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Hintergrund
der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft einen Airbag, bei dem die Entfaltung (Entwicklung)
auf eine gewünschte Richtung
beschränkt
ist, und insbesondere auf einen Airbagaufbau zur Steuerung der Entfaltungsentwicklungsrichtung
wie eine obere Richtung oder andere Richtung, um einen Insassen
in einem Fahrzeug im Fall eines Aufprallunfalls zu schützen.
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Stand der
Technik
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Allgemein
wurde ein Airbagsystem in einem Fahrzeug montiert, um Insassen im
Fall eines Front- oder Heckaufpralls zu schützen. Das Airbagsystem wird
typischerweise derart betrieben, dass unmittelbar durch einen Gasgenerator
als Reaktion auf einen Aufprallssensor bekannter Form erzeugtes
Gas in einen Airbag während
des Aufpralls einströmt,
wodurch es die Insassen davor bewahrt, gegen die Fahrzeugkonstruktion
oder Teile geschleudert zu werden.
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Solche
Airbagsysteme sind dafür
vorgesehenen, verschiedene Einbaupositionen und Anordnungen für den Insassensitz
zu haben, oder wenn sie als Rückhaltesystem
für den
Fahrer benutzt werden, in einem Lenkrad montiert zu werden. Beispielsweise wird
ein Insassenairbagsystem zwischen dem Armaturenbrett und der Spritzwand
montiert, und dieser Typ wird weiter unterschieden in untere, mittlere
und obere. Der obere Typ wird an der Unterseite des Armaturenbretts
montiert, um den Airbag von der unteren Positionen zur oberen Position
zu entfalten. Der mittlere Typ wird im mittleren Abschnitt des Armaturenbrett,
um den Airbag vor den Insassen hin zu entfalten und der unteren
Typ auf dem unteren Abschnitt des Armaturenbretts montiert, um den
Airbag von der oberen Position zu der unteren Positionen zur entfalten,
um hierdurch den Insassen zurückzuhalten.
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Es
ist mit dem Sachgebiet vertrauten Personen gut bekannt, dass die
verschiedenen Airbagsysteme ernsthafte Auswirkungen auf die Sicherheit
des Insassen haben, darauf basierend wie sie den Inhaber des Sitzes
zurückhalten.
Deshalb wird von einem Airbagsystem, insbesondere einem Airbag gefordert, sich
in Aufbau und Gestalt zu unterscheiden, um effektiv den Insassen
entsprechend seiner Einbauposition zu schützen, und ebenso sollte der
Aufbau eines Gasgenerators geändert
werden. Im Hinblick auf diese Punkte ist bekannt, dass Airbags in
ihrem Aufbau (Konfiguration) verändert
werden sollten.
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Dabei
sei, um ein Beispiel eines Airbags zu erläutern, das Airbagsystem einschließlich des
Beispiel-Airbags unter dem Armaturenbrett mit einem Gasgenerators
montiert, wie in 1 und 2 dargestellt.
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Das
Airbagsystem gemäß 1A umfasst einen
Gasgenerator 14, der in einem Raum angeordnet ist, der
um eine an einem nicht dargestellten Querelement befestigten Haube 2 herumgelegt
ist, eine Spritzwand 4, die an dem Querelement befestigt
ist, ein Armaturenbrett 6 und ein Airbagkissen 18,
das mit dem Gasauslassabschnitt des Gasgenerators 14 verbunden
ist. An beiden Oberseiten des Armaturenbretts) ist eine Frontscheibe 8 an
nicht dargestellten Säulen
montiert. Der Gasgenerators 14 ist in einem Gehäuse 12 montiert,
das geeignet an der Spritzwand 4 befestigt ist, und umfasst
einen Zünder,
der elektrisch mit einer elektronischen Steuereinheit (ECU) verbunden
ist. Ein Expansionsabschnitt 12a ist so ausgebildet, dass
er sich von dem oberen Abschnitt des Gehäuses 12 erstreckt,
ein Diffusor 16 ist in dem Expansionsabschnitt 12a angeordnet
und umfasst eine Mehrzahl von darin geformten Auslassöffnungen.
Ein Airbagkissen 18 ist an dem oberen Abschnitt des Diffusors 16 in
entleertem, gefalteten Zustand befestigt. Das Airbagkissen 18 wird
typischerweise durch den Gasdruck aus dem Gasgenerator 14 aufgeblasen,
um einen Insassen vor sekundären
Stößen bei
einem Aufprall zu bewahren, und umfasst eine Gaseinlassöffnung oder
Mund 18a und einen Ballonabschnitt 18b, die miteinander
vernäht sind.
Das Airbagkissen 18 umfasst Auslassöffnungen 18c, die
an beiden Seiten ausgebildet sind, um ein Übertragung eines übermäßigen Gasaufblasdrucks auf
den Insassen während
der Erzeugung des Gasaufblasdrucks zu vermeiden. Das Airbagkissen 18 umfasst
weiter Gurte 19 und 19a, die in eine Längsichtung
mit einer festgelegten Länge
und Breite ausgebildet sind, um dessen Aufblasen zu begrenzen und
es genau in eine festgelegte Richtung zu entfalten.
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Daher
erlaubt das Airbagsystem, dass ein Signal aus dem ECU zu dem Gasgenerator 14 geführt wird,
so dass das Airbagkissen 18 den aus dem Gasgenerator 14 erzeugten
Gasdruck sofort erfährt,
und dann leiten die Gurte 19 und 19a das Aufblasgas
entlang ihrer Längsrichtung
ein, um dadurch die Passagiere zurückzuhalten.
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Ein
Airbag wird normalerweise am Anfang des Aufblasens einer exzessiven
Gaseinströmsituation
ausgesetzt. Das Airbagkissen 18 expandiert zunächst und
läuft nach
oben gegen die Windschutzscheibe 18, wobei die weitere
Ausbreitung in dem in 2A dargestellten Moment gestoppt
wird. Sodann wird der Ballonabschnitt 18b entlang der Windschutzscheibe 18 zum
Innenraum eines Fahrzeugs entfaltet, wie in 2B dargestellt,
und aufgeblasen basierend auf der Gaseinströmungs-Leitung der Gurte 19 und 19a wie
in 2C dargestellt.
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Jedoch
hat der Airbag ein Problem, den Insassen zurückzuhalten, falls eine ernsthafte
Exzentrizität
in der Ausblasrichtung des Gases auftritt.
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Angesichts
dieses Problems ist es sehr wünschenswert,
wenn der Insasse oder Fahrer in optimalem Zustand zurückgehalten
wird unabhängig
von dem Platz, an dem der Airbag montiert ist. Das rechtzeitige
Zurückhalten
bzw. Einschränken
der Entfaltungsrichtung des Airbags in eine festgelegte Richtung
ist eine sehr wichtige Anforderung.
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Typisch
offenbart das US Patent Nr. 5,382,048 technisch einen Airbag, der
sich mehr nach unten entfaltet und mehr in einem gewissen Sinn in
Richtungen des Mittelabschnitts oder Torsos des Fahrzeuginsassen,
sich jedoch im Wesentlichen auf einen Faltungsaufbau für einen
Airbag bezieht.
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Ein
in dem Patent offenbartes, gefaltetes Airbagkissen umfasst einige
Faltungen, um sich mehr nach unten zum Mittelabschnitt des Insassen
zu entwickeln. Wenn sich die Airbagkissenentfaltung entwickelt,
drückt
gespeichertes Druckgas jede Falte eine nach der anderen auf, bis
das Airbagkissen voll entfaltet ist. Da die Faltungen für das aufblasende Druckgas
schwer aufzudrücken
sind, reduziert dies die Geschwindigkeit des Kissens, wenn es sich
entfaltet.
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Der
Faltungsaufbau des Airbagkissens umfasst eine obere Falte und eine
untere Falte jeweils in einer Längsrichtung,
um die Mitte des Gewebes in Richtungen deren Öffnung zurückzuziehen und bildet sodann
einer Rolle, bei der in Bezug auf die Rolle die obere Falte länger ist
als die untere Falte.
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Weil
jedoch das Airbagkissen so konstruiert ist, dass die Entfaltungsrichtung
entsprechend dem Verfahren der Faltenvernähung zu bestimmen ist, bewirkt
dies Exzentrizität,
so dass es von der festgelegten Krümmung abweicht, wenn Druckgas
in eine rechtwinklige Richtung ausbläst. Mit anderen Worten, das
Airbagkissen wird unvermeidbar exzentrisch durch den momentanen
Gasausstoß,
obwohl die festgelegten Falten gebildet sind und mit Bezug auf diese
verstaut sind. Tatsächlich
begrenzt die untere Falte irgendwie die Entfaltung des Airbagkissens
begleitet von einem Reduktionseffekt der Kissenkapazität, steuert
jedoch nicht die Gasausstoßrichtung,
die der momentanen Blähung
der Airbagkissenrolle folgt. Daher hat der Airbag das Problem, dass
die Gasausstoßrichtung
nach unten geleitet wird, jedoch die grundsätzliche Situation darin versagt,
die Entfaltungsrichtung zu steuern.
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Mit
Blick auf diese Punkte ist es wünschenswert,
dass der Gasausstoß direkt
in eine bestimmte Richtung gelenkt wird. Ebenso ist es wünschenswert, dass
ein Airbagkissen auf allgemeine Art gefaltet werden kann, ohne die
ihm eigene Gestalt zu ändern.
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Dementsprechend
ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine Airbagstruktur mit zumindest
zwei Kammern vorzusehen, um die Menge des Gasausstoßes einzustellen
und die Entfaltungsrichtung zu steuern.
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Eine
weitere Aufgabe der Erfindung ist es, einen Airbagaufbau mit zumindest
zwei Kammern vorzusehen, bei denen zumindest zwei Haltegurte in
diesen entlang einer festgelegten Entfaltungsrichtung angebracht
sind, deren eine Seite an derselben Stelle beieinander liegend vernäht ist und
deren andere Seite wiederum in jeder festgelegten Höhe vernäht ist.
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Eine
weiter Aufgabe der Erfindung ist es, einen Airbagaufbau mit zumindest
zwei Kammern vorzusehen, bei der zumindest zwei Haltegurte selektiv oder
vollständig
mit einem über
eine festgelegte Länge
gefalteten Saum verbunden sind und aus demselben Gewebe wie das
Airbagkissen hergestellt sind, zum Steuern der Entfaltungsrichtung
ohne dessen eigene Gestalt zu verändern.
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US 5,306,043 bezieht sich
auf einen Airbag, der aus einer einzigen durchgehenden Schleife
aus flexiblem Airbagmaterial gebildet ist. Der Airbag umfasst eine
gekrümmte
Falte, die es dem Airbag erlaubt, sich um ein Fahrzeugarmaturenbrett
zu biegen, wenn er entfaltet wird. Die Falte kann an der Gegenseite
des Airbags angegurtet sein.
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US 5,513,877 diskutiert
einen Airbag mit einem oberen und unteren Lappen. Die Lappen sind durch
einen Haltegurt getrennt. Der Haltegurte kann ein festes Panel mit
Abständen
entlang den Seiten sein. Wenn der Airbag entfaltet wird, bestimmt
dieses den unteren Lappen und steuert ebenso die Entfaltung des
oberen Lappens.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Ein
erfindungsgemäßer Airbagaufbau
wird bestimmt durch den beigefügten
Anspruch 1.
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Erfindungsgemäß weist
ein Airbagaufbau eine erste Kammer für die Steuerung der anfänglichen
Entfaltungsrichtung eines Airbagkissens und eine zweite Kammer einschließlich einer
Mehrzahl von in einer gewünschten
Entfaltungrichtung ausgebildeten Kammern auf, wenn das Airbagkissen
sequentiell entfaltet.
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Bei
dem Airbagaufbau weist die erste Kammer einen Haltegurte, der an
einer Seite mit einem Saum verbunden ist, der in deren oberen Abschnitt
in einem festgelegten Bereich gefaltet ist und jeweils in den anderen
in der zweiten Kammer ausgebildeten Kammern einen Haltegurt auf,
der mit einem Saum oder einer Falte verbunden ist, die wiederum
in einer bestimmten Höhe
an dem Airbagkissen gefaltet oder genäht ist, auf.
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Daher
ermöglicht
es die Erfindung, bei einem Airbagkissen die anfängliche Entfaltungsrichtung
zu bestimmen und dann die Richtung der nachfolgenden Entfaltung
zu steuern und hierdurch wirksam einen Insassen zurückzuhalten.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Die
Erfindung wird nun im Detail mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen
beschrieben, bei denen:
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1 ein herkömmliches Airbagsystem montiert
in einem Fahrzeug zeigt, wobei 1A eine Ansicht
ist, die den oberen Montagezustand des Airbagsystems für einen
Insassen eines Vordersitzes zeigt und 1B eine
Ansicht ist, die den Verbindungsaufbau eines Airbags und eines Gasgenerators
erläutert,
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2 die Arbeitsweise eines herkömmlichen Airbags
zeigt, wobei 2A eine Ansicht ist, die die Arbeitsweise,
bei der ein Airbag gegen eine Windschutzscheibe in einem anfänglichen
Schritt entfaltet wird, zeigt, und 2B eine
Ansicht ist, die die Arbeitsweise des sich kontinuierlich entlang
der Windschutzscheibe entfaltenden Airbags zeigt, und 2C eine
Querschnittsansicht ist, die den Zustand des voll entfalteten Airbags
nahe der Windschutzscheibe zeigt,
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3A eine
Perspektiveansicht ist, die den Zustand der Montage eines Airbagaufbaus
auf der Mündung
eines Gasgenerators entsprechend einem Beispiel zeigt, das für das Verständnis der
Erfindung nützlich
ist,
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3B eine
Perspektiveansicht ist, die den Zustand der Verbindung eines Airbagaufbaus
mit einem Gasgenerator entsprechend der Erfindung zeigt, und
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4A, 4B und 4C Querschnittsansichten
sind, die den Entfaltungsvorgang eines Airbagaufbaus erläutern.
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Detaillierte
Beschreibung der Erfindung
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3A zeigt
einen für
das Verständnis
der vorliegenden Erfindung nützliche
Airbagaufbau. Ein Airbagaufbau ist auf der Mündung eines Gasgenerators montiert.
Der Airbagaufbau 100 bildet ein Airbagkissen 110 während der
Entfaltung und umfasst eine Mehrzahl von Kammern, bei denen das
Airbagkissen 110 typischerweise in eine Einlasskammer 101 neben
dem Gasgenerator und eine Ballonkammer 102 zur Steuerung
der Entwicklungsrichtung aufgeteilt ist.
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Die
Einlasskammer 101 ist dafür vorgesehen, passend die gegenwärtige Einlassöffnung 103 für das Gas
aus dem Gasgenerator zurückzudrücken. Die
Gaseinlassöffnung 103 ist
in dem unteren Abschnitt der Einlasskammer 101 derart ausgebildet, dass
sie an einem sich vergrößernden
Abschnitt 12a des Gasgenerators 14 befestigt ist,
sodass das aus einem Diffusor 16 strömende Gas hierin eingeleitet wird.
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Ein
Haltegurt 104 ist an einer Seite des unteren Abschnitts
vernäht
und mit einem Saum 105 verbunden, so dass die Einlasskammer 101 gebildet wird.
Der Saum 105 ist längs
an dem Airbagkissen gefaltet, so dass er eine festgelegte Breite
aufzuweist, und an beiden Seiten vernäht, so dass beide Seiten in
der Entfaltungsrichtung auf der Faltung des Airbagkissen 110 angeordnet
und ausgewählt
sind, in einer festgelegten Richtung bei der Entfaltung des Airbagkissens 110 die
Bewegung des Gasausstoßes sofort
zu blockieren, ebenso wie die Entfaltungsrichtung des Airbagkissens 110 zu
steuern. Der Haltegurt 104 ist an einer Seite an dem Auslassboden
der Öffnung 103 und
an der anderen Seite an dem Saum 105 befestigt. Dadurch
gibt, wenn das Airbagkissen 110 gerade entfaltet wird,
der Saum 105 einen unmittelbaren Widerstand gegen den Gasausstoß auf den Haltegurt 104.
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Die
Ballonkammer 102 umfasst eine festgelegte Anzahl, beispielsweise
zwei, Haltegurte 106 und 107, die in Längsrichtung,
wie in der Zeichnung dargestellt, angeordnet sind. Die Haltegurte 106 und 107 sind
mit einer Seite an der unteren Seite mit dem Haltegurt 104 vernäht und sind
mit der anderen Seite wiederum mit einer in einer festgelegten Höhe entlang
der Entfaltungsrichtung des Airbagkissens 110 gebildeten
Falte vernäht
oder verbunden.
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Andererseits
können
die Haltegurte 106 und 107 auch mit den anderen
Seiten mit der Falte nicht vernäht
sein. Die Haltegurte 106 und 107 können das ausströmende Druckgas
durch ihre beiden Seiten in die Ballonkammer 102 verteilen,
um die Entfaltungsrichtung zu steuern.
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Andererseits
können
die Haltegurte 104, 106 und 107 eine Öffnung jeweils
oder selektiv an ihrer festgelegten Stelle ausgebildet aufweisen,
um bei Bedarf unterschiedliche Flächen zu haben. Die Haltegurte 106 und 107 können an
der anderen Seite mit einem auf einer festgelegten Höhe entlang
der Entfaltungsrichtung des Airbagkissens 110 ausgebildeten Saum
verbunden sein, wie der Haltegurte 104, um eine Mehrzahl
von Kammern zu bilden. Entlastungsöffnungen 108 sind
an festgelegten Stellen an beiden Seiten der Ballonkammer 102 ausgebildet,
um den Gasausströmdruck
zu entlasten. Dadurch können
die Haltegurte 104, 106 und 107 die Entfaltungsrichtung des
Airbagkissens 110 bei einem Aufprall effektiv steuern.
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Mit
Bezug auf 3B wird ein Airbagaufbau 100 entsprechend
der Grundidee der Erfindung erläutert.
Hierbei sind dieselben Elemente der 3A mit
denselben Bezugszeichen benannt, so dass ihre detaillierte Erläuterung
weggelassen ist.
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Eine
Einlasskammer 101 ist etwas abweichend von der der 3A mit
Bezug auf ihren Aufbau, ist jedoch lediglich abweichend in Bezug
auf das Montageverfahren des Airbagaufbaus 100. Die Einlasskammer 101 ist
dazu vorgesehen, einen Gasgenerator 111 aufzunehmen. Nachstehend
wird angemerkt, dass der Gasgenerators 111 an einem festgelegten
Platz im Innenraum eines Fahrzeugs zusammen mit der Einlasskammer 101,
beispielsweise ein Gewebe, montiert werden sollte. Der Airbagaufbau 100 wird
wie folgt hergestellt:
Angenommen, dass ein Airbagkissen 110 gebildet aus
Geweben a, b, c und d sich im Herstellungsprozess befindet. Das
Gewebe a ist eine ebene Fläche. Das
Gewebe b hat eine Falte 105, um einen Saum 112, ein Einlasskissen 113 und
ein Ballonkissen 114 in Bezug auf die Falte 105 wie
unten beschrieben zu bilden. Das Gewebe c umfasst einen Befestigungsabschnitt 116 hergestellt
aus demselben Gewebe wie das Airbagkissen 110, der mit
der Falte 105 vernäht ist.
Der Befestigungsabschnitt 116 ist in einem offenen Zustand
dargestellt, jedoch verbunden mit einem rückseitigen Bolzen des Gasgenerators 111 (nicht dargestellt)
um den Gasgenerator 111 aufzunehmen. Das Gewebe d umfasst
den Saum 112, der in Längsrichtung
gefaltet ist und so eine festgelegte Breite aufzuweist und entlang
beider Seiten seiner gefalteten Abschnitte vernäht ist. Daher bildet der Befestigungsabschnitt 116 eine
weitere Einlasskammer 101' auf
der Expansionslinie, verbunden mit dem Einlasskissen 113.
Andere Abschnitte des Airbagkissens 110, die nicht erläutert sind,
sind die gleichen wie der Aufbau der 3A.
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Das
Airbagkissen 110 erlaubt dem Befestigungsabschnitt 116 den
Gasdruck bezüglich
des Haltegurts 104 in dem Ausführungsbeispiel der 3A aufzunehmen,
als erstes während
des Arbeitens des Gasgenerators 111, jedoch ist die Entwicklung
der Entfaltung des Ballonkissens 114 ähnlich zu der der 3A.
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Andererseits
ist der Airbagaufbau 100 mit Bezug auf den Gaseinlassabschnitt
auf eine Art gefaltet, dass die Einlasskammer 101 an einer
unteren Positionen in Längsrichtung
mit Bezug auf den Gasgenerators angeordnet ist und sodann die Ballonkammer 102 auf
festgelegte Weise gefaltet wird ohne Rücksicht auf ihre gefaltete
Gestalt. Die gefaltete und auf dem Gasgenerator angeordnete Airbagstruktur 100 wird
an einer festgelegten Stelle eines Fahrzeugs, beispielsweise im
Armaturenbrett, montiert und wie in 4 dargestellt
eingesetzt. Hierbei wird angemerkt, dass der Montageort des Airbagaufbaus 100 nicht
auf das Armaturenbrett begrenzt ist. Die gleichen Elemente werden
mit denselben Bezugszeichen wie oben beschrieben bezeichnet.
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Wie
in 4A dargestellt entfaltet sich, wenn der zwischen
dem Armaturenbrett 2 und der Spritzwand 4 montierte
Gasgenerator 111 betätigt wird,
die Einlasskammer 101 in einer Gasausstoßrichtung
derart, dass das Einlasskissen 113 nach oben aufgeblasen
wird, wobei der Haltegurt 104 bestimmt ist, die Einlasskammer 101 und/oder 101' zu bilden.
Die Einlasskammer 101 ist begrenzt auf den Raum durch die
Falte oder den Saum 105, und ihre Entfaltungsrichtung wird
durch den Haltegurt 104 gesteuert, der dadurch das Anschlagen
des Einlasskissens 113 gegen die Windschutzscheibe verhindert und
das ausgestoßene
Gas in den Frontabschnitt der Ballonkammer 102 einleitet.
Sodann verbreitet sich wie in 4B dargestellt
das aus der Einlasskammer 101 eingeleitete Druckgas entlang
der Richtung aus, in der die Haltegurte 106 und 107 in
der Ballonkammer 102 angeordnet sind. Nachfolgend wird
das Airbagkissen 110 zu einem Insassen hin wie in 4C dargestellt
aufgeblasen.
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Wie
oben beschrieben unterscheidet die Erfindung eine Mehrzahl von Kammern
durch ihre Funktionen, um die Entfaltungsrichtung eines Airbagkissens
in vielen Schritten zu steuern, so dass die Exzentrizität in Bezug
auf die Gasausstoßrichtung
in der Folge korrigiert wird, um die Bewegungen auf einen gewünschten
Bereich eines Insassen hin zu begrenzen.