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Die
Erfindung betrifft eine Gassackeinheit zum Schutz eines Kraftfahrzeuginsassen
bei einem Frontalzusammenprall oder einem seitlich versetzten Frontalzusammenprall.
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Solche
Gassackeinheiten werden zumeist als Frontairbags bezeichnet und
können
als Fahrerairbags oder als Beifahrerairbags ausgebildet sein. Im
erstgenannten Fall ist die Gassackeinheit meist im Bereich der Nabe
eines Lenkrades, im zweitgenannten Fall im Bereich des Handschuhfaches
angeordnet. Solche Airbags sind in der Regel kissenförmig mit
großer
Füllhöhe ausgebildet
und haben eine plane oder konvexe Prallfläche. Um Verletzungen der Insassen
durch den Gassack zu verhindern, werden die Gassäcke in Frontairbagsystemen zumeist
mit relativ geringen Drücken,
beispielsweise 0,4 bar gefüllt.
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Solche
Gassackeinheiten können
Insassen bei einem Frontalaufprall in der Regel sehr gut schützen, bieten
jedoch aufgrund ihrer speziellen Geometrie bei seitlich versetzten
Frontalcrashs oft keinen zufriedenstellenden Schutz, da es oft vorkommt, dass
der Kopf des Insassen in einem solchen Fall den Airbag verfehlt
oder an diesem abrutscht und in Kontakt mit der A-Säule oder
dem Seitenfenster kommt. Das Problem verschärft sich insbesondere dann,
wenn der Insasse nicht angegurtet ist; in einem solchen Fall kann
beispielsweise ein 30°-Frontalaufprall
mit 30 Stundenkilometern zu erheblichen Verletzungen trotz Vorhandenseins
eines Frontairbags führen.
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Aus
der
DE-OS 21 57 216 ist
ein Frontairbag bekannt, dessen Gassack zwei Kammern aufweist. Hierbei
ist die gesamte Prallfläche
im wesentlichen eben ausgestaltet. Eine der beiden Kammern wird mit
höherem
Druck beauf schlagt als die andere Kammer und ist dem Hüftbereich
des Insassen zugeordnet. Ein solcher Gassack soll ein Durchrutschen
des Insassen unter dem Gassack verhindern. Einen besonderen Schutz
bei einem Schrägaufprall
kann ein solcher Gassack nicht leisten.
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Aus
der gattungsbildenden
DE
22 48 393 B2 ist ein Gassack zum Einbau in ein Lenkrad
bekannt. Dieser Gassack weist eine zentrale und eine ringförmige Kammer
auf, wobei die ringförmige
Kammer mit größerem Druck
beaufschlagt wird als die zentrale Kammer. Der der zentralen Kammer
zugeordnete Abschnitt der Prallfläche tritt hierbei weiter hervor
als der der ringförmigen
Kammer zugeordnete Bereich der Prallfläche. Ein solcher Gassack soll
verhindern, dass der Kopf des Insassen nach Auftreffen auf den zentralen
Bereich des Gassacks von diesem abrutscht. Ein solcher Gassack bietet
bei einem seitlichen Aufprall bereits gegenüber Gassäcken mit nur einer Kammer einen
verbesserten Schutz. Es ist bei diesem Gassack jedoch notwendig,
dass der Kopf des Insassen die zentrale Kammer relativ stark eindrückt, bevor
der Vorteil des zusätzlichen
seitlichen Halts erreicht wird. Dies tritt jedoch nicht bei allen schrägen Frontcrashs
auf.
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Aus
der
EP 1 314 616 A1 ist
ein Beifahrer-Frontgassack bekannt, welcher zwei Kissen aufweist,
nämlich
ein erstes Kissen, welches direkt vom Gasgenerator befüllt wird,
und welches auf dem Armaturenbrett aufliegt, sowie ein zweites Kissen,
welches am ersten Kissen angeordnet ist und über dieses befüllt wird.
Das zweite Kissen weist die Prallfläche auf und ist konstruktionsbedingt
mit dem gleichen oder mit geringerem Druck befüllt als das erste Kissen. Aus
Sicht des Beifahrers ist das zweite Kissen symmetrisch auf dem ersten
Kissen angeordnet.
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Eine ähnliche
Konstruktion, wie sie aus der
EP 1 314 616 A1 bekannt ist, ist in der
WO 2003/08043 A1 für einen
Seitengassack beschrieben.
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Auch
die
EP 1 285 821 A2 beschreibt
einen Beifahrer-Frontgassack, welcher zwei Kissen aufweist, wobei
das erste Kissen unmittelbar vom Gasgenerator befüllt wird
und auf der Armaturentafel aufliegt, während das zweite Kissen auf
dem ersten Kissen angeordnet ist und ausschließlich über dieses befüllt wird.
Auch dieser Beifahrer-Frontgassack ist aus Sicht des Insassen symmetrisch.
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In
der
DE 197 38 842
A1 ist ein Frontgassack mit mehreren Kammern und zwei Gasgeneratoren beschrieben.
Hierbei befüllt
ein erster Gasgenerator zunächst
eine Gasvorkammer, über
welche eine Thoraxkammer und über
diese wiederum eine sich von der Thoraxkammer weg erstreckende Kopfkammer
befüllt
wird. Über
einen zweiten Gasgenerator kann zeitversetzt eine innerhalb der
Thoraxkammer angeordnete weitere Kammer befüllt werden, um eine größere Rückhaltekraft
bereitstellen zu können. Durch
den vorgeschlagenen Aufbau soll die Aggressivität des expandierenden Gassacks
gegenüber dem
Insassen verringert werden.
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Ausgehend
von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, einen
gattungsgemäßen Gassack
dahingehend weiterzubilden, dass er einen verbesserten Schutz bei
einem seitlich versetzten Frontalzusammenprall bietet.
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Diese
Aufgabe wird durch einen Gassack mit den Merkmalen des Anspruchs
1 gelöst.
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Der
zur erfindungsgemäßen Gassackeinheit gehörende Gassack
weist zwei Kammern auf, die mit unterschiedlichen Drücken beaufschlagt
werden. Der Gassack ist asymmetrisch aufgebaut und derjenige Bereich
der Prallfläche,
der der Kammer mit höherem Druck
zugeordnet ist, ragt im aufgeblasenen Zustand zumindest abschnittsweise
aus dem Bereich der Prallfläche,
der der Kammer mit niedererem Druck zugeordnet ist, heraus. Dieser
weiter herausragende Bereich der Prallfläche befindet sich bei links
gesteuerten Fahrzeu gen im Fall eines Fahrerairbags im wesentlichen
am linken oder am linken oberen Rand des Airbags, im Falle eines
Beifahrerairbags am rechten oder rechten oberen Rand. Die mit geringerem
Druck beaufschlagte Kammer kann den Insassen bei einem Frontalzusammenstoß in gewohnter Weise
auffangen. Bei einem seitlichen Aufprall verhindert die zweite Kammer
mit ihrem hervorstehenden Prallflächenbereich, dass der Kopf
des Insassen beispielsweise mit der A-Säule in Kontakt kommt. Die hierfür benötigte seitliche
Stabilität
erhält
die zweite Kammer durch ihren höheren
Innendruck.
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Die
zweite Kammer besteht aus zwei Teilkammern, welche im wesentlichen
mit gleichem Druck beaufschlagt werden, wobei sich der der zweiten
Kammer zugeordnete Bereich der Prallfläche hauptsächlich an einer der beiden
Teilkammern befindet.
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Die
zweite Teilkammer ist auf der ersten Teilkammer angeordnet und steht
mit der ersten Teilkammer über Überströmöffnungen
in Verbindung. Erste Kammer und erste Teilkammer bilden ein gemeinsames
Kissen, auf das die zweite Teilkammer aufgesetzt ist. Erste Kammer
und erste Teilkammer sind durch eine gemeinsame Trennwand getrennt.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
nach Anspruch 2 ist diese zweite Teilkammer wulstförmig ausgebildet.
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In
Anspruch 4 ist eine besonders einfach herstellbare Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Gassacks
angegeben.
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Die
Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf
die Figuren näher erläutert. Hierbei
zeigen:
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1 einen
Gassack in einer Draufsicht aus Sicht des Fahrers,
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2 den
auf ein Lenkrad montierten Gassack aus 1 in einer
perspektivischen Darstellung,
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3 den
Gassack aus 2 in einer weiteren perspektivischen
Darstellung,
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4 einen
erfindungsgemäßen Beifahrer-Gassack
in aufgeblasenem Zustand, in einer Ansicht von oben,
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5 die
Wirkungsweise des Gassacks aus den 4 und 5 bei
einem seitlich versetzten Frontalzusammenstoß in einer Ansicht von hinten, und
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6 die
Gewebezuschnitte des in den 1 bis 3 gezeigten
Gassacks.
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Die 1 bis 3 zeigen
einen Gassack eines Fahrerairbags. Wie man gut anhand 1,
die den Gassack aus Sicht des Fahrers zeigt, erkennt, weist der
Gassack ein Kissen 10 und einen auf dem Kissen angeordneten
wulstförmigen
Teil auf. Insgesamt weist der Airbag zwei Kammern auf, die sich
auf den Gassack wie folgt verteilen: Durch das Kissen 10 erstreckt
sich die aus Gewebe bestehende Trennwand 34, die das Kissen
in zwei Bereiche unterteilt. Auf der einen Seite der Trennwand liegt
die erste Kammer 14, die im befüllten Zustand beispielsweise mit
0,4 bar beaufschlagt wird. Auf der anderen Seite der Trennwand 34 liegt
innerhalb des Kissens die erste Teilkammer 17, die gemeinsam
mit der wulstförmigen
zweiten Teilkammer 20 die zweite Kammer bildet. Diese zweite
Kammer, also erste Teilkammer 17 und zweite Teilkammer 20 werden
mit einem höheren Druck
als die erste Kammer, beispielsweise mit 0,9 bar befüllt.
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Wie
man anhand der 1 bis 3 erkennen
kann, erstreckt sich die im wesentlichen dreieckige, gestrichelt
dargestellte Trennwand 34 von einem zentralen Bereich des
Bodens des Kissens nach oben. Die Trennwand 34 endet in
einem Randbereich des Kissens etwa dort, wo die wulstförmige zweite Teilkammer 20 am
Kissen 10 angeordnet ist. Hieraus ergibt sich, dass der
erste Bereich 12A der Prallfläche, der der ersten Kammer 14 zugeordnet
ist, sich über
einen Großteil
des Kissens, insbesondere über dem
Zentralbereich des Kissens erstreckt.
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Der
zweite Bereich 12B der Prallfläche 12 wird in diesem
Ausführungsbeispiel
ausschließlich durch
die Außenhülle der
zweiten Teilkammer 20 gebildet. Trifft der Kopf eines Insassen
bei einem schrägen
Frontalaufprall auf den zweiten Bereich 12B der Prallfläche 12,
so wird durch das Herausstehen dieses zweiten Bereichs 12B die
nach vorne seitlich gerichtete Bewegung des Kopfes gestoppt. Durch
den höheren
Druck in der zweiten Teilkammer 20 gegenüber der
ersten Kammer 14, wird der geringere Weg, der zum Abbremsen
zur Verfügung
steht, ausgeglichen. Die unter der zweiten Teilkammer 20 liegende erste
Teilkammer 17, welche wie die zweite Teilkammer 20 auch
mit höherem
Druck beaufschlagt wird, gibt der zweiten Teilkammer 20 ausreichend
seitliche Stabilität,
um zu verhindern, dass die zweite Teilkammer 20 beim Aufprall
des Kopfes des Insassen zu weit seitlich nachgibt.
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In
diesem Ausführungsbeispiel
ist die mit höherem
Druck beaufschlagte zweite Kammer, welche dem zweiten Bereich 12B der
Prallfläche 12 zugeordnet
ist, aus den beiden Teilkammern 17 und 20 aufgebaut.
Dies ist, wie nachfolgend näher
erläutert,
aus herstellungstechnischer Sicht sinnvoll, hinsichtlich der Funktion
jedoch nicht zwingend.
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Die 4 zeigt
einen montierten, aufgeblasenen Beifahrer-Gassack, der sich aus
dem Bereich des Handschuhfachs eines Kraftfahrzeugs in den Fahrgastraum
erstreckt. Wie man insbesondere gut anhand 4 (Ansicht
von oben) erkennen kann, deckt die zweite Teilkammer 20 den
Bereich der A-Säule
und der Seitenscheibe zu einem großen Teil ab. Wird nun, wie
in 5 dargestellt, bei einem seitlich versetzten Frontalzusammnenstoß der Kopf
des Beifahrers in Richtung Seitenscheibe/A-Säule beschleunigt, wird er von
der zweiten Teilkammer 20 aufgefangen. Aufgrund des erhöhten Drucks,
beispielsweise 0,9 bar, und der Abstützung der zweiten Teilkammer
durch die erste Teilkammer, welche ebenfalls unter diesem erhöhten Druck
steht, wird ein Durchschlagen des Kopfes verhindert.
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Wie
man ebenfalls gut anhand 5 erkennen kann, wirkt der Gassack
bei einem nicht-versetzten Frontalzusammenstoß wie ein gewöhnlicher
Beifahrer-Gassack, bei dem der Insasse in die mit geringerem Druck,
beispielsweise 0,4 bar, beaufschlagte erste Kammer 14 fällt, ohne
das Vorhandensein der zweiten Kammer zu bemerken.
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Das
eben Erläuterte
gilt in analoger Weise auch für
einen Fahrer-Gassack.
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In
diesem Ausführungsbeispiel
wird der Gassack durch einen einzigen Gasgenerator (nicht dargestellt)
befüllt
und die unterschiedlichen Innendrücke durch gezielten Einsatz
von Gasleitelementen erzielt, wie nachfolgend erläutert wird.
Der selbe Erfolg könnte
auch durch Einsatz von zwei Gasgeneratoren erreicht werden, jedoch
mit größerem Material-
und Fertigungsaufwand.
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6 zeigt
die Gewebezuschnitte, aus denen der oben beschriebene Gassack zusammengenäht wird.
Das Kissen wird aus einer das Unterteil bildenden ersten Gewebelage 30 und
einer das Oberteil bildenden zweiten Gewebelage 32 zusammengenäht. Diese
beiden Gewebelagen 30, 32 haben die Form von Kreisscheiben
und werden an ihren umlaufenden Nahtkanten 30a und 32a miteinander
vernäht.
In der Mitte der ersten Gewebelage 30 befindet sich die
Durchtrittsöffnung 31,
durch die ein nicht dargestellter Gasgenerator ins Innere des Gassacks ragt.
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Wie
oben dargestellt, ist das Kissen in eine erste Kammer und in eine
erste Teilkammer unterteilt. Die Trennung erfolgt durch die Trennwand 34,
welche mit ihren Nahtkanten 34' und 34'' an
den Nahtlinien 30' und 30'' der ersten Gewebelage 30 vernäht ist.
Die beiden Nahtlinien 30' und 30'' stehen hierbei rechtwinklig zueinander
und treffen sich an der zentralen Durchtrittsöffnung 31. Die Trennwand 34 ragt in
den Bereich der Durchtrittsöffnung 31 hinein,
so dass der überstehende
Teil der Trennwand 34 als Gasleitelement dient. Durch eine
genaue Abstimmung der Geometrie mit der Geometrie des Gasgenerators
wird erreicht, dass die zweite Kammer mit höherem Druck als die erste Kammer
beaufschlagt wird.
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Die
weitere Nahtkante 34''' der Trennwand 34 ist
entlang der Nahtlinie 32''' mit der zweiten Gewebelage 32 vernäht. Hierdurch
wird die erste Teilkammer der zweiten Kammer gebildet, wobei sich
die erste Teilkammer vom Boden des Kissens schräg nach oben erstreckt.
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Auf
der ersten Teilkammer ist die zweite Teilkammer angeordnet, die
aus dem Unterteil 35 und dem Oberteil 36 zusammengenäht ist.
Diese beiden Teile sind entlang der Nahtkanten 35a, 36a miteinander
vernäht.
Das Unterteil 35 weist die Öffnung 37 auf, die
durch die Nahtlinie 35' begrenzt
ist. Entlang dieser Nahtlinie 35' wird das Unterteil 35 mit
der zweiten Gewebelage 32 entlang deren Nahtlinie 32''' vernäht. Innerhalb
dieser Nahtlinie 32''' liegen Überströmöffnungen 33, durch
die Gas aus der ersten Teilkammer 17 aus- und durch die Öffnung 37 in
die zweite Teilkammer 20 einströmt. Somit wird erreicht, dass
erste Teilkammer 17 und zweite Teilkammer 20 mit
demselben Druck beaufschlagt werden und gemeinsam die zweite Kammer
bilden.
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Der
erfindungsgemäße Gassack
des vorliegenden Ausführungsbeispiels
ist ausschließlich
aus flachen Zuschnitten aufgebaut und kann deshalb relativ einfach
hergestellt werden.
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- 10
- Kissen
- 12
- Prallfläche
- 12A
- erster
Bereich
- 12B
- zweiter
Bereich
- 14
- erste
Kammer
- 16
- zweite
Kammer
- 20
- zweite
Teilkammer
- 30
- erste
Gewebelage
- 30', 30''
- Nahtlinie
- 30a
- Nahtkante
- 31
- Durchtrittsöffnung
- 32
- zweite
Gewebelage
- 32', 32''
- Nahtlinie
- 32a
- Nahtkante
- 33
- Überströmöffnung
- 34
- Trennwand
- 34'–34'''
- Nahtkante
- 34a
- Knicklinie
- 35
- Unterteil
- 35'
- Nahtlinie
- 35a
- Nahtkante
- 36
- Oberteil
- 36a
- Nahtkante
- 37
- Öffnung