WO2008019726A1 - Rückhaltesystem - Google Patents

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WO2008019726A1
WO2008019726A1 PCT/EP2007/005558 EP2007005558W WO2008019726A1 WO 2008019726 A1 WO2008019726 A1 WO 2008019726A1 EP 2007005558 W EP2007005558 W EP 2007005558W WO 2008019726 A1 WO2008019726 A1 WO 2008019726A1
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WO
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restraint system
support structure
gas
support structures
restraint
Prior art date
Application number
PCT/EP2007/005558
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English (en)
French (fr)
Inventor
Lutz Quarg
Friedrich Reiter
Clark Rüdebusch
Andreas Hirth
Original Assignee
Daimler Ag
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Publication date
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Priority to CN200780030396.2A priority patent/CN101506005B/zh
Priority to US12/377,573 priority patent/US8998252B2/en
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60RVEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R21/00Arrangements or fittings on vehicles for protecting or preventing injuries to occupants or pedestrians in case of accidents or other traffic risks
    • B60R21/02Occupant safety arrangements or fittings, e.g. crash pads
    • B60R21/16Inflatable occupant restraints or confinements designed to inflate upon impact or impending impact, e.g. air bags
    • B60R21/23Inflatable members
    • B60R21/231Inflatable members characterised by their shape, construction or spatial configuration
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60R21/23Inflatable members
    • B60R21/231Inflatable members characterised by their shape, construction or spatial configuration
    • B60R2021/23115Inflatable members characterised by their shape, construction or spatial configuration with inflatable support compartments creating an internal suction volume

Definitions

  • the invention relates to a restraint system for a motor vehicle according to the features of the preamble of claim 1.
  • inflatable restraint systems such as driver or passenger airbags are well known.
  • the airbag is folded up in a storage position. If an accident is detected, the airbag is pyrotechnically filled with gas, so that it unfolds abruptly on the vorverlagernden occupant.
  • the gas cushion quickly reaches its effective volume.
  • gas for example pyrotechnic
  • occupant and / or vehicle parameters have recently been evaluated in order, for example, to prevent the gas bag from developing to full size by gas volume reduction in the case of so-called "out-of-position" of the occupant conceivable load cases and the relatively costly control technology. Therefore, efforts are increasingly being made to develop so-called self-regulating systems that can adjust themselves to the corresponding load cases.
  • German Offenlegungsschrift 2 302 737 has disclosed a restraint system comprising a two-layered gas bag, in which the gas is conducted only between the two layers, so that there is no complete gas cushion, but rather a spherical ring-shaped supporting structure. The unfolding of the support structure takes place in the transverse direction of the adjoining gas cushion.
  • EP 0589 059 B1 shows that, when unfolding the two-layer gas bag, it is necessary to suck ambient air into the interior in order to overcome the negative pressure.
  • GB 1 420 226 A shows a restraint system for a motor vehicle in that a tubular support structure is provided in the interior of the two-layered gas cushion, whose longitudinal extent in the inflated, ie active, state exceeds the dimensions of the transverse extent.
  • the support structure unfolds due to their special geometry mainly in the direction of their longitudinal extent.
  • the principle of the restraint system according to the invention is based on the fact that the unfolding is effected by one or more support structures which can be filled with gas from a gas pressure source, while the retention is ensured by the carrying volume enveloped by flexible support structures. If the restraint system is activated, only the support structures, for example pyrotechnic, are filled with gas. When deploying or erecting the support structures flexible support structures are clamped, which envelop a carrying volume. The carrying capacity is formed due to the rapid deployment of the system by sucking in ambient air and is sufficient to withhold the occupants.
  • the support structure may be an airbag fabric, a net or similar flexible fabric.
  • An advantage of the invention is that only a gas pressure source must be provided for filling the support structures gas.
  • the support structures can be stopped with only small forces due to the small volume of gas during deployment. This means that in "out of position" of the occupant, the deployment of the affected support structure is easier stopped or obstructed or deflected without undue stress on the occupant, while other support structures can continue to unfold, so that the flexible support structures spanned and thus Nevertheless, the carrying capacity can be formed so far that a retention effect occurs.
  • a support structure is provided according to claim 2, which is designed substantially tubular.
  • the support structure can be stopped by low forces during deployment, which can be done for example by kinking. Due to the special geometric shape of the support structure, namely by a longitudinal extent exceeding the cross-section, the stability that it would have at full deployment, and / or the final volume or the final extent is not reached when hitting an obstacle during deployment. Due to their elongated design, the support structure behaves differently stable during deployment.
  • a support structure may be formed as a pilot tube, which is first filled after activation with the gas of the gas pressure source.
  • the pilot hose does not necessarily have to be tubular. It can also be e.g. assume the shape of a tetrahedron.
  • the pilot tube is in registration with a predetermined breaking line / point below the airbag cover.
  • the pilot tube takes its cross-section abruptly in a limited but very effective to the opening area, so that the airbag flap can be pressed with less gas and escape the restraint system. This requires less energy to open the flap. The load can be lowered.
  • outflow and / or inflow openings can be provided in the restraint system, which allow, depending on the load case, the inflow of ambient air or the discharge.
  • the restraint system can be designed to be self-regulating. That is, depending on the particular load case, the cross section of the outflow and / or the inflow openings adapts via the extent of the restraint system.
  • the opening cross section can be opened or closed, for example by means of a slider.
  • the connection between slide and support structures can be done for example via cables or tethers.
  • this contact surface and thus the seal in persons with a larger volume (and thus usually larger weight) larger, so that in this way a stronger retention effect is achieved.
  • the contact surface and thus the retention effect is also increased by a greater immersion of the occupant in the airbag.
  • This principle also allows a different air bag damping for strapped and unguarded passengers, since in unguarded case, the occupant will dive less strongly in the airbag.
  • outflow openings are formed as perforations, that is to say as many small openings, as for example in the case of a fabric net, a projection surface corresponding to the dimensions of the occupant can be closed. With many small outflow openings, the reproducibility of the results increases on average.
  • a gas pressure source in particular a gas generator, with only small dimensions is necessary, so that the restraint system can be in its storage position in the roof area.
  • the usually housed in the steering wheel or in the cockpit area airbags could then be eliminated in favor of restraint systems that can be accommodated in the roof frame area to save space and unfold diagonally from above towards the occupant.
  • the advantage would be that no distinction between driver and passenger airbag must be made.
  • Equivalent restraint systems can be provided for the driver as well as for the front passenger or even rear passengers.
  • At least one of the support structures extends at least partially into coverage of a hard structure, such as a support column. It is also possible to provide a support structure that unfolds between the occupants as an interaction bag.
  • the one-piece-woven technique is recommended. This technique is characterized by the fact that on one and the same device, if necessary, double-layered for the inflatable support structures and single-layered for the flexible fabrics or a three-dimensional structure can be woven.
  • the gas flowing into the support structure can be redistributed to other adjacent support structures or into the environment with the aid of redistribution means. It is also conceivable that the internal pressure generated by the afterflow is reduced in the support structure by a cross-sectional increase of the support structure. This can be done so that tear seams fail at a certain pressure, so that the support structure in its transverse direction can enlarge. It is also conceivable a pressure relief valve that opens when an excessive internal pressure is reached.
  • the gas can be utilized in the support volume enveloped thereby for the retention effect.
  • the gas in the carrying volume that serves to restrain occupants may be heated by means of a heating device (e.g., a squib or a small gas generator stage that generates heat and possibly a small volume of gas).
  • a heating device e.g., a squib or a small gas generator stage that generates heat and possibly a small volume of gas.
  • Fig. 1 shows a support structure shortly after activation of a
  • FIG. 3 shows the support structure according to FIG. 1 in the completely unfolded state
  • FIG. 4 shows a restraint system with a complex one
  • FIG. 6 shows a restraint system in a further embodiment with a complex support structure
  • FIG. 7 shows a restraint system according to FIG. 5 when hitting an obstacle.
  • Fig. 5 two interconnected by a flexible sheet supporting structures.
  • Figures 1 to 3 show a schematic side view of a support structure 1, which is rolled up in the deactivated state. Alternatively, a zigzag folding or other folds is possible.
  • the length L of the support structure in the active state substantially exceeds the dimensions of the cross section Q. It is irrelevant which cross-sectional shape has the support structure 1.
  • the support structure 1 is extremely unstable with respect to acting transverse forces, so that when hitting the obstacle of the not yet unfolded portion is simply clamped at the designated 6 position.
  • the support structure does not achieve the stability it would have at full deployment and / or the final volume or extent so that the load values on the occupant are substantially reduced.
  • the support structure 1 can be deflected (compare FIG. 2b). Again, during deployment, the support structure does not achieve the stability it would have upon complete deployment.
  • Figures 1 to 3 show the basic operation of a single support structure. Only in conjunction with flexible support structures, the restraint system unfolds its full retention effect. This will be explained in more detail below with reference to Figures 4 to 7.
  • FIG. 4 shows a restraint system 8 in its retaining position, which comprises a plurality of support structures 1 and flexible support structures 7 connecting them to one another.
  • the restraint system 8 has its own
  • support structures 11 are provided, which are fluidly connected to each other via a transverse support structure 12. Between the support structures 11 and 12 are flexible support structures 7, in particular flexible sheets, clamped. As a result, the flexible supporting structures 7 envelop a cuboid carrying volume 13 -in this case. It goes without saying that the external shape of the carrying volume 13 is dependent on the spatial profile of the supporting structures and the supporting structures.
  • the support structures 11 When unfolding the restraint system 8, first the support structures 11 are filled with gas, so that they straighten up and the gas in the direction of arrow G in the transverse support structures 12 can flow. As a result, the flexible support structures 7 are clamped between the support structures 11, 12 and the carrying volume 13 is enveloped. The ambient air necessary for the retention effect is sucked into the interior of the restraint system 8 via corresponding inflow openings. The resulting negative pressure inside the restraint system 8 causes a rapid intake of ambient air, so that no additional pressure source is necessary.
  • the gas can be heated or supplemented by means of a heating device (eg a squib or a small gas generator stage which generates heat and possibly a small gas volume), so that the gas expands abruptly and thus the internal pressure increases.
  • a heating device eg a squib or a small gas generator stage which generates heat and possibly a small gas volume
  • FIG. 6 A second embodiment is shown in FIG. 6. Like reference numbers indicate like components. Different versions are marked with apostrophe.
  • the support structures 11 ' are filled according to arrow G with gas from a gas pressure source. Of the support structures 11 ', the gas flows into the transverse support structures 12'. By erecting the support structures 11 ', 12', the flexible support structures 7 'are stretched again, so that the carrying volume 13' is formed. Of particular importance are the support structures 11 'extending beyond the transverse support structures 12'. By these projecting sections IIa lateral supports can be formed, which can absorb lateral forces, for example, in a staggered frontal impact.
  • Figure 7 shows the behavior of the restraint system 8 'when hitting an obstacle.
  • the left support structure 11 ' is clamped so that this portion can not further upright.
  • the clamping is carried out as described in Figure 2b.
  • the carrying volume can be increased by means of a heating element, that is to say the internal pressure can be increasingly designed.
  • the arrangement of the support structures in cooperation with the flexible support structures, in particular fabrics, is largely determined by the position of the restraint system within the vehicle and the expected load cases.
  • the support-like arrangement for a side impact protection will be designed differently for reasons of space, as support structures for the frontal impact.
  • the fact is that with the elongated support structures, a large number of positions in the vehicle can be achieved. can not reach the conventional gas bags due to the necessary gas volume.

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Rückhaltesystem (8, 8') für ein Kraftfahrzeug, das sich von einer Aufbewahrungsposition in eine Rückhalteposition entfaltet, wobei die Entfaltung durch wenigstens eine durch eine Gasdruckquelle aufblasbare Stützstruktur (1, 11, 11', 12, 12') erfolgt, und das in der Rückhalteposition dem Insassen (10) in seiner Verlagerungsrichtung mit einem Tragvolumen (13, 13') zur Rückhaltung des Insassen zur Verfügung steht, wobei das Tragvolumen durch wenigstens eine flexible Tragstruktur (7, 7') umhüllt ist. Um das Rückhaltesystem derart zu verbessern, dass sich die Größe des Rückhaltesystems auf den jeweiligen Lastfall anpasst, wird vorgeschlagen, dass durch Aufblasen der Stützstruktur (1, 11, 11', 12, 12') die flexible Tragstruktur (7, 7') zur Umhüllung des Tragvolumens (13, 13') aufgespannt wird.

Description

Rückhaltesystem
Die Erfindung betrifft ein RückhalteSystem für ein Kraftfahrzeug gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Aus dem Serienfahrzeugbau sind aufblasbare Rückhaltesysteme, wie Fahrer- oder Beifahrerairbags hinreichend bekannt. Dabei ist der Airbag zusammengefaltet in einer Aufbewahrungsposition untergebracht. Wird ein Unfall detektiert, wird der Airbag pyrotechnisch mit Gas befüllt, so dass er sich schlagartig auf den sich vorverlagernden Insassen hin entfaltet.
Von Interesse dabei ist, dass das Gaskissen schnell sein wirksames Volumen erreicht. Dazu ist es notwendig, relativ große Gasmengen, z.B. pyrotechnisch, zu erzeugen und in den Gassack einzuleiten. Bei der Auslegung des zuzuführenden Gasvolumens werden in letzter Zeit Insassen- und/oder Fahrzeugparameter ausgewertet, um beispielsweise bei sogenannter „Out-of-Position" des Insassen den Gassack durch Gasvolumenreduktion nicht auf volle Größe entfalten zu lassen. Problematisch hierbei ist die Einstellung auf alle denkbaren Lastfälle und die relativ kostenintensive Steuer- und Regeltechnik dazu. Deshalb werden verstärkt Anstrengungen unternommen, sogenannte selbstregulierende Systeme zu entwickeln, die sich von selbst auf die entsprechenden Lastfälle einstellen können .
Aus der deutschen Offenlegungsschrift 2 302 737 ist ein Rückhaltesystem bekannt geworden, dass einen zweilagigen Gassack umfasst, bei dem das Gas nur zwischen die zwei Lagen geleitet wird, so dass sich kein vollständiges Gaskissen, sondern eine kugelringförmige Stützstruktur ergibt. Das Entfalten der Stützstruktur erfolgt dabei in Querrichtung der aneinander grenzenden Gaskissen.
Die EP 0589 059 Bl zeigt darüber hinaus, dass es beim Entfalten des zweilagigen Gassacks notwendig ist, in den Innenraum Umgebungsluft anzusaugen, um den Unterdruck zu überwinden.
Beiden gemein ist, dass durch den doppellagig ausgebildeten Gassack weniger Gasvolumen notwendig ist, um den Gassack auf seine volle Größe zu entfalten. Damit kann die Temperatur und die Schadstoffbelastung reduziert werden.
Schließlich zeigt die GB 1 420 226 A ein Rückhaltesystem für ein Kraftfahrzeug, dass im Innenraum des zweilagigen Gaskissens eine rohrförmige Stützstruktur vorgesehen ist, deren Längserstreckung im aufgeblasenen, also aktiven, Zustand die Abmaße der Quererstreckung übersteigt. Die Stützstruktur entfaltet sich aufgrund ihrer besonderen Geometrie hauptsächlich in Richtung ihrer Längserstreckung.
Eine selbsttätige Einstellung des Gassacks in Abhängigkeit vom jeweiligen Lastfall, z.B. in Abhängigkeit vom jeweiligen Insassen oder von der jeweiligen Insassenposition, wird dabei nicht beschrieben.
Es besteht daher die Aufgabe darin, das gattungsgemäße Rückhaltesystem derart zu verbessern, dass sich die Größe des Rückhaltesystems auf den jeweiligen Lastfall anpasst.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Das Prinzip des erfindungsgemäßen Rückhaltesystems beruht darauf, dass das Entfalten durch ein oder mehrere mit Gas einer Gasdruckquelle befüllbare Stützstrukturen erfolgt, während die Rückhaltung durch das von flexiblen Tragstrukturen umhüllte Tragvolumen gewährleistet wird. Wird das Rückhaltesystem aktiviert, werden lediglich die Stützstrukturen, beispielsweise pyrotechnisch, mit Gas befüllt. Beim Entfalten bzw. Aufrichten der Stützstrukturen werden flexible Tragstrukturen aufgespannt, die ein Tragvolumen umhüllen. Das Tragvolumen wird aufgrund der schnellen Entfaltung des Systems durch Ansaugen von Umgebungsluft gebildet und reicht aus, den Insassen zurückzuhalten .
Wenn im Zusammenhang mit der Erfindung von Stützstruktur die Rede ist, dann ist damit -im Gegensatz zu einer herkömmlichen kugelförmigen Gasblase (Gassack) - eine Skelett- oder tragwerkähnliche Struktur gemeint, die im voll entfalteten Zustand eine zum herkömmlichen Gassack vergleichbare Rückhaltewirkung aufweist, jedoch eine wesentlich komplexere Struktur, beispielsweise eine verästelte Baumstruktur, ist. Dadurch lässt sich nicht nur das notwendige Gasvolumen reduzieren, sondern damit auch die auf den Insassen wirkenden Kraftspitzen beim Entfalten, sofern er der sich entfaltenden Stützstruktur quasi „im Weg ist". Im Gegensatz dazu ist die Gasmenge in der herkömmlichen Gasblase von Beginn der Aktivierung bis zur vollen Entfaltung auf einem wesentlich höherem Niveau, so dass Hindernisse im Entfaltungsweg unabhängig vom Entfaltungszustand stärker beaufschlagt werden.
Wenn im Zusammenhang mit der Erfindung von flexiblen Tragstrukturen die Rede ist, dann ist damit eine die Stützstrukturen untereinander verbindende Struktur gemeint. Die Tragstruktur kann dabei ein Airbaggewebe, ein Netz oder ähnlich flexible Flächengebilde sein.
Vorteilhaft an der Erfindung ist, dass lediglich zum Befüllen der Stützstrukturen Gas einer Gasdruckquelle zur Verfügung gestellt werden muss. Damit kann die Gasmenge und damit die Belastung des Insassen erheblich reduziert werden. Weiterhin hat sich gezeigt, dass die Stützstrukturen auch aufgrund des geringen Gasvolumens während des Entfaltens mit nur geringen Kräften aufgehalten werden können. Das heißt, dass bei „Out- of-Position" des Insassen die Entfaltung der betroffenen Stützstruktur leichter gestoppt oder behindert beziehungsweise umgelenkt wird, ohne den Insassen übermäßig zu beanspruchen, während sich andere Stützstrukturen weiter entfalten können, so dass die flexiblen Tragstrukturen aufgespannt und somit das Tragvolumen dennoch so weit ausgebildet werden kann, dass eine RückhalteWirkung eintritt.
Wenn die Längserstreckung der Stützstruktur im aktiven Zustand die Abmaße ihrer Quererstreckung deutlich übersteigt, wird gemäß Anspruch 2 eine Stützstruktur zur Verfügung gestellt, die im wesentlichen schlauchförmig gestaltet ist. Der reduzierte Querschnitt der Schlauchform bewirkt aufgrund der physikalischen Gesetzmäßigkeit Druck=Kraft/Fläche, dass bei konstantem Druck die Kraft auf den Insassen reduziert werden kann. Dadurch lässt sich die Stützstruktur durch geringe Kräfte beim Entfalten stoppen, was beispielsweise durch Abknicken geschehen kann. Durch die besondere geometrische Form der Stützstruktur, nämlich durch eine den Querschnitt übersteigende Längserstreckung, wird beim Auftreffen auf ein Hindernis während des Entfaltens die Stabilität, die sie bei vollständiger Entfaltung hätte, und/oder das Endvolumen beziehungsweise die Endausdehnung nicht erreicht. Aufgrund ihrer länglichen Ausbildung verhält sich die Stützstruktur während des Entfaltens unterschiedlich stabil. Während am Anfang die Stützstruktur eher instabil, also leicht beim Entfalten zu behindern, ist, entfaltet die vollständig entfaltete Stützstruktur volle Stabilität. Das bedeutet, dass wenn die Stützstruktur beim Entfalten auf ein Hindernis trifft, wie es zum Beispiel bei weit nach vorn gebeugten Insassen (out-of-position) der Fall ist, das Entfalten aufgrund der noch instabilen Ausbildung der Stützstruktur mit nur geringen Kräften aufgehalten oder umgelenkt werden kann. Diese geringen Kräfte bewirken eine geringere Beaufschlagung des Insassen.
Vorzugsweise kann eine Stützstruktur als Pilotschlauch ausgebildet sein, der nach Aktivierung zuerst mit dem Gas der Gasdruckquelle befüllt wird. Das heißt, dass dieser Pilotschlauch dazu genutzt werden kann, die Airbagklappe gezielt zu öffnen. Der Pilotschlauch muss nicht zwingend schlauchförmig sein. Er kann auch z.B. die Gestalt eines Tetraeders annehmen.
Vorteilhafterweise befindet sich der Pilotschlauch in Überdeckung mit einer Sollbruchlinie/-stelle unterhalb der Airbagabdeckung. Wenn der Pilotschlauch gefüllt wird, nimmt dessen Querschnitt in einem begrenzten aber zur Öffnung sehr wirksamen Bereich schlagartig zu, so dass die Airbagklappe mit weniger Gas aufgedrückt werden und das Rückhaltesystem austreten kann. Damit ist weniger Energie zur Öffnung der Klappe notwendig. Die Belastung kann gesenkt werden.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung können in dem Rückhaltesystem Abström- und/oder Zuströmöffnungen vorgesehen sein, die je nach Lastfall das Einströmen von Umgebungsluft oder das Ablassen ermöglichen.
Wenn die Abström- und/oder Zuströmungen einen variablen Querschnitt aufweisen, der in Abhängigkeit des Entfaltungsgrades der Stützstruktur einstellbar ist, kann das Rückhaltesystem selbstregulierend ausgebildet werden. Das heißt, in Abhängigkeit vom jeweiligen Lastfall passt sich der Querschnitt der Abström- und/oder der Zuströmöffnungen über die Ausdehnung des Rückhaltesystems an. Je mehr sich beispielsweise die Stützstruktur entfaltet, kann der Öffnungsquerschnitt beispielsweise mittels eines Schiebers geöffnet oder geschlossen werden. Die Verbindung zwischen Schieber und Stützstrukturen kann beispielsweise über Seilzüge oder Fangbänder erfolgen.
Bei herkömmlichen kompakten Gassacken wurde bisher davon abgesehen, Abströmöffnungen zum Insassen hin zu richten, da zu hohe Gastemperaturen erreicht werden. Da innerhalb des Tragvolumens kein pyrotechnisch erzeugtes Gas, sondern kalte Umgebungsluft einströmt, können durch die reduzierte Temperatur Abströmöffnungen zum Insassen hin gerichtet werden. Somit kann eine Adaptivität der Luftsackdämpfung auf unterschiedliche Umgebungsbedingungen erreicht werden, indem bei unterschiedlicher Kontaktfläche zwischen Insasse und Luftsack ein hiervon abhängiger Abströmöffnungsquerschnitt durch den Insassen abgedichtet wird.
So ist diese Kontaktfläche und damit die Abdichtung bei Personen mit größerem Volumen (und damit in der Regel größerem Gewicht) größer, so dass hierdurch eine stärkere Rückhaltewirkung erreicht wird. Bei heftigeren Unfällen wird die Kontaktfläche und damit die Rückhaltewirkung durch ein stärkeres Eintauchen des Insassen in den Luftsack ebenfalls erhöht. Dieses Prinzip erlaubt auch eine unterschiedliche Luftsackdämpfung für gegurtete und ungegurtete Insassen, da im ungegurteten Fall der Insasse weniger stark in den Luftsack eintauchen wird.
Wenn die Abströmöffnungen als Perforierungen, also als viele kleine Durchbrüche, wie zum Beispiel bei einem Gewebenetz, ausgebildet sind, kann eine den Abmaßen des Insassen entsprechende Projektionsfläche verschlossen werden. Mit vielen kleinen Abströmöffnungen erhöht sich die Reproduzierbarkeit der Ergebnisse im Mittel.
Um die Gasmenge für die Stützstrukturen zu erzeugen, ist eine Gasdruckquelle, insbesondere ein Gasgenerator, mit nur geringen Abmaßen nötig, so dass sich das Rückhaltesystem in seiner Aufbewahrungsposition im Dachbereich befinden kann. Die üblicherweise im Lenkrad oder im Cockpitbereich untergebrachten Airbags könnten dann zugunsten von Rückhaltesystemen wegfallen, die sich platzsparend im Dachrahmenbereich unterbringen lassen und sich schräg von oben in Richtung des Insassen entfalten. Von Vorteil dabei wäre, dass nicht mehr zwischen Fahrer- und Beifahrerairbag unterschieden werden muss . Es können baugleiche Rückhaltesysteme sowohl für den Fahrer als auch für Beifahrer oder sogar Fondinsassen vorgesehen werden. Es ist möglich, das Tragvolumen nach einer ersten Aktivierung wieder zu reaktivieren, indem beispielsweise die Stützstruktur so gestaltet/abgedichtet ist, dass sie längere Zeit (größer 100 ms) ihren Innendruck soweit beibehält, dass sie sich bei Entlastung zumindest teilweise wieder aufrichten kann. Dadurch entsteht durch das erneute Ansaugen von Umgebungsluft wieder ein Tragvolumen. Dies ist für die Insassen vorteilhaft für einen möglichen Folgeaufprall.
In einer bevorzugten Ausführungsform erstreckt sich mindestens eine der Stützstrukturen zumindest teilweise in Überdeckung einer harten Struktur, wie beispielsweise eine Tragsäule. Möglich ist auch, eine Stützstruktur vorzusehen, die sich zwischen den Insassen als Interaktionsbag entfaltet.
Um eine erfindungsgemäß komplexe Stützstruktur mit ihren aufblasbaren Bestandteilen und den flexiblen Flächengebilden herstellen zu können, empfiehlt sich die one-piece-woven- technik. Diese Technik zeichnet sich dadurch aus, dass auf ein und derselben Vorrichtung bedarfsweise doppellagig für die aufblasbaren Stützstrukturen und einlagig für die flexiblen Flächengebilde gefertigt beziehungsweise eine dreidimensionale Struktur gewoben werden kann.
Trifft eine Stützstruktur beim Entfalten auf ein Hindernis, kann mit Hilfe von Umverteilungsmitteln das in die Stützstruktur nächströmende Gas auf andere benachbarte Stützstrukturen oder in die Umgebung umverteilt werden. Denkbar ist auch, dass der durch das Nachströmen erzeugte Innendruck in der Stützstruktur durch eine Querschnittszunahme der Stützstruktur reduziert wird. Das kann so erfolgen, dass Reißnähte bei einem bestimmten Druck versagen, so dass sich die Stützstruktur in ihre Querrichtung vergrößern kann. Denkbar ist auch ein Überdruckventil, dass sich öffnet, wenn ein zu hoher Innendruck erreicht wird.
Werden mehrere Stützstrukturen durch die flexiblen Tragstrukturen, insbesondere Flächengebilde, miteinander verbunden, so kann das Gas in dem dadurch umhüllten Tragvolumen zur Rückhaltewirkung genutzt werden. Das Gas in dem Tragvolumen, das zur Rückhaltung von Insassen dient, kann mittels einer Heizvorrichtung (z.B. eine Zündpille oder eine kleine Gasgeneratorstufe, die Wärme und gegebenenfalls ein geringes Gasvolumen erzeugt) erwärmt beziehungsweise ergänzt werden. Damit nimmt das Gasvolumen bzw. der Innendruck und somit die Rückhaltewirkung entsprechend zu.
Im Folgenden werden anhand der Zeichnung vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung näher erläutert. Dabei zeigen:
Fig. 1 eine Stützstruktur kurz nach Aktivierung eines
Gasgenerators , Fig. 2a Hemmung des Entfaltens der Stützstruktur nach Fig.
1 beim Auftreffen auf ein Hindernis Fig. 2b Ausweichen der Stützstruktur nach Fig. 1 beim
Auftreffen auf ein Hindernis i, Fig. 3 die Stützstruktur nach Fig. 1 im vollständig entfalteten Zustand, Fig. 4 ein Rückhaltesystem mit einer komplexen
Stützstruktur, Fig. 5 ein Rückhaltesystem gemäß Fig. 4 beim Auftreffen auf ein Hindernis, Fig. 6 ein Rückhaltesystem in einer weiteren Ausführung mit einer komplexen Stützstruktur sowie Fig. 7 ein Rückhaltesystem gemäß Fig. 5 beim Auftreffen auf ein Hindernis. Fig. 5 zwei miteinander durch ein flexibles Flächengebilde verbundene Stützstrukturen.
Die Figuren 1 bis 3 zeigen in einer schematischen Seitenansicht eine Stützstruktur 1, die im deaktivierten Zustand aufgerollt ist. Alternativ ist auch eine Zickzackfaltung oder andere Faltungen möglich.
Wie insbesondere aus Fig. 3 hervorgeht, übersteigt die Länge L der Stützstruktur im aktiven Zustand die Abmaße des Querschnitts Q wesentlich. Dabei ist es unerheblich welche Querschnittsform die Stützstruktur 1 aufweist.
Wird ein der Stützstruktur 1 zugeordneter Gasgenerator aktiviert, gelangt das schlagartig entstehende Gas G in den durch Wände 2 gebildeten Innenraum 3 der Stützstruktur 1.
Befindet sich im Entfaltungsweg ein Hindernis 5, wird der noch nicht entfaltete Teilbereich 4 wegen des geringen Querschnitts abgeklemmt, so dass kein weiteres Gas G nachströmen kann (vgl. Fig. 2a) . In diesem Zustand ist die Stützstruktur 1 in Bezug auf einwirkende Querkräfte ausgesprochen instabil, so dass beim Auftreffen auf das Hindernis der noch nicht entfaltete Teilbereich einfach an der mit 6 bezeichneten Stelle abgeklemmt wird. Damit erreicht die Stützstruktur während des Entfaltens die Stabilität, die sie bei vollständiger Entfaltung hätte, und/oder das Endvolumen beziehungsweise die Endausdehnung nicht, so dass die Belastungswerte auf den Insassen wesentlich reduziert sind.
Je nach Aufprallwinkel zwischen dem Hindernis 5 und der Stützstruktur 1 kann anstelle der vollständigen Abklemmung ein Ausweichen der Stützstruktur 1 erfolgen (vgl. Fig. 2b) . Auch hier erreicht die Stützstruktur während des Entfaltens nicht die Stabilität, die sie bei vollständiger Entfaltung hätte.
Wird dagegen die Stützstruktur 1 vollständig mit Gas befüllt (vgl. Fig.3), wird die volle Stabilität erreicht.
Die Figuren 1 bis 3 zeigen die prinzipielle Funktionsweise einer einzelnen Stützstruktur. Erst im Zusammenwirken mit flexiblen Tragstrukturen entfaltet das Rückhaltesystem seine volle Rückhaltewirkung. Dies wird im folgenden anhand der Figuren 4 bis 7 näher erläutert.
Die Figur 4 zeigt ein Rückhaltesystem 8 in seiner Rückhalteposition, das mehreren Stützstrukturen 1 und diese miteinander verbindende flexible Tragstrukturen 7 umfasst.
Das Rückhaltesystem 8 hat sich von seiner
Aufbewahrungsposition im Cockpit 9 auf einen Insassen 10 hin entfaltet.
Es sind Stützstrukturen 11 vorgesehen, die über eine querverlaufende Stützstruktur 12 strömungstechnisch miteinander verbunden sind. Zwischen den Stützstrukturen 11 und 12 sind flexible Tragstrukturen 7, insbesondere flexible Flächengebilde, aufgespannt. Dadurch umhüllen die flexiblen Tragstrukturen 7 ein -in diesem Fall- quaderförmiges Tragvolumen 13. Es versteht sich von selbst, dass die äußere Form des Tragvolumens 13 abhängig von dem räumlichen Verlauf der Stützstrukturen und der Tragstrukturen ist.
Beim Entfalten des Rückhaltesystems 8 werden zuerst die Stützstrukturen 11 mit Gas befüllt, so dass diese sich aufrichten und das Gas gemäß Pfeilrichtung G auch in die querverlaufenden Stützstrukturen 12 strömen kann. Dadurch werden die flexiblen Tragstrukturen 7 zwischen den Stützstrukturen 11, 12 aufgespannt und das Tragvolumen 13 umhüllt. Die für die RückhalteWirkung notwendige Umgebungsluft wird über entsprechende Zuströmöffnungen ins innere des Rückhaltesystems 8 angesaugt. Der entstehende Unterdruck im Inneren des Rückhaltesystems 8 bewirkt eine schnelle Ansaugung von Umgebungsluft, so dass keine zusätzliche Druckquelle notwendig ist. Sollte der Innendruck dennoch zu niedrig sein, lässt sich das Gas mittels einer Heizvorrichtung (z.B. eine Zündpille oder eine kleine Gasgeneratorstufe, die Wärme und gegebenenfalls ein geringes Gasvolumen erzeugt) erwärmen beziehungsweise ergänzen, so dass sich das Gas schlagartig ausdehnt und somit der Innendruck zunimmt .
Trifft das sich entfaltende Rückhaltesystem 8 auf ein Hindernis 5, beispielsweise bei „Out-of-Position" des Insassen, wird die Entfaltung der Stützstrukturen 11 durch Abklemmen oder Abknicken behindert . Dennoch wird durch zumindest teilweises Aufspannen der Tragstrukturen 7 ein Tragvolumen 13 umhüllt, das eine entsprechende Rückhaltewirkung aufbringt.
Ein zweites Ausführungsbeispiel zeigt Figur 6. Gleiche Bezugsziffern bezeichnen gleiche Bauteile. Abweichende Ausführungen werden mit Apostroph gekennzeichnet.
Die Stützstrukturen 11' werden gemäß Pfeilrichtung G mit Gas von einer Gasdruckquelle befüllt. Von den Stützstrukturen 11' strömt das Gas in die querverlaufenden Stützstrukturen 12'. Durch das Aufrichten der Stützstrukturen 11', 12' werden die flexiblen Tragstrukturen 7' wieder aufgespannt, so dass das Tragvolumen 13' entsteht. Von besonderer Bedeutung sind die über die querverlaufenden Stützstrukturen 12' hinausgehenden Stützstrukturen 11' . Durch diese überstehenden Teilabschnitte IIa können seitliche Abstützungen gebildet werden, die Querkräfte beispielsweise bei einem versetzten Frontalaufprall aufnehmen können.
Figur 7 zeigt das Verhalten des Rückhaltesystems 8' beim Auftreffen auf ein Hindernis. Die linke Stützstruktur 11' wird so abgeklemmt, dass sich dieser Teilbereich nicht weiter aufrichten kann. Das Abklemmen erfolgt wie in Figur 2b beschrieben.
Auch bei den Ausführungen nach Figur 6 und 7 kann mittels Heizelement das Tragvolumen vergrößert, also der Innendruck zunehmend gestaltet werden.
Es sei noch darauf hingewiesen, dass die Ausführungen der Rückhaltesysteme lediglich schematischer Art sind. Es versteht sich von selbst, dass mit der erfindungsgemäßen Lehre sehr komplexe Stützstrukturen dargestellt werden können, wie beispielsweise verästelte Baumstrukturen oder tragwerkähnliche Strukturen. Denkbar sind auch Verästelungen innerhalb des Tragvolumens .
Die Anordnung der Stützstrukturen im Zusammenwirken mit den flexiblen Tragstrukturen, insbesondere Flächengebilden, richtet sich maßgeblich nach der Position des Rückhaltesystems innerhalb des Fahrzeugs sowie der zu erwartenden Lastfälle. So wird die tragwerkähnliche Anordnung für einen Seitenaufprallschutz schon aus Platzgründen anders gestaltet sein, als Stützstrukturen für den Frontalaufprall. Fakt ist jedoch, dass mit den länglichen Stützstrukturen eine Vielzahl von Positionen im Fahrzeug erreicht werden können, an die herkömmliche Gassäcke aufgrund des dazu notwendigen Gasvolumens nicht gelangen können.

Claims

Patentansprüche
1. Rückhaltesystem (8, 8') für ein Kraftfahrzeug, das sich von einer Aufbewahrungsposition in eine Rückhalteposition entfaltet, wobei die Entfaltung durch wenigstens eine durch eine Gasdruckquelle aufblasbare Stützstruktur (1, 11, 11', 12, 12') erfolgt, und das in der Rückhalteposition dem Insassen (10) in seiner Verlagerungsrichtung mit einem Tragvolumen (13, 13') zur Rückhaltung des Insassen zur Verfügung steht, wobei das Tragvolumen durch wenigstens eine flexible Tragstruktur (7, 7' ) umhüllt ist, dadurch gekennzeichnet, dass durch Aufblasen der Stützstruktur (1, 11, 11', 12, 12') die flexible Tragstruktur (7, 7') zur Umhüllung des Tragvolumens (13, 13') aufgespannt wird.
2. Rückhaltesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Längserstreckung der Stützstruktur (1, 11, 11', 12, 12') im aktiven Zustand die Abmaße ihrer Quererstreckung deutlich übersteigt.
3. Rückhaltesystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Stützstruktur (1, 11, 11', 12, 12') als Pilotschlauch ausgebildet ist, der nach Aktivierung zuerst befüllt wird.
4. Rückhaltesystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Pilotschlauch in Überdeckung mit einer Sollbruchlinie unterhalb einer Airbagabdeckung angeordnet ist.
5. Rückhaltesystem nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
Abström- und/oder Zuströmöffnungen vorgesehen sind.
6. Rückhaltesystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Abström- und/oder Zuströmungen einen variablen Querschnitt aufweisen, der in Abhängigkeit des Entfaltungsgrades der Stützstruktur einstellbar ist.
7. Rückhaltesystem nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Abströmöffnungen zum Insassen hin gerichtet sind, die durch den sich nach vorn verlagernden Insassen abgedeckt werden.
8. Rückhaltesystem nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das die Abströmöffnungen Perforierungen oder andere Durchlässigkeiten sind, die in die das Tragvolumen umhüllende flexiblen Tragstrukturen (7, 7') eingearbeitet sind.
9. Rückhaltesystem nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche , dadurch gekennzeichnet, dass sich die Aufbewahrungsposition im Dachbereich befindet.
10. Rückhaltesystem nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Tragvolumen (13, 13') nach einer ersten Aktivierung wieder reaktivierbar ist.
11. Rückhaltesystem nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche , dadurch gekennzeichnet, dass sich eine der Stützstrukturen (1, 11, 11', 12, 12') in zumindest teilweiser Überdeckung einer harten Struktur des Kraftfahrzeugs, insbesondere einer Tragsäule, erstreckt .
12. Rückhaltesystem nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich mindestens eine der Stützstrukturen (1, 11, 11', 12,
12') zwischen den Insassen als Interaktionsbag entfaltet.
13. Rückhaltesystem nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche , dadurch gekennzeichnet, dass das die ein oder mehreren Stützstrukturen (1, 11, 11' , 12, 12') und/oder die flexible Tragstruktur, insbesondere das flexible Flächengebilde, in one-piece-woven-Technik hergestellt ist.
14. Rückhaltesystem nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Umverteilungsmittel zum Verteilen des überschüssigen Gases vorgesehen sind.
15. Rückhaltesystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Umverteilungsmittel das überschüssige Gas in eine benachbarte Stützstruktur (1, 11, 11', 12, 12') umleitet.
16. Rückhaltesystem nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Umverteilungsmittel bei zu hohem Innendruck eine Querschnittszunahme der Stützstruktur (1, 11, 11', 12, 12') bewirkt.
17. Rückhaltesystem nach einem der Ansprüche 14, 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Umverteilungsmittel ein Überdruckventil ist, durch das das überschüssige Gas in die Umgebung oder in benachbarte Stützstrukturen (1, 11, 11', 12, 12') entweicht .
18. Rückhaltesystem nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Heizvorrichtung, insbesondere eine Zündpille oder eine kleine Gasgeneratorstufe, vorgesehen ist, die im aktivierten Zustand der Stützstrukturen (1, 11, 11', 12, 12') das angesaugte oder umschlossene Gas erwärmt beziehungsweise ergänzt.
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