-
Die
Erfindung betrifft einen Gassack für ein Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem
mit einem den Gassack begrenzenden Mantel mit einer Vorderseite, einer
Rückseite
und einer Vorder- und Rückseite
verbindenden Umfangsseite, wenigstens einer im Mantel außerhalb
der Vorderseite vorgesehenen Ausströmöffnung, einer Ventilvorrichtung
mit einem über der
Ausströmöffnung angeordneten,
mit dem Mantel verbundenen, flächigen
Ventilelement und einem mit dem Ventilelement verbundenen, sich
quer im Inneren des Gassacks erstreckenden Fangband, das außerhalb
der Vorderseite entfernt von der Ventilvorrichtung mit dem Mantel
gekoppelt ist.
-
Ein
Gassack soll sich bei einem Unfall zwischen einem Fahrzeuginsassen
und einer Fahrzeugkontur entfalten und den Fahrzeuginsassen, der
auf einer Vorderseite des Gassacks aufschlägt, auffangen und abbremsen.
Um diese Aufgabe erfüllen
zu können,
muß der
Gassackinnendruck in einem bestimmten Bereich liegen. Der Gassack
darf nicht zu weich sein, damit der Fahrzeuginsasse nicht bis zur Fahrzeugkontur
durchschlägt,
er darf aber auch nicht zu hart sein, um ein Abprallen des Fahrzeuginsassen von
der Gassackoberfläche
zu vermeiden. Daher werden Gassäcke
mit Ausströmöffnungen
ausgestattet, durch die Gas aus dem aufgeblasenen Gassack abströmen kann.
Um den Innendruck im Gassack möglichst
konstant zu halten, werden Ausströmöffnungen mit variabler Größe verwendet.
-
Eine
Möglichkeit
zur Freigabe von Ausströmöffnungen
ist in der gattungsbildenden JP 07- 329697 gezeigt. Ein quer durch den
Gassack verlaufendes Fangband endet in zwei Gewebelappen, die jeweils über einer
Ausströmöffnung in
einer Seitenfläche
des Gassacks mittels Reißnähten befestigt
sind. Bei einer Verbreiterung des Gassacks durch das Auftreffen des
Fahrzeuginsassen werden die Reißnähte gelöst und die
Gewebelappen von den Ausströmöffnungen abgerissen.
Sind die Ausströmöffnungen
einmal freigeben, bleiben diese geöffnet.
-
Bei
der in den JP 07- 329694
gezeigten Technik ist eine in einer Seitenwand eines Gassacks vorgesehene
Ausströmöffnung zunächst durch
einen Gewebestreifen verdeckt, der ebenfalls eine Ausströmöffnung aufweist.
Diese ist aber vor der Freigabe versetzt zur Ausströmöffnung des
Gassackmantels angeordnet. Der Versatz wird durch Abnäher im Gassackmantel
bzw. des Gewebestreifens erreicht, die bei einer vorbestimmten Belastung
des Gassacks aufreißen.
Dann schieben sich die Öffnungen
im Mantel und im Gewebestreifen übereinander,
und Gas kann aus dem Gassack entweichen.
-
Auch
die in der
DE 101
61 956 A1 gezeigte Methode zur Freigabe von Ausströmöffnungen
bedient sich aufreißender
Nähte.
Bei dem hier vorgestellten Gassack sind zwei in gegenüberliegenden Seitenflächen des
Gassacks vorgesehene Ausströmöffnungen
zunächst
miteinander vernäht,
so daß der Gassack
im Anfangszustand torusförmig
ist. Bei Überschreiten
eines bestimmten Innendrucks lösen sich
die Nähte,
und der nun zylinderförmige
Gassack weist an jeder Seite eine vollständig geöffnete Ausströmöffnung auf.
-
Der
Innendruck des Gassacks ist durch verschiedene Faktoren bestimmt,
so zum einen durch das Abströmverhalten
des Gasgenerators, der das Gasvolumen zur Befüllung des Gassacks zur Verfügung stellt,
welches temperaturabhängig
variieren kann. Der Innendruck wird auch direkt durch das Auftreffen
des Fahrzeuginsassen beeinflußt,
wobei naturgemäß das Auftreffen
eines schweren Fahrzeuginsassen eine größere Druckerhöhung zur
Folge hat als das Auftreffen eines leichten Fahrzeuginsassen. Beim
Eintauchen des Insassen in den Gassack ändert sich auch dessen Form.
Die Tiefe des Gassacks verringert sich, während er sich in Radialrichtung
verbreitert.
-
Die
Erfindung schlägt
einen einfachen Weg vor, um den Innendruck im Gassack zu regulieren.
-
Dies
wird bei einem oben genannten Gassack erreicht, indem die Kopplung
so erfolgt, daß bei Verbreiterung
des Gassacks das Fangband zugbelastet wird und das Ventilelement
vom Mantel abhebt und sich das Ventilelement bei Rückgang der
Verbreiterung wieder an den Mantel annähert und graduell die Ausströmöffnung wieder
verschließt.
Die Vorderseite des Gassackmantels ist der Bereich, auf den ein
Fahrzeuginsasse bei einem Unfall aufprallt. Als Umfangsseite des
Gassackmantels wird hier der Bereich bezeichnet, in dem die Vorderseite
in die Rückseite übergeht.
Beim Auftreffen des Fahrzeuginsassen auf die Vorderseite wird der
Gassack in radialer Richtung verbreitert. Die Ausdehnung des Gassacks in
Radialrichtung wird im folgenden als laterale Ausdehnung bezeichnet.
Die Formänderung
bewirkt eine Zugkraft im Fangband, da das Fangband im wesentlichen
in radialer Richtung verläuft.
Da sich das Fangband durch einen großen Teil des Gassacks erstreckt,
kann die Verbreiterung des Gassacks gut dosiert in eine Zugbelastung
im Fangband umgesetzt werden. Abhängig von der Größe der Zugkraft
hebt das Ventilelement mehr oder weniger weit vom Mantel ab, was
direkt das Maß der
Freigabe der Ausströmöffnung und
die Gasmenge, die aus dem Gassack abströmen kann, bestimmt.
-
Bevorzugt
weist das Fangband eine solche Länge
auf und ist so angeordnet, daß das
Ventilelement erst ab einer vorbestimmten lateralen Ausdehnung des
Gassacks vom Mantel abgehoben wird. In einer Anfangsphase der Entfaltung
des Gassacks ist die Ausströmöffnung noch
verschlossen, so daß eine schnelle
Entfaltung des Gassacks gewährleistet
ist. Die Ausströmöffnung wird
erst freigegeben, wenn eine gewisse vorbestimmte laterale Ausdehnung überschritten
wird, was der Fall sein kann, wenn ein Fahrzeuginsasse auf die Vorderseite
des Gassacks auftrifft und sich der Gassack beim Eintauchen des Fahrzeuginsassen
verbreitert.
-
Da
die Freigabe der Ausströmöffnung in etwa
proportional zum Maß der
lateralen Ausdehnung des Gassacks erfolgt, weist das System eine gewisse
Selbstregulierung auf. Ein schwerer Fahrzeuginsasse wird eine große Verbreiterung
hervorrufen, so daß die
Ausströmöffnung zu
einem großen Maß freigegeben
wird und viel Gas aus dem Gassack abströmen kann, während ein kleiner, leichter
Fahrzeuginsasse nur eine geringe Verbreiterung hervorrufen wird,
wodurch auch nur eine geringe Gasmenge aus dem Gassack abströmen wird.
-
Geht
die Verformung des Gassacks in lateraler Richtung zurück, bewegt
sich das flächige
Ventilelement wieder auf den Mantel des Gassacks zu, und die Freigabe
der Ausströmöffnung wird
wieder verringert oder diese sogar ganz verschlossen.
-
Das
Ventilelement besteht bevorzugt aus einer Gewebelage.
-
Sowohl
die Fähigkeit,
das Ventilelement abschnittsweise vom Mantel abzuheben, als auch
die Möglichkeit, über das
Ventilelement den Gasstrom aus der Ausströmöffnung zu regulieren, lassen
sich erreichen, indem das Ventilelement entlang seines Umfangs abschnittsweise
mit dem Mantel des Gassacks verbunden ist. Besonders, wenn das Ventilelement
aus einer Gewebelage besteht, bietet es sich an, den Umfang der
Gewebelage mit dem Mantel z.B. mittels einer Naht zu verbinden und
einzelne Segmente der Naht offenzulassen, so daß Ausströmöffnungen entstehen, durch die
Gas aus dem Gassack unter die Gewebelage und von dort durch die Ausströmöffnung im
Mantel aus dem Gassack herausströmen
kann.
-
In
einer bevorzugten Ausführungsform
ist vorgesehen, das Ventilelement entlang seines Umfangs mit wenigstens
einer Einbuchtung zu versehen und das Ventilelement entlang seines
Umfangs außer
im Bereich der Einbuchtung mit dem Mantel zu verbinden. Das Gas
gelangt im Bereich der Einbuchtung unter das Ventilelement und von
dort zur Ausströmöffnung im
Mantel. Auch diese Ausführungsform
läßt sich
leicht mit einer Gewebelage als Ventilelement realisieren.
-
Die
Ausströmöffnungen
im Ventilelement sind vorteilhaft so angeordnet, daß bei freigegebenen
Ausströmöffnungen
diese in einer Draufsicht auf das Ventilelement versetzt zu der
Ausströmöffnung des
Mantels liegen.
-
Ein
besonders gleichmäßiges Abheben
des Ventilelements wird erreicht, wenn das Fangband in der Mitte
des Ventilelements angreift.
-
Das
Fangband braucht keine komplexe Struktur aufzuweisen, es kann ein
einfaches lineares Band verwendet werden.
-
In
einer Ausführungsform
der Erfindung ist eine zweite Ausströmöffnung im Mantel des Gassacks
vorgesehen, die der ersten Ausströmöffnung gegenüberliegt
und der eine zweite Ventilanordnung mit einem zweiten flächiges Ventilelement
zugeordnet ist.
-
Bei
dieser Ausführungsform
ist das Fangband vorzugsweise mit beiden Ventilelementen verbunden.
Dies kann z.B. dadurch realisiert sein, daß ein Ende des Fangbands mit
dem ersten Ventilelement und ein zweites Ende des Fangbands mit
dem zweiten Ventilelement verbunden ist. In diesem Fall wird die
Zugkraft, die auf das Fangband wirkt, gleichzeitig auf beide Ventilelemente übertragen,
so daß beide
Ventilelemente vom Mantel abheben und gleichzeitig beide Ausströmöffnungen
zu mehr oder weniger großem
Maße freigegeben
werden. Auch hierbei ist es vorteilhaft, wenn das Fangband jeweils in
der Mitte des Ventilelements angreift.
-
Die
Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung
mit den beigefügten
Zeichnungen näher
beschrieben. In den Zeichnungen zeigen:
-
1 einen
schematischen Querschnitt durch ein Gassackmodul mit einem erfindungsgemäßen aufgeblasenen
Gassack;
-
2 eine
Detailansicht des Ventilelements des Gassacks aus 1;
und
-
3 einen
weiteren Gassack mit einer Innendruckregulierung.
-
1 zeigt
einen aufgeblasenen Gassack 10, der in einem gefalteten
Zustand in einem Gassackmodul mit einem schematisch angedeuteten
Gehäuse 12 angeordnet
ist und der bei einem Unfall über
einen ebenfalls schematisch angedeuteten Gasgenerator 14 aufblasbar
ist. Das Gassackmodul kann z.B. im Lenkrad eines Fahrzeugs aufgenommen
sein.
-
Der
Gassack 10 weist einen Mantel 16 auf, der die
Außenhülle des
Gassacks 10 bildet und diesen nach außen abgrenzt. Der Mantel 16 weist
eine Rückseite 18 und
eine Vorderseite 20 auf, wobei die Vorderseite 20 der
Teil des Gassacks 10 ist, der einem Fahrzeuginsassen zugewandt
ist. Vorder- und Rückseite 18, 20 können tatsächlich separate
Gewebestücke
sein, die entlang einer nicht gezeigten Umfangsnaht miteinander
verbunden sind, sie können aber
auch rein abstrakt als die Abschnitte des Gassackmantels 16 verstanden
werden, die zu einem Fahrzeuginsassen bzw. von diesem weg gerichtet sind.
Der Bereich, in dem Rückseite 18 und
Vorderseite 20 aneinandergrenzen, wird hier als Umfangsseite 22 bezeichnet.
-
Der
Mantel 16 des Gassacks 10 weist auf der Umfangsseite 22 eine
erste Ausströmöffnung 24 auf. Auf
der der ersten Ausströmöffnung 24 gegenüberliegenden
Seite des Mantels 16 ist in der Umfangsseite 22 eine
weitere Gruppe von Ausströmöffnungen 26 vorgesehen.
Der Ausströmöffnung 24 bzw.
der Gruppe von Ausströmöffnungen 26 ist
jeweils eine Ventilvorrichtung zugeordnet, die jeweils ein im Inneren des
Gassacks 10 angeordnetes, flächiges Ventilelement 28 aufweist.
Jedes Ventilelement 28 ist aus einer Gewebelage gebildet.
Jedes Ventilelement 28 weist jeweils mehrere Ausströmöffnungen 30 auf.
Die Ausströmöffnungen 30 und
die Ausströmöffnungen 24 bzw. 26 sind
in einer Draufsicht auf das Ventilelement 28 versetzt zueinander
angeordnet, so daß die Ausströmöffnungen 24, 26 durch
das Ventilelement 28 verschlossen sind, wenn dieses flach
auf dem Mantel 16 anliegt.
-
Die
Gewebelage jedes Ventilelements 28 weist entlang ihres
Umfangs mehrere Einbuchtungen 34 auf, wie in 2 näher gezeigt
ist, die die Ausströmöffnungen 30 des
Ventilelements bilden. Entlang ihres Umfangs ist die Gewebelage
des Ventilelements 28 mit einer Naht 36 am Mantel 16 befestigt. Im
Bereich der Einbuchtungen 34 ist die Gewebelage hingegen
nicht am Mantel 16 befestigt, so daß die Einbuchtungen 34 einen
Weg für
das Gas freilassen, das aus dem Gassack 10 ausströmen soll.
Die Ausströmöffnung 24 bzw.
die Gruppe von Ausströmöffnungen 26 liegt
in der Mitte der Gewebelage des Ventilelements 28, so daß bei flach
am Mantel anliegendem Ventilelement 28 die Ausströmöffnung 24 vollständig bedeckt
ist und kein Gas abströmen
kann.
-
Die
Ventilelemente 28 sind durch ein lineares Fangband 32 miteinander
verbunden. Das Fangband 32 verläuft hier senkrecht zur Richtung
z in radialer Richtung r quer durch den Gassack 10 und
ist an einem Ende mit dem Ventilelement 28 verbunden, das die
erste Ausströmöffnung 24 bedeckt,
und mit dem zweiten Ende mit dem Ventilelement 28, das
die Gruppe von Ausströmöffnungen 26 bedeckt.
Die beiden Enden des Fangbands 32 sind jeweils in der Mitte
des Ventilelements 28 über
eine Naht 38 befestigt.
-
Die
von der Rückseite 18 zur
Vorderseite 20 weisende Richtung z stimmt im vorliegenden
Fall auch mit der Austrittsrichtung des Gassacks 10 aus dem
Gassackmodul überein.
Die Ausdehnung des Gassacks 10 in der zur Richtung z senkrechten
Ebene in radialer Richtung r wird hier als laterale Ausdehnung l
des Gassacks 10 bezeichnet.
-
Die
Ventilvorrichtungen sind so ausgebildet und die Länge des
Fangbands 32 ist so gewählt,
daß bei Überschreiten
einer vorbestimmten lateralen Ausdehnung l die Ventilelemente 28 vom
Mantel 16 abheben, wodurch die Ausströmöffnungen 24, 26 freigegeben
werden und Gas, wie durch die Pfeile angedeutet, den Gassack 10 verlassen
kann.
-
Die
vorbestimmte laterale Ausdehnung l kann erreicht werden, wenn beim
Aufblasen des Gassacks ein vorbestimmter Innendruck überschritten
wird und/oder wenn ein Fahrzeuginsasse auf die Vorderseite 20 des
Gassacks 10 auftrifft und diesen verbreitert.
-
Geht
die laterale Ausdehnung l zurück
und unterschreitet den vorbestimmten Wert, werden die Ventilelemente 28 durch
den Innendruck p wieder an die Innenseite des Mantels 16 gedrückt und
die Ausströmöffnungen 24, 26 wieder
verschlossen.
-
Bei
der anfänglichen
Entfaltung des Gassacks 10 kann kein Gas aus dem Gassack 10 ausströmen, da
noch keine Zugkraft auf das Fangband 32 wirkt und die Ventilelemente 28 flächig am
Mantel 16 anliegen und die Ausströmöffnungen 24, 26 verschließen. Eine
Ausströmung
ist erst möglich,
wenn die laterale Ausdehnung l einen vorbestimmten Wert überschreitet.
Je nach Größe der lateralen
Ausdehnung l heben die Ventilelemente 28 mehr oder weniger
weit vom Mantel 16 ab. Hierdurch bestimmt sich das Maß der Freigabe
der Ausströmöffnungen 24, 26 bzw.
des Ausflusses des Gases aus dem Gassack 10. Je größer die
laterale Ausdehnung l des Gassacks 10 ist, desto weiter
werden die Ventilelemente 28 in das Innere des Gassacks
hineingezogen und desto mehr Gas kann aus dem Gassack 10 ausströmen. Verringert
sich die laterale Ausdehnung l wieder, verringert sich auch die
Zugbelastung des Fangbands 32 und damit die auf die Ventilelemente 28 übertragenen
Zugkräfte,
so daß sich
die Ventilelemente 28 wieder dem Mantel 16 des
Gassacks 10 annähern
und somit graduell die Ausströmöffnungen 24, 26 wieder
verschließen
und den Gasfluß aus
dem Gassack 10 hinaus einschränken.
-
Es
müssen
nicht zwangsläufig
zwei Ventilelemente 28 vorgesehen sein. Die Erfindung ist
auch mit einem einzigen Ventilelement 28 ausführbar, wobei
ein Ende des Fangbands 32 dann am Mantel 16 des
Gassacks 10 befestigt sein kann, und zwar bevorzugt an
der dem Ventilelement 28 gegenüberliegenden Seite des Mantels 16,
so daß das
Fangband über
eine möglichst
große
Strecke im Inneren des Gassacks 10 in radialer Richtung
r gespannt ist.
-
Auch
bei der Verwendung von mehreren Ventilelementen müssen nicht
notwendigerweise die Ventilelemente über ein Fangband miteinander
verbunden sein. Es können
auch separate Fangbänder vorgesehen
sein, die jeweils am Ventilelement und z.B. an der gegenüberliegenden
Seite des Mantels 16 befestigt sind.
-
Es
wäre auch
denkbar, mehr als zwei Ventilelemente 28 vorzusehen, und
diese entweder über ein
Fangband miteinander zu verbinden oder separate Fangbänder vorzusehen.
-
In 3 ist
eine andere Variante gezeigt, um den Innendruck eines Gassacks 100 zu
regulieren.
-
In
einer Ebene in etwa senkrecht zur Richtung z, die z.B. die Austrittsrichtung
des Gassacks 100 aus einem (nicht gezeigten) Gehäuse festlegt, erstreckt
sich wenigstens ein Fangband 132 durch das Innere des Gassacks 100.
Das Fangband 132 besteht wenigstens abschnittsweise aus
einem elastischen Material. Die Enden des Fangbands 132 sind im
Bereich einer Umfangsseite 122 am Mantel 116 befestigt.
-
Das
Fangband 132 kann auch ein flächiges Element, z.B. aus einem
dehnbaren, elastischen Gewebe sein. Es ist auch möglich, mehrere
Fangbänder vorzusehen,
die alle in derselben Ebene liegen, aber jeweils um einen gewissen
Winkel, z.B. 45°,
zueinander versetzt sind.
-
Die
laterale Ausdehnung l des Fangbands 132 und damit des Gassacks 100 in
radialer Richtung r entlang des Fangbands 132 ist abhängig vom
Innendruck p des Gassacks 100.
-
Bei
niedrigem Innendruck p ist auch die laterale Ausdehnung l des Gassacks 100 klein.
Steigt der Innendruck p, dehnt sich das Fangband 132 in
radialer Richtung r aus, und die laterale Ausdehnung des Fangbands 132 und
des Gassacks 100 vergrößern sich.
Gleichzeitig nimmt auch das Volumen des Gassacks 100 zu,
wodurch die Druckerhöhung
teilweise ausgeglichen wird.
-
Dieser
Effekt kann auch eingesetzt werden, um einen Fahrzeuginsassen aufzufangen.
Die hierdurch erzeugte Druckspitze wird durch die Volumenvergrößerung des
Gassacks 100 abgebaut. Daher kann eventuell auf Ausströmöffnungen
im Gassack 100 verzichtet werden.
-
Kühlt das
Gas im Gassack 100 ab, zieht sich das Fangband 132 zusammen,
und das Volumen des Gassacks 100 verringert sich wieder.
Der Druckabfall ist daher nicht so stark wie bei einem herkömmlichen Gassack.