DE102007036534A1

DE102007036534A1 - Seitengassack und Fahrzeugsitz

Info

Publication number: DE102007036534A1
Application number: DE102007036534A
Authority: DE
Inventors: Ralf Zauritz; Ernst Wittmann; Christoph Goertz; Udo Laube
Original assignee: Autoliv Development AB
Current assignee: Autoliv Development AB
Priority date: 2007-08-02
Filing date: 2007-08-02
Publication date: 2009-02-05
Also published as: US20100194084A1; WO2009015902A1; US7988188B2

Abstract

Es wird ein Seitengassack (10) für ein Kraftfahrzeug mit einer einen Gasraum umschließenden Gassackhülle mit wenigstens einer Öffnung (16) und einem eine Austrittsöffnung (22) aufweisenden Schlauch (20), welcher sich auf der Außenseite der Gassackhülle befindet und welcher im unbelasteten Zustand die Öffnung (16) mit der Austrittsöffnung (22) und somit mit der Umgebung verbindet, wobei der Schlauch (20) einen ersten Abschnitt (20a), welcher sich auf Höhe der Öffnung (16) befindet, und einen zweiten Abschnitt (20b), welcher den ersten Abschnitt (20a) mit der Austrittsöffnung (22) verbindet, aufweist, beschrieben. Die aus Öffnung (16) und Schlauch (20) bestehende Ventilationsanordnung dient dazu, den Seitengassack für einen großen Insassen hart und für einen kleinen Insassen weich zu machen. Um das Verhalten des Seitengassacks bei einem kleinen Insassen zu verbessern, ohne sein Verhalten bei einem großen Insassen zu verschlechtern, ist der maximale Querschnitt des ersten Abschnitts (20a) größer als der minimale Querschnitt des zweiten Abschnitts (20b)(Fig. 6).

Description

Die Erfindung betrifft einen Seitengassack nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie einen Fahrzeugsitz nach Anspruch 8.
Ein generelles Problem bei Gassäcken, welche in einem Kraftfahrzeug dazu dienen, einen Insassen bei einem Unfall, insbesondere bei einem Aufprall, zu schützen, besteht darin, dass die Insassen, welche einem Gassack zugeordnet sind, sich in Gewicht und Größe erheblich unterscheiden können. Es gilt grundsätzlich, dass für optimalen Schutz der Gassack für einen leichten Insassen weicher sein sollte als für einen schweren Insassen.
In der gattungsbildenden DE 10 2004 048 898 A1 ist unter anderem ein Seitengassack beschrieben, bei dem die Gassackhülle eine Öffnung aufweist und auf deren Gassackhülle ein Schlauch angeordnet ist, welcher sich von der Öffnung im wesentlichen waagerecht (im eingebauten und entfalteten Zustand) auf der Gassackhülle erstreckt. Wird der dem Gassack zugeordnete Gasgenerator betätigt und stößt die Gassackhülle nicht an ein Hindernis, so strömt Gas aus dem von der Gassackhülle umgebenen Gasraum durch die Öffnung und den Schlauch bis zu einer Ausströmöffnung des Schlauches und verlässt dort den Gassack.
Der in der DE 10 2004 048 898 A1 beschriebene Gassack ist so im Kraftfahrzeug angeordnet, dass sich bei vollständig expandiertem Gassack der Schlauch bei einem großen Insassen auf Höhe der Schulter befindet. Trifft diese auf die Prallfläche des Gassacks, so drückt sie den Schlauch zusammen und unterbindet oder drosselt zumindest den Gasabfluss aus dem Gasraum des Gassackes, so dass der Gassack relativ hart bleibt. Bei einem kleinen Insassen hingegen trifft der Schulterbereich unterhalb des Schlauches auf die Prallfläche, der Schlauch bleibt geöffnet und der Gassack wird relativ weich.
Die vorliegende Erfindung stellt sich die Aufgabe, einen gattungsgemäßen Seitengassack dahingehend zu verbessern, dass seine Schutzfunktion für einen kleinen, leichten Insassen verbessert wird, ohne seine Schutzfunktion für einen großen und schweren Insassen zu beeinträchtigen.
Diese Aufgabe wird durch einen Seitengassack mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorzugsweise ist der Seitengassack hierbei Teil eines Fahrzeugsitzes nach Anspruch 8.
Bei Experimenten hat sich herausgestellt, dass bei einer Geometrie, wie sie in der DE 10 2004 048 898 A1 dargestellt ist, der Gasabfluss durch die aus Öffnung und Schlauch gebildete Ventilationsordnung bei Auftreffen eines kleinen Insassen, welcher den Schlauch nicht blockiert, häufig nicht ausreicht, um eine ideale Weichheit für den kleinen und leichten Fahrzeuginsassen zu erzielen.
Eine Möglichkeit dies zu verbessern, bestünde grundsätzlich darin, den Querschnitt der Öffnung und den Querschnitt des Schlauches zu vergrößern, so dass ein erhöhter Gasaustritt erfolgt. Es hat sich jedoch gezeigt, dass die Vergrößerung des Querschnitts des Schlauches auch dazu führt, dass der Schlauch von einem auftretenden großen Insassen häufig nicht mehr ausreichend verschlossen wird, so dass die Schutzwirkung für den großen Insassen entsprechend eingeschränkt ist.
Es wird zumeist davon ausgegangen, dass bei Fluid-durchströmten Systemen die maximale Durchflussmenge durch die Stelle des Systems vorgegeben wird, welche den kleinsten Querschnitt aufweist (Flaschenhalsprinzip). Es hat sich jedoch herausgestellt, dass dies für die hier interessierende Ventilationseinrichtung zumindest nicht uneingeschränkt gilt. Vielmehr wird hier die maximale Durchflussmenge wesentlich durch den Abschnitt des Schlauches bestimmt, welcher sich auf der Höhe der Öffnung in der Gassackhülle befindet.
Dies scheint zum einen daher zu rühren, dass der Gasstrom in diesem Abschnitt um etwa 90° abgelenkt wird. Ein weiterer Aspekt scheint zu sein, dass Seitengassacke häufig stark eiförmig sind, das heiß, dass ihre Oberflächen eine starke Wölbung aufweisen. Hierdurch kann der Schlauch bei vollständig gefülltem Seitengassack durch die Gassackhülle "flachgezogen" werden, wobei dieser Effekt insbesondere den halbkreisförmig umnähten ersten Abschnitt des Schlauches betrifft, welcher sich auf der Höhe der Öffnung befindet.
Dies bedeutet wiederum, dass es ausreichend ist, diesen ersten Abschnitt des Schlauches zu vergrößern – d. h. seinen Querschnitt größer zu machen – während der sich an diesen ersten Abschnitt anschließende zweite Abschnitt, an dessen Ende sich die Austrittsöffnung befindet, unverändert bleiben kann. Wird der Gassack nun so im Kraftfahrzeug angeordnet, dass im Falle eines Unfalls der Schulterbereich eines großen Insassen auf dem zweiten Abschnitt des Schlauches auftrifft, so bleibt die Schutzfunktion des Gassacks für diesen großen Insassen unverändert hoch und dennoch wird die Schutzwirkung für einen kleinen Insassen, dessen Schulter den Schlauch nicht trifft, verbessert, da der Gassack weicher wird. Um sicherzustellen, dass die Schulter des großen Insassen den zweiten Abschnitt des Schlauches trifft, ist der Gassack bevorzugt an der Sitzlehne des Fahrzeugsitzes angeordnet, zumindest dann, wenn der Seitengassack dem Fahrer oder dem Beifahrer zugeordnet ist. Damit ist sichergestellt, dass die Position des Schlauches bezüglich der Schulter eines sich in Standard-Sitzposition befindenden Insassen unabhängig von der Einstellung des Sitzes definiert ist.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, sowie aus den nun mit Bezug auf die Figuren näher dargestellten Ausführungsbeispielen. Hierbei zeigen:
1 Eine schematische Darstellung eines Seitengassacks im vollständig entfalteten Zustand aus Sicht des zugeordneten Insassen,
2 einen Schnitt entlang der Linie A-A aus 1,
3 einen Schnitt entlang der Linie B-B aus 1,
4 einen Zuschnitt für einen Schlauch,
5 den Zuschnitt aus 4, wenn er auf die Gassackhülle aufgenäht ist, so dass der Schlauch gebildet ist,
6 den Gassack aus 1 im eingebauten expandierten Zustand aus Sicht der Fahrzeugtür und einen großen Insassen,
7 das in 6 Gezeigte mit einem kleinen Insassen,
8 einen Zuschnitt für einen Schlauch gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung und
9 einen Längsschnitt durch einen Schlauch, der durch einen Zuschnitt der 8 und die Gassackhülle gebildet ist,
10 das in 9 Gezeigte bei maximal durchströmtem Schlauch.
Die 1, 2 und 3 zeigen eine schematische Darstellung eines Seitengassacks 10 im vollständig expandierten Zustand, wobei die 1 eine Draufsicht aus dem Inneren des Fahrzeuges ist. Der Seitengassack ist einem links im Fahrzeug sitzenden Insassen, insbesondere dem Fahrer zugeordnet. Die 2 ist ein Schnitt entlang der Linie A-A aus 1 und die 3 ist ein Schnitt entlang der Linie B-B aus 1.
Der Gassack 10 weist eine Gassackhülle 14 mit einer Prallfläche 14a und einer Abstützfläche 14b auf und wird im Bedarfsfall von einem nicht dargestellten Gasgenerator befüllt. In einem oberen vorderen Bereich der Prallfläche 14a befindet sich eine Öffnung 16, welche zur Ventilation des von der Gassackhülle 14 umschlossenen Gasraumes 12 dient. Von dieser Öffnung 16 erstreckt sich ein Schlauch 20 im wesentlichen waagerecht nach vorn, wobei er im Ausführungsbeispiel der 1 eine gewisse Krümmung aufweist. Am Ende des Schlauches 20 befindet sich eine Austrittsöffnung 22, so dass der Schlauch den Gasraum 12 mit dieser Austrittsöffnung 22 verbindet. Der Schlauch 20 wird dadurch gebildet, dass ein Zuschnitt 30 auf die Prallfläche 14a der Gassackhülle 14 aufgenäht, aufgeklebt oder aufgeschweißt ist.
Wie man der 1 entnimmt, weist der Schlauch 20 einen ersten Abschnitt 20a und einen zweiten Abschnitt 20b auf. Der erste Abschnitt 20a befindet sich auf Höhe der Öffnung 16 und der zweite Abschnitt 20b verbindet den ersten Abschnitt 20a mit der Austrittsöffnung 22 des Schlauches 20.
Der erste Abschnitt 20a des Schlauches 20 hat einen nicht konstanten Durchmesser und sein maximaler Durchmesser befindet sich dort, wo sich die Öffnung 16 befindet. Die 2 zeigt den maximalen Querschnitt des Schlauches 20. Der zweite Abschnitt 20b hat einen konstanten Querschnitt, die 3 zeigt diesen Querschnitt. Wie man insbesondere den 2 und 3 entnimmt, ist der maximale Querschnitt des ersten Abschnitts 20a des Schlauches 20 deutlich größer als der Querschnitt des zweiten Abschnittes 20b. Der maximale Querschnitt des ersten Abschnittes sollte mindestens doppelt so groß sein wie der minimale Querschnitt des zweiten Abschnittes 20b. Da im hier gezeigten Ausführungsbeispiel der zweite Abschnitt einen konstanten Querschnitt hat, sind minimaler und maximaler Querschnitt dieses zweiten Abschnittes 20b natürlich identisch. Es wäre jedoch beispielsweise denkbar, dass sich der zweite Abschnitt 20b des Schlauches 20 an der Austrittsöffnung 22 wieder aufweitet, was die Funktion der durch Öffnung 16 und Schlauch 20 gebildeten Ventilationseinrichtung nicht beeinträchtigen würde.
Die Begriffe minimaler Querschnitt und maximaler Querschnitt beziehen sich auf den Zustand, wenn der Seitengassack 10 vollständig gefüllt ist und Gas ungehindert und in voller Stärke durch den Schlauch 20 abströmt. Die jeweiligen Querschnitte können auch dadurch erzeugt werden, dass der Gassack 10 vollständig befüllt und die Austrittsöffnung 22 abgeklemmt wird.
Die 4 zeigt einen Zuschnitt 30 für einen Schlauch 20, wie er in 1 dargestellt ist, mit dem Unterschied, dass hier der zweite Abschnitt des Schlauches 20 gerade und nicht gekrümmt verläuft. Man sieht, dass dieser Zuschnitt 30' einen im wesentlichen kreisförmigen ersten Abschnitt 30a' und einen im wesentlichen rechteckigen zweiten Abschnitt 30b' aufweist. Die Breite b des zweiten Abschnitts 30b' ist hierbei kleiner als der maximale Durchmesser d_max des ersten Abschnittes 30a'.
Die 5 zeigt den Zuschnitt 30' aus 4, wenn er auf die Gassackhülle mit Nähten 18 angenäht ist. Man sieht, dass hier der Abstand der Seitenkanten verkürzt ist, so dass eine Struktur entsteht, wie sie in den 2 und 3 gezeigt ist. Der erste Abschnitt 30a' bildet hierbei im expandierten Zustand eine Art Kuppel.
Die beschriebene Struktur des Schlauches 20 hat zur Folge, dass bei gegebenem Querschnitt des zweiten Abschnitts 20b und bei gegebenem Innendruck im Gasraum 12 gegenüber einem Gassack nach dem Stand der Technik ein größerer Gasstrom vom Gasraum 12 zur Austrittsöffnung 22 erfolgt. Dieser größere Gasfluss ist Folge eines verringerten Strömungswiderstandes im ersten Abschnitt 20a, wo der Gasstrom im wesentlichen im rechten Winkel umgelenkt werden muss. Die Folge hiervon lässt sich anhand der 6 und 7 sehen:
Die 6 zeigt den in 1 gezeigten Gassack im eingebauten und vollständig expandierten Zustand. Dargestellt ist die Beifahrerseite eines Kraftfahrzeugs und die Blickrichtung ist aus Richtung des Seitenfensters. Der Seitengassack 10 ist an der Rückenlehne 62 des Fahrzeugsitzes 60 angeordnet. Es ist ein großer Insasse 50 dargestellt, welcher sich in seiner Standard-Sitzposition befindet. Man sieht, dass sich der Schulterbereich auf Höhe oder oberhalb des zweiten Abschnitts 20b des Schlauches 20 befindet. Der erste Abschnitt 20a befindet sich an einer Stelle, die außerhalb des Auftreffbereiches der Schulter des Insassen liegt, so dass es im allgemeinen zu bevorzugen ist, dass sich der Schlauch 20 von vorne nach hinten zur Austrittsöffnung 22 erstreckt. Dies ist jedoch nicht absolut zwingend, wie man beispielsweise anhand des Seitengassacks der 1 sieht. Trifft der Schulterbereich des großen Insassen 50 auf den zweiten Abschnitt 20b des Schlauches 20, so klemmt er diesen ab und es findet kein Gasaustritt oder nur ein geringer Gasaustritt aus der Austrittsöffnung 22 statt. Der Seitengassack verhält sich somit genau so wie der in der DE 10 2004 048 898 A1 beschriebene, wenn der zweite Abschnitt 20b des Schlauchs den selben Querschnitt wie der Schlauch der DE 10 2004 048 898 A1 aufweist.
Die 7 zeigt die Situation bei einem kleinen Insassen 52, dessen Schulterbereich sich unterhalb des zweiten Abschnittes 20b des Schlauches 20 befindet. Trifft dieser kleine Insasse 52 auf die Prallfäche des Seitengassacks 10, so wird der zweite Abschnitt 20b des Schlauches 20 nicht geklemmt und es fließt eine relativ große Menge Gas aus dem Gasraum 12 des Seitengassackes 10 ab, wodurch die gewünschte Weichheit resultiert.
Im eben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel wird der Schlauch 20 dadurch gebildet, dass ein flacher Zuschnitt 30 bzw. 30' auf die Gassackhülle aufgenäht wird (2D-Konstruktion). Es ist jedoch auch möglich, den Schlauch 20 als echtes dreidimensionales Objekt auszubilden, wie dies in den 8 und 9 gezeigt ist:
8 zeigt einen Zuschnitt 40 zur Bildung eines Schlauches. Der Zuschnitt weist einen mittleren Abschnitt 40a, eine Stirnwand 40b, zwei Seitenwände 40c, d, erste Verbindungsabschnitte 40e und 40f und zweite Verbindungsabschnitte 40g, 40h und 40i auf. Beim Zusammennähen werden zunächst die beiden ersten Verbindungsabschnitte 40e, 40f mit der Stirnwand 40b verbunden. Die zweiten Verbindungsabschnitte 40g, 40h und 40i dienen dazu, den Zuschnitt 40 mit der Gassackhülle 14 zu verbinden.
Die 9 zeigt einen Längsschnitt durch einen so gebildeten Schlauch, welcher im wesentlichen rechteckige Querschnitte aufweist. Man sieht hier, dass erster Abschnitt 20a und zweiter Abschnitt 20b kontinuierlich ineinander übergehen, jedoch wird auch hier erreicht, dass der minimale Querschnitt des zweiten Abschnitts 20b wesentlich kleiner ist als der maximale Querschnitt des ersten Abschnitts 20a. Im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel ändert sich im wesentlichen nur die Höhe des Schlauches. Es ist beispielsweise auch möglich, einen Schlauch mit dreieckigen Querschnitten vorzusehen, wobei der entsprechende Zuschnitt zwei Seitenwände und eine Stirnwand, aber keinen mittleren Abschnitt aufweist.
Die 10 zeigt das in 9 Gezeigte bei vollständig gefülltem Seitengassack, wenn die maximale Gasmenge durch den Schlauch abfließt. Der Schlauch ist dann stark aufgebläht, wodurch die dargestellten Schnittlinien entsprechend gewölbt sind. Es bleibt jedoch dabei, dass erster und zweiter Abschnitt 20a, 20b kontinuierlich ineinander übergehen und der maximale Querschnitt des ersten Abschnitts größer als der minimale Querschnitt des zweiten Abschnitts 20b ist.

10: Seitengassack
12: Gasraum
14: Gassackhülle
14a: Prallfläche
14b: Abstützfläche
16: Öffnung
18: Naht
20: Schlauch
20a: erster Abschnitt
20b: zweiter Abschnitt
22: Austrittsöffnung
30: Zuschnitt
30a: erster Abschnitt
30b: zweiter Abschnitt
40: Zuschnitt
40a: mittlerer Abschnitt
40b: Stirnwand
40c, d: Seitenwand
40e, f: erste Verbindungsabschnitte
40g, h, i: zweite Verbindungsabschnitte
50: großer Insasse
52: kleiner Insasse
60: Fahrzeugsitz
62: Rückenlehne

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 102004048898 A1 [0003, 0004, 0007, 0030, 0030]

Claims

Seitengassack (10) für ein Kraftfahrzeug mit einer einen Gasraum (12) umschließenden Gassackhülle (14) mit wenigstens einer Öffnung (16) und einem eine Austrittsöffnung (22) aufweisenden Schlauch (20), welcher sich auf der Außenseite der Gassackhülle (14) befindet und welcher im unbelasteten Zustand die Öffnung (16) mit der Austrittsöffnung (22) und somit mit der Umgebung verbindet, wobei der Schlauch (20) einen ersten Abschnitt (20a), welcher sich auf Höhe der Öffnung (16) befindet, und einen zweiten Abschnitt (20b), welcher den ersten Abschnitt (20a) mit der Austrittsöffnung (22) verbindet, aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der maximale Querschnitt des ersten Abschnitts (20a) größer als der minimale Querschnitt des zweiten Abschnitts (20b) ist.
Seitengassack nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der maximale Querschnitt des ersten Abschnitts (20a) wenigstens doppelt so groß wie der minimale Querschnitt des zweiten Abschnitts (20b) ist.
Seitengassack nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der maximale Querschnitt des ersten Abschnitts (20a) wenigstens dreimal so groß wie der minimale Querschnitt des zweiten Abschnitts (20b) ist.
Seitengassack nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Abschnitt (20b) über seine Länge einen im wesentlichen konstanten Querschnitt aufweist.
Seitengassack nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlauch (20) durch Aufnähen eines Zuschnitts (30, 30', 40) auf die Gassackhülle (14) gebildet wird.
Seitengassack nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Zuschnitt (30, 30') einen im wesentlichen ersten (30a'), kreisförmigen und einen zweiten, länglichen Abschnitt (30b') aufweist.
Seitengassack nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Zuschnitt (40) wenigstens eine Stirnwand (40b) und zwei Seitenwände (40c, 40d) aufweist.
Fahrzeugsitz (60), an dessen Rückenlehne (62) ein Seitengassack (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 angeordnet ist.