DE102004038459B4

DE102004038459B4 - Airbagmodul zum Schutz eines Kraftfahrzeuginsassen

Info

Publication number: DE102004038459B4
Application number: DE102004038459A
Authority: DE
Inventors: Anders ASTRÖM
Original assignee: Autoliv Development AB
Current assignee: Autoliv Development AB
Priority date: 2004-08-07
Filing date: 2004-08-07
Publication date: 2008-03-20
Anticipated expiration: 2024-08-08
Also published as: JP2008509033A; US20080238059A1; US7669886B2; WO2006015779A1; JP4494469B2; DE102004038459A1

Abstract

Airbagmodul zum Schutz eines Kraftfahrzeuginsassen, mit zumindest einem durch einen Gasgenerator (8) aufblasbaren Gassack (4), wobei der Gasgenerator (8) im Innenraum des Gassackes (4) platziert ist oder das von dem Gasgenerator (8) erzeugbare Gas mittels einer Zuführvorrichtung in den Innenraum des Gassackes (4) leitbar ist, und mit einer zwischen dem Gasgenerator (8) und dem Gassack (4) expandierbaren Gasablenkeinrichtung (6), die mit dem Gasgenerator (8) und dem Gassack (4) strömungstechnisch verbunden ist und als verformbares Band (7) ausgebildet ist, welches im Querschnitt eine Spiralform aufweist, wobei sich die Enden des Bandes (7) im deaktivierten Zustand des Gasgenerators (8) gegenseitig überdecken, dadurch gekennzeichnet, dass sich das verformbare Band (7) beim Aktivieren des Gasgenerators (8) durch das austretende Gas auffaltet und sich unter dem Druck des Gases soweit öffnet, bis es sich an die Innenwände eines inneren Gassackes (5), der mit dem äußeren Gassack (4) strömungstechnisch verbunden ist, anlegt, oder dass der Gassack...

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Airbagmodul zum Schutz eines Kraftfahrzeuginsassen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Es sind Sicherheitssysteme bekannt, die eine in einem Kraftfahrzeug sitzende Person im Falle einer plötzlichen Verzögerung der Fahrbewegung gegen Verletzungen schützen sollen, da die im Fahrzeug sitzende Person entgegen der Verzögerungsbewegung gegen eine im Fahrzeug befindliche Basis, beispielsweise das Armaturenbrett, den Vordersitz, die Seitenwand usw. geschleudert wird. Dies führt ohne die genannten Sicherheitssysteme häufig zu schweren Verletzungen des oder der Fahrzeuginsassen, da dann kein ausreichender Schutz insbesondere des Kopfes und des Thorax desselben vorhanden ist.
Zu solchen Sicherheitssystemen zählen vor allem Sicherheitsgurte und Airbagvorrichtungen. Eine Airbagvorrichtung umfasst bekanntermaßen einen aufblasbaren Gassack, der beispielsweise in der Lenkradnabenverkleidung, im Armaturenbrett oder in der Seitenwandverkleidung des Kraftfahrzeuges untergebracht ist. Bei einem Aufprall des Fahrzeuges gegen einen festen Widerstand aktiviert ein Beschleunigungssensor einen Gasgenerator, der innerhalb kürzester Zeit gezündet wird und den Gassack mit Füllgas aufbläst. Dazu reist die Abdeckung bzw. Verkleidung an einer definierten Stelle auf und gibt den Weg für den sich mit Gas füllenden Gassack frei. Die betroffene Person taucht anschließend in den Gassack ein, wodurch die bei der plötzlichen Verzögerung der Fahrzeugbewegung entstehende Belastung erheblich vermindert wird.
Aus der US-PS 4,966,388 ist eine Airbag-Vorrichtung für ein Fahrzeug bekannt, bei der ein Gassack in einer Seitentür, seitlich von einem Fahrzeuginsassen angeordnet ist, wobei der Gassack von einem Gasgenerator aufgeblasen wird, wenn eine Seitenkollision auftritt, so dass der aufgeblasenen Gassack einen Raum zwischen der Seitentür des Fahrzeuges und dem Fahrzeuginsassen einnimmt. Nachteilig bei diesen Airbagsystemen ist, dass das aus dem Gasgenerator austretende Gas sehr heiß ist, so dass es den Gassack beschädigen oder gar entflammen und den Fahrzeuginsassen verletzen kann.
Aus der US 6,419,266 B1 ist eine Flammschutzeinrichtung für ein Airbagmodul bekannt, bei dem der Gassack anfänglich am Gasgenerator zusammengelegt ist. Die Einrichtung umfasst auch einen Deflektor zur Aufnahme und Umlenkung der heißen Gase des Gasgenerators. Dieser Deflektor besteht aus einem einzelnen expandierbaren Metallband, das zwischen dem Gasgenerator und dem Gassack angeordnet ist. Dieses Metallband weist eine Schlauchform mit geschlossenem Mantelumfang auf. Beim Aktivieren des Gasgenerators wird das Gas nach dem Passieren des Deflektors über die seitlichen Öffnungen in demselben in den Gassack befördert. Da das Metallband des Deflektors vor Aktivierung des Gasgenerators in mehreren Lagen zusammengelegt ist, ist dieses schwierig montierbar. Darüber hinaus ist es durch seine Schlauchform aufwendiger und kostenintensiver herstellbar.
Außerdem ist aus der JP 2000-211465 A eine Airbagvorrichtung mit einem Diffuser zur Ablenkung eines Gasstroms eines Gasgenerators bekannt. Der Diffuser umgibt den Gasgenerator im Querschnitt schalenfömig, wobei einzelne Schalen sich teilweise radial überlappen und dabei gemeinsam den Gasgenerator umgreifen. Unter dem Druck von anströmendem Gas können sich die sich Schalen gegeneinander verschieben. Zudem ist in dem Überlappungsbereich der Schalen des Diffusers eine radiale Öffnung zum Abströmen von Gas ausgebildet, wobei sich der freie Durchströmquerschnitt der Öffnung beim Verschieben der Schalen gegeneinander verändert.
Schließlich offenbart die gattungsbildende JP 09-086 333 A ein Airbagmodul mit einem spiralförmigen Diffuser, der einen Gasgenerator umgreift. Im Überlappungsbereich von zwei Windungen des Diffusers sind in demselben radiale Öffnungen ausgebildet, die in unterschiedliche radiale Richtungen weisen. Bei einer Aktivierung des Gasgenerators dehnt sich der spiralförmige Diffuser aus, in dessen Folge gleichzeitig koaxial ausgerichtete Gasdurchtrittsöffnungen ihren freien Durchtrittsquerschnitt verringern sowie andere koaxial ausgerichtete und anfangs kleinere freie Gasdurchtrittsöffnungen ihren freien Durchtrittsquerschnitt vergrößern. Auf diese Weise steuert der Diffuser während seiner Expansion die Weiterleitung des Gasstroms des Gasgenerators hinsichtlich des durch den Diffuser durchströmbaren Volumens.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Airbagmodul der gattungsgemäßen Art zu schaffen, das weitestgehend unentflammbar und zudem noch leicht sowie kostengünstig herstellbar sowie montierbar ist. Zudem soll der mit dem Fahrzeuginsassen in Kontakt kommende Gassack vor einer zu starken Wärmeeinwirkung geschützt werden.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die beim schlagartigen Austritt des Gases aus dem Gasgenerator entstehende Wärme den Gassack beschädigen sowie den Fahrzeuginsassen verletzen kann, und somit die entstehende Wärme wirksam abgefangen werden muss, bevor sie den Gassack erreicht.
Gemäß den Merkmalen des Hauptanspruchs geht die Erfindung aus von einem Airbagmodul zum Schutz eines Kraftfahrzeuginsassen, mit zumindest einem durch einen Gasgenerator aufblasbaren Gassack, wobei der Gasgenerator im Innenraum des Gassackes platziert ist oder das von dem Gasgenerator erzeugbare Gas mittels einer Zuführvorrichtung in den Innenraum des Gassackes leitbar ist, und mit einer zwischen dem Gasgenerator und dem Gassack expandierbaren Gasablenkeinrichtung, die mit dem Gasgenerator und dem Gassack strömungstechnisch verbunden ist und als verformbares Band ausgebildet ist, welches im Querschnitt eine Spiralform aufweist, wobei sich die Enden des Bandes im deaktivierten Zustand des Gasgenerators gegenseitig überdecken. Zur Lösung der gestellten Aufgabe sieht die Erfindung zudem vor, dass sich das verformbare Band beim Aktivieren des Gasgenerators durch das austretende Gas auffaltet und sich unter dem Druck des Gases soweit öffnet, bis es sich an die Innenwände eines inneren Gassackes, der mit dem äußeren Gassack strömungstechnisch verbunden ist, anlegt, oder dass der Gassack mindestens eine zum Umfang des verformbaren Bandes gerichtete Naht zur Ausdehnungsbegrenzung des verformbaren Bandes beim Aktivieren des Gasgenerators aufweist.
Demnach besitzt das verformbare Band keine geschlossene Schlauchform, da sich die freien Längskanten des Bandes überlappen. Somit kann das als Deflektor für das aus dem Gasgenerator austretende Gas dienende Band einfacher hergestellt und montiert werden. Die Spiralform kann auch mit zwei sich umfangsbezogen übergreifenden Zylindersegmenten realisiert sein. Durch das Anlegen des Deflektors an die Innenwand des inneren Gassacks oder an die zum Umfang des verformbaren Bandes gerichtete Naht wird sicher verhindert, dass der heiße Deflektor direkt an die Innenwand des äußeren Gassackes gelangt, so dass eine unerwünscht hohe Wärmeeinwirkung auf diese Wand bzw. einen Fahrzeuginsassen vermieden wird.
Gemäß einer Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes umschließt das verformbare Band den im Gassack platzierten Gasgenerator im nicht aktivierten Zustand des Airbagmoduls bzw. des Gasgenerators umfangsseitig, so dass sich die freien Längskanten, also im Querschnitt gesehen, die radialen Enden des Bandes überdecken.
Da das verformbare Band bevorzugt aus einem flexiblen und hitzebeständigen Kunststoff- oder Metallmaterial besteht, prallt das durch die Zündung im Gasgenerator- heiße Gas zunächst auf das Band, welches einen Teil der Wärme und Energie des Gases aufnimmt. Extrem heißes Gas kann also nachfolgend nicht mehr in den aufzublasenden Gassack gefördert werden. Dadurch werden eine Beschädigung des Gassacks und eine Verletzungsgefahr des zu schützenden Fahrzeuginsassen insbesondere durch Einwirkung von Hitze vermieden.
Obwohl die radialen Enden des spiralförmigen Bandes für den Gasaustritt offen sind, kann es zweckmäßig sein, dass das verformbare Band umfangsseitig mindestens eine Gasabströmöffnung aufweist. Dies ist besonders nützlich beim Verzicht auf einen weiteren inneren Gassack, z.B. bei so genannten vorhangartigen Fenster-Airbags, bei denen das Gas schnell und möglichst großflächig in den Gassack austreten soll. Auch ein solcher Gassack eines Fenster-Airbags kann beispielsweise mindestens eine zum Umfang des verformbaren Bandes gerichtete Naht aufweisen. Diese dient dann zur definierten Begrenzung der Ausdehnung des verformbaren Bandes nach Aktivierung des Gasgenerators.
Schließlich ist vorgesehen, dass der Gasgenerator, der Gassack bzw. die Gassäcke und das verformbare Band zumindest an einer Stelle fest miteinander verbunden sind. Das Airbagmodul selbst wird z.B. an einer Dach- oder Fensterbrüstung, in einem Lenkradtopf oder der Armaturentafel des Kraftfahrzeuges befestigt.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der beiliegenden Zeichnungen an einigen Ausführungsformen näher erläutert. Darin zeigt
1 eine schematische Seitenansicht des erfindungsgemäßen Airbagmoduls, angeordnet in einem Kraftfahrzeug, in einer ersten Ausführungsform mit einem äußeren und einem inneren Gassack,
2 eine Querschnittsansicht des Airbagmoduls gemäß 1, und
3 eine schematische Seitenansicht des erfindungsgemäßen Airbagmoduls in einer zweiten Ausführungsform mit nur einem Gassack.
Das in 1 gezeigte Airbagmodul 1 ist an einer Basis, beispielsweise einer Seitenfensterbrüstung 2 eines Kraftfahrzeuges, mittels an sich bekannten Befestigungselementen 3 wie Stehbolzen und Befestigungsschrauben fixiert. Weiterhin umfasst das Airbagmodul 1 einen äußeren Gassack 4 und einen in diesem platzierten kleineren inneren Gassack 5 aus textilem Gewebe. Der innere Gassack 5 umhüllt eine expandierbare Gasablenkeinrichtung 6, die als verformbares Band 7 ausgebildet ist. Die Gasablenkeinrichtung 6 wiederum umwickelt einen Gasgenerator 8, der eine Mehrzahl von am Umfang verteilten Gasaustrittsöffnungen 9 aufweist.
Das verformbare Band 7 besteht aus einem flexiblen und hitzebeständigem Kunststoff- oder Metallmaterial und besitzt eine, im Querschnitt gesehen, Spiralform gemäß 2, wobei sich die radialen Enden des Bandes 7 im deaktivierten Zustand des Gasgenerators 8 gegenseitig radial und axial überdecken.
Beim Aktivieren des Gasgenerators 8 entfaltet das austretende Gas die Spiralform des verformbaren Bandes 7 und nimmt unter dem Druck des Gases die in 2 durch die Strich-Punkt-Strich-Linie gezeigte Form und Lage ein. Gleichzeitig strömt auch das Gas über die radialen Enden des Bandes 7 aus. Dabei legt sich das aufgefaltete Band 7 an die Innenwand des sich nun schlagartig aufblasenden inneren Gassackes 5 an.
Der Umfang des verformbaren Bandes 7 wird sonach durch die Wände des umgebenden inneren Gassackes 5 begrenzt. Sollte der innere Gassack 5 ein größeres Volumen aufweisen, wird der sich erweiternde Umfang des verformbaren Bandes 7 durch seine Ausdehnung selbst begrenzt. Das noch unter Druck stehende Gas tritt weiter durch die am inneren Gassack 5 angebrachten, schematisch dargestellten Gasdurchtrittsöffnungen 10 in das Innere des äußeren Gassackes 4 ein und bläst auch diesen schlagartig auf. Dieser Zustand des Airbagmoduls ist in 2 gezeigt.
Wie weiterhin aus 2 ersichtlich ist, werden der Gasgenerator 8, der innere Gassack 5 und, falls dieser nicht mit diesem verbunden ist, auch der äußere Gassack 4 sowie das verformbare Band 7 an einer zentralen Stelle beispielsweise durch eine Schraubverbindung 11 fest miteinander verbunden. Gegebenenfalls ist eine Stütze 12 zur Stabilisierung der Verbindung vorgesehen. Im einfachsten Fall ist diese Anordnung im Container dieser Airbagvorrichtung befestigt.
Bei der Ausführungsform gemäß 3 ist nur ein Gassack 4 vorhanden, der hier als Seiten-Airbag ausgebildet ist. Der Gassack 4 und der Gasgenerator 8 sind mittels Verschraubungen 13 und einer Befestigungsschelle 14 mit dem Container der Airbagvorrichtung verbunden, welcher an der Seitenfensterbrüstung 2 des Kraftfahrzeuges fixiert ist, oder direkt mit der Seitenfensterbrüstung 2 verbunden. Bei einer Ausbildung als Fenster-Airbag wäre die Befestigung des Gassackes 4 und des Gasgenerators am Dachrahmen des Fahrzeuges vorzusehen.
Der Gasgenerator 8 ist von dem verformbaren Band 7 zumindest teilweise umwickelt und zwar in ähnlicher Weise, wie dies in 2 dargestellt und zuvor erläutert ist. Das Band 7 besitzt umfangsseitig mindestens eine Gasabströmöffnung 15 zur Weiterleitung des vom Gasgenerator 8 abströmenden Gases in den Gassack 4.
Der Gassack 4 weist zwei zueinander beabstandete T-förmige Nähte 16 auf. Beim Entfalten des spiralförmigen Bandes 7 dehnt sich dessen Umfang soweit aus, bis er die T-förmigen Nähte 16 erreicht. Dann sorgt das weiterhin an den radialen Enden und der Gasabströmöffnung 15 ausströmende Gas vom Gasgenerator 8 für ein vollständiges Aufblasen des Gassackes 4.
Der Gasgenerator 8 kann gemäß der Ausführungsform nach 1 innerhalb des Raumes angeordnet sein, den das spiralförmige Band 7 aufspannt. Gemäß der in 3 gezeigten Ausführungsform kann dieser Gasgenerator teilweise innerhalb dieses Raumes angeordnet sein. Möglich ist aber auch eine dritte Ausführungsform, gemäß welcher der Gasgenerator 8 vollständig außerhalb des Bandes 7 und des Gassacks angeordnet ist. In diesem Fall verfügt der Gasgenerator über ein Verbindungsstück oder ist mit einer Gaslanze verbunden, welche das Gas vom Gasgenerator in das Innere des von dem spiralförmigen Band 7 aufgespannten Raumes lenkt.

1: Airbagmodul
2: Seitenfensterbrüstung
3: Befestigungselement
4: äußerer Gassack
5: innerer Gassack
6: Gasablenkeinrichtung
7: verformbares Band
8: Gasgenerator
9: Gasaustrittsöffnung
10: Gasdurchtrittsöffnung
11: Schraubverbindung
12: Stütze
13: Verschraubung
14: Befestigungsschelle
15: Gasabströmöffnung
16: Naht

Claims

Airbagmodul zum Schutz eines Kraftfahrzeuginsassen, mit zumindest einem durch einen Gasgenerator (8) aufblasbaren Gassack (4), wobei der Gasgenerator (8) im Innenraum des Gassackes (4) platziert ist oder das von dem Gasgenerator (8) erzeugbare Gas mittels einer Zuführvorrichtung in den Innenraum des Gassackes (4) leitbar ist, und mit einer zwischen dem Gasgenerator (8) und dem Gassack (4) expandierbaren Gasablenkeinrichtung (6), die mit dem Gasgenerator (8) und dem Gassack (4) strömungstechnisch verbunden ist und als verformbares Band (7) ausgebildet ist, welches im Querschnitt eine Spiralform aufweist, wobei sich die Enden des Bandes (7) im deaktivierten Zustand des Gasgenerators (8) gegenseitig überdecken, dadurch gekennzeichnet, dass sich das verformbare Band (7) beim Aktivieren des Gasgenerators (8) durch das austretende Gas auffaltet und sich unter dem Druck des Gases soweit öffnet, bis es sich an die Innenwände eines inneren Gassackes (5), der mit dem äußeren Gassack (4) strömungstechnisch verbunden ist, anlegt, oder dass der Gassack (4) mindestens eine zum Umfang des verformbaren Bandes (7) gerichtete Naht (16) zur Ausdehnungsbegrenzung des verformbaren Bandes (7) beim Aktivieren des Gasgenerators (8) aufweist.
Airbagmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das verformbare Band (7) den im Gassack (4) platzierten Gasgenerator (8) umfangsseitig umschließt.
Airbagmodul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das verformbare Band (7) aus einem flexiblen Kunststoff- oder Metallmaterial besteht.
Airbagmodul nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das verformbare Band (7) umfangsseitig mindestens eine Gasabströmöffnung (15) aufweist.
Airbagmodul nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasgenerator (8), der Gassack (4) und/oder der innere Gassack (5) und das verformbare Band (7) zumindest an einer Stelle fest miteinander verbunden sind.
Airbagmodul nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das verformbare Band (7) aus zwei sich umfangsbezogen übergreifenden Zylindersegmenten besteht.