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Die Erfindung betrifft einen Airbag für einen Kraftwagen gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
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Ein solcher Airbag ist der
DE 10 2007 052 246 A1 als bekannt zu entnehmen. Der Airbag weist eine Stützstruktur auf, welche eine Mehrzahl von Volumenelementen umfasst. Die Stützstruktur ist durch Beaufschlagen der Volumenelemente mit einem Medium, insbesondere Gas, aus einer Aufbewahrungsposition in eine Rückhalteposition bewegbar.
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In ihrer Rückhalteposition umgibt die Stützstruktur ein Rückhaltevolumen des Airbags zumindest bereichsweise. Durch das Bewegen der Stützstruktur aus der Aufbewahrungsposition in die Rückhalteposition strömt ein gasförmiges Medium, insbesondere Luft, in das Rückhaltevolumen ein, so dass das Rückhaltevolumen in der Rückhalteposition der Stützstruktur zumindest teilweise mit dem gasförmigen Medium gefüllt ist.
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Um einen bei einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung auf den Airbag aufprallenden Fahrzeuginsassen des Kraftwagens vorteilhaft auffangen, rückhalten und so vor schwerwiegenden Verletzungen schützen zu können, ist es von Vorteil, wenn die Stützstruktur besonders schnell, d. h. in besonders kurzer Zeit, aus ihrer Aufbewahrungsposition in ihre Rückhalteposition bewegt werde kann.
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Dies ist bei diesem Airbag möglich, da ein mit dem Medium zu beaufschlagendes Gesamtvolumen der Volumenelemente wesentlich geringer ausgebildet werden kann als das Rückhaltevolumen. Dadurch kann die Stützstruktur besonders schnell in die Rückhalteposition bewegt werden und im Innenraum des Kraftwagens ein sehr großes Volumen einnehmen.
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Zusätzlich zu dieser vorteilhaften Auffang- und Rückhaltefunktion des Airbags ist ein entsprechendes, dämpfendes Verhalten des Airbags wünschenswert, um dadurch den auf den Airbag aufprallenden Insassen abzubremsen.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Airbag für einen Kraftwagen der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass ein besonders vorteilhaftes dämpfendes Verhalten des Airbags auf besonders einfache und kostengünstige Weise realisierbar ist.
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Diese Aufgabe wird durch einen Airbag für einen Kraftwagen mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nichttrivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
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Um einen Airbag für Kraftwagen, insbesondere einen Personenkraftwagen, der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass ein besonders vorteilhaftes dämpfendes Verhalten des Airbags auf besonders einfache und kostengünstige Weise realisierbar ist, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass zumindest ein Teil der Volumenelemente der Stützstruktur durch wenigstens zwei zumindest in einem Überdeckungsbereich in gegenseitiger Überdeckung angeordnete und miteinander verbundene Lagen gebildet ist, wobei wenigstens eine der Lagen zumindest eine Durchströmöffnung aufweist, über welche das sich in der Rückhalteposition in dem Rückhaltevolumen befindende Medium bei einem Aufprall eines Fahrzeuginsassen auf den Airbag zumindest teilweise aus dem Rückhaltevolumen abführbar ist.
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Trifft ein Fahrzeuginsasse infolge einer unfallbedingten Verlagerung des Fahrzeuginsassen auf den Airbag, d. h. auf die Stützstruktur auf, so wird dadurch eine Erhöhung eines im Rückhaltevolumen herrschenden Innendrucks bewirkt im Vergleich zu einem Zeitpunkt vor dem Aufprall des Fahrzeuginsassen auf die Stützstruktur, zu welchem sich die Stützstruktur bereits in ihrer Rückhalteposition befindet bzw. befunden hat, der Fahrzeuginsasse jedoch noch nicht auf den Airbag aufgeprallt ist.
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Infolge dieser Druckerhöhung kann nun das sich in dem Rückhaltevolumen befindende Medium über die zumindest eine Durchströmöffnung der wenigstens einen Lage aus dem Rückhaltevolumen aus- und beispielsweise in den Innenraum des Kraftwagens einströmen. Je nach Ausgestaltung der zumindest einen Durchströmöffnung kann dadurch der hohe Innendruck im Rückhaltevolumen abgebaut werden, so dass ein vorteilhaftes, dämpfendes Veralten des Airbags geschaffen ist, wodurch der Fahrzeuginsasse abgebremst wird. Durch entsprechende Ausgestaltung der zumindest einen Durchströmöffnung kann ein Volumen- bzw. Massenstrom des über die Durchströmöffnung aus dem Rückhaltevolumen ausströmenden Mediums bedarfsgerecht eingestellt werden, so dass dadurch eine bedarfsgerechte Dämpfungsfunktion des Airbags realisierbar ist.
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Infolge der Integration der zumindest einen Durchströmöffnung, welche auch als Vent-Hole bezeichnet wird, in die wenigstens eine Lage, aus denen auch die Volumenelemente hergestellt sind, kann die zumindest eine Durchströmöffnung auf besonders einfache und kostengünstige Weise bereits bei der Herstellung der Volumenelemente bzw. der Stützstruktur ausgebildet und in den Lagen, beispielsweise durch Schneiden, Stanzen oder dergleichen trennendes Verfahren, hergestellt werden.
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Aufgrund dieser Integration der zumindest einen Durchströmöffnung in die Stützstruktur kann vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Lage, welche die zumindest eine Durchströmöffnung aufweist, die andere Lage in wenigstens einem Teilbereich überragt, wobei die zumindest eine Durchströmöffnung in dem Teilbereich angeordnet ist. Dies bedeutet, dass somit die wenigstens eine Lage gegenüber der anderen Lage in dem Teilbereich vergrößert ist, um die zumindest eine Durchströmöffnung in den Teilbereich zu integrieren.
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Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weisen die Lagen in dem Überdeckungsbereich jeweilige, korrespondierende Durchströmöffnungen aufweisen, über welche das sich in der Rückhalteposition in dem Rückhaltevolumen befindende Medium bei einem Aufprall eines Fahrzeuginsassen auf den Airbag zumindest teilweise aus dem Rückhaltevolumen abführbar ist.
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Diese Integration der Durchströmöffnungen in die Lagen der Stützstruktur weist den Vorteil auf, dass infolge der wenigstens zweilagigen Ausgestaltung der Stützstruktur bzw. der Volumenelemente eine zusätzliche Verstärkung im Bereich der Durchströmöffnungen nicht erforderlich ist.
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Falls keine entsprechenden Gegenmaßnahmen getroffen sind, stellen Durchströmöffnungen in einer Lage, insbesondere in einer Gewebelage, herkömmlicherweise Schwächungen der Lage, welche als biegeschlaffes Flächengebilde ausgebildet ist, dar. Wird die Lage belastet, wie es beispielsweise beim Aufprallen der Fahrzeuginsassen auf die Stützstruktur, was auch als Eintauchen bezeichnet wird, der Fall ist, so kann es im Bereich der Durchströmöffnung zu Beschädigungen beispielsweise durch Reißen kommen, da dort Belastungsspitzen auftreten können. Um solche Beschädigungen zu vermeiden, kann die Lage entsprechend verstärkt werden. Dazu werden beispielsweise die Durchströmöffnung begrenzende Ränder der Lage verstärkt, indem beispielsweise ein Verstärkungselement vorgesehen wird. Derartige Verstärkungselemente sind relativ aufwändig und somit zeit- und kostenintensiv darstellbar.
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Da nun die Durchströmöffnungen im Überdeckungsbereich der als biegeschlaffe Flächengebilde ausgebildeten Lagen angeordnet sind, verstärken sich die Lagen im Bereich der Durchströmöffnungen gegenseitig, so dass zusätzliche Verstärkungsmaßnahmen nicht erforderlich sind. Durch diese gegenseitige Verstärkung weist die Stützstruktur auch im Bereich der Durchströmöffnungen eine hohe Robustheit auf, so dass die Gefahr einer Beschädigung, wenn der Fahrzeuginsasse in die Stützstruktur eintaucht, besonders gering ist.
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Vorzugsweise sind die Lagen als Textillagen, insbesondere als Gewebelagen, ausgebildet, so dass sie eine besonders hohe Robustheit aufweisen und somit eine besonders vorteilhafte Auffang- und Rückhaltefunktion gewährleisten.
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Zur Erfindung gehört auch ein Verfahren zum Herstellen eines erfindungsgemäßen Airbags. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Airbags sind als vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens anzusehen und umgekehrt. Durch die Integration der zumindest einen Durchströmöffnung in die Volumenelemente bzw. in die Stützstruktur kann die Stützstruktur im Rahmen des Verfahrens besonders zeit- und kostengünstig hergestellt werden.
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Dabei kann vorgesehen sein, dass die Lagen im Rahmen eines Schnittverfahrens aus wenigstens einem zusammenhängenden und zumindest im Wesentlichen biegeschlaffen Halbzeug hergestellt, d. h. zugeschnitten werden. Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, dass die zumindest eine Durchströmöffnung bereits beim Zuschnitt der Lagen hergestellt, d. h. in die wenigstens eine Lage integriert wird.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Die Zeichnung zeigt in der einzigen Fig. eine schematische Draufsicht einer Stützstruktur für einen Airbag eines Kraftwagens, insbesondere eines Personenkraftwagens, wobei die Stützstruktur Volumenelemente aufweist, die durch zwei zumindest in einem Überdeckungsbereich in gegenseitiger Überdeckung angeordnete und miteinander verbundene Textillagen gebildet sind, die in dem Überdeckungsbereich jeweilige, korrespondierende Durchströmöffnungen aufweisen, über welche ein sich in einem Rückhaltevolumen des Airbags befindendes Medium bei einem Aufprall eines Fahrzeuginsassen auf den Airbag zumindest teilweise aus dem Rückhaltevolumen abführbar ist.
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Die Fig. zeigt einen im Ganzen mit 10 bezeichneten Airbag für einen Kraftwagen, insbesondere einen Personenkraftwagen. Der Airbag 10 weist eine Stützstruktur 12 auf, welche eine Mehrzahl von Volumenelementen 14 umfasst. Die Volumenelemente 14 weisen in fertig hergestelltem Zustand der Stützstruktur 12 zumindest im Wesentlichen eine Röhrenform auf. Die Volumenelemente 14 werden dabei derart hergestellt, dass wenigstens zwei Textillagen in Form von Gewebelagen zumindest in einem Überdeckungsbereich in gegenseitiger Überdeckung angeordnet und in jeweiligen Verbindungsbereichen miteinander verbunden werden.
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Diese Gewebelagen werden dabei vorliegend durch ein zusammenhängendes Gewebestück 16 gebildet, welches um wenigstens eine Klappachse geklappt wird. Bezogen auf diese Klappachse ist das Gewebestück 16 zumindest bereichsweise achsensymmetrisch ausgebildet, so dass durch Klappen des Gewebestücks 16 um diese Klappachse zwei zumindest im Wesentlichen symmetrisch zueinander ausgebildete Bereiche des Gewebestücks 16 aufeinandergeklappt und somit in gegenseitige Überdeckung angeordnet werden. Diese Bereiche des Gewebestücks 16 stellen dabei die Gewebelagen dar.
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Die Gewebelagen werden nun in den jeweiligen Verbindungsbereichen miteinander verbunden. In Teilen des Überdeckungsbereichs, welche zwischen den jeweiligen Verbindungsbereichen angeordnet sind, werden die Gewebelagen bzw. die Bereiche des Gewebestücks 16 nicht miteinander verbunden, so dass in diesen nicht miteinander verbundenen Teilen jeweilige Volumina der Volumenelemente 14 gebildet sind.
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Wird in diese Volumina ein gasförmiges Medium, beispielsweise Luft, eingefüllt, so können die Gewebelagen voneinander abheben, so dass sich die Volumina mit dem gasförmigen Medium füllen. Die jeweiligen Volumina der Volumenelemente 14 sind dabei fluidisch miteinander verbunden, so dass dadurch ein fluidisch zusammenhängendes Gesamtvolumen gebildet ist.
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Der Airbag 10 weist auch wenigstens ein in der Fig. nicht dargestelltes Stellglied in Form eines Gasgenerators auf, mittels welchem die Volumenelemente 14 bzw. ihre jeweiligen Volumina und somit das Gesamtvolumen mit einem gasförmigen Medium, insbesondere Luft, beaufschlagt und somit aufgeblasen werden können bzw. kann. Durch dieses Beaufschlagen der Volumenelemente 14 mit dem gasförmigen Medium werden die Volumenelemente 14 aufgeblasen, wodurch die Stützstruktur 12 aus einer Aufbewahrungsposition in eine Rückhalteposition bewegt wird. In ihrer Rückhalteposition umgibt die Stützstruktur 12 ein Rückhaltevolumen des Airbags 10 bereichsweise.
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Das Bewegen der Stützstruktur 12 aus der Aufbewahrungsposition in die Rückhalteposition geht mit einem sukzessiven Vergrößern des Rückhaltevolumens einher. Dadurch entsteht im Rückhaltevolumen im Vergleich zum Innenraum des Kraftwagens ein Unterdruck, wodurch ein gasförmiges Medium in Form von Luft aus dem Innenraum in das Rückhaltevolumen eingesaugt wird. Dies bedeutet, dass sich das Rückhaltevolumen infolge des Bewegens der Stützstruktur 12 in die Rückhalteposition zumindest im Wesentlichen passiv mit Luft füllt. Alternativ oder zusätzlich dazu ist es möglich, das Füllen des Rückhaltevolumens mit einem gasförmigen Medium, insbesondere Luft, mit wenigstens einem Stellglied, beispielsweise wenigstens einem Gasgenerator, zu unterstützen, und aktiv ein gasförmiges Medium, insbesondere Luft, in das Rückhaltevolumen einzublasen.
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Das Einströmen der Luft aus dem Innenraum in das Rückhaltevolumen erfolgt dabei über Freiflächen 18 zwischen den Volumenelementen 14. Mit anderen Worten kann die Luft aus dem Innenraum durch die Freiflächen 18 zwischen den Volumenelementen 14 in das Rückhaltevolumen einströmen.
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Der Airbag 10 umfasst auch eine Umhüllung 20, mittels welcher das Rückhaltevolumen in der Rückhalteposition zumindest bereichsweise umgeben ist. Die Umhüllung 20 ist dabei zumindest teilweise in den Freiflächen 18 angeordnet und weist Durchtrittsöffnungen 22 auf, über welche die Luft aus dem Innenraum in das Rückhaltevolumen einströmen kann. Die Umhüllung 20 weist auch eine Ventilfunktionalität auf, mittels welcher ein Ausströmen der sich in dem Rückhaltevolumen befindenden Luft aus dem Rückhaltevolumen in den Innenraum zumindest im Wesentlichen vermieden wird, wenn ein Fahrzeuginsasse aufgrund einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung auf den Airbag 10 auftrifft.
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Infolge eines solchen Auftreffens des Fahrzeuginsassen auf den Airbag 10 kommt es im Vergleich zu einem Zeitpunkt vor dem Auftreffen, zu welchem sich die Stützstruktur 12 bereits in der Rückhalteposition befindet, zu einer Erhöhung eines in dem Rückhaltevolumen herrschenden Innendrucks. Infolge dieser Innendruckerhöhung kann der Fahrzeuginsasse sehr gut aufgefangen und rückgehalten werden.
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Ein weiterer Vorteil des Airbags 10 ist, dass dieser als sogenannter Fachwerkbag ausgebildet ist. Die Stützstruktur 12 weist dabei eine Fachwerkstruktur auf, wobei die zumindest im Wesentlichen röhrenförmigen Volumenelemente 14 miteinander verbundene Strebenelemente der Fachwerkstruktur bilden. Dabei begrenzend die Strebenelemente (Volumenelemente 14) die Freiflächen 18. Infolge dieser fachwerkartigen Ausgestaltung der Stützstruktur 12 kann das mit dem gasförmigen Medium zu beaufschlagende Gesamtvolumen der Stützstruktur 12 gering gehalten werden. Somit kann die Stützstruktur 12 besonders schnell, d. h. in besonders kurzer Zeit aus ihrer Aufbewahrungsposition in die Rückhalteposition bewegt werden. Gleichzeitig kann die Stützstruktur 12 in ihrer Rückhalteposition ein besonders großes Volumen im Innenraum des Kraftwagens einnehmen, so dass der Fahrzeuginsasse besonders frühzeitig aufgefangen und rückgehalten werden kann.
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Um nun eine besonders vorteilhafte Dämpfungsfunktion des Airbags 10 zu realisieren, weisen die Gewebelagen bzw. die Bereiche des Gewebestücks 16 jeweilige, miteinander korrespondierende Durchströmöffnungen 24 auf. Im fertig hergestellten Zustand der Stützstruktur 12 sind die Durchströmöffnungen 24 dabei in gegenseitiger Überdeckung angeordnet. Über die Durchströmöffnungen 24 kann das sich in der Rückhalteposition im Rückhaltevolumen befindende, gasförmige Medium (Luft) zumindest teilweise aus dem Rückhaltevolumen aus- und in den Innenraum einströmen, wenn der Fahrzeuginsasse auf die Stützstruktur 12 aufprallt. Dadurch kann der infolge des Aufprallens des Fahrzeuginsassen auf die Stützstruktur 12 zunächst sehr hohe Innendruck im Rückhaltevolumen kontrolliert abgebaut werden, so dass der Fahrzeuginsasse abgebremst werden kann.
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Die Durchströmöffnungen 24 sind dabei – bezogen auf den fertig hergestellten Zustand der Stützstruktur 12 – im Überdeckungsbereich der Gewebelagen angeordnet, wodurch sich die Gewebelagen im Bereich der Durchströmöffnungen 24 gegenseitig verstärken. Dadurch weist die Stützstruktur 12 auch im Bereich der Durchströmöffnungen 24 eine sehr hohe Robustheit und Stabilität auf. Gleichzeitig kann die Stützstruktur 12 infolge der Integration der Durchströmöffnungen 24 in die Gewebelagen besonders zeit- und kostengünstig hergestellt werden, da die Durchströmöffnungen 24 beispielweise bereits bei einem Beschnitt bzw. Zuschnitt des Gewebestücks 16, beispielsweise durch Schneiden, Stanzen oder dergleichen, hergestellt werden können.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007052246 A1 [0002]
