DE102008062264A1

DE102008062264A1 - Seitenairbag für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102008062264A1
Application number: DE102008062264A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Rick
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2008-12-15
Filing date: 2008-12-15
Publication date: 2010-06-17
Also published as: US20100148477A1; US8276937B2; CN101746339A

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Seitenairbag (2) für ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen Personenkraftwagen (1), mit einem Luftsack (2.1) und einem Spannmittel (2.2) zum Abspannen des entfalteten Luftsackes (2.1), wobei das Spannmittel einen umlaufenden, befüllbaren Spannrahmen (2.2) aufweist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Seitenairbag für ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen Personenkraftwagen, mit einem Luftsack und einem Spannmittel zum Abspannen des entfalteten Luftsackes, ein Seitenairbagmodul sowie ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Seitenairbag.
Ein sogenannter Seitenairbag, auch als Vorhangairbag („curtain airbag”) oder Fensterairbag („window airbag”) bezeichnet, entfaltet sich bei einem Unfall im Wesentlichen an einer Fahrzeuginnenseite, um insbesondere den Kopf- und Thoraxbereich von Insassen bei einem Seitenaufprall oder eine Überschlag des Fahrzeugs zu schützen und zu verhindern, dass der Kopf eines Insassen während des Unfalls durch ein geöffnetes Seitenfenster ungeschützt nach außen ragt oder der Insassen aus der Fahrzeugkabine geschleudert wird.
Solche Seitenairbags sind in der Regel gefaltet im Bereich eines üblicherweise gebogenen Dachholmes untergebracht, so dass ihre Einbaulänge größer ist als die gerade bzw. kürzeste Verbindung zwischen unteren Befestigungspunkten. Sie müssen daher im entfalteten Zustand abgespannt werden, um ihre oben beschriebenen Sicherheitsfunktionen zu erfüllen.
Hierzu schlagen die US 6,824,164 B2 ein Gurtstraffer sowie die DE 1908 24 601 C2 und die DE 100 49 389 B4 elastische Spannbänder vor, die jedoch konstruktiv aufwändig bzw. in ihrer Wirkung begrenzt sind.
Aus der WO 2006/060539 A1 und der US 6,695,341 B2 ist ein Seitenairbag nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt, der als Spannmittel einen befüllbaren Schlauch aufweist, welcher in der WO 2006/060539 A1 in einem unteren, in der US 6,695,341 B2 in einem mittleren Bereich mit einem Luftsack des Seitenairbags verbunden ist. Infolge der radialen Expansion beim Befüllen dieses Schlauches verkürzt sich dessen axiale Länge zwischen Befestigungspunkten, um den entfalteten Luftsack abzuspannen.
Die Abspannkraft solcher im Wesentlichen eindimensionale Spannmittel ist jedoch begrenzt. Zudem bieten solche bekannten Seitenairbags, deren Luftsack in der Regel unter einem seitlichen Dachrahmen befestigt ist, nur geringen Schutz bei einer Kollision des Kopfes des Insassen mit der dachseitigen Karosseriestruktur, wie sie insbesondere bei Überschlägen auftreten können, für die der Seitenairbag gerade konzipiert ist.
Aus der DE 297 09 389 U1 ist ein auch als Seitenairbag verwendbarer Luftsack bekannt, in dem durch Saumstreifen integral mit dem Luftsack eine ringförmige Kammer ausgebildet ist, die nur über gedrosselte Durchgänge mit dem innenliegenden Volumen des Luftsackes kommuniziert und dessen Ausdehnung gerade begrenzen soll. Ein Abspannen des Luftsackes erfolgt dementsprechend durch die Ringkammer nicht.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, einen Seitenairbag zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Ein erfindungsgemäßer Seitenairbag für ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen Personenkraftwagen, umfasst einen Luftsack und ein Spannmittel zum Abspannen des entfalteten Luftsackes. Vorzugsweise können Luftsack und/oder Spannmittel in einem gefalteten Zustand in einer entsprechenden Aufnahme, beispielsweise einem Gehäuse, einem Schlauch oder dergleichen, aufgenommen sein, die an oder hinter einer Innenraumverkleidung des Kraftfahrzeuges angeordnet ist.
Erfindungsgemäß weist das Spannmittel einen umlaufenden, befüllbaren Spannrahmen auf. Dieser Spannrahmen ist vorzugsweise im Wesentlichen schlauchförmig ausgestaltet und dehnt sich in einer bevorzugten Ausführung beim Befüllen in radialer Richtung aus, während er sich aufgrund der Querkontraktion in axialer Richtung, insbesondere zwischen Befestigungspunkten, verkürzt, in denen der Spannrahmen an das Kraftfahrzeug, insbesondere dessen Karosserie, angebunden sein kann. Auf diese Weise kann der umlaufende Spannrahmen im befüllten Zustand den entfalteten Luftsack abspannen.
Durch die umlaufende Ausgestaltung können mehrere Vorteile erzielt werden: zum einen kann gegenüber den bekannten eindimensionalen Ausführungen die Abspannkraft durch wenigstens zwei sich in Fahrzeuglängsrichtung erstreckende Bereiche, i. e. einen oberen und einen unteren Bereich des umlaufenden Spannrahmen, erhöht und aufgrund der rahmenförmigen Konfiguration mit einem vorderen und einem hinteren Bereich insbesondere auch eine Abspannung in Fahrzeughochrichtung, i. e. entlang einer A-, B- bzw. C-Säule erfolgen. Zusätzlich oder alternativ kann ein Insasse vor einer Kollision mit einer Fahrzeugstruktur, beispielsweise einem seitlichen Dachträger, durch den oberen Längsbereich des umlaufenden Spannrahmens zusätzlich zum Luftsack und somit wirkungsvoller geschützt werden. Dies ist insbesondere beim Fahrzeugüberschlägen vorteilhaft. Da zudem bevorzugt zeitlich bereits bei Beginn der Entfaltung des Seitenairbags (auch) der Spannrahmen befüllt wird und dies aufgrund seines verhältnismäßig geringeren Volumens schneller erfolgen kann als die (vollständige) Befüllung des bevorzugt großvolumigeren Luftsackes, kann ein Kopf des Insassen auch bei noch nicht vollständig befülltem Luftsack vorteilhafterweise bereits durch den umlaufenden, befüllten Spannrahmen bei einer Kollision mit einem seitlichen Dachbereich geschützt werden.
Um den Luftsack möglichst vollständig und gleichmäßig abzuspannen, ist der Spannrahmen bevorzugt entlang eines Teils oder des gesamten Außenrandes des Luftsackes an diesem befestigt.
Während der Luftsack primär eine Dämpfungs- und Haltefunktionalität übernimmt, soll der Spannrahmen vorzugsweise eine große Querkontraktion aufweisen, um beim Befüllen und der damit verbundenen radialen Expansion eine deutliche Kontraktion in axialer Richtung, insbesondere zwischen Befestigungs- bzw. Anbindungspunkten an das Kraftfahrzeug, zu zeigen und den Luftsack durch diese Verkürzung abzuspannen. In einer bevorzugten Ausführung ist der Spannrahmen daher aus einem anderen Material hergestellt als der Luftsack, das insbesondere eine große Querkontraktion, i. e. eine Verkürzung eines Ringabschnittes in axialer Richtung bei radialer Expansion des Ringabschnittes, aufweist. Hierzu kann der Spannrahmen insbesondere eine höhere Elastizität aufweisen als der Luftsack, i. e. sich unter derselben Kraft bzw. Spannung stärker elastisch deformieren.
Insbesondere, um diese Deformationscharakteristik zu erzielen, kann der Spannrahmen mehrteilig ausgebildet sein und einen oder mehrere Füllschläuche sowie einen den bzw. die Füllschläuche umgebenden Überzug aufweisen. Der Überzug kann beispielsweise ein- oder mehrlagig aus Gewebe, Gewirke, Vlies und/oder Gespinst, insbesondere aus Feinfilamenten, hergestellt und vorzugsweise netzartig ausgebildet sein. Er nimmt bevorzugt im Wesentlichen die Abspannkräfte auf, während der bzw. die Füllschläuche dann im Wesentlichen die radiale Expansion bewirken.
Zusätzlich oder alternativ kann der Spannrahmen ein oder mehrere den bzw. die Füllschläuche umgebende Verengungsglieder aufweisen. Solche Verengungsglieder können beispielsweise offene oder geschlossene Ringe, Abnäher und/oder Webverengungen in dem Überzug umfassen. Durch geeignete Anordnung und Dimensionierung solcher Verengungsglieder, insbesondere ihrer Durchmesser, kann ebenso wie durch geeignete Ausgestaltung des Überzuges, insbesondere dessen Durchmesser und/oder Elastizität, so eine vorgegebene Befüllungscharakteristik des Spannrahmens und damit eine gewünschte Abspanncharakteristik des Seitenairbags umgesetzt werden. Insbesondere können hierzu mehrere Verengungsglieder in unterschiedlichen Abständen und/oder mit unterschiedlichen Durchmesserverhältnissen zwischen den einzelnen Verengungsglieder vorgesehen sein.
Insbesondere, um einen Fahrzeuginsassen vor einer Kollision mit einer dachseitigen Karosseriestruktur, beispielsweise eine Dachrahmen und/oder einem Dachhimmel zu schützen, ist ein oberer Bereich des Spannrahmens im befüllten Zustand vorzugsweise im Bereich dieser dachseitigen Karosseriestruktur zwischen der Struktur und einem Fahrgastinnenraum angeordnet. Zusätzlich oder alternativ kann in einer bevorzugten Ausführung ein erfindungsgemäßer Seitenairbag eine oder mehrere zusätzliche befüllbare Schutzkammern aufweisen, welche im befüllten Zustand in einem seitlichen Dachbereich angeordnet sind.
Bevorzugt sind zum Befüllen des Spannrahmens und vorzugsweise auch des Luftsackes ein oder mehrere Gasgeneratoren vorgesehen, die über ein oder, zur Realisierung kürzerer Füllzeiten, zwei oder mehr Füllrohre mit dem Spannrahmen kommunizieren, um diesen mit von dem bzw. den Gasgenerator(en) erzeugtem Gas zu befüllen.
Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungen. Hierzu zeigt, teilweise schematisiert:
1A ein Kraftfahrzeug mit einem entfalteten Seitenairbag nach einer ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung in einer geschnittenen Seitansicht;
1B das Kraftfahrzeug nach 1A in einem Teilschnitt von vorne;
2A, 2B ein Kraftfahrzeug mit einem entfalteten Seitenairbag nach einer zweiten Ausführung der vorliegenden Erfindung in 1A, 1B entsprechender Darstellung;
3A, 3B ein Kraftfahrzeug mit einem entfalteten Seitenairbag nach einer dritten Ausführung der vorliegenden Erfindung in 1A, 1B entsprechender Darstellung; und
4A, 4B ein Kraftfahrzeug mit einem entfalteten Seitenairbag nach einer vierten Ausführung der vorliegenden Erfindung in 1A, 1B entsprechender Darstellung.
In 1A, 1B ist ein sechs- oder mehrsitziger Personenkraftwagen 1 mit einem entfalteten Seitenairbag 2 nach einer ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung dargestellt.
Der entfaltete Seitenairbag 2 umfasst einen Luftsack 2.1, der sich im Wesentlichen entlang eines oberen Seitenbereiches des Fahrgastinnenraumes, insbesondere über vordere, mittlere und hintere Seitenfensteröffnungen, erstreckt, um ein Herausschleudern der Insassen bei einem Fahrzeugüberschlag zu verhindern und diese vor einer Kollision mit dem Seitenbereich des Fahrgastinnenraumes zu schützen.
Entlang seines Außenrandes ist an dem Luftsack 2.1 ein umlaufender Spannrahmen 2.2 an diesem befestigt, beispielsweise mit diesem verklebt, vernäht und/oder durch Bänder verbunden (nicht dargestellt). Der Spannrahmen 2.2 ist, wie insbesondere im Schnitt der 1B erkennbar, im Wesentlichen schlauchartig ausgebildet, wobei ein hochelastischer Füllschlauch von einem netzartigen Überzug umgeben ist, der auf eine radiale Expansion mit einer starken axialen Kontraktion antwortet. Hierdurch verkürzt sich die axiale Länge des schlauchartigen Spannrahmens 2.2 und insbesondere seine axiale Erstreckung zwischen einem vorderen und einem hinteren unteren Befestigungspunkt, mit dem eine vordere bzw. hintere untere Ecke des Seitenairbags 2 am Kraftfahrzeug 1 befestigt ist (nicht dargestellt).
Bei Aktivierung des Seitenairbags 2, der zuvor gefaltet in einer Aufnahme hinter einer Innenraumverkleidung entlang eines seitlichen Dachrahmens des Personenkraftwagens 1 verstaut war, erzeugt ein Gasgenerator 3 in der A-Säule des Personenkraftwagens 1 ein Füllgas und leitet dieses über ein Füllrohr 4.1 zunächst in den Spannrahmen 2.2. Dieser füllt sich mit dem Gas und expandiert hierbei in seine rahmenförmige, in 1A gezeigte Gestalt. Dabei entfaltet er den Luftsack 2.1, der gleichzeitig über den Spannrahmen 2.2 oder separate Füllrohre (nicht dargestellt) mit Füllgas befüllt wird, und spannt im befüllten Zustand aufgrund der Verkürzung in axialer Richtung zwischen dem vorderen und hinteren unteren Befestigungspunkt den entfalteten Luftsack 2.1 ab. Auf diese Weise wird insbesondere ein Herausschleudern von Insassen durch die Seitenfensteröffnungen unter Verdrängung eines zu schwach abgespannten Seitenairbags verhindert. Dabei bewirkt die umlaufende Gestaltung des Spannrahmens 2.2 nicht nur eine verstärkte Spannkraft in Fahrzeuglängsrichtung (links-rechts in 1A) aufgrund seines oberen und unteren Bereichs, sondern zudem eine Verspannung entlang der A- und C-Säule (oben-unten in 1A, 1B).
Wie insbesondere in 1B erkennbar, ist ein oberer Bereich des Spannrahmens 2.2 im befüllten Zustand im Bereich eines seitlichen Dachrahmens einer dachseitigen Karosseriestruktur angeordnet und schützt so den Kopf eines Insassen zusätzlich vor einer Kollision mit dieser Fahrzeugstruktur, wobei vorteilhaft eine Aufprallenergie direkt in die Fahrzeugstruktur abgeleitet wird, an der sich der Spannrahmen 2.2 abstützt.
Die 2A, 2B zeigen in 1A, 1B entsprechender Darstellung einen Personenkraftwagen 1 mit einem entfalteten Seitenairbag 2 nach einer zweiten Ausführung der vorliegenden Erfindung. Der ersten Ausführung entsprechende Merkmale sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, so dass nachfolgend auf die Beschreibung funktionell gleicher Merkmale verzichtet und nur auf die Unterschiede zwischen der ersten und der zweiten Ausführung eingegangen wird.
Bei der zweiten Ausführung kommuniziert der Gasgenerator 3 über zwei getrennte Füllrohre 4.1, 4.2 mit dem Spannrahmen 2.2, um diesen und über ihn den Luftsack zu befüllen und so die Füllzeit zu verkürzen. In einer alternativen, nicht dargestellten Ausführung kommuniziert der Gasgenerator über ein oder mehrere Füllrohre mit dem Spannrahmen, und über oder mehrere hiervon separate Füllrohre mit dem Luftsack, um diese jeweils zu befüllen. Grundsätzlich ist es auch denkbar, den Luftsack nicht zu befüllen, sondern nur als – dann schwach gedämpftes – Rückhaltesystem durch den Spannrahmen abzuspannen.
In den 3A, 3B ist in den vorhergehenden Figuren entsprechender Darstellung ein Personenkraftwagen 1 mit einem entfalteten Seitenairbag 2 nach einer dritten Ausführung der vorliegenden Erfindung dargestellt. Mit der ersten bzw. zweiten Ausführung entsprechende Merkmale sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, so dass nachfolgend wiederum nur auf die Unterschiede zwischen der dritten und den vorherigen Ausführungen eingegangen wird.
Der Seitenairbag 2 nach der dritten Ausführung der vorliegenden Erfindung weist eine zusätzliche befüllbare Schutzkammer 2.3 auf, die an dem oberen Bereich des Spannrahmens 2.2 integral mit diesem ausgebildet oder kommunizierend an diesem und/oder dem Luftsack 2.1 befestigt ist, und sich im befüllten Zustand zwischen einem seitlichen Dachbereich 1.1 und dem Fahrgastinnenraum erstreckt. Durch diese zusätzliche Schutzkammer 2.3 wird ein Insasse insbesondere bei einem Fahrzeugüberschlag wirkungsvoll vor einer Kollision mit dem seitlichen Dachbereich 1.1 geschützt.
Die in 4A, 4B dargestellte vierte Ausführung der vorliegenden Erfindung stellt eine Kombination der zweiten und dritten Ausführung dar und umfasst dementsprechend zwei Füllrohre 4.1, 4.2 und eine zusätzliche Schutzkammer 2.3. Insbesondere zur ausreichend raschen Befüllung des zusätzlichen Volumens der Schutzkammer 2.3 ist die Versorgung über mehrere Füllrohre 4.1, 4.2 vorteilhaft. Bezugszeichenliste

1 PKW (Kraftfahrzeug)

1.1 Dachbereich

2 Seitenairbag

2.1 Luftsack

2.2 umlaufender Spannrahmen

2.3 zusätzliche Schutzkammer

3 Gasgenerator

4.1, 4.2 Füllrohr
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- US 6824164 B2 [0004]
- DE 190824601 C2 [0004]
- DE 10049389 B4 [0004]
- WO 2006/060539 A1 [0005, 0005]
- US 6695341 B2 [0005, 0005]
- DE 29709389 U1 [0007]

Claims

Seitenairbag (2) für ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen Personenkraftwagen (1), mit einem Luftsack (2.1) und einem Spannmittel (2.2) zum Abspannen des entfalteten Luftsackes (2.1); dadurch gekennzeichnet, dass das Spannmittel einen umlaufenden, befüllbaren Spannrahmen (2.2) aufweist.
Seitenairbag (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannrahmen (2.2) sich beim Befüllen in radialer Richtung ausdehnt und in axialer Richtung, insbesondere zwischen in Fahrzeuglängsrichtung beabstandeten Befestigungspunkten, verkürzt, um den entfalteten Luftsack (2.1) abzuspannen.
Seitenairbag (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannrahmen (2.2) entlang des Außenrandes des Luftsackes (2.1) an diesem befestigt ist.
Seitenairbag (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannrahmen (2.2) eine höhere Elastizität und/oder Querkontraktion aufweist als der Luftsack (2.1).
Seitenairbag (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannrahmen (2.2) mehrteilig ausgebildet ist und einen Füllschlauch sowie einen den Füllschlauch umgebenden Überzug und/oder wenigstens ein den Füllschlauch umgebendes Verengungsglied aufweist.
Seitenairbag (2) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Überzug ein- oder mehrlagig aus Gewebe, Gewirke, Vlies und/oder Gespinst, insbesondere aus Feinfilamenten, hergestellt ist.
Seitenairbag (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 5 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Überzug netzartig ausgebildet ist.
Seitenairbag (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verengungsglied einen Ring, einen Abnäher und/oder eine Webverengung umfasst.
Seitenairbag (2) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannrahmen (2.2) mehrere Verengungsglieder aufweist, deren Abstand und/oder Durchmesserverhältnis zueinander unterschiedlich ist.
Seitenairbag (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein oberer Bereich des Spannrahmens (2.2) im befüllten Zustand im Bereich einer dachseitigen Karosseriestruktur, insbesondere eines Dachrahmens und/oder Dachhimmels (1.1), zwischen der Struktur und einem Fahrgastinnenraum angeordnet ist.
Seitenairbag (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er eine zusätzliche befüllbare Schutzkammer (2.3) aufweist, welche im befüllten Zustand in einem seitlichen Dachbereich angeordnet ist.
Seitenairbagmodul mit wenigstens einem Gasgenerator (3), einem Seitenairbag (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und wenigstens einem Füllrohr (4.1, 4.2) zum Befüllen wenigstens des Spannrahmens (2.2) des Seitenairbags (2) durch den Gasgenerator (3).
Seitenairbagmodul nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass es wenigstens zwei Füllrohre (4.1, 4.2) zum Befüllen wenigstens des Spannrahmens (2.2) des Seitenairbags (2) durch den Gasgenerator (3) aufweist.
Kraftfahrzeug, insbesondere Personenkraftwagen (1), mit einem Seitenairbag (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.