DE19757710A1 - Sicherheitseinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitseinrichtung zum Schutz der Insassen eines Fahrzeugs insbesondere eines Personenkraftwagens vor einem Aufprall auf Teile der Fahrzeugkarosserie.

Fahrzeuginsassen-Rückhaltesysteme umfassen meist einen im Lenkrad des Fahrzeugs angeordneten Luftsack (Airbag), der im Falle eines Un­ falls innerhalb von ca. 30 Millisekunden aufgeblasen wird und somit gefährliche Kollisionen von Kopf und Oberkörper mit dem Lenkrad ver­ hindert. Entsprechende Rückhaltesysteme für die Beifahrerseite sind ebenfalls bekannt. Die vorgenannten Systeme bieten jedoch keinen ausreichenden Schutz der Fahrzeuginsassen bei einer Kollision aus seitlicher oder diagonaler Richtung. Darüber hinaus verursacht die explosionsartige Entfaltung des Luftsacks einen Überdruck im Fahrzeug­ innenraum, dessen Wirkung auf die Fahrzeuginsassen noch nicht ausrei­ chend geklärt ist. Bei nicht angelegtem Sicherheitsgurt oder bei auf dem Beifahrersitz angeordneten Kindersitzen stellen die vorgenannten Airbag-Systeme sogar eine Gefahr für das Leben der Fahrzeuginsassen dar.

Zur Vermeidung der vorgenannten Nachteile wurden bereits Sicher­ heitseinrichtungen beschrieben, die zumindest teilweise auf die Ver­ wendung von Airbags verzichten. So beschreibt die DE-OS 41 37 749 eine Sicherheitsvorrichtung zum Schutz der Insassen eines Fahrzeugs bei einem Seitenaufprall, die durch ein im Seitenbereich des Fahrzeugs integriertes, bei einem Seitenaufprall mit Hilfe eines automatisch auslösbaren Antriebs mittels eines Zugmittels fest vor die Innenseite der Fensteröffnung des Seitenbereichs spannbares Rückhaltemittel gekennzeichnet ist. Als Rückhaltemittel kann ein Gewebe, Gestrick, Geflecht oder Netz verwendet werden. Der Antrieb umfaßt ein vorge­ spanntes Federelement oder eine mit einem Gasgenerator verbundene Kolben-Zylinder-Einheit. Es ist jedoch auch vorgesehen, die beschrie­ bene Sicherheitsvorrichtung mit einem im Seitenbereich des Fahrzeugs integrierten Gassack zu kombinieren.

Die DE-OS 44 20 156 beschreibt ein Insassenschutzsystem für ein Fahrzeug mit einem dreieckigen Aufprallabsorptionsteil, das in gefal­ tetem Zustand in einem entlang einer Dachschiene angebrachten Aufnah­ megehäuse untergebracht ist. Das Aufprallabsorptionsteil ist an zwei Punkten an der Fahrzeugkarosserie befestigt und weist einen weiteren entlang der Fahrzeugkarosserie beweglichen Punkt auf. Der bewegliche Punkt ist mittels eines Drahtes an einem in einem Zylinder gleitend aufgenommenen Kolben befestigt. Der Kolben wird mittels eines Gaser­ zeugers durch Beaufschlagen mit Hochdruckgas angetrieben. Die Entfal­ tung des Aufprallabsorptionsteils kann außerdem durch Einblasen des Hochdruckgases in eine in dem Aufprallabsorptionsteil vorgesehene Hohlstruktur erfolgen.

Auch das in der DE-OS 44 20 156 beschriebene Insassenschutzsystem dient vorwiegend dem Schutz der Fahrzeuginsassen vor einem Seitenauf­ prall. Es wird jedoch auch vorgeschlagen, das Aufprallabsorptionsteil an einer Stelle entlang der Frontscheibe oder einer rückwärtigen Scheibe anzubringen.

Die vorliegende Erfindung schafft eine Sicherheitseinrichtung zum Schutz der Insassen eines Fahrzeugs, insbesondere eines Personenkraft­ wagens, vor einem Aufprall auf Teile der Fahrzeugkarosserie, mit der die bekannten Nachteile von Airbag-Systemen vermieden werden können und die gleichzeitig einen zuverlässigen Schutz der Fahrzeuginsassen bei Kollisionen aus jedweder Richtung gewährleistet. Die erfindungs­ gemäße Sicherheitseinrichtung umfaßt ein zwischen den Fahrzeugkaros­ serieteilen und dem Fahrzeuginsassen aufspannbares Rückhaltemittel sowie Mittel zum Aufspannen des Rückhaltemittels, wobei das Rückhalte­ mittel zwischen zwei festen Punkten im Bereich des vorderen Dachrah­ mens und der A-Säule der Fahrzeugkarosserie sowie einen im Bereich des Türrahmens horizontal beweglich angeordneten Punkt aufspannbar ist. Die Mittel zum Aufspannen des Rückhaltemittels umfassen dabei einen Gasgenerator und eine von dem Gasgenerator angetriebene Zugvorrich­ tung, die mit dem beweglichen Punkt zusammenwirkt.

Mit der erfindungsgemäßen Sicherheitseinrichtung wird ein einfach herzustellendes und zu montierendes Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem bereitgestellt, mit dem das Verletzungsrisiko der Fahrzeuginsassen im Falle eines Unfalls erheblich verringert werden kann. Das erfindungs­ gemäße Rückhaltesystem ist zudem kostengünstig, da auf die Anbringung verschiedener Airbag-Systeme für Kollisionen aus unterschiedlichen Richtungen verzichtet werden kann.

Das erfindungsgemäß verwendete Rückhaltemittel ist vorzugsweise ein aufblasbares Netz. Hierdurch wird die Gefahr von Verletzungen für die Fahrzeuginsassen noch weiter verringert, da durch das Aufblasen des Netzes die mit dem Fahrzeuginsassen in Berührung kommende Fläche vergrößert wird. Die Gefahr des Einschneidens der Gewebestruktur des Netzes in die Haut des Fahrzeuginsassen wird hierdurch vermieden.

Das Rückhaltemittel ist bevorzugt in einer zwischen den festen Punkten im Bereich der A-Säule und des vorderen Dachrahmens der Fahr­ zeugkarosserie angeordneten Kammer untergebracht.

Die Mittel zum Aufspannen des Rückhaltemittels sind vorzugsweise nach Art einer herkömmlichen Gurtstraffereinheit ausgebildet und ent­ weder im Bereich der A-Säule der Fahrzeugkarosserie oder parallel zur Laufrichtung des beweglichen Punkts angeordnet. Durch den Rückgriff auf bekannte Konstruktionsprinzipien wird eine kostengünstige Herstel­ lung der erfindungsgemäßen Sicherheitseinrichtung gewährleistet.

Bevorzugt umfassen die Mittel zum Aufspannen des Rückhaltemittels ferner eine im Türrahmen angeordnete, horizontal verlaufende Führung, in der ein mit dem beweglichen Punkt des Rückhaltemittels fest verbundener Läufer geführt ist. Besonders bevorzugt ist die Führung ein Hohlzylinder, und der Läufer ein in dem Zylinder gleitend ange­ ordneter Kolben. Der Kolben wird mit Hilfe der Gurtstraffereinheit entweder direkt angetrieben oder bevorzugt über einen Seilzug in dem Zylinder bewegt.

Am Endpunkt der Führung ist vorzugsweise eine Druckgasflasche angeordnet, die mit einer Membran verschlossen ist und unter hohem Druck stehendes Gas enthält. Der Läufer oder Kolben ist mit einer Öffnungsvorrichtung für die Druckgasflasche verbunden, die vorzugs­ weise nach Art einer Kappe mit einem darin angeordneten Dorn zum Durchstoßen der Membran der Druckgasflasche ausgebildet ist. Die Kappe steht zudem in Strömungsverbindung mit dem Rückhaltemittel, das bei dieser besonderen Ausführungsform als aufblasbares Netz ausgebildet ist.

Die Gurtstraffereinheit dient sowohl als Antrieb für den Läufer, als auch zum Vorspannen des aufblasbaren Netzes, so daß sich das Netz in einem aufgespannten Zustand befindet, kurz bevor der Läufer den Druckbehälter erreicht.

Wenn ein in dem Fahrzeug angeordneter Bewegungssensor einen Unfall feststellt, werden der Gasgenerator und die von dem Gasgene­ rator angetriebene Zugvorrichtung der Gurtstraffereinheit aktiviert und bewegen den in der Führung angeordneten Läufer aus seiner Start­ position im Türrahmen nahe der A-Säule des Kraftfahrzeugs horizontal entlang der Führung in Richtung auf eine vorher festgelegte Endposi­ tion. Der Läufer wird in dieser Endposition vorzugsweise durch ein Rastmittel gehalten. Durch die Verbindung des Läufers mit dem beweg­ lichen Punkt des Rückhaltemittels wird dieses aus der Kammer heraus­ gezogen und zwischen den zwei Festpunkten im Bereich des vorderen Dachrahmens und der A-Säule sowie dem beweglichen Punkt des Rückhalte­ mittels am Endpunkt der Führung im Türrahmen aufgespannt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sicherheitseinrichtung, in der das Rückhaltemittel als ein aufblas­ bares Netz ausgebildet ist, trifft der nach Art einer Kappe mit einem darin angeordneten Dorn ausgestaltete bewegliche Punkt auf die Membran einer am Endpunkt der Führung angeordneten Druckgasflasche. Der Dorn durchstößt die Membran der Druckgasflasche und setzt dadurch das in der Flasche gespeicherte, unter einem hohen Druck stehende Gas frei. Das aufblasbare Netz und die Kappe stehen miteinander in einer Strö­ mungsverbindung, so daß das aus der Druckgasflasche freigesetzte Gas das Netz innerhalb von wenigen Millisekunden aufblasen kann. Hierdurch wird der Aufprall des Fahrzeuginsassen auf das Netz noch stärker abge­ fangen. Nach dem Eintauchen des Fahrzeuginsassen in das Netz kann die Gewebestruktur des Netzes zerreißen, so daß sich der Kopf oder andere Körperteile des Fahrzeuginsassen nicht in dem Netz verfangen können.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform und aus der Zeichnung, auf die Bezug genommen wird. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Sicherheitseinrichtung;

Fig. 2 eine Schnittansicht der A-Säule eines Kraftfahrzeugs, in der das Rückhaltemittel des erfindungsgemäßen Sicherheitssystems untergebracht ist;

Fig. 3 eine schematische Darstellung des Rückhaltemittels der erfindungsgemäßen Sicherheitseinrichtung in aufgerolltem Zustand;

Fig. 4 eine Detailansicht der mit dem Rückhaltemittel verbun­ denen Öffnungsvorrichtung für eine Druckgasflasche; und

Fig. 5 eine Prinzipskizze zur Darstellung der Funktionsweise einer erfindungsgemäßen Sicherheitseinrichtung.

Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform der erfindungsge­ mäßen Sicherheitseinrichtung ist ein hier als dreieckiges Netz ausgebildetes Rückhaltemittel 10 zwischen zwei festen Punkten 12, 14 im Bereich des vorderen Dachrahmens 16 und der A-Säule 18 des Kraft­ fahrzeugs sowie einem beweglichen Punkt 20 aufgespannt. Der bewegliche Punkt 20 ist im Bereich des Türrahmens 22 angeordnet und von einer Startposition nahe der A-Säule 18 des Kraftfahrzeugs in Richtung auf einen vorbestimmten Endpunkt horizontal beweglich angeordnet.

In nicht aktiviertem Zustand ist das Netz 10 aufgerollt oder gefaltet in einer Kammer angeordnet, die im Bereich der A-Säule 18 des Kraftfahrzeugs und des oberen Dachrahmens 16 ausgebildet ist. Fig. 2 zeigt eine Schnittansicht der A-Säule 18 entlang der Fläche A-A in Fig. 1, bei der sich das aufgerollte Netz 10 in der Kammer 24 befin­ det.

Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung des aufgerollten Netzes 10, das gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufblasbar ist. Dieses aufblasbare Netz weist eine im Bereich des beweglichen Punktes 20 angeordnete Kappe 26 auf, die mit dem Netz 10 in Strömungsverbindung steht. Das Netz ist bevorzugt dreieckförmig, es kann jedoch auch wie bei der hier dargestellten Ausführungsform im Bereich des im oberen Dachrahmen 16 befestigten Fixpunktes 12 bandförmig ausgebildet sein. Hierdurch wird die Unterbringung und die Entfaltung des Netzes wesentlich erleichtert. Durch die Verbindung der Gurtstraffereinheit 34 mit einer bestimmten Stelle zwischen den Festpunkten 12 und 14 kann die Überlänge des Netzes ausgeglichen werden, so daß das Netz beim Anschluß an die Druckflasche zur vollen Fläche aufgespannt wird.

Fig. 4 zeigt eine Detailansicht der Kappe 26. Diese weist in ihrem Inneren einen Dorn 28 auf, der zur Öffnung der Membran einer Druckgasflasche vorgesehen ist. Das Vorderende 30 der Kappe ist so ausgebildet, daß es die Öffnung der Druckgasflasche vollständig um­ greifen und diese druckdicht verschließen kann. Das Hinterende 32 der Kappe ist schlauchförmig ausgestaltet und steht in Strömungsverbindung mit dem aufblasbaren Netz 10.

Fig. 5 zeigt schließlich die weiteren zum Aufspannen und Auf­ blasen des Netzes 10 verwendeten Elemente der erfindungsgemäßen Sicherheitseinrichtung. Wie oben bereits ausgeführt, befindet sich das Netz 10 im nicht aktivierten Zustand der erfindungsgemäßen Sicher­ heitseinrichtung in einer im Bereich der A-Säule 18 und des vorderen Dachrahmens 16 angeordneten Kammer 24. Unterhalb dieser Kammer ist eine Gurtstraffereinheit 34 mit einem Gasgenerator und einer von diesem Gasgenerator angetriebenen Zugvorrichtung (hier nicht darge­ stellt) angeordnet. Die Zugvorrichtung der Gurtstraffereinheit wirkt vorzugsweise über einen Seilzug und entsprechende Umlenkrollen mit dem beweglichen Punkt 20 des Netzes 10 zusammen, der bei der hier darge­ stellten Ausführungsform mit einem in einem Hohlzylinder 36 beweglich angeordneten Kolben 38 verbunden ist. Der Hohlzylinder 36 bildet dabei eine horizontal im Türrahmen 22 gelagerte Führung für den Kolben 38 aus. Die Gurtstraffereinheit 34 kann auch parallel zum Hohlzylinder 36 angeordnet und direkt mit dem Kolben verbunden sein.

Die Verbindung des Kolbens 38 mit dem beweglichen Punkt 20 des Netzes 10 erfolgt über die Kappe 26, die mit dem aufblasbaren Netz 10 in Strömungsverbindung steht. An dem der Kammer 24 und dem darin untergebrachten Netz 10 entgegengesetzten Endpunkt des Zylinders 36 ist eine Druckgasflasche 40 angeordnet, die ein unter hohem Druck stehendes Gas enthält und die mittels einer Membran 42 verschlossen ist. Die Membran 42 liegt dabei in der Fluchtrichtung der Kappe 26. Vorzugsweise kann der Kolben 38 oder die Kappe 26 mit Hilfe eines am Endpunkt des Zylinders angeordneten Rastmittels fixiert werden.

Im folgenden soll nun die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Sicherheitseinrichtung erläutert werden.

Wenn ein in dem Fahrzeug angeordneter Sensor (hier nicht darge­ stellt) einen Unfall feststellt, wird mittels eines Stromimpulses der Gasgenerator der Gurtstraffereinheit 34 aktiviert. Die Zugvorrichtung der Gurtstraffereinheit zieht dann entweder über einen Seilzug (hier nicht dargestellt) den in dem Zylinder 36 beweglich aufgenommenen Kolben 38 oder treibt diesen direkt von seiner Startposition nahe der A-Säule 18 des Kraftfahrzeugs in Richtung auf den dieser Startposition entgegengesetzten Endpunkt des Zylinders 36 und die dort angeordnete Gasflasche 40. Die auf den Kolben 38 einwirkende Zugkraft bewirkt, daß das Netz 10 aus der Kammer 24 herausgezogen und zwischen den festen Punkten 12, 14 im vorderen Dachrahmen 16 und der A-Säule 18 des Kraftfahrzeugs sowie dem mit dem Kolben 38 verbundenen beweglichen Punkt 20 aufgespannt wird. Durch die Wirkung des Gurtstraffers wird gleichzeitig eine Straffung des Netzes 10 zwischen den festen Punkten 12 und 14 herbeigeführt.

Die mit dem Kolben 38 verbundene Kappe 26 trifft schließlich auf die in ihrer Fluchtrichtung angeordnete Gasflasche und umgreift mit ihrem Vorderende 30 druckdicht die mit einer Membran 42 verschlossene Öffnung der Gasflasche 40. Der in der Kappe 26 angeordnete Dorn 28 durchstößt dabei die Membran 42, so daß das in der Gasflasche 40 ge­ speicherte Druckgas innerhalb kürzester Zeit freigesetzt wird. Dieses Gas strömt mit hoher Geschwindigkeit durch das Hinterende 32 der Kappe 26 in das Netz 10 und bläst dieses auf. Das so aufgeblasene Netz 10 gewährleistet einen sicheren Schutz des Fahrzeuginsassen vor einem Aufprall auf die Seitenscheibe, die A-Säule des Kraftfahrzeugs und/oder den Frontbereich mit Lenkrad und Windschutzscheibe. Nach dem Eintauchen des Fahrzeuginsassen in das Netz kann dieses aufgrund seiner Gewebestruktur zerreißen, so daß Verletzungen des Fahrzeug­ insassen durch Verfangen des Kopfes und/oder weiterer Körperteile in dem Netz vermieden werden können.

Claims (8)

1. Sicherheitseinrichtung zum Schutz der Insassen eines Fahr­ zeugs, insbesondere eines Personenkraftwagens, vor einem Aufprall auf Teile der Fahrzeugkarosserie, mit einem zwischen den Fahrzeugkaros­ serieteilen und dem Fahrzeuginsassen aufspannbaren Rückhaltemittel und Mitteln zum Aufspannen des Rückhaltemittels, wobei die Mittel zum Aufspannen des Rückhaltemittels einen Gasgenerator und eine von dem Gasgenerator angetriebene Zugvorrichtung umfassen, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Rückhaltemittel (10) zwischen zwei festen Punkten (12, 14) im Bereich des vorderen Dachrahmens (16) und der A-Säule (18) der Fahrzeugkarosserie sowie einem im Bereich des Türrahmens (22) horizontal beweglich angeordneten Punkt (20) aufspannbar ist, wobei die Zugvorrichtung mit dem beweglichen Punkt (20) zusammenwirkt.

2. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das Rückhaltemittel in einer zwischen den festen Punkten (12, 14) im Bereich der A-Säule (18) und des vorderen Dachrahmens (16) angeordneten Kammer (24) untergebracht ist.

3. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Mittel zum Aufspannen eine im Bereich der A-Säule (18) angeordnete Gurtstraffereinheit (34) umfassen.

4. Sicherheitseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Aufspannen des Rück­ haltemittels (10) ferner eine im Türrahmen (22) angeordnete, horizon­ tal verlaufende Führung (36) und einen mit dem beweglichen Punkt (20) fest verbundenen, in der Führung (36) angeordneten Läufer (38) umfas­ sen.

5. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß die Führung (36) ein Hohlzylinder und der Läufer (38) ein in dem Zylinder (36) beweglich aufgenommener Kolben ist.

6. Sicherheitseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückhaltemittel (10) ein aufblas­ bares Netz ist.

7. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß am Endpunkt der Führung (36) eine Druckgasflasche (40) angeordnet und der Läufer (38) mit einer Öffnungsvorrichtung (26, 28, 30) für die Druckgasflasche (40) verbunden ist, wobei die Öffnungs­ vorrichtung (26, 28) mit dem aufblasbaren Netz (10) in Strömungsver­ bindung steht.

8. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­ net, daß die Öffnungsvorrichtung eine Kappe (26) mit einem in der Kappe angeordneten Dorn (28) zum Durchstoßen einer die Druckgasflasche (40) verschließenden Membran (42) ist.