DE4306615A1 - Aufprallrückhaltesystem für Insassen von Kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Aufprallrückhaltesystem für Insassen von Kraftfahrzeugen entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Rückhaltesysteme dieser Art weisen in der Regel eine oder mehrere Gasausströmöffnungen auf, die ständig offen sind, wie z. B. der deutschen Patentschrift DE-39 16 011 C1 entnommen werden kann.

Infolgedessen ist es bei derartigen Ausführungen des Rückhaltesystemes möglich, daß während des Aufblasvorganges des Aufprallfangkissens bereits von Anfang an Gas aus dem Fangkissen ausströmen kann. Es hat sich für die Funktionsweise des Aufprallfangkissens jedoch als zweckmäßig erwiesen, wenn erst dann wesentliche Gasmengen aus dem Fangkissen austreten können, sobald dies für eine optimale Funktions- und Wirkungsweise des Aufprallfangkissens notwendig ist, nämlich dann, wenn der Druck im Fangkissen durch den Aufprall des Fahrzeuginsassen erhöht wird.

Zu diesem Zweck wurde bereits vorgeschlagen, die Gasausströmöffnung mittels einer besonderen, ventilartig wirkenden Scheibe abzudecken, vgl. hierzu die europäische Patentanmeldung EP 0423981 A1. Hierfür wird diese ventilartig wirkende Scheibe mit dem Rand der Gasausströmöffnung an dem Fangkissenmaterial befestigt.

Die Befestigung erfolgt dabei entweder durch Festnähen oder Festkleben der Scheibe. Bei einem Aufprall des Fahrzeuginsassen auf das Fangkissen öffnen sich entsprechend dem Innendruck im Fangkissen die Ventilöffnungen, bei einem Nachlassen des Druckes beginnen sich diese Öffnungen dementsprechend wieder zu verschließen.

Die Herstellung einer solchen ventilartig wirkenden Gasausströmöffnung ist verhältnismäßig aufwendig. Der Erfindung liegt daher die technische Aufgabenstellung zugrunde, die Wand des Aufprallfangkissens an der Stelle der Gasaustrittsöffnung so auszugestalten, daß durch die Fangkissenwand selber auf einfache Weise eine zuverlässige Ventilwirkung erzeugt wird, ohne daß es erforderlich ist, eine gesonderte Ventilscheibe vorzusehen. Messungen haben ferner ergeben, daß im Verlauf des Aufblasvorganges des Aufprallfangkissens Unterdruck im Fangkisseninneren entstehen kann. Durch die Erfindung soll deshalb auch die Aufgabe gelöst werden, durch die Ausgestaltung der Gasausströmöffnung zu gewährleisten, daß im Falle eines sich bildenden Unterdruckes im Fangkissen Umgebungsluft einströmen kann.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruches 1 gelöst.

Die vorgeschlagenen Durchbrüche und Spalte der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Gasaustrittsöffnung nach Anspruch 1 können auf eine einfache, zuverlässige und wirt­ schaftliche Art und Weise hergestellt werden, beispielsweise durch ein Einstanzen oder durch ein Einschneiden der Durchbrüche und Spalte in die Wand des Aufprallfangkissens mittels eines Walzenmessers. Dadurch ist eine große Genauigkeit und Wiederholbarkeit sowohl der Anordnung als auch der Abmessungen der Durchbrüche und Spalte und infolgedessen eine große Konstanz und Reproduzierbarkeit des Wirkungsverhaltens der Gasausströmöffnung gewährleistet.

Durch die kreisförmige Ausbildung der Durchbrüche wird eine Kerbwirkung an den Enden der Spalte vermieden und damit ein etwaiges Weiterreißen der Spalte bzw. ein Einreißen der Fangkissenwand sowohl bei einem schlagartigen Aufblasen des Fangkissens als auch bei einem Aufprall des Fahrzeuginsassen verhindert, und infolgedessen ein unkontrolliertes Dämpfungsverhalten des Fangkissens vermieden.

Durch die Anordnung und Ausbildung der Durchbrüche und Spalte wird ferner erreicht, daß Klappen in der Fangkissenwand gebildet werden, die unabhängig voneinander frei schwingen können. Durch eine Abstimmung der einzelnen Komponenten aufeinander wie z. B. der Bemessung der Spalte nach Länge und Breite, des Durchmessers der Durchbrüche, deren Anordnung zueinander, der Materialsteifigkeit der Fangkissenwand usw., kann die Wirkungsweise der Ausströmöffnung dahingehend optimiert werden, daß bei einem Auslösen des Aufprallrückhaltesystems beim Aufblasen des Fangkissens verhältnismäßig wenig und erst bei einem Aufprallen des Fahrzeuginsassen die für die Rückhaltewirkung notwendige Menge an Gas entweichen kann.

Darüber hinaus wird durch die erfindungsgemäße Ausbildung gewährleistet, daß bei einem auftretenden Unterdruck im Fangkissen Umgebungsluft in das Fangkissen eintreten kann. Diese Luft expandiert unter der Wärmezufuhr des heißen Treibgases und erhöht somit die Füllung des Aufprallfangkissens. Bei Gasgeneratoren mit Gasreinigungssystem fördert der in der Luft enthaltene Sauerstoff eine Umwandlung und Verringerung von Schadstoffen des Treibgases und damit eine Minimierung der gesundheitlichen Belastung von Fahrzeuginsassen.

Hierin besteht ein besonders hervorzuhebender Vorteil der erfindungsgemäßen Gasausströmöffnung.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den rückbezogenen Unteransprüchen 2 bis 7 angegeben. So kann beispielsweise durch die Maßnahmen nach Anspruch 2 eine weitere Anpassung und Optimierung der Aus- und Einströmverhältnisse in Bezug auf das Fangkissen vorgenommen werden. Dies gilt in analoger Weise auch für die Maßnahmen gemäß den übrigen Ansprüchen.

In der folgenden Beschreibung wird die Erfindung anhand der Zeichnungen im Einzelnen näher dargelegt.

Es zeigen die:

Fig. 1 Eine allgemeine Ansicht eines in einem Fahrzeuginneren angeordneten Aufprallfangkissens für Fahrzeuginsassen.

Fig. 2 Eine Ansicht eines Aufprallrückhaltesystems im Schnitt.

Fig. 3 Eine Ansicht des Aufprallfangkissens von der Befestigungsseite mit der Montageöffnung für das Gaserzeugungssystem und einer vorteilhaften Plazierung der Gasaustrittsöffnung.

Fig. 4 Einen Ausschnitt der Wand des Aufprallfangkissens um die Gasaustrittsöffnung mit einer bevorzugten Anordnung der Durchbrüche und Verbindungsspalte.

Fig. 5 Einen Schnitt gemäß der Linie A-B in Fig. 4 mit Darstellung des Bewegungsschemas der Klappen.

Fig. 6 Ein Schnitt gemäß Fig. 5, mit Mehrlagigkeit der Klappen (7) entsprechend Anspruch 7.

Fig. 7 Beispiele weiterer Ausführungsvarianten der erfindungsgemäßen Ausbildung der Klappen mit zwei, drei oder vier Durchbrüchen und geraden bzw. gekrümmten Verbindungsspalte.

Fig. 1/2 zeigen schematisch eine Ansicht eines im Fahrzeuginnenraum (8) angeordneten Aufprallrückhaltesystems (1) für Fahrzeuginsassen (9) im aufgeblasenen Zustand des Aufprallfangkissens (2) bzw. eine Ansicht des Systems (1) im Schnitt. In dieser Darstellung ist das System (1) auf der Fahrerseite des Fahrzeuges angeordnet. Es kann in entsprechender Weise zusätzlich auch auf der Seite des Beifahrers vorgesehen werden. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist das gesamte Aufprallrückhaltesystem (1) mit Gasgenerator (13), Gasfilter (15), Aufprallfangkissen (2), usw. in bekannter Weise in der Nabe (10) des Lenkrades (11) gelagert.

Solange keine Aktivierung des Aufprallfangsystems (1) erfolgt, liegt das Fangkissen (2) zusammengefaltet und geschützt unter der Lenkradabdeckkappe (12). Sobald der pyrotechnische Gasgenerator (13) gezündet und Gasdruck produziert wird, bricht die Abdeckkappe (12) auf und das Aufprallfangkissen (2) wird aus seiner Ruhelage in Richtung zum Fahrzeuginsassen (9) zur Entfaltung gebracht. In der Anfangsphase des Entfaltungsvorganges entsteht im Fangkissen (2) Unterdruck, da das Herausschleudern des Fangkissens (2) mit solcher Geschwindigkeit erfolgt, daß die vom Gasgenerator gebildete Gasmenge nicht ausreicht, um das entstandene Volumen sofort auszufüllen.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Wand (5) des Aufprallfangkissens (2) im Bereich der Gasausströmöffnung (3), wie in Fig. 4 beispielsweise dargestellt, wird gewährleistet, daß bei Unterdruck im Aufprallfangkissen (2) die Klappen (7) in Richtung zum Fangkisseninneren schwingen können, wie in Fig. 5 beispielsweise dargestellt ist.

Infolgedessen kann sauerstoffreiche Umgebungsluft in das Fangkissen und damit in den Bereich eines Gasfilters (15) gelangen und somit einen katalytischen Umwandlungsprozeß des Treibgases fördern.

Fig. 1 zeigt das Aufprallfangkissen (2) in aufgeblasenem Zustand. Der Fahrzeuginsasse (9) befindet sich in Bewegung auf das Aufprallfangkissen (2), es hat jedoch noch kein Kontakt stattgefunden. In dieser Phase sind die Klappen (7) teilweise geöffnet, beim Auftreffen des Fahrzeuginsassen auf das Aufprallfangkissen erhöht sich der Innendruck und die durch die Absorption der Aufprallenergie verdrängte Gasmenge strömt durch die nun voll geöffnete Gasaustrittsöffnung (3) in den Fahrzeuginnenraum. Durch Ausgestaltung der Klappen (7) gemäß Fig. 6 kann das Öffnungsverhalten entsprechend den Druckverhältnissen optimiert werden. Die zur wirkungsvollen Dämpfung eines Aufpralles erforderlichen geometrischen und materialseitigen Parameter der Gasaustrittsöffnung werden durch Testreihen ermittelt. Nach Beendigung des Aufprallvorganges schließen sich bedingt durch den absinkenden Innendruck die Klappen (7) und halten somit die im nun erschlafften Aufprallfangkissen verbliebene Restgasmenge zurück. Diese konstruktive Gestaltung gewährleistet eine deutlich längere Arbeitsfähigkeit des Rückhaltesystems als konventionelle Ausführungen.

Als bevorzugte Anordnung zeigt Fig. 4 einen Ausschnitt der Fangkissenwand mit der Gasausströmöffnung (3), der Durchbrüche (4), der Verbindungsspalte (6) und der durch sie bestimmten Klappen (7). Bei dieser bevorzugten Ausführung sind die Durchbrüche (4) an den Ecken eines imaginären Quadrates zueinander positioniert, wobei je zwei der kreisförmigen Durchbrüche (4) mit überkreuz verlaufenden Spalten (6) miteinander verbunden sind. Diese Spalten (6) können jedoch auch in einer anderen als der dargestellten Konfiguration ausgebildet sein, beispielsweise können sie halbkreisförmig nach außen verlaufend je zwei Durchbrüche miteinander verbinden, siehe Fig. 7.

Wesentlich ist, daß jeweils klappenförmige Wandbereiche ausgebildet werden. Entsprechendes gilt auch für die Anzahl und Anordnung der Durchbrüche (4) zueinander.

Claims (7)

1. Aufprallrückhaltesystem für Insassen von Kraftfahrzeugen, mit einem Gaserzeugungs­ system, daß an einer geeigneten Stelle im Kraftfahrzeuginnenraum angeordnet ist, mit einem aufblasbaren Aufprallfangkissen aus einem beschichteten oder unbeschichteten Gewebe, welches mit dem Gaserzeugungssystem verbunden ist. Am Gasgenerator kann ein Gasreinigungssystem angeschlossen sein.
Das Aufprallfangkissen ist im Bereich der Verbindung mit dem Gaserzeugungssystem einlagig oder mehrlagig ausgebildet und mit einer in der Wand des Aufprallfangkissens angeordneten Gasaustrittsöffnung versehen.
Das System ist dadurch gekennzeichnet, daß die Gasaustrittsöffnung (3) gebildet wird durch zwei oder mehrere, vorzugsweise vier mit Abstand voneinander angeordnete kreisringförmige Durchbrüche (4) mit im Vergleich zur Gasaustrittsöffnung (3) kleinem Durchmesser.
Diese Durchbrüche (4) sind mittels eines oder soweit erforderlich mehrerer, die Fangkissenwand (5) durchtrennender schmaler Spalten (6) in zweckdienlicher Weise derart miteinander verbunden, daß in der Fangkissenwand (5) Klappen (7) gebildet werden, die in Abhängigkeit vom Druckverlauf im Aufprallfangkissen (2), in bezug auf ihre Ausgangslage frei schwingen können.

2. Aufprallrückhaltesystem für Insassen von Kraftfahrzeugen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrüche (4) in symmetrischer oder unsymmetrischer Lage zueinander angeordnet sind.

3. Aufprallrückhaltesystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der mehrlagige Wandbereich des Aufprallfangkissens (2) beispielsweise in Form einer oder mehrerer Kreisscheiben, Ringscheiben oder Ringscheibensegmente ausgebildet ist.

4. Aufprallrückhaltesystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der mehrlagige Wandbereich in Form eines U-förmigen Bandes ausgebildet ist, oder daß das U-förmige Band in mehrere benachbarte Segmente gegliedert ist.

5. Aufprallrückhaltesystem nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasaustrittsöffnung (3) wahlweise im mehrlagigen oder einlagigen Wandbereich des Aufprallfangkissens angeordnet ist.

6. Aufprallrückhaltesystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß wahlweise eine oder mehrere Gasaustrittsöffnungen (3) vorgesehen sind.

7. Aufprallrückhaltesystem nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrlagigkeit der Klappen (7) von der Basis zum freien Ende abnimmt.