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Die
Erfindung betrifft ein Gassackmodul für eine Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung, mit einem
Gasgenerator zum Befüllen
eines Gassacks, wenigstens einer in einem festen Bauteil des Gassackmoduls
gebildeten Abströmöffnung,
durch die das von dem Gasgenerator erzeugte und in den Gassack geleitete
Gas abströmen
kann, und wenigstens einer Ventilklappe, die in einer Schließstellung
die Abströmöffnung verschließt und in
einer Öffnungsstellung
die Abströmöffnung freigibt.
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Für gewöhnlich soll
bei einem Gassackmodul der Gassack mit dem vom Gasgenerator erzeugten
Gas möglichst
schnell befüllt
werden. In bestimmten Fällen
ist es allerdings wünschenswert,
den Gassack nicht mit dem gesamten verfügbaren Gasvolumen zu befüllen, oder,
allgemeiner, Gas ausströmen zu
lassen, weshalb im Gassackmodul Abströmöffnungen vorgesehen sind, durch
deren Freigabe der Druck im Gassack begrenzt werden kann.
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Aus
der US 2004/0232677 A1 ist ein Gassackmodul der eingangs genannten
Art bekannt, bei dem die Ventilklappen, die mehrere in einem Gasgeneratorträger gebildete
Abströmöffnungen
verschließen
bzw. freigeben können,
mittels Fangbändern
mit einem dem Fahrzeuginsassen zugewandten Teil der Gassackwandung
verbunden sind. In einem Auslösefall
befinden sich die Ventilklappen in der nach außen gerichteten Öffnungsstellung,
oder sie sind zunächst
geschlossen und öffnen
sich aufgrund des zunehmenden Drucks im Gassackinneren. Der Gassack
wird also nicht mit dem gesamten zur Verfügung stehenden Gasvolumen befüllt. Tritt
der sich entfaltende Gassack nun in Kontakt mit dem Fahrzeuginsassen,
bevor sich der Gassack so weit entfaltet hat, daß die Fangbänder gestrafft werden, so bleiben
die Abströmöffnungen
offen. Auf diese Weise wird der Druck des sich entfaltenden Gassacks
und damit die auf den Fahrzeuginsassen ausgeübte Kraft reduziert. Befindet
sich der Fahrzeuginsasse in einer Position, die weiter vom Gassackmodul
entfernt ist, so entfaltet sich der Gassack ebenfalls, wie oben
beschrieben, zunächst
langsam bei geöffneten
Abströmöffnungen. Sobald
sich jedoch der Gassack so weit entfaltet hat, daß die Fangbänder gestrafft
werden, ziehen diese die Ventilklappen nach innen, wodurch die Abströmöffnungen
gegen den Innendruck des Gassacks verschlossen werden. Es strömt also
kein oder nur noch wenig Gas durch die Abströmöffnungen ab, und das gesamte
Gasvolumen wird zum Befüllen
des Gassacks genutzt.
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Bei
der beschriebenen Lösung
muß der
Gasgenerator so angeordnet sein, daß er zunächst in ein Gehäuse des
Gassackmoduls einblast. Ein Einblasmund des Gassacks ist mittels
eines Halterings derart in einem Randbereich des im wesentlichen
topfförmigen
Gehäuses
festgelegt, daß sich
die Abströmöffnungen
zwischen dem Gasgenerator und dem Einblasmund des Gassacks befinden.
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Demgegenüber schafft
die Erfindung ein Gassackmodul, bei dem der Gasgenerator im Auslösefall unmittelbar
in den Gassack einbläst.
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Dies
wird erfindungsgemäß bei einem
Gassackmodul der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß der Gasgenerator
im Inneren des Gassacks angeordnet ist und ein die Abströmöffnung abdeckender
Wandungsabschnitt des Gassacks derart ausgebildet ist, daß er bei
Erreichen eines vorbestimmten Innendrucks reißt und die Abströmöffnung freigibt.
Unter dem festen Bauteil des Gassackmoduls, in dem die Abströmöffnung ausgebildet
ist, ist ein starres Bauteil wie beispielsweise ein Modulgehäuse oder
ein Gasgeneratorträger
zu verstehen. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung läßt sich also
das aus der US 2004/0232677 A1 bekannte Prinzip bei einem sogenannten
integrierten Gassackmodul realisieren.
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Bei
der Erfindung ist der Gasgenerator nahezu vollständig von Gassackgewebe umschlossen,
lediglich ein oder mehrere Zünder
bzw. Befestigungsbolzen des Gasgenerators sind durch entsprechende Öffnungen
im Gassackgewebe nach außen
geführt. Dabei
strömt
der Gasgenerator direkt in den Gassack ein, was sich vorteilhaft
auf die rasche Entfaltung des Gassacks auswirkt. Durch den Umstand,
daß die
Abströmöffnung im
Einbauzustand zumindest durch den Wandungsabschnitt des Gassacks
abgedeckt ist, ist bei einer Lösung
mit zunächst
geöffneter
Ventilklappe wirkungsvoll verhindert, daß Fremdkörper wie etwa Schmutz durch
die offene Klappe in den Gassack eindringen können.
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Vorzugsweise
ist wenigstens ein Zugband vorgesehen, dessen erstes Ende mit einem
einem Insassen im aufgeblasenen Zustand nahen Wandungsteil des Gassacks
verbunden ist und dessen zweites Ende mit der Ventilklappe in Wechselwirkung steht.
Das Zugband weist vorteilhaft eine solche Länge auf, daß es bei einer ungehinderten
Ausbreitung des Gassacks im Auslösefall
gestrafft wird. Auf diese Weise ergibt sich ein einfacher Mechanismus,
der nicht störungsanfällig ist.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform wird
bei einer Straffung des Zugbandes die Ventilklappe in die Schließstellung
gebracht. Dies ist genau dann der Fall, wenn sich der Gassack im
Auslösefall ungehindert
ausbreiten kann, also beispielsweise nicht vorzeitig auf einen Fahrzeuginsassen
trifft, der sich näher
als gewöhnlich
am Gassackmodul befindet.
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Es
kann eine Haltevorrichtung vorgesehen sein, die die Ventilklappe
zunächst
in der Öffnungsstellung
hält. Dadurch
wird bereits in einer Anfangsphase der Gassackentfaltung ein weicherer
Gassack erreicht, wodurch sich die auf den Fahrzeuginsassen ausgeübte Kraft
reduziert.
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Das
zweite Ende des Zugbandes ist vorzugsweise mit der Haltevorrichtung
gekoppelt. Durch eine Straffung des Zugbandes kann die Haltevorrichtung gelöst werden.
Breitet sich also der Gassack ungehindert aus, was zur Straffung
des Zugbandes führt, wird
die nun nicht mehr von der Haltevorrichtung gehaltene Ventilklappe
durch den Gassackinnendruck in ihre Schließstellung gebracht. Somit wird
das gesamte (restliche) Gasvolumen zur Entfaltung des Gassacks genutzt
und dem Insassen steht eine optimale Rückhaltewirkung zur Verfügung.
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Gemäß einer
ersten Ausführungsform
weist die Haltevorrichtung einen Rasthebel auf. Dieser greift direkt
an der geöffneten
Ventilklappe an und zeichnet sich durch eine besonders einfache
Ausgestaltung sowie eine kostengünstige
Herstellung aus.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform weist
die Haltevorrichtung ein zerstörbares
Verbindungsteil auf. Dabei kann es sich um ein evtl. vorgeschädigtes Gewebe-
oder Kunststoffteil handeln, das mit der Ventilklappe verbunden
oder an diese angeformt ist. Durch die Zugkraft des gestrafften
Zugbandes reißt
bzw. bricht das Verbindungsteil und gibt so die Ventilklappe frei,
die sich daraufhin in die Schließstellung bewegt.
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Die
Ventilklappe kann in der Öffnungsstellung
in einen Innenraum des Gassackmoduls ragen. Der Vorteil bei dieser
Ausgestaltung besteht darin, daß die
Klappe nach erfolgter Schließung
aufgrund des Gassackinnendrucks auch dann in ihrer Schließstellung
verbleibt, wenn bei einem Eintauchen des Fahrzeuginsassen in den
Gassack das Zugband lose wird.
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Alternativ
ragt die Ventilklappe in der Öffnungsstellung
vom Gassackmodul aus gesehen nach außen. Dann ist es möglich, daß die geschlossene
Klappe bei gelockertem Zugband (wie etwa beim Eintauchen des Insassen
in den Gassack) aufgrund des Gassackinnendrucks erneut geöffnet wird, wodurch
dem Insassen ein weicherer Gassack geboten wird.
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Die
Ventilklappe ist vorzugsweise mit dem zweiten Ende des Zugbandes
verbunden. Sie wird dann durch das Zugband gegen den Innendruck
verschlossen.
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Vorteilhaft
ist ein Mechanismus vorgesehen, der die Ventilklappe nach erfolgter
Straffung des Zugbandes in der Schließstellung hält. Falls also die Ventilklappe
nach außen öffnet, wird
durch den Mechanismus ein erneutes Öffnen der Klappe (nach erfolgtem
Schließen)
verhindert.
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Der
Mechanismus kann ein Klemmechanismus sein, der auf das Zugband einwirkt.
Ein solcher Klemmechanismus ist einfach aufgebaut, kostengünstig und
dennoch wirkungsvoll.
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Die
Ventilklappe ist gemäß einer
Ausgestaltung Teil eines im Inneren des Gassacks angeordneten Ventilbauteils,
mit einem die Ventilklappe umgebenden Rahmen. Alternativ kann die
Ventilklappe Teil eines außen
am Modulgehäuse
angebrachten Ventilbauteils sein. Das Ventilbauteil wird einfach
in den Gassack eingelegt bzw. am Modulgehäuse befestigt und dient der
Festlegung der Ventilklappe im Modul.
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Vorzugsweise
ist die Ventilklappe einstückiger
Bestandteil des Ventilbauteils, das z.B. im Spritzgußverfahren
aus Kunststoff hergestellt werden kann.
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Der
Gasgenerator muß nicht
unmittelbar mit dem Ventilbauteil verbunden sein. Das Ventilbauteil kann
jedoch lose am Gasgenerator anliegen und über eine gemeinsame Befestigung
mit diesem am Modulgehäuse
festgelegt werden.
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Der
die Abströmöffnung abdeckende
Wandungsabschnitt des Gassacks ist gemäß einer Ausführungsform
gezielt vorgeschädigt.
Bei steigendem Gassackinnendruck reißt der Wandungsabschnitt und
gibt die Abströmöffnung frei.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung mehrerer bevorzugter Ausführungsformen anhand der beigefügten Zeichnung.
In dieser zeigt:
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1 eine
Schnittansicht eines Gassackmoduls gemäß einer ersten Ausführungsform
der Erfindung im Einbauzustand;
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2 eine
Schnittansicht des Gassackmoduls aus 1 in einem
ausgelösten
Zustand mit offener Ventilklappe;
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3 eine
Schnittansicht des Gassackmoduls aus 1 im ausgelösten Zustand
mit geschlossener Ventilklappe;
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4 eine
Detailansicht eines Gassackmoduls ähnlich dem der 1; 5 eine
weitere Detailansicht des Gassackmoduls aus 4;
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6 eine
Schnittansicht eines Gassackmoduls gemäß einer zweiten Ausführungsform
der Erfindung im Einbauzustand;
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7 eine
Schnittansicht des Gassackmoduls aus 6 im ausgelösten Zustand
mit geschlossener Ventilklappe;
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8 eine
Schnittansicht eines Gassackmoduls gemäß einer dritten Ausführungsform
der Erfindung im Einbauzustand;
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9 eine
Schnittansicht des Gassackmoduls aus 8 im ausgelösten Zustand
mit geöffneter
Ventilklappe;
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10 eine
Perspektivansicht eines Gassackmoduls ähnlich demjenigen aus 8 im
Einbauzustand; und
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11 eine
Explosionsansicht einer weiteren alternativen Ausgestaltung des
Gassackmoduls aus 8.
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1 zeigt
ein Gassackmodul 10, das insbesondere für einen Einsatz als Beifahrergassackmodul
vorgesehen, jedoch nicht darauf beschränkt ist. Das Gassackmodul 10 weist
einen Gasgenerator 12 und einen in der Figur nur angedeuteten
Gassack 14 auf. In einem festen Bauteil des Gassackmoduls 10 in
Form eines Gehäuses 16 ist
eine Abströmöffnung 18 vorgesehen,
die in dem in der 1 gezeigten Einbauzustand des
Moduls 10 nur durch einen Wandungsabschnitt 20 des
Gassacks 14 abgedeckt ist. Der Wandungsabschnitt 20 verhindert,
daß Fremdteile
durch die sonst offene Abströmöffnung 18 in
den Gassack 14 eindringen können, und weist eine etwa mittig über der
Abströmöffnung 18 verlaufende
Sollbruchstelle in Form einer Perforation 22 auf.
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Bei
dem Gassackmodul 10 handelt es sich um ein sogenanntes
integriertes Modul, was bedeutet, daß der Gasgenerator 12 vollständig im
Inneren des Gassacks 14 angeordnet ist und im Auslösefall direkt
in diesen einströmt.
Lediglich ein Zünder 24 des
Gasgenerators 12 ist durch den Gassack 14 und das
Gehäuse 16 nach
außen
geführt
und über
eine Mutter 26 am Gehäuse 16 befestigt.
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Zwischen
dem Gasgenerator 12 und dem Gassack 14 ist ein
Ventilbauteil 28 eingelegt, das eine Ventilklappe 30 sowie
einen die Ventilklappe 30 umgebenden Rahmen 32 umfaßt. Das
Ventilbauteil 28 weist ferner einen am Gasgenerator 12 anliegenden
Flansch 34 auf, durch den der Zünder 24 geführt ist,
sowie eine Haltevorrichtung in Form eines Rasthebels 36,
der einstückig
an das restliche Ventilbauteil 28 angeformt ist. Auch die
Ventilklappe 30 ist einstückig mit dem übrigen Ventilbauteil 28 ausgeführt. In
dem in der 1 gezeigten Einbauzustand des Gassackmoduls 10 vor
einer möglichen
Auslösung befindet
sich die Ventilklappe 30 in einer Öffnungsstellung, in der sie
in einen Innenraum 38 des Gassackmoduls 10 ragt.
In dieser Öffnungsstellung
wird die Ventilklappe 30 durch den Rasthebel 36 gehalten, an
dem sie unter Vorspannung anliegt.
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Ein
erstes Ende eines Zugbands 40 ist mit einem Wandungsteil 42 des
Gassacks 14 verbunden, der dem Fahrzeuginsassen im aufgeblasenen
Zustand des Gassacks 14 nahe ist. Ein zweites Ende des
Zugbands 40 ist am Rasthebel 36 festgelegt.
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Wird
nun über
eine entsprechende Sensorik (nicht gezeigt) ein Unfall detektiert,
wird der Gasgenerator 12 gezündet und produziert einen Gasstrom, wodurch
der Innendruck im Gassack 14 ansteigt. Eine (ebenfalls
nicht gezeigte) Abdeckung des Gassackmoduls 10 zum Fahrgastraum
hin öffnet
sich, und der Gassack 14 beginnt sich zu entfalten. Aufgrund
des steigenden Innendrucks im Gassack 14 reißt der Wandungsabschnitt 20 des
Gassacks 14 entlang der Perforation 22 auf, und
Gas kann durch die Abströmöffnung 18 aus
dem Gassackmodul 10 abströmen (siehe 2,
Pfeil P1).
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Im
Fall, daß sich
der Gassack 14 ungehindert entfalten kann, beispielsweise
also nicht vorzeitig auf einen Fahrzeuginsassen trifft, wird das
Zugband 40 durch den sich auf den Fahrzeuginsassen zu bewegenden
Wandungsteil 42 in Richtung des Pfeils P2 in 2 nach
oben gezogen und auf diese Weise gestrafft.
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Dabei
zieht das Zugband 40 den Rasthebel 36 außer Eingriff
mit der Ventilklappe 30, die dadurch entriegelt und aufgrund
des Innendrucks im Gassack 14 bzw. des Gasstroms vom Gasgenerator 12 zur Abströmöffnung 18 geschlossen
wird (siehe 3). Dadurch wird ein weiteres
Abströmen
von Gas aus dem Gassack 14 verhindert, und der Gassack 14 bietet
dem Fahrzeuginsassen eine optimale Rückhaltewirkung. Wird jedoch
die Entfaltung des Gassacks 14 behindert, beispielsweise
durch einen Fahrzeuginsassen, der sich näher als üblich am Gassackmodul 10 befindet,
bleibt das Zugband 40 lose, und es erfolgt keine Entriegelung
des Rasthebels 36. Die Ventilklappe 30 bleibt
also in dem in der 2 gezeigten geöffneten
Zustand, wodurch dem Fahrzeuginsassen ein weicherer Gassack 14 zur
Verfügung
steht.
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Die 4 und 5 zeigen
Detailansichten eines Gassackmoduls ähnlich dem der 1 bis 3 im
nicht ausgelösten
Zustand. Dieses Gassackmodul weist zwei Ventilklappen 30 auf,
die durch einen gemeinsamen Rasthebel 36 gehalten werden. Der
besseren Übersicht
halber wurde in den Figuren auf die Darstellung des Gassacks (5)
bzw. des Gassacks und des Gehäuses
(4) verzichtet.
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Ein
Gassackmodul 10 gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der Erfindung ist in 6 dargestellt, wobei gleiche
Bauteile gleiche Bezugszeichen tragen und im folgenden nur auf die
Unterschiede zur ersten Ausführungsform
eingegangen wird. Das im Inneren des Gassacks 14 angeordnete
Ventilbauteil 28 gemäß 6 weist
ebenfalls eine Haltevorrichtung auf, jedoch ist statt eines Rasthebels
ein zerstörbares
Verbindungsteil 44 vorgesehen, das die Ventilklappe 30 zunächst in
der Öffnungsstellung
hält. Bei dem
Verbindungsteil 44 kann es sich beispielsweise um ein vorgeschädigtes Gewebe-
oder Kunststoffteil handeln. Um sicherzustellen, daß das Verbindungsteil 44 im
Falle der Straffung des Zugbandes 40 zuverlässig zerstört wird,
ist am Ventilbauteil 28 zusätzlich eine Umlenkung 46 angebracht,
durch die das Zugband 40 geführt ist. Diese sorgt dafür, daß die durch
das Zugband 40 ausgeübte
Kraft in Richtung des Verbindungsteils 44 wirkt.
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Da
die Funktionsweise des Gassackmoduls 10 gemäß der zweiten
Ausführungsform
der des Gassackmoduls der ersten Ausführungsform (1 bis 5)
entspricht, wird auf eine wiederholte Formulierung verzichtet. 7 zeigt
das Gassackmodul 10 aus 6 im ausgelösten Zustand,
nachdem das Zugband 40 gestrafft und die Ventilklappe 30 geschlossen
wurde.
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In 8 ist
eine dritte Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Gassackmoduls 10 dargestellt,
die sich von den bisher beschriebenen in erster Linie dadurch unterscheidet,
daß die
Ventilklappe 30 in der Öffnungsstellung
vom Gassackmodul 10 aus gesehen außerhalb des Gassacks 14 liegt.
Es ist daher an dem Ventilbauteil 28 keine Haltevorrichtung vorgesehen,
sondern das Zugband 40 ist an seinem zweiten Ende direkt
mit der Ventilklappe 30 verbunden.
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Weiterhin
unterscheidet sich das Gassackmodul gemäß 8 dadurch,
daß das
Ventilbauteil 28 außen
am Gehäuse 16 angeordnet
und durch das Gehäuse 16 mit
einem im Inneren des Gassacks 14 liegenden Rahmen 48 verbunden
ist. Der Rahmen 48 weist im Bereich der Abströmöffnung 18 ebenfalls eine
Ausnehmung auf. In dem in der 8 gezeigten Einbauzustand
vor der Auslösung
des Gassackmoduls 10 ist die Ventilklappe 30 geschlossen.
Der Wandungsabschnitt 20 des Gassacks 14, der
im Bereich der Abströmöffnung 18 angeordnet
ist, weist einen Schlitz 50 auf, durch den das Zugband 40 nach
außen
zur Ventilklappe 30 geführt
ist.
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In
einem Auslösefall
wird auch bei der dritten Ausführungsform
des Gassackmoduls 10 zunächst der Gasgenerator 12 gezündet und
produziert einen Gasstrom, wodurch der Innendruck im Gassack 14 ansteigt.
Daraufhin öffnet
sich die Abdeckung des Moduls 10, und der Gassack 14 beginnt
sich zu entfalten. Durch den steigenden Innendruck reißt der Wandungsabschnitt 20 im
Bereich des Schlitzes 50, und die Ventilklappe 30 wird
aufgedrückt
(9).
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Anstelle
des Schlitzes 50 könnte
der Wandungsabschnitt 20 auch bereits im Einbauzustand eine
größere Öffnung aufweisen,
durch die das Gas strömen
kann.
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Im
Fall, daß sich
der Gassack 14 ungehindert entfalten kann, wird das Zugband 40 gespannt, und
die Ventilklappe 30 wird zugezogen. Optional kann ein Klemmechanismus 52 am
Zugband 40 vorgesehen sein (11), durch
den die einmal geschlossene Ventilklappe 30 gegen den Innendruck des
Gassacks 14 in ihrer Schließstellung gehalten wird.
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Wird
hingegen die Entfaltung des Gassacks 14 behindert, bleibt
das Zugband 40 lose und dadurch die Ventilklappe 30 geöffnet.
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Die 10 und 11 schließlich zeigen
alternative Ausgestaltungen des Gassackmoduls 10 mit nach
außen öffnender
Ventilklappe 30, die mehrere Abströmöffnungen 18 im Gehäuse 16 aufweisen,
die wahlweise rechteckig oder rund ausgebildet sind und durch eine
gemeinsame Ventilklappe 30 verschlossen werden können.