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Die
Erfindung betrifft einen Gassack für ein Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem, mit einem Gassackmantel,
der einen vorderen Mantelabschnitt mit einer Aufprallfläche, die
dem Fahrzeuginsassen bei aufgeblasenem Zustand zugewandt ist, und
einen dem vorderen Mantelabschnitt gegenüberliegenden hinteren Mantelabschnitt
umfaßt,
und einem Steuerband, das sich vom vorderen Mantelabschnitt durch den
Gassack bis zum hinteren Mantelabschnitt erstreckt, wobei der Gassack
entfernt von der Aufprallfläche
eine schlitzförmige Öffnung hat,
durch die sich wenigstens eine Zuglasche erstreckt.
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Gassäcke mit
einem oder mehreren Steuerbändern
im Inneren des Gassacks sind aus dem Stand der Technik bekannt.
Zumeist halten solche Steuerbänder
den entfalteten Gassack in einer gewünschten Form oder öffnen im
Gassackmantel vorgesehene Druckentlastungsöffnungen mittels Reißnähten.
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Die
gattungsbildende JP 06-127 330 AA offenbart als nächstkommender
Stand der Technik einen Gassack, bei dem sich ein Steuerband vom
Gassackinneren durch eine schlitzförmige Öffnung nach außen erstreckt,
wo das Steuerband über
eine Abströmöffnung geführt ist
und auf der Außenseite
des Gassacks befestigt ist. Im voll aufgeblasenen Zustand des Gassacks
ist das Steuerband gestrafft und verschließt die Abströmöffnung.
Bei einem Insassenaufprall kann sich das Steuerband von der Abströmöffnung entfernen
und diese freigeben.
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In
der US 2004/0012179 A1 ist eine Insassenrückhalteeinrichtung mit Steuerbändern gezeigt, die
aufgrund von Sensordaten aktiv gelöst werden können, wodurch Abströmöffnungen
geschlossen oder freigegeben werden und die Geometrie des aufgeblasenen
Gassacks beeinflußt
wird.
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Bei
einem Gassack gemäß der
DE 102 36 859 A1 ist
ein Steuerband im Bereich einer Abströmöffnung befestigt, wobei die
Abströmöffnung in
einem schlauch- bzw. rüsselförmigen Hüllenbereich
des Gassacks liegt. Bei geeigneter Sitzposition des Insassen kann
sich der Gassack normal entfalten, und das Steuerband zieht den
rüsselförmigen Hüllenbereich
samt Abströmöffnung ins
Gassackinnere, wo der Gassackinnendruck den rüsselförmigen Hüllenbereich zusammendrückt und
die Abströmöffnung verschließt.
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In
der
DE 196 40 322
A1 werden Steuerbänder
dafür eingesetzt,
daß sie
in bestimmten Aufprallsituationen Abströmöffnungen des Gassacks öffnen oder
offen halten. In manchen der Ausführungsformen werden Steuerbandkonstruktionen
auch dazu benutzt, Abströmöffnungen
des Gassacks bei „normaler
Entfaltung", d.h.
bei normaler Sitzposition des Insassen, zu verschließen.
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Für die Aufpralldämpfung des
Insassen sind in der Regel zusätzliche
Abströmöffnungen
vorgesehen, die in jeder Crashphase einen konstanten Abströmquerschnitt
aufweisen. Wünschenswert
wäre jedoch,
daß eine
Abströmöffnung zur
Dämpfung
des Insassenaufpralls in der Entfaltungsphase des Gassacks nahezu
verschlossen ist und beim Aufprall des Insassen einen möglichst
großen
Abströmquerschnitt
aufweist.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist daher die Schaffung eines Gassacks
mit einer Abströmöffnung zur
Dämpfung
des Insassenaufpralls mit variablem Abströmquerschnitt in den verschiedenen Crashphasen.
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Zu
diesem Zweck ist bei einem Gassack der eingangs genannten Art vorgesehen,
daß ein
erstes Ende der Zuglasche am Steuerband im Inneren des Gassacks
befestigt ist und ein zweites, durch die Öffnung hindurchtretendes Ende
auf der Außenseite des
Gassacks befestigt ist, wobei die Zuglasche nach einem Auftreffen
des Fahrzeuginsassen auf die Aufprallfläche von der Außenseite
des Gassackmantels beabstandet ist und damit die schlitzförmige Öffnung als
Abströmöffnung freigibt.
Durch diese Konstruktion kann die schlitzförmige Öffnung nahezu verschlossen
und zu einem definierten Freigabezeitpunkt geöffnet werden, so daß der Insassenaufprall
gedämpft wird.
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In
einer Ausführungsform
des Gassacks entspricht die Breite der wenigstens einen Zuglasche
im wesentlichen der Länge
der schlitzförmigen Öffnung. Dabei
sind die Breite der Zuglasche als die im Querschnitt größere Ausdehnung
und eine Dicke als die im Querschnitt kleinere Ausdehnung definiert.
Auch die Öffnung
weist, da sie schlitzförmig
ist, auf der Mantelfläche
des Gassacks stark unterschiedliche Ausdehnungen auf. Die größere Ausdehnung
wird dabei als Länge
der schlitzförmigen Öffnung und
die kleinere Ausdehnung als Breite der schlitzförmigen Öffnung bezeichnet. Entspricht
die Breite der Zuglasche im wesentlichen der Länge der schlitzförmigen Öffnung,
so ist der anfänglich
erwünschte
weitgehende Verschluß der Öffnung besonders
einfach möglich.
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Im
aufgeblasenen Zustand des Gassacks, vor einem Insassenaufprall,
liegt ein Längsrand
der schlitzförmigen Öffnung vorzugsweise
an der Rückseite
der wenigstens einen Zuglasche an. Dies trägt dazu bei, daß die Verbindung Gassackmantel-Zuglasche
nahezu dicht ist und vor einem Insassenaufprall kaum Gas entweichen
kann.
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In
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
verlaufen zwei Zuglaschen vom Gassackinneren durch die schlitzförmige Öffnung und
anschließend,
außerhalb
des Gassackmantels, in entgegengesetzte Richtungen. Bei dieser Ausführungsform
ist das Verschließen
und Freigeben der schlitzförmigen Öffnung besonders
einfach und wirkungsvoll möglich.
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Die
Zuglaschen können
innerhalb des Gassacks abschnittsweise aneinander anliegen oder
in einer besonderen Ausführungsform
sogar miteinander vernäht
sein. Hierdurch wird die Gasmenge minimiert, die vor dem definierten
Freigabezeitpunkt durch die schlitzförmige Öffnung ausströmt.
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In
einer Ausführungsform
sind der vordere und der hintere Mantelabschnitt wenigstens abschnittsweise
durch eine Naht verbunden, wobei die Naht abschnittsweise unterbrochen
ist, um die schlitzförmige Öffnung zu
bilden. Diese Nahtunterbrechung schafft eine sehr einfache Möglichkeit
zur Ausbildung einer schlitzförmigen Öffnung.
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Vorzugsweise
sind das Steuerband und die wenigstens eine Zuglasche im aufgeblasenen
Zustand des Gassacks ungefähr
rechtwinklig zueinander angeordnet. In dieser Konstellation ist
das gewünschte
Zusammenwirken der einzelnen Gassackelemente am besten und unerwünschte Nebeneffekte
sind am geringsten. Auf das Zusammenwirken der einzelnen Elemente
des Gassacks wird in der Figurenbeschreibung näher eingegangen.
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Weitere
Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung
unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. In diesen zeigen:
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1 die
Ansicht eines erfindungsgemäßen Gassacks
im aufgeblasenen Zustand;
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2 einen
Schnitt durch den Gassack entlang der Linie II-II nach 1 vor
einem Insassenaufprall; und
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3 einen
Schnitt durch den Gassack entlang der Linie II-II nach 1 beim
Aufprall eines Fahrzeuginsassen.
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Die 1–3 zeigen
einen Gassack 8 für ein
Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem
in entfalteter, aufgeblasener Stellung mit einem Gassackmantel 10,
der einen vorderen Mantelabschnitt 12 mit einer zentrischen
Aufprallfläche 13,
die dem Fahrzeuginsassen bei aufgeblasenem Zustand zugewandt ist,
und einen dem vorderen Mantelabschnitt 12 gegenüberliegenden
hinteren Mantelabschnitt 14 umfaßt. Der Gassackmantel 10 besteht
im vorliegenden Fall aus einem symmetrischen schmetterlingsförmigen Gewebeteil,
das entlang seiner Symmetrieachse gefaltet ist, so daß der vordere
Mantelabschnitt 12 und der hintere Mantelabschnitt 14 entstehen.
Die Faltungslinie ist als geradlinige Begrenzung des Umfangs auf
der rechten Seite der 1 zu sehen. Im Bereich dieser
Faltungslinie ist auch ein Aufnahmeraum 16 für einen
Gasgenerator vorgesehen (gestrichelt dargestellt). Auf dem übrigen Umfangsabschnitt
sind der vordere und der hintere Mantelabschnitt 12, 14 durch
eine Naht 18 verbunden, wobei die Naht 18 abschnittsweise
unterbrochen ist, um eine schlitzförmige Öffnung 20 zu bilden.
Da der Gassack 8 aus zwei symmetrischen Mantelabschnitten 12, 14 besteht,
die so miteinander verbunden sind, daß deren Verbindung auch im
aufgeblasenen Zustand in einer Ebene liegt, ist in den 1 bis 3 ein
Gassack 8 mit zweidimensionalem Zuschnitt gezeigt. Derartige
Gassäcke
kommen häufig
als Seitengassäcke
zum Einsatz.
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In 2 erstreckt
sich ein Steuerband 22 vom vorderen Mantelabschnitt 12 durch
den Gassack bis zum hinteren Mantelabschnitt 14. In den 1 und 2 ist
zu sehen, daß das
Steuerband ungefähr
in einem Mittelpunkt oder Zentrum des vorderen Mantelabschnitts
befestigt ist, durch den Mittelpunkt des nährungsweise kugelförmigen Gassacks
verläuft,
bis zum hinteren Mantelabschnitt 14, wo es wiederum ungefähr in einem
Mittelpunkt oder Zentrum des hinteren Mantelabschnitts 14 befestigt ist.
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Der
Gassack 8 weist entfernt von der Aufprallfläche 13 die
schlitzförmige Öffnung 20 auf, durch
die sich wenigstens eine Zuglasche 24 erstreckt, deren
erstes Ende am Steuerband 22 im Inneren des Gassacks 8 befestigt
ist, und deren zweites Ende auf der Außenseite des Gassacks 8 befestigt
ist. Genauer gesagt verlaufen zwei Zuglaschen 24 von etwa
der Mitte des Steuerbandes und damit etwa vom Mittelpunkt des kugelförmigen Gassacks durch
die schlitzförmige Öffnung 20.
Außerhalb
des Gassacks 8 verlaufen die bis dahin radial ausgerichteten
Zuglaschen 24 in entgegengesetzte Richtungen entlang der
Mantelaußenseite
bis zu ihrem zweiten Ende, das auf der Mantelaußenseite befestigt ist. Die
Länge,
auf der die Zuglaschen 24 zwischen der schlitzförmigen Öffnung 20 und
ihrer Befestigung an der Mantelaußenseite anliegen, entspricht
vorzugsweise etwas ein bis zwei Zugbandbreiten. Die Zuglaschen 24 sollten
innerhalb des Gassacks 8 vorzugsweise genau in radialer
Richtung verlaufen, damit die Zugkraft der Zuglaschen 24 die
Ränder
der schlitzförmigen Öffnung 20 nur
radial nach innen beaufschlagt und keine Komponente der Zugkraft
die Ränder
auseinanderzieht und damit die Öffnung 20 freigibt.
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Die
Länge des
Steuerbandes 22 und die Längen der Zuglaschen 24 müssen so
aufeinander und auf den Gassack 8 abgestimmt sein, daß im aufgeblasenen
Zustand des Gassacks 8, vor einem Insassenaufprall, die
Längsränder des
Schlitzes an der Rückseite
der Zuglaschen 24 anliegen. Durch den steigenden Druck
beim Aufblasen des Gassacks 8 klafft die Öffnung 20 auf.
Dies bedeutet, daß sich
die Längsränder der
schlitzförmigen Öffnung 20 ab
einem singulären
Nahtendpunkt 26, an dem sie miteinander verbunden sind,
bis zur Mitte der Schlitzlänge voneinander
entfernen, um dann bis zu einem weiteren singulären Nahtendpunkt 28 wieder
zusammenzulaufen. Die Zuglaschen 24 liegen im Inneren des Gassacks 8 mit
jeweils einer Breitseite aneinander an oder sind sogar miteinander
vernäht.
Sie werden durch die schlitzförmige Öffnung 20 hindurchgeführt, wobei
jede Zuglasche 24 die beiden singulären Nahtendpunkte 26, 28 berührt, da
die Breiten der Zuglaschen 24 im wesentlichen der Länge der
schlitzförmigen Öffnung 20 entsprechen.
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Aufgrund
der kugeligen Form des Gassacks 8 ist die schlitzförmige Öffnung 20 nicht
eben, sondern liegt gewölbt
auf dem Gassackmantel 10. Um die schlitzförmige Öffnung 20 zu
verschließen,
muß die
Zugkraft in den Zuglaschen 24 so groß sein, daß die Wölbung der schlitzförmigen Öffnung 20 aufgehoben
wird, oder es müssen
sich die Zuglaschen 24 so anpassen, daß sie jeweils über einen
Längsrand
der schlitzförmigen Öffnung 20 komplett
anliegen. Diese Zugkraft muß vom
Steuerband 22, an dem die Zuglaschen 24 befestigt
sind, aufgebracht werden.
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Das
Steuerband 22 und die Zuglaschen 24 sind im aufgeblasenen
Zustand des Gassacks 8 ungefähr rechtwinklig zueinander
angeordnet. In der Realität
wird sich im aufgeblasenen Zustand des Gassacks 8 und damit
unter Belastung aus physikalischen Gründen allerdings immer ein Winkel
einstellen, der etwas größer als
90° ist.
Das Steuerband 22 ist durch den Innendruck des Gassacks 8 bereits
auf Zug beansprucht. Dieser Innendruck greift auch auf einer Teilfläche der
Zuglaschen 24 im Bereich der schlitzförmigen Öffnung an und erzeugt eine
Zugkraft in den Zuglaschen 24. Gibt das Steuerband 22 an
der Befestigungsstelle der Zuglaschen 24 dem Zug in den
Laschen nach, so bewegt sich dieser Punkt in 2 nach links.
Dies hat zur Folge, daß sich
die Befestigungsstellen des Steuerbandes 22 am Gassackmantel 10 aufeinander
zu bewegen müssen.
Der Innendruck des Gassacks 8 wirkt dem entgegen. Letztlich
wird sich das Steuerband 22 etwas verformen, bis ein Kräftegleichgewicht
hergestellt ist. Die Längenverhältnisse
des Steuerbandes 22 und der Zuglaschen 24 müssen so
optimiert sein, daß bei
der Einstellung des Kräftegleichgewichts
die schlitzförmige Öffnung 20 gerade
noch verschlossen ist.
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3 zeigt
den Schnitt aus 2 bei einem Insassenaufprall.
Die Richtung des Insassenaufpralls stimmt mit der Richtung, in der
das Steuerband 22 verläuft überein und
ist durch zwei Pfeile dargestellt. Der Insassenaufprall verursacht
eine Kompression des Gassacks 8 in Richtung des Steuerbandes 22. Hierdurch
erschlafft das Steuerband 22, und die Zugkraft im Steuerband 22 verschwindet.
Damit ist zur Zugkraft in den Zuglaschen 24 keine Gegenkraft mehr
vorhanden, das Kräftegleichgewicht
ist gestört. Durch
die resultierende Bewegung des Angriffspunktes der Zuglaschen 24 am
Steuerband 22 nach links stellt sich erneut ein Zustand
ein, in dem ein Kräftegleichgewicht
herrscht. Infolge der Bewegung nach links sind die Zuglaschen 24 aber
bereits von der Außenseite
des Gassackmantels 10 stellenweise beabstandet und geben
somit die schlitzförmige Öffnung 20 frei.
Das Gas entweicht durch die klaffende schlitzförmige Öffnung 20 und strömt die Zuglaschen 24 an.
Diese verformen sich segelähnlich,
behindern das Ausströmen
des Gases aber nur unwesentlich.
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Die
schlitzförmige Öffnung 20 wird
also genau dann freigegeben, wenn der Insasse auf den aufgeblasenen
Gassack 8 prallt.