DE10038298A1

DE10038298A1 - Insassenschutzvorrichtung

Info

Publication number: DE10038298A1
Application number: DE2000138298
Authority: DE
Inventors: Klaus Oehm
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2000-08-05
Filing date: 2000-08-05
Publication date: 2002-02-14

Abstract

Die Erfindung betrifft eine für ein Kraftfahrzeug (1) bestimmte Insassenschutzvorrichtung (6) mit einem Luftkissen (4, 5), welches bei einem Unfall explosionsartig mit Gas gefüllt wird. Hierdurch prallt ein Insasse (2, 3) bei einer unfallbedingten Vorverlagerung auf das bereits vollständig gefüllte Luftkissen (4, 5) auf, wodurch das Gas durch eine Abströmöffnung (8, 9) abströmt. Die Aufprallenergie wird hierdurch auf ein körperverträgliches Maß begrenzt. Um einer thermischen Belastung des Insassen (2, 3) durch austretende Expansionsgase vorzubeugen, ist die Abströmöffnung (8, 9) in einem dem Insassen (2, 3) abgewandten Bereich der Insassenschutzvorrichtung (6) angeordnet. Diese ist hierzu insbesondere im Inneren eines geschlossenen Behälters (10) angeordnet, durch den zugleich ein problemloser Einsatz in unterschiedlichen Bereichen des Kraftfahrzeuges (1) realisierbar wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine für ein Kraftfahrzeug bestimmte Insassenschutzvorrichtung mit einem Luftkissen, welches in einer kritischen Fahrsituation durch einen pyrotechnischen Gasgenerator explosionsartig gefüllt und beim Aufprall des Insassen durch zumindest eine Abströmöffnung entleert wird.

Eine solche Insassenschutzvorrichtung ist im modernen Automobilbau bereits zum festen Bestandteil des Insassenschutzkonzeptes geworden, um so die Gefährdung der Kraftfahrzeuginsassen bei einem Unfall zu verringern und damit die passive Sicherheit zu erhöhen.

Hierzu wird bei einem durch eine entsprechende Sensorik erfaßten Aufprall des Kraftfahrzeuges das Luftkissen durch den Gasgenerator derart explosionsartig gefüllt, daß dieses zunächst vollkommen gefüllt ist. Durch das nachfolgende Auftreffen des Insassen wird das Luftkissen teilweise wieder entleert und dabei die Aufprallenergie der zu schützenden Insassen mit physiologisch verträglichen Flächenpressungen und Verzögerungswerten vergleichsweise "sanft" absorbiert. Kopf- und Brustverletzungen werden dadurch verhindert oder zumindest deutlich gemildert.

Dabei ist das Luftkissen auch dann sinnvoll, wenn der Insassen durch einen Sicherheitsgurt geschützt ist, da selbst bei einem zusätzlichen Gurtstraffer bei einem schweren Aufprall eine Vorverlagerung des Insassen und das Aufschlagen des Kopfes auf dem Lenkrad oder weiteren Ausstattungselementen des Kraftfahrzeuges anderenfalls nicht verhindert werden kann.

Nachdem in der Praxis zunächst solche Luftkissen lediglich für die Insassen auf den vorderen Sitzplätzen vorgesehen wurden, setzen sich in jüngerer Zeit zunehmend auch ergänzende Luftkissen für die Insassen im Kraftfahrzeugfond sowie zum Schutz gegen einen seitlichen Aufprall immer mehr durch. Beispielsweise sind auch solche Luftkissen bekannt, die im Bereich der Dachkante angeordnet sind und den Kopfbereich der Insassen gegenüber einer seitlichen Einwirkung schützen oder hierzu unmittelbar in den Fahrzeugsitz integriert sind. Außerdem sind weitere Luftkissen vorgesehen, die den Fußraum der Insassen gegen gefährliche Intrusionen schützen sollen.

Die Einsatzmöglichkeiten der Luftkissen zum Schutz der Kraftfahrzeuginsassen scheinen dabei noch längst nicht ausgeschöpft. Daher überrascht es zunächst, daß mit der explosionsartigen Gasentwicklung auch Belastungen der Insassen einhergehen können. Eine solche Belastung ist in der Praxis zum einen der plötzliche Druckanstieg im Inneren des Kraftfahrzeuges durch den sich füllenden Luftsack, insbesondere bei einer Vielzahl zeitgleich ausgelöster Luftkissen. Zum anderen gelangt das durch den Gasgenerator erzeugte Gasvolumen beim Entleeren während des Aufpralls des Insassen durch die Abströmöffnung in den Kraftfahrzeuginnenraum. Die hohe Temperatur der austretenden Gase kann zu erhöhten thermischen Belastungen am Körper des Insassen führen. Ferner führen die zum Füllen des Luftkissens dienenden Gase, wobei auf Luftbestandteile gegebenenfalls völlig verzichtet wird, je nach Art des Gasgenerators vorübergehend zu einer erhöhten Schadstoffbelastung im Fahrzeuginnenraum.

Die DE-OS 21 25 967 schlägt zur Lösung dieses Problems vor, die Gase des Luftkissens nach außen aus dem Kraftfahrzeug abzublasen. Hierzu dient eine Auslaßleitung mit einem derart bemessenen Innendurchmesser, daß eine Behinderung beim Füllen des Luftkissens ausgeschlossen ist und deren Abströmöffnung außerhalb des Kraftfahrzeuges endet.

In ähnlicher Weise sollen nach der DE 195 15 980 A1 die durch die Abströmöffnung ausströmenden Gase in das Armaturenbrett entlüftet werden, um dadurch die in den Kraftfahrzeuginnenraum abgegebene Partikelmenge zu minimieren.

Bei beiden Lösungsvorschlägen hat sich in der Praxis die ungünstige praktische Ausführbarkeit der Insassenschutzvorrichtung, insbesondere im Hinblick auf einen zunehmenden Einsatz in solchen Abschnitten des Kraftfahrzeuginnenraumes, in denen beengte Platzverhältnisse den Bauraum beschränken oder bei denen eine Durchführung zur Außenseite des Kraftfahrzeuges nur mit unverhältnismäßig hohem Aufwand zu realisieren, erwiesen.

Nach der DE 39 12 015 soll mit dem Auslösen des Luftkissens zugleich eine an dem Kraftfahrzeug vorhandene Entlüftungseinrichtung, beispielsweise eine Fensterscheibe oder ein Schiebedach, geöffnet werden, um so eine schnelle Abfuhr und einen Druckausgleich der Gase zu erreichen. Die praktische Umsetzung dieser Erfindung scheitert bereits an der geringen zeitlichen Dauer des gesamten Vorganges, der einschließlich des Abströmvorganges bereits nach wenigen 1/10 Sekunden abgeschlossen ist, und innerhalb dieses Zeitraumes eine konventionelle Betätigung eines elektrischen Schiebedaches oder Fensterhebers nicht erreichbar ist.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Insassenschutzvorrichtung der eingangs genannten Art derart auszuführen, daß Belastungen der Insassen des Kraftfahrzeuges durch austretende Gase weiter reduziert werden.

Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Insassenschutzvorrichtung gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Die Unteransprüche betreffen besonders zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung.

Erfindungsgemäß ist also eine Insassenschutzvorrichtung vorgesehen, bei der die zumindest eine Abströmöffnung in einem dem Insassen abgewandten Bereich des Luftkissens angeordnet ist. Hierdurch kann in einfacher Weise eine Schädigung oder Gefährdung des Insassen durch Gase, die durch die Abströmöffnung in den Innenraum gelangen, verhindert werden. Beispielsweise ist die Abströmöffnung eines Fahrerluftkissens hierzu außerhalb der Arm- oder Handflächen angeordnet, um so eine erhöhte thermische Belastung oder gar ein reflexartiges Loslassen des Lenkrades zu verhindern.

Eine andere besonders vorteilhafte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird dann erreicht, wenn die Abströmöffnung einem rückwärtigen Bereich der Insassenschutzvorrichtung zugewandt ist. Hierdurch gelangen die heißen Gase durch die Abströmöffnungen in einen für den Insassen unzugänglichen Bereich der Insassenschutzvorrichtung, so daß eine Verletzungsgefahr für den Insassen ausgeschlossen ist. Die Insassenschutzvorrichtung ist hierzu mit einer hitzebeständigen Oberfläche ausgestattet, so daß auch eine Beschädigung der Insassenschutzvorrichtung, beispielsweise durch eine mögliche Entzündung, durch die eine neue Gefahrenquelle entstehen könnte, ausgeschlossen wird.

Eine weitere besonders vorteilhafte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird auch dadurch geschaffen, daß die Insassenschutzvorrichtung in einem Behälter angeordnet ist, in welchen das Gas durch die Abströmöffnung einleitbar ist. Hierdurch gelangt das Gas durch die Abströmöffnungen in den Behälter, der gegenüber dem Innenraum des Kraftfahrzeuges abgeschlossen sein kann. Dieser kann hierzu auch verformbar ausgeführt sein, um so das vergleichsweise große Gasvolumen aufnehmen zu können.

Weiterhin kann das Gas aus dem Behälter nach einer Abkühlphase selbständig entweichen, so daß ein zusätzlicher manueller Eingriff nicht erforderlich ist. Hierdurch kann zusätzlich eine bessere Rückhaltewirkung erzielt werden, beispielsweise durch eine längere Standzeit des Luftkissens während eines Aufpralls.

Dabei ist es auch besonders zweckmäßig, wenn durch eine gezielte Auslegung des Behälters eine Expansionskammer geschaffen wird, um so die Aggressivität des Luftkissens zu mildern und dadurch die auf den Insassen bei einem Unfall übertragenen Kräfte ohne gefährliche Fangstöße zu übertragen.

Besonders vorteilhaft ist es auch, wenn die Insassenschutzvorrichtung als ein von der Anordnung im Kraftfahrzeug unabhängiges Modul ausgeführt ist. Hierdurch wird der praktische Einsatz der Insassenschutzvorrichtung wesentlich vereinfacht, indem die Insassenschutzvorrichtung von weiteren Steuerungselementen oder Lüftungselementen unabhängig wird und somit einen individuellen Einsatz in dem Kraftfahrzeug ermöglicht. Daher eignet sich die Insassenschutzvorrichtung auch für Einsatzbereiche, die ungünstige räumliche Voraussetzungen mit sich bringen oder auch zur Nachrüstung bei bereits vorhandenen Kraftfahrzeugen.

Eine andere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist auch dann gegeben, wenn die Abströmöffnung derart an dem Luftkissen angeordnet ist, daß diese durch den Aufprall des Insassen in einen ihm abgewandten Bereich beweglich ist. Hierdurch wird die Abströmöffnung durch den Aufprall in einen rückwärtigen Bereich der Insassenschutzvorrichtung entsprechend der Vorverlagerung des Insassen bewegt. Daher kann das Gas durch die Abströmöffnung zunächst bei einer lediglich geringen Vorverlagerung in den Innenraum austreten, wobei ein Kontakt mit dem Insassen ausgeschlossen ist. Lediglich bei einer zunehmenden Vorverlagerung des Insassen wird auch die Abströmöffnung in Richtung der Vorverlagerung in den Behälter der Insassenschutzvorrichtung hinein bewegt, so daß eine erhöhte Belastung durch austretende Warmgase ausgeschlossen ist.

Eine weitere besonders zweckmäßige Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird dann erreicht, wenn die Insassenschutzvorrichtung als ein geschlossenes System ausgeführt ist, so daß die entstehenden Expansionsgase im wesentlichen vollständig aufgefangen werden. Hierdurch ist die Insassenschutzvorrichtung gegenüber dem Innenraum des Kraftfahrzeuges abgeschlossen, wodurch das Austreten von Warmgasen verhindert wird. Die Gase könnten hierzu durch die Abströmöffnungen beispielsweise in ein zweites Luftkissen gelangen, das sich erst bei der beginnenden Entleerung des ersten Luftkissens füllt. Das Auffangen des Insassen durch das Luftkissen kann dadurch beispielsweise auch zweistufig erfolgen.

Besonders zweckmäßig ist auch eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der mehrere Abströmöffnungen vorgesehen sind, die in Abhängigkeit der unfallbedingten Vorverlagerung des Insassen verschlossen oder geöffnet sind. Hierdurch kann der Vorgang der Entleerung des Luftkissens an die unfallbedingte Vorverlagerung des Insassen optimal angepaßt werden, wobei zugleich die Entleerung und der Schutz des Insassen vor warmen Gasen verbessert werden kann.

Insgesamt ist also in vorteilhafter Weise die Insassenschutzvorrichtung weitgehend unabhängig von den Einbauverhältnissen im Innenraum des Kraftfahrzeuges, wobei insbesondere eine Durchbrechung der Kraftfahrzeugaußenhaut bzw. die Anbindungen an vorhandene Entlüftungssysteme entbehrlich ist.

Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines teilweise geschnittenen Kraftfahrzeuges;

Fig. 2 eine Vorderansicht eines Lenkrades des in Fig. 1 gezeigten Kraftfahrzeuges.

In Fig. 1 ist ein teilweise geschnittenes Kraftfahrzeug 1 in einer perspektivischen Ansicht dargestellt. Infolge einer kritischen Fahrsituation ist jeweils ein für einen Insassen 2 und 3, einen Fahrer und einen Beifahrer, bestimmtes Luftkissen 4, 5 vollständig gefüllt. Durch den Aufprall der Insassen 2, 3 auf das jeweilige Luftkissen 4, 5 einer Insassenschutzvorrichtung 6 wird das durch einen Gasgenerator 7 erzeugte Warmgas aus jeweils einer Abströmöffnung 8, 9 herausgepreßt, um so die Aufprallenergie körperverträglich abzubauen. Die Abströmöffnungen 8, 9 sind hierzu in einer dem jeweiligen Insassen 3 bzw. dem Fahrer 2 abgewandten Position angeordnet und verhindern so den Körperkontakt der Insassen 2, 3 mit dem Warmgas. Das austretende Gas strömt dabei in einen rückwärtigen Bereich eines Behälters 10 der Insassenschutzvorrichtung 6 ein, wo es zunächst aufgefangen und später, insbesondere nach einer vorbestimmten Abkühlphase, austritt.

Zur Verdeutlichung der Position der Insassenschutzvorrichtung 6 des Kraftfahrzeuges 1 zeigt Fig. 2 eine Vorderansicht eines Lenkrades 11. Das Lenkrad 11 nimmt den für das hier nicht dargestellte Luftkissen bestimmten Behälter 10 auf. Zu erkennen ist dabei insbesondere die Anordnung der Abströmöffnung 8 innerhalb des Lenkrades 11.

Dadurch wird das Austreten des Gases in Richtung auf den in Fig. 1 gezeigten Insassen 2 und eine damit verbundene Gefährdung des Insassen 2 im Gegensatz zu einem nach dem Stand der Technik bekannten Luftkissen, bei dem sich die Abströmöffnung oberhalb des Lenkrades befindet, zuverlässig ausgeschlossen.

BEZUGSZEICHENLISTE

1

Kraftfahrzeug

2

Insassen

3

Insassen

4

Luftkissen

5

Luftkissen

6

Insassenschutzvorrichtung

7

Gasgenerator

8

Abströmöffnung

9

Abströmöffnung

10

Behälter

11

Lenkrad

Claims

1. Eine für ein Kraftfahrzeug bestimmte Insassenschutzvorrichtung mit einem Luftkissen, welches in einer kritischen Fahrsituation durch einen pyrotechnischen Gasgenerator explosionsartig gefüllt und beim Aufprall des Insassen durch zumindest eine Abströmöffnung entleert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die zumindest eine Abströmöffnung (8, 9) in einem dem Insassen (2, 3) abgewandten Bereich des Luftkissens (4, 5) angeordnet ist.

2. Insassenschutzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abströmöffnung (8, 9) einem rückwärtigen Bereich der Insassenschutzvorrichtung (6) zugewandt ist.

3. Insassenschutzvorrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Insassenschutzvorrichtung (6) in einem Behälter (10) angeordnet ist, in welchen das Gas durch die Abströmöffnung (8, 9) einleitbar ist.

4. Insassenschutzvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine gezielte Auslegung des Behälters eine Expansionskammer geschaffen wird.

5. Insassenschutzvorrichtung nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Insassenschutzvorrichtung (6) als ein von der Anordnung im Kraftfahrzeug (1) unabhängiges Modul ausgeführt ist.

6. Insassenschutzvorrichtung nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abströmöffnung (8, 9) derart an dem Luftkissen (4, 5) angeordnet ist, daß diese durch den Aufprall des Insassen (2, 3) in einen ihm abgewandten Bereich beweglich ist.

7. Insassenschutzvorrichtung nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Insassenschutzvorrichtung (6) als ein geschlossenes System ausgeführt ist, so daß die entstehenden Expansionsgase im wesentlichen vollständig aufgefangen werden.

8. Insassenschutzvorrichtung nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Abströmöffnungen (8, 9) vorgesehen sind, die in Abhängigkeit der unfallbedingten Vorverlagerung des Insassen (2, 3) verschlossen oder geöffnet sind.