DE4141835C2 - Aufprallschutzeinrichtung für Insassen eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Aufprallschutzeinrichtung für Insassen eines Kraftfahrzeuges, insbesondere eines Personenkraftwagens, mit einem aufblasbaren Gassack, sowie mit einem zur Speicherung eines unter Druck stehenden Gases dienenden Druckbehälter, der über eine in der Druckbehälterwandung vorgesehene Ausströmöffnung mit dem Innenraum des durch das Gas aufblasbaren Sackes verbunden ist, wobei die Ausströmöffnung über wenigstens ein Ventil verschließbar ist, das aus einem von einer Sollbruchstelle umgebenen Wandungsteil des Druckbehälters und aus einer mit diesem Wandungsteil in Wirkverbindung bringbaren Kolbenstange besteht, die aus einem geschlossenen und mit einem pyrotechnischen Treibsatz gefüllten Auslösezylinder einseitig herausragt und durch einen im Auslösezylinder angeordneten Kolben axial aus einer ersten in eine zweite Endlage verschiebbar ist, wenn die Zündung des pyrotechnischen Treibsatzes erfolgt.

Es ist eine Schutzeinrichtung dieser Art, die üblicherweise als Air-Bag-System bezeichnet wird, aus der DE-OS 21 18 745 bekannt. Bei dieser Schutzeinrichtung ist ein dosenförmiger, im wesentlichen zylindrischer Behälter vorgesehen, der in seinem Inneren und koaxial zu seiner Mittellängsachse einen mit pyrotechnischen Material gefüllten Zylinder aufweist, in dem ein fest mit einer einseitig aus dem Zylinder herausragenden Kolbenstange verbundener Kolben so sitzt, daß er in der ersten Endstellung der Kolbenstange, also bei nichtausgelöstem Gassack-System, noch eine bestimmte Wegstrecke bis zum stirnseitigen Anschlag an dem Zylinder zurücklegen kann. Das von dem Kolben abgewandte Ende der Kolbenstange liegt senkrecht an einem plattenartigen Wandungsteil des zylindrischen Behälters an, das von einer Sollbruchstelle umgeben ist. Erfolgt daher eine Zündung in dem dort vorgesehenen Auslösezylinder, so wird die Kolbenstange von dem unter Druck geratenen Kolben schlagartig gegen das Wandungsteil gedrückt, das an seinen Sollbruchstellen herausbricht und das Einströmen des im Druckbehälter befindlichen Gases in den aufblasbaren Sack bewirkt. Um ein zu schlagartiges Eintreten des Druckgases in den Sack zu vermeiden, ist der zylindrische Behälter von einem zweiten Behälter umgeben, der mit einem in der Richtung der Achse der Kolbenstange verschiebbar geführten und den Behälter überdeckenden Deckel versehen ist, der auf seinem gesamten Umfang mit Austrittslöchern für das austretende Druckgas versehen ist. Diese Bauart weist den Vorteil auf, daß das durch das schlagartige Aufbrechen des Wandungsteiles aus dem Druckbehälter ausströmende Druckgas gedrosselt und verteilt wird. Der als Verteiler wirkende, teleskopartig an dem Innenbehälter und am Außenbehälter geführte Deckel kann aber im Ernstfall verklemmen.

Aus der US 3 960 390 ist eine Aufprallschutzeinrichtung bekannt, die im Bereich des Lenkrades auf der Fahrerseite angeordnet ist. Dabei wird der Druckbehälter durch ringförmige Halbschalen gebildet, die den eigentlichen Ventilblock umgeben. Ein mittels Sollbruchstellen mit dem Ventilblock verbundenes Ventil weist eine nach innen abragende Kolbenstange auf, an deren Ende ein Kolben angebracht ist, der in einem Auslösezylinder um einen bestimmten Weg verschiebbar ist. Zu den ringförmigen Halbschalen des Druckbehälters hin sind sternförmig Öffnungen vorgesehen, so daß das unter Druck stehende Gas im Druckbehälter aus der Ventilöffnung austreten kann, sobald der Kolben und damit das Ventil durch eine Zündung nach oben gedrückt wird.

Es ist auch bekannt (US 4 021 058), einen Druckbehälter einer Aufprallschutzvorrichtung mittels eines durch Sollbruch­ stellen gebildeten Ventils zu verschließen, auf dessen Außen­ seite ein Zündsatz angebracht ist. Dieser Zündsatz sitzt in einer Art Flaschenhals des Druckbehälters, den ein weiterer Behälter umgibt, der wiederum mit einem ein Lochblech aufwei­ dendes Rohr verbunden ist, das von dem Gassack der Aufprall­ schutzeinrichtung umgeben ist. Im Bereich des Flaschenhalses sind in zwei Ebenen über seinen Umfang verteilte Öffnungen vor­ gesehen, durch die Gas aus dem Druckbehälter in den Behälter und über das Rohr in den Gassack ausströmen kann. Die zweite Reihe von Öffnungen ist dabei mittels eines auf den Flaschen­ hals aufgestülpten, topfförmigen Kolbens abgedeckt, der in einem Zylinder axial beweglich ist. Bei einer Zündung strömt daher das Gas aus dem Druckbehälter zunächst durch die untere Reihe von Öffnungen. Durch den hohen Druck wird der Kolben auf dem Flaschenhals nach oben geschoben, wodurch auch die zweite Reihe von Öffnungen freigegeben wird und sich der Ausströmquerschnitt vergrößert. Dadurch ist in gewisser Weise eine zeitabhängige Steuerung des Ausströmvorganges in den Gassack möglich. Diese Aufprallschutzvorrichtung ist jedoch sehr aufwendig und benö­ tigt einen relativ großen Bauraum.

Andere Schutzeinrichtungen, wie sie beispielsweise aus der DE- OS 23 05 908 bekannt sind, besitzen ähnliche plattenartige Ven­ tile, die bei der Zündung einer Treibladung an der Stirnseite des Druckbehälters abgesprengt werden. Es sind auch Druckbehäl­ ter (DE-OS 17 81 383) bekannt, die quer zur Fahrtrichtung des Fahrzeuges in einer länglichen Ausnehmung im Armaturenbrett des Fahrzeuges angeordnet werden können. Diese Druckbehälter sind konzentrisch von einem mit einer horizontalen schlitzartigen Auslaßöffnung versehenen Außenbehälter umgeben und werden durch die Explosion einer Sprengladung entlang einer horizontalen Sollbruchlinie über ihre gesamte Länge aufgerissen. In allen diesen Fällen tritt ein unkontrolliertes Aufblasen des dem Fah­ rer oder dem Beifahrer zugewandten Prallsackes auf, das uner­ wünscht ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Aufprall­ einrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß das unerwünschte schlagartige Austreten des Druckgases in den Luftsack vermieden wird.

Dies wird bei einer Schutzeinrichtung der eingangs ge­ nannten Art dadurch erreicht, daß das Wandungsstück Teil der Wandung eines hohlen Ventilblockes ist, der mit der Ausström­ öffnung versehen ist, daß das Wandungsstück mit einem in das Innere des Ventilblockes ragenden Ansatz versehen ist, daß die Kolbenstange quer zu dem Ansatz im Ventilblock verschiebbar ist, und daß der Ansatz in der Bewegungsbahn eines an der Kol­ benstange angeordneten Anschlages liegt.

Durch diese Ausgestaltung wird das Wandungsstück nicht senkrecht zu der Ebene herausgerissen, in der seine Sollbruchstellen lie­ gen, sondern zu dieser Ebene verschwenkt, wobei sich das Wan­ dungsteil klappenartig um zunächst verbleibende Verbindungs­ stellen verschwenkt, ehe es von der Kraft des ausströmenden Druckgases ganz herausgerissen werden kann. Es entstehen daher bei der Axialverschiebung der Kolbenstange zunächst sichelarti­ ge Öffnungen an zwei gegenüberliegenden Seiten des sich lösen­ den Wandungsteiles, die immer größer werden, bis die gesamte Ventilöffnung freigegeben ist. Es wird dadurch möglich, die Menge des ausströmenden Druckgases zu steuern und in der An­ fangsphase verhältnismäßig klein zu halten, ehe die gesamte zur Verfügung stehende Druckgasmenge schlagartig ausströmt. Diese Ausgestaltung ermöglicht daher das einwandfreie und störungs­ freie Entfalten des zunächst zusammengelegten Prallsackes, ohne daß eine Behinderung durch ein Verklemmen mechanisch geführter Teile befürchtet zu werden braucht.

Besonders vorteilhaft ist es nach Anspruch 2 für Aufprall­ schutzeinrichtungen der eingangs genannten Art, bei denen die Ausströmöffnung in an sich bekannter Weise von einem kappen­ artigen, mit Ausströmöffnungen versehenen, bewegbaren Deckel überdeckt ist, wenn die Kolbenstange an ihrem dem Kolben abge­ wandten Ende mit dem radial von ihr abstehenden kappenartigen Deckel versehen ist. Bei einer solchen Ausführung wird der Deckel unmittelbar von der Kolbenstange und damit störungsfrei von der Ausströmöffnung abgehoben, kann den Prallsack parallel zu der mit der Betätigung der Kolbenstange ausströmenden Druck­ gasmenge auch mechanisch um einen gewissen Betrag entfalten und als eine Art Leitschaufel für das austretende Druckgas dienen, das dadurch gezielt umgelenkt werden und diffusorartig in den Prall­ sack eintreten kann.

Nach Anspruch 4 kann der Deckel mit einem parallel zu der Achse der Kolbenstange verlaufenden Rand versehen sein, der in der Art eines Kolbens dicht in einer zylindrischen Ausnehmung des Ventilblockes gehalten ist, solange die Kolbenstange in der ersten Endlage steht. Diese Ausgestaltung ermöglicht eine kom­ pakte und stabile geschlossene Bauweise der gesamten Schutzein­ richtung, die im nicht betätigten Zustand gegen Außeneinflüsse, insbesondere gegen eine mögliche Verschmutzung geschützt ist. Bei einer solchen Ausführungsform können nach Anspruch 5 die Ausströmöffnungen des Deckels ausschließlich in dessen Rand vorgesehen sein, so daß die gewünschte Umlenkung der austretenden Druckgasmenge erreicht und das unerwünschte Vorschnellen des zentralen Prallsackbereiches in Richtung auf die zu schützende Person vermieden wird. Nach Anspruch 6 können diese Ausströmöffnungen auch als von dem freien Rand des Randes aus zur äußeren Deckeloberfläche hin verlaufende Schlitze aus­ gebildet sein, die nach Anspruch 7 an ihrem Grund eine kreis­ förmige Abrundung aufweisen. Durch diese Ausgestaltung kann der Effekt einer Drosselung der in den ersten Millisekunden aus­ strömenden Druckgasmenge noch unterstützt werden, weil die Druckgasmenge noch nicht durch den vollen Querschnitt der Aus­ strömschlitze austreten kann. Um eine möglichst gleichmäßige Verteilung des austretenden Druckgases aus diesen Ausström­ schlitzen zu erreichen, kann an dem freien Kappenrand des Deckels eine Lochplatte befestigt sein, die eine zentrale Aus­ nehmung für die Kolbenstange aufweist.

Die Länge des Randes kann nach Anspruch 9, parallel zur Kolben­ stange gemessen, so ausgelegt werden, daß sie dem Verstellweg der Kolbenstange aus der ersten in die zweite Endlage ent­ spricht. Bei einer solchen Auslegung ist der Deckel bei ausge­ fahrener Kolbenstange mit seinem Rand auch vollständig aus der Führung ausgetreten, so daß neben den Ausströmschlitzen auch noch ein Ringbereich für das ausströmende Druckgas zur Verfü­ gung gestellt werden kann, wenn das erforderlich ist.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform ergibt sich, wenn im Ventilblock zwei diametral gegenüberliegende Wandungsteile mit fluchtend zueinander angeordneten Ansätzen vorgesehen sind, deren freie Stirnseiten in einem Abstand zueinander stehen, der etwas größer als der Durchmesser der Kolbenstange ist. Bei einer solchen Ausführung wird es möglich, den maximal möglichen Hebelarm für das Verschwenken der Wandungsstücke zur Verfügung zu stellen, ohne daß der Raumbedarf zu groß wird.

Nach Anspruch 11 kann jeweils angrenzend an jedes Wandungsteil ein hülsenförmiger Druckbehälter angeschlossen sein, der durch die Wandung des Ventilblockes abgeschlossen ist. Es entsteht dann insgesamt ein länglicher, etwa zylindrischer Behälter, der zentral in seiner Mitte die Austrittsöffnung mit dem an der Kolbenstange angebrachten Diffusordeckel aufweist. Solche Aus­ führungsformen eignen sich besonders zur Betätigung des Prall­ sackes für den Beifahrer, weil sie wegen ihrer Abmessungen ohne weiteres auch noch oberhalb des dort im allgemeinen anzuordnen­ den Handschuhfaches im Armaturenbrett unterbringbar sind.

Nach Anspruch 13 kann der Ventilblock aber auch von einem rei­ fenförmigen Druckbehälter umgeben sein, der konzentrisch zum Ventilblock angeordnet und auf seiner offenen Innenseite durch eine zylindrische Wand des Ventilblockes geschlossen ist. Auch bei dieser Ausführungsform ergibt sich eine kompakte Bauart, die aber wegen ihrer Abmessungen mehr zur Unterbringung im Mit­ telteil des Lenkrades, also zum Aufblasen eines Prallsackes für den Fahrer, geeignet ist.

Bei beiden Ausführungsformen können mindestens die an den Ven­ tilblock angesetzten Druckbehälter aus einem dünnwandigen Mate­ rial bestehen, das außen durch eine die Druckbehälter einhül­ lende Faserverbundwicklung verstärkt ist, wie das im Anspruch 14 zum Ausdruck gebracht wird. Der Ventilblock selbst kann nach Anspruch 15 aus einem geschmiedeten Hohlprofil mit dickerer Wandstärke als das Material der Druckbehälter hergestellt sein. Es haben sich insbesondere Aluminium oder Aluminiumlegierungen hierfür als besonders vorteilhaft erwiesen, weil das Gesamtge­ wicht der Schutzeinrichtung auf diese Weise niedrig gehalten werden kann.

Nach den Ansprüchen 16 und 17 schließlich kann in den massiv ausgebildeten Ventilblock sowohl eine druck- und gasdicht ver­ schließbare Befüllöffnung als auch ein Sicherheitsventil vor­ gesehen sein, und es kann dem oder den Druckbehältern ein Drucksensor zur ständigen Erfassung des in den Druckbehältern herrschenden Druckes zugeordnet sein, der entweder an der Wan­ dung der Druckbehälter oder direkt an einer Wandung des Ventil­ blockes angebracht ist.

Die Erfindung ist anhand von zwei Ausführungsbeispielen in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Schutzeinrichtung in Form einer im wesentlichen zylindrischen Einheit, deren Länge größer als der Durchmesser ist,

Fig. 2 die Draufsicht auf die Schutzeinrichtung der Fig. 1 in Richtung des Pfeiles II gesehen,

Fig. 3 eine andere Ausführungsform einer Schutzeinrichtung nach der Erfindung, die ebenfalls zwar im wesentli­ chen die Form eines Zylinders aufweist, wobei in die­ sem Fall aber der Durchmesser des Zylinders wesent­ lich größer als seine Längserstreckung ist, und

Fig. 4 die Draufsicht auf die Schutzeinrichtung der Fig. 3 in Richtung des Pfeiles IV der Fig. 3 gesehen.

In den Fig. 1 und 2 sind zu beiden Seiten eines zentralen Ven­ tilblockes (1) zwei hülsenförmige Druckbehälter (2 und 3) ange­ ordnet, die jeweils aus einem Aluminuim- oder Aluminiumlegie­ rungsblech bestehen, an ihrer offenen Seite einen Befestigungs­ flansch (2a bzw. 3a) aufweisen und mit diesem Flansch dicht mit der zugeordneten Wandung (1a bzw. 1b) des Ventilblockes (1) verschweißt sind. Die Druckbehälter (2 und 3) bestehen aus Hül­ sen, die rotationssymmetrisch zu einer Mittellängsachse (4) ausgebildet sind. Der Ventilblock (1) grenzt mit seinen kreis­ förmigen Wandungen (1a und 1b), die im wesentlichen den glei­ chen Durchmesser wie die Flansche (2a bzw. 3a) aufweisen, an diese Druckbehälter (2 und 3) an. Zumindest die beiden Druckbe­ hälter (2 und 3) sind an ihrem äußeren Umfang mit einer Faser­ verstärkung in der Form einer Faserverbundwicklung (5) verse­ hen, die sich bei Bedarf aber auch, wie aus Fig. 2 entnommen werden kann, zumindest zum Teil in den Bereich des Ventilbloc­ kes (1) herein erstrecken kann. Es reicht aber auch aus, aus­ schließlich die Außenflächen der beiden Druckbehälter (2 oder 3) mit einer Faserverbundwicklung zu versehen, die den an sich dünnwandigen und daher leichten Druckbehältern (2 und 3) die ausreichende Festigkeit für die Aufnahme eines Druckgases ver­ leihen, das jeweils über ein Füllventil (6), das im Ventilblock (1) angeordnet ist, nach der Fertigstellung der Druckbehälter­ einheit in die Druckbehälter (2 bzw. 3) eingefüllt wird. Die Füllventile (6) werden anschließend druck- und gasdicht so verschweißt, daß der Druck des gasförmigen Mediums in den Druckbehältern (2 und 3), der in der Größenordnung von 500 bar liegen kann, auch über längere Zeit, insbesondere über die ge­ samte Lebensdauer der später in ein Kraftfahrzeug eingebauten Schutzeinrichtung, aufrechterhalten werden kann.

Der Ventilblock (1) besteht aus einem geschmiedeten Aluminium- oder Aluminiumlegierungshohlprofil und besitzt an einer Seite einen Ansatz mit einer zylindrischen Ausnehmung (7), in der ein Deckel (8) aufgenommen ist, der mit einem umlaufenden Rand (8a) versehen ist, der mit seinem zylindrischen Umfang in der Aus­ nehmung (7) sitzt und durch einen O-Ring (9) in dieser Ausneh­ mung (7) abgedichtet gehalten ist. An der unteren freien Stirn­ seite des Randes (8a) ist eine Lochblechscheibe (10) befestigt. In den umlaufenden Rand (8a) sind von der freien Stirnseite her schlitzartige Austrittsöffnungen (11) eingearbeitet, die an ihrer geschlossenen Seite abgerundet sind und damit eine torbo­ genähnliche Gestalt erhalten. Diese schlitzartigen Austritts­ öffnungen (11) sind über den gesamten Umfang des Randes (8a) gleichmäßig verteilt.

Der Deckel (8) ist beim gezeigten Ausführungsbeispiel ein­ stückig mit einer Kolbenstange (12) ausgebildet, die über einen O-Ring (13) abgedichtet aus dem oberen Ende eines in sich ge­ schlossenen Zylinders (14) herausragt. In dem innerhalb des Zy­ linders (14) verlaufenden Bereich besitzt die Kolbenstange (12) eine Erweiterung in der Form eines Kolbens (15), der ebenfalls mit Hilfe eines O-Ringes (16) abgedichtet in einem ersten zy­ lindrischen Bereich (17) innerhalb des Zylinders (14) geführt werden kann.

Unterhalb von dem Kolben (15) befindet sich ein weiterer zy­ lindrischer Raum (18) mit etwas kleinerem Durchmesser als der Zylinderraum (17). Dieser Zylinderraum (18) ist nach unten durch einen Zünder (19) abgeschlossen, der in den Raum (18) hereinragt. Der Zylinderraum (18) ist im übrigen mit einem pyrotechnischen Material (20) gefüllt, das bei einer Zündung zu einer schlagartigen Volumenvergrößerung führt.

In dem Bereich zwischen Deckel (8) und dem Zylinder (14) befindet sich anschließend an die Ausnehmung (7) eine ebenfalls im wesentlichen zylindrische Ausnehmung (21), die an den Wan­ dungsteilen (1a und 1b) des Ventilblockes (1) durch Wandungs­ stücke (22) abgeschlossen ist, die jeweils die Form einer kreisförmigen Platte besitzen und durch eine umlaufende Soll­ bruchstelle (23) gegenüber den angrenzenden Wandteilen abge­ grenzt sind. Von den plattenförmigen Wandungsstücken (22) aus ragen bolzenartige Ansatzstücke (24) in den Raum (21) herein und enden mit ihren freien Stirnseiten jeweils im Abstand zu der Kolbenstange (12). Die Kolbenstange (12) ihrerseits ist mit einem Kragen in der Form einer Mitnehmerscheibe (25) versehen, die in bekannter Weise durch einen Sicherungsring (26) in ihrer Lage gehalten werden kann.

Nicht dargestellt ist in den Fig. 1 und 2 der bei Betätigung der Einrichtung durch das austretende Druckgas aufblasbare Prallsack. Dieser Prallsack schließt sich aber in an sich be­ kannter Weise an die Ausnehmung (7) an und liegt im Ausgangs­ zustand in zusammengefalteter Form mit einer Einlaßöffnung dicht am Außenrand der Ausnehmung (7) auf. Die gesamte Schutz­ einrichtung einschließlich des Prallsacks wird dann am Arma­ turenbrett des Fahrzeuges, beispielsweise oberhalb des Hand­ schuhfaches und vor dem Beifahrer durch nicht näher gezeigte Befestigungsarme angebracht.

Die neue Schutzeinrichtung arbeitet wie folgt:

Tritt, ausgelöst durch einen Unfall, eine Verzögerung des Fahr­ zeuges auf, die größer als ein vorbestimmtes Maß ist, dann wird der Zünder (19) ausgelöst. Das im zylindrischen Raum (18) be­ findliche pyrotechnische Material wird gezündet, expandiert schlagartig und drückt den Kolben (15) zusammen mit der Kolben­ stange (12) in Richtung des Pfeiles (27) nach oben. Die Kolben­ stange (12) wird daher aus der in der Fig. 1 gezeigten ersten Endlage in eine zweite Endlage axial verschoben, in der der Kolben (15) am oberen Ende des zylindrischen Raumes (17) an­ schlägt. Der mit der Kolbenstange (12) fest verbundene Deckel (8) nimmt dann die Lage (8′) ein.

Ehe diese zweite Endlage der Kolbenstange (12) aber erreicht ist, schlägt die Mitnehmerscheibe (25) an den beiden bolzenar­ tigen Ansätzen (24) an und schwenkt diese unter der Kraft des expandierenden pyrotechnischen Materiales (20) im Gegenuhrzei­ ger- bzw. im Uhrzeigersinn in Richtung zu der Ausnehmung (7). Bedingt durch den Angriff der Mitnehmerscheibe (25) an den he­ belarmartig wirkenden Bolzen (24) brechen die Sollbruchstellen (23) am Umfang der plattenartigen Wandungsteile (22) auf, und zwar zunächst in den parallel zu der Verstellrichtung (27) liegen­ den oberen und unteren Bereichen der Wandungstücke (22), so daß quer zu der Bewegungsrichtung (27) verlaufende, einander diame­ tral gegenüberliegende, sichelartige Bruchstellen an den Wan­ dungsstücken (22) entstehen, die bei fortschreitender Verschie­ bung der Kolbenstange (12) immer größer werden, ehe sie inein­ ander übergehen und die Wandungsstücke (22) vollkommen heraus­ gebrochen sind. Bis dies geschieht, werden die Wandungsstücke (22) jeweils klappenartig um eine senkrecht zur Verschieberich­ tung (27) liegende, durch die noch intakten Bereiche der Soll­ bruchstelle gebildete Achse herumgeschwenkt. Dies bewirkt ein gesteuertes Austreten des unter hohem Druck in den beiden Be­ hältern (2 und 3) befindlichen Gases. Das Gas tritt daher nicht bei der Zündung des pyrotechnischen Materiales (20) schlagartig aus und in den gefalteten Prallsack ein, was zu Nachteilen bei der Entfaltung und im Verhalten des Prallsackes führen könnte. Das Druckgas tritt vielmehr zunächst gedrosselt in kleinerer und dann in immer größer werdender Menge aus. Da gleichzeitig mit diesem Ausströmvorgang sich auch der Deckel (8) aus seiner Ausgangslage in die Endlage (8′) bewegt, gelangen auch die schlitzartigen Öffnungen (11) erst nach und nach über den obe­ ren Rand der Ausnehmung (7) hinaus und geben auch erst nach und nach die volle Ausströmöffnung frei. Dabei wirkt sich die bogenartige Ausgestaltung der schlitzartigen Öffnungen vorteil­ haft aus. Die Ausgestaltung muß dabei so getroffen werden, daß zu­ mindest ein Teil des abgerundeten Endes der schlitzartigen Öff­ nungen (11) über den oberen Rand der Ausnehmung (7) ausgetreten ist, wenn der Schwenkvorgang und das Aufreißen der Sollbruch­ stellen (23) der Wandungsstücke (22) einsetzt.

Der Deckel (8) wirkt dabei zum einen als Umlenkmittel für das austretende Druckgas und sorgt dafür, daß das einströmende Gas in diejenigen Bereiche gelenkt wird, die zu einem ordnungs­ gemäßen und schnellen Aufblasen des Prallsackes vorgesehen sind. Der Deckel (8) leitet aber selbst bereits die Entfaltung des Prallsackes ein, indem er mechanisch den mittleren Bereich des Prallsackes von dem oberen Rand der Ausnehmung (7) abhebt. Es hat sich gezeigt, daß mit einer solchen Schutzeinrichtung das erstrebte exakte, aber schnelle Aufblasen den Prallsackes erreicht werden kann. Die Lochblende (10) an der Unterseite des Deckels (8) trägt mit zu einer gleichmäßigen Verteilung des austretenden Druckgases bei.

Aus Fig. 1 ist schließlich noch erkennbar, daß in dem Druckbe­ hälter (2) ein Drucksensor (28) untergebracht ist, der dazu dient, Informationen über den im Inneren des Druckbehälters herrschenden Druck über die gesamte Lebensdauer der Schutzein­ richtung zu geben.

Die Fig. 3 und 4 zeigen eine Schutzeinrichtung, deren Ventil­ block (100) hinsichtlich seiner Funktionsteile identisch zu dem Ventilblock (1) der Fig. 1 und 2 aufgebaut ist. Unterschiedlich ist, daß hier die Außenwandung (100a) eine zylinderförmig um­ laufende Wand bildet, während die Ober- und die Unterseite flach ausgebildet sind. Der Druckbehälter (200) besteht in die­ sem Fall aus einem einzigen umlaufenden reifenförmigen Ring, der insgesamt von einer Faserverbundwicklung (50) eingehüllt ist.

Die anhand der Fig. 1 bereits beschriebenen inneren Funktions­ teile des Ventilblockes (100) haben, weil sie identisch zu jenen der Ausführungsform der Fig. 1 und 2 ausgebildet sind, auch die gleichen Bezugszeichen erhalten. Der Hauptunterschied des Gesamtaufbaues besteht gegenüber der Ausführungsform der Fig. 1 und 2 darin, daß die Achse (51) der Kolbenstange (12) beim Ausführungsbeispiel der Fig. 3 und 4 auch die Mittelachse der gesamten Einrichtung und damit auch die Mittelachse des reifenförmigen Druckbehälters (200) mit der Faserverbundwick­ lung (50) ist. Eine Einrichtung, wie sie in den Fig. 3 und 4 gezeigt ist, ist besonders geeignet für den Einbau eines Gas­ sack-Systems in die Nabe des Lenkrades eines Kraftfahrzeuges. Die Funktion des Ventilblockes (100) entspricht jener des Ven­ tilblockes (1). Hierauf wird daher nicht noch einmal einge­ gangen.

Bei der Ausführungsform der Fig. 3 und 4 kann anstelle des für den zweiten Druckbehälter (3) der Fig. 1 vorgesehenen Befüll­ ventiles ein Sicherheitsleckventil (29) im Ventilblock (100) vorgesehen sein, das zum Beispiel dann, wenn der Druck im Druckbehälter (200) durch Temperatureinwirkung - zum Beispiel bei einem Brand des Fahrzeuges - zu hoch wird, für ein geziel­ tes Ablassen des Druckgases sorgt. Natürlich kann ein solches Sicherheitsleckventil z. B. in der Form eines Schmelzventiles auch im Ventilblock (1) der Ausführungsform der Fig. 1 und 2 noch zusätzlich zu den dort vorgesehenen beiden Befüllventilen (6) vorgesehen werden.

Claims (17)

1. Aufprallschutzeinrichtung für Insassen eines Kraftfahrzeuges, insbesondere eines Personenkraftwagens, mit einem aufblasbaren Gassack sowie mit einem zur Speiche­ rung eines unter Druck stehenden Gases dienenden Druckbehälter (2, 3, 200), der über eine in der Druckbehälterwandung vorge­ sehene Ausströmöffnung (7) mit dem Innenraum des durch das Gas aufblasbaren Sackes verbunden ist, wobei die Ausströmöff­ nung über wenigstens ein Ventil (22) verschließbar ist, das aus einem von einer Sollbruchstelle (23) umgebenen Wandungsteil des Druckbehälters und aus einer mit diesem Wandungsteil in Wirkverbindung bringbaren Kolbenstange (12) besteht, die aus ei­ nem geschlossenen und mit einem pyrotechnischen Treibsatz (20) ge­ füllten Auslösezylinder (14) einseitig herausragt und durch ei­ nen im Auslösezylinder angeordneten Kolben (15) axial aus ihrer ersten in eine zweite Endlage verschiebbar ist, wenn die Zün­ dung des pyrotechnischen Treibsatzes erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß das Wandungsteil (22) Teil der Wandung (1a, 1b, 100a) eines hohlen Ventilblockes (1, 100) ist, der mit der Ausström­ öffnung (7) versehen ist, daß das Wandungsteil (22) mit einem in das Innere (21) des Ventilblockes (1, 100) ragenden Ansatz (24) versehen ist, daß die Kolbenstange (12) quer zu dem Ansatz (24) im Ventilblock verschiebbar ist, und daß der Ansatz (24) in der Bewegungsbahn eines an der Kolbenstange (12) angeordneten Anschlages (25) liegt.

2. Aufprallschutzeinrichtung nach Anspruch 1 mit einer Ausström­ öffnung, die in an sich bekannter Weise von einem kappenartigen, mit Ausströmöffnungen (11) versehenen, bewegbaren Deckel (8) überdeckt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (12) an ihrem dem Kolben (15) abge­ wandten Ende mit dem radial von ihr abstehenden kappenartigen Deckel (8) versehen ist.

3. Aufprallschutzeinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (15) mit der Kolbenstange (12) verbunden ist und in der zweiten Endlage der Kolbenstange an der der Kolbenstange zugewandten Stirnseite des Zylinderraumes (17) des Auslösezy­ linders (14) anliegt.

4. Aufprallschutzeinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (8) mit einem parallel zu der Achse der Kolben­ stange (12) verlaufenden Rand (8a) versehen ist, der in der Art eines Kolbens dicht in einer zylindrischen Ausnehmung (7) des Ventilblockes (1, 100) gehalten ist, wenn die Kolbenstange (12) in der ersten Endlage steht.

5. Aufprallschutzeinrichtung nach den Ansprüchen 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausströmöffnungen (11) des kappenartigen Deckels (8) ausschließlich in dessen Rand (8a) vorgesehen sind.

6. Aufprallschutzeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausströmöffnungen (11) als von dem freien Ende des Ran­ des (8a) aus zur äußeren Deckeloberfläche hin verlaufende Schlitze (11) ausgebildet sind.

7. Aufprallschutzeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (11) an ihrem Grund eine kreis­ förmige Abrundung aufweisen.

8. Aufprallschutzeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß an dem freien "Kappenrand" des Deckels (8) eine Lochplatte (10) befestigt ist, die eine zentrale Ausnehmung für die Kolbenstange (12) aufweist.

9. Aufprallschutzeinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Randes (8a), parallel zur Kolbenstange (12) gemessen, so ausgelegt ist, daß sie dem Verstellweg der Kolben­ stange (12) aus der ersten in die zweite Endlage entspricht.

10. Aufprallschutzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß im Ventilblock (1, 100) zwei diametral gegenüberliegende Wandungsteile (22) mit fluchtend zueinander angeordneten Ansät­ zen (24) vorgesehen sind, deren freie Stirnseiten in einem Ab­ stand zueinander stehen, der etwas größer als der Durchmesser der Kolbenstange (12) ist.

11. Aufprallschutzeinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils angrenzend an jedes Wandungsteil (22) ein hülsen­ förmiger Druckbehälter (2, 3) anschließt, der durch die Wandung (1a, 1b) des Ventilblockes (1) abgeschlossen ist.

12. Aufprallschutzeinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Druckbehälter (2, 3) in etwa zylindrisch ausgebildet und mit seiner Mittellängsachse (4) fluchtend zu dem anderen Druckbehälter ausgerichtet ist.

13. Aufprallschutzeinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilblock (100) von einem reifenförmigen Druckbehäl­ ter (200) umgeben ist, der konzentrisch zum Ventilblock (100) angeordnet und auf seiner offenen Innenseite durch eine zylin­ drische Wand (100a) des Ventilblockes (100) geschlossen ist.

14. Aufprallschutzeinrichtung nach Anspruch 11 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die an dem Ventilblock (1, 100) angesetzten Druckbehälter (2, 3, 200) aus einem dünnwandigen Material be­ stehen, das außen durch eine die Druckbehälter einhüllende Faserverbundwicklung (5, 50) verstärkt ist.

15. Aufprallschutzeinrichtung nach den Ansprüchen 11, 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet daß der Ventilblock (1, 100) aus einem geschmiedeten Hohlprofil mit dickerer Wandstärke als das Material der Druckbehälter (2, 3, 200) besteht.

16. Aufprallschutzeinrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß im Ventilblock (1, 100) in an sich bekannter Weise eine druck- und gasdicht ver­ schließbare Befüllöffnung (6) und/oder ein Sicherheitsventil (29) für den oder die Druckbehälter vorgesehen ist.

17. Aufprallschutzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß dem oder den Druckbehältern (2, 3, 200) in an sich bekannter Weise ein Drucksensor (28) zur ständigen Erfassung des in den Druckbehältern herr­ schenden Druckes zugeordnet ist.