DE19640151A1 - Aufblasbares Sicherheitsmodul für ein Fahrzeug - Google Patents
Aufblasbares Sicherheitsmodul für ein FahrzeugInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein aufblasbares Sieherheitsmodul
für die Sicherheitseinrichtung eines Fahrzeugs und insbesondere ein Gehäuse für ein
solches Sicherheitsmodul, das für ein rasches Entweichen und ein korrektes Posi
tionieren eines Luftkissens sorgt, um einen zugehörigen Fahrzeuginsassen bei einem
frontalen oder seitlichen Aufprall zu schützen.
Aufblasbare Sicherheitssysteme sind heutzutage in Fahrzeugen weit
verbreitet. Diese Systeme enthalten einen Aufprallsensor, der bei einem Aufprall ein
Auslösesignal an das aufblasbare Sicherheitsmodul ab gibt. In Abhängigkeit von
dem Auslösesignal wird ein Gaserzeuger aktiviert, um ein textiles Luftkissen auf
zublasen, welches sich in das Fahrzeuginnere hinein entfaltet, um die Aufprallener
gie des Fahrzeuginsassen im Fahrzeug zu absorbieren. Derartige Sicherheitsmodule
sind meistens am Lenkrad oder an der Instrumententafel angebracht, um vorne sit
zende Fahrzeuginsassen zu schützen. Wenn sich diese Luftkissenmodule, insbeson
dere wenn sie zusammen mit Sicherheitsgurten verwendet werden, als sehr erfolg
reich erwiesen haben, sind weitere Verbesserungen wünschenswert.
Erhöhte Aufmerksamkeit ist in neuerer Zeit der Konstruktion von
aufblasbaren Sicherheitsmodulen als Seitenaufprallschutz gewidmet worden. Stati
stisch gesehen, führen Seitenaufprallkollisionen häufiger zu schweren bzw. tödli
chen Verletzungen als frontale Aufprallkollisionen bei entsprechender Aufprall
energie. Dies wird zum Teil auf die geringere Menge an Fahrzeugstruktur zwischen
dem Fahrzeuginsassen und dem Fahrzeug selbst zurückgeführt. Es wird daher ange
nommen, daß aufblasbare Sicherheitseinrichtungen für Seitenaufprallkollisionen
ähnlich vorteilhaft wie die für frontale Aufprallkollisionen haben können.
Im übrigen ist es nach wie vor wünschenswert, die Herstellbarkeit,
Kosten, Funktionsfähigkeit und Zuverlässigkeit solcher aufblasbarer Sicherheitsmo
dule zu weiter verbessern. Der Erfolg solcher Sicherheitsmodule als seitlicher oder
frontaler Aufprallschutz hängt unter anderem davon ab, daß das Luftkissen so rasch
wie möglich an die richtige Stelle gelangt. Früher wurde dies durch Schnüre ge
macht, die dem Luftkissen beim Aufblasen eine bestimmte Form verleihen. Diese
Schnüre erhöhen jedoch den Aufwand und die Kosten des Sicherheitsmoduls.
Außerdem verlassen diese Sicherheitsmodule sich auf die Form des Fahrzeuginne
ren, um das Luftkissen an die richtige Stelle zu lenken, was den Einsatz eines stär
keren Gasgenerators erfordert.
Durch die vorliegende Erfindung sollen diese Nachteile vermieden
werden. Die Erfindung sowie vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in
den Patentansprüchen definiert.
Das erfindungsgemäß ausgebildete aufblasbare Sicherheitsmodul ist
insbesondere als Seitenaufprallschutz geeignet, kann jedoch auch bei anderen An
wendungen wie z. B. als Frontalaufprallschutz verwendet werden. Vorzugsweise
besitzt das Modul ein einteiliges, mit Scharnier versehenes Gehäuse, das an einem
Fahrzeugrahmenteil, beispielsweise einem Rückenlehnenteil, befestigt ist, ein Luft
kissen und einen Gaserzeuger. Eine das Entfalten des Luftkissens "führende" Leit
rampe wird von der Innenfläche des Gehäuses gebildet, um den Impuls des Luftkis
sens beim Entfalten in einer gewünschten Richtung zu lenken. Der Gehäuserand, an
dem sich das Luftkissen entfaltet, ist so ausgebildet, daß es mit der Leitrampe und
den Endabschnitten des Gehäuses zusammenwirkt, um das Luftkissen zwischen
dem Fahrzeuginsassen und dem Fahrzeuginneren korrekt zu positionieren. Diese
Merkmale erleichtern ein rasches Entweichen und eine korrekte Führung und Posi
tionierung des sich aufblasenden Luftkissens, indem die Energie des expandieren
den Luftkissens in Richtung auf den vorderen Abschnitt des Gehäuses fokussiert
wird, um dort das Luftkissen zu entfalten.
Anhand der Zeichnungen wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines fahrerseitigen Vordersitzes
eines Kraftfahrzeugs mit einem innen angebrachten aufblasbaren Sicherheitsmodul;
Fig. 2 eine Querschnittsansicht entlang der Linie 2-2 in Fig. 1;
Fig. 3 eine Querschnittsansicht durch das Gehäuse an einem Schlitz,
wobei die Luftkissenanordnung entfernt wurde;
Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht der Innenseite des Gehäuses;
Fig. 5 ist eine perspektivische Ansicht der Außenseite des Gehäuses;
Fig. 6 ist eine Explosionsdarstellung des Sicherheitsmodul mit Ge
häuse, Gaserzeuger und Luftkissen.
Das in den Fig. 1 und 2 dargestellte aufblasbare Sicherheitsmodul 10
ist innerhalb der Rückenlehne 14 eines Fahrzeugsitzes 12 eines Fahrzeuges ange
ordnet. Insbesondere ist das Sicherheitsmodul 10 an dem äußeren Rahmenteil 16 der
Rückenlehne 14 befestigt und wird von weichem Schaummaterial 18 umgeben, das
außen von textilen Abschnitten 20a, 20b bedeckt ist. Die textilen Abschnitte 20a,
20b sind längs einer Reißnaht 22 verbunden, die aufgeht, wenn Druck von einem
sich aufblasenden Luftkissen ausgeübt wird, so daß die textilen Abschnitte 20a, 20b
das Sicherheitsmodul 10 freigeben.
Es wird nun auf die Fig. 2 bis 5 Bezug genommen. Das Gehäuse 24
des Sicherheitsmoduls 10 bildet eine Umhüllung für eine Luftkissenanordnung. Das
Gehäuse 24 hat eine allgemein zylindrische Form mit einem sich verjüngenden el
liptischen Querschnitt (einem tropfenförmigen Querschnitt) und besteht aus einer
äußeren Gehäusehälfte 26 und einer inneren Gehäusehälfte 30, die längs eines
rückwärtigen Randes durch ein Scharnier 36 miteinander verbunden sind. Das Ge
häuse 24 öffnet und schließt sich ähnlich wie eine Muschel entlang eines Öffnungs
randes 38, der von dem dem Scharnier 36 gegenüberliegenden Rand der äußeren
Gehäusehälfte 24 und inneren Gehäusehälfte 30 gebildet wird.
Wie insbesondere in Fig. 3 zu sehen ist, schneiden sich die Innenflä
che 28 der äußeren Gehäusehälfte 26 und die Innenfläche 34 der inneren Gehäuse
hälfte 30 unter einem spitzen Winkel θ an dem Öffnungsrand 38, wenn sich das Ge
häuse 24 in seinem geschlossenen Zustand befindet, wodurch die von dem sich
aufblasenden Luftkissen erzeugte Energie in Richtung auf den Öffnungsrand 38 und
weg von dem Scharnier 36 fokussiert wird. Wie in Fig. 3 gezeigt, schneiden sich die
Innenflächen 28 und 34 beispielsweise unter einem Winkel zwischen 30 und 60°,
vorzugsweise von ungefähr 45°. Es lassen sich jedoch auch Innenflächenkonfigura
tionen, die sich unter einem Winkel von weniger als 90° schneiden, verwenden,
vorausgesetzt, daß die von dem Luftkissen erzeugte Energie in Richtung auf den
Öffnungsrand 38 fokussiert wird.
Eine äußere Leitrampe 48 wird von der Innenfläche 28 der äußeren
Gehäusehälfte 26 gebildet. In der gleichen Weise wird eine innere Leitrampe 50 von
der Innenfläche 34 der inneren Gehäusehälfte 30 gebildet. Die Leitrampen 48, 50
konvergieren in Richtung des Öffnungsrandes 38, um eine sich verjüngende innere
Kammer 52 zu bilden, die dem Gehäuse 24 den sich verjüngenden elliptischen
(tropfenförmigen) Querschnitt verleihen. Die innere Leitrampe 50 erstreckt sich an
dem Öffnungsrand 38 an der äußeren Leitrampe 48 vorbei, um einen glatten Über
gang am Gehäuserand zu bilden, der das Entfalten des Luftkissens 60 unterstützt. In
der gleichen Weise helfen die Endabschnitte 54, 56 der beiden Gehäusehälften 26,
30 beim Entfalten des Luftkissens 60 dadurch mit, daß sie das Luftkissen 60 nach
außen an dem Öffnungsrand 38 vorbei "fokussieren", und ein Entfalten des Luftkis
sens 60 in der vertikalen Richtung zu unterbinden.
Wie sich der Fig. 4 entnehmen läßt, besitzt die innere Gehäusehälfte
30 außerdem einen Befestigungsflansch 40, der sich von der Außenfläche 32 in der
Nähe des vorderen Abschnittes der inneren Gehäusehälfte 30 weg erstreckt. In dem
Befestigungsflansch 40 ist eine Öffnung 42 zur Aufnahme eines mit Gewinde ver
sehenen Befestigungselementes gebildet, die das Gehäuse 24 an dem Rahmenteil 16
der Rückenlehne befestigt. Der Befestigungsflansch 40 verleiht dem Gehäuse 24
entlang des Öffnungsrandes 38 zusätzliche örtliche Steifigkeit, um eine Verformung
während des Entfaltens des Luftkissens zu verhindern. Außerdem sind zwei Rippen
44 in der inneren Gehäusehälfte 30 gebildet; sie erstrecken sich von dem Befesti
gungsflansch 40 nach hinten, um den Befestigungsflansch 40 wie auch die innere
Gehäusehälfte 30 zu versteifen. Laschen 68 eines Befestigungsteils 66 erstrecken
sich durch Schlitze in der inneren Gehäusehälfte 30 und dienen zur Befestigung des
Gehäuses 24 an dem Rahmenteil 16 der Rückenlehne, angrenzend an dem Scharnier
36.
Es wird nun auf Fig. 5 Bezug genommen. Die äußere Gehäusehälfte
26 ist im wesentlichen wie die innere Gehäusehälfte 30 ausgebildet, abgesehen da
von daß sie keine Mittel zum Befestigen des Gehäuses 24 an dem Rahmenteil 16
besitzt. Wenn auch das Gehäuse 24 mittels einer Vielzahl von Techniken hergestellt
werden kann, wird es jedoch vorzugsweise aus thermoplastischem Material gegos
sen, so daß es sich als einstückiges Teil herstellen läßt. Genauer gesagt, können die
äußere Gehäusehälfte 26 und die innere Gehäusehälfte 30 in einer gemeinsamen
Gießform hergestellt werden, in der das Scharnier 36 jedes entsprechende Teil ver
bindet. Der Befestigungsflansch 40 und die Rippen 44 können ebenfalls in der
Gießform hergestellt werden, so daß ein einstückiges Gehäuse gebildet wird. Der
gegossene thermoplastische Kunststoff hat zusätzlich die adäquate Steifigkeit, um
die beim Entfalten des Luftkissens erzeugte Energie aufzunehmen und einer merkli
chen Verformung der beiden Gehäusehälften 26, 30 zu widerstehen, während er
gleichzeitig für ein relativ geringes Gewicht sorgt.
Es wird nun auf Fig. 6 Bezug genommen, in der die Luftkissenanord
nung 58 des Sicherheitsmoduls 10 in Explosionsdarstellung gezeigt ist. Das Luftkis
sen 60 kann aus verschiedenen Materialien hergestellt werden, wie sie üblicher
weise für Luftkissen verwendet werden, beispielsweise aus Polyerster- oder Nylon
geweben, die beschichtet oder unbeschichtet sein können, um die erwünschten
Gasleckage-Eigenschaften zu haben. Ein Halteteil 62 ist innerhalb des Luftkissens
60 angeordnet und bildet eine Aufnahme für einen Gasgenerator 70. Eine blattför
mige Hülle 74 (TYVEK®) ist um das Luftkissen 60 und das Halteteil 62 geschla
gen, um das Luftkissen 60 in gefaltetem Zustand montieren zu können. Eine Reihe
von in der Hülle 74 gebildeten Löchern arbeitet mit Fingern 64 des Halteteils 62
zusammen, um das Luftkissen 60 in seinem gefalteten Zustand zu halten. Die Finger
64 greifen außerdem in das Befestigungsteil 66, um das Halteteil 62 daran zu befe
stigen. Der Gasgenerator 70 ist innerhalb des Halteteils 62 angeordnet und an dem
Befestigungsteil 66 durch eine Haltemutter 72 befestigt. Die Laschen 68 erstrecken
sich von dem Befestigungsteil 66 durch das Gehäuse 24, wie bereits beschrieben,
um das Sicherheitsmodul 10 an dem Rahmenteil 16 der Rückenlehne zu sichern.
Wie oben erwähnt, sorgt das beschriebene Sicherheitsmodul für ein
rasches Entweichen und eine korrekte Führung sowie Positionierung des Luftkis
sens 60 beim Entfalten. Im Betrieb wird der Gaserzeuger 70 durch ein elektrisches
Signal gezündet, und er beginnt damit, Gas zu erzeugen, das durch die zwischen
dem Gaserzeuger 70 und dem Halteteil 62 gebildete Aufnahme strömt. Das Luftkis
sen 60 beginnt zu expandieren, wenn das Gas durch die Löcher in dem Halteteil 64
in das Luftkissen 60 strömt. Die Hülle 74 reißt auf, und das Luftkissen 60 übt einen
Druck auf die Innenflächen 28, 32 des Gehäuses 24 aus. Das Luftkissen 60 expan
diert weiter, wobei es an den Leitrampen 48, 50 gleitet, die die Richtung des Luft
kissens beim Entfalten steuern, wodurch die Energie auf den Öffnungsrand 38 fo
kussiert wird. Die Energie des expandierenden Luftkissens 60 dreht die äußere Ge
häusehälfte 26 um das Scharnier 36 von der inneren Gehäusehälfte 36 weg, um das
Gehäuse 24 zu öffnen und das Luftkissen 60 zu entfalten.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Sicherheitsmodul
10 innerhalb des Sitzes 12 untergebracht. Es wird von dem Schaummaterial 18 und
dem textilen Gebilde 20 verdeckt. Der Impuls des sich entfaltenden Luftkissens 60
ist gegen die Reißnaht 22 gerichtet, so daß diese aufgeht. Das Luftkissen 60 bewegt
sich in das Fahrzeug hinein zwischen die Außenseite des Fahrzeuginsassen und der
Seitenwand der Fahrzeugtür. Wenn sich das Luftkissen 60 in dieser Stellung befin
det, wird es weiter aufgeblasen, um einen Schutz für den Fahrzeuginsassen zu bil
den.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel ist das Gehäuse nicht von
Schaumstoff oder einem textilen Gebilde verdeckt; vielmehr liegt es zum Fahrzeug
inneren hin offen. Bei diesem anderen Ausführungsbeispiel wird die äußere Gehäu
sehälfte ein integraler Bestandteil der Oberfläche des Fahrzeugsitzes. Im Betrieb
entfaltet sich das Luftkissen aus dem Gehäuse unmittelbar ins Fahrzeuginnere hin
ein zwischen den Fahrzeuginsassen und die Seitenwand der Fahrzeugtür. Das Posi
tionieren des Luftkissens wird dadurch erleichtert, daß die Energie des Luftkissens,
wie oben beschrieben, unter Verwendung von inneren und äußeren Leitrampen ge
führt wird.
Wenn auch die vorliegende Erfindung in Verbindung mit einem Sei
tenaufprall-Sicherheitsmodul beschrieben wurde, versteht es sich jedoch, daß die
vorliegende Erfindung auch bei anderen Anwendungen wie z. B. einem Frontalauf
prall-Sicherheitsmodul eingesetzt werden kann. In diesem Fall wird das Luftkissen
nicht durch den Fahrzeugsitz, sondern durch die Instrumententafel entfaltet. Wie im
Fall des Seitenaufprall-Sicherheitsmoduls kann die Außenfläche des Gehäuses ent
weder eine sichtbare Fläche oder eine von der oberen Abdeckung der Instrumenten
tafel verdeckte unsichtbare Fläche sein.
Claims (10)
1. Aufblasbares Sicherheitsmodul für ein Fahrzeug mit:
einer Luftkissenanordnung mit einem Luftkissen (60) und einem Gas erzeuger (70) zum Aufblasen des Luftkissens, das aus einem gefalteten Zustand in einen aufgeblasenen Zustand entfaltbar ist;
einem Gehäuse (24) mit einer ersten Gehäusehälfte (26) und einer zweiten Gehäusehälfte (30), die längs eines Schamierrandes (36) gelenkig mitein ander verbunden sind und eine sich verjüngende innere Kammer (52) bildet, die in Richtung auf einem dem Scharnierrand (36) gegenüberliegenden Entfaltungsrand (38) konvergiert;
wobei das Gehäuse (24) die Luftkissenanordnung im Schließzustand so um gibt, daß die sich verjüngende Kammer (52) die beim Aufblasen des Luftkis sens (60) erzeugte Energie in Richtung auf den Entfaltungsrand (36) fokussiert, so daß die beiden Gehäusehälften (26, 30) sich relativ zueinander in den Öffnungszu stand drehen, um ein Entfalten des Luftkissens (60) zu ermöglichen, wobei die sich verjüngende Kammer (52) mithilft, das Luftkissen (60) in seinen aufgeblasenen Zu stand zu lenken.
einer Luftkissenanordnung mit einem Luftkissen (60) und einem Gas erzeuger (70) zum Aufblasen des Luftkissens, das aus einem gefalteten Zustand in einen aufgeblasenen Zustand entfaltbar ist;
einem Gehäuse (24) mit einer ersten Gehäusehälfte (26) und einer zweiten Gehäusehälfte (30), die längs eines Schamierrandes (36) gelenkig mitein ander verbunden sind und eine sich verjüngende innere Kammer (52) bildet, die in Richtung auf einem dem Scharnierrand (36) gegenüberliegenden Entfaltungsrand (38) konvergiert;
wobei das Gehäuse (24) die Luftkissenanordnung im Schließzustand so um gibt, daß die sich verjüngende Kammer (52) die beim Aufblasen des Luftkis sens (60) erzeugte Energie in Richtung auf den Entfaltungsrand (36) fokussiert, so daß die beiden Gehäusehälften (26, 30) sich relativ zueinander in den Öffnungszu stand drehen, um ein Entfalten des Luftkissens (60) zu ermöglichen, wobei die sich verjüngende Kammer (52) mithilft, das Luftkissen (60) in seinen aufgeblasenen Zu stand zu lenken.
2. Sicherheitsmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
sich verjüngende Kammer (52) eine allgemein zylindrische Form mit einem sich
verjüngenden elliptischen Querschnitt hat.
3. Sicherheitsmodul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das Gehäuse (24) eine Leitrampe (48) aufweist, die an einer (28) seiner Innen
flächen gebildet ist, um die sich verjüngende Kammer (52) zu bilden.
4. Sicherheitsmodul nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
Leitrampe (48) an einer Innenfläche (28) der ersten Gehäusehälfte (26) gebildet ist
und sich zu dem Entfaltungsrand (36) erstreckt, um einen glatten Übergang zwi
schen der Kammer (52) und dem Entfaltungsrand (36) zu bilden.
5. Sicherheitsmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß das Gehäuse (24) eine an der ersten Gehäusehälfte (26) gebil
dete erste Leitrampe (48) und eine an der zweiten Gehäusehälfte (30) gebildete
zweite Leitrampe (50) aufweist, die gemeinsam die sich verjüngende Kammer (52)
bilden.
6. Sicherheitsmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß das Gehäuse (24) eine Versteifungsrippe (44) angrenzend an
dem Entfaltungsrand (36) aufweist.
7. Sicherheitsmodul nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die
Versteifungsrippe (44) eine Stelle zum Befestigen des Gehäuses (24) an einem Teil
des Fahrzeuginneren bildet.
8. Sicherheitsmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß das Gehäuse (24) ein einstückig gegossenes thermoplastisches
Teil ist.
9. Sicherheitsmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Luftkissenanordnung ferner aufweist:
ein Halteteil (62), das innerhalb des Luftkissens (60) angeordnet ist und eine Aufnahme bildet;
ein Befestigungsteil (66), das mit dem Halteteil (62) verbunden ist und eine Befestigungslasche (68) aufweist, und
einen Gaserzeuger (70), der in der Aufnahme angeordnet und an dem Befestigungsteil (66) befestigt ist.
ein Halteteil (62), das innerhalb des Luftkissens (60) angeordnet ist und eine Aufnahme bildet;
ein Befestigungsteil (66), das mit dem Halteteil (62) verbunden ist und eine Befestigungslasche (68) aufweist, und
einen Gaserzeuger (70), der in der Aufnahme angeordnet und an dem Befestigungsteil (66) befestigt ist.
10. Sicherheitsmodul nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das
Gehäuse (24) einen Schlitz (46) aufweist, durch das sich die Befestigungslasche
(68) des Befestigungsteils (66) erstreckt, um die Luftkissenanordnung an dem Ge
häuse (24) zu befestigen und eine Stelle zum Befestigen des Sicherheitsmoduls am
Fahrzeug zu bilden.
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