DE102007044824A1

DE102007044824A1 - Sicherheitseinrichtung für einen Kraftfahrzeugsitz und Kraftfahrzeugsitz

Info

Publication number: DE102007044824A1
Application number: DE102007044824A
Authority: DE
Inventors: Rikard Fredriksson
Original assignee: Autoliv Development AB
Current assignee: Autoliv Development AB
Priority date: 2007-09-20
Filing date: 2007-09-20
Publication date: 2009-04-02
Anticipated expiration: 2027-09-21
Also published as: WO2009039913A1; DE102007044824B4

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kraftfahrzeugsitz (1) mit einem Polster (3) und einer in dem Polster (3) angeordneten Sicherheitseinrichtung mit einem Airbag (5), der mit einem Gasgenerator (6) gekoppelt ist, der bei Vorliegen von Sensordaten über einen Unfall oder einen bevorstehenden Unfall aktiviert wird und den Airbag (5) mit Gas befüllt und entfaltet, und mit einem Aktivator (8), über den der Airbag (5) zusätzlich wiederholt reversibel mit Gas befüllbar ist. Der Airbag (5) ist als einkammeriger Airbag (5) ausgebildet, der zumindest eine elastische Komponente (9) aufweist, die den Airbag (5) nach dem Befüllen durch den Aktivator (8) zurück in seine Ausgangsposition bringt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitseinrichtung für einen mit einem Polster versehenen Kraftfahrzeugsitz mit einem Airbag, der mit einem Gasgenerator gekoppelt ist, der bei Vorliegen von Sensordaten über einen Unfall oder einen bevorstehenden Unfall aktiviert wird und den Airbag mit Gas befüllt und entfaltet, und mit einem Aktivator, über den der Airbag zusätzlich wiederholt reversibel mit Gas befüllbar ist. Die Erfindung betrifft ebenfalls einen Kraftfahrzeugsitz mit einer Sicherheitseinrichtung.
Kraftfahrzeugsitze werden zunehmend mit Funktionen ausgestattet, die den Komfort und die Sicherheit der Sitznutzer erhöhen. So besteht die Möglichkeit, in den Sitzwangen eines Kraftfahrzeugsitzes, also sowohl in der Sitzlehne als auch im Sitzkissen, Luftkissen in Abhängigkeit von der jeweiligen Fahrsituation aufzublasen. Damit ist es während einer Kurvenfahrt möglich, diejenige Sitzwange, die dem Kurvenaußenradius zugeordnet ist, aufzublasen, um eine bessere Anbindung des Sitznutzers an den Sitz bereitzustellen. Darüber hinaus können die Luftkissen zur Erhöhung des Sitzkomforts und zur Anpassung der Sitzkontur an den Sitznutzer ausgebildet sein.
Aus der DE 10 2005 059 997 A1 ist eine Sicherheitseinrichtung in einem Kraftfahrzeugsitz bekannt, bei der ein über einen Gasgenerator befüllbarer Airbag zusätzlich mit einem Aktivator gekoppelt ist, der den Airbag wiederholt reversibel mit Gas befüllen kann. Durch die Anordnung des Airbags in der Seitenwange kann bei einer Volumenvergrößerung des Airbags durch den Aktivator eine bessere Anbindung an den Sitz erfolgen. Die Sitzwange wird dabei vergrößert und in Richtung auf den Sitznutzer bewegt. Im Falle eines Unfalles wird ein Gasgenerator aktiviert, der ein Austreten des Airbags aus dem Kraftfahrzeugsitz bewirkt, so dass sich der Airbag zwischen den Sitznutzer und einer Karosseriestruktur erstrecken kann.
Aus der EP 1 140 572 B1 ist ein Kraftfahrzeugsitz mit einem gepolsterten Sitzteil bekannt, bei dem ein Airbag bei einem Unfall aufgeblasen wird und dabei einen Bezugsstoff an einer Verbindungsnaht zwischen zwei Bezugstoffzuschnitten aufreißt. Zwischen diesen Bezugsstoffzuschnitten ist ein Streifen eines Gewebematerials eingesetzt, der eine Vergrößerung der Seitenwange des Sitzes ermöglicht. Statt eines sich frei entfalteten Airbags werden die über die Sitzlehne oder das Sitzkissen überstehenden Seitenwangen prall aufgeblasen, so dass sich der Überstand der Seitenwangen vergrößert. Innerhalb der Seitenwangen werden verhältnismäßig lagestabile Luftkissen erzeugt, über die ein Fahrzeuginsasse gegenüber intrudierenden Gegenständen abgepolstert und in einer gewünschten Sitzposition stabilisiert wird.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen verbesserten Kraftfahrzeugsitz bereitzustellen, mit dem eine mehrstufige, situationsangepasste Befüllung des Airbags erleichtert wird.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Sicherheitseinrichtung mit Merkmalen des Anspruchs 1 sowie einen Kraftfahrzeugsitz mit den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
Die erfindungsgemäße Sicherheitseinrichtung für einen mit einem Polster versehenen Kraftfahrzeugsitz mit einem Airbag, der mit einem Gasgenerator gekoppelt ist, der bei Vorliegen von Sensordaten über einen Unfall oder einen bevorstehenden Un fall aktiviert wird und den Airbag mit Gas befüllt und entfaltet, und mit einem Aktivator, über den der Airbag zusätzlich wiederholt reversibel mit Gas befüllbar ist sieht vor, dass der Airbag als einkammeriger Airbag ausgebildet ist, der zumindest eine elastische Komponente aufweist, die den Airbag nach dem Befüllen durch den Aktivator zurück in seine Ausgangsposition bringt. Durch diese Anordnung und Ausgestaltung des Airbags ist es möglich, dass in einem Kraftfahrzeugsitz drei Funktionen auf einfache Art und Weise realisiert werden. Zum Erhöhen der Seitenführung, beispielsweise beim Befahren einer kurvigen Straße, kann im Rahmen einer Komfortfunktion der Airbag mit einem geringen Luftvolumen über den Aktivator aufgeblasen werden. Dadurch erhöht sich die Steifigkeit insbesondere der Seitenwangen, so dass ein verbesserter Seitenhalt des Sitznutzers erreicht wird. Ebenfalls kann durch alternierendes Aufblasen und Ablassen von Druckluft aus dem Airbag eine Massagefunktion im Rahmen der Komfortfunktion realisiert werden. Sofern die Sensoren innerhalb des Fahrzeugsicherheitssystems einen drohenden Unfall detektieren, wird über den Aktivator eine im Verhältnis zur Komfortfunktion größere Luftmenge in den Airbag eingebracht. Dabei verändern sich insbesondere die Lehnenkonturen, bevorzugt beidseitig, um eine verbesserte Anbindung des Sitznutzers an den Fahrzeugsitz bereitzustellen. Hierdurch werden die Relativbewegungen zwischen dem Sitznutzer und dem Sitz eingeschränkt, was zu einer erhöhten Sicherheit und einer verbesserte Lagestabilität des Sitznutzers auf dem Sitz führt. Sofern der Pre-Crash-Zustand nicht in einen Unfall mündet, kann durch einfaches Abschalten des Aktivators durch das Zusammenziehen der elastischen Komponente die Druckluft aus dem Airbag herausgedrückt werden, ohne dass der Aktivator die Luft herauspumpen muss. Tritt ein Unfall ein, wird zusätzlich zu dem Aktivator ein Gasgenerator gezündet, der den schon vorbefüllten Airbag mit Entfaltungsgas befüllt, so dass dieser aus dem Kraftfahrzeugsitz austreten und sich zwischen einer Fahrzeugstruktur und den Sitznutzer erstrecken kann. Im Rahmen der Komfort- und Pre-Crash-Funktion kann es zu einer elastischen Auslenkung des Airbags und einer Dehnung der elastischen Komponente kommen, die reversibel ist, so dass ohne weitere Maßnahmen nach Abschalten des Aktivators die Ausgangsposition wieder eingenommen wird.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Airbagmaterial die elastische Komponente ausbildet, beispielsweise indem ein Teil des Airbagmaterials elastisch ausgebildet ist oder die Airbaghülle mit einem elastischen Streifen versehen ist. Der gesamte Airbag kann aus einem elastischen Material bestehen. Alternativ dazu ist vorgesehen, dass zumindest ein elastisches Fangband oder ein Befestigungsband als elastische Komponente vorgesehen ist. Dieses Fangband ist bevorzugt innerhalb des Airbags angeordnet und zieht nach Beendigung der Pre-Crash-Funktion oder der Komfortfunktion den Airbag wieder in seine Ausgangsposition.
Bevorzugt ist der Airbag als Seitenairbag ausgebildet und befindet sich in einer Seitenwange des Kraftfahrzeugsitzes, beispielsweise in einer Seitenwange der Sitzlehne oder des Sitzkissens.
Um dem Airbag ein leichteres Austreten aus dem Polster bzw. dem Kraftfahrzeugsitz zu ermöglichen, ist in dem Polsterbezug eine Sollrissstelle oder eine Sollrissnaht angeordnet, durch die eine definierte Austrittsstelle und eine vorgegebene, grobe Orientierung der Austrittsrichtung bereitgestellt wird.
Der Aktivator ist als eine elektrische Pumpe ausgebildet und kann umschaltbar ausgebildet sein, um notwendigenfalls das Druckgas aus dem Airbag wieder abzusaugen. Alternativ ist der Aktivator als Druckgaspeicher aus Metall, Kunststoff oder einem verstärkten Gummischlauch mit einem Steuerventil ausgebildet.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass in oder an dem Airbag ein unelastisches Fangband angeordnet ist, das als Steuerhilfe und Entfaltungsbegrenzung vorgesehen sein kann. Sofern der elastische Abschnitt als ein elastisches Fangband ausgebildet ist, ist vorgesehen, dass das unelastische Fangband eine größere Länge als die maximale Länge des elastischen Fangbandes aufweist, so dass das unelastische Fangband erst nach einem Zerstören des elastischen Fangbandes wirksam wird.
Der Airbag kann von einer formstabilen Kappe abgedeckt sein und ist bevorzugt in einer Schale untergebracht. Durch die sichtbare, formstabile Kappe ist eine leichtere Montierbarkeit der gesamten Sicherheitseinrichtung möglich. Alternativ dazu ist vorgesehen, dass der Airbag in einer Weichumhüllung angeordnet ist, die eine gewisse Nachgiebigkeit oder Elastizität aufweist, so dass der Airbag die entsprechenden Volumenänderungen ausführen kann.
Der Airbag und der Gasgenerator sowie der Aktivator sind bevorzugt an einem Sitzrahmen angeordnet, wobei der Aktivator und der Gasgenerator verschiedene Komponenten ausbilden. Der Airbag kann gasdicht ausgebildet sein, um nach einer Befüllung mit Druckgas durch den Aktivator keine oder nur eine geringe Menge an Gas nachfüllen zu müssen. Die Gasdichtigkeit kann durch eine entsprechende Beschichtung oder einen Einsatz erzielt werden, der in einem Airbaggewebe angeordnet ist, beispielsweise einen elastischen Kunststoffbeutel.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beigefügten Figuren näher erläutert. Es zeigen:
1 – eine Schnittansicht durch einen Teil eines Kraftfahrzeugsitzes in einer Ausgangsstellung;
2 – eine Schnittdarstellung eines Teils eines Kraftfahrzeugsitzes mit aktivierter Komfortfunktion;
3 – einen Teil eines Kraftfahrzeugsitzes mit aktivierter Pre-Crash-Funktion; sowie
4 – einen vollständig entfalteten Airbag.
In der 1 ist ein Teil eines Kraftfahrzeugsitzes 1 in einer schematischen Schnittdarstellung gezeigt. Das Teil des Kraftfahrzeugsitzes 1 kann sowohl als eine Sitzlehne als auch ein Sitzkissen ausgebildet sein und weist einen Sitzrahmen 2 auf, der von einem Polster 3 umgeben ist. Der Sitzrahmen 2 ist im Bereich einer Sitzwange angeordnet, die über eine Sitzfläche oder eine Rückenlehne übersteht. Der Überstand der Sitzwangen gewährleistet ein gewisses Maß an Seitenführung des Sitznutzers bei Querbeschleunigungen.
An dem Sitzrahmen 2 ist ein Airbag 5 zusammen mit einem Gasgenerator 6 angeordnet. Über den Gasgenerator 6 wird im Falle eines Unfalles auf der Grundlage von Sensordaten Entfaltungsgas in den Airbag 5 eingeleitet. Zusätzlich zu dem Gasgenerator 6 steht der Airbag 5 in strömungstechnischer Verbindung mit einem Aktivator 8, vorliegend einer elektrische Pumpe, über die Druckgas, bevorzugt Umgebungsluft, über eine Zuleitung 14 in den Airbag 5 eingeleitet werden kann. In dem Bezug 4 des Kraftfahrzeugsitzes kann eine Sollrissnaht oder eine Sollrissstelle ausgebildet sein, durch die ein gerichtetes Austreten des Airbags 5 im Entfaltungszustand ermöglicht wird.
Zur Erhöhung des Komforts, beispielsweise zur Realisierung einer Massagefunktion oder zur Erhöhung der Steifigkeit der Sitzwange, kann Luft durch den Aktivator 8 in den Airbag 5 hineingepumpt werden. Diese Komfortfunktion ist in der 2 dargestellt, in der zu erkennen ist, dass der Airbag 5 ein größeres Volumen angenommen, die Außenkontur der Sitzwange sich jedoch nicht oder nur geringfügig verändert hat. Die Sitzwange ist dadurch lediglich versteift worden. Durch die Volumenvergrößerung wurde ein elastisches Fangband 9, das als elastische Komponente dient, gelängt und elastisch verformt. Innerhalb des Airbags 5 ist ein weiteres Fangband 10 aus einem unelastischen Material angeordnet. Das elastische Fangband 9 und das unelastische Fangband 10 weisen unterschiedliche Längen auf, die Funktion des unelastischen Fangbandes 10 wird später erläutert werden.
Nach Beendigung der Komfortfunktion wird durch die elastische Komponente 9, vorliegend durch das Fangband 10, der Airbag 5 wieder in seine Ausgangsposition gemäß 1 zurückgezogen.
In der 3 ist der Zustand bei Vorliegen von Sensordaten gezeigt, die auf einen bevorstehenden Unfall schließen lassen. Der Airbag 5 ist im Vergleich zur 2 wesentlich stärker aufgeblasen, das elastische Fangband 9 ist gespannt, vorzugsweise so straff gespannt, dass eine weitere elastische Dehnung nicht eintreten kann. Durch die entsprechende Auswahl der elastischen Komponente 9 ist es möglich, die maximale Ausdehnung in der Pre-Crash-Funktion zu begrenzen, indem der Widerstand gegen den Gasdruck des Aktivators 8 festgelegt wird. Auf diese Art und Weise ist es möglich, eine einfache Steuerung des Aktivators 8 vorzusehen, die keinen Sensor für einen Maximaldruck benötigt. Die maximale Ausdehnung wird über die elastische Komponente 9 bzw. die elastischen Komponenten begrenzt, indem der Aktivator 8 einen Druck unterhalb der Rückstellkraft der elastischen Komponente 9 liefert, so dass über die Auslegung der elastischen Komponente 9 bzw. des Fangbandes 9 die maximale Ausdehnung des Airbags 5 bei einer Pre-Crash-Funktion eingestellt wird. In der Komfort- sowie in der Pre-Crash-Funktion findet nur eine elastische Verformung des Fangbandes 9 statt, so dass stets eine Rückstellung in die Ausgangsposition gemäß 1 erfolgen kann. Alternativ zu einem innerhalb des Airbags 5 angeordneten Fangband 9 können auch Materialstreifen innerhalb des Air bags 5, die Teil der Airbaghülle sind, oder der Airbag 5 als Ganzes elastisch ausgebildet sein. Ebenfalls ist es möglich, dass der Airbag 5 außen von einem oder mehreren elastischen Elementen, z. B. elastischen Bändern, umgeben ist, die an dem Rahmen 2 befestigt sind. Über diese elastischen Bänder wird dann der Airbag 5 wieder in die Ausgangsposition gemäß 1 zurückgedrückt. Die Volumenänderungen für die Komfortfunktion sowie für die Pre-Crash-Funktion sind reversibel.
Wird ein Unfallszenario sensiert, wird der separate Gasgenerator 6 aktiviert, entweder ohne vorherige Aktivierung des Aktivators 8 oder, wenn bereits der Pre-Crash-Zustand detektiert wird, nach einer vorherigen Befüllung des Airbags 5 mit einer relativ geringen Menge an Druckgas. Durch diese Vorbefüllung wird eine schnelle Reaktion des Airbags 5, der bevorzugt als Seitenairbag ausgebildet ist, gewährleistet.
In der 4 ist ein entfalteter Airbag 5 nach Zünden des Gasgenerators 6 gezeigt. Der Airbag 5 ist zu einem maximalen Volumen aufgeblasen, das wesentlich über dem Volumen gemäß der Pre-Crash-Funktion nach 3 liegt. Der 4 ist zu entnehmen, dass die elastische Komponente 9 über die maximale elastische Dehnung gemäß 3 hinaus gelängt wurde, so dass das Material versagt und das Fangband 9 gerissen ist. Dadurch kann sich der Airbag 5 weiter nach vorne aus dem Polster 3 und durch den Bezug 4 hindurch in die gewünschte Richtung erstreckten. Das im Wesentlichen unelastisch ausgebildete zweite Fangband 10 begrenzt die maximale Ausdehnung in der Hauptentfaltungsrichtung des Airbags 5 und trägt gleichzeitig zu einer gewissen Stabilisierung und Orientierung des entfalteten Airbags 5 bei. Während die Zustände gemäß 2 und 3 reversibel sind, ist nach Aktivierung des Gasgenerators 6 ein Teil der Sitzwange sowie des Sitzbezuges 4 zerstört, ebenso ist die elastische Komponente 9 irreversibel verändert, so dass nach einem Unfall ein Austausch des Sitzes oder der Sitzkomponente zu erfolgen hat.
Mit der dargestellten Ausführungsform ist es möglich, mit nur einer Kammer bzw. nur einem Airbag 5 drei verschiedene Funktionen abzudecken, nämlich einmal die reversiblen Komfort- und Pre-Crash-Funktionen und zum anderen die Unfall-Funktion mit einem austretenden Airbag 5. Es müssen keine zusätzlichen Komponenten für die Komfort- oder Pre-Crash-Funktionen vorgesehen sein, was die Material- und Monta gekosten verringert. Ebenfalls wird durch die elastische Komponente 9 eine Gegenkraft gegen den Befüllungsdruck des Aktivators 8 bereitgestellt, über die das maximale Entfaltungsvolumen für die reversiblen Zustände gesteuert werden kann.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 102005059997 A1 [0003]
- EP 1140572 B1 [0004]

Claims

Sicherheitseinrichtung für einen mit einem Polster (3) versehenen Kraftfahrzeugsitz (1) mit einem Airbag (5), der mit einem Gasgenerator (6) gekoppelt ist, der bei Vorliegen von Sensordaten über einen Unfall oder einen bevorstehenden Unfall aktiviert wird und den Airbag (5) mit Gas befüllt und entfaltet, und mit einem Aktivator (8), über den der Airbag (5) zusätzlich wiederholt reversibel mit Gas befüllbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Airbag (5) als einkammeriger Airbag (5) ausgebildet ist, der zumindest eine elastische Komponente (9) aufweist, die den Airbag (5) nach dem Befüllen durch den Aktivator (8) zurück in seine Ausgangsposition bringt.
Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Airbagmaterial die elastische Komponente ausbildet.
Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Fangband (9) oder ein Befestigungsband eine elastische Komponente ausbildet.
Sicherheitseinrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Airbag (5) als Seitenairbag ausgebildet ist.
Sicherheitseinrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Polsterbezug (4) eine Sollrissstelle oder Sollrissnaht angeordnet ist.
Sicherheitseinrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktivator (8) als elektrische Pumpe ausgebildet oder als Speicher aus Metall, Kunststoff oder einem verstärkten Gummischlauch mit einem Steuerventil ausgebildet ist.
Sicherheitseinrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in oder an dem Airbag (5) ein unelastisches Fangband (10) angeordnet ist.
Sicherheitseinrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Airbag (5) von einer formstabilen Kappe abgedeckt ist.
Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Airbag (5) teilweise in einer Schale untergebracht ist.
Sicherheitseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Airbag (5) in einer Weichumhüllung angeordnet ist.
Sicherheitseinrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Airbag (5) und der Gasgenerator (6) an einem Sitzrahmen (2) befestigt sind.
Sicherheitseinrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Airbag (5) aus einem gasdichten Material ausgebildet ist.
Kraftfahrzeugsitz mit einer Sicherheitseinrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche.