DE4138645A1 - Airbag fuer eine kraftfahrzeug-sicherheitsvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Sicherheits-Airbag-Vorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einem gefalteten Airbag (Luft­ sack), der aufgeblasen wird und sich im Inneren eines Kraftfahrzeugs aufbläht, um einen Fahrzeuginsassen während eines Frontalaufpralls gegen Verletzungen zu schützen. Außerdem betrifft die Erfindung ein entsprechendes Verfah­ ren zum Falten eines in einer derartigen Vorrichtung ver­ wendeten Airbags.

In den letzten Jahren wurden Sicherheits-Airbags in Fahr­ zeugen eingebaut, um die Fahrzeuginsassen, einen Fahrer und einen auf Vordersitzen sitzenden Beifahrer, während eines Aufpralls gegen Verletzungen zu schützen. Zum Schutz eines Insassen auf dem vorderen Beifahrersitz wird der Sicher­ heits-Airbag typischerweise hinter ein Instrumentenbrett vor dem Beifahrersitz des Fahrzeugs eingebaut. Eine Auf­ blasvorrichtung oder ein Gasgenerator erzeugt ein unter Überdruck stehendes Edelgas und bläst den Airbag auf und bläht ihn im Fahrzeuginneren oder im Fahrgastraum auf, um als Kissen für den Insassen zu dienen.

Es ist wichtig, den Aufblasvorgang und die vollständige Ausdehnung des Airbags rasch auszuführen, so daß eine aus­ reichend schnelle Berührung zwischen dem Airbag und dem In­ sassen während eines Aufpralls erfolgt, damit der Insasse von dem aufgeblähten Airbag zwangsweise von einer Bewegung abgehalten wird.

Da sich die Insassen eines Vordersitzes herumbewegen und ihre Stellungen viel häufiger verändern als die Insassen eines Fahrersitzes, wird ein Airbag auf der Seite eines Beifahrersitzes so ausgelegt, daß er im aufgeblasenen Zu­ stand ein Volumen oder eine Größe hat, die fast dreimal so groß ist wie das Volumen oder die Größe eines Airbags im aufgeblasenen Zustand auf der Seite des Fahrersitzes. Des­ halb braucht ein Airbag auf der Seite eines Beifahrersitzes eine längere Aufblaszeit als ein Airbag auf der Seite des Fahrersitzes. Aus diesem Grunde gelangt der Insasse des Beifahrersitzes oft zu einem späteren Zeitpunkt mit einem sich aufblähenden Airbag in Berührung als demjenigen Zeit­ punkt, zu welchem der Insasse des Fahrersitzes mit dem Air­ bag auf der Seite des Fahrersitzes in Kontakt kommt.

Um zu erreichen, daß der Airbag auf der Seite des Beifah­ rersitzes rasch aufgeblasen und in kurzer Zeit aufgebläht wird, ist es möglich, den Druck des in den Airbag eingelei­ teten Gases zu erhöhen. Die Bereitstellung eines Gases un­ ter erhöhtem Druck führt jedoch dazu, daß der Airbag auf der Seite des Beifahrersitzes einen großen Prallschlag auf den Insassen des vorderen Beifahrersitzes ausübt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Sicherheits-Airbag-Vorrichtung für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, bei welcher ein Airbag schnell aufgeblasen und in kurzer Zeit aufgebläht werden kann.

Eine andere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein zweck­ mäßiges Verfahren zum Falten eines Airbags anzugeben, wel­ cher rasch aufgeblasen und in kurzer Zeit aufgebläht werden kann.

Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, einen Airbag für eine Sicherheits-Airbag-Vorrichtung eines Kraftfahrzeugs zu schaffen, welcher eine bestimmte Faltungsanordnung hat, und welcher mit unter Hochdruck stehendem, von einem Gasgenera­ tor erzeugten Gas aufgeblasen und in Längsrichtung des Air­ bags aufgebläht oder entfaltet werden kann. Bei Verwendung des bestimmten Faltungsaufbaues kann ein Insasse viel schneller in Berührung mit dem sich ausweitenden Airbag ge­ bracht werden, als wenn der Airbag - wie es bisher üblich ist - in Querrichtung des Airbags entfaltet wird.

Die Sicherheits-Airbag-Vorrichtung umfaßt einen Airbag- Behälter oder einen Aufnahmeraum mit einer in einem Fahr­ zeuginstrumentenbrett oder in einer Instrumentenabdeckung ausgebildeten Öffnung und einen im Aufnahmeraum eingesetz­ ten Airbag. Wenn er aufgeblasen wird, wird der Airbag durch die Öffnung hindurch und in das Fahrzeuginnere ausgeweitet, so daß die Breite des Airbags größer ist als eine Querweite der Öffnung. Der Airbag wird zuerst in eine Vielzahl von Faltbahnen in Zick-Zack-Form an entgegengesetzten Seitenbe­ reichen des Airbags gefaltet. Dann wird der Airbag in eine Vielzahl von Faltbahnen in Zick-Zack-Form von einem hinter­ en Ende, außerhalb des Aufnahmeraums, zu einem vorderen En­ de des Airbags gefaltet. Eine Faltbahn im Seitenbereich des Airbags erstreckt sich in Längsrichtung vom vorderen Ende zum rückwärtigen Ende des Airbags. Der Airbag hat, wenn er luftleer ist, so daß die längsgerichteten Faltbahnen gefal­ tet sind, eine Breite, die so verringert ist, daß sie so klein ist wie eine Querweite der Öffnung für den Airbag im Instrumentenbrett oder in der Instrumentenverkleidung. Wenn der auf diese Weise gefaltete und in den Aufnahmeraum ein­ gelegte Airbag mit einem vom Gasgenerator erzeugten, unter Überdruck stehenden Gas aufgrund eines Aufpralls des Kraft­ fahrzeugs aufgeblasen wird, wird er in Längsrichtung auf­ gebläht oder entfaltet, bevor er in Querrichtung aufgebläht oder entfaltet wird. Der Airbag dehnt sich somit zu Anfang auf den Insassen hin aus, bei Beginn der Ausdehnung oder Entfaltung, so daß der Insasse beim Aufprall schnell mit dem sich aufblähenden Airbag in Berührung kommt.

Die vorstehende Aufgabe und andere Zwecke und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung, in welcher zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines wesentlichen Teils eines Instrumentenbretts eines Fahrzeugs, in welchem eine Sicherheits-Airbag-Vorrichtung eingebaut ist;

Fig. 2 einen Vertikalschnitt entlang der Schnittlinie II-II von Fig. 1, welche eine Sicherheits-Air­ bag-Anordnung gemäß einem bevorzugten Ausfüh­ rungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht;

Fig. 3A bis 3D Darstellungen der Art und Weise, in welcher der erfindungsgemäße Airbag gefaltet wird;

Fig. 4A bis 4D Darstellungen des Aufblähvorgangs eines Airbags, welcher in der in den Fig. 3A bis 3D veran­ schaulichten Weise gefaltet wurde;

Fig. 5 einen Querschnitt durch einen auf herkömmliche Art gefalteten Airbag; und

Fig. 6A bis 6B Darstellungen des Aufblähvorgangs eines Airbags, der in der in Fig. 5 gezeigten Weise gefaltet wurde.

Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im einzelnen und ins­ besondere auf die Fig. 1 und 2 wird eine Sicherheits-Air­ bag-Einheit 10 gezeigt, die in ein Instrumentenbrett 12 ei­ nes Kraftfahrzeugs oder einer Instrumentenverkleidung mit­ tels einer Stütze 22 eingebaut ist. Die Sicherheits-Airbag- Einheit 10 umfaßt einen Behälter oder einen Aufnahmeraum 16, welcher hinter dem Instrumentenbrett 12 eingebaut ist und einen Deckel 20, welcher eine äußere Oberfläche mit ei­ nem dem Außenprofil des Kraftfahrzeug-Instrumentenbretts 12 entsprechenden Profil hat. Der Deckel 20 ist zum Abdecken einer Öffnung 16a im Fahrzeuginstrumentenbrett 12 gebaut. Wenn die Sicherheits-Airbag-Einheit 10 in das Fahrzeug ein­ gebaut wird, wird der Deckel 20 in der Öffnung 16a des Fahrzeug-Instrumentenbretts 12 angebracht und bildet einen Bestandteil des Fahrzeug-Instrumentenbretts 12. Der Deckel 20 umfaßt obere und untere Außenwände 20a und 20b und eine Innenwand 20c, welche die obere und untere Außenwand 20a und 20b miteinander verbindet. Die Innenwand 20c weist eine "Trennungs-Anordnung" auf, die auch als Sollbruchstellen- Anordnung bezeichnet werden kann und die von einer einge­ kerbten Linie oder Nut 21 gebildet wird, die auf ihrer Außenfläche vorhanden ist. Die Nut 21 ist V-förmig und bündelt Spannungsbelastungen, die auf die Innenwend 20c ausgeübt werden, so daß der Deckel 20 in ein Paar oder obe­ re und untere Klappen geteilt wird, wenn Druck auf die in­ nere Oberfläche der Innenwand 20c ausgeübt wird. Als Folge davon wird der Deckel 20 in obere und untere Deckelteile getrennt. Das Gehäuse 16 enthält einen gefalteten Airbag 14 und eine Aufblasvorrichtung oder einen Gasgenerator 18.

Wie in den Fig. 3A bis 3D gezeigt wird, ist die Art und Weise, in welcher der Airbag 14 gefaltet ist, so gestaltet, daß entsprechend dem Grundgedanken der Erfindung eine Viel­ zahl von Faltbahnen 14a erhalten wird, die sich in eine Längsrichtung des Airbags 14 in jedem Seitenbereich des Airbags 14 erstrecken. Das Vorhandensein von Faltbahnen 14a verringert die Breite des Airbags 14, so daß er schmäler ist als die Weite in Querrichtung einer Öffnung 16a im Gehäuse 16, wenn der Airbag 14 entleert und flach ist, wie die Fig. 3A und 3B zeigen. Der flachgedrückte Airbag 14 wird dann vom hinteren Ende des Airbags 14 außerhalb des Gehäuses 16 zum vorderen Ende des Airbags 14 in eine Viel­ zahl von Faltbahnen 14b weitergefaltet, welche in Querrich­ tung des Airbags 14 verlaufen, wie Fig. 3C und 3D zeigen. Der vollständig gefaltete Airbag 14 wird in das Gehäuse 16 eingesetzt.

Wenn ein Zusammenstoß erfolgt, wird der Gasgenerator 18 von einem Stoßsensor (nicht dargestellt) aktiviert, wobei es sich um irgendeinen bekannten Typ handeln kann, und ein Edelgas wird rasch unter Druck in den Airbag 14 geleitet. Dies drückt den Airbag 14 durch die Öffnung 16a und auf das Fahrzeug-Instrumentenbrett 12, so daß er auf das Innere des Deckels 20 Druck ausübt. Wenn ein derartiger Druck auf den Deckel 20 ausgeübt wird, ermöglicht die V-förmige Nut 21 die Trennung des Deckels 20 in obere und untere Deckeltei­ le, um dem Airbag 14 zu gestatten, sich in den Fahrzeugin­ nenraum auszuweiten.

Da der Airbag 14 in eine Vielzahl von Falten sowohl in Richtung seiner Dicke als auch seiner Länge gefaltet ist, wird er zuerst in Längsrichtung aufgebläht, wobei er seine Breite fast gleich der Querweite der Öffnung 16a des Gehäuses 16 beibehält, wie in Fig. 4A gezeigt ist. Der Air­ bag 14 wird dann in Richtung seiner Breite aufgebläht, so daß der Aufblasvorgang vervollständigt wird, wie in Fig. 4B gezeigt wird. Die Ausweitung des Airbags 14 erfolgt deshalb zuerst in eine Richtung auf einen Insassen des Beifahrer­ sitzes, so daß der Insasse mit dem sich ausdehnenden Airbag 14 in Berührung gelangt.

Das heißt mit anderen Worten, der Airbag 14 dehnt sich zu­ erst in Längsrichtung aus, und dann in Richtung seiner Breite. Die Aufblähung des Airbags 14, die ausreicht, um den Airbag 14 mit dem Insassen des Beifahrersitzes in Be­ rührung zu bringen, kann daher in einer kürzeren Zeit be­ wirkt werden als es früher möglich war, ohne irgendeine Zu­ nahme des Gasdrucks.

Den Vorteil, der darin liegt, daß man einen Airbag hat, der in der vorstehenden Art und Weise beschrieben wurde, kann man noch besser verstehen, wenn man einen Airbag 4 betrach­ tet, der auf herkömmliche Weise wie in Fig. 5 gezeigt, ge­ faltet ist. Der bekannte Airbag 4 wird zuerst so gefaltet, daß man obere und untere Seitenfaltungen 4a erhält, die re­ lativ lang sind, wenn der Sicherheits-Airbag 4 nicht aufge­ blasen ist. Der Airbag 4 wird dann in Richtung seiner Dicke flachgedrückt und nach dem Falten einer jeden Seitenfalte 4a in eine Mehrzahl von Falten 4b, wird der Airbag 4 in Längsrichtung in eine Vielzahl von Falten gefaltet. Jede Seitenfalte 4a hat eine große Elastizität, welche dazu neigt, die Falte 4a dazu zu bringen, sich selbst in ihren aufgeweiteten Zustand zurückzustellen. Als Folge davon dehnt sich der Airbag 4, obwohl er in eine Vielzahl von Falten in Längsrichtung gefaltet ist, sowohl in seine Quer­ als auch in seine Längsrichtung gleichzeitig auf den Insas­ sen hin aus, wenn er aufgeblasen wird. Dies wird in den Fig. 6A und 6B gezeigt. Deshalb ist es schwierig, eine Berührung des Airbags 4 mit dem Insassen in einer annehmbar kurzen Zeit während des Aufblähens des bekannten Airbags 4 herzustellen.

Wenngleich die Erfindung im einzelnen unter Bezugnahme auf ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel beschrieben wurde, ist dies so zu verstehen, daß sich daraus auch verschiedene an­ dere Ausgestaltungen und Weiterbildungen für den Durch­ schnittsfachmann ergeben, die in den Schutzbereich der Er­ findung fallen und sich vom Grundgedanken der Erfindung ab­ leiten. Derartige weitere Ausführungsbeispiele und Weiter­ bildungen sollen durch die Patentansprüche abgedeckt sein.

Claims (5)

1. Sicherheits-Airbag-Vorrichtung zum Einbau hinter ein Instrumentenbrett eines Kraftfahrzeugs mit einem hinter dem Instrumentenbrett angeordneten Aufnahmeraum,
einem in diesem Aufnahmeraum eingebauten Gasge­ nerator zur Erzeugung eines unter Überdruck ste­ henden Gases, wenn das Kraftfahrzeug einem Auf­ prall unterliegt, und
einem in diesem Aufnahmeraum eingebauten Airbag, wobei der Airbag durch das unter Überdruck und von dem Gasgenerator erzeugten Gas aufgeblasen wird und durch die Öffnung im Aufnahmeraum in das Innere des Kraftfahrzeugs in der Weise aufgebläht wird, daß die Breite des Airbags größer ist als die Breite der Öffnung,
dadurch gekennzeichnet, daß der Airbag (14) zuerst in eine Vielzahl von längsgerichteten Faltbahnen (14a) in Zick-Zack-Form an gegenüberliegenden Seitenbereichen des Airbags (14) gefaltet wird, um die Breite des Airbags (14) zu verringern, so daß sie fast der Querweite der Öffnung (16a) entspricht, wenn der Airbag (14) ent­ leert und flachgedrückt ist, und daß er dann in eine Vielzahl von quergerichteten Faltenbahnen (14b) in Zick-Zack-Form gefaltet wird.

2. Sicherheits-Airbag-Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Airbag (14) auf einen vorderen Beifahrer­ sitz des Kraftfahrzeugs hin aufgebläht wird.

3. Sicherheits-Airbag-Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie ferner einen Deckel (20) aufweist, welcher ein Außenprofil aufweist, welches einem Außenprofil des Instrumentenbretts (12) entspricht und zum Ab­ decken der Öffnung (16a) gebaut ist.

4. Sicherheits-Airbag-Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (20) obere und untere Außenwände (20a, 20b) und eine Innenwand (20c) aufweist, wel­ che eine von einer Nut (21) in seiner Außenober­ fläche gebildete Bruchstellenanordnung hat, wobei die Nut (21) V-förmig ist, um Belastungen zu bün­ deln und eine Trennung des Deckels (20) in obere und untere Klappen zu bewirken, wenn Druck auf eine innere Oberfläche der Innenwand (20c) durch den Airbag (14) ausgeübt wird.

5. Verfahren zum Falten eines Airbags in einen Auf­ nahmeraum, welcher eine in einem Instrumentenbrett eines Kraftfahrzeugs ausgebildete Öffnung aufweist, wobei der Airbag mit Hilfe eines unter Überdruck stehenden Gases von einem Gasgenerator aufgeblasen und durch die Öffnung ausgedehnt wird, so daß die Breite des Airbags größer ist als eine Breite der Öffnung, gekennzeichnet durch folgende Ver­ fahrensschritte:
Falten des Airbags (14) in Zick-Zack-Form in eine Vielzahl von längsgerichteten Faltbahnen (14a) an gegenüberliegenden Seitenbereichen des Airbags (14), um die Breite des Airbags zu verringern, so daß sie fast gleich ist mit einer Querweite der Öffnung (16a), wenn der Airbag (14) entleert und flachgedrückt ist, und
Falten des Airbags (14) in eine Vielzahl von quer­ gerichteten Faltbahnen (14b).