichtung des Schiebers 28 zu dem Anschlagelement 48 hin
annähern,
d. h. der Ringkanal verengt sich in dieser Richtung, so daß der Schieber 28 zwischen
den Seitenwänden 16 und 22 eingeklemmt
wird.
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Die in 2 nicht
gezeigte Kammer 38 des Zündergehäuses 32 steht mit
dem Teil des Ringkanals 26 in Verbindung, in dem der Schieber 42 liegt, so
daß bei
Zündung
einer in der Kammer 38 angeordneten Treibladung der Schieber 42 in
den Bereich der Öffnung 46 bewegt
wird, bis er an dem Anschlag 48 zur Anlage kommt. In dieser
Stellung verschließt der
Schieber 42 die Öffnung 46,
während
gleichzeitig die zuvor verschlossene Öffnung 50 geöffnet ist.
Von dem Gasgenerator 2 durch die Gasaustrittseinrichtung 4 in
den Gasverteiler 10 eingeleitetes Gas strömt nun nicht
durch die Öffnung 46 in
einen Luftsack, sondern wird durch die nun geöffnete Öffnung. 50 in die Umgebung,
d. h. vorteilhaftenweise in die Armaturentafel abgeleitet. Dabei
ist auch hier die Öffnung 50 in
etwa genauso groß wie
die Öffnung 46,
so daß der
Gesamt-Strömungsquerschnitt
unabhängig von
der Stellung des Schiebers 42 im wesentlichen konstant
ist. So kann zu jedem Zeitpunkt ein vollständiges Abströmen des
Gases von dem Gasgenerator erreicht werden. Es kann somit nicht
zu einem gefährlichen
Anstieg des Innendruckes im Gasgenerator 2 und dem Gasverteiler 10 aufgrund
einer Veränderung
der Stellung des Schiebers 42 kommen.
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Auch hier kann eine Arretiervorrichtung
wie die zuvor beschriebene Klemmvorrichtung vorgesehen werden. Neben
dieser Möglichkeit
zum Arretieren besteht auch die Möglichkeit, Rastelemente vorzusehen,
mit denen die Schieber verrasten. Durch die Anordnung von zwei Schiebern 28 und 42 und zwei
unterschiedlich großen
Paaren von Öffnungen 30, 52 und 46, 50 kann
eine sehr flexible Steuerung des Füllungsgrades eines Luftsackes
mit Gas erreicht werden. Je nach erfaßter Position eines Fahrzeuginsassen
in Bezug zu dem zu füllenden
Luftsack oder anüderer äußerer Parameter
können
entweder beide Öffnungen 30 und 46 zum
Füllen
des Luftsackes geöffnet
werden, oder es kann nur die Öffnung 30 oder
die Öffnung 46 geöffnet werden,
je nach dem, welche Gasmenge bzw. -masse in den Luftsack eingeleitet
werden soll. Wenn der Luftsack gar nicht gefüllt werden soll, können beide Öffnungen 30, 46 durch
die Schieber 28, 42 geschlossen werden, so daß nahezu
kein Gas in den Luftsack einströmt.
Dabei wird das nicht in den Luftsack strömende Gas über die dann jeweils automatisch
geöffneten Öffnungen 50 und 52 in
die Umgebung abgeleitet. Dabei können
die Schieber 28, 42 aufgrund der zwei in den Kammern 36, 38 vorgesehenen,
unabhängig
voneinander zündbaren
Treibladungen unabhängig
voneinander bewegt werden.
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3 zeigt
einen Schnitt entlang der Linie B-B, welcher die Anordnung der beiden
Kammern 38 und 36 in dem Zündergehäuse 32 verdeutlicht.
Um eine möglichst
kompakte Ausgestaltung des Gasverteilers, insbesondere in Höhenrichtung,
zu ermöglichen,
ist eine Anordnung der Kammern 36 und 38 vollständig übereinander
nicht erwünscht,
so daß die Kammern 36, 38 leicht
versetzt zueinander angeordnet sind und durch die geschwungene Trennwand 40 voneinander
getrennt werden. Die Kammern 36 und 38 sind im
wesentlichen kreisförmig,
weiten sich aber zu dem Ringkanal 26 hin auf. Somit kann
ein in den Kammern 36 und 38 erzeugter Druck auf
die gesamte Stirnfläche
des jeweiligen Kolbens 28, 42 wirken. In der Ausgangslage
liegen die Kolben 28 und 42 direkt im Bereich
des Zündergehäuses 32 an
den Kammern 36 und 38 an. Beim Zünden einer
Treibladung in einer der Kammern 36, 38 wird sich
der mit der jeweiligen Kammer in Verbindung stehende Kolben aus
dieser Ausgangslage in die zuvor beschriebene zweite Stellung bewegen.
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Der hier gezeigte Gasverteiler 10,
d. h. die topfförmigen
Elemente 12 und 16 sind hier als tiefgezogene
Blechteile ausgebildet. Dennoch kann dieses Teil auch als Gußteil aus
Metall oder beispielsweise aus Kunststoff gefertigt werden. Das
Zündergehäuse 32 ist
vorzugsweise aus Stahl gerfertigt und an die Elemente 12 und 16 angesetzt
und mit diesen beispielsweise durch eine Preßpassung oder aber auch beispielsweise
durch Schweißen
verbunden. Auch wenn das Zündergehäuse in einem
Teil dieser vereinfachten Darstellungen einteilig dargestellt ist,
so kann dieses Gehäuse
doch auch aus fertigungstechnischen Gründen mehrteilig ausgebildet
werden. Dieses Gehäuse
kann vorzugsweise aus Stahl, aber auch aus andren Metallen wie beispielsweise
Aluminium oder auch als Bauteil aus Kunststoff hergestellt sein.
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Liste der Bezugsziffern
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- 2
- Gasgenerator
- 4
- Gasaustrittseinrichtung
- 6
- Austrittsöffnungen
- 8
- Befestigungsbolzen
- 10
- Gasverteiler
- 12
- erstes
topfförmiges
Element
- 14
- Durchgangsloch
- 16
- Seitenwand
- 18
- zweites
topfförmiges
Element
- 20
- Loch
- 22
- Seitenwand
- 24
- freie
Kante
- 26
- Ringkanal
- 28
- Schieber
- 30
- Öffnung
- 32
- Zündergehäuse
- 34
- Ausschnitt
- 36
- Kammer
- 38
- Kammer
- 40
- Trennwand
- 42
- Schieber
- 46
- Öffnung
- 48
- Anschlagelement
- 50
- Öffnung
- 51
- Öffnung
- 52
- Öffnung
- 53
- Öffnung
- 54
- Airbag-Gehäuse