DE2125967B2

DE2125967B2 - Schutzvorrichtung für den Insassen eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE2125967B2
Application number: DE2125967A
Authority: DE
Inventors: Masafumi Nobeoka Miyazaki Hamasaki (Japan)
Original assignee: Asahi Kasei Kogyo KK
Current assignee: Asahi Kasei Corp
Priority date: 1970-05-25
Filing date: 1971-05-25
Publication date: 1975-04-10
Also published as: DE2125967A1; DE2125967C3; US3778083A; FR2093679A5

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine mit einem aufblasbaren Beutel arbeitende Schutzvorrichtung für den Insassen eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, bei welcher zum Abstützen des Körpers des Insassen in den Beutel das in einer Gaserzeugungseinrichtung erzeugte Gas einleitbar ist.

In den letzten Jahren wurden Schutzvorrichtungen für Fahrzeuginsassen entwickelt, die im wesentlichen einen aufblasbaren Beutel sowie eine mit diesem in Verbindung stehende Einrichtung zur Gaserzeugung umfassen, welche im Augenblick eines Zusammenstoßes ein Gas erzeugt, das den Beutel aufbläst. Der aufgeblasene Beutel wirkt als Polster und schützt die Insassen vor Verletzungen, die sie sich beim Aufprall auf vor den Insassen angeordneten harten Fahrzeugteilen, wie beispielsweise Armaturenbrett oder Windschutzscheibe, zufügen können.

Derartige Schutzvorrichtungen der bekannten Art sind dabei derart ausgebildet, daß das im Falle eines Zusammenstoßes explosionsartig in den Beutel einströmende Gas mit geringer zeitlicher Verzögerung aus dem Beutel durch in der Regel in der Beutelwandung angeordnete öffnungen. Klappen oder Ventile wieder ausströmen kann, wodurch verhindert wird, daß der Fahrzeuginsasse auf Grund des sich durch seinen Aufprall plötzlich erhöhenden Innendrucks im Beutel zurückgeworfen wird.

Wenngleich auch eine bekannte Schutzvorrichtung, wie sie beispielsweise in der US-PS 34 51 693 beschrieben worden ist, mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit schwerwiegende Verletzungen von Insassen eines Fahrzeugs im Falle einer Kollision weitgehend verhindern kann, so steht doch fest, daß auch das aus dem Beutel in den Fahrzeuginnenraum ausströmende Gas für die Insassen des Fahrzeugs eine große Gefahr darstellt. So werden zur Gaserzeugung vielfach chemische Verbindungen, beispielsweise in Form eines Füllpul vers, einer brennbaren Mischung od. dgl. verwendet, deren giftige Bestandteile, wie beispielsweise Kohlenmonoxid. Stickoxid. Chlorhydrat od. dgl, zwangläufig in die Atemorgane der möglicherweise bei einem Unfall nicht sofort aus dem Fahrzeuginnenraum gelangenden Insassen eindringen.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Schutzvorrichtung der eingangs beschriebenen Art derart auszubilden, daß das aus dem Beutel ausströmende Gas die Insassen eines Fahrzeugs in keiner Weise beeinträchtigen kann.

Frfindungsgemäß wird dies bei einer Schutzvorrichtung der eingangs genannten Art dadurch erreicht, dall der Innenraum des Beutels mit einer außerhalb der Fahrzeugkarosserie mündenden Gasauslaßleitung verbunden ist, deren wirksamer Strömungsquerschnitt sa bemessen ist. daß das Aufblasen des Beutels nicht stö rend beeinflußt wird.

Durch die erfindungsgemäßen Merkmale ist eine Schutzvorrichtung geschaffen, die unter Beibehaltung der Vorteile von Schutzvorrichtungen der bekannter Art sicherstellt, daß das von der Gaserzeugungseinrichtung in den Beutel eingeleitete Gas bei seinem Ausströmen aus dem Beutel nicht in die Atemorgane der Fahr zeuginsassen gelangen kann. Somit können für die Gaserzeugung auch gasbildende Verbindungen ver wendet werden, die ausgesprochen giftige Bestandteile enthalten. Durch die erfindungsgemäßc Ausgestaltung ist es ferner möglich, die aus dem Beutel ausströmende Gasmenge pro Zeiteinheit exakt zu steuern. Hierfür isi es zweckmäßig, daß in einem Abschnitt der Gasauslaß leitung ein Durchflußsteuerteil angeordnet ist, welche« die Durchflußrate der durch die Gasauslaßleitung stm menden Gase steuert.

Dieses Durchflußsteuerteil kann vorteilhafterweise ein Drahtnetz, eine Lochplatte, eine Membran, eine Düsenplatte oder auch eine Metallspänefüllung sein.

Durch den erfindungsgemäßen Aufbau der Schutz vorrichtung ist es ferner möglich, einen zusätzlicher Polsterbeutel im Fahrzeugraum vorzusehen, welchei beispielsweise durch das aus dem Hauptbeutel entwei chende Gas aufblasbar ist. Mit diesem zusätzlichen Pol sierbeutel kann der untere Teil des Körpers des Fahr zeuginsassen geschützt werden. Zweckmäßigerweisc kann dabei die Gasauslaßleitung für den zusätzlicher Beutel indcntisch mit dessen Gaseinlaßleitung sein.

Ausführungsbeispiek- der Erfindung werden nachfol gend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine teilweise aufgeschnittene Seitenansich eines Kraftfahrzeugs mit der Darstellung der Art unc Weise, in der eine Anzahl der erfindungsgemäßer

Schutzvorrichtungen für die Insassen in einem Kraftfahrzeug angeordnet sind,

F i g. 2 einen seitlichen Querschnitt eines aufblasbaren Beutels mit einer damit verbundenen Gasauslaßleitung gemäß der Erfindung, wobei der aufgeblasene Zu- s stand des Beutels mit strichpunktierten Linien angedeutet ist,

F i g. 3 eine Seitenansicht einer modifizierten Bauform der Gasauslaßleitung aus F i g. 2,

F i g. 4 eine Ansicht ähnlich der F i g. 2 mit der Daistellung eines weiteren Ausführungsbtispiels der Erfindung mit einer Gasauslaßleitung, die mit einem Drahtnetz zum Steuern der Geschwindigkeit, mit der das Gas durch die Auslaßk-itung abgeblasen wird, versehen ist,

Fig. 5 en, η Querschnitt entlang der Linie V-V in Fig. 4,

F i g. 6 einen Querschnitt einer modifizierten Bauform eines Durchflußsteuerteils, das in diesem Falle die Form eines dünnen Metallblechs aufweist,

F i g. 7 eine weitere Ausführung des Durchflußsteuerteils, das in diesem Fall die Form einer Düsenplatte aufweist,

F i g. 8 eine dritte Ausführung des Durchflußsteuerteils, das hier die Form einer in der Gasauslaßleitung angeordneten Lochplatte hat,

F i g. 9 einen Querschnitt entlang der Linie IX-IX in F i g. 8,

F i g. 10 einen Querschnitt mit der Darstellung einer Metallspänefüllung, die in einen Abschnitt der Gasauslaßleitung als Durchflußsteuerteil eingefügt isi

F i g. 11 und 12 Querschnitte mit der Darstellung von zwei weiteren Ausführungsformen der Erfindung, die jeweils mit einem zweiten Beutel, der mit der Gasausla.ileitung des ersten Beutels verbunden ist, versehen sind, und

Fig. 13 eine Querschnittdarstellung ähnlich den F i g. 11 und 12 eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung mit einem ersten und einem zweiten Beutel und einer beiden Beuteln gemeinsamen Gasauslaßleitung.

In F i g. 1 ist die Wirkungsweise von insgesamt zwei erfindungsgemäßen Schutzvorrichtungen verschiedener Ausführungsform in einem Kraftfahrzeug 20 schematisch dargestellt. Die F i g. 1 zeigt dabei ein Stadium, in dem sich die das eigentliche Schutzpolster für die Fahrzeuginsassen bildenden Beutel 3 und 3a der erfindungsgemäßen Vorrichtung im aufgeblasenen Zustand befinden. Diese Beutel 3 und 3a sind jeweils auf einer Grundplatte 2 befestigt, die im Armaturenbrett und/oder in der Rückenlehne des Vordersitzes angeordnet ist. Der F i g. 1 kann ferner entnommen werden, daß jede der dargestellten Schutzvorrichtungen eine Gasauslaßleitung besitzt, die mit ihrem einen Ende an der Grundplatte 2 unc" mit ihrem anderen Ende aus der Fahrzeugkarosserie herausgeführt ist. Während die den vorderen Insassen des Fahrzeugs schützende Vorrichtung nur einen einzigen Beutel 3 und deshalb auch nur eine einzige Gasauslaßleitung 1 besitzt, ist die den hinteren Fahrzeuginsassen schützende Vorrichtung mit insgesamt zwei Beuteln, nämlich einem ersten Beutel 3 sowie einem zweiten Beutel 3a für die Füße des hinteren Insassen ausgestattet. Die Gasauslaßleitung dieser hinteren Schutzvorrichtung führt daher von der Grundplatte 2 des ersten Beutels 3 zuerst zu der Grundplatte des zweiten Beutels 3a und im Anschluß daran über eine Auslaßleitung la nach außen. Der Zweck dieser Leitungsführung wird im Verlauf der Detailbeschreibung dieses Ausführungsbeispiels einer Schutzvorrichtung des Fahrzeugs genauer erläutert werden.

F i g. 2 zeigt nun in einer schematischen Schnittdarsteilung die wesentlichen Teilt einer erfindungsgemäßen Schutzvorrichtung. So trägt die Grundplatte 2 nicht nur den aufblasbaren Beutel 3, welcher in gefaltetem Zustand mit ausgezogenen und im aufgeblasenen Zustand mit strichpunktierten Linien dargestellt ist, sondern auch insgesamt zwei Gaserzeugungseinrichtungen 6 und 6a. Der Beutel 3 ist auf der Grundplatte 2 mittels eines Stützrahmens 4 über eine Reihe von Schrauben 5 verbunden. Als Material für den Beutel 3 haben sich Kunststoffmaterialien wie Polyamid, Polyester, Polyacrylnitril od. dgl. gut bewährt Selbstverständlich kann das Material des Beutels 3 eine entsprechend hitzebeständige, wärmeisolierende oder schallisolierende Beschichtung erhalten.

Die Gäserzeugungseinrichtungen 6 und 6a werden im dargestellten Ausführungsbeispiel elektrisch gezündet. Zu diesem Zweck führen elektrische Leitungen 7 und 7a durch die Grundplatte hindurch zu den Gaserzeugungseinrichtungen. Die Gaserzeugungseinrichtungen 6 und 6a können auf verschiedenste Art und Weise aufgebaut sein und deshalb gasbildende Verbindungen in fester, flüssiger oder gasförmiger Form enthalten. Selbstverständlich ist es auch möglich, die Gaserzeugungseinrichtungen an anderen Stellen als an der Grundplatte 2 anzuordnen.

Wie aus F i g. 2 weiter hervorgeht, ist die Grundplatte 2 mit einer Öffnung versehen, an die die Gasauslaßleitung 1 anschließt. Diese Gasauslaßleitung 1 kann aus Metall, Kunststoff, Asbest oder einem ähnlichen Material hergestellt sein. Sie muß allerdings derart bemessen und angeordnet sein, daß sie im Falle einer Kollision des Fahrzeugs nicht deformiert, d. h. in ihrem lichten Querschnitt verändert werden kann.

Dem jeweils gewünschten Leitungswiderstand entsprechend kann die Gasauslaßleitung 1, wie in Fig.3 dargestellt, nicht gerade, sondern mäanderförmig ausgebildet sein. Ferner ist es möglich, die Gasauslaßleitung 1 mit einem Schalldämpfer auszustatten, der den von der Druckwelle beim Ausblasvorgang des Beutels entstehenden Schall entsprechend dämpft.

Die Wirkungsweise der in F i g. 2 dargestellten Vorrichtung ist nun folgende: Wird im Falle einer Kollision der Beutel 3 der Vorrichtung durch die Gaserzeugungseinrichtungen 6 und 6a schlagartig aufgeblasen, so stellt die in ihrem Querschnitt entsprechend bemessene Gasauslaßleitung 1 sicher, daß der Innendruck in dem Beutel 3 durch den Aufprall des Fahrzeuginsassen nicht noch weiter erhöht wird und damit die lnsasset. dem gefährlichen Rückschleudereffekt ausgesetzt werden. Diese Gasauslaßleitung 1 leitet das von den Gaserzeugungseinrichtungen 6 und 6a gebildete Gas, sobald in dem Beutel ein gewisser Überdruck herrscht, direkt nach außen in die das Fahrzeug umgebende Luft und nicht in den Innenraum der Fahrzeugkabine.

Die Tatsache, daß das durch die Gaserzeugungseinrichtungen erzeugte Gas ausschließlich durch die Gasauslaßleitung 1 aus dem Beutel entweichen kann, ermöglicht es ferner, durch die Anordnung von Durchflußsteuerteilen die ausströmende Gasmenge pro Zeiteinheit genau zu dosieren. Verschiedene Ausführungsformen dieser Durchflußsteuerteile sind in den F i g. 4 bis 10 dargestellt.

So besteht das Durchflußsteuerteil des in den F i g. 4 und 5 dargestellten Ausführungsbeispiels aus einem Drahtnetz 10, das mittels eines Rahmens 11 auf der Auslaßöffnung der Grundplatte 2 befestigt ist. Dieses

Drahtnetz 10 erzeugt einen nicht unbeträchtlichen Strömungswiderstand, insbesondere bei schnell ausströmendem Gas. Bei geringen Strömungsgeschwindigkeiten dagegen ist der Strömungswiderstand des Net zes 10 gering. Für den Fall, daß zur Gaserzeugung schnell verbrennende Verbindungen verwendet werden, dient das Drahtnetz 10 ferner als Flammschutzeinrichtung, die ein Eintreten von Flammen in die Gasauslaßleitung 1 verhindert.

In F i g. 6 ist eine Ausführungsform einer Schutzvorrichtung dargestellt, die als Durchflußsteuerteil eine Membran, vorzugsweise eine Aluminiumfolie besitzt, die bei einem bestimmten Innendruck im Beutel zer platzt, also ein Ausströmen von Gas durch die Gasleitung 1 erst nach einer bestimmten Zeit ermöglicht.

Das in F i g. 7 dargestellte Ausführungsbeispiel verwendet als Durchflußsteuerteil eine Düsenplatte 106. Auch diese Düsenplatte gestaltet es, die Durchflußmen ge pro Zeiteinheit den jeweiligen Erfordernissen entsprechend genau zu dosieren.

In den F i g. 8 und 9 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, in dem als Durchflußsteuerteil eine Lochplatte 10c verwendet wird. Diese Lochplatte 10c setzt dem strömenden Gas ebenfalls einen bestimmten Widerstand entgegen, wodurch die Durchflußmenge pro Zeiteinheit genau eingestellt werden kann. Die Lochplatte 10c hat den Vorteil, daß sie den Austritt von Flammen ähnlich dem in den F i g. 4 und 5 dargestellten Draht netz 10 erschwert. Ferner hat die Lochplatte 10c eine gewisse schalldämpfende Wirkung.

Auch die in Fig. 10 dargestellte Ausführungsform eines Durchflußsteuerteils verhindert den Durchtritt von Flammen und ermöglicht eine Steuerung der Durchflußmenge pro Zeiteinheit. Sie besteht im we sentlichen aus einer in der Gasauslaßleitung angeord neten Metallspänefüllung 10<i die beispielsweise in Form einer Metallspänepatrone in die Gasauslaßlei tung 1 eingesetzt werden kann.

Weitere Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Schutz'rorrichtung, wie sie insbesondere zum Schütze für auf den Hintersitzen eines Fahrzeugs sitzende Insassen vorgesehen sind, sind in den F i g. 11,12 und 13 dargestellt. Diese Schutzvorrichtungen bestehen aus einem ersten Beutel 3 sowie einem zweiten Beutel 3a.Sowohl der erste Beutel 3 als auch der zweite Beutel 3a ist dabei, wie aus den F i g. 11 bis 13 hervorgeht, auf einer entsprechenden Grundplatte 2 bzw. 2a auf übliche Weise befestigt.

Die in den F i g. 11, 12 und 13 dargestellten Ausführungsbeispiele unterscheiden sich allerdings wesentlich voneinander durch die Führung ihrer Gasauslaßleitungen 1 bzw. la. So mündet bei dem in Fig. 11 dargestellten Ausführungsbeispiel die Gasauslaßleitung 1 des

ίο ersten Beutels 3 direkt in die Grundplatte 2a des zweiten Beutels 3a. Damit wird erreicht, daß dieser zweite Beutel 3a mit dem aus dem ersten Beutel 3 ausströmenden Gas aufgeblasen wird. In der Grundplatte 2a des zweiten Beutels 3a sind daher auch keine Gaserzeugungseinrichlungen angeordnet. Nachdem das aus dem ersten Beutel 3 über die Auslaßleitung 1 entweichende Gas den zweiten Beutel 3a aufgeblasen hat, entweicht das Gas bei dem in F i g. 11 dargestellten Ausführungsbeispiel aus dem zweiten Beutel 3a durch die Gasaus- laßleitung la.

Bei dem in Fig. 12 dargestellten Ausführungsbeispiel wird die durch die Gasauslaßleitung 1 aus dem ersten Beutel 3 ausströmende Gasmenge im Bereich einer Abzweigung 12 zum Teil zum Aufblasen des zweiten Beutels 3a verwendet. Der übrige Teil der Gasmenge fließt direkt durch die Gasauslaßleitung 1 nach außen. Ist der zweite Beutel 3a dieses Ausführungsbeispiels aufgeblasen, so dient der in die Grundplatte 2a mündende Kanal der Abzweigung 11 als Gasauslaßleitung. Die Anordnung einer zusätzlichen Gasauslaßleitung erübrigt sich in diesem Ausführungsbeispiel deshalb auf Grund der Doppelfunktion der Verzweigung 12.

Bei dem in Fig. 13 dargestellten Ausführungsbeispiel ist neben dem ersten Beutel 3 auch der zweite Beutel 3a mit Gaserzeugungseinrichtungen ausgestattet. Diese Gaserzeugungseinrichtungen 6c und 6b des zweiten Beutels 3a mit ihren Zündleitungen 7c und Tb entsprechen im wesentlichen den Gaserzeugungseinrichtungen 6 und 60 des ersten Beutels 3. Sie sind lediglich zur Erzeugung einer kleineren Gasmenge etwas kleiner dimensioniert. Die Grundplatten 2 und 2a sind mit Gasauslaßleitungen versehen, die an einer Stelle zusammengeführt sind.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

!. Mit einem aufblasbaren Beutel arbeitende Schutzvorrichtung für den Insassen eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, bei welcher zum Abstützen des Körpers des Insassen in den Beutel das in einer Gaserzeugungseinrichtung erzeugte Gas einleitbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum des Beutels (3) mit einer außerhalb der Fahrzeugkarosserie mündenden Gasauslaßleitung (1; la) verbunden ist, deren wirksamer Strömungsquerschnitt so bemessen ist, daß das Aufblasen des Beutels (1; la) nicht störend beeinflußt wird.
2. Schutzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Abschnitt der Gasauslaßleitung (1; la) ein Durchflußsteuerteil (10; 10a; 106; 10c; 10<ή angeordnet ist, welches die Durchflußrate der durch die Gasauslaßleitung (1: la) strömenden Gase steuert.
3. Schutzvorrichtung nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß das Durchflußsteuerteil ein Drahtnetz (10) ist.
4. Schutzvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Durchflußsteuerteil eine Lochplatte (1Of) ist.
5. Schutzvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Durchflußsteuerteil eine zerstörbare Membran ist.
6. Schutzvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Durchflußsteuerteil eine Düsenplatte (10Zj) ist.
7. Schutzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter aufblasbarer Beutel (3a), der im wesentlichen dem ersten aufblasbaren Beutel (3) gleicht, zum Stützen des unterc.i Teils des Körpers des Fahrzeuginsassen durch die aus dem ersten aufblasbaren Beutel entweichenden Gase aufblasbar ist, wobei der zweite Beutel (3a) mit einer Gasauslaßleitung (la) zum Abblasen der Gase aus diesem versehen ist, die mit der Gasauslaßleitung (1) für den ersten aufblasbaren Beutel (3) identisch ist.

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