CN101326079A - 气囊系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于机动车的气囊系统，包括至少具有沿着连接部(15)彼此相连的第一室和第二室(11，12)的可膨胀的气囊(1)、用于给气囊(1)的第一室和第二室(11，12)充气的充气器(2)和质量流分配器(3)，该质量流分配器(3)与充气器(2)相关联并且布置在气囊(1)的连接部(15)中以便将充气器(2)喷出的气体引导到气囊的第一室和第二室(11，12)中。根据本发明，至少一个保护层(4)从质量流分配器(3)延伸到气囊(1)的第一室(11)中，所述保护层(4)帮助质量流分配器(3)将气流引导到气囊(1)的第一室(11)中。

Description

气囊系统

技术领域

本发明涉及一种用于在小汽车碰撞的情况下保护机动车如小汽车中的乘客的气囊系统(例如，气囊模块)。更特别地，本发明涉及一种包括气囊的气囊系统，该气囊至少被两半地分隔成沿着连接部彼此相连的第一室和第二室。在该气囊系统中，在小汽车碰撞的情况下，充气器使气囊朝着乘客膨胀，并且膨胀的气囊挡住乘客的身体。

背景技术

为了给气囊的第一室和第二室充气，质量流分配器与充气器相关联并且以这样一种方式布置在气囊的连接部中，即将充气器产生和喷出的气体引导到气囊的第一室和第二室中。

在US6802529B2中和在公开号为2000-177527的日本专利中披露了这种气囊系统。

典型地，将这种气囊的两个室充气到不同的内部压力，以使得例如气囊的第一室的内部压力高于气囊的第二室的内部压力。在这种情况下，充气器和质量流分配器可能必须以这样一种方式构形，即当充气器启动并且气囊膨胀时，引导到气囊的第一室中的气体比引导到气囊的第二室中的气体多。作为选择，第一室的容积可以选择成小于第二室的容积以便允许在第一室中的更高的内部压力。

气囊的室充气到比较高的压力导致下面的问题：进入相应的室中的气流可能损害室的外罩的多个部分。

发明内容

因而，本发明的一目标是提供一种气囊系统，其中能将气囊的室能够充气到高压而不会损害气囊的外罩。

根据本发明，至少一个保护层从与充气器相关联的质量流分配器延伸到气囊的至少第一室中。

该保护层帮助质量流分配器将气流引导到气囊的第一室中。

根据本发明的优选实施例，以这样一种方式设计和布置所述至少一个保护层，即它保护气囊的第一室的外罩的那些将被引入到第一室中的气流撞击的部分，特别是外罩的邻接气囊连接部的那些部分。换句话说，所述至少一个保护层防止从充气器排出并被质量流分配器引导到第一室中的气体流动到气囊的第一室的外罩的特定部分，该特定部分可能由于充气器产生和喷出的气体的高温而损坏。

根据本发明的另一个方面，保护层防止从充气器排出并被质量流分配器引导到第一室中的气体流动撞到接缝的多个部分上，该接缝将第一室与气囊的其他部分分开。

在本发明内，质量流分配器是一组件，其以这样一种方式与充气器(气体发生器)相关联或相连，即由气体发生器产生和喷出的气体与质量流分配器相互作用，籍此质量流分配器将气流的第一部分引导到气囊的第一室中并且将气流的第二部分引导到气囊的至少一个另外的(第二)室中。

质量流分配器可以包括例如呈空心圆柱形壳体的形式的管，其包围杆状充气器的至少一部分，特别是充气器的设有气体喷射口的那些部分，其中通过该气体喷射口，充气器可以喷出气体。

此外，质量流分配器包括多个孔口，从充气器排出的气体分别通过所述多个孔口喷出到气囊的第一室和第二室中。

存在不同的选择以实现气囊的第一室中比气囊的第二室中更高的内部压力。例如，气体通过而喷出到气囊的第一室中的孔口可以具有比与气囊的第二室相关联的孔口更大的横截面。另一个可能性是使提供的第一室的容积小于第二室的容积。另外或作为选择，能通过形成具有规定泄漏率的室来控制气囊室的内部压力。优选地，第一室以密封的接缝为界以在该室内产生高的内部压力。

根据本发明的一个实施例，至少一个孔口分别设在呈管的形式的质量流分配器的后端和前端，其中孔口中的一个与第一室相关联，并且另一个孔口与气囊的第二室相关联。作为选择或另外，这些孔口可以设在质量流分配器的外壳中。

从质量流分配器突出的保护层优选地由柔性材料构成并且能由织物制成。

根据本发明的另一个方面，由充气器喷出的气体产生的第一室中的内部压力导致保护层的变形以使得保护层封闭气囊的连接部(第一室和第二室之间的通道)并防止气体从气囊的第一室通过连接部流到气囊的第二室中。在这种情况下，保护层充当一个阀并且能长时间地将第一室的内部压力维持在比第二室高的水平。

这样，保护层可以充当保护气囊的外罩不遭受进入第一室中的气流的元件，并且同时充当维持气囊的第一室的内部压力和气囊的第二室的内部压力的差的元件。

更具体地说，保护层的从质量流分配器突出到第一室中的部分可以充当引导气流进入第一室中的引导元件，充当保护第一室的外罩的保护元件和充当避免气体从气囊的第一室回流到气囊的第二室中的阀元件。当然，第一室可以与数个第二室相连，该数个第二室被充气成具有比第一室低的内部压力。

保护层从质量流分配器延伸到气囊的第一室中的事实不必然意味着质量流分配器必须与质量流分配器相连。例如，保护层可以通过一个或数个螺钉、通过一个或数个夹紧元件如夹持器、通过一个或数个铆钉或螺栓或者通过将柔性元件(保护层)连接到更刚性的元件(充气器的部件和/或质量流分配器)的任何其他合适的装置与充气器和/或质量流分配器相连。

作为选择，保护层可以例如通过接缝或通过粘合剂与气囊相连，特别是与气囊的连接部或与气囊的第一室的外罩的一部分相连。

所述至少一个保护层可以设计为包围质量流分配器的或设置在质量流分配器之内的保护衬套，并且可以具有U形的横截面或圆形的横截面。

保护层可以由单个柔性层制成，其中柔性层的相反两侧至少部分地缝合在一起。作为选择，保护层可以由缝合在一起的多个(至少两个)柔性层构成以提供特殊的设计和横截面。

所述至少一个保护层的内和/或外表面可以设有覆层。

所述至少一个保护层从其突出/伸出到气囊第一室中的质量流分配器的区域可以设置在第一室中、第二室中或气囊的连接部中。

附图说明

下面将参考附图描述本发明的数个实施例，其中：

图1表示包括质量流分配器和保护层的气囊模块的剖视顶视图；

图2a表示质量流分配器和处于第一构形中的保护层的详图；

图2b表示图2a的质量流分配器和处于第二构形中的保护层；

图3a表示与气囊模块的充气器相连的保护层的侧视图；

图3b表示与气囊模块的气囊相连的保护层的侧视图；

图3c表示与气囊模块的质量流分配器相连的保护层的侧视图；

图4a表示保护层的第一实施例的示意性侧视和横截面图；

图4b表示保护层的第二实施例的示意性侧视和横截面图；

图4c表示保护层的第三实施例的示意性侧视和横截面图；

图4d表示保护层的第四实施例的示意性侧视和顶视图；

图4e表示保护层的第五实施例的示意性侧视和顶视图；

图4f表示保护层的第六实施例的示意性侧视和顶视图。

具体实施方式

图1表示根据本发明的一个实施例的气囊系统(气囊模块)的剖视顶视图。气囊模块包括气囊1和用于给气囊1充气的杆状充气器2。气囊1被隔开成第一室和第二室11、12，其中第一室以接缝13为界。

气囊室11、12沿着气囊1的连接部15彼此相连，该连接部15形成两个室11、12之间的通道；充气器2位于连接部15中。

圆柱形壳体3部分地包围充气器2并且作为质量流分配器起作用。圆柱形壳体3构形和布置成以这样一种方式将从充气器2排出的气体分配到气囊1的第一室和第二室11、12中，即将第一室11充气到比第二室12的压力p2高的内部压力p1。为此，圆柱形壳体3的相对两端包括允许气体喷到室11、12内的出气口31、32(孔口)。第一室11的容积小于第二室12的容积，其中第一室由密封的接缝13限定。这允许以比室12的内部压力更高的内部压力给室11充气。

圆柱形壳体3包围充气器2的气体喷出口24以便将充气器2喷出的气流分成两个部分的气流，该两个部分的气流沿圆柱形壳体3的纵向轴线在相反的方向上朝着其出气口31、32流动。气体分别从圆柱形壳体3的出气口31、32喷出到气囊1的室11、12中。

由于室11和12的不同容积，所以当被充气器2充气时，第一室11的内部压力p1比第二室12中的内部压力p2高。

圆柱形壳体3包括用于与充气器2相连的具有钻孔的连接夹(未示出)。螺栓(未示出)从充气器2伸出穿过连接夹的钻孔并将圆柱形壳体3连接到充气器2。

此外，柔性保护层4设置在气囊模块的连接部15中，延伸到气囊1的高压室11内。保护层4是圆柱形的，包围圆柱形壳体3和充气器2的一部分。保护层4保护第一室11的外罩10的一部分不遭受从充气器2排出并被圆柱形壳体3引导到第一室11中的气体，其中所述部分邻接气囊1的连接部15和接缝13。

另外，保护层4防止气体在气囊1膨胀之后从第一室11(高压室)回流到第二室12(低压室12)中，这是因为第一室11中的内部压力p1使保护层4变形以使得它封闭气囊1的连接部15。

在图2a和2b中更详细地示出了利用保护层防止从气囊的高压室回流的原理。图2a表示连接部15，其在气囊的具有不同内部压力p1、p2的两个室11、12之间形成通道。由圆柱形壳体3形成的质量流分配器位于连接部15中并且被具有空心圆柱形形状的保护层4部分地包围。

圆柱形壳体3将充气器(未示出)喷出的气体分成分别给气囊的第一室11和第二室12充气的两个气流。圆柱形壳体3的每个端部都限定了出气口31、32以使得从充气器排出的气体通过这些出气口31、32沿着由箭头A和B指示的方向喷出到气囊1的两个室11、12中。与气囊1的第一室11相关联的圆柱形壳体3的出气口31构形成允许第一室11被充气成具有内部压力p1，该内部压力p1比第二室12的内部压力p2高。

与圆柱形壳体3相关联的保护层4由柔性材料制成，例如织物。在气囊1的膨胀过程中，保护层4的从圆柱形壳体突出并延伸到高压室11中的部分具有基本上圆柱形的形状。因而，保护层4与圆柱形壳体3合作将充气器喷出的气体引导到第一室11中。

在气囊膨胀之后，第一室11被充气成具有比气囊的第二室12更高的内部压力p1。该压差趋向于产生从第一室11通过气囊的连接部15进入第二室12(由箭头C指出)的气流(回流)，如图2b中所示。然而，由于第一室11中增大的内部压力p1，柔性保护层4变形以使得保护层4的从圆柱形壳体3突出到第一室11中的部分45向后弯曲，从而封闭气囊的连接部15。因而，保护层4实现了止回阀的功能。

图3a到3c表示关于气囊模块中的保护层4的布置的不同实施例。

根据图3a，由圆柱形壳体3形成的质量流分配器部分地包围杆状充气器2，该杆状充气器2位于连接气囊的两个室11、12的连接区域15中。

圆柱形壳体3设有包括钻孔34的连接夹33，该钻孔34用来将连接夹33连接到螺栓21，该螺栓21是紧固到充气器2的夹紧件22的一部分。这样，圆柱形壳体3连接到充气器2。此外，圆柱形壳体3被延伸到气囊的第一室11中的保护层4包围。保护层4具有通过孔口43固定到螺栓21的连接部41。圆柱形壳体3和保护层4通过螺母23固定到螺栓21。

另外，充气器2能(通过螺栓21)连接到支架，该支架又连接到车身的一部分。

根据图3b，充气器2通过具有螺栓21的夹紧件22连接到圆柱形壳体3，该螺栓21固定到夹子33。保护层4包围圆柱形壳体3并且其一个端部延伸到气囊的第一室11中。保护层4的另一个端部包括延伸到气囊的第二室12中的凸出部分44。凸出部分44通过至少一个接缝16连接到气囊的(位于绘图平面的前面或后面的)多个部分。

这允许保护层4与气囊的安全连接。同时，凸出部分44构形成阻止从气囊的高压室11到低压室12的气流以便维持气囊的两个室11、12中不变的内部压力。

虽然在所示的例子中，保护层的凸出部分被缝合到气囊，但可以采用其他方法将凸出部分连接到气囊，例如粘合剂。

根据图3c，充气器2和圆柱形壳体3设置在具有两个室11、12的气囊的连接部15内。然而，与图3a和3b中所示的保护层的实施例相反，图3c中所示的保护层4不包括任何特定的连接结构。保护层是空心圆柱形形状的，其内径适合于圆柱形壳体3的外径以使得保护层在被推到圆柱形壳体3上时被夹紧到圆柱形壳体3。另外，可以使用包围圆柱形保护层4的夹紧件或带子(未示出)以便将保护层4连接到圆柱形壳体3。

图4a到4c表示根据本发明的保护层的不同设计。图4a中所示的保护层4纵向地延伸并且具有U形的横截面。它能由扁平材料47如织物形成。

在图4b中示出了保护层4的另一个实施例。该保护层4纵向地延伸，具有管状设计并且由织物48形成。用十字形接缝49连接织物48的相反两侧。接缝49的十字形形状导致在保护层4的端部401、402处增强的柔韧性。这便于端部之一连接到质量流分配器。另外，延伸到气囊的高压室(未示出)中的保护层4的另一个端部的柔性设计允许通过高压以这样一种方式使该端部变形，即该端部阻止气体从高压室向低压室中的回流。

根据图4c，具有封闭的横截面的管状保护层4由柔性的管状材料403制成。管状材料403的直径能选择成与圆柱形质量流分配器(未示出)的外径相配合，允许在没有额外的连接装置的情况下通过夹紧将保护层固定到质量流分配器。

图4d到4f中示出了保护层的其他变型。根据图4d，保护层4在气囊的高压室12中具有封闭端42。保护层4由沿着接缝405缝合在一起的材料层404、406形成。层404具有孔口408(例如通过切割形成)，其允许规定的气流进入室11。虽然图4d的保护层4具有一个单一的孔口408，但当然也能提供多个孔口以适应进入室11中的气流。

根据图4e，保护层4具有封闭端42。保护层4由折叠起来以形成封闭端42的材料层409构成，该封闭端42位于气囊的高压室11中。与图4d的实施例相似，封闭端42包括孔口408以限定进入室11中的气流。

在图4f中示出了包括封闭端42的保护层4的另一个变型。保护层4被设计成管状的，其包围质量流分配器3。保护层4的封闭端42包括出口孔408以允许预定的气流喷出到气囊的室11中。

如在图4d到4f中所示的保护层的封闭端没有任何孔口也是可能的。在那种情况下，能将孔口设在保护层的不同位置，例如也设在高压室外面。

1    气囊

10   外罩

11        高压室

12        低压室

13        限定气囊室的接缝

15        连接部

16        接缝

2         充气器

21        螺栓

22        夹紧件

23        螺母

24        喷出口

3         圆柱形壳体

31，32    圆柱形壳体的端部

33        夹子

34        钻孔

4         保护层

41        连接部

42        封闭端

43        孔口

44        凸出部分

45        可变形的部分

47        扁平材料

48        纺织材料

49        接缝

401，402  保护层的端部

p1，p2    气囊室的内部压力

Claims (38)

1.一种用于机动车的气囊系统，包括

-可膨胀的气囊(1)，所述可膨胀的气囊(1)至少具有沿着连接部(15)彼此相连的第一室和第二室(11，12)，

-充气器(2)，所述充气器(2)用于给所述气囊(1)的所述第一室和第二室(11，12)充气，和

-质量流分配器(3)，所述质量流分配器(3)与所述充气器(2)相关联并且布置在所述气囊(1)的所述连接部(15)中，使得将由所述充气器(2)喷出的气体引导到所述气囊的所述第一室和第二室(11，12)中，

其特征在于

至少一个保护层(4)从所述质量流分配器(3)延伸到所述气囊(1)的所述第一室(11)中。

2.如权利要求1所述的气囊系统，其特征在于当所述气囊(1)膨胀时，所述气囊(1)的所述第一室(11)中的内部压力(p1)显著高于所述气囊(1)的所述第二室(12)中的内部压力(p2)。

3.如权利要求1或2所述的气囊系统，其特征在于所述保护层(4)帮助所述质量流分配器(3)将气流引导到所述气囊(1)的所述第一室(11)中。

4.如前述权利要求中的一项所述的气囊系统，其特征在于所述至少一个保护层(4)以这样的方式设计和布置，使其保护所述气囊(1)的所述第一室(11)的外罩(10)的部分不遭受被引导到所述第一室(11)中的气流。

5.如权利要求4所述的气囊系统，其特征在于所述保护层(4)防止由所述充气器(2)喷出并被所述质量流分配器(2)引导到所述第一室(11)中的气体流动到所述气囊(1)的所述第一室(11)的所述外罩(10)的部分上。

6.如前述权利要求中的一项所述的气囊系统，其特征在于所述气囊(1)的所述第一室(11)至少部分地由接缝(13)限定，并且所述保护层(4)以这样的方式设计和布置，使其保护所述接缝(10)的部分不遭受被引导到所述第一室(11)中的气流。

7.如权利要求6所述的气囊系统，其特征在于所述保护层(4)防止从所述充气器(2)排出并被所述质量流分配器(3)引导到所述第一室(11)中的气体流动到限定所述气囊(1)的所述第一室(11)的所述接缝(10)的部分上。

8.如前述权利要求中的一项所述的气囊系统，其特征在于所述保护层(4)由柔性材料构成。

9.如权利要求8所述的气囊系统，其特征在于所述保护层(4)由织物构成。

10.如前述权利要求中的一项所述的气囊系统，其特征在于当所述气囊(1)膨胀时，所述第一室(11)中的内部压力(p1)导致所述保护层(4)的变形，使得所述保护层(4)防止气体从所述第一室(11)通过所述连接部(15)流到所述气囊(1)的所述第二室(12)中。

11.如权利要求10所述的气囊系统，其特征在于当所述气囊(1)膨胀时，所述气囊(1)的所述第一室(11)中的内部压力(p1)导致所述保护层(4)的变形，使得所述保护层(4)封闭所述气囊(1)的所述连接部(15)。

12.如前述权利要求中的一项所述的气囊系统，其特征在于所述保护层(4)具有U形的横截面。

13.如前述权利要求中的一项所述的气囊系统，其特征在于所述保护层(4)形成为空心衬套(3)。

14.如前述权利要求中的一项所述的气囊系统，其特征在于所述保护层(4)具有管状设计。

15.如前述权利要求中的一项所述的气囊系统，其特征在于所述保护层(4)由柔性层构成，所述柔性层的相反侧至少部分地连接以提供管状设计。

16.如前述权利要求中的一项所述的气囊系统，其特征在于所述保护层(4)由两个柔性层构成，所述两个柔性层至少部分地连接以提供管状设计。

17.如前述权利要求中的一项所述的气囊系统，其特征在于所述保护层(4)设有覆层。

18.如权利要求17所述的气囊系统，其特征在于所述保护层(4)限定了内表面和外表面，其中所述保护层(4)的所述内表面设有覆层。

19.如权利要求17或18所述的气囊系统，其特征在于所述保护层(4)限定了内表面和外表面，其中所述保护层(4)的外表面设有覆层。

20.如前述权利要求中的一项所述的气囊系统，其特征在于所述保护层(4)部分地设置在所述质量流分配器(3)内。

21.如前述权利要求中的一项所述的气囊系统，其特征在于所述保护层(4)设置在所述质量流分配器(3)外。

22.如前述权利要求中的一项所述的气囊系统，其特征在于所述保护层(4)的延伸到所述气囊(1)的所述第一室(11)中的一部分设有孔口，气体可以通过所述孔口进入所述第一室(11)。

23.如前述权利要求中的一项所述的气囊系统，其特征在于所述保护层(4)的延伸到所述气囊(1)的所述第一室(11)中的一部分包括封闭端(42)。

24.如权利要求22所述的气囊系统，其特征在于通过缝合或折叠所述保护层(4)的延伸到所述气囊(1)的第一室(11)中的部分来形成所述封闭端(42)。

25.如前述权利要求中的一项所述的气囊系统，其特征在于所述保护层(4)与所述充气器(2)相连。

26.如前述权利要求中的一项所述的气囊系统，其特征在于所述保护层(4)与所述质量流分配器(3)相连。

27.如权利要求25或26所述的气囊系统，其特征在于通过螺钉、夹紧件或密封连接件紧固所述保护层(4)。

28.如前述权利要求中的一项所述的气囊系统，其特征在于所述保护层(4)与所述气囊(1)相连。

29.如前述权利要求中的一项所述的气囊系统，其特征在于所述保护层(4)与所述气囊(1)的所述连接部(15)相连。

30.如权利要求28或29所述的气囊系统，其特征在于所述保护层(4)通过接缝或粘合剂与所述气囊(1)相连。

31.如前述权利要求中的一项所述的气囊系统，其特征在于所述质量流分配器(3)形成为空心衬套(3)。

32.如前述权利要求中的一项所述的气囊系统，其特征在于所述质量流分配器(3)具有管状设计。

33.如前述权利要求中的一项所述的气囊系统，其特征在于所述质量流分配器(3)和所述保护层(4)代表两个分开的部件。

34.如前述权利要求中的一项所述的气囊系统，其特征在于所述质量流分配器(3)具有尺寸稳定的设计。

35.如前述权利要求中的一项所述的气囊系统，其特征在于所述质量流分配器(3)由基本上刚性的材料形成。

36.如权利要求1到33所述的气囊系统，其特征在于所述质量流分配器(3)由柔性材料形成。

37.如权利要求1到33所述的气囊系统，其特征在于所述质量流分配器(3)包括允许与所述充气器(2)或所述气囊系统的另一部分相连的连接结构。

38.如权利要求36或37所述的气囊系统，其特征在于所述保护层(4)通过接缝或粘合剂与所述质量流分配器(3)相连。

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