DE19517315A1 - Gassack - Google Patents
GassackInfo
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- B60R21/02—Occupant safety arrangements or fittings, e.g. crash pads
- B60R21/16—Inflatable occupant restraints or confinements designed to inflate upon impact or impending impact, e.g. air bags
- B60R21/23—Inflatable members
- B60R21/239—Inflatable members characterised by their venting means
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Description
Die Erfindung betrifft einen Gassack nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
Nach dem Aufprall des Insassen auf einen aufgeblasenen
Gassack eines Airbagmoduls muß das Gas aus dem Gassack
entweichen können. Es ist bekannt, zu diesem Zweck
für den Gassack gasdurchlässiges Gewebe zu verwenden oder
bei der Verwendung gasundurchlässigen Gewebes Gasablaßöff
nungen vorzusehen. Diese Gasablaßöffnungen weisen in der
Regel einen kreisrunden Querschnitt auf.
Der Nachteil dieser bekannten Gassäcke besteht darin, daß
sich wegen der stets offenen Gasablaßöffnung im Gassack
ein sehr später und sehr hoher Kraftanstieg ergibt, wodurch
die Insassen einer hohen Belastung ausgesetzt sind. Die
eigentliche "Bremswirkung" des Gassackes erfolgt nur auf
einem Drittel der Gassackdicke.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die
Dämpfungscharakteristik des Gassackes im Chrashfall so
zu verändern, daß die "Bremswirkung" des Gassackes auf
einer größeren Gassackdicke eintritt und daß die Belastung
des Insassen verringert wird.
Erfindungsgemäß wird das gemäß den kennzeichnenden Merkma
len des Anspruchs 1 erreicht.
Bei einem Gassack mit mindestens einer Gasabströmöffnung
weist erfindungsgemäß die Gasabströmöffnung einen in seiner
Größe steuerbaren Querschnitt auf.
Der Querschnitt der Gasabströmöffnung kann in Abhängigkeit
unterschiedlicher Kriterien bzw. Parameter gesteuert,
insbesondere geöffnet werden. Insbesondere ist die
Gasabströmöffnung so ausgebildet, daß sie während der
Entfaltung des Gassackes und bis zum Erreichen eines vorbe
stimmten Öffnungskriteriums geschlossen bleibt.
So ist erfindungsgemäß eine sich in Abhängigkeit vom Innen
druck und der sich daraus ergebenden Gewebespannungen des
Gassackes unterschiedlich öffnende Gasabströmöffnung vorge
sehen. Der Innendruck wird vom Gasgenerator und vom hinein
fallenden Insassen verändert.
In einer weiteren Ausführungsform ist eine sich nach Ablauf
einer Zeit ab Zündung öffnende Gasabströmöffnung vorgese
hen. Hierzu ist ein die Öffnung bewirkender Mechanismus
vorgesehen.
In einer Ausführungsform ist mindestens eine schlitzförmige
Gasabströmöffnung vorgesehen, die vorzugsweise in Richtung
der Kettfäden oder der Schußfäden des Gewebes verläuft. Es
hat sich gezeigt, daß bereits mit dieser einfachen Ausfüh
rungsform das Ausströmverhalten des Gassackes belastungsab
hängig gesteuert werden kann. Beim Aufblasen des Gassackes
im Crashfall werden durch die Belastung der in Richtung des
Schlitzes verlaufenden Gewebefäden die beiden Seiten des
Schlitzes zusammengehalten, so daß zunächst kein Gas oder
nur eine geringe Gasmenge aus dem Gassack abströmen kann.
Erst bei Belastung des Gassackes durch den Insassen bzw.
wenn der Gassack vom Gasgenerator soweit gefüllt wurde, daß
ein ausreichender Innendruck im Gassack erzeugt ist, wird
der Schlitz geweitet, so daß nunmehr verstärkt Gas aus dem
Gassack ausströmen kann. Durch diese erhöhte Menge abströ
menden Gases wird die Dämpfungscharakteristik bei erhöhter
Belastung des Gassackes so gesteuert, daß eine Verzögerung
ohne einen bemerkenswerten Spitzenwert hervorgerufen wird.
Die Verzögerungskraft über dem Verzögerungsweg wird einem
Rechteckwert angenähert, wodurch die Belastung des Insassen
im Crashfall herabgesetzt wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform verläuft die schlitz
förmige Gasabströmöffnung zwischen zwei Kettfäden. In
dieser Ausführungsform wird also keiner der Kettfäden zer
schnitten, so daß das Gewebe in seiner Festigkeit in
Kettrichtung nicht beeinträchtigt ist.
Sofern sich der Schlitz insbesondere über eine Breite von
mehreren Kettfäden erstreckt, weist die schlitzförmige
Gasabströmöffnung an ihren Enden Erweiterungen auf, die
vorzugsweise kreisförmig sind. Diese dienen der Spannungs
entlastung und sollen das Weiterreißen des Schlitzes verhin
dern. Zu diesem Zweck kann das Gewebe im Bereich der Gasab
strömöffnung auch eine Verstärkung aufweisen.
In einer weiteren Ausführungsform verläuft die schlitzförmi
ge Gasabströmöffnung gekrümmt. Auch mit dieser Schlitzform
kann das Ausströmverhalten in der geschilderten Art bela
stungsabhängig gesteuert werden.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Gasabströmöffnung
von einer Falte des Gassackes überlappt, die mit Reißnähten
am Gassackgewebe befestigt ist. Mit dieser Ausführungsform
kann der Beginn der Gasausströmung aus dem Gassack noch
weiter verzögert werden. Die Falte deckt die Gasabströmöff
nung zunächst völlig ab, bis ein vorbestimmter Wert der
Belastung erreicht ist, bei dem die Reißnähte reißen und
die Falte infolge des Innendrucks im Gassack geglättet
wird. Dabei wird die Gasabströmöffnung freigegeben und
öffnet sich, wie bereits beschrieben, bei zunehmender
Belastung des Gassackes ebenfalls zunehmend.
Eine weitere Ausführungsform, sieht vor, daß im Gassack
über der Gasabströmöffnung eine am Gassackgewebe mittels
Reißfäden befestigte Abdeckung vorgesehen ist. Diese Ab
deckung ist vorzugsweise innerhalb des Gassackes angeord
net. Die Gasabströmöffnung ist in dieser Ausführungsform
vorzugsweise kreisförmig und die Abdeckung weist vorzugs
weise eine dreieckige Form auf. Auch bei dieser Ausführungs
form kann der Beginn der Gasabströmung verzögert werden.
Bei einem bestimmten Innendruck auf die Abdeckung reißen
die Reißfäden. Infolge des Innendruckes wird die Abdeckung
zunächst in Abschnitten, die die Gasabströmöffnung überlap
pen, gegen das Gassackgewebe gedrückt. Infolge der vorhande
nen Reibung zwischen der Abdeckung und dem Gassackgewebe
sowie wegen der vorhandenen Reißfäden ist die
Gasabströmöffnung zunächst verschlossen. Erst nach
Überschreiten eines bestimmten Druckes reißen die Reißfäden
und die genannte Reibung wird überwunden. Dann wird die
Abdeckung nach außen gedrückt und die Gasabströmöffnung
wird freigegeben.
Eine andere Ausführungsform sieht vor, daß der Gassack
mindestens eine Abströmöffnung aufweist, die im nicht
aufgeblasenen Gassack durch mindestens eine Reißnaht ver
schlossen ist. Diese Reißnaht ist vorzugsweise als Zickzack
naht ausgebildet. In dieser Ausführungsform gibt die Reiß
naht bei Spannungsanstieg schlagartig die Abströmöffnung
frei, so daß auch hierdurch eine übermäßige Belastung des
Insassen beim Kontakt mit dem Gassack vermieden wird.
Die Erfindung soll in Ausführungsbeispielen anhand von
Zeichnungen erläutert werden. Es zeigen:
Fig. 1 einen aufgeblasenen Gassack mit der erfindungsge
mäßen schlitzförmigen Gasabströmöffnung;
Fig. 2a die Lage einer Gasabströmöffnung mit geradem
Schlitz im Gewebe;
Fig. 2b einen zwischen zwei Kettfäden verlaufenden
Schlitz;
Fig. 3 eine Gasabströmöffnung nach Fig. 2 mit Verstär
kung;
Fig. 4 einen Schnitt durch einen Gassack mit Falte im
Bereich der Gasabströmöffnung;
Fig. 5 eine Ansicht der Ausführungsform nach Fig. 4;
Fig. 6 eine Ausführungsform der Gasabströmöffnung als
gekrümmter Schlitz;
Fig. 7 eine Ausführungsform mit separater Abdeckung der
Gasabströmöffnung;
Fig. 8 einen Schlitz mit einer Zickzack-Reißnaht;
Fig. 9 eine ovale Gasabströmöffnung;
Fig. 10 ein Diagramm mit dem Verlauf der Verzögerungs
kraft über dem Verzögerungsweg.
In dem Diagramm der Fig. 10 ist dargestellt, wie die Verzö
gerungskraft über dem Verzögerungsweg bei einem bekannten
Gassack mit einer Abströmöffnung oder mehreren Abströmöff
nungen konstanter Größe sowie bei einem erfindungsgemäßen
Gassack verläuft. Aus dem Kurvenverlauf a, der bekannte Aus
führungen eines Gassackes betrifft, ist erkennbar, daß die
Verzögerungskraft erst allmählich wirksam wird und dann
aber steil auf einen Spitzenwert ansteigt. Durch diesen
Spitzenwert der Verzögerungskraft wird der Insasse stark be
ansprucht. Die Fläche unter der Kurve b entspricht der
Bewegungsenergie des Insassen.
Dieser Nachteil wird durch die erfindungsgemäße
Gasabströmöffnung beseitigt. Die Fig. 1 zeigt einen
aufgeblasenen Gassack 1 mit einer schlitzförmigen Gasab
strömöffnung 2. Die Fig. 2a zeigt die vorzugsweise Anord
nung des Schlitzes der Gasabströmöffnung im Gewebe 3 des
Gassackes. Es ist ersichtlich, daß der Schlitz in Richtung
der Kettfäden 11 verläuft und an seinen Enden kreisförmige
Erweiterungen 12 aufweist, die verhindern, daß der Schlitz
unter Belastung reißt. Das Ausreißen kann noch zusätzlich
dadurch verhindert werden, daß im Bereich des Schlitzes
eine Gewebeverstärkung 4 (Fig. 3) vorgesehen ist.
In der Ausführungsform der Fig. 2b verläuft die
Gasabströmöffnung 2 zwischen zwei Kettfäden, d. h., durch
den Schlitz wird kein Kettfaden beschädigt. Dadurch
erübrigt sich eine lochförmige Erweiterung bzw. eine Ver
stärkung an den Enden des Schlitzes.
Die schlitzförmige Gasabströmöffnung 2 behält während des
Aufblasens des Gassackes und auch nach dem Aufblasen bei
Fehlen einer äußeren Last die in Fig. 2a dargestellte Form
bzw. die Seiten des Schlitzes bewegen sich beim Aufblasen
sogar aufeinander zu und verengen den Schlitz. Das ist
besonders der Fall, wenn der Schlitz, wie in der Fig. 2a,
in Richtung der Kettfäden verläuft. Somit weist der Gassack
im aufgeblasenen Zustand bei Fehlen einer äußeren Last eine
Gasablaßöffnung mit geringem Querschnitt auf.
Beim Aufblasen des Gassackes sind die Gasabströmöffnungen
zunächst geschlossen. Bei Belastung des Gassackes durch den
Insassen, vergrößert sich die Schlitzbreite mit wachsender
Belastung zunehmend, wobei die Zunahme zunächst gering ist,
so daß die Verzögerungskraft auf den Insassen zunächst
stark ansteigt, bis sich die Abströmöffnung im Punkt Ö
öffnet, wie es aus der Kurve a der Fig. 10 erkennbar ist.
Der Gassack baut früher, bereits bei geringer Relativge
schwindigkeit des Insassen ein tragfähiges Polster auf.
Der sich zunehmend verbreiternde Schlitz bewirkt aber eine
zunehmend stärkere Gasströmung durch den Schlitz, so daß
mit zunehmendem Verzögerungsweg des Insassen die Verzöge
rungskraft nahezu konstant bleibt, wie ebenfalls aus der
Kurve a der Fig. 10 ersichtlich ist. Die Spitzenverzögerung
der Kurve b tritt nicht mehr auf, sondern die Verzögerungs
kurve ist einer Rechteckform angenähert. Die Flächen unter
den Kurven a und b sind gleich und entsprechen der Bewe
gungsenergie des Insassen.
In der Ausführungsform der Fig. 4 und 5 weist der
Gassack im zusammengelegten Zustand im Bereich der
schlitzförmigen Gasabströmöffnung 2 eine Falte 6 auf, die
den Schlitz abdeckt. Diese Falte 6 ist mittels einer Reiß
naht 5 am gegenüberliegenden Gewebe des Gassackes
befestigt. Somit ist die schlitzförmige Gasabströmöffnung 2
verschlossen. Die Reißnaht 5 gibt die Gasabströmöffnung 2
erst bei einem vorbestimmten Innendruck und damit einer
bestimmten Gewebespannung frei. Damit kann der
Beginn des Ausströmens des Gases aus dem sich aufblasenden
bzw. aufgeblasenen Gassack zeitlich weiter hinausgeschoben
werden, so daß eine noch weitergehende Annäherung der
Verzögerungscharakteristik an die Recheckform erreicht
wird.
In der Fig. 6 ist eine schlitzförmige Gasabströmöffnung 13
vorgesehen, die kurvenförmig verläuft und in gleicher Weise
wie die gerade schlitzförmige Gasabströmöffnung wirksam
wird.
Der Erfindungsgedanke ist nicht nur mit schlitzförmigen
Gasabströmöffnungen realisierbar. Bei der Ausführungsform
der Fig. 7 ist im Gassack 7 eine kreisförmige Abströmöff
nung 10 vorgesehen. Diese ist mittels einer Abdeckung 8
verschlossen, die vorzugsweise im Inneren des Gassackes 7
angeordnet ist. Sie ist in der vorliegenden Ausführungsform
dreieckförmig und weist abgerundete Ecken auf, an denen sie
mittels Reißfäden 9 am Gassack 7 befestigt ist. Ähnlich wie
bei der Ausführungsform der Fig. 4 und 5 wird auch bei
dieser Ausführungsform der Beginn des Ausströmens des Gases
aus dem sich aufblasenden bzw. aufgeblasenen Gassack zeit
lich weiter hinausgeschoben, so daß eine noch weitergehende
Annäherung der Verzögerungscharakteristik an die Recheck
form erreicht wird. Das wird dadurch erreicht, daß sich die
Abdeckung 8 unter dem Innendruck beim Aufblasen des
Gassackes anlegt, so daß die in Fig. 7 schraffierte Fläche
als Dichtfläche vorhanden ist. Erst ab einem vorbestimmten
Innendruck reißen die Reißfäden 9, so daß die Abdeckung 8
durch die Abströmöffnung 19 nach außen gedrückt wird und
Gas durch die Abströmöffnung nach außen entweichen kann.
Die aus dem Verhältnis der Flächen Aü zu Aö, dem
Reibungskoeffizient, den Gewebespannungen in Abhängigkeit
vom Gassack-Innendruck entstehenden Zugkräfte in den Reißfä
den 9 bringen diese zum reißen.
Im Ausführungsbeispiel der Fig. 8 ist eine schlitzförmige
Abströmöffnung 14 vorgesehen, die durch eine Reißnaht 15
zunächst verschlossen ist. Die Reißnaht 15 kann den in der
Fig. 8 dargestellten zickzackförmigen Verlauf haben, es
kann aber auch eine andere Nahtform gewählt werden. Die
Reißnaht gibt bei Spannungsanstieg die Abströmöffnung 14
schlagartig frei.
Im Ausführungsbeispiel der Fig. 9 ist eine ovale längliche
Abströmöffnung 16 vorgesehen, die im nicht aufgeblasenen
Zustand des Gassackes dadurch verschlossen wird, daß die
Öffnung in Pfeilrichtung zusammengezogen wird und
anschließend wie in der Fig. 8 vernäht wird. Eine solche
Reißnaht reißt leichter auf, da die Spannungen im Bereich
der Öffnung nur von der Reißnaht aufgenommen werden.
Claims (15)
1. Gassack mit mindestens einer Gasabströmöffnung,
insbesondere für einen Airbagmodul,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Gasabströmöffnung (2, 10, 13) einen in
seiner Größe steuerbaren Querschnitt aufweist.
2. Gassack nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß eine sich in Abhängigkeit vom Innendruck
und der sich daraus ergebenden Gewebespannungen des
Gassackes unterschiedlich öffnende Gasabströmöff
nung (2, 10, 13) vorgesehen ist.
3. Gassack nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß mindestens eine schlitzförmige
Gasabströmöffnung (2, 13) vorgesehen ist.
4. Gassack nach mindestens einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine schlitz
förmige Gasabströmöffnung (2) vorgesehen ist, die
in Richtung der Kettfäden (11) oder der Schußfäden
des Gewebes verläuft.
5. Gassack nach mindestens einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
schlitzförmige Gasabströmöffnung (2) zwischen zwei
Kettfäden verläuft.
6. Gassack nach mindestens einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitz
an seinen Enden Erweiterungen (12) aufweist.
7. Gassack nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Erweiterungen (12) kreisförmig sind.
8. Gassack nach mindestens einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die schlitz
förmige Gasabströmöffnung (13) gekrümmt verläuft.
9. Gassack nach mindestens einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewebe
im Bereich der Gasabströmöffnung (2) eine Verstär
kung (4) aufweist.
10. Gassack nach mindestens einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasab
strömöffnung (2) von einer Falte (6) überlappt ist,
die mit mindestens einer Reißnaht (5) am Gassackge
webe befestigt ist.
11. Gassack nach mindestens einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Gassack
über der Gasabströmöffnung (10) eine am Gewebe des
Gassackes (7) mittels Reißfäden (9) befestigte Ab
deckung (8) vorgesehen ist.
12. Gassack nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß die Abdeckung (8) innerhalb des Gassackes (7)
angeordnet ist.
13. Gassack nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Gasabströmöffnung (10) kreisför
mig ist und die Abdeckung (8) eine annähernd drei
eckige Form aufweist.
14. Gassack nach mindestens einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gassack
mindestens eine Abströmöffnung (14, 16) aufweist,
die im nicht aufgeblasenen Gassack durch eine
Reißnaht (15) verschlossen ist.
15. Gassack nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet,
daß die Reißnaht als Zickzacknaht ausgebildet ist.
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