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Die Erfindung betrifft ein Gassackmodul für ein Fahrzeug-Sicherheitssystem, umfassend einen Gassack, ein Zugmittel, das mit dem Gassack gekoppelt ist, eine mit dem Zugmittel gekoppelte Aktuatoreinheit, die das Zugmittel bei einer Aktuatorbetätigung freigibt, sowie einen Gasgenerator, der ein Generatorgehäuse aufweist und bei seiner Aktivierung den Gassack mit Generatorgas befüllt.
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Ein derartiges Gassackmodul ist beispielsweise in der
DE 10 2006 027 371 A1 offenbart, wobei das Zugmittel an der Aktuatoreinheit und die Aktuatoreinheit an einem Gasgenerator oder Modulgehäuse angebracht ist. In der
GB 2 412 094 A ist beispielsweise eine Freigabeeinheit offenbart, die zur Freigabe eines Zugmittels an einem Modulgehäuse angeordnet ist. In der
DE 10 2005 058 721 A1 ist eine Aktuatoreinheit gezeigt, die über Rastelemente an dem Modulgehäuse oder an dem Gasgenerator befestigt werden kann. Zudem zeigen die
DE 10 2005 049 553 A1 und die
US 2004 / 0 046 376 A1 Aktuatoreinheiten zur Freigabe eines Zugmittels die am Gasgenerator befestigt sind.
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Insbesondere bei pyrotechnischen Aktuatoreinheiten ist die Montage am Gasgenerator vorteilhaft, da das Modulgehäuse in der Regel als Kunststoffteil, der Gasgenerator hingegen üblicherweise als robustes und stabiles Metallbauteil ausgebildet ist. Außerdem ist der Gasgenerator bereits für eine Aktuatoreinheit ausgelegt, die eine Freisetzung von Generatorgas bewirkt, so daß für eine weitere Aktuatoreinheit in der Regel keine besonderen Vorkehrungen, wie z.B. Materialverstärkungen getroffen werden müssen.
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Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines möglichst einfach und preiswert aufgebauten Gassackmoduls, welches eine Aktuatoreinheit zur Freigabe eines Zugmittels aufweist und bei einer Betätigung der Aktuatoreinheit die Entstehung freibeweglicher Fragmente verhindert.
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Gelöst wird die Aufgabe durch ein Gassackmodul der eingangs genannten Art, bei dem das Zugmittel im Inneren des Generatorgehäuses an der Aktuatoreinheit befestigt ist. Infolge dieser Bauweise gibt es mit dem Gasgenerator lediglich ein Modulbauteil, das Aktuatoreinheiten, insbesondere pyrotechnische Aktuatoreinheiten aufnimmt, und zwar einerseits zur Freisetzung von Generatorgas und andererseits zur Freigabe des Zugmittels. Außerdem liegt der Bereich, in dem das Zugmittel an der Aktuatoreinheit befestigt ist, während einer Montage des Gassackmoduls geschützt im Inneren des Generatorgehäuses. Dies trägt somit dazu bei, daß ein gewünschtes Entfaltungsverhalten des Gassacks zuverlässig erreicht wird. Da die Freigabe des Zugmittels im Inneren des Generatorgehäuses erfolgt, ist ferner die Bewegungsfreiheit von abgetrennten Fragmenten, welche unter Umständen bei der Aktuatorbetätigung entstehen, deutlich eingeschränkt. Diese Fragmente bleiben im Inneren des Gasgenerators und können somit keine Schäden am Gassackmodul anrichten. Insbesondere kommen diese Fragmente nicht in Kontakt mit dem Gassack oder einem Fahrzeuginsassen.
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Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen zu finden.
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Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. In diesen zeigen:
- - 1 einen schematischen Schnitt durch eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gassackmoduls vor einer Aktuatorbetätigung;
- - 2 einen schematischen Schnitt durch das Gassackmodul gemäß 1 nach einer Aktuatorbetätigung;
- - 3 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gassackmoduls;
- - 4 eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gassackmoduls;
- - 5 einen Gasgenerator und ein Modulgehäuse des erfindungsgemäßen Gassackmoduls in einer perspektivischen Ansicht;
- - 6 eine perspektivische Teilansicht des Gasgenerators gemäß 5 vor einer Montage der Aktuatoreinheit;
- - 7 eine perspektivische Teilansicht des Gasgenerators gemäß 5 nach einer Montage der Aktuatoreinheit;
- - 8 eine perspektivische Schnittansicht des Gasgenerators gemäß 5 vor einer Betätigung der Aktuatoreinheit;
- - 9 eine perspektivische Schnittansicht des Gasgenerators gemäß 5 nach einer Betätigung der Aktuatoreinheit;
- - 10 einen Detailschnitt durch den Gasgenerator gemäß 8; und
- - 11 einen Detailschnitt durch den Gasgenerator gemäß 9.
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Die 1 und 2 zeigen eine erste Ausführungsform eines Gassackmoduls 8 mit einem aufgeblasenen Gassack 10. Der Gassack 10 weist eine Gassackwandung 12 auf, in der mit wenigstens zwei übereinanderliegenden Wandungsteilen eine Falte 14 ausgebildet ist, wobei in den übereinanderliegenden Wandungsteilen wenigstens eine durch die Falte 14 geschlossene Abströmöffnung 16 vorgesehen ist. Die Falte 14 kann durch ein Haltemittel 18 fixiert sein, welches in seiner Festigkeit so dimensioniert ist, daß sich die Falte 14 bei einer vorbestimmten Haltemittelbeanspruchung öffnet. In der 1 sind als Haltemittel 18 zwei Reißnähte angedeutet.
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Über die Falte 14 erstreckt sich in 1 ein Zugmittel 20, welches bis zu seiner Freigabe oder Zerstörung ein Erreichen der vorbestimmten Haltemittelbeanspruchung verhindert.
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Neben dem Gassack 10 umfaßt das erfindungsgemäße Gassackmodul 8 ein Modulgehäuse 22, in dem sich ein Gasgenerator 24 befindet, wobei der Gasgenerator 24 ein Generatorgehäuse 25 aufweist und bei seiner Aktivierung den Gassack 10 mit Generatorgas befüllt. In dem dargestellten Beispiel ist ein erstes Zugmittelende 26 nahe des Haltemittels 18 mit dem Gassack 10 gekoppelt, vorzugsweise mit der Gassackwandung 12 vernäht oder verklebt. Ein entgegengesetztes zweites Zugmittelende 28 ist im Inneren des Generatorgehäuses 25 an einer Aktuatoreinheit 30 (vgl. 3 bis 11) befestigt, wobei die Aktuatoreinheit 30 das Zugmittel 20 bei einer Aktuatorbetätigung freigibt.
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Da das Zugmittel 20 in der 1 noch nicht zerstört oder freigegeben ist, wird die vorbestimmte Haltemittelbeanspruchung nicht erreicht. Daher ist die Falte 14 vom Haltemittel 18 so fixiert, daß die Abströmöffnung 16 infolge der Faltung verschlossen ist und der Gassack 10 eine erste Gassackkontur mit einem ersten Gassackvolumen einnimmt.
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Wird das Zugmittel 20 freigegeben oder zerstört, so müssen im Bereich der Falte 14 alle Spannungen aus der Gassackwandung 12 vom Haltemittel 18 aufgenommen werden. Falls dabei eine vorbestimmte Haltemittelbeanspruchung überschritten wird, gibt das Haltemittel 18 die Falte 14 und damit die Abströmöffnung 16 frei. Im vorliegenden Fall des als Reißnaht ausgebildeten Haltemittels 18 bedeutet dies anschaulich, daß die Reißnaht in ihrer Festigkeit so dimensioniert ist, daß sie bei der vorbestimmten Beanspruchung aufreißt. Mit dem Öffnen der Falte 14 nimmt der Gassack 10 eine zweite Gassackkontur mit einem vergrößerten, zweiten Gassackvolumen ein. Dieser Effekt wird in der 2 deutlich, in der die erste Gassackkontur gestrichelt und die zweite Gassackkontur durchgezogen eingezeichnet ist.
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Üblicherweise kann das Haltemittel 18 nur geringe Spannungen aufnehmen und dient hauptsächlich der zuverlässigen Abdichtung der Abströmöffnung 16. Die Abströmöffnung 16 wird dann in diesem Fall direkt durch die Betätigung der Aktuatoreinheit 30 freigegeben. Wird bereits durch die Falte 14 eine hinreichende Abdichtung erreicht, so kann in alternativen Ausführungsvarianten des Gassackmoduls 8 auf das Haltemittel 18 verzichtet werden.
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Durch eine Betätigung der Aktuatoreinheit 30 wird das Zugmittel 20 aktiv freigegeben und dadurch die Abströmöffnung 16 geöffnet. Die Zugmittelfreigabe erfolgt dabei vorzugsweise in Abhängigkeit von geeigneten Parametern wie z.B. einem Insassengewicht oder einer Fahrzeuggeschwindigkeit, um situationsabhängig möglichst ideale Rückhaltebedingungen zu schaffen. Wird über eine Fahrzeugsensorik ein für die Insassenrückhaltung ungünstig positionierter Fahrzeuginsasse erkannt, kann die Aktuatoreinheit 30 insbesondere so betätigt werden, daß die Abströmöffnung 16 etwa gleichzeitig mit der Zündung des Gasgenerators 24 öffnet. Somit wird Generatorgas bereits während der Gassackentfaltung an die Umgebung abgeblasen. Der Gassack 10 entfaltet sich dadurch weniger aggressiv, und die Belastungswerte des ungünstig positionierten Insassen werden reduziert.
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Die 3 zeigt eine schematische Schnittzeichnung des Gassackmoduls 8 gemäß einer zweiten Ausführungsform. Auch hier umfaßt das Gassackmodul 8 den Gassack 10, das Zugmittel 20, welches mit dem Gassack 10 gekoppelt ist, die mit dem Zugmittel 20 gekoppelte Aktuatoreinheit 30, welche das Zugmittel 20 bei einer Aktuatorbetätigung freigibt, sowie den Gasgenerator 24, der das Generatorgehäuse 25 aufweist und bei seiner Aktivierung den Gassack 10 mit Generatorgas befüllt, wobei das Zugmittel 20 im Inneren des Generatorgehäuses 25 an der Aktuatoreinheit 30 befestigt ist. Analog zur ersten Ausführungsform weist der Gassack 10 die Abströmöffnung 16 auf, die vor einer Freigabe des Zugmittels 20 im wesentlichen geschlossen (vgl. 3) und nach der Freigabe des Zugmittels 20 geöffnet ist. Das Zugmittel 20 kann dabei im Bereich der Abströmöffnung 16 selbst als Abdeckung bzw. Verschluß der Abströmöffnung 16 ausgebildet oder alternativ mit einem Abdeck- oder Verschlußteil gekoppelt sein.
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Neben der Abströmöffnung 16 können im Gassack 10 weitere Abströmöffnungen 32 vorgesehen sein, die beispielsweise dauerhaft geöffnet sind, wie in 3 angedeutet.
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Die 4 zeigt das Gassackmodul 8 gemäß einer dritten Ausführungsform, welche sich dadurch von den vorhergehenden Ausführungsformen unterscheidet, daß die Zugmittelfreigabe hier keinen Einfluß auf eine Abströmöffnung hat, sondern lediglich eine Veränderung der Gassackform von einer zurückgehaltenen, ersten Gassackkontur (vgl. 4) in eine freigegebene, größere zweite Gassackkontur erlaubt.
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Die 5 zeigt den in das Modulgehäuse 22 eingesetzten Gasgenerator 24 für das Gassackmodul 8. Der Gasgenerator 24 ist im vorliegenden Fall ein Rohrgasgenerator mit einer Generatorachse A. Demzufolge ist das zugehörige Gassackmodul 8 besonders bevorzugt ein Beifahrer-Gassackmodul.
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Das Generatorgehäuse 25 des Gasgenerators 24 umfaßt einen Basisabschnitt 34, einen Verteilerabschnitt 36 und einen Aktuatorabschnitt 38, wobei die Aktuatoreinheit 30 im Aktuatorabschnitt 38 montiert ist. Der Basisabschnitt 34 speichert Druckgas und/oder Treibstoff, wobei es unerheblich ist, ob das Generatorgas bereits als Druckgas vorliegt, als Verbrennungsgas erzeugt wird oder als Mischgas aus dem Basisabschnitt 34 in den Verteilerabschnitt 36 austritt. Im Verteilerabschnitt 36 ist wenigstens eine Ausströmöffnung 40 vorgesehen, über die Generatorgas aus dem Basisabschnitt 34 in den Gassack 10 abgegeben wird.
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Gemäß 5 ist die Aktuatoreinheit 30 an einem axialen Ende des Gasgenerators 24 im Generatorgehäuse 25 montiert. Das Zugmittel 20 erstreckt sich aus dem Aktuatorabschnitt 38 des Gasgenerators 24 durch eine Zugmittelöffnung 42 im Generatorgehäuse 25 nach außerhalb des Gasgenerators 24.
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Die 6 zeigt den Verteilerabschnitt 36 und den Aktuatorabschnitt 38 des Generatorgehäuses 25 in einer perspektivischen Detailansicht. Die Aktuatoreinheit 30 bildet mit dem Zugmittel 20 eine vormonierte Baugruppe und wird in axialer Richtung in das Generatorgehäuse 25 eingeführt, um die Aktuatoreinheit 30 am Aktuatorabschnitt 38 des Gasgenerators 24 zu montieren.
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Im Ausführungsbeispiel gemäß den 5 bis 11 ist die Aktuatoreinheit 30 eine pyrotechnische Aktuatoreinheit, die einen Befestigungsabschnitt 44 sowie einen abtrennbaren Abschnitt 46 umfaßt und bei ihrer Betätigung in den am Generatorgehäuse 25 fixierten Befestigungsabschnitt 44 und (wenigstens) ein abgetrenntes Fragment 46' zerbricht (vgl. 9 und 11).
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Besonders bevorzugt wird eine sogenannte Zugmittelfreigabeeinrichtung TAU (Tether-Activation-Unit) als Aktuatoreinheit 30 eingesetzt. Eine solche TAU ist dabei in der Regel durch eine vergleichsweise geringe Querkraftbelastung auf Abscheren beansprucht, weshalb zum Beispiel eine TAU-Kunststoffausführung oder eine Rastbefestigung der TAU möglich ist. Herkömmliche, massive Sprengbolzen aus Metall, die in der Regel über ein Gewinde befestigt werden, sind für diese Einsatzfälle oftmals überdimensioniert und zu teuer.
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Gemäß 6 weist die Aktuatoreinheit 30 an ihrem Befestigungsabschnitt 44 Rastvorsprünge 48 auf, die mit Ausnehmungen 50 im Generatorgehäuse 25 eine Rastverbindung ausbilden können. Um die Aktuatoreinheit 30 relativ zum Gasgenerator 24 in Umfangsrichtung zu positionieren, ist ferner ein Führungsvorsprung 52 vorgesehen, welcher bei der Montage der Aktuatoreinheit 30 in einen Führungsschlitz 54 des Generatorgehäuses 25 eingreift.
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Die 7 zeigt den Gasgenerator 24 mit montierter Aktuatoreinheit 30 in einer perspektivischen Ansicht. Die Aktuatoreinheit 30 ist dabei durch die zusammenwirkenden Rastvorsprünge 48 und Ausnehmungen 50 sowie den in den Führungsschlitz 54 eingreifenden Führungsvorsprung 52 sowohl in axialer Richtung als auch in Umfangsrichtung fest und zuverlässig am Generatorgehäuse 25 fixiert. Der Führungsschlitz 54 ist an einem axialen Ende des Generatorgehäuses 25 durch den Führungsvorsprung 52 verschlossen und bildet gemäß 7 die Zugmittelöffnung 42 aus, durch die sich das Zugmittel 20 vom Inneren des Generatorgehäuses 25 nach außerhalb des Generatorgehäuses 25 erstreckt.
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Die 8 zeigt eine teilgeschnittene, perspektivische Ansicht des Verteilerabschnitts 36 und des Aktuatorabschnitts 38 des Gasgenerators 24. In dieser teilgeschnittenen Ansicht ist eine Trennwand 56 zu sehen, die das Generatorgehäuse 25 in den Verteilerabschnitt 36 und den Aktuatorabschnitt 38 unterteilt.
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Die pyrotechnische Aktuatoreinheit 30 zerbricht bei ihrer Betätigung in den am Generatorgehäuse 25 fixierten Befestigungsabschnitt 44 und das abgetrennte Fragment 46'. Gemäß 8 definieren die Aktuatoreinheit 30, konkret deren späterer Befestigungsabschnitt 44, und das Generatorgehäuse 25, konkret eine Umfangswand des Generatorgehäuses 25 sowie die Trennwand 56, einen Aufnahmekäfig 58 für das abgetrennte Fragment 46. Das Zugmittel 20 ist dabei vor der Aktuatorbetätigung im Inneren dieses Aufnahmekäfigs 58 fixiert und kann nach der Aktuatorbetätigung den Aufnahmekäfig 58 verlassen.
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Die 9 zeigt die Situation nach einer solchen Aktuatorbetätigung. Das zweite Zugmittelende 28 hat den Aufnahmekäfig 58 bereits durch die Zugmittelöffnung 42 verlassen, und das abgetrennte Fragment 46 ist im Aufnahmekäfig 58 eingeschlossen. Folglich kann das Fragment 46 keinen Schaden am Gassackmodul 8 verursachen und insbesondere nicht in Kontakt mit dem Gassack 10 oder einem Fahrzeuginsassen kommen.
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Die 10 und 11 entsprechen im wesentlichen vertikalen Längsschnitten durch den Gasgenerator 24 gemäß den 8 und 9. Diese Schnitte verdeutlichen, daß der Verteilerabschnitt 36 und der Aktuatorabschnitt 38 einstückig ineinander übergehen. Des weiteren sind der Verteilerabschnitt 36 und der Aktuatorabschnitt 38 fest mit dem Basisabschnitt 34 verbunden, vorzugsweise verschweißt.
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Das Zugmittel 20 ist bevorzugt eine Schnur oder ein Draht, kann aber alternativ auch ein Gewebewand oder ähnliches sein. Gemäß den 6 bis 11 ist das zweite Zugmittelende 28 des Zugmittels 20 als Schlaufe ausgebildet, welche in einer Nut 60 der Aktuatoreinheit 30 fixiert ist. Diese Nut 60 stellt im wesentlichen auch eine Sollbruchstelle dar, an der die Aktuatoreinheit 30 bei ihrer Betätigung in den am Generatorgehäuse 25 fixierten Befestigungsabschnitt 44 und das abgetrennte Fragment 46' zerbricht.
