DE19946075A1

DE19946075A1 - Insassenschutzsystem für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE19946075A1
Application number: DE1999146075
Authority: DE
Inventors: Wilfried Schwant
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1999-09-25
Filing date: 1999-09-25
Publication date: 2001-03-29

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Zündung mindestens einer pyrotechnischen Sicherheitseinrichtung (2), welche ein Antriebselement mit einer pyrotechnischen Treibladung (5) aufweist. Um den Aufbau weniger aufwendig und leichter zu gestalten, schlägt die Erfindung vor, daß die pyrotechnische Treibladung (5) an eine Gasleitung (4) angeschlossen ist, die vom Heißgasaustritt einer pyrotechnischen Zündpatrone (3) einer vorgeschalteten pyrotechnischen Sicherheitseinrichtung (1) mit Heißgas beaufschlagbar ist, wobei die Treibladung (5) durch das Heißgas zündbar ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Insassenschutzsystem für ein Kraftfahrzeug umfassend eine erste pyrotechnisch auslösbare Sicherheitseinrichtung und mindestens eine zweite pyrotechnisch auslösbare Sicherheitseinrichtung.

Pyrotechnisch auslösbare Sicherheitseinrichtungen kommen bevorzugt in Sicherheitssystemen von Luft-, Wasser- und Landfahrzeugen zum Einsatz, hier insbesondere bei Personenkraftfahrzeugen. Dort sorgen sie als Front- oder Seitenairbags, Gurtaufroller und -straffer, Schloßstraffer, Gurtbandklemmeinrichtungen oder dergleichen Personen-Rückhaltesysteme unmittelbar für die Sicherheit der Insassen bei einem Unfall, oder als pyroelektrische Sicherheitsschalter zur Verringerung der Brandgefahr und damit der Unfallfolgen.

Das grundsätzliche Funktionsprinzip einer pyrotechnischen Sicherheitseinrichtung sieht vor, daß zur Auslösung die pyrotechnische Treibladung eines Antriebselements gezündet wird. Durch die beim explosionsartigen Abbrennen einer solchen Zündpatrone freiwerdenden Verbrennungsgase wird beispielsweise der Gassack eines Airbag-Systems beaufschlagt und damit in kürzester Zeit aufgebläht, oder beispielsweise die Kolben-Zylinder-Einheit eines Gurtstraffers, Sicherheitsschalters oder dergleichen beaufschlagt, wobei durch die Bewegung des Kolbens die entsprechende Sicherheitseinrichtung mechanisch betätigt wird.

Ein Insassenschutzsystem der eingangs genannten Art ist aus der DE 195 26 619 A1 bekannt. Darin weist jede einzelne Sicherheitseinrichtung - Airbag, Gurtstraffer etc. - eine pyroelektrische, das heißt elektrisch zündbare pyrotechnische Zündpatrone auf. Bei einem Unfall werden diese von einer zentralen Steuereinheit aus durch elektrische Stromimpulse aktiviert, das heißt gezündet. Anhand der Meßwerte von Beschleunigungssensoren erkennt die Steuereinheit dabei die Art des Unfalls und aktiviert die Seitenairbags auch nur dann, wenn tatsächlich ein seitlicher Aufprall stattgefunden hat.

Dem vorgenannten Stand der Technik lassen sich durch die konsequente Verwendung elektronischer Sensoren, elektronischer Steuereinheiten sowie pyroelektrisch zündbare Sicherheitseinrichtungen komplexe Sicherheitssysteme problemlos realisieren. Nachteilig daran ist jedoch, daß damit gleich die Komplexität des Aufbaus und damit der Material-, Kosten- und Arbeitsaufwand entsprechend ansteigt. Nicht zuletzt kommt es dadurch zu einer Gewichtserhöhung, welche natürlich bei Fahrzeugen in jedem Fall unerwünscht ist.

Das der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Problem ist die Schaffung eines Insassenschutzsystems der eingangs genannten Art, das einfacher aufgebaut ist.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Insassenschutzsystem ein Verbindungsmittel umfaßt, daß die erste Sicherheitseinrichtung derart mit der zweiten Sicherheitseinrichtung verbindet, daß durch die Auslösung der ersten Sicherheitseinrichtung die mindestens eine zweite Sicherheitseinrichtung ausgelöst werden kann.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Verbindungsmittel als Zündschlauch ausgeführt. Hierbei können die erste Sicherheitseinrichtung und die mindestens eine zweite Sicherheitseinrichtung jeweils eine pyrotechnische Zündpatrone zur Auslösung der jeweiligen Sicherheitseinrichtung umfassen. Vorzugsweise sind die von der Zündpatrone der ersten Sicherheitseinrichtung im Falle der Auslösung erzeugten Heißgase zumindest teilweise in den Zündschlauch einbringbar, wobei durch Ausbreitung einer Explosionsfront längs des Zündschlauches die ebenfalls mit dem Zündschlauch verbundene Zündpatrone der zweiten Sicherheitseinrichtung ausgelöst werden kann.

Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Ausgestaltung besteht darin, daß im Gegensatz zum Stand der Technik für die erfindungsgemäß gezündete Sicherheitseinrichtung keinerlei elektrische Steuerleitungen und demzufolge auch keine elektrische Steuerlogik erforderlich ist, so daß der Aufbau insgesamt unkomplizierter, kostengünstiger und nicht zuletzt weniger störanfällig wird. Die Verbindung der vorgeschalteten und der nachgeschalteten Sicherheitseinrichtung erfolgt nämlich lediglich mechanisch über einen Zündschlauch oder ein Zündrohr. Diese Verbindung ist einfach, hat ein sehr geringes Gewicht und ist überaus zuverlässig.

Der erfindungsgemäße Aufbau bietet den weiteren Vorteil, daß sich eine Mehrzahl von pyrotechnischen Sicherheitseinrichtungen besonders einfach hintereinanderschalten, das heißt kaskadieren läßt. Durch die Aktivierung eines oder mehrerer vorgeschalteter Sicherheitseinrichtungen können nämlich im Prinzip beliebig viele, nachgeschaltete Sicherheitseinrichtungen gezündet werden, ohne daß ein nennenswerter technischer Mehraufwand entsteht. Der Aufwand für die elektronischen Steuereinheiten wird nämlich nicht erhöht, da lediglich eine Bereitstellung zusätzlicher Zündschläuche im Sinne der Erfindung erforderlich ist.

Die vorgenannten Vorteile kommen besonders gut zur Geltung, wenn die erfindungsgemäß angesteuerte Sicherheitseinrichtung und die vorgeschalteten Sicherheitseinrichtungen Insassen-Schutzeinrichtungen eines Kraftfahrzeugs bilden. Hierbei wirkt sich nämlich der geringe technische Aufwand und das geringe Gewicht unmittelbar vorteilhaft aus. So ist es beispielsweise denkbar, die erfindungsgemäße Gasleitung an der Zündpatrone eines Gurtstraffers - Schloßstraffer oder Gurtaufroller oder dergleichen - anzuschließen und auf diese Weise einen Seitenairbag zu zünden, wenn der Gurtstraffer von einer Steuereinrichtung aus pyroelektrisch aktiviert wird.

Je nach gefordertem Anwendungsfall sind beliebige Kombinationen pyrotechnischer Sicherheitseinrichtungen möglich. Auf diese Weise können nämlich Airbags - Seiten-, Kopf- oder Frontairbags -, pyroelektrische Sicherheitsschalter, Gurtstraffer und sonstige pyroelektrische Sicherheitseinrichtungen erfindungsgemäß derart miteinander verschaltet werden, daß sie im Bedarfsfall auf erfindungsgemäße Weise von einander abhängig gezündet werden.

Vorzugsweise ist die Zündpatrone der vorgeschalteten Sicherheitseinrichtung elektrisch zündbar. Diese läßt sich dann auf konventionelle Weise, wie dies im Stand der Technik bekannt ist, aktivieren, während daran in der vorangehend erläuterten erfindungsgemäßen Weise weitere Sicherheitssysteme angeschlossen sind.

Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß in der Gasleitung ein freigebbares Ventilelement angeordnet ist. Dieses Ventilelement ist im Normalzustand geschlossen und wird bei Bedarf geöffnet, das heißt nur dann, wenn eine nachgeschaltete Sicherheitsvorrichtung gemäß der Erfindung gezündet werden soll. Bleibt das Ventilelement unbetätigt, gelangt nämlich kein Heißgas in den Zündschlauch, so daß die Treibladung der nachgeschalteten Sicherheitsvorrichtung nicht aktiviert wird.

Grundsätzlich ist die Ansteuerung des Ventilelements beliebig vorgebbar, beispielsweise auch elektrisch. Besonders vorteilhaft ist es jedoch, daß das Ventilelement einen mechanischen Trägheitsantrieb mit einer verschiebbaren, trägen Antriebsmasse hat, die bei Verschiebung das Ventilelement öffnet. Die Antriebsmasse ist dabei einfach ein Gewichtsstück, welches mit dem Betätigungselement des Ventilelements verbunden ist, beispielsweise einem Verschlußschieber. Diese Anordnung hat den besonderen Vorteil, daß sie ausgesprochen einfach aufgebaut ist und rein mechanisch sicher funktioniert. Durch die bei einem Aufprall auftretenden negativen Beschleunigungswerte wird nämlich die Antriebsmasse aufgrund ihrer Massenträgheit relativ zum Ventilelement beschleunigt und wirkt dabei mechanisch auf das Ventilelement, so daß dieses den Durchtrittsquerschnitt der Gasleitung freigibt.

Durch den Freiheitsgrad der Antriebsmasse, das heißt ob diese nur seitlich oder nur in Fahrtrichtung oder sowohl seitlich als auch in Fahrtrichtung verschiebbar ist, läßt sich auf besonders einfache Weise vorgeben, bei welcher Aufprallrichtung das Ventilelement geöffnet und die entsprechende Sicherheitsvorrichtung aktiviert wird. So ist es beispielsweise denkbar, die Gasleitung an einen Gurtstraffer anzuschließen und die Antriebsmasse des Ventilelements ausschließlich seitlich verschiebbar zu machen, so daß ein an die Gasleitung angeschlossener Seitenairbag nur dann gezündet wird, wenn auch tatsächlich eine Querbeschleunigung aufgetreten ist, wie sie für einen Seitenaufprall charakteristisch ist.

Der vorgenannte mechanische Trägheitsantrieb hat dabei den besonderen Vorteil, daß selbst komplexe Sicherheitssysteme einfach realisierbar sind, da das Erfordernis einer komplexen Zentralsteuereinheit wegfällt und eine einfache, zuverlässige und leichte dezentrale Steuerung realisierbar ist.

Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ist im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt in einer schematischen Darstellung einen Teil eines Insassenschutzsystems für ein Kraftfahrzeug, das eine erste und eine zweite pyrotechnisch auslösbare Sicherheitseinrichtung 1, 2 umfaßt.

Ein pyrotechnischer Gurtstraffer bildet die der als Seitenairbag ausgeführten zweiten Sicherheitseinrichtung 2 vorgeschaltete erste Sicherheitseinrichtung 1 und weist eine pyroelektrische, das heißt elektrisch zündbare pyrotechnische Zündpatrone 3 auf. An diese, an deren Heißgasaustritt ist ein Zündschlauch 4 angeschlossen, der mit einer Zündpatrone 5 im Antriebselement der als Seitenairbag ausgeführten Sicherheitseinrichtung 2 verbunden ist. Der Zündschlauch 4 weist auf seiner Innenseite eine Beschichtung aus Explosivstoffen auf, so daß sich längs des Zündschlauches 4 eine Explosionsfront fortpflanzen kann.

Unmittelbar hinter dem Heißgasausgang der Zündpatrone 3 ist als Ventilelement ein Verschlußschieber 6 dem Zündschlauch 4 vorgeschaltet. Der Verschlußschieber ist mechanisch mit einer trägen Antriebsmasse 7 verbunden, die in der dargestellten Ausführung lediglich senkrecht zur Fahrtrichtung verschiebbar ist. Die Antriebsmasse 7 wird in Schließstellung durch eine Feder 8 gehalten.

Die dargestellte Vorrichtung funktioniert folgendermaßen: Wird die Zündpatrone 3 elektrisch gezündet, wenn kein Seitenaufprall vorliegt, wird lediglich die als Gurtstraffer ausgeführte Sicherheitseinrichtung 1 ausgelöst. Kommt es hingegen zu einem Seitenaufprall, erfährt die Antriebsmasse 7 eine Beschleunigung und bewegt sich entgegen der Federkraft der Feder 8 zur Seite, so daß der mit der Antriebsmasse verbundene Verschlußschieber 6 geöffnet wird. Die bei Zündung der Zündpatrone austretenden Heißgase gelangen in den Zündschlauch 4.

Durch die in den Zündschlauch 4 eingebrachten Heißgase wird dieser gezündet, so daß sich längs des Zündschlauches 4 eine Explosionsfront ausbreitet, die die ebenfalls mit dem Zündschlauch 4 verbundene Zündpatrone 5 der beispielsweise als Seitenairbag ausgeführten zweiten Sicherheitseinrichtung 2 auslöst.

Die erfindungsgemäßen Vorteile sind im wesentlichen bereits erläutert worden. Der gesamte Aufbau ist insgesamt einfacher, leichter und kostengünstiger als die nach dem Stand der Technik bekannten Systeme.

BEZUGSZEICHENLISTE

1

Erste Sicherheitseinrichtung

2

Zweite Sicherheitseinrichtung

3

,

5

Zündpatrone

4

Zündschlauch

6

Verschlußschieber

7

Antriebsmasse

8

Feder

Claims

1. Insassenschutzsystem für ein Kraftfahrzeug umfassend eine erste pyrotechnisch auslösbare Sicherheitseinrichtung (1) und mindestens eine zweite pyrotechnisch auslösbare Sicherheitseinrichtung (2), dadurch gekennzeichnet, daß das Insassenschutzsystem ein Verbindungsmittel (Zündschlauch 4) umfaßt, das die erste Sicherheitseinrichtung (1) derart mit der zweiten Sicherheitseinrichtung (2) verbindet, daß durch die Auslösung der ersten Sicherheitseinrichtung (1) die mindestens eine zweite Sicherheitseinrichtung (2) ausgelöst werden kann.

2. Insassenschutzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsmittel als Zündschlauch (4) ausgeführt ist.

3. Insassenschutzsystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Sicherheitseinrichtung (1) und die mindestens eine zweite Sicherheitseinrichtung (2) jeweils eine pyrotechnische Zündpatrone (3, 5) zur Auslösung der jeweiligen Sicherheitseinrichtung (1, 2) umfassen.

4. Insassenschutzsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Zündpatrone (3) der ersten Sicherheitseinrichtung (1) im Falle der Auslösung erzeugten Heißgase zumindest teilweise in den Zündschlauch (4) einbringbar sind, wobei durch Ausbreitung einer Explosionsfront längs des Zündschlauches (4) die ebenfalls mit dem Zündschlauch (4) verbundene Zündpatrone (5) der zweiten Sicherheitseinrichtung (2) ausgelöst werden kann.

5. Insassenschutzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Sicherheitseinrichtung (1) und/oder die mindestens eine zweite Sicherheitseinrichtung (2) ein Gurtstraffer ist.

6. Insassenschutzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Sicherheitseinrichtung (1) und/oder die mindestens eine zweite Sicherheitseinrichtung (2) ein Airbag, insbesondere ein Seitenairbag ist.

7. Insassenschutzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Sicherheitseinrichtung (1) und/oder die mindestens eine zweite Sicherheitseinrichtung (2) ein elektrischer Sicherheitsschalter ist.

8. Insassenschutzsystem nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündpatrone (3) elektrisch zündbar ist.

9. Insassenschutzsystem nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Insassenschutzsystem ein freigebbares Ventilelement (Verschlußschieber 6) umfaßt, das zwischen der ersten Sicherheitseinrichtung (1) und dem Zündschlauch (4) angeordnet ist.

10. Insassenschutzsystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das freigebbare Ventileelement (Verschlußschieber 6) einen mechanischen Trägheitsantrieb mit einer verschiebbaren, trägen Antriebsmasse (7) umfaßt, die bei ihrer Verschiebung das Ventilelement (Verschlußschieber 6) öffnet.

11. Insassenschutzsystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsmasse (7) seitlich und/oder in Fahrtrichtung verschiebbar ist.

12. Insassenschutzsystem nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilelement als Verschlußschieber (6) ausgebildet ist.