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Die
Erfindung betrifft ein Gassackmodul mit einem Gasgenerator, einem
Modulgehäuse
mit wenigstens einer in einer Gehäusewandung angeordneten verschließbaren Gasauslaßöffnung,
einem gefaltet im Modulgehäuse
angeordneten Gassack und einem im Modulgehäuse angeordneten Gasleitelement mit
einer Gasführungsfläche.
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Bei
oben genannten Gassackmodulen läßt sich über die
situationsabhängige
Freigabe der Gasauslaßöffnung die
Einströmung
von Gas in einen Gassack bzw. ein Ausströmen aus diesem regeln. Gasgeneratoren
für Fahrzeuginsassen-Rückhaltesysteme müssen sowohl
für ein
breites Temperaturspektrum als auch für ein stets sicheres Auffangen von
Fahrzeuginsassen verschiedenster Körpergröße und mit sehr unterschiedlichen
Körpergewichten
ausgelegt sein. Es treten dabei Fälle auf, in denen nicht die
volle Füllgasmenge
für den
Gassack benötigt wird.
In diesen Fällen
wird die Gasauslaßöffnung geöffnet oder,
falls sie bereits geöffnet
ist, nicht verschlossen, und ein Teil des Gases kann, noch vor Erreichen
des Gassacks, aus dem Gassackmodul ausströmen. Die Gasauslaßöffnung kann
aber auch erst dann geöffnet
werden, wenn der Gassack bereits gefüllt ist und der Fahrzeuginsasse
in den Gassack eintaucht. Jetzt kann, abhängig von Größe und Gewicht des Fahrzeuginsassen
und der Schwere des Unfalls, ein Teil des Gases aus dem Gassack
abströmen.
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Die
Erfindung schafft ein Gassackmodul, bei dem das Ausleiten von Gas
aus dem Modulgehäuse auf
einfache Weise und sehr abrupt ermöglicht ist.
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Erfindungsgemäß ist hierzu
bei einem oben genannten Gassackmodul vorgesehen, daß die Gasführungsfläche bei
einer Aktivierung des Gassackmoduls einen Großteil des vom Gasgenerator
freigesetzten Gases zur Gasauslaßöffnung leitet. Liegt eine Situation
vor, bei der die gesamte Füllgasmenge zum
Ausblasen des Gassacks benötigt
wird, bleibt die Gasauslaßöffnung verschlossen,
und das gesamte Füllgas
wird in den Gassack eingeleitet. Dieser entfaltet sich auf bekannte
Weise aus dem Modulgehäuse
und fängt
den Fahrzeuginsassen auf. Ist jedoch nicht die gesamte Füllgasmenge
erforderlich, so wird die Gasauslaßöffnung freigegeben, und ein Großteil des
Füllgases
wird direkt aus dem Modulgehäuse
herausgeleitet, noch bevor es in den Gassack gelangt. Der Gassack
wird also mit deutlich weniger als der maximalen Füllgasmenge
aufgeblasen. In den Fällen,
in denen bereits zu Beginn des Befüllens des Gassacks entschieden
wird, die Gasauslaßöffnung freizugeben
oder offenzuhalten, erfolgt bereits das anfängliche Entfalten des Gassacks
noch im Modulgehäuse
und vor Öffnen
einer Abdeckkappe mit einer weit geringeren als der maximalen Füllgasmenge,
da ja ein Großteil
des vom Gasgenerator bereitgestellten Füllgases bereits durch die Gasauslaßöffnung nach
außen
abgeleitet wird. Hierdurch wirken geringere Kräfte auf die Abdeckkappe, und
der Gassack erreicht bei der anfänglichen
Entfaltung aus dem Modulgehäuse
heraus eine geringere Geschwindigkeit. Die Gasauslaßöffnung kann
natürlich auch
erst zu einem späteren
Zeitpunkt freigegeben werden, um Gas aus dem Gassack abzuleiten.
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Die
Gasauslaßöffnung ist
vorteilhaft von einer Klappe verschlossen, die sich im wesentlichen über die
gesamte Breite des Gassackmoduls erstreckt. Dies ermöglicht es,
insgesamt eine große Querschnittsfläche für die Gasauslaßöffnung oder -öffnungen
bereitzustellen, so daß eine
große
Gasmenge zügig
abgeleitet werden kann.
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Gemäß einer
ersten bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist die Klappe entlang eines ersten Bodenabschnitts
des Modulgehäuses
angeordnet.
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Gemäß einer
zweiten bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist die Klappe entlang einer Seitenwand des Modulgehäuses angeordnet.
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An
der Klappe kann ein Fangband befestigt sein, das bevorzugt mit dem
Gassack verbunden ist. Auf diese Weise läßt sich z.B. die Klappe ganz
oder teilweise wieder schließen,
wenn der Gassack eine bestimmte Entfaltungsposition einnimmt. Auch
kann die Klappe wieder geöffnet
werden, wenn z.B. ein Fahrzeuginsasse bis zu einem bestimmten Grad
in den Gassack eintaucht.
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Bevorzugt
ist ein pyrotechnisches Glied zur Freigabe der Gasauslaßöffnung vorgesehen.
Dieses pyrotechnische Glied verbindet z.B. die Klappe mit dem Modulgehäuse und
hält diese
anfänglich
verschlossen. Es wird gezündet,
wenn die Gasauslaßöffnung freigegeben
werden soll.
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Der
Gasgenerator kann außerhalb
des Modulgehäuses
unterhalb eines zweiten Bodenabschnitts des Modulgehäuses angeordnet
sein, was die Gestaltungsflexibilität des Gassackmoduls erhöht. Der
Gasgenerator ist dabei vorteilhaft neben einer im Boden des Modulgehäuses angeordneten Klappe,
die die Gasauslaßöffnung verschließt, plaziert.
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Ist
der Gasgenerator außerhalb
des Modulgehäuses
angeordnet, ist bevorzugt zwischen dem Gasgenerator und dem Gasleitelement
ein Gasführungsrohr
vorgesehen, das das Füllgas
aus dem Gasgenerator zunächst
zum Gasleitelement bringt, bevor es vom Gasleitelement in Richtung
Gasauslaßöffnung geführt wird.
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Vorzugsweise
sind im Gasführungsrohr
nur radiale Ausströmöffnungen
vorgesehen. Dies bewirkt eine erste Umlenkung des ausströmenden Gases auch
in Bereichen des Gasleitelements, die in Richtung des Gassackinneren
geöffnet
sind und von der Gasauslaßöffnung beabstandet
liegen. Hierdurch wird verhindert, daß ein vom Gasgenerator kommender
Gasstrom ungebremst auf eine Gassackwandung auftrifft.
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Es
ist möglich,
die Gasauslaßöffnung an
der entgegen der Hauptaustrittsrichtung gesehen tiefsten Stelle
des Modulgehäuses
anzuordnen, wobei die Hauptaus trittsrichtung durch den sich entfaltenden Gassack
definiert ist, also die Richtung beschreibt, in die sich der Gassack
hauptsächlich
entfaltet.
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Die
Gasführungsfläche leitet
das Gas bevorzugt im wesentlichen entgegen der Hauptaustrittsrichtung.
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Das
Gasleitelement kann auch gleichzeitig als Gassackhalteblech dienen.
In jedem Fall ist das Gasleitelement bevorzugt einstückig ausgeführt. Es kann
aus Metall, Kunststoff oder einem anderen geeigneten Werkstoff bestehen.
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Die
Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
im Detail erläutert.
In den Zeichnungen zeigen:
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1 bis 3 Explosionsdarstellungen
eines erfindungsgemäßen Gassackmoduls
gemäß einer
ersten Ausführungsform
aus verschiedenen Perspektiven;
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4 das
erfindungsgemäße Gassackmodul
aus 1 von oben gesehen, ohne Abdeckkappe, zur besseren
Illustrierung ist der gefaltete Gassack weggelassen;
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5 das
erfindungsgemäße Gassackmodul
aus 1 in einer Seitenansicht bei freigegebener Gasauslaßöffnung;
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6 eine
teilweise Explosionsansicht des Gassackmoduls aus 1;
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7 eine
teilweise Explosionsansicht des Gassackmoduls aus 1 von
unten gesehen;
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8 verschiedene
Elemente des Gassackmoduls aus 1 in perspektivischer
Darstellung;
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9 eine
perspektivische Darstellung eines Gasleitelements eines Gassackmoduls
gemäß 1;
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10 und 11 Schnittansichten
des erfindungsgemäßen Gassackmoduls
gemäß der ersten
Ausführungsform
auf Höhe
des Gasleitungsrohrs mit verschlossener bzw. freigegebener Gasauslaßöffnung;
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12 und 13 Schnittansichten
des erfindungsgemäßen Gassackmoduls
gemäß der ersten
Ausführungsform
mit verschlossener bzw. freigegebener Gasauslaßöffnung;
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14 und 15 Schnittansichten
eines erfindungsgemäßen Gassackmoduls
gemäß einer Variante
der ersten Ausführungsform
mit verschlossener bzw. freigegebener Gasauslaßöffnung;
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16 eine
Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Gassackmoduls gemäß einer
zweiten Ausführungsform
entlang der Linie XVI-XVI in 18;
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17 eine
Schnittansicht des erfindungsgemäßen Gassackmoduls
gemäß der zweiten
Ausführungsform
entlang der Linie XVII-XVII in 18;
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18 eine
Seitenansicht des erfindungsgemäßen Gassackmoduls
gemäß der zweiten
Ausführungsform;
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19 eine
perspektivische Ansicht des Gassackmoduls aus 18;
und
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20 eine
Explosionsansicht des erfindungsgemäßen Gassackmoduls gemäß 18.
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Die 1 bis 15 zeigen
ein Gassackmodul 10 einer Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung gemäß einer
ersten Ausführungsform.
Das Gassackmodul 10 kann z.B. auf einer Beifahrerseite
eines PKW zum Einsatz kommen.
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Das
Gassackmodul 10 umfaßt
ein Modulgehäuse 12,
in dem ein später
detaillierter beschriebenes Gasleitelement 14 sowie über dem
Gasleitelement 14 ein gefalteter Gassack 16 aufgenommen sind.
Der Gassack 16 ist entlang eines Einblasmundes mittels
eines Befestigungsrings 18 und Schraubenverbindungen am
oberen Rand 20 des Modulgehäuses 12 befestigt.
Das Modulgehäuse 12 ist
vor der Aktivierung des Gassackmoduls 10 durch eine Abdeckkappe 22 (angedeutet
in 5) verschlossen.
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Das
Modulgehäuse 12 ist
wannenförmig
und weist parallel zur Längsrichtung
L nebeneinanderliegend einen ersten Bodenabschnitt 24 und
einen zweiten Bodenabschnitt 26 auf, die bezüglich des
Inneren des Modulgehäuses 12 auf
unterschiedlicher Höhe
liegen.
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Der
sich aus dem Modulgehäuse 12 entfaltende
Gassack 16 gibt eine Hauptentfaltungsrichtung A vor, die
hier in etwa senkrecht zu den Bodenabschnitten 24, 26 liegt.
Der erste Bodenabschnitt 24 definiert den tiefsten Teil
der Wanne des Modulgehäuses 12 (in
Bezug auf die Hauptaustrittsrichtung A). Im ersten Bodenabschnitt 24 sind
zwei Gasauslaßöffnungen 28 vorgesehen
(siehe z.B. 7), die also vom Fahrzeuginsassen
weitmöglichst
entfernt angeordnet sind. Die Gasauslaßöffnungen 28 sind von
einer sich über
die gesamte Länge
des Bodenabschnitts 24 erstreckenden, außen am Modulgehäuse 12 angeordneten
Klappe 30 verschlossen, bevor das Gassackmodul 10 aktiviert
ist. Die beiden Gasauslaßöffnungen 28 nehmen
zusammen mehr als die Hälfte
der Fläche
des ersten Bodenabschnitts 24 ein.
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Zur
Befestigung am Modulgehäuse 12 ist
die Klappe 30 an einer Längsseite über ein Scharnier mit einem
Befestigungsabschnitt 90 verbunden, der wiederum mittels
Schraubverbindungen außen
am Modulgehäuse 12 angebracht
ist.
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Die
Klappe 30 ist an der Wandung des Modulgehäuses 12 über ein
im Prinzip bekanntes pyrotechnisches Glied 32 (z.B. einen
Sprengbolzen) befestigt (siehe z.B. 2), das
bei dessen Aktivierung die Verbindung zwischen Modulgehäuse 12 und Klappe 30 löst, so daß sich die
Klappe 30 öffnen kann.
Das pyrotechnische Glied ist zwischen den beiden Gasauslaßöffnungen 28 mittig
an der Klappe 30 angeordnet und durchgreift die Klappe 30.
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Außerhalb
des Modulgehäuses 12 und
unterhalb des zweiten Bodenabschnitts 26 ist ein zweistufiger
Gasgenerator 34, hier ein Rohrgasgenerator, mit zwei an
entgegengesetzten axialen Enden angeordneten Zündern 36, angeordnet.
Der zweite Bodenabschnitt 26 liegt in etwa um den Durchmesser des
Gasgenerators 34 höher
als der erste Bodenabschnitt 24, so daß sich die Unterseite des Gasgenerators 34 und
der erste Bodenabschnitt 24 annähernd auf gleicher Höhe befinden.
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Axial
in der Mitte des Gasgenerators 34 befindet sich ein Ausströmbereich,
der mit einem durch den Gasgenerator 34 hindurchragenden
Gasführungsrohr 38 gekoppelt
ist. Über
Gaseinlaßöffnungen 40 im
Gasführungsrohr 38 strömt das Gas
zum Befüllen
des Gassacks 16 aus dem Gasgenerator 34 in das
Gasführungsrohr 38.
Die Gaseinlaßöffnungen 40 liegen
bevorzugt im Inneren des Gasgenerators 34.
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Das
Gasleitungsrohr 38 erstreckt sich im Bereich des zweiten
Bodenabschnitts 26 durch den Boden des Modulgehäuses 12 durch
eine Öffnung
im Boden des Gasleitelements 14 und ragt in das Innere des
Gasleitelements 14 hinein (siehe z.B. 10 und 11).
Das Gasführungsrohr 38 weist
eine oder mehrere radiale Ausströmöffnungen 42 auf, durch
die das Füllgas
letztendlich aus dem Gasgenerator in das Gasleitelement 14 einströmt.
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An
dem dem Gasleitelement 14 entgegengesetzten Ende ist das
Gasführungsrohr 38 durch
ein Verschlußglied 44 verschlossen.
Das Verschlußglied 44 verschließt nicht
nur das untere Ende des Gasführungsrohrs 38 gasdicht,
sondern sorgt auch für
eine Befestigung des Gasführungsrohrs 38 am
Gasgenerator 34 und, über
die Anlage eines Flansches 45 des Gasführungsrohrs 38 innen
am Boden des Gasleitelements 14, für eine Klemmverbindung des
Modulgehäuses 12 mit
dem Gasgenerator 34 und aller dazwischenliegenden Teile.
Das Verschlußglied 44 kann als
Spannschraube arbeiten. Es muß keine
weitere Befestigung des Gasgenerators 34 am Modulgehäuse 12 oder
sonst am Fahrzeug vorgesehen sein als über das Gasführungsrohr 38.
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Das
Gasleitelement 14 (im Detail in 9) ist einstückig ausgebildet
und besteht z.B. aus Metallblech oder Kunststoff. Es besitzt einen
wannenförmigen
Abschnitt 46, einen Deckel 48 sowie eine Gasführungsfläche 50,
die an den Deckel 48 anschließt. Der Deckel 48 ist
flach und erstreckt sich über
die gesamte Länge
des Gasleitelements 14. Die Gasführungsfläche 50 ist ebenfalls
flach und erstreckt sich über
die gesamte Länge
des Gasleitelements 14. Eine der Seitenwände 46a geht
einstückig
in den Deckel 48 über
(siehe 9), während
zwischen dem oberen Rand der zweiten Seitenwand 46b und
dem Deckel 48 ein Spalt besteht, durch den das Gas aus dem
wannenförmigen
Abschnitt 46 ausströmt
und auf die Gasführungsfläche 50 trifft,
die einstückig
an den Deckel 48 anschließt (siehe z.B. 10).
Die Gasführungsfläche 50 verläuft steil
nach unten und annähernd
entgegen der Hauptaustrittsrichtung A.
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Das
Gasführungsrohr 38 ragt
durch den Boden 52 des wannenförmigen Abschnitts 46.
Die Ausströmöffnungen 42 liegen
ein Stück
oberhalb des Bodens des Gasleitelements 14. Im Deckel 48 ist
eine direkte Ausströmöffnung 54 vorgesehen,
durch die ein kleiner Teil des in das Gasleitelement 14 vom Gasgenerator 34 einströmenden Füllgases
direkt in den Gassack 16 gelangen kann. Aufgrund der radial angeordneten
Ausströmöffnungen 42 des
Gasführungsrohrs 38 erfolgt
auch eine Umlenkung des Füllgases,
das die direkte Ausströmöffnung 54 passiert, so
daß ein
direktes Ausströmen
des Gassacks 16 vermieden wird. Im Bereich des Übergangs
vom Deckel 48 zur Gasführungsfläche 50 sind
keine Öffnungen
vorgesehen. Der überwiegende
Teil des Füllgases
wird daher entlang des Deckels 48 zur Gasführungsfläche 50 und
von der Gasführungsfläche 50 in Richtung
der Gasauslaßöffnungen 28 geleitet.
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Der
wannenförmige
Abschnitt 46 ist zu seinen axialen Enden hin abgeflacht.
Dort ist das Gasleitelement 14 mit Befestigungsmitteln 56 versehen, über die
es am Modulgehäuse 12 und,
durch dieses hindurchragend, an einem fahrzeugfesten Bauteil (nicht
gezeigt) befestigt werden kann.
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Ist
das Gasleitelement 14 in den Gassack 16 eingelegt,
kann es auch als Gassackhalteblech eine weitere Funktion erfüllen.
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Kommt
es zu einem Unfall, bei dem das Gassackmodul 10 aktiviert
wird, wird von einer nicht gezeigten Steuereinheit aufgrund verschiedener
Parameter entschieden, ob die Gasauslaßöffnungen 28 freigegeben
werden oder verschlossen bleiben sollen. Bei einer Entscheidung
für eine
Freigabe der Gasauslaßöffnungen 28 wird
das pyrotechnische Glied 32 aktiviert, wodurch die Klappe 30 freigegeben wird
und um ihr Scharnier schwenken kann. Die Klappe 30 schwenkt
auf und der Großteil
des Füllgases, das
vom Gasgenerator 34 zur Verfügung gestellt wird, wird über die
Gasführungsfläche 50 des
Gasleitelements 14 entgegen der Hauptaustrittsrichtung
A direkt zu den Gasauslaßöffnungen 28 geleitet,
durch die das Gas das Modulgehäuse 12 verläßt. Der
Gasfluß ist
in den 10 und 11 durch
Pfeile verdeutlicht.
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Bleibt
die Klappe 30 geschlossen, wird das Füllgas am unteren Rand 58 der
Gasführungsfläche 50 in
den Gassack 16 geleitet, und der Gassack 16 entfaltet
sich ganz normal.
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14 und 15 zeigen
eine Variation 10' des
gerade beschriebenen Gassackmoduls. Hier entfällt das pyrotechnische Glied.
Die Klappe 30' ist statt
dessen relativ biegesteif über
ein Filmscharnier und den Befestigungsabschnitt 90 am Gehäuse 12 befestigt.
Diese Verbindung ist so ausgelegt, daß zumindest das Eigengewicht
der Klappe 30' gehalten wird.
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Außerdem ist
an der in das Gehäuseinnere gerichteten
Seite an der Klappe 30' ein
Fangband 70 befestigt, dessen anderes Ende mit dem Gassack 16 verbunden
ist. Bei der Aktivierung des Gassackmoduls 10' wird die Klappe 30' durch den Gasdruck
im Gehäuse 12 zunächst geöffnet, und
die Gasauslaßöffnungen 28 werden
freigegeben. Ab einer bestimmten Entfaltungsposition zieht der Gassack 16 aber dann
am Fangband 70 die Klappe 30' wieder in Richtung der Gasauslaßöffnungen 28 im
ersten Bodenabschnitt 24 des Modulgehäuses 12. Hierbei kommt
es zu einem vollständigen
Verschließen
der Gasauslaßöffnungen 28,
wenn der Gassack 16 ungehindert seine entfaltete Position
einnimmt. Läßt die Zugkraft durch
den Gassack 16 nach, kann die Klappe 30 durch
den Druck des ausströmenden
Gases wieder geöffnet
werden.
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In
den 16 bis 20 ist
eine zweite Ausführungsform
dargestellt. Aufbau und Funktion des Gassackmoduls 110 sind ähnlich der
des gerade beschriebenen Gassackmoduls 10. Nur bei den
zur ersten Ausführungsform
verschiedenen Bauteilen wurde das Bezugszeichen geändert.
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Im
Unterschied zu der gerade beschriebenen Ausführungsform sind die Klappe 130 und
die Gasauslaßöffnungen 128 nicht
im ersten Bodenabschnitt 24, sondern in einem direkt daran
angrenzenden Abschnitt einer Seitenwand 180 des Modulgehäuses 112 angeordnet.
Bei dieser Ausführungsform trägt auch
der erste Bodenabschnitt 24 zur Leitung des Großteils des
Füllgases
zu den Gasauslaßöffnungen 128 in
der Seitenwand 180 bei, die durch die Klappe 130 zunächst verschlossen
sind. Aber auch hier wird ein Großteil des Füllgases aus dem Modulgehäuse 112 hinausgeleitet,
wenn die Gasauslaßöffnungen 128 freigegeben
sind.
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An
ihrem (in Gassackaustrittsrichtung A) nach oben gerichteten Ende
ist die Klappe 130 über einen
Befestigungsabschnitt 90 und ein Scharnier mittels Schrauben
an der Wandung des Modulgehäuses 112 befestigt.
Die Klappe 130 schwenkt um das Scharnier auf, wenn das
pyrotechnische Glied 32 gezündet wird. Über die Schraubverbindung und
dem Befestigungsabschnitt 90 bleibt die Klappe 130 aber mit
dem Modulgehäuse 112 verbunden,
so daß keine losen
Teile im Fahrzeug umherfliegen können.
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In
allen Fällen
erstreckt sich die Klappe 30, 30', 130 in Längsrichtung
L über
die gesamte Breite des Gassackmoduls 10, 10', 110.
Sie deckt alle Gasauslaßöffnungen 28, 128 im
geschlossenen Zustand vollständig
und gasdicht ab. Es können
natürlich auch
mehr oder weniger als zwei Gasauslaßöffnungen vorgesehen sein.
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Alle
Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen
lassen sich im Ermessen des Fachmanns frei austauschen oder kombinieren.
Auch kann z.B. das pyrotechnische Glied 32 weggelassen werden
und die Klappe 30 im Ausgangszustand offen sein, um dann
z.B. durch ein Fangband geschlossen zu werden.