DE10011066A1 - Luftsackmodul - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Luftsackmodul für Kraftfahrzeuge mit einem aufblasbaren Luftsack und einer im Bereich einer Einströmöffnung des Luftsacks angeordneten Umlenktasche aus wenigstens zwei Materiallagen, von denen eine Unterlage eine mit der Einströmöffnung ausgerichtete sowie von einer Oberlage zumindest teilweise abgedeckte Durchströmöffnung aufweist und an einem Halteelement für den Luftsack befestigt ist, wobei die Oberlage zur Bildung von radialen Gasausbreitungswegen für über die Umlenktaschen in den Luftsack strömendes Gas bereichsweise mit der Unterlage verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Luftsackmodul für Kraftfahrzeuge mit einem aufblasbaren Luftsack.

Bei derartigen Luftsackmodulen soll sich der Luftsack bei einem Unfall so schnell wie möglich entfalten, um im aufgeblasenen Zustand den Fahr­ zeuginsassen zu schützen.

Es ist das der Erfindung zugrundeliegende Problem (Aufgabe), eine Mög­ lichkeit zu schaffen, Fahrzeuginsassen mit einem bei einem Unfall auf­ blasbaren Luftsack optimal zu schützen, wobei insbesondere ein optimaler Schutz auch dann gegeben sein soll, wenn der betreffende Fahrzeuginsas­ se nicht seine normale Sitzposition einnimmt.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruchs 1 und insbesondere dadurch, daß das Luftsackmodul eine im Bereich einer Einströmöffnung des Luftsacks angeordnete Umlenktasche aus wenig­ stens zwei übereinanderliegenden Materiallagen aufweist, von denen eine Unterlage eine mit der Einströmöffnung ausgerichtete sowie von einer Oberlage zumindest teilweise abgedeckte Durchströmöffnung aufweist und an einem Halteelement für den Luftsack befestigt ist, wobei die Oberlage zur Bildung von etwa radialen Gasausbreitungswegen für über die Umlenktasche in den Luftsack strömendes Gas bereichsweise mit der Unterlage verbunden ist.

Die erfindungsgemäße Umlenktasche sorgt dafür, daß von einem Gasge­ nerator ausgestoßenes Gas nicht direkt in den Luftsack, sondern zu­ nächst in die Umlenktasche strömt. Nachdem das Gas die Durchströmöff­ nung der unteren Lage der Umlenktasche passiert hat, trifft es auf die die Durchströmöffnung zumindest teilweise abdeckende obere Lage. Da die Oberlage mit der Unterlage verbunden und die Unterlage wiederum am Halteelement des Luftsackmoduls befestigt ist, kann sich die Umlenkta­ sche nicht in axialer Aufblasrichtung auf einen Fahrzeuginsassen zu be­ wegen, sondern das Gas wird durch die Oberlage derart umgelenkt, daß es entlang der radialen, senkrecht zur axialen Aufblasrichtung verlaufen­ den Gasausbreitungswege der Umlenktasche strömt und in radialer Richtung aus der Umlenktasche austritt und in den Luftsack gelangt.

Bei dem erfindungsgemäßen Luftsackmodul wird der Luftsack somit zu­ nächst in radialer Richtung aufgeblasen, d. h. durch die Erfindung wird eine anfängliche radiale Entfaltung des Luftsacks erzielt. Die von den be­ reichsweise miteinander verbundenen Materiallagen gebildete Umlenkta­ sche sorgt somit erfindungsgemäß dafür, daß beim Aufblasen des Luft­ sacks zunächst eine Aufprallfläche mit großen radialen Abmessungen ge­ schaffen wird, bevor sich der Luftsack axial in Richtung eines Fahrzeugin­ sassen ausbreiten kann. Der Luftsack kann sich somit beim Aufblasen nicht am Fahrzeuginsassen vorbei ausbreiten oder den Fahrzeuginsassen gegen die Fahrzeuginnenwand stoßen. Luftsackinduzierte Verletzungen ("Inflation Induced Injury - III") werden durch die Erfindung folglich ver­ hindert.

Die Gasausbreitungswege können in Abhängigkeit von den jeweiligen Ge­ gebenheiten so konfiguriert werden, daß das Gas in der gewünschten Wei­ se über den Umfang der Umlenktasche verteilt in den Luftsack strömt. Die erfindungsgemäße Umlenktasche besitzt dabei somit nicht nur eine De­ flektorfunktion zum Umlenken der Gasströmung, sondern zusätzlich eine Diffusorfunktion zum optimalen Verteilen des Gases im Luftsack.

Die Materiallagen können aus einem flexiblen Material, z. B. Textil- oder Gewebematerial, hergestellt sein, so daß sie eine flexible Umlenktasche bilden, mit der die Gasströmung in der jeweils gewünschten Weise gelenkt und verteilt werden kann.

Ein Vorteil einer flexiblen Umlenktasche besteht darin, daß diese bis zu ggf. vorhandenen lateralen Seitenwänden einer Abdeckung oder Kappe des Luftsackmoduls reichen bzw. über derartige Seitenwände hinweg verlau­ fen kann. Hierdurch kann die Gasströmung in eine für den betreffenden Fahrzeuginsassen ungefährliche Richtung geleitet werden.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, daß die radiale Entfaltung auf be­ sonders einfache und effiziente Weise realisiert wird, indem lediglich die aus den übereinanderliegenden Materiallagen gebildete Umlenktasche vorgesehen ist. Komplizierte Strukturen innerhalb des Luftsacks wie bei­ spielsweise innere Wände, Lagen oder Lappen, die sich durch den gesam­ ten Luftsack erstrecken, sowie aufwendige Maßnahmen zum Verbinden derartiger Strukturen mit der eigentlichen Luftsackhülle sind erfindungs­ gemäß nicht notwendig. Ebenso kann auf komplizierte Fangband- oder Halteband-Anordnungen innerhalb des Luftsacks verzichtet werden. Das Gewicht des Luftsackmoduls sowie dessen Herstellungskosten werden durch die erfindungsgemäße Umlenktasche praktisch nicht erhöht.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die die Umlenkta­ sche bildenden Materiallagen den Luftsack vor der beim Auslösen des Gasgenerators entstehenden Hitze schützen.

Während es prinzipiell möglich ist, daß die beiden Materiallagen von ei­ nem einzigen zusammenhängenden flächigen Materialstück gebildet wer­ den, ist es bevorzugt, wenn die Umlenktasche nicht von einem einzigen z. B. hüllen- oder sackartigen Materialstück, sondern von wenigstens zwei separaten Materiallagen gebildet wird.

In einer bevorzugten praktischen Ausführung der Erfindung ist die Un­ terlage von einer als Hitzeschild für den Luftsack vorgesehenen Mate­ riallage gebildet. Hierbei wird ein ohnehin vorhandener Bestandteil des Luftsackmoduls zur Bildung der erfindungsgemäßen Umlenktasche ge­ nutzt. Gewicht und Herstellungskosten des erfindungsgemäßen Luft­ sackmoduls werden hierdurch noch weiter verringert. Besonders vorteil­ haft wirkt sich diese Ausführung auf die Herstellung des Luftsackmoduls aus, da es lediglich erforderlich ist, auf die das Hitzeschild bildende Mate­ riallage eine zusätzliche Materiallage aufzubringen. Dem Hitzeschild des Luftsackmoduls kann hierdurch also eine zusätzliche Deflektor- bzw. Dif­ fusorfunktion verliehen werden, wobei gleichzeitig die zusätzliche Oberlage die Hitzeschutzfunktion der Unterlage verstärkt.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Halteelement ringförmig ausgebildet, wobei sowohl die Einströmöffnung des Luftsacks als auch die Durchströmöffnung der Unterlage von dem Halteelement be­ grenzt ist. Mit einem derartigen Halteelement ist es beispielsweise möglich, sowohl den Luftsack als auch die untere Lage der Umlenktasche z. B. durch Einklemmen am Luftsackmodul derart zu befestigen, daß die relati­ ve Lage von Luftsack und Umlenktasche sicher fixiert ist und die Ein­ strömöffnung des Luftsacks und die Durchströmöffnung der Umlenkta­ sche miteinander ausgerichtet sind, so daß von einem Gasgenerator er­ zeugtes Gas über die Einströmöffnung des Luftsacks und die Durch­ strömöffnung der Unterlage in die Umlenktasche strömen kann.

Besonders bevorzugt ist es, wenn die Unterlage und die Oberlage an zu­ mindest einer linien- oder streifenförmigen Verbindungsstelle miteinander verbunden sind, wobei die Verbindungsstelle von zumindest einer Naht gebildet ist. Zur Bildung streifenförmiger Verbindungsstellen können auch Doppelnähte vorgesehen sein. Die beispielsweise aus Textil- oder Gewe­ bematerial bestehenden Materiallagen können somit zur Bildung der Um­ lenktasche einfach miteinander vernäht werden.

Grundsätzlich können die die Umlenktasche bildenden Materiallagen auf beliebige Art und Weise miteinander verbunden werden, beispielsweise durch Verkleben oder Verschweißen.

Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zur Herstellung eines Luft­ sackmoduls für Kraftfahrzeuge, bei dem auf zumindest eine vorhandene, als Hitzeschild für den Luftsack vorgesehene Materiallage wenigstens eine weitere Materiallage derart aufgebracht wird, daß durch die Materiallagen eine Umlenktasche mit etwa radialen Gasausbreitungswegen für über die Umlenktasche in den Luftsack strömendes Gas gebildet wird.

Des weiteren betrifft die Erfindung die Verwendung zumindest einer Mate­ riallage, die in einem Luftsackmodul als Hitzeschild für einen Luftsack vorgesehen ist, als eine von wenigstens zwei Materiallagen, durch die eine Umlenktasche mit etwa radialen Gasausbreitungswegen für über die Um­ lenktasche in den Luftsack strömendes Gas gebildet wird.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind auch in den Unteran­ sprüchen, der Beschreibung sowie der Zeichnung angegeben.

Die Erfindung wird im folgenden beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 in einem schematisch angedeuteten Luftsack eine Um­ lenktasche eines teilweise dargestellten Luftsackmoduls gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, und

Fig. 2 eine Darstellung entsprechend Fig. 1 mit einer Um­ lenktasche gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.

Die aus zwei Materiallagen 16a, 16b gebildete Umlenktasche gemäß Fig. 1, deren Aufbau nachstehend noch näher erläutert wird, ist zusammen mit dem Luftsack 12 über ein kreisringförmiges Halteelement 22 mittels Befe­ stigungselementen 32 in Form von Schrauben an einem nicht dargestell­ ten Basisteil des erfindungsgemäßen Luftsackmoduls befestigbar. Die untere Lage 16a bildet das Hitzeschild des Luftsackmoduls, das den Luftsack 12 vor beim Auslösen eines nicht dargestellten Gasgenerators ent­ stehender Wärme schützt.

Mit dem Haltering 22 werden ein eine Einströmöffnung 14 begrenzender Bereich des Luftsacks 12, der auch als Mundstück des Luftsacks 12 be­ zeichnet wird, sowie ein eine Durchströmöffnung 18 der unteren Mate­ riallage 16a begrenzender Abschnitt dieser Materiallage 16a am Luftsack­ modul festgeklemmt. Die Einströmöffnung 14 des Luftsacks 12 und die Durchströmöffnung 18 der Unterlage 16a sind somit von dem Haltering 22 festgelegt.

Die Unterlage 16a und die im Fahrzeug dem Fahrzeuginnenraum zuge­ wandte Oberlage 16b der Umlenktasche sind jeweils etwa kreisförmig mit gleichen äußeren Abmessungen ausgebildet. Die Oberlage 16b erstreckt sich über die Durchströmöffnung 18 der unteren Materiallage 16a hinweg, so daß die Durchströmöffnung 18 vollständig durch die Oberlage 16b ab­ gedeckt ist. Alternativ ist es auch möglich, die Oberlage 16b im Bereich der Durchströmöffnung 18 der Unterlage 16a mit z. B. kleinen loch- oder schlitzförmigen Öffnungen zu versehen, wobei der wesentliche Teil der Durchströmöffnung 18 abgedeckt bleibt und der Strömungsquerschnitt durch diese kleinen Öffnungen in der Oberlage 16b klein ist gegenüber dem der Durchströmöffnung 18 der Unterlage 16a.

Die Oberlage 16b erstreckt sich über den Haltering 22 hinweg und ist ausschließlich an im folgenden näher beschriebenen Verbindungsstellen 26 an der Unterlage 16a befestigt und somit über die Unterlage 16a am Luftsackmodul verankert.

Die Oberlage 16b und die Unterlage 16a sind durch vier in Umfangsrich­ tung gleichmäßig beabstandete, U-förmige Nähte 26 miteinander verbun­ den. Die freien Enden der U-Schenkel liegen am Rand der Materiallagen 16a, 16b, während der Scheitelpunkt des U mit geringem Abstand zum Außenrand des Halterings 22 angeordnet ist.

Auf diese Weise wird durch die beiden miteinander vernähten Materialla­ gen 16a, 16b eine Tasche zur Gasströmungsumlenkung mit vier radialen Gasausbreitungswegen 24 gebildet, deren Form durch den Verlauf der Nähte 26 vorgegeben ist und die jeweils durch zwei U-Schenkel zweier be­ nachbarter U-Nähte 26 begrenzt sind. In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 weisen die sich radial nach außen erweiternden Gasausbreitungs­ wege 24 jeweils eine trompetenartige Form auf. Das Innere jeder U-Naht 26 bildet einen nicht zur Gasausbreitung zur Verfügung stehenden Zwi­ schenabschnitt 28 zwischen zwei benachbarten Gasausbreitungswegen 24.

Von dem Gasgenerator des Luftsackmoduls ausgestoßenes Gas kann so­ mit über die Einströmöffnung 14 des Luftsacks 12 und die Durchström­ öffnung 18 der unteren Lage 16a in die von den beiden Materiallagen 16a, 16b gebildete Umlenktasche strömen, in der es gegen den die Durch­ strömöffnung 18 abdeckenden Bereich der oberen Lage 16b prallt. Da­ durch wird das Gas umgelenkt und in die radial verlaufenden Gasaus­ breitungswege 24 geleitet, so daß es durch die Gasausbreitungswege 24 hindurch und in radialer Richtung aus der Umlenktasche 16a, 16b her­ aus in den Luftsack 12 strömt, wie es in Fig. 1 durch die großen Pfeile an­ gedeutet ist.

Auf diese Weise wird der Luftsack 12 nach Auslösen des Gasgenerators zuerst in radialer Richtung aufgeblasen, so daß zunächst eine Aufprallflä­ che mit großen radialen Abmessungen geschaffen wird, bevor der Luftsack 12 vollständig in axialer Aufblasrichtung aufgeblasen wird.

Die obere Lage 16b, die auf das von der unteren Lage 16a gebildete Hitze­ schild des Luftsackmoduls aufgebracht ist, verstärkt die Schutzwirkung des Hitzeschildes und bietet somit einen zusätzlichen Schutz für den Luft­ sack 12 gegen beim Auslösen des Gasgenerators entstehende Hitze.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 2 unterscheidet sich von dem Ausfüh­ rungsbeispiel der Fig. 1 im wesentlichen durch die Anzahl und die Ausge­ staltung der die beiden Materiallagen 16a, 16b der Umlenktasche mitein­ ander verbindenden Nähte 26.

Gemäß Fig. 2 sind sechs gerade und in radialer Richtung verlaufende Doppelnähte 26 vorgesehen, die jeweils aus zwei parallelen Einzelnähten bestehen und auf diese Weise eine streifenförmige Verbindungsstelle bil­ den. Die radial äußeren Enden der Nähte 26 liegen am Rand der beiden Materiallagen 16a, 16b, während die radial inneren Enden der Nähte 26 jeweils mit geringem Abstand zum Außenrand des Halterings 22 angeord­ net sind.

Die Nähte 26 begrenzen insgesamt sechs sich trichterartig nach außen erweiternde Gasausbreitungswege 24, wobei zwei diametral einander ge­ genüberliegende Gasausbreitungswege 24 mit relativ großem Öffnungs­ winkel vorhanden sind, zwischen denen sich jeweils ein Paar benachbarter Gasausbreitungswege 24 mit etwas kleinerem Öffnungswinkel befindet.

Vom Gasgenerator ausgestoßenes und in die Umlenktasche 16a, 16b strömendes Gas wird somit auf die sechs Gasausbreitungswege 24 aufge­ teilt und gelangt über den gesamten Umfang der Umlenktasche 16a, 16b verteilt aus der Umlenktasche 16a, 16b in radialer Richtung in den Luft­ sack 12 hinein.

Nach dem Auslösen des Gasgenerators erfolgt daher wiederum zunächst eine radiale Entfaltung des Luftsacks 12, bevor dieser vollständig in axia­ ler Richtung aufgeblasen wird.

Erfindungsgemäß kann durch die Anzahl und die Ausgestaltung der die Materiallagen 16a, 16b miteinander verbindenden Nähte 26 das Aufblas­ verhalten des Luftsacks 12 gezielt derart eingestellt werden, daß in Ab­ hängigkeit von den jeweiligen Gegebenheiten sich der Luftsack 12 optimal zuerst in radialer Richtung entfaltet.

Dabei können die Gasausbreitungswege 24 gezielt in Abhängigkeit von der Position des Luftsackmoduls im Kraftfahrzeug und/oder von der Konfigu­ ration eventuell vorhandener Klappen einer Abdeckung oder Kappe des Luftsackmoduls konfiguriert werden.

Bezugszeichenliste

12

Luftsack

14

Einströmöffnung

16

a Unterlage

16

b Oberlage

18

Durchströmöffnung

22

Halteelement

24

Gasausbreitungsweg

26

Verbindungsstelle, Naht

28

Zwischenabschnitt

32

Befestigungselement

Claims (16)

1. Luftsackmodul für Kraftfahrzeuge mit einem aufblasbaren Luftsack (12) und einer im Bereich einer Einströmöffnung (14) des Luftsacks (12) angeordneten Umlenktasche (16a, 16b) aus wenigstens zwei Materiallagen (16a, 16b), von denen eine Unterlage (16a) eine mit der Einströmöffnung (14) ausgerichtete sowie von einer Oberlage (16b) zumindest teilweise abgedeckte Durchströmöffnung (18) auf­ weist und an einem Halteelement (22) für den Luftsack (12) befestigt ist, wobei die Oberlage (16b) zur Bildung von etwa radialen Gasaus­ breitungswegen (24) für über die Umlenktasche (16a, 16b) in den Luftsack (12) strömendes Gas bereichsweise mit der Unterlage (16a) verbunden ist.

2. Luftsackmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenktasche aus zumindest zwei separaten Materiallagen (16a, 16b) hergestellt ist.

3. Luftsackmodul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterlage (16a) von einer als Hitzeschild für den Luftsack (12) vorgesehenen Materiallage gebildet ist.

4. Luftsackmodul nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteelement (22) ringförmig ausgebildet ist und sowohl die Einströmöffnung (14) des Luftsacks (12) als auch die Durchström­ öffnung (18) der Unterlage (16a) von dem Halteelement (22) begrenzt ist.

5. Luftsackmodul nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest bei aufgeblasenem Luftsack (12) die Umlenktasche (16a, 16b) im wesentlichen vollständig innerhalb des Luftsacks (12) angeordnet ist.

6. Luftsackmodul nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenktasche (16a, 16b) eine Vielzahl von in Umfangsrich­ tung insbesondere gleichmäßig verteilten Gasausbreitungswegen (24) aufweist.

7. Luftsackmodul nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterlage (16a) und die Oberlage (16b) an zumindest einer linien- oder streifenförmigen Verbindungsstelle (26) miteinander verbunden sind.

8. Luftsackmodul nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsstelle von einer Naht (26) gebildet ist.

9. Luftsackmodul nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere im wesentlichen gerade Verbindungsstellen (26) vorge­ sehen sind, die sich sternförmig in radialer Richtung erstrecken.

10. Luftsackmodul nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere im wesentlichen U-förmige Verbindungsstellen (26) vorgesehen sind, deren freien Enden im Randbereich der beiden Materiallagen (16a, 16b) gelegen sind.

11. Luftsackmodul nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei in Umfangsrichtung benachbarte Verbindungsstel­ len (26) mit jeweils einem U-Schenkel einen Gasausbreitungsweg (24) begrenzen.

12. Luftsackmodul nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasausbreitungswege (24) jeweils eine trompetenartige Form aufweisen.

13. Luftsackmodul nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterlage (16a) und die Oberlage (16b) zumindest im we­ sentlichen die gleichen äußeren Abmessungen aufweisen.

14. Luftsackmodul nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterlage (16a) und/ oder die Oberlage (16b) zumindest nä­ herungsweise kreisförmig ausgebildet sind/ist.

15. Verfahren zur Herstellung eines Luftsackmoduls für Kraftfahrzeuge nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem auf zumindest eine vorhandene, als Hitzeschild für den Luftsack (12) vorgesehene Materiallage (16a) wenigstens eine weitere Materiallage (16b) derart aufgebracht wird, daß durch die Materiallagen eine Umlenktasche (16a, 16b) mit etwa radialen Gasausbreitungswegen (24) für über die Umlenktasche (16a, 16b) in den Luftsack (12) strömendes Gas gebildet wird.

16. Verwendung zumindest einer Materiallage (16a), die in einem Luft­ sackmodul nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 14 als Hitze­ schild für einen Luftsack (12) vorgesehen ist, als eine von wenig­ stens zwei Materiallagen (16a, 16b), durch die eine Umlenktasche (16a, 16b) mit etwa radialen Gasausbreitungswegen (24) für über die Umlenktasche (16a, 16b) in den Luftsack (12) strömendes Gas gebildet wird.