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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Airbag und genauer einen Airbag,
der zur Anbringung im Dach eines Kraftfahrzeugs bestimmt ist und
dazu geeignet ist, sich in eine Stellung vor einem Insassen des
Fahrzeugs zu bewegen, wenn es zu einem Unfall kommt.
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Obwohl
es bequem ist, einen Airbag, der im Dach eines Kraftfahrzeugs angebracht
ist, mit der Absicht bereitzustellen, daß sich der Airbag bei seinem
Aufblasen in eine Stellung vor einem Insassen des Fahrzeugs bewegen
wird, können
bei derartigen Airbags Schwierigkeiten auftreten, da eine Gefahr besteht,
daß der
Airbag selbst, während
sich der Rumpf und der Kopf des Insassen des Fahrzeugs, der durch
den Airbag geschützt
werden soll, während einer
Anprallsituation vorwärts
bewegt, eine unerwünschte
Kraft auf den Kopf des Insassen übertragen
kann, wodurch der Kopf in Bezug auf den Rumpf rückwärts gedrängt wird und Halsverletzungen
verursacht werden.
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Die
vorliegende Erfindung trachtet danach, eine verbesserte Airbaganordnung
bereitzustellen.
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Gemäß dieser
Erfindung wird ein Airbag bereitgestellt, der dazu geeignet ist,
als ein obenliegender Airbag in einem Kraftfahrzeug verwendet zu
werden, wobei der Airbag zumindest ein Anbringungselement aufweist,
das durch eine Reißnaht,
die dazu eingerichtet ist, beim Aufblasen des Airbags zu reißen, am
Airbag befestigt ist, wobei das Anbringungselement dazu geeignet
ist, mit einer am Kraftfahrzeug bereitgestellten Anbringungsanordnung
zusammenzuwirken, um den oberen Teil des Airbags in seiner Stellung
anzubringen, wobei der Airbag mit einer Aufblasanordnung verbunden
ist und zumindest eine Gasflußleitung
für Gas
von der Aufblasanordnung vorhanden ist, wobei sich die Gasflußleitung
in das Innere des Airbags erstreckt und dazu eingerichtet ist, beim
Aufblasen des Airbags im Anschluß an das Reißen der
Reißnaht
vom Airbag zurückgezogen
zu werden.
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Vorzugsweise
erstreckt sich die Gasflußleitung
vom Äußeren des
Airbags durch eine im Airbag gebildete Öffnung ins Innere des Airbags
und weist sie im Inneren des Airbags ein freies Ende auf, wodurch
die Leitung dazu geeignet ist, völlig
vom Airbag zurückgezogen
zu werden.
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Geeigneterweise
ist die Öffnung
mit einem Ventil versehen, um die Öffnung zumindest teilweise abzudichten,
wenn die Leitung völlig
vom Airbag zurückgezogen
ist.
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Vorzugsweise
ist der Teil des Airbags, der bei dessen Entfaltung den untersten
Teil des Airbags bilden soll, mit zumindest einer unteren Reißnaht oder einem
Band versehen, das dazu geeignet ist, das Ausmaß des Aufblasens des unteren
Teils des Airbags anfänglich
zu beschränken,
und dazu geeignet ist, während
des Aufblasens des Airbags zu reißen.
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Geeigneterweise
ist die Reißnaht,
die den Anbringungsansatz mit dem Airbag verbindet, dazu geeignet,
zu reißen,
wenn im Inneren des Airbags ein erster verhältnismäßig niedriger Druck erreicht
ist, und sind die unteren Reißnähte dazu
geeignet, zu reißen,
wenn im Inneren des Airbags ein höherer Druck vorhanden ist.
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Vorzugsweise
liegt der niedrige Druck zwischen 20 und 30 kPa und der höhere Druck
zwischen 40 und 50 kPa.
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Geeigneterweise
ist ein mittlerer Teil des Airbags mit einer Heftung oder Umreifung
versehen, um das Ausmaß jenes
Teils des Airbags bei dessen Aufblasen auf ein Mindestmaß zu verringern.
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Vorteilhafterweise
ist die Aufblasanordnung dazu geeignet, während einer anfänglichen
Stufe des Aufblasens des Airbags eine verhältnismäßig geringe Gasfließgeschwindigkeit
und während
einer anschließenden
Stufe des Aufblasens des Airbags eine höhere Gasfließgeschwindigkeit
bereitzustellen.
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Die
Erfindung betrifft auch einen wie oben beschriebenen Airbag, bei
dem, wenn er sich in einem zusammengefalteten Zustand befindet,
der untere Teil des Airbags aufgerollt ist und der obere Teil des
Airbags zickzack- oder ziehharmonikaartig gefaltet ist, wobei die
Gaszufuhrleitung eine Öffnung
im Inneren des ziehharmonikaartig gefalteten Abschnitts des Airbags
aufweist.
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Die
Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Entfalten eines Airbags,
wobei der Airbag einen oberen Teil aufweist, der mit einem Anbringungselement versehen
ist, das durch eine erste Reißnaht
mit dem Airbag verbunden ist, und das den Airbag in seiner Stellung
anbringt, wobei der Airbag einen unteren Teil aufweist, der mit
zumindest einer unteren Reißnaht oder
einem Band versehen ist, um die Entfaltung des Airbags zu steuern,
wobei das Verfahren zum Entfalten des Airbags die folgenden Schritte
umfaßt:
Einspritzen von Gas in den Airbag, so daß ein wesentlicher Anteil des
Gases zum unteren Teil des Airbags fließt und den unteren Teil des
Airbags aufbläst,
ohne die Reißnähte aufzubrechen,
wobei das Gas dann zum oberen Teil des Airbags fließt, um den
oberen Teil des Airbags aufzublasen und die mit dem Anbringungselement
verbundene Reißnaht
aufzubrechen, und der Fluß des
Gases dann dazu dient, den Druck im Inneren des Airbags zu erhöhen, um
jede untere Reißnaht
oder jedes untere Band aufzubrechen.
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Damit
die Erfindung leichter verstanden werden kann, und damit weitere
Merkmale davon erkannt werden können,
wird die Erfindung nun unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen
beispielhaft beschrieben werden, wobei:
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1 eine
perspektivische Ansicht eines Airbags gemäß der Erfindung vor seinem
Zusammenfalten ist,
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2 eine
zu Erklärungszwecken
bereitgestellte diagrammatische Vorderansicht des Airbags von 1 ist,
die Gasflüsse
in den Airbag bei dessen Entfalten veranschaulicht,
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3 eine
diagrammatische Schnittansicht entlang der Linie A–A von 2 ist,
die den Airbag im untergebrachten Zustand vor der Entfaltung veranschaulicht,
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4 eine 3 entsprechende
Ansicht ist, die den Zustand des Airbags in einer anfänglichen Stufe
während
der Entfaltung veranschaulicht,
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5 eine 4 entsprechende
Ansicht ist, die den Airbag in einer anschließenden Stufe bei der Entfaltung
zeigt,
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6 eine 5 entsprechende
Ansicht ist, die den Airbag in einer späteren Stufe der Entfaltung zeigt,
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7 eine 6 entsprechende
Ansicht ist, die den Airbag in einer abschließenden Stufe der Entfaltung
veranschaulicht, und
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8 eine
diagrammatische Ansicht eines Klappenventils ist.
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Unter
Bezugnahme auf 1 der beiliegenden Zeichnungen
ist ein Airbag 1 aus zwei übereinandergelegten Stoffschichten
gebildet, die eine hintere Fläche 2 und
eine vordere Fläche 3 definieren.
Der Airbag weist wie veranschaulicht eine im Allgemeinen rechteckige
Form auf. Der Airbag ist ein obenliegender Airbag. Am obersten Rand 4 des Airbags
ist eine Anbringungslasche 5 bereitgestellt. Die Anbringungslasche 5 ist
eine aus Stoff gebildete Lasche, die durch Reißnähte 6 am Hauptkörper des
Airbags befestigt ist. Die Anbringungslasche 5 kann mit
einer Anbringungsanordnung wie etwa einem Haken oder einer Anbringungsstange,
die, wie aus der folgenden Beschreibung klar werden wird, im Dach
des Kraftfahrzeugs bereitgestellt ist, in Eingriff gebracht werden,
um den Airbag 1 im Inneren des Fahrzeugs in seiner Stellung
zu befestigen. Die Reißnähte 6 sind so
gestaltet, daß sie
reißen
werden, wenn der Druck im Inneren des Airbags eine erste Schwelle überschreitet,
wobei diese Schwelle vorzugsweise im Bereich von 20 bis 25 kPa oder
im Bereich von 20 bis 30 kPa liegt. Die Anbringungslasche 5 wird
dann vom Haken oder der Stange gelöst. Somit bildet die Anbringungslasche 5 eine
lösbare
Anbringung für
den oberen Teil des Airbags, die als Reaktion auf das Aufblasen
des Airbags gelöst
wird.
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In
der Nähe
des oberen Rands 4 des Airbags 1 sind zwei Gaseinlaßöffnungen 7, 8 bereitgestellt. Durch
jede der Öffnungen 7, 8 ist
eine jeweilige Gaszufuhrleitung 9, 10 eingesetzt.
Die Gaszufuhrleitung erstreckt sich ins Innere des Airbags und endet
mit einem freien Ende, das im Inneren des Airbags gelegen ist. Das
freie Ende ist das Ende der Leitung im Inneren des Airbags, wobei
dieses Ende der Leitung nicht mit dem Airbag verbunden ist. Es ist
erwünscht, daß die Gasleitungen 9, 10 aus
einem steifen, aber biegsamen Material gebildet sind. Das verwendete Material
kann somit viel steifer als das für einen gewöhnlichen Airbag verwendete
Material sein, und kann tatsächlich
aus einem Material gebildet sein, das jenem ähnlich ist, welches bei der
Herstellung von Löschschläuchen verwendet
wird. Vorzugsweise ist das Material von einer solchen Art, daß die Gaseinlaßleitungen 9, 10 einen
Grad an Starrheit aufweisen, obwohl die Leitungen nicht vollständig starr sein
sollten, sondern fähig
sein sollten, sich zu biegen. Die Leitungen 9, 10 sollten
auch fähig
sein, gefaltet zu werden, so daß der
ge samte Airbag kompakt zusammengefaltet werden kann, um in einem
Gehäuse
untergebracht zu werden.
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Die
hintere Stoffschicht 2 und die vordere Stoffschicht 3 sind
in einem Mittelbereich des Airbags 1 durch eine Heftung
oder Umreifung 11 miteinander verbunden. Die Heftung oder
Umreifung 11 ist so bereitgestellt, daß der mittlere Bereich des
Airbags dann, wenn der Airbag aufgeblasen ist, eine Dicke aufweist,
die durch die Länge
der Heftung oder Umreifung bestimmt ist.
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Der
unterste Teil des Airbags ist mit einer einspringenden Falte oder
Falzung 12 versehen, die einem Zwickel ähnlich ist, der durch den Boden
des Airbags gebildet ist, welcher am untersten Teil des Airbags
tatsächlich
zwei "Flügel" bildet, wobei diese Flügel am untersten
Teil des Airbags durch eine Reißnaht 13 miteinander
verbunden sind. Eine weitere Reißnaht 14 ist so an
einer Stelle über
der einspringenden Falte oder Falzung 12 bereitgestellt, daß sie sich
parallel zum unteren Teil des Airbags erstreckt. Die Reißnähte 13 und 14 am
untersten Teil des Airbags sind so gestaltet, daß sie anfänglich das Ausmaß des Aufblasens
des unteren Teils des Airbags beschränken. Die Reißnähte 13 und 14 sind
jedoch von einer solchen Art, daß sie reißen werden, wenn der Druck
im Inneren des Airbags eine zweite Schwelle überschreitet, die höher als
die erste Schwelle ist und typischerweise im Bereich von 40 bis
50 kPa liegt. Der untere Teil des Airbags kann sich dann vollständig aufblasen.
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Unter
nunmehriger Bezugnahme auf 2 ist beabsichtigt,
daß die
Gaszufuhrleitungen 9, 10 mit einem Gaszufuhrverteiler 15 verbunden
sein sollten, der einen Gaserzeuger oder eine Aufblasvorrichtung 16 enthält oder
damit verbunden ist. Es ist ins Auge gefaßt, daß Gas beim Aufblasen des Airbags
anfänglich
durch die Gasflußleitungen 9, 10 fließen wird, und
das Gas aufgrund der Lage der Gasflußleitungen im Inneren des Airbags 1 nach
einer Vorstufe während
des Aufblasens veranlaßt
werden wird, über
den Umreifungsbereich 11 hinweg zum untersten Teil des Airbags
abwärts
zu fließen.
Der unterste Teil des Airbags wird sich bis zu einem beschränkten Ausmaß aufblasen.
Das Gas wird dann während
der nächsten Stufe
des Aufblasens des Airbags aufwärts
fließen, um
den oberen Teil des Airbags aufzublasen. Während sich der obere Teil des
Airbags aufbläst,
wird die Reißnaht 6,
die die Anbringungslasche 5 mit dem Hauptteil des Airbags
verbindet, reißen.
Somit wird der Hauptteil des Airbags nicht länger durch die Verbindungslasche 5 mit
dem Fahrzeug verbunden sein. Wie nachstehend ausführlicher
beschrieben werden wird, wird der Druck im Inneren des Airbags weiterhin ansteigen,
bis die zweite Schwelle erreicht wird und die Reißnähte 13, 14 im
unteren Teil des Airbags reißen,
was dem unteren Teil des Airbags ermöglicht, sich vollständig aufzublasen,
während
sich der Hauptteil des Airbags dann abwärts bewegen kann, wobei die
Gaszufuhrleitungen 9 und 10 gleitend vom Airbag
zurückgezogen
werden, bis sie völlig
zurückgezogen
sind. Das freie Ende jeder Leitung befindet sich nicht länger im
Inneren des Airbags. Somit kann der Airbag in der beschriebenen
Ausführungsform völlig frei
und völlig
vom Rest des Fahrzeugs getrennt werden. Wenn dies eintritt, gibt
es keine physische Verbindung zwischen dem Airbag und dem Fahrzeug.
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Der
genaue Druck, bei dem die Reißnähte 13 und 14 reißen, kann
abhängig
von der gewünschten Aufblaseigenschaft
des Airbags gewählt
werden. Zum Beispiel kann die oberste der beiden Nähte, die Naht 14,
bei einem verhältnismäßig niedrigen
Druck reißen,
so daß sich
der untere Teil des Airbags teilweise aufblasen kann, um in einer
verhältnismäßig frühen Stufe
einen gewissen Grad an Schutz bereitzustellen, während die unterste Naht, die
Naht 13, nur bei einem verhältnismäßig hohen Druck reißt.
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Unter
nunmehriger Bezugnahme auf 3 der beiliegenden
Zeichnungen muß man
verstehen, daß der
Airbag dann, wenn der Airbag 1 in einem Kraftfahrzeug in
seiner Stellung angebracht ist, in einer Aussparung oder einem Gehäuse 20,
das im Dach 21 eines Kraftfahrzeugs bereitgestellt ist,
aufgenommen ist. Die Anbringungslasche 5 steht mit einem
Haken oder einer Stange im Inneren der Aussparung oder dem Gehäuse 20 in
Eingriff. Der unterste Teil des Airbags ist aufgerollt, und genauer
in einem Sinn aufgerollt, als ob er von der Vorderseite des Fahrzeugs
her aufgerollt wäre,
um einen aufgerollten Abschnitt 22 zu bilden. Der oberste
Teil des Airbags ist zickzack- oder ziehharmonikaartig gefaltet,
um einen "Ziehharmonika"abschnitt 23 zu
bilden. Die Gasflußleitungen 9, 10 weisen
ihre offenen Enden entweder im Ziehharmonikaabschnitt 23 auf
oder weisen alternativ Öffnungen
in ihren Seitenwänden auf,
die mit dem Ziehharmonikaabschnitt 23 in Verbindung stehen.
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Man
muß verstehen,
dass bei der Betätigung des
Gaserzeugers 16 im Inneren des Gaszufuhrverteilers 15 Gas
in die Gaszufuhrleitungen 9 und 10 fließen wird.
Jenes Gas wird anfänglich
in den Ziehharmonikaabschnitt 23 des gefalteten Airbags
eingespritzt werden. Der Ziehharmonikaabschnitt wird sofort damit
beginnen, sich auszudehnen, wodurch der aufgerollte Abschnitt 22 immer
noch im aufgerollten Zustand abwärts
gedrängt
wird. Der unterste Teil des Gehäuses 20,
der aus zwei Türen 24, 25 besteht, springt
auf, und der aufgerollte Abschnitt 22 tritt aus dem Dach
des Fahrzeugs aus, um vor dem Insassen, der durch den Airbag geschützt werden
soll, abwärts zu
fallen, während
der Ziehharmonikaabschnitt 23 aufgeblasen wird. Nach dem
Aufblasen des Ziehharmonikaabschnitts 23 wird der aufgerollte
Abschnitt 22 damit beginnen, sich aufzublasen, wobei sich
der aufgerollte Abschnitt 22, erneut, als ob er zur Vorderseite
des Fahrzeugs gerichtet wäre,
abrollt. Gas fließt dann
wie oben unter Bezugnahme auf 2 beschrieben
ins Innere des Airbags. Der Airbag erreicht dann den wie in 5 gezeigten
Zu stand, in dem sich der Airbag vollständig von der Aussparung oder vom
Gehäuse 20 herab
erstreckt. Die Kombination der am unteren Teil des Airbags bereitgestellten Reißnähte 13, 14 und
der Umreifung 11 stellt sicher, daß der Airbag, während er
sich abwärts
bewegt, eine in Achsenrichtung des Fahrzeugs gemessene beschränkte "Dicke" aufweist. Dies hilft
sicherzustellen, daß der
Airbag sogar dann in eine passende Stellung vor dem Insassen, der
geschützt
werden soll, entfaltet wird, wenn sich dieser Insasse vorwärts lehnt
oder sich "außerhalb
der Schutzstellung" (out
of position) befindet.
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Wenn
der aufgerollte Abschnitt 22 vollständig abgerollt ist, wird der
Druck im Airbag zu steigen beginnen, und wenn sich der Druck im
Bereich von 20 bis 25 kPa oder 20 bis 30 kPa befindet, wird die Reißnaht 6 reißen, wodurch
die Anbringungslasche 5 vom Hauptteil des Airbags 1 getrennt
wird. Der Airbag 1 ist nun selbst nicht länger mit
dem Fahrzeug verbunden, da sich die Gasleitungen 9, 10 nur
durch Öffnungen 7, 8 ins
Innere des Airbags erstrecken und keine feste Verbindung bereitstellen.
In dieser Stufe erstrecken sich die Gaszufuhrleitungen 9, 10 nach wie
vor ins Innere des Airbags 1, doch sind die Gasleitungen
nur durch Öffnungen
im Airbag 1 eingesetzt, so daß sich der Airbag 1 vom
Gehäuse 20 wegbewegen
kann, während
die Gasleitungen 9, 10 vom Airbag zurückgezogen
werden.
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Der
Druck im Inneren des Airbags wird ansteigen, bis ein Druck im Bereich
von 40 bis 50 kPa erreicht ist, zu welchem Zeitpunkt die Reißnähte 13, 14 im
unteren Teil des Airbags reißen
werden. Der untere Teil des Airbags bläst sich dann vollständig auf.
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In
einer abgewandelten Ausführungsform kann
die Naht 14 bei einem Druck im Bereich von 15 bis 30 kPa
reißen,
so daß sich
der untere Teil des Airbags in einer frühen Stufe aufblasen kann.
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Wenn
sich ein Insasse 26, der durch den Airbag geschützt werden
soll, vorwärts
bewegt und mit dem Airbag zusammenstößt, kann der Insasse eine im
Allgemeinen vorwärts
gerichtete und eine im Allgemeinen abwärts gerichtete Kraft auf den
Airbag ausüben.
Wenn eine im Allgemeinen abwärts
gerichtete Kraft auf den Airbag ausgeübt wird, ist der gesamte Airbag
frei, um sich abwärts
zu bewegen, wobei die Gaszufuhrleitungen vollständig vom Airbag zurückgezogen
werden. Somit kann der Airbag 1 wie in 7 gezeigt
völlig
vom Rest des Fahrzeugs getrennt werden. Der Airbag wird natürlich zwischen dem
Insassen des Fahrzeugs und dem vor diesem Insassen gelegenen Aufbau
des Fahrzeugs gelegen sein. Dieser Aufbau kann das Lenkrad sein,
wenn der Insasse der Fahrer ist, oder das Armaturenbrett sein, wenn
der Insasse ein Fahrgast auf dem Vordersitz ist. Alternativ kann
es sich beim Aufbau um die Vordersitze des Fahrzeugs handeln, wenn
der Insasse ein auf dem Rücksitz
befindlicher Insasse ist.
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Der
aufgeblasene Airbag bildet ein "Kissen" zwischen dem Insassen
und dem Aufbau des Fahrzeugs vor dem Insassen. Die Öffnungen 7 und 8,
von denen die Gaszufuhrleitungen 9 und 10 zurückgezogen
wurden, dienen als Entlüftungsöffnungen,
obwohl, falls gewünscht,
im Inneren des Airbags wie in 8 gezeigt
Rückschlag-
oder "Klappen"ventile 27 bereitgestellt
werden können,
die zum Abdichten oder zumindest zum Verringern des Gasflusses durch
diese Öffnungen
dienen, sobald die Gaszufuhrleitungen 9 und 10 davon
zurückgezogen
wurden. Das in 8 gezeigte Klappenventil 27 ist
mit der Öffnung 7 verbunden.
Die Klappe ist nächst
der Öffnung 7 am
Stoff des Airbags 1 befestigt und so gestaltet, daß sich das
Klappenventil 27 dann, wenn die Gasleitung 9 vom
Airbag zurückgezogen
ist, in eine Stellung bewegen wird, in der es die Öffnung 7 zumindest
im Wesentlichen abdichtet.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung kann der Gaserzeuger 16 so angepaßt sein,
daß der
Gaserzeuger während
der anfänglichen
Stufe des Aufblasens, während
der Ziehharmonikaabschnitt 23 aufgeblasen wird, nur eine
verhältnismäßig geringe
Gasfließgeschwindigkeit
und während
der anschließenden
Stufe des Aufblasens, wenn der aufgerollte Abschnitt abgerollt und
aufgeblasen wird, eine viel höhere
Gasfließgeschwindigkeit
bereitstellt. Dies kann durch Verwenden von zwei Gaserzeugern, die
aufeinanderfolgend betätigt
werden, erreicht werden, wobei der erste Gaserzeuger ein verhältnismäßig "sanfter" Gaserzeuger ist,
und ein zweiter Gaserzeuger, der einen vorherbestimmten Zeitraum
nach der Auslösung
des ersten Gaserzeugers betätigt
wird, aggressiver ist.
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Obwohl
die Erfindung unter Bezugnahme auf eine Ausführungsform beschrieben wurde,
bei der ein einzelner Gaserzeuger 16 vorhanden ist und
ein Gaszufuhrverteiler 15 Gas zu den beiden Gaszufuhrleitungen
führt,
kann für
jede Gaszufuhrleitung eine gesonderte gaserzeugende Anordnung bereitgestellt werden.
In einer weiteren abgewandelten Ausführungsform gibt es nur eine
einzelne Gaszufuhrleitung.
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In
bestimmten Ausführungsformen
können die
unteren Reißnähte 13, 14 durch
innere Reißbänder ersetzt
werden, die das anfängliche
Ausmaß des Aufblasens
des unteren Teils des Airbags begrenzen und reißen, wenn ein vorherbestimmter
innerer Druck erreicht wird.
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In
der vorliegenden Beschreibung bedeutet "umfasst" "beinhaltet
oder besteht aus" und
bedeutet "umfassend" "beinhaltend oder bestehend aus".
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ZUSAMMENFASSUNG
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Ein
oben liegender Airbag (1) hat ein Anbringungselement (5)
welches an dem mittels einer Reißnaht (6) befestigt
ist, wobei die Reißnaht
dazu vorgesehen ist, beim Aufblasen des Airbags zu reißen. Es ist
eine Gasflußleitung
vorgesehen, die sich von der Aufblasanordnung in das Innere des
Airbags erstreckt und dazu eingerichtet ist, beim Aufblasen des Airbags
vom Airbag zurückgezogen
zu werden.
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Hierzu 1 der
Zeichnung.