具有控制裝置的氣囊模塊的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種氣囊模塊，具有：包圍第一氣體腔的第一罩殼，用于填充第一氣體腔的第一充氣件，和至少一個用于主動控制第一氣體腔的排氣或第一罩殼的形狀的控制裝置。這里所述控制裝置具有包圍第二氣體腔的第二罩殼(42)和用于填充第二氣體腔的氣體源，所述第二氣體腔由永久性的邊緣連接部環繞邊緣，并且控制裝置的狀態通過由氣體源填充第二氣體腔發生改變。為了提供結構和功能上大的靈活性，控制裝置還包括控制元件，例如拉帶(60)形式的控制元件，所述控制元件的第一端部至少間接地永久性地與第一罩殼連接，所述控制元件的第二端部在第二氣體腔未填充的狀態下通過撕裂線縫(49)與第二罩殼(42)縫合并且在第二氣體腔已填充的狀態下與第二罩殼(42)脫離，撕裂線縫(49)在兩點處與邊緣連接部接觸或相交，使得撕裂線縫將未填充的第二氣體腔分成兩個通過撕裂線縫分開的區域(43a、43b)。
【專利說明】
具有控制裝置的氣囊模塊
技術領域
[0001]本發明涉及一種根據權利要求1的前序部分所述的具有控制裝置的氣囊模塊。
【背景技術】
[0002]幾乎所有氣囊、特別是所有前方氣囊都具有排氣裝置，通過所述排氣裝置氣體可以從由氣囊的外罩殼包圍的氣體腔(下面稱為第一氣體腔)一一在觸及要保護的人員時一一逸出，從而使要保護的人員的動能消散并且被保護的人員不會簡單地被氣囊的氣囊罩殼彈回。在最簡單的情況下，這種排氣裝置只是排氣口，特別是氣囊罩殼中的排氣口。
[0003]為了能夠對不同的事故狀況和/或要保護的人員的體重加以考慮，在現有技術中已知用于影響氣囊的形狀或氣體腔中的壓力的控制裝置。如果應控制氣囊的形狀，則通常設置能松開的限制帶作為控制裝置的一部分。此外，還已知適應性的排氣裝置，所述排氣裝置除了排氣口外還具有節流元件，在第一狀態下，所述節流元件對通過排氣口的氣流的節流比在第二狀態下更強。通常，這里第一狀態是節流或封閉狀態，而第二狀態是節流較小、例如完全打開的狀態。
[0004]US 6,648,371 B2給出主動控制裝置的一個例子，其中記載了一種以煙火技術工作的致動器作為控制裝置的一部分。這里，拉帶的第一端部與節流元件連接，而該拉帶的第二端部與致動器的消栓連接。這里致動器特別是保持在氣囊模塊的殼體底部上。如果致動器沒有被操作，則由此節流元件通過拉帶與殼體底部連接。拉帶在氣囊罩殼完全擴展時進入張緊狀態，所述拉帶將節流元件保持在其第一狀態中。如果致動器被操作，則保持拉帶的第二端部的銷栓通過煙火技術的藥劑被炸斷，拉力元件失去其張力并且節流元件轉入其第二狀態，即無節流的狀態。這種技術在原理上非常好地工作，但其缺點是，部件、例如銷栓可能在氣囊罩殼的氣體腔內部飛動，并且在氣囊罩殼的內部可能由于煙火技術的藥劑出現明火。此外，煙火技術的藥劑可能向氣囊罩殼的氣體腔中引入其他氣體，這并不總是希望的。
[0005]WO 2014/001317 Al示出一種以類似方式工作的致動器。這里由軟管包圍爆管(Ζ?ndkapsel)。軟管背向致動器端部(多數是上端部)通過撕裂線縫封閉。所述撕裂線縫還保持拉帶的第二端部。如果爆管基于電信號被點燃，撕裂線縫被撕裂，由此首先軟管封閉的端部打開并且釋放拉帶的第二端部。這里優點是，沒有銷栓或類似部件可能在氣囊的內部飛動。但這里爆管的氣體也會被送入氣囊的氣體腔。
[0006]相同類型的DE 10 2005 039 418 B4提出一種具有適應性排氣裝置的氣囊模塊，其中控制裝置具有“在氣囊模塊內部的小氣囊模塊”，所述小氣囊模塊具有罩殼(第二罩殼)和氣體源。這里能通過第二罩殼影響節流元件。該第二氣囊的所述罩殼(所述罩殼下面也稱為第二罩殼)包圍第二氣體腔，所述第二氣體腔通過氣體源(該氣體源特別是被構造成爆管)可以用氣體填充。如果這種情況發生，則此時用氣體填充的第二罩殼使以凸片形式存在的節流元件從排氣口上抬起，從而排氣裝置轉入其不受節流的第二狀態。這里特別有利的是，由爆管產生的氣體保留在第二氣體腔中。這里不利的是，第二罩殼和排氣口必須直接彼此相鄰，這通常很難實現。特別是幾乎不可能將排氣口設置在氣囊罩殼中。
【發明內容】
[0007]由此出發，本發明的目的在于，這樣改進所述類型的氣囊模塊，使得在結構上和功能上實現大的靈活性。在應主動地控制排氣的情況下，特別是應能夠將排氣口設置在氣囊罩殼的一個部段中。這種氣囊罩殼例如可以是將第一氣體腔與周圍環境分開的外罩殼或者是中間壁罩殼，所述中間壁罩殼將兩個腔室相互分開。下面因此將這個罩殼統稱為“第一罩
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[0008]所述目的通過具有權利要求1的特征的氣囊模塊來實現。
[0009]除了第二罩殼外，控制裝置還具有控制元件，控制元件的第一端部至少間接地與第一罩殼永久地連接，并且控制元件的第二端部在第二氣體腔沒有被填充時與第二罩殼通過撕裂線縫縫合，而在第二氣體腔已填充時，從第二罩殼上分離。為了實現，所述撕裂線縫在第二氣體腔沒有填充時能承受高拉力，并且在第二氣體腔已填充時所述撕裂線縫仍能可靠地被破壞(從而控制元件的第二端部從第二罩殼上松開)，所述撕裂線縫在兩點處與邊緣連接部相交或接觸，從而撕裂線縫將未填充的氣體腔分成兩個通過撕裂線縫分開的區域。
[0010]如相同類型的DE 10 2005 039 418 B4中那樣，第二罩殼保持封閉，從而沒有(或者至少只有非常少的)氣體源的氣體進入第一氣體腔。由于第二氣體腔被撕裂線縫分開，仍能產生非常高的打開力，這樣的優點是，撕裂線縫在第二氣體腔沒有填充時能承受非常高的力，而仍能可靠地實現撕裂線縫的破壞。此時如果撕裂線縫特別是在撕裂線縫與控制元件縫合的區域內構造成U形的、Ω形的、W形的或V形的，以便實現大線縫長度，則能夠實現特別好的結果。但也可以采用撕裂線縫的其他幾何結構，特別是曲折形的。這里一般而言優選的是，撕裂線縫在恰好兩個點與控制元件的邊緣相交，因為由此能夠改進可重現性。
[0011]在很多實施形式中，控制元件具有拉帶，但同樣可以設想，排氣口的覆蓋元件，特別是套管形式的覆蓋元件直接與第二罩殼縫合。
[0012]由于在第二罩殼未填充時能在第二罩殼和控制元件之間傳遞的力較大，能夠用來對適應性排氣口主動控制，也能夠主動控制氣囊深度(雙深度)。
[0013]第二罩殼優選由一體的裁切片制成，為了提高體積和為了提高穩定性，罩殼也可以構造成局部多層的。
【附圖說明】
[0014]其他優選的實施形式由其他從屬權利要求以及現在結合附圖詳細示出的實施例給出。
[0015]圖1用示意性剖視圖示出處于初始狀態的根據本發明的氣囊模塊的一個實施例，
[0016]圖2示出在氣體發生器點燃并且第一氣體腔已填充之后的圖1中所示實施例，所述第一氣體腔由氣囊罩殼(這里稱為第一罩殼)包圍，排氣裝置仍還處于節流狀態，
[0017]圖3示出在致動單元激活之后的圖2中所示實施例，其中排氣裝置過渡到非節流狀態，
[0018]圖4示出圖2中的致動單元由方向R觀察的俯視圖，
[0019]圖5用與圖4對應的視圖示出圖4的致動單元的備選實施形式，
[0020]圖6a_d示出拉帶與第二罩殼之間的連接的備選實施形式，
[0021]圖7a示出用于制造兩個層的第二罩殼的裁切片，
[0022]圖7b示出由在圖7a中示出的裁切片制造的第二罩殼，
[0023]圖8a示出用于制造四個層的第二罩殼的裁切片，
[0024]圖Sb示出由圖8a中示出的裁切片制造的第二罩殼，以及
[0025 ]圖9用與圖2對應的視圖示出根據本發明的致動單元的第二應用。
【具體實施方式】
[0026]首先根據一個應用實例來說明本發明，在該應用實例中控制對氣囊的排氣。
[0027]圖1至3示出前方氣囊模塊，就是說，用于安裝在方向盤的轂區域中的駕駛員氣囊模塊。所述氣囊模塊原則上按常規方式構成:就是說，該氣囊模塊具有殼體20，所述殼體具有殼體壁20b和殼體底部20a，在初始狀態下，這里稱為第一罩殼10的氣囊罩殼被折疊裝入于所述殼體中。第一罩殼10包圍第一氣體腔13。第一罩殼10通過保持環26保持在殼體底部20a上。第一充氣件，即氣體發生器30用于填充第一氣體腔，所述氣體發生器在所示實施例中通過殼體底部20a中的開口 22延伸到殼體20的內部并由此延伸到第一氣體腔13中。所述氣體發生器30按常規的方式和形式具有工作藥劑32，一旦第一爆管經由點火電纜36電點燃，則所述工作藥劑通過第一爆管34點燃。在氣體發生器30的上部區域中存在用所產生的氣體的出口；氣體發生器30的這個區域由擴散器24覆蓋。氣體發生器30與殼體底部20a之間的連接在所示實施例中通過氣體發生器的法蘭38和緩沖器39實現。
[0028]在第一罩殼10上設有適應性排氣裝置11，通過所述排氣裝置可以對第一氣體腔13進行排氣。可以在第一罩殼中設置特別是非適應性的、特別是孔形式的第二排氣裝置。但這沒有示出。適應性的排氣裝置11具有排氣口 12并且在所示實施例中具有套管，所述套管包圍排氣口 12并且所述套管的一個端部與第一罩殼10固定連接。所述套管14構成適應性排氣裝置11的節流元件。設有拉帶60形式的拉力元件，所述拉帶的第一端部62這樣環繞套管14的背向第一罩殼10的端部，使得當拉帶處于拉力作用下時，套管14收縮，由此在這個狀態下排氣裝置封閉或至少受到節流。如果第一氣體腔13用氣體填充并且拉帶60沒有處于拉應力作用下，則套管通過存在于第一氣體腔中的壓力向外翻卷并且排氣裝置轉入其沒有節流的狀態。這種排氣裝置例如在US 2006/0071461 Al中詳細說明，這里以此參考該文獻，因此不再需要詳細說明這種排氣裝置的具體結構。
[0029]拉帶60的第二端部64在初始狀態下與致動單元40的一個元件連接。所述致動單元40用于在第一罩殼10已膨脹時使排氣裝置11(就是說，套管14)從第一狀態、即未節流的狀態轉入第二狀態、即節流的狀態。所述致動單元40這里如下面所述構成:
[0030]設有第二爆管48，同樣有點火電纜，即點火電纜50從第二爆管延伸出來。第二爆管48用作致動元件40的氣體源。此外設有第二罩殼42，所述第二罩殼包圍第二氣體腔43。所述第二氣體腔與氣體源流體連通，這在所示實施例中這樣來實現，即，第二爆管至少部分地容納在第二氣體腔中。但例如也可以設置管形式的氣體供應元件。在任何情況下，第二罩殼和氣體源都應構成氣密的單元。第二罩殼44可以常見的氣囊織物組成。因此，致動單元40例如在一定程度上構成實際氣囊模塊內部的小氣囊模塊。拉帶60的第二端部64這樣與第二罩殼42縫合，使得線縫、即撕裂線縫49將第二罩殼42的兩個層縫合在一起。因此例如局部存在三個層，即拉帶60的第二端部64以及第二罩殼42的兩個層。這在后面還將參考圖4更好地示出。后面還將參考圖4詳細說明第二罩殼42的具體結構和其與拉帶60的連接。
[0031 ]如果現在氣體發生器30被點燃，則氣體流入第一氣體腔13，并且第一罩殼10按常規方式膨脹。這里，拉帶60張緊，由此套管14收縮并且沒有或僅有很少的氣體能夠通過排氣口 12流出，從而排氣裝置處于受節流的第一狀態(圖2)。
[0032]如果現在第二爆管48被點燃，則由第二爆管產生的氣體填充第二氣體腔43，由此，第二罩殼42膨脹，但保持封閉。通過這種膨脹，撕裂線縫49被撕裂并且由此拉帶60的第二端部64從第二罩殼44上分離。由此，拉帶60不再能承受拉力并且套管14通過存在于第一氣體腔中的壓力向外翻卷，由此釋放排氣口 12并且排氣裝置以及由此還有套管14轉入第二狀態，即不受節流的狀態。第二罩殼42如前面所述的那樣保持封閉，從而第二爆管48和由第二爆管產生的氣體不會與氣囊模塊的其他元件發生相互作用(圖3)。
[0033]圖4示出第二罩殼42的具體結構和第二罩殼42與拉帶60之間的連接。在這個實施例中，拉帶60構成控制元件。第二罩殼42在所示實施例中構造成兩層的，也可以設置局部的由多個層組成的結構，如后面還將參考圖8a和圖Sb看到的那樣。現在說明的內容一般性地適用，但為了表達上的簡單下面討論兩層的結構。這兩個層通過永久的線縫47相互縫合。替代永久性的線縫47也可以設置其他永久性的連接，例如粘結連接或焊接連接。永久性的線縫47基本上梨形或Ω形地繞第二氣體腔43延伸，使得存在較窄的開口 46，第二爆管48、饋線管或第二爆管的點火電纜50可以通過該開口從外面引入第二氣體腔43。還示出了剛剛說明的內容的第一備選方案;這里第二爆管48穿過開口 46進入第二罩殼的內部。在使用狀態下，該通過開口應盡可能密封地封閉，這可以通過夾子、粘結或通過其他合適的措施實現。由開口 46出發，第二氣體腔43逐漸“梨形地”擴展。
[0034]拉帶60通過撕裂線縫49與第二罩殼42縫合，其中，撕裂線縫49延伸通過第二氣體腔43并將第二氣體腔分成第一區域43a和第二區域43b。為了實現這種劃分，第二撕裂線縫49在兩個點處與永久性的線縫47(或與相應的其他永久性的連接部)相交，這里撕裂線縫始于這兩個點也是足夠的。但處于機械上的原因，真正的相交是優選的。在拉帶60與第二罩殼42縫合的區域內，撕裂線縫49構造成基本上為U形的，U形的兩個側邊基本上平行于拉帶60的縱向延伸方向延伸。替代U形，特別是V形或Ω形也是合適的。在控制元件特別寬時，W形(這種情況也可以稱為M形)也可能是有利的。
[0035]第二氣體腔43的第一區域43a是與開口46相鄰的區域，該區域在激活氣體源(這里是激活第二爆管48)時首先用氣體填充。由于第二氣體腔的第一區域43a較小的體積，在點燃第二爆管48 (或其他氣體供應件)時，有很大的力施加在撕裂線縫49上并且特別是施加在撕裂線縫49的將拉帶60與第二罩殼42連接的區域上，從而撕裂線縫至少在這個區域內可靠地被破壞并使得拉帶60從第二罩殼42上分離。這特別是這樣得到輔助，即撕裂線縫49的將拉帶與第二罩殼42連接的區域關于第二氣體腔43較為靠中央設置。第二氣體腔的梨形形狀也有利于在可靠地保持第二罩殼的氣密性的同時實現撕裂線縫的可靠撕裂。在撕裂線縫49被破壞后，第二區域43b也用氣體填充，并且第一區域43a和第二區域43b合并成一個共同的封閉的氣體腔。
[0036]圖5示出在圖4中示出的方案的變型方案;這里拉帶60不對稱地設置，這里撕裂線縫49的將拉帶60與第二罩殼42連接的部段也構造成U形的，該U形具有兩個平行于拉帶60的縱向延伸的側邊。原則上，“不對稱角”可以是任意的，特別是在0°至90°之間。
[0037]圖6a至6d示出撕裂線縫49的另一個實施形式，這里所述撕裂線縫基本上曲折形地延伸。這里也得到較大的線縫長度，但氣體腔43的第一區域43a大于第二區域。這里在撕裂線縫49被破壞之后，第一區域43a和第二區域43b也合并成共同的封閉的氣體腔。所繪制的角度原則也可以在0°至90°之間任意選擇。
[0038]但根據目前的認知水平，在圖4和5中示出的實施形式(包括其變型)是優選的，其原因在于:一方面實現了第二氣體腔43的第一和第二區域的體積之間的非常有利的比例。此外下面的事實也是重要的:在圖4和5的實施形式中，撕裂線縫49僅在兩個點處與控制元件的邊緣相交，這對于撕裂線縫49的將控制元件與第二罩殼連接的部段是Ω形、V形、W形、M形或者也可以是N形的變型方案也適用。在兩個點的情況下，不能準確確定，撕裂線縫49的相關線跡是否仍保持控制元件，如果是，以怎樣的百分比保持。為了保持高度的可再現性，有利的是，僅設置兩個這種交點(不可能設置更少的交點，因為否則不能將第二氣體腔43分成兩個部分)。此外，撕裂線縫49位于控制元件內部的線跡越多，撕裂線縫的將控制元件與第二罩殼42連接的區域越長，則可再現性越高。最好的是這兩個因素的組合，就是說，僅設置兩個交點并且如上所述將撕裂線縫49的將控制元件與第二罩殼42連接的區域設計成U形、W形、V形或Ω形的，從而確定的連接線跡的數量和不準確地確定的連接線跡的數量之間的比例較高。
[0039]如上所述，優選的是，第二罩殼42由一體的裁切片制成。這種一體的裁切片的一個例子在圖7a中示出。可以容易地看出，通過簡單地折疊裁切片并接著進行縫合、焊接或粘結能夠獲得所述第二罩殼42。
[0040]為了實現更大的體積和加強的邊緣區域，第二罩殼42也可以由更為復雜的裁切片折疊而成，如在圖8a中示出的那樣，這里裁切片在左邊示出的半部在邊緣區域中形成兩個附加的內層;就是說，該裁切片這里具有兩個通口70，所述通口符合第二氣體腔43的形狀。通過這種加強的邊緣區域也可以改進第二氣體腔的氣密性，就是說降低泄漏。
[0041]在目前為止描述的實施例中，主動地控制氣囊的排氣，在這些實施例中，也可以省去拉帶并將套管14直接與第二罩殼42縫合。在這種情況下，套管14具有雙重功能，即作為排氣裝置的一部分和作為控制裝置。
[0042]到目前為止，基于這樣的應用來說明本發明，在該應用中，致動單元40影響適應性排氣裝置的狀態。這是一種非常重要的應用，但也可以設想其他應用，特別是影響第一罩殼的形狀、特別是深度。這在圖9中示出。這里，在這種情況下用作限制帶的拉帶60上的第一端部62直接地永久性地與第一罩殼10連接，特別是縫合。在第二爆管48點燃之前(即在致動單元40激活之前)，由此實現了第一罩殼9減小的最大延展(圖9)，在第二爆管48點燃之后，得到第一罩殼10完整的最大延展(未示出“雙深度”)。致動單元40的所有前面說明的實施形式都可以用于這個應用。
[0043]附圖標記列表
[0044]10第一罩殼
[0045]11排氣裝置
[0046]12排氣口
[0047]13第一氣體腔
[0048]14套管
[0049]20殼體
[0050]20a殼體底部[0051 ]20b殼體壁
[0052]22開口
[0053]23通口
[0054]24擴散器
[0055]26保持環
[0056]30氣體發生器
[0057]32工作藥劑
[0058]34第一爆管
[0059]36氣體發生器的點火電纜
[0060]38法蘭[0061 ]39緩沖器
[0062]40致動單元
[0063]42第二罩殼
[0064]43第二氣體腔
[0065]43a第一區域
[0066]43b第二區域
[0067]46開口
[0068]47永久性的線縫
[0069]48第二爆管
[0070]49撕裂線縫
[0071]50第二爆管的點火電纜
[0072]60拉帶
[0073]62第一端部
[0074]64第二端部
[0075]70通口
【主權項】
1.氣囊模塊，具有: 包圍第一氣體腔(13)的第一罩殼(10)， 用于填充第一氣體腔(13)的第一充氣件，和 至少一個用于主動控制第一氣體腔(13)的排氣或第一罩殼(10)的形狀的控制裝置，所述控制裝置具有包圍第二氣體腔(43)的第二罩殼(42)和用于填充第二氣體腔(43)的氣體源，所述第二氣體腔由永久性的邊緣連接部環繞邊緣，并且控制裝置的狀態通過由氣體源填充第二氣體腔(43)發生改變， 其特征在于， 控制裝置還包括控制元件，所述控制元件的第一端部(62)至少間接地永久性地與第一罩殼連接，所述控制元件的第二端部(64)在第二氣體腔(43)未填充的狀態下通過撕裂線縫(49)與第二罩殼(42)縫合，并且在第二氣體腔(43)已填充的狀態下與第二罩殼(42)脫離，撕裂線縫在兩點處與邊緣連接部接觸或相交，使得撕裂線縫將未填充的第二氣體腔(43)分成兩個通過撕裂線縫分開的區域(43a、43b)。2.根據權利要求1所述的氣囊模塊，其特征在于，撕裂線縫(49)的將控制元件與第二罩殼(42)連接的部段構造成U形、V形、W形或Ω形的。3.根據權利要求1所述的氣囊模塊，其特征在于，撕裂線縫(49)構造成曲折形的。4.根據上述權利要求之一所述的氣囊模塊，其特征在于，第二氣體腔(43)構造成梨形的。5.根據上述權利要求之一所述的氣囊模塊，其特征在于，第二罩殼(42)由一體的裁切片制成。6.根據權利要求5所述的氣囊模塊，其特征在于，第二罩殼(42)在其邊緣區域中構造成至少三層的。7.根據上述權利要求之一所述的氣囊模塊，其特征在于，第二罩殼(42)至少與氣體源一起構成氣體密封的單元。8.根據上述權利要求之一所述的氣囊模塊，其特征在于，撕裂線縫(49)在恰好兩個點處與控制元件的邊緣相交。9.根據上述權利要求之一所述的氣囊模塊，其特征在于，控制元件是拉帶(60)。10.根據權利要求9所述的氣囊模塊，其特征在于，所述拉帶(60)在第二氣體腔(43)已填充時與第二罩殼(42)分咼。11.根據權利要求9或權利要求10所述的氣囊模塊，其特征在于，拉帶的第一端部與用于第一罩殼(10)中的排氣口(11)的覆蓋元件連接，所述覆蓋元件特別是套管(14)形式的覆蓋元件，所述覆蓋元件永久性地與第一罩殼(1)連接。12.根據權利要求9或權利要求10所述的氣囊模塊，其特征在于，拉帶的第二端部直接地永久性地與第一罩殼連接，從而控制裝置用于主動控制第一罩殼(10)的形狀、特別是深度。13.根據權利要求1至8之一所述的氣囊模塊，其特征在于，控制元件是用于第一罩殼(10)中的排氣口(11)的覆蓋元件，特別是套管(14)形式的覆蓋元件。
【文檔編號】B60R21/2338GK105916740SQ201580004518
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2015年1月12日
【發明人】M·哈斯, K·馬薩內茲, 托馬斯·賴特爾, 安德烈亞斯·古根貝格爾
【申請人】奧托立夫開發公司