DE2315070A1

DE2315070A1 - Sicherheits-aufblasvorrichtung

Info

Publication number: DE2315070A1
Application number: DE2315070A
Authority: DE
Inventors: Donald George Radke; Robert Lawrence Stephenson
Original assignee: Allied Chemical Corp
Current assignee: Honeywell International Inc
Priority date: 1972-03-29
Filing date: 1973-03-27
Publication date: 1973-10-11
Also published as: US3819203A

Description

Priorität vom 29^_Μ&τ.5_1972 in USA unter der Serial No.239065

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsvorrichtung für Insassen oder andere bewegliche Gegenstände in Kraftfahrzeugen, wie z.B. Autos, und bezieht sich insbesondere auf eine kompakte Vorrichtung, die auf dem Steuerrad eines Kraftfahrzeuges anbringbar ist, um einen Sack mit Gas zu einer etwa ringförmigen Konfiguration nach Unfall des Fahrzeuges aufzublasen.

Passive FahrzeuginsassenrUckhalteanlagen sind in letzter Zeit entwickelt worden, die beachtlich die Zahl der Todea-

309041/0438

Frankfurt/M«ln »7 M DrMdBU Buik AG. WImMm, IC»at*-Nr. 17* KXT

ijälle und ernsteren Verletzungen vermindern sollen,'die sich aus Kraftfahrzeugunfällen ergeben. Unter diesen passiven Rückhaiteanlagen fand man die aufblasbare Sackrückhalteanlage für am meisten erfolgversprechend.

Eines der Probleme, die bisher bei dem Versuch auftraten, aufblasbare Sackrückhalteanlagen für die Verwendung auf dem Steuerrad eines Kraftfahrzeuges geeignet auszubilden, ist der begrenzte Raunt, der für die Installation einer solchen Vorrichtung zur Verfügung steht, die für den Einschluß und die Freigabe von Gas in den aufblasbaren Sack hinein verwendet wurde. Der zur Verfügung stehende Raum liegt an der Nabe des Steuerrades und erstreckt sich um einen relativ kurzen Abstand von der Verbindung der Steuersäule und der Steuerradnabe nach rückwärts im Fahrzeug. Sackaufblasvorrichtungen, die in diesem Raum eingebaut sind, weisen gewöhnlich eine Mehrzahl von Gaserzeugungsbestandteilen auf, näelich einen Gas enthaltenden Kessel und einen Gaserzeugungskessel, die durch einen Verteiler an einem Gasdiffusor angeschlossen sind. Die Wände des Verteilers müssen ausreichend stark sein, um den hohen Gasdrücken zu widerstehen, die während des Aufblasens des Sackes im Verteiler auftreten. Ferner muß der Durchmesser eines üblichen Verteilers groß genug sein, up das Gas schnell von den Gaserzeugungsbestandteilen in den aufblasbaren Sack hinein zu übertragen. Sowohl das Gewicht- als auch

3093 41/U4 38 - 3 -

der Raum bzw. das Volumen der konventionellen Aufblasvorrichtungen sind daher erheblich. Wenn daher die konventionelle Aufblasvorrichtung am Steuerrad eines Kraftfahrzeuges, befestigt wird, wird der begrenzte Raum in der Mitte an der Nabe von der Vorrichtung eingenommen, und das Steuerrad kann nicht an die Steuersäule angebracht oder von dieser entfernt werden, ohne daß man nicht vorher die Aufblasvorrichtung aus der Mitte der Steuerradnabe entfernt·

Es wäre von großem Vorteil, wenn die Aufblasvorrichtung auf dem Steuerrad im Zuge des inneren Aufbaus installiert werden könnte und das Steuerrad danach an der Steuersäule angebracht werden konnte, ohne daß man zuerst die Aufblasvorrichtung entfernen muß. Bis zum Anmelde tag der vorliegenden Erfindung ist eine solche Vorrichtung jedoch nicht vorgeschlagen worden. Ein laufender Trend zu praktischen und kompakten Kraftfahrzeugen steigerte die Schwierigkeit, genügend Raum im Steuerrad vorzusehen, um eine Anpassung an aufblasbare Saekrückhalteanlagen zu schaffen· Aus den obigen Gründen führte die Aufblasvorrichtung der beschriebenen Art im allgemeinen zu höheren Einbau- und Vartungskosten, als sie für kommerzielle Erwägungen erwünscht wären·

Ein anderes Problem, das mit dem mlttigen Einbau einer Sackaufblasvorrichtung an der Steuerradnabe zusammenhängt, bezieht sich auf die Form des aufblasbaren Sacke·· Der be-

309Ö41/ÖUI

grenzte, für die Speicherung des aufblasbaren Sackes in der Mitte des Steuerrades zur Verfügung stehende Raum führte im allgemeinen zu der Verwendung relativ kleiner Säcke, die sich zu Eugelform aufblasen· Man fand, daß ein Insasse nach Berührung mit einem aufblasbaren Sack in Kugelform entlang einer Seite des Sackes und auf einen harten Teil des Fahrzeugs abgelenkt verden kann» Ein Sackaufbau, der gesteigerten "Schutz gegen eine derartige seitliche Verschiebung oder Ablenkung schafft und zu einem festen Sackaufbau führt, hätte erhebliche Vorteile gegenüber den bekannten Kugelsackaufbauten·

Die Erfindung schafft eine Sackaufblasvorrichtung mit einer Mehrzahl von Gaserzeugungsbestandteilen in Verbindung mit einem aufblasbaren Sack, der im wesentlichen eine ringförmige Konfiguration hat· Gas wird von einer Gasquelle nach Empfang eines elektrischen Stromes aus einer Aufprallabtasteinrichtung dem Sack zugeführt, wobei die Abtasteinrichtung auf den Aufprall eines Fahrzeuges anspricht, in welchem die Vorrichtung angeordnet ist. Der Sack wird von dem Gas auf eine im wesentliche ringförmige Konfiguration schnell aufgeblasen und schafft ein stoßabsorbierendes Kissen zwischen harten Teilen des Fahrzeuges und den Fahrzeuginsassen oder anderen bewegliches darin enthaltenen Teilei. Die etwa ringförmige Konfiguration des Sakkes erhöht den Oberflächenbereich desselben. Dementsprechend erzeugt der Sack beim Aufblasen ein kräftigeres Luft-

309641/0438- ' - 5 -

231507P

kissen, als sieb, ergeben würde» wenn ein Luftkissen mit demselben Volumen auf Kugelform aufgeblasen würde· Ferner gestattet der etwa ringförmige Aufbau des Sackes, daß man den Sack um die Nabe des Steuerrades eines Kraftfahrzeuges so anordnet, daß ständig eine Zugangsmöglichkeit zur Nabe vorgesehen ist. Aus diesem Grunde ist die Aufblasvorrichtung besonders geeignet, am Steuerrad eines Kraftfahrzeuges angebracht zu werden.

Bei einer bevorzugten Ausführu-ngsform der Erfindung ist eine Hehrzahl von Gaserzeugungsbestandteilen durch einen Verteiler an dem aufblasbaren Sack angeschlossen; und die sich ergebende Anordnung ist am Steuerrad eines Kraft-

ba. t

fahrzeuges angebracht. Jeder Verteiler und Sack im wesentlichen Ringform und ist zusammen mit den Gaserzeugungsbestandteilen um die Nabe des Steuerrades herum angeordnet. Die Ringform des Verteilers und Sackes und ihre Anordnung hinsichtlich der Nabe gestattet einen laufenden Zugang zur Verbindungsöffnung zwischen dem Steuerrad und der Steuersäule. Infolgedessen kann die erfindungsgemäße Aufblasvorrichtung auf dem Steuerrad eingebaut werden, das Rad kann danach an der Steuersäule befestigt oder von dieser entfernt werden, ohne daß man vorher die Aufblasvorrichtung von dem Rad abnehmen muß.

Die Sackaufblasvorrichtung gemäß der Erfindung hat bedeutende Aufbäumerkmalet Zunächst ist die äußere Um-

3Ö9Ö41/Ö43Ö „ ₆ .

fangsoberflache des im wesentlichen ringförmigen Luftsackes durch die innere Umfangsoberfläche des Sackes verstärkt· Ferner geht nach dem Aufblasen die innere Umfangsflache des Sackes schräg iron einem dahinter sitzenden Insassen fort und gegen die öffnung im Zentral teil des Sakkes. Somit wird der Insasse nach der Berührung mit dem Sack weniger wahrscheinlich entlang der Seite des Sackes abgelenkt und auf ein hartes Teil des Fahrzeuges gelangen.

Veitere Vorteile _t Merkmale und Anwendungsmögl&chkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den Zeichnungen· Es zeigen:

Fig. 1 eine Vorderansicht einer bevorzugten Vorrichtung zur Speicherung und Zuführung von Gas in einen aufblasbaren Sack, wobei die Vorrichtung auf einem an einer Steuersäule angebrachten Steuerrad befestigt ist,

Fig. 2 eine isometrische Ansicht einer Form der Aufprallabtasteinrichtung, wie sie in Fig. 1 gezeigt ist,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht des in Fig. 1 gezeigten Sackes und

Fig. h eine Draufsicht, die teilweise abgeschnitten ist, auf eine andere Ausführungsform der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung»

3Ö984 1/UU8

— 7 —

231507Q

Die meisten Arten von Sackaufblasvorrichtungen, die üblicherweise bei Insassen-Rtickhalteanlagen in Kraftfahrzeugen verwendet werden» können in etwa Ringform hergestellt sein· Folglich arbeitet die Erfindung bei der größten Vielzahl von Vorrichtungen zur Unterbringung und Zuführung von Gas in einen aufblasbaren Sack· Zu Darstellungszwecken wird die Erfindung in Verbindung mit einer Doppelgasquelle beschrieben, die einen Gas enthaltenden Teil, der mit Druckgas verselm ist, und einen Gas erzeugenden Teil aufweist, der mit einem Gas erzeugenden Material versehen ist. Das Aufblasgas kann jedoch von einer Gasquelle zugeführt werden, die entweder nur gespeichertes oder nur erzeugtes Gas verwendet· Dementsprechend umschließt die Erfindung auch Modifikationen des bevorzugten Ausführungsbeispieles, bei denen eine Vielzahl von Gaserzeugungsbestandteilen verwendet wird, um den Sack auf die im wesentlichen Ringform aufzublasen·

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 weist die im allgemeinen mit 10 bezeichnete Vorrichtung eine Vielzahl von Gaserzeugungsbestandteilen auf, die an einem Verteiler 12 angeschlossen sind. Die Gaserzeugungsbestandteile weisen eine Gasquelle mit einem Gas enthaltenden Teil 14 auf, das mit einem Druckgas 16 gefüllt ist, und enthalten ferner einen Gaserzeugungsteil 1,8, der mit einem Gaserzeugungsmaterial 20 versehen ist, weisen ferner eine druckempfindliche Barriere 22^ die zwischen dem Gas enthaltenden Teil 14 und dem Gaserzeugungsteil 18 an-

309841/0438 - 8 -

2315Q7Q

geordnet ist, eine allgemein mit Zk bezeichnete Betätigungseinricntung zur Zündung der Erzeugung des Gases in dem Gaserzeugungsteil 18 und eine allgemein mit 26 bezeichnete Gasfreigabeeinrichtung für die Freigabe des Gases aus dem Gas enthaltenden Teil Λk auf* Ein Gehäuse 28 bildet die äußere Oberfläche des Gas enthaltenden Teiles Ik und enthält das unter Druck stehende Gas 16. Der Verteiler 12 weist ein im -wesentlichen festes Gehäuse 30 mit einer Mehrzahl von Öffnungen 32 darin auf, die mit der Mündung 99 des aufblasbaren Sackes 33 i» Verbindung stehen, der wie ein Krapfen oder Pfannkuchen geformt ist. Die Mündung 9? des Sackes 33 umgibt im wesentlichen die ganze äußere Oberfläche des Verteilers 12, so daß Leckagen und Gasdurchsickerungen im Verteiler 12 in den Sack hinein vorbeilaufen und wirksame Dichtungen nicht nötig sind. Der Segriff "im wesentlichen die gesamte äußere Oberfläche" soll sowohl in seiner Verwendung in der Beschreibung als auch in den Ansprüchen die gesamte äußere Oberfläche umfassen. Die innere Oberfläche des Verteilers 12 bildet die Leitung 3**· Die Gasfreigabeeinrichtung trennt das unter Druck stehende Gas 16 von der Leitung Jk. Jedes Teil, der Verteiler 12 und das Gas enthaltende Teil Ik und der Sack 33 habenim wesentlichen Ringform und sind um die Nabe 38 eines Steuerrades kO herum angeordnet. Ein elektrischer, von einer elektrischen Kraftquelle kZ zugeführter Strom wird wahlweise zur Betätigungseinrichtung 2k und zur Gasfreigabeeinrichtung

3 09641/0438 -9-

231507Q

durch, einen Aufprallabtaster 44 geführt, der auf den Aufin

prall eines Fahrzeuges, welchem . die Vorrichtung 10 angeordnet ist, anspricht. Eine Öffnung ist wahlweise in dem Gehäuse 28 durch die Gasfreigabeeinrichtung 26 vorgesehen und bringt das Gas enthaltende Teil in Verbindung mit der Leitung 34. aus dem Gas enthaltenden Teil 14 und aus dem Gaserzeugungsteil 18 nach Empfang des elektrischen Signales ausgegebenes Gas streicht im folgenden durch die Leitung 34 und die Öffnungen 32 in den Sack 33 hinein, der durch das Gas schnell auf etwa Ringform aufgeblasen wird.

Das Gas enthaltende Teil 14 weist eine Gaseinlaßeinrichtung 46 auf. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält die Gaseinlaßeinrichtung eine Gewindebohrung 48, die mit einer nicht dargestellten Druckgasqu >lle und einem Absperrventil 50 in Verbindung stent· Die Verwendung des Absperrventils 50 ist bevorzugt, um den Rückfluß des unter Druck stehenden Gases 16 zu verhindern. In Pig. 1 ist die Gaseinlaßeinrichtung 48 als am abstromseitigen Ende des Gas enthaltenden Teils 14 angeordnet gezeigt. Diese*Lage der Einlaßeinrichtung 46 ist beliebig , und bei anderen Ausführungsformen kann der Ort der Einlaßeinrichtung 46 in anderen Stellungen auf dem Gas enthaltenden Teil 14 sein. Das Gas enthaltende Teil 14 wird durch Einspritzen eines Druckgases 16 durch die Gaseinlaßeinrichtung 46 gefüllt, bis ein vorgewählter

- 10 -

309841/0438

Druck in den Gas enthaltenden Teil Ik erreicht ist. Stickstoff, Argon, Luft oder ein anderes geeignetes Gas, das für Menschen ungiftig ist, längere Zeit ohne Leckage aus dem Gas enthaltenden Teil ^k gespeichert werden kann, wird im allgemeinen als Druckgas 16 verwendet. Das Gas enthaltende Teil Ik hat ein Volumen im Bereich von 65,6 bis 2^5,8 cnr (k bis 15 ZoIl^), und vorzugsweise etwa 13I cnr (8 Kubikzoll). Das Druckgas 16 ist normalerweise in dem Gas enthaltenden Teil Mk bei einem Druck im Bereich von 70,3 bis 211 kg/cm (IOOO bis 3OOO Pfund pro Zollquadrat) enthalten, und vorzugsweise bei etwa 1ki kg/cm (2000 Pfund pro Zoll )· Im Gas enthaltenden Teil ^k ausgeübte Drücke durch Zumischung der gespeicherten und erzeugten Gase können den Druck im Gas enthaltenden Teil auf Warte im Bereich von

O P

etwa 211 kg/cm bis etwa 352 kg/cm oder mehr (3OOO bis 5000 psi) steigern.

Das Gaserzeugungsteil 18 weist die Betätigungseinrichtung 2k mit einem Zünder 52 auf· Letzterer steht konstruktiv mit einem Widerstandselement, z«B· einem Brückendraht $k₉ in Verbindung, das ein geeignetes, Wärme widerstehendes Volumen bzw. eine Masse erzeugt und die Zündladung 52 nach Durchgang eines elektrischen Stromes durch diesen Draht zündet. Der Brückendraht $k steht über Leitungen 56 und 58 mit einer Aufprallabtasteinrichtung kk elektrisch in Verbindung, die wahlweise den Brückendraht $k mit der Leitung 60 und der elektrischen Kraftquelle k2 nach Aufprall eines Fahrzeuges verbindet, in welchem die Vorrich-

3U9841/0438

- 11 -

tung angeordnet ist. Das Gaserzeugungsteil 18 ist mit dem Gas erzeugenden Material 20 versehen, das neben der Zündladung 52 angeordnet ist. Schwarzpulver, Nitrocellulose, ein zusammengesetztes Treibmittel, vie z.B. Ammoniumperchlorat und Polyvinylchlorid, oder andere Materialien, die Gas und Wärme nach der Verbrennung erzeugen, können als Gaserzeugungsmaterial Verwendung finden·

Das Volumen und der Druck des ausgewählten Druckgases 16 hängen vom Volumen des aufblasbaren Sackes 33 sowie dem Druck und Volumen des von dem Gaserzeugungsmaterial erzeugten Gases ab. Bei den in Fig. 1 und h dargestellten Ausführungsformen der Erfindung beträgt das Volumen und der Druck des unter Druck stehenden Gases 16 mindestens etwa 25 i<> des Volumens und des Druckes des durch die Verbrennung des Gaserzeugungsmaterials erzeugt» Gases· Das Volumen des in dem Gas enthaltenden Teil 1*l· gespeicherten Gases kann verändert werden, um das Hochdruckgaspotential maximal und das Volumen der Gasquelle minimal, zu hdten. Somit kann das Aufblasgas allein aus von einer einzigen Gaserzeugungscharge erzeugtem Gas bestehen. Alternativ kann das zweite, nicht dargestellte Gaserzeugungsteil für das Gas enthaltende Teil 1^ ersetzt werden. Solche ^ehrfachgaserzeugungsteile werden vorzugsweise symmetrisch um die Mittellinie der Steuersäule 62 zwecke Ausgleich angeordnet. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine Doppelkombination aus unter Druck stehendem Gas und

309841/0438 - 12 -

Gas 16 in dem Gas enthaltenden Teil 18 unter einem ausreichenden Druck und Volumen gespeichert, um den Sack im wesentlichen zu füllen.

Das Gas enthaltende Teil 1^_t welches unter Druck gespeichertes Gas 16 enthält» und das Gas erzeugende Teil 18, das das brennbare Gaserzeugungsmaterial 20 enthält, stellen entsprehend getrennte Kammern eines Drucktanks dar. Damit durch die Verbrennung das Gas erzeugenden Materials 20 entwickeltes Gas in das Gas enthaltende Teil 1^ hineinfließen kann, ist eine Einrichtung vorgesehen, die eine druckempfindliche Barriere aufweisen kann, welche den entsprechenden Kammern zugeordnet ist. Die druckempfindliche Barriere, 22 schafft eine beiden Kammern gemeinsame ¥and und trennt das unter Druck stehende Gas l6 von dem Gaserzeugungsmaterial 20. Eine solche Barriere spricht auf den Druck in dem Gaserzeugungsmaterial 20 an und ist so ausgebildet, daß sie reißt, wenn der Druck des durch Verbrennung das Gaserzeugungsmaterials erzeugten Gases einen vorbestimmten Druck überschreitet, der z.B. in der Grös-

senordnung von etwa 21.1 bis 352 kg/cm (3OOO bis 500O psi) liegen kann. Alternativ kann die Barriere 22 nach der Erzeugung des vorgewählten Druckes in der Kammer entfernt . werden, wobei das Gas erzeugende Material in der Kammer untergebracht ist, und zwar durch Extrudieren einer Explosivladung nach Empfang eines elektrischen Stromes von der Kraftquelle k2, wobei die Explosivladung neben der

309841/0438 - 13 -

231507Q

nicht dargestellten. Barriere angebracht ist« Der Träger 22 kann aus Kunststoff oder einem anderen geeigneten Material hergestellt sein«

Ein Diffusor 6k ist am abstromseitigen Ende des Gas erzeugenden Teils 18 und unmittelbar aufstromseitig von der Barriere 22 angeordnet· Der Diffusor 6h enthält eine Mehrzahl von Durchgängen 66, die das durch Verbrennung des Gas erzeugenden Materials 20 erzeugte Gas in dem Gas enthaltenden Teil lh unter gleichmäßigem Druck und gleichmäßiger Geschwindigkeit sich bewegen lassen.

Wegen der Drücke, die in dem Gas erzeugenden Teil lh aufrechterhalten werden, ist letzteres mit einem relativ dickwandigen Gehäuse 28 versehen. Die Dicke des Gehäuses 28 ist so ausgebildet, daß sie für eine konstruktive Unversehrtheit des Gehäuses garantiert, wenn das Gehäuse 28 Drücken ausgesetzt wird, die über den vorerwähnten liegen. Vorzugsweise besteht das Gehäuse 28 aus Stahl oder einem anderen geeigneten Metall.

Das Gas enthaltende Teil lh hat im wesentlichen Ringform und ist mittels geeigneter Befestigungseinrichtungen, wie z.B. Nieten 70 axi Verbindungsholmen oder -streben 68 zwischen dem Rand des Steuerrades kO und der Steuersäule 62 befestigt. Die Ringform des Gas enthaltenden Teils lh gestattet die Anordnung um die Nabe 38 des Steuerrades kO derart, daß ein ständiger Zugang zur Nabe 38 geschaffen ist. Andere Kon-

309841/0438 - 14 -

- 1ft -

figurationen des Gas enthaltenden Teiles 14, die einen ringförmigen Aufbau mit einer vieleckigen Umfangsoberflache haben, z.B. eine pentagonale oder octagonale Umfangsoberflache, oder einen Aufbau, bei dem der Ring nicht geschlossen ist, Z₀B₀ als U-Form oder mit spitzem Winkel, kann auch verwendet werden. Das in Fig. 1 dargestellte Gas enthaltende Teil soll zur Darstellung verwendet werden und nicht im Sinne einer Beschränkung des Erfindungs ge dankens auf die besondere hier verwendete Konstruktion interpretiert werden« Dementsprechend ist der Ausdruck "im wesentlichen kreisförmige Konfiguration", wie er in der Beschreibung und auch ±n den Ansprüchen verwendet wird, in bezug auf das Gas enthaltende Teil ebenso gemeint wie die vorstehend hier beschriebenen anderen Konfigurationen.

Der Verteiler 12 kann in einer Yielzahl von Ausbildungen aufgebaut sein, einschließlich -Ausbildungen der vorstehend erwähnten Art in Verbindung mit dem Gas enthaltenden Teil, wodurch eine ausreichende Festigkeit und konstruktive Widerstandskapazität gegenüber Drücken gegeben sind, die während der Erzeugung und der Freigabe des Gases in dem Teil ausgeübt sind, ¹Zu diesem Zweck soll der Ausdruck "im wesentlichen ringförmige Konfiguration" ₆ wie er in der Beschreibung und in den Ansprüchen in Verbindung mit dem Verteiler gemeint ist, sich ebenso auf Ausbildungen der in dem vorstehenden Absatz hinsichüLch des Gas enthaltenden Teils

309841/0438 . ■ . .

beschriebenen Art erstrecken· Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Verteiler ein im wesentlichen ringförmigeS₉ festes Gehäuse 30 auf» dessen einer Teil mit einer Auslaßeinrichtung versehen ist, die eine oder mehrere öffnungen 32 aufweist. Pas Gehäuse 30 ist aus Stahl oder einem anderen geeigneten Material hergestellt und hat eine innere Oberfläche» die eine Leitung 3k bildet. Die Dicke des Gehäuses 30 ist auereichend, um Drücken in der Leitung 3k zu widerstehen, die in der Größenordnung von 35,2 bis 211 kg/cm ( 500 bis 3000 psi) oder mehr liegen· Ein aufblasbarer Sack 33 ist am Gehäuse 30 durch eine geeignete Einrichtung, wie z.B. Klemmen und Schrauben 74 befestigt. Die öffnungen 32 der Auslaßeinrichtung 36 stehen mit der Mündung des Sackes 33 An Verbindung und wirken vorzugsweise als Diffusor, um Gas, welches in die Leitung 3h eintritt, in den Sack 33 bei gleichmäßigem Druck und gleichmäßiger Geschwindigkeit eintreten zu lassen.

Um für die Freigabe des Gases aus dem Gas enthaltenden Teil Ik zu sorgen, ist eine Explosivladung, wie z.B. ein Detonator 76, neben einem Auslaßpfropfen 78 angeordnet. Der Pfropfen 78 trennt die Leitung 3** von dem Druckgas 16. Der Detonator oder die Sprengkapsel 76 ist konstruktiv mit einem Viderstandsäement, z.B. einem Brückendraht 80 verbunden. Der Brückendraht 80 steht elektrisch über Leitungen 82 und 58 mit Leitung 60 und

- 16 309841/0438

231507Q

der Kraftquelle 42 durch denAufpralldetektor 44 nach Aufprall eines Fahrzeuges, in dem die Vorrichtung 10 angeordnet ist j in Verbindung«)

In Fig. 2 ist eine Ausführungsform einer Aufprallabtasteinrichtung dargestellt. Andere Ausführungsformen von Aufprallabtasteinrichtungen können auch verwendet werden. Die in Fig. 2 dargestellte Aufprallabtasteinrichtung ist deshalb nur zwecks Darstellung und nicht im Sinne der Begrenzung gedacht. Solche Einrichtungen können zumindest eine Valze oder Rolle 84 aus Metall, wie z.B. nichtrostendem Stahl, goldplattiertem Kupfer oder einem anderen geeigneten leitfähigen Material aufweisen. Die Walze 84 liegt in elektrischer Verbindung über Leitung 60 mit der Kraftquelle 42 und ist beweglich auf einer nichtleitfähigen Unterstützung 86 angebracht, die beispielsweise aus Polycarbonat hergestellt ist. Ein dünnes Band aus elektrisch leitendem Material 88, z.B. nichtrostendem Stahl, goldplattiertem Kupfer oder dergleichen, ist um die Valze 84 herumgewickelt und an der Unterlage 86 durch Punktschweißung oder dergleichen befestigt und schafft eine Widerstandskraft, gegen welche die Walze 84 arbeitet. Das leitende Element 90, das aus elektrisch leitendem Material derart bestehen kann, wie «s zur Herstellung des Bandes 88 verwendet wird, ist fest auf der Unterlage 86 angebracht. Wenn die Walze 84 entlang der Oberfläche 92 der Unterlage 86 in der Richtung des Pfeiles versetzt

309841/0438

231507Q

wird, wird das Band 88 In Berührung mit dem leitendem Element °-0 gebracht. Ein elektrischer Strom wird von der Kraftquelle hZ über Leitung 60, den Aufpralldetektor hh₉ Leitung 58, Leitung 56 und Leitung 82 zu den Gaserzeugungsbestandteilen übertragen.

In Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht eines Sackes 33 dargestellt. Der Sack 33 weist vorzugsweise ein weiches, elastisches, zähes, federndes Material auf, das beispielsweise aus Nylon mit einer Dicke im Bereich von etwa 10 bis 50 mil hergestellt ist* Das Material sollte erheblich widerstandsfähig gegen Reißen und in der Lage sein, seine Festigkeit längere Zeit in einem gefalteten Zustand zu behalten. Ferner ist es bevorzugt, daß das Material, welches die äußere Oberfläche des Sakkes 33 aufweist, im wesentlichen widerstandsfähig gegen Durchdringung durch die Gas erzeugenden Bestandteile ist, wenn es sich mit diesen längere Zeit in Berührung befindet. Wenn der Sadc 33 auf eine etwa ringförmige Konfiguration aufgeblasen ist, ist die äußere Umfangsoberfläche 95 des Sackes 33 vorzugsweise mit einem im wesentlichen kreisförmigen Rückenteil Sh versehen. Von diesem Rücken- oder Kammteil $k neigt sich die äußere Oberfläche des Sackes 33 von einem dahinter befindlichen Insassen fort und gegen eine Öffnung 96 beim Mittelteil des Sackes 33. Es versteht sich selbstverständlich, daß die Öffnung 96 in ihrer Bemessung ausreichend beschrankt ist, so daß

- 18 309841/0438

231507Q

die innere Oberfläche 98 des aufgeblasenen Sackes 33 verhindert, daß der Insasse die Nabe 38 oder ein anderes hartes Teil des Fahrzeuges berührt, um welches der Sack 33 angeordnet ist. Wenn ein Luft sack auf eine nicht dargestellte Kugelform aufgeblasen ist, bildet das Teil des Sackes, welches dem dahinter sitzenden Insassen am nächsten liegt, einen Scheitel, der zentral auf der äußeren Oberfläche des Sackes angeordnet ist. Von diesem Scheitel und vom Insassen fort neigt sich die äußere Oberfläche gegen die hartenTeile des Fahrzeuges neben dem Sack. Statt daß sich ein Insasse vom Scheitel nach unten entlang dem Umfang und vom Mittelpunkt des kugelförmigen Sackes fortbewegt^ wird er in den aufgeblasenen Sack mit der Ringform gedrückt und somit veranlaßt, sich von dem im wesentlichen kreisförmigen Rücken oder Kamm 9h nach unten gegen die Öffnung 96 zu bewegen, wobei der Rücken 9h relativ in der Nähe des äußeren Umfanges 95 des Sackes 33 angeordnet ist. Somit wird der Insasse weniger wahrscheinlich, entlang einer Seite des Sackes und auf einen harten Gegenstand im Fahrzeug gelenkt.

Die äußere Umfangsoberflache 95 des im wesentlichen ringförmigen Luftsackes 33 ist duKh die innere Umfangsoberflache 98 des Sackes 33 verstärkt. Eine solche innere Umfangsf lache 98 ist in Säcken mit im wesentlichen Kugelkonfiguration nidit vorhanden. Außerdem steigert die Ringform den Oberflächenbereich des Sackes 33· Dementsprechend erzeugt der Sack 33 beim Aufblasen eine stärkeren Luftsack,

309841/0438 _ _w .

231507Q

als sich ergeben würde, wenn ein etwa kugelförmiger Sack mit demselben Volumen aufgeblasen wäre.

· .h ist teilweise abgeschnitten eine Draufsicht einer anderen Ausführungsform der in Fig· 1 dargestellten Vorrichtung gezeigt. Bei dieser erfindungsgemäßen Ausführungsform sind sowohl der Verteiler als auch die Gaserzeugungsbestandteile in der Einhüllenden des Sackes 33 angeordnet, so daß der Verteiler 12 und die Gas erzeugenden Bestandteile ganz im Sack angeordnet sind· Jedes Gas, welches die Gas erzeugenden Bestandteile als Leckage in die Leitung 3*l· hinein verläßt, tritt in den Sack 33 ein· Dieser umgibt sowohl den Verteiler 12 als auch die Gas erzeugenden Bestandteile, so daß sie gegen Stöße oder Unfallbeschädigung geschützt sind. Gas, welches in die Leitung 3k in einer im folgenden zu beschreibenden Weise eintritt, strömt durch die Öffnungen 32 der Auslaßeinrichtungen und in den Sack 33 hinein, der dadurch schnell auf eine im wesentlichen ringförmige Konfiguration aufgeblasen wird.

Die im folgenden beschriebene Vorrichtung 10 ist überraschen kompakt. Dementsprechend kann die Vorrichtung 10 am Steuerrad eines Kraftfahrzeuges oder eines anderen Fahrzeuges befestigt sein. Die Ringform des Sackes 33 gestattet seine Anordnung um die Nabe 38 des Steuerrades *tO herum, um einen ständigen Zugang zur Verbindungsöffnung zwischen dem Steuerrad 40 und der Steuerwelle 62 vorzu-

309841/0438 - 20 -

231507Q

sehen· Folglich kann die Vorrichtung 10 auf dem Steuerrad im Zuge des Inneneinbaus installiert werden; und das Rad kann danach an der Steuersäule angebracht oder von dieser entfernt werden, ohne daß man vorher die Aufblasvorrichtung 10 vom Rad ^O entfernt. Die Lage der Vorrichtung 10 hinsichtlich der Nabe 38 des Steuerrades 40 kann je nach dem Radius des Rades kO und der Nabe 38» der Länge der Stege der Speichen 68 und des Winkels der Ausnehmung zwischen der Nabe 38 und dem Rand des Rades ^O variiert werden. Beispielsweise kann die Vorrichtung 10 auf den Holmen oder Speichen 68 so befestigt werden, daß sie im wesentlichen koaxial zur Nabe 38 ausgefluchtet ist, jedoch ganz zwischen der Ebene der Nabe 38 und der Ebene des R_andes des Rades hO zu liegen kommt. Wenn dementsprechend der Begriff "um die Nabe des Rades herum angeordnet" in der Beschreibung oder in den Ansprüchen benutzt wird, so soll er Ausführungsformen der Vorrichtung 10 einschließen, die in Ausfluchtung zur Nabe 38 und der Steuerwäule 62 sind.

Die Tätigkeit oder der Betrieb der Vorrichtung 10 kann leicht unter Bezugnahme auf Fig. 1 verstanden werden. Der Aufpralldetektor hk verbindet elektrisch den Brükkendraht 8O₉ der am Detonator 76 und dem Brückendraht 5^ liegt, welcher mit dem Gaserzeugungsmaterial 20 verbunden ist, mit der Energiequelle 32 nach Aufprall des Fahrzeuges, in welchem die Vorrichtung 10 angeordnet ist.

309841/0A38

231507Q

Ein elektrischer Strom wird durch die Leitung 60, 58 und 82 zum Brückendraht 80 übertragen. Der Brückendraht 80 erwärmt sich und zündet die Zündladung 76 nach Empfang des elektrischen Stromes. Eine solche Zündung entfernt den Pfropfen 98, woraufhin eine nicht dargestellte Öffnung in Verbindung mit dem Gas enthaltenden Teil Ik und der Leitung 3k geschaffen ist. Der elektrische Strom erreicht den Brückendraht 5^» de:r mit der Zündladung 52 über

-en
Leitung 60, 58 und 56 verbunden ist. Die Zündladung 52 wird erwärmt und vom Brückendraht 5k nach Empfang des elektrischen Stromes gezündet. Die Zündladung 52 zündet das Gas erzeugende Material, und die Produktion des erzeugten Gases beginnt. Der Gasdruck in der Gaserzeugungskammer erhöht sich auf ein vorgewähltes Niveau, die Barriere 22 bricht, und das erzeugte Gas fließt durch den Diffusor 64, das Gas enthaltende Teil Ik, die Leitung 3k und die Auslaßeinrichtung in den Sack 33 hinein, der sich aufbläst und ein im wesentlichen ringförmiges Stoßabsojptionsmedium zwischen harten Teilen des Fahrzeuges und den Insassen oder anderen beweglichen Teilen, die darin enthalten sind, vorsieht.

- 22 -

309841/0438

Claims

Patentansprüche

/ 1. \ Sicherheitsvorrichtung für Fahrzeuginsassen, die Vau^fdas Steuerrad eines Kraftfahrzeuges befestigbar ist, mit einer Mehrzahl von Gas erzeugenden Bestandteilen, die an einem Verteiler für die Zuführung des Gases durch diesen und in einen aufblasbaren Sack hinein angeschlossen sind, nachdem ein elektrischer Strom von einer Aufprallabtasteinrichtung empfangen ist, die auf den Aufprall des Fahrzeuges anspricht, dadurch gekennzeichnet, daß der Safe (33) eine im wesentlichen ringförmige Konfiguration aufweist und um die Nabe(3&) des Steuerrades herum angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verteiler (12) eine im wesentlichen ringförmige Konfiguration aufweist.

3· Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnei^ daß der Verteiler (i2) zumindest eine Öffnung (32) darin aufweist, die in Verbindung mit dem aufblasbaren Sack (33) steht, und daß eine Auslaßeinrichtung (36) im Verteiler (12) vorgesehen ist.

h. Vorrichtung nach Anspruch 3f dadurch gekennzeichnet, daß die Gas erzeugenden Bestandteile ein Gas enthaltendes

- 23 -

309841 /0438

Teil (i*Oj mit einem unter Druck stehenden Gas (16) versehen, ein Gas erzeugendes Teil (18), mit Gaserzeugungsmaterial (20) versehen, eine Betätigungseinrichtung zur Zündung des Gas erzeugenden Materials (20) nach Empfang des elektrischen Stromes, eine Barriere (22), die entfern bar zwischen der Gas erzeugenden Einrichtung und der Gas enthaltenden Einrichtung angeordnet ist, und eine Gasfrei gabeeinrichtung für das Gas aus der Gas enthaltenden Einrichtung (i^-) aufweist.

5· Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas enthaltende Teil (i*l·) im wesentlichen ringförmig ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der Verteiler (12) als auch das Gas enthaltende Teil (1*0 um die Nabe (38) des Steuerrades (4o) herum angeordnet sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichne t, daß die Barriereeinrichtung (22) eine gemeinsame Wand für das Gas enthaltende Teil (i4) und das Gas emeugende Teil (18) vorsieht und auf den Druck in dem Gas erzeugenden Teil anspricht, und daß eine Einrichtungvorgesehen ist, um das erzeugte Gas in das Gas enthaltende Teil (14) fliessen zu lassen.

309841/0438 -24-

- 2k -

8. Vorrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung (i) eine neben dem gaserzeugenden Material (20) angeordnete Zündladung (52) und (2) einen konstruktiv mit der Zündladung (52) und elektrisch mit der Aufprallabtasteinrichtung (hk) in Verbindung stehenden Brückendraht (5*0 aufweist, für die Zündung der·Zündladung (52) nach Empfang des elektrischen Stromes, und daß die Zündladung (52) das Gas erzeugende Material (20) zündet.

9· Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasfreigabeeinrichtung (i) einen das Druckgas (i-6) von einer durch die innere Fläche des Verteilers (12) gebildeten Leitung (3*l·) trennenden Pfropfen (78)» (2) einen neben dem Pfropfen angeordneten Zünder oder Detonator (?6) und (3) einen konstruktiv mit dem Zünder (?6) und elektrisch mit der Aufprallabtasteinrichtung zur Zündung des Zünders (76) nach Durchgang des Stromes durch den Brückendraht (80) verbundenen Brückendraht (80 ) aufweist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Sack (33) im wesentlichen die gesamte äußere Oberfläche des Verteilers (12) umgreift.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß das Gas enthaltende Teil (i4) und der Verteiler (12) ganz in dem aufblasbaren Sack (33) angeordnet sind.

30984 1/0433 - 23 -

12. Vorrichtung nach dnem oder mehreren, ei ex· vorhergehenden Ansprüche₈ dadurch gekenn zeichne t₉ dciß die Sicherheitsvorrichtung für Fahrzeuginsossen eine Mehrzahl von Gas erzeugenden Bestandteilen in Verbindung mit dem aufblasbaren Sack (33) für die Zufuhr von Gas zu dem Sack nach Aufprall des Fahrzeuges aufweist.

309841/0438