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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sicherheitsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einem aufblasbaren Airbag und einen Gasgenerator, der Gas in den Airbag blasen kann.
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Derartige Sicherheitsvorrichtungen für Kraftfahrzeuge sind bekannt. Dabei sind in der Regel der Gasgenerator und ein aufblasbarer Airbag derart aufeinander abgestimmt, dass beim Aufblasen des Airbags sich ein bestimmter maximaler Druck einstellt, der im Zeitverlauf durch gewünschte Undichtigkeiten in dem Airbagsystem wieder abgebaut wird. Der Airbag wird dabei bis zu seiner maximalen Größe, d. h. seinem maximalen Volumen aufgeblasen, das durch seine Airbaghülle vorgegeben ist. Das maximale Volumen bleibt dabei im Wesentlichen auch bei einem Druckabbau bestehen. Weiterhin ist bekannt, einen Druck in einem Airbag mit einem Drucksteuerventil zu steuern, wie in der
DE 102010015030 A1 beschrieben ist.
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In jüngerer Zeit werden ferner Airbags entwickelt, die dem Fußgängerschutz dienen und im Bereich einer Außenseite einer Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeugs angeordnet sind.
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Es ist nunmehr die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Sicherheitsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einem aufblasbaren Airbag zu schaffen, die es ermöglicht, dass ein gewünschter Druck über eine gewisse Zeit in dem Airbag vorherrscht, so dass eine Funktion des Airbags zuverlässig über einen gewissen Zeitraum aufrechterhalten bleibt.
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Diese Aufgabe wird durch eine Sicherheitsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug gelöst, die die Merkmale von Patentanspruch 1 aufweist. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
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Insbesondere wird die vorliegende Aufgabe durch eine Sicherheitsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug gelöst, die einen aufblasbaren Airbag und einen Gasgenerator hat, der Gas in den Airbag einbringen oder blasen kann. Der Airbag weist ferner eine Volumenverringerungseinrichtung auf, die angepasst ist, das Volumen des aufgeblasenen Airbags im Zeitverlauf zu verringern. Insbesondere erreicht der Airbag bei einem Aufblasen sein maximales Volumen. Das maximale Volumen ist durch eine Airbaghülle und deren Geometrie und gegebenenfalls durch zusätzliche Begrenzungselemente definiert.
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Normalerweise erreicht ein Druck in dem Airbag, nachdem das Gas des Gasgenerators vollständig in den Airbag eingebracht worden ist, ein Maximum und verringert sich ab dem Maximum, sofern kein weiteres Gas in den Airbag eingeblasen wird, kontinuierlich durch gewünschte Undichtigkeiten in dem Airbagsystem. D. h., dass Gas aus dem Airbag entweicht und somit der Druck mehr oder weniger langsam wieder abgebaut wird. Durch die genannte Volumenverringerungseinrichtung wird das Volumen des aufgeblasenen Airbags jedoch über die Zeit verringert, so dass ein Druck über den Zeitverlauf im Vergleich mit einem Airbag ohne Volumenverringerungseinrichtung langsamer abgebaut wird. Eine Volumenverringerungseinrichtung bedeutet also keine Einrichtung, die das maximale Volumen des Airbags begrenzt, sondern eine Einrichtung, die das Volumen des Airbags nach einem Erreichen des maximalen Volumens fortschreitend verringern kann.
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Ein Gasgenerator kann ein pyrotechnischer Gasgenerator sein oder kann auch ein unter Druck gespeichertes Gas aufweisen.
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Bevorzugt ist bei der Sicherheitsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung die Volumenverringerungseinrichtung derart angepasst, dass das Volumen des Airbags derart verringert wird, so dass ein vorbestimmter Druck in dem aufgeblasenen Airbag über eine vorbestimmten Zeitraum im Wesentlichen konstant bleibt.
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D. h., dass die Volumenverringerungseinrichtung das Volumen des Airbags über den Zeitverlauf derart verringert, dass der vorbestimmte Druck im Wesentlichen über eine bestimmte Zeit konstant bleibt, auch wenn Gas durch Undichtigkeiten in dem Airbagsystem entweicht. Die Volumenverringerungseinrichtung ermöglicht demnach eine Aufrechterhaltung des vorbestimmten Drucks, indem sie einen Gasverlust durch eine Verringerung des Volumens ausgleicht.
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Gemäß einer Weiterbildung der Sicherheitsvorrichtung kann der vorstehend genannte vorbestimmte Druck einen Wert in einem Bereich von 20 bis 40 kPa aufweisen. Insbesondere kann der vorbestimmte Druck ungefähr einen Wert von 30 kPa aufweisen. Der vorbestimmte Zeitraum kann ferner bis zu 100 ms betragen. Insbesondere ist als vorbestimmter Zeitraum der Zeitraum gemeint, ab dem das Gas des Gasgenerators vollständig in den Airbag geblasen ist.
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Bei der vorstehend beschriebenen Sicherheitsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann ferner die Volumenverringerungseinrichtung zumindest ein elastisches Element aufweisen. Insbesondere kann das elastische Element im vollständig aufgeblasenen Zustand des Airbags gedehnt sein. Mit vollständig aufgeblasenen Zustand des Airbags ist der Zustand gemeint, in dem der Airbag sein maximales Volumen erreicht hat. Das maximale Volumen kann nur durch die Airbaghülle an sich oder gegebenenfalls durch zusätzliche, nichtelastische Mittel, zum Beispiel Fangbänder, vorgeben sein.
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Das elastische Element kann insbesondere derart ausgebildet sein, dass es den Airbag auf eine bestimmte Art und Weise zusammenzieht oder zusammendrückt, so dass das Volumen des Airbags verringert wird.
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Hierdurch ist eine einfache Druckregelung geschaffen, da eine Federkraft des elastischen Elements in Wechselwirkung bzw. im Gleichgewicht mit einem Innendruck des Airbags steht.
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Daher kann das elastische Element auch als ein Federelement bezeichnet werden, das eine Kraft auf den aufgeblasenen Airbag aufbringt, welche eine Volumenverringerung des Airbags bewirkt.
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Insbesondere kann bei der Sicherheitsvorrichtung mit dem elastischen Element als Volumenverringerungseinrichtung das elastische Element derart ausgelegt sein, dass es über einen vorbestimmten Zeitraum einen vorbestimmten Druck in dem Airbag durch eine Volumenverringerung des Airbags aufrechterhalten kann.
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Eine Länge des vorbestimmten Zeitraums ist insbesondere durch die Anforderung eines Airbags einen Fahrzeuginsassen oder eine Fußgänger bei seinem Aufprall hinreichend zu schützen.
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Dabei ist es von Vorteil, dass ein vorbestimmter Druck bis zu dem Ende des vorbestimmten Zeitraums vorherrscht, so dass ein Durchschlagen des Fahrzeuginsassen oder des Fußgängers verhindert werden kann.
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Bevorzugt ist bei der Sicherheitsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung das elastische Element ein elastisches Band.
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In dem Fall, in dem das elastische Element ein elastisches Band ist, kann sich das elastische Band entlang eines äußeren Umfangs des Airbags erstrecken.
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Das elastische Element als elastisches Band oder dergleichen kann dabei in den Umfang des Airbags, d. h. in die Airbaghülle, insbesondere in ein Airbaggewebe eingearbeitet sein, oder kann an einer Innenseite und/oder an einer Außenseite des Airbaggewebes, d. h. der Airbaghülle, angebracht sein. Zum Beispiel kann das elastische Band an die Airbaghülle geklebt oder/und genäht sein.
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Weiterhin kann in einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung das elastische Band in einem Inneren des Airbags angeordnet sein. Insbesondere kann es derart angeordnet sein, dass es gegenüberliegende Seiten der Airbaghülle verbindet. Hierbei ist es möglich, dass das elastische Band in Kombination mit einem Fangband ausgebildet ist, wobei die Länge des Fangbandes eine maximale Ausdehnung des elastischen Bands begrenzt.
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Es können bei der Sicherheitsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung auch mehrere elastische Elemente angeordnet sein. Die mehreren elastischen Elemente können auch an unterschiedlichen Positionen des Airbags bzw. der Airbaghülle angebracht sein.
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Besonders bevorzugt kann die vorstehend beschriebene Sicherheitsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung in allen ihren Weiterbildungen als ein Airbag zum Fußgängerschutz im Bereich einer Außenseite einer Windschutzscheibe, d. h. einer Frontscheibe, des Kraftfahrzeugs ausgebildet sein.
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Die vorstehend genannten Druckbereiche und Zeiträume sind insbesondere im Hinblick auf die Einhaltung eines sogenannten HIC-Wertes (Head injury criterion/Kopfbelastungswert) von unter einem bestimmten Schwellwert, z. B. unter einem Wert von 600 oder 650, relevant. Ein zu hoher Anfangsdruck würde sich nachteilig auf den auftreffenden Fußgänger auswirkten. Ebenso würde sich ein zu niedriger Druck im Verlauf der Zeit nachteilig auf ein mögliches Durchschlagen des Fußgängers auf die Windschutzscheibe oder dergleichen auswirken.
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Besonders bevorzugt kommt die Sicherheitsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung mit dem Airbag zum Fußgängerschutz derart zum Einsatz, dass der Airbag im Bereich eines windschutzscheibenseitigen Endes einer Frontklappe des Kraftfahrzeugs untergebracht ist und sich über eine gesamte Breite der Windschutzscheibe erstreckt.
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Dabei wird der Airbag aus Richtung des windschutzscheibenseitigen Endes der Frontklappe entfaltet bzw. aufgeblasen und erstreckt sich dann im aufgeblasenen Zustand über die Windschutzscheibe oder zumindest über einen Teil der Windschutzscheibe, zum Beispiel einen unteren Teil der Windschutzscheibe. Ferner kann sich der Airbag auch über A-Säulen des Kraftfahrzeugs erstrecken.
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Die Figur zeigt ein Kraftfahrzeug mit einer Sicherheitsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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Nachstehend ist das Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Figur erläutert.
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Die Figur zeigt insbesondere eine Sicherheitsvorrichtung 1 mit einem aufgeblasenen Airbag 3 mit einer Airbaghülle 4, d. h. einer Außenwand des Airbags 3. Der Airbag 3 ist insbesondere durch Gas aus einem Gasgenerator 5 aufgeblasen worden. Ferner weist der Airbag 3 elastische Bänder 7 auf, die als Volumenverringerungseinrichtung bzw. elastisches Element der vorliegenden Erfindung wirken. Die Bänder 7 sind in einem Inneren des Airbags 3 angeordnet und verbinden gegenüberliegende Seiten der Airbaghülle 4. Insbesondere ist in der Figur ein erstes Band 7 gezeigt, dass an einem dem Gasgenerator 5 nahen Abschnitt des Airbags 3 angeordnet ist. Ferner ist ein zweites Band 7 gezeigt, das an einem von dem Gasgenerator 5 entfernten Abschnitt des Airbags 3 angeordnet ist. Es können ferner in Fahrzeugquerrichtung mehrere erste und zweite Bänder 7 angeordnet sein. Die Bänder 7 sind insbesondere an Orten angeordnet, die für die Funktion als Volumenverringerungseinrichtung besonders geeignet sind.
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Der Airbag 3 ist in der Figur in dem Zustand gezeigt, in dem der Airbag 3 bereits sein maximales Volumen überschritten hat und die elastischen Bänder 7 bereits das Volumen des Airbags 3 verringert haben. Eine Federkraft der Bänder 7 steht dabei im Wesentlichen im Gleichgewicht mit einem Innendruck des Airbags 3. Ein Gasverlust über die Zeit wird damit durch die Volumenverringerung der Bänder 7 ausgeglichen, so dass der Innendruck des Airbags 3 im Wesentlichen gleich bleibt.
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Der maximal aufgeblasene Zustand, d. h. der Zustand mit maximalem Volumen, ist in der Figur durch gestrichelte Linien 8 schematisch gezeigt. In dem Zustand mit maximalen Volumen befinden sich die elastischen Bänder 7 in einem maximal gedehnten Zustand.
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Der Airbag 3 weist ferner ein nichtelastisches inneres Fangband oder eine nichtelastische innere Wand 13 auf, das/die eine bestimmte Geometrie des Airbags 3 vorgibt und das maximale Volumen des Airbags 3 zusätzlich zu der äußeren, im Wesentlichen nichtelastischen Airbaghülle 4 begrenzt. Das nichtelastische Fangband bzw. die nichtelastische innere Wand 13 bilden damit ein erfindungsgemäßes Begrenzungselement. Die elastische innere Wand 13 kann sich über eine bestimmte Länge in Fahrzeugquerrichtung erstrecken. Ferner können statt einem nichtelastischen inneren Fangband mehrere nichtelastische innere Fangbänder in Fahrzeugquerrichtung ausgebildet sein.
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Der Airbag ist im nicht aufgeblasenen Zustand unterhalb einer Frontklappe 11 des Kraftfahrzeugs zusammen mit dem Gasgenerator 5 angeordnet. in dem Fall, in dem der Airbag 3 ausgelöst wird, wird die Frontklappe 11 angehoben, so dass der Airbag 3 aufgeblasen werden kann und sich über eine gesamte Breite einer Windschutzscheibe 9 des Kraftfahrzeugs erstrecken kann.
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Das Volumen des Airbags ist genau so ausgelegt, dass der maximale Druck, wenn das Gas vollständig in den Airbag 3 eingeblasen ist, als in dem Fall, in dem ein herkömmlicher Airbag keine Volumenverringerungseinrichtung aufweist, reduziert ist. D. h. eine Druckspitze zu Beginn des aufgeblasenen Airbags 3 ist etwas verringert. Insbesondere ist das Verhältnis von maximalen Volumen des Airbags 3 zur Gasmenge so ausgelegt, dass ein Druck von ungefähr 30 kPa als maximaler Druck in dem Airbag 3 vorherrscht. Durch die elastischen Bänder 7 wird dieser Druck dann über einen Zeitraum von ungefähr 100 ms aufrechterhalten, indem das Volumen des Airbags 3 verringert wird. Die angegebenen Werte sind hier nur Beispielwerte und können je nach Anwendungsfall auch geeignet anders gewählt sein.
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Hierdurch wird über einen verhältnismäßig langen Zeitraum der vorbestimmte Druck von 3 bar aufrechterhalten, so dass ein Durchschlagen des Fußgängers auf die Windschutzscheibe auch zu einem verhältnismäßig späteren Zeitpunkt von 100 ms verhindert wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010015030 A1 [0002]
