DE10321066A1

DE10321066A1 - Airbaganordnung für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE10321066A1
Application number: DE10321066A
Authority: DE
Inventors: Joachim Huber; Ernst Wittmann
Original assignee: Autoliv Development AB
Current assignee: Autoliv Development AB
Priority date: 2003-05-10
Filing date: 2003-05-10
Publication date: 2004-12-09
Anticipated expiration: 2023-05-11
Also published as: DE10321066B4; JP4822124B2; US7422234B2; US20070126220A1; JP2006525902A; WO2004098957A1

Abstract

Die Aufgabe, eine Airbaganordnung (1) für Kraftfahrzeuge mit einem Gassack (7) mit zwei oder mehr Kammern (3; 4) zu schaffen, die einfach in der Herstellung, kostengünstig und störunanfällig ist und dessen Kammern (3; 4) im Aktivierungsfall unterschiedliche Innendrücke aufweisen können, wird im Wesentlichen dadurch gelöst, dass die Trennnaht (2) des Gassacks (7) nach Art eines Gasstromteilers ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Airbaganordnung für Kraftfahrzeuge nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Airbaganordnungen sind seit langem im Kraftfahrzeugbau Stand der Technik und stellen neben an sich bekannten Sicherheitsgurten eine weitere Komponente von Rückhaltesystemen dar, um Fahrzeuginsassen im Falle eines Crashereignisses vor dem Kontakt mit der Karosseriestruktur oder anderen Bauteilen des Kraftfahrzeugs zu schützen.
In der Praxis haben sich zwischenzeitlich Airbagsysteme mit einem Mehrkammersystem bewährt, bei dem die jeweilige Kammer des Gassacks bestimmten Körperregionen eines Fahrzeuginsassen zugeordnet ist. Aufgrund der gegebenenfalls unterschiedlichen Belastungsfähigkeit der besagten Körperregionen des Fahrzeuginsassen können die einzelnen Kammern unterschiedliche Volumina und im Crashfall voneinander verschiedene Innendrücke aufweisen.

So ist aus der DE 198 50 448 A1 eine Airbag-Anordnung bekannt, die ihrerseits zwei voneinander getrennt ausgebildete Luftsäcke aufweist, die über eine Leiteinrichtung zum Aufteilen eines Gasstroms auf dieselben strömungstechnisch mit einem Gasgenerator verbunden sind. Die Leiteinrichtung umgibt dabei den Umfang des Gasgenerators und weist Ausströmöffnungen zum Befüllen der Luftsäcke auf. Um die Luftsäcke unabhängig voneinander mit einem bestimmten Gasvolumen aufblasen zu können, wird vorgeschlagen, die Leiteinrichtung mit Drosselelementen zur Steuerung der Gasströmung zu versehen. Als nachteilig an dieser Anordnung ist insbesondere der hohe Fertigungs- und demgemäss Kostenaufwand, resultierend aus dem hohen Kompliziertheitsgrad der Leiteinrichtung, herauszustellen. Des Weiteren baut diese Airbag-Anordnung relativ groß, ist materialintensiv und demgemäss auch vergleichsweise schwer.

Ferner ist aus der US 6,349,964 B1 eine sogenannte Gassack-Seitenaufprall-Schutzeinrichtung in Form eines ein Mehrkammersystem aufweisenden Airbags bekannt. Der Gassack des Airbags ist seinerseits mittels einer Trennaht in zwei aufblasbare Kammern aufgeteilt, wobei denselben ein einziger Gasgenerator zugeordnet ist. Dieser Gasgenerator ist in einem Gehäuse mit gesonderten Einströmöffnungen zur Befüllung der Kammern mit dem vom dem Gasgenerator erzeugten Treibgas angeordnet. Den Einströmöffnungen sind Mittel zum Ändern des freien Querschnitts derselben zugeordnet, beispielsweise elektrisch aktivierbare Schieber oder Blenden, um unterschiedliche Drücke in den Kammern realisieren zu können. Auch hier ist der hohe Kompliziertheitsgrad der Einrichtung herauszustellen, woraus eine erhöhte Störanfälligkeit nicht auszuschließen ist.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile des eingangs geschilderten Standes der Technik zu vermeiden und eine Airbaganordnung für Kraftfahrzeuge mit zwei oder mehr Kammern zu schaffen, der einfacher in der Herstellung, kostengünstig und störunanfällig ist, und dessen Kammern im Aktivierungsfall unterschiedliche Innendrücke aufweisen können.

Die Erfindung schlägt daher eine Airbaganordnung vor, bei dem der Gassack durch eine Trennaht in zwei oder mehr Kammern geteilt ist, wobei dem Gassack ein Gasgenerator zugeordnet ist, dessen Gasstrom im Aktivierungsfall zum Entfalten beziehungsweise Aufblasen der Kammern auf dieselben aufteilbar ist. Zudem ist vorgesehen, dass die Trennaht des Gassacks nach Art eines Gasstromteilers ausgebildet ist.

In besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist die Trennaht im Bereich einer oder mehrerer Ausströmöffnungen des Gasgenerators eine Nahtverstärkung mit einer den Ausströmöffnungen zugewandten Prall-/Leitfläche für den Gasstrom auf, wobei zwischen dem Gasgenerator beziehungsweise den Ausströmöffnungen und der Nahtverstärkung ein Verbindungsbereich der Kammern für die Zuführung eines bestimmten Anteils des Gasstroms gebildet ist.

Weiterhin wird vorgeschlagen, dass durch eine voneinander verschiedene maximal mögliche Ausdehnung beziehungsweise durch ein verschiedenes Volumen der Kammern wenigstens zu einem bestimmten Betätigungszeitpunkt ein Druckunterschied zwischen den Kammern einstellbar ist.

Ebenso kann es angezeigt sein, dass durch einen verschiedenen, den Kammern in einem bestimmten Zeitraum jeweils zugeführten Anteilen des Gasstroms, wenigstens zu einem bestimmten Betätigungszeitpunkt ein Druckunterschied zwischen den Kammern einstellbar ist.

Schließlich kann durch die Wahl der Beabstandung der Prall-/Leitfläche der Nahtverstärkung von den Ausströmöffnungen des Gasgenerators beziehungsweise die Ausbildung des freien Querschnitts des Verbindungsbereiches der Kammern und/oder durch die Flächenausdehnung und/oder Konturierung der Prall-/Leitfläche und/oder durch einen Neigungswinkel der Prall-/Leitfläche zur Strömungsnormalen der Ausström öffnungen wenigstens zu einem bestimmten Betätigungszeitpunkt ein Druckunterschied zwischen den Kammern einstellbar sein.

Wie die Erfindung weiter vorsieht, ist wenigstens die Prall-/Leitfläche der Nahtverstärkung druck- und hitzebeständig ausgebildet, so dass ein Bauteilversagen sicher ausschließbar ist.

Die Druck- und Hitzebeständigkeit wenigstens der Prall-/Leitfläche wird dabei vorzugsweise durch ein die Trennnaht bildendes Garn mit oder aus Aramidfasern, Metallfasern o.ä. und/oder durch eine Beschichtung der Prall-/Leitfläche mit einem anderen druck- und hitzebeständigem Material realisiert. Das druck- und hitzebeständige Material kann auch ein mit Aramidfasern oder Metallfasern gefüllter ausgehärteter Kunststoff oder Kunstharz sein.

In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Airbaganordnung eine Seitenairbaganordnung ist. Diese ist dabei vorzugsweise an oder in einer Sitzlehne, einer Fahrzeugseitenwand oder einer Fahrzeugtür angeordnet. Eine Nutzung der erfindungsgemäßen Airbaganordnung beispielsweise als Front-Airbag wird aber nicht ausgeschlossen.

Die vorgeschlagene Airbaganordnung ist durch den Verzicht auf ein gesondertes Gasstromteiler-Bauteil einfach in der Herstellung, kostengünstig und sehr kompakt ausgebildet. Ferner wird diese als äußerst zuverlässig eingeschätzt und eröffnet obendrein auch die Möglichkeit, im Aktivierungsfall einen definierten Druckunterschied zwischen den Kammern zu realisieren.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen
1 eine schematische Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Airbaganordnung mit integriertem Gasgenerator,
2 eine Einzelheit „Z" gemäß 1,
3 eine erste Ausgestaltung einer Prall-/Leitfläche der Airbaganordnung gemäß 1, und
4 eine weitere mögliche Ausgestaltung der Prall-/Leitfläche.
1 zeigt demnach eine erfindungsgemäß ausgebildete Airbaganordnung im aktiviertem Zustand, wobei diese aus einem Gassack 1 besteht, der seinerseits durch eine Trennaht 2 in zwei Kammern 3; 4 geteilt ist. Durch die Erfindung mit umfasst werden allerdings auch Gassäcke 1 mit mehr als einer Trennaht 2 und mehr als zwei Kammern 3; 4. Im Ausführungsbeispiel nach 1 ist die untere Kammer 4 dem Beckenbereich und die obere Kammer 3 dem Thoraxbereich eines Insassen zugeordnet.
Innerhalb des Gassacks 1 ist des Weiteren ein Gasgenerator 5 angeordnet, der seinerseits das Treibgas 6 beziehungsweise den Gasstrom 6 zum Entfalten und Aufblasen der Kammern 3; 4 bereitstellt. Dieser Gasgenerator 5 ist mittels durch die Außenhaut 7 des Gassacks 1 gasdicht hindurchreichende mechanische Befestigungselemente 8, vorzugsweise mittels Schraubbolzen, beispielsweise an einem Modul träger 9 für den Airbag, an oder in der Kraftfahrzeugkarosserie, an oder in einer Sitzstruktur, beispielsweise der Sitzlehne, an oder in einer Fahrzeugtür oder anderen geeigneten Festpunkten des Kraftfahrzeugs befestigt.
Beispielsweise kann die Airbaganordnung als Seitenairbaganordnung ausgebildet sein, wobei die gemäß 1 oben angeordnete Kammer 3 zum Schutz des Brustkorbbereiches und gegebenenfalls Kopfes eines Fahrzeuginsassen und die Kammer 4 für den Beckenbereich desselben vorgesehen ist.
Der Gasgenerator 5 ist vorliegend zylindrisch ausgebildet und weist über seinem Umfang verteilte Ausströmöffnungen 10 für das Treibgas 6 auf.
Um die Außenhaut 7 des Gassacks 1 beziehungsweise das Gewebe desselben vor dem mit hoher Geschwindigkeit, hohem Druck und hoher Temperatur ausströmenden Treibgas 6 zu schützen und eine Weiterleitung desselben in die Kammern 3; 4 vorteilhaft zu unterstützen, ist zwischen der Außenhaut 7 und dem Gasgenerator 5 ein sogenannter U-förmig ausgebildeter Deflektor 11 angeordnet. Ferner kann eine zusätzliche separate Gewebelage 7a zum Schutz von vergleichsweise dicht an den Ausströmöffnungen befindlichem Gassackmaterial vorgesehen sein.
Des Weiteren ist in 2 eine Einführöffnung 12 zur Montage des Gasgenerators 5 gezeigt, die ihrerseits gas- und druckdicht verschließbar ist.
Wie insbesondere der 2 zudem entnommen werden kann, ist die Trennaht 2 erfindungsgemäß nach Art eines Gasstromteilers ausgebildet. Dabei weist die Trennaht 2 im Bereich einer oder mehrerer Ausströmöffnungen 10 des Gasgenerators 5 eine Nahtverstärkung 13 mit einer den Ausströmöffnungen 10 zugewandten Prall-/Leitfläche 14 für den Gasstrom 6 auf, wobei zwischen dem Gasgenerator 5 beziehungsweise den Ausströmöffnungen 10 und der Nahtverstärkung 13 ein Verbindungsbereich 15 der Kammern 3; 4 für die Zuführung eines bestimmten Anteils des Gasstroms 6 ausgebildet ist.
Erfindungsgemäß können die Kammern 3; 4 so ausgebildet sein, dass sie eine voneinander verschiedene maximal mögliche Ausdehnung beziehungsweise ein unterschiedliches Volumen aufweisen, wodurch zu einem bestimmten Betätigungszeitpunkt ein Druckunterschied zwischen den Kammern 3; 4 einstellbar ist. Dieser Betätigungszeitpunkt ist insbesondere derjenige, in dem der Fahrzeuginsasse den Gassack kontaktiert, nachdem ein beispielsweise ein seitlicher Aufprall sensiert und das Gassackmodul aktiviert wurde.
In dem Ausführungsbeispiel nach 1 ist der gewünschte Druck in der unteren Kammer 4 höher als der Druck in der oberen Kammer 3, weil der Beckenbereich eines Insassen höhere Kräfte aufnehmen kann als der Thoraxbereich. Andere Zuordnungen der Kammern können natürlich andere Druckverhältnisse erforderlich machen.
Die Funktionsweise der Erfindung ist in diesem Fall derart, dass der Gasstrom 6 senkrecht auf die Prall-/Leitfläche 14 der Nahtverstärkung 13 auftrifft (3) und nahezu gleichmäßig auf beide Kammern 3; 4 aufgeteilt wird. Für den Fachmann leicht nachvollziehbar ist, dass in diesem Fall zu einem bestimmten Zeitpunkt T₁ eine Kammer 3 mit einem geringeren Volumen schon gefüllt sein kann und die andere Kammer 4 aufgrund eines größer gewählten Volumens noch nicht vollständig aufgebläht ist, so dass zwischen den Kammern 3; 4 ein gewünschter Druckunterschied einstellbar ist.
Zwar ist zu einem bestimmten Zeitpunkt T₂ aufgrund der strömungstechnischen Verbindung der beiden Kammern 3; 4 ein Druckausgleich zu verzeichnen, jedoch gerade zum Zeitpunkt T₁, in dem die Körperteile eines Fahrzeuginsassen auf den Gassack 1, nämlich dessen Kammern 3; 4 auftreffen, ist der gewünschte Druckunterschied realisiert.
Gemäß einer weiteren erfinderischen Maßnahme, die sowohl für sich allein, als auch in Kombination mit der vorher genannten Maßnahme zur Anwendung kommen kann, ist ein gewünschter Druckunterschied in den Kammern 3; 4 dadurch realisierbar, dass in einem bestimmten Zeitraum den Kammern 3; 4 ein unterschiedlich großer Anteil des Gasstroms 6 zugeführt wird.
Dieses kann beispielsweise durch die Wahl der Beabstandung der Prall-/Leitfläche 14 der Nahtverstärkung 13 von den Ausströmöffnungen 10 des Gasgenerators 5 beziehungsweise durch die Ausbildung des freien Querschnitts des Verbindungsbereiches 15 zu den Kammern 3; 4 hin erfolgen. Ebenso ist es denkbar, die Flächenausdehnung und/oder Konturierung der Prall-/Leitfläche 14 so auszubilden, dass zu den Kammern 3; 4 unterschiedliche Anteile des Gasstroms 6 geleitet werden.
Ferner kann es angezeigt sein, die Prall-/Leitfläche 14 zur Strömungsnormalen der Ausströmöffnungen 10 geneigt auszubilden (4). Wenigstens zu einem bestimmten Zeitpunkt der Airbagaktivierung ist durch diesen Aufbau sowohl in Alleinstellung als auch in Kombination den vorgenannten Maßnahmen erreichbar, dass sich ein definierter Druckunterschied zwischen den Kammern 3; 4 einstellt.
Zum Erfindungsumfang gehört weiterhin, dass wenigstens die Prall-/Leitfläche 14 der Nahtverstärkung 13 druck- und hitzebständig ausgebildet ist. Dies macht insbesondere deshalb Sinn, weil der Gasstrom 6 mit hoher Geschwindigkeit, hohem Druck und hoher Temperatur direkt auf die Prall-/Leitfläche 14 auftrifft und von dieser nachfolgend in die Kammern 3; 4 abgelenkt wird.
In Untersuchungen haben sich die Trennnaht bildende Garne mit oder aus Aramidfasern, wie Fäden aus Kevlar^®, Metallfasern oder ähnlichem als besonders geeignet erwiesen. Denkbar ist es jedoch auch, wenigstens die Prall-/Leitfläche 14 mit einem druck- und hitzebeständigem Material, wie einem geeigneten Kunststoff oder Kunstharz, die ebenfalls Aramidfasern oder Metallfasern enthalten können, zu beschichten beziehungsweise die Trennaht mit derartigen Kunststoffen oder Kunstharzen zu tränken.

1: Gassack
2: Trennaht
3: Kammer
4: Kammer
5: Gasgenerator
6: Treibgas/Gasstrom
7: Außenhaut
7a: Gewebelage
8: Befestigungselemente
9: Modulträger
10: Ausströmöffnungen
11: Deflektor
12: Einführöffnung
13: Nahtverstärkung
14: Prall-/Leitfläche
15: Verbindungsbereich

Claims

Airbaganordnung (1) für Kraftfahrzeuge, bestehend aus einem Gassack (7), der seinerseits durch eine Trennaht in zwei oder mehr Kammern geteilt ist, wobei der Airbaganordnung ein Gasgenerator (5) zugeordnet ist, dessen Gasstrom (6) im Aktivierungsfall zum Entfalten und Aufblasen der Kammern (3; 4) auf dieselben aufteilbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennaht (2) nach Art eines Gasstromteilers ausgebildet ist.
Airbaganordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennaht (2) im Bereich einer oder mehrerer Ausströmöffnungen (10) des Gasgenerators (5) eine Nahtverstärkung (13) mit einer den Ausströmöffnungen (10) zugewandten Prall-/Leitfläche (14) für den Gasstrom (6) aufweist, und zwischen dem Gasgenerator (5) beziehungsweise den Ausströmöffnungen (10) und der Nahtverstärkung (13) ein Verbindungsbereich (15) der Kammern (3; 4) für die Zuführung eines bestimmten Anteils des Gasstroms (6) ausgebildet ist.
Airbaganordnung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass durch eine voneinander verschiedene maximal mögliche Ausdehnung beziehungsweise durch ein verschiedenes Volumen der Kammern (3; 4) wenigstens zu einem bestimmten Betätigungszeitpunkt ein Druckunterschied zwischen den Kammern (3; 4) einstellbar ist.
Airbaganordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass durch einen verschiedenen den Kammern (3; 4) in einem bestimmten Zeitraum jeweils zugeführten Anteil des Gasstroms (6) wenigstens zu einem bestimmten Betätigungszeitpunkt ein Druckunterschied zwischen den Kammern (3; 4) einstellbar ist.
Airbaganordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Wahl der Beabstandung der Prall-/Leitfläche (14) der Nahtverstärkung (13) von den Ausströmöffnungen (10) des Gasgenerators (5) beziehungsweise die Ausbildung des freien Querschnitts des Verbindungsbereiches (15) der Kammern (3; 4) und/oder durch die Flächenausdehnung und/oder Konturierung der Prall-/Leitfläche (14) und/oder durch einen Neigungswinkel der Prall-/Leitfläche (14) zur Strömungsnormalen der Ausströmöffnungen (10) wenigstens zu einem bestimmten Betätigungszeitpunkt ein Druckunterschied zwischen den Kammern (3; 4) einstellbar ist.
Airbaganordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens die Prall-/Leitfläche (14) der Nahtverstärkung (13) druck- und hitzebständig ausgebildet ist.
Airbaganordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Druck- und Hitzebeständigkeit wenigstens der Prall-/Leitfläche (14) durch ein Garn mit oder aus Aramidfasern, Metallfasern oder ähnlichem und/oder durch eine Beschichtung der Prall-/Leitfläche (14) mit einem anderen druck- und hitzebeständigen Material realisiert ist.
Airbaganordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das druck- und hitzebeständige Material ein Kunststoff oder Kunstharz ist.
Airbaganordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Airbag ein Seitenairbag ist.
Airbaganordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Seitenairbag an oder in einer Sitzlehne, einer Fahrzeugseitenwand oder einer Fahrzeugtür angeordnet ist.