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Die
Erfindung betrifft ein Gassackmodul für eine Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung.
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Für gewöhnlich soll
bei einem solchen Gassackmodul ein Gassack mit dem von einem 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 bekannt, bei dem mehrere
Ventilklappen vorgesehen sind, die die in einem Gasgeneratorträger gebildeten
Abströmöffnungen
verschließen
bzw. freigeben können.
Dazu sind die Ventilklappen über Zugbänder mit
einem einem Fahrzeuginsassen zugewandten Teil der Gassackwandung
verbunden. In einem Auslösefall
befinden sich die Ventilklappen in einer 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 Zugbänder 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 Zugbänder 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. Außer
dieser rein sitzpositionsabhängigen
Anpassung ist bei dem bekannten Gassackmodul keine weitere Steuerungsmöglichkeit
für den
Gassackinnendruck vorgesehen.
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Demgegenüber schafft
die Erfindung ein Gassackmodul, bei dem die Rückhaltewirkung des Gassacks
zusätzlich
in Abhängigkeit
von weiteren Parametern gesteuert werden kann; beispielsweise kommt
hier die Masse der zu schützenden
Person oder die gefahrene Geschwindigkeit in Frage.
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Dies
wird erfindungsgemäß durch
ein Gassackmodul erreicht, mit einem Gasgenerator zum Befüllen eines
Gassacks, wenigstens einer in einem festen Bauteil des Gassackmoduls
gebildeten Abströmöffnung,
durch die das vom Gasgenerator erzeugte Gas abströmen kann,
und wenigstens einem Ventilelement, das in einer Schließstellung
die Abströmöffnung verschließt und in
einer Öffnungsstellung
die Abströmöffnung freigibt.
Ferner ist wenigstens ein mit dem Ventilelement gekoppeltes Zugelement
vorgesehen, welches ein Öffnen
des Ventilelements erlaubt oder das Ventilelement in Richtung Schließstellung
bewegt, sowie ein Mechanismus, der aktiv auf ein Signal hin die
wirksame Länge
des Zugelements verändert.
Hierbei ist unter dem festen Bauteil des Gassackmoduls, in dem die
Abströmöffnung ausgebildet
ist, ein starres Bauteil, beispielsweise ein Modulgehäuse oder
ein Gasgeneratorträger,
zu verstehen. Das erfindungsgemäße Gassackmodul
vereint also ein passives Verschlußsystem für die Abströmöffnung in Form eines mit dem
Ventilelement gekoppelten Zugelements, wie es beispielsweise aus der
US 2004/0232677 A1 bekannt ist, mit einem aktiven Mechanismus, der
auf ein insbesondere sensorgesteuertes Signal hin derart auf das
Zugelement einwirken kann, daß die
Abströmöffnung freigegeben wird.
Das Signal zur Betätigung
des Mechanismus kann beispielsweise durch einen im Fahrzeugsitz
angeordneten Massesensor oder einen Sensor, der die Schwere des
Unfalls detektiert, bereitgestellt werden. Somit wird zusätzlich zu
der Drucksteuerung in Abhängigkeit
von der Sitzposition des Fahrzeuginsassen (realisiert durch das
mit dem Ventilelement gekoppelte Zugelement) eine Anpassung des
Gassackinnendrucks an weitere unfall- oder insassenspezifische Parameter,
beispielsweise das individuelle Gewicht des Fahrzeuginsassen bzw.
die Schwere des Unfalls, erreicht, und zwar unabhängig von
der Sitzposition des Fahrzeuginsassen.
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Vorzugsweise
ist das Zugelement einerseits mit einem einem Insassen im aufgeblasenen
Zustand nahen Wandungsteil des Gassacks verbunden und steht andererseits
mit dem Ventilelement in Wechselwirkung, um die Anpassung des Gassackinnendrucks
an die jeweilige Sitzposition des Fahrzeuginsassen zu gewährleisten.
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Dazu
kann das Ventilelement mit einem Ende des Zugelements verbunden
sein.
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Das
Zugelement weist vorteilhaft vor Aktivierung des Mechanismus eine
solche Länge
auf, daß es
bei einer ungehinderten Ausbreitung des Gassacks im Auslösefall gestrafft
wird. Auf diese Weise ergibt sich ein einfacher, kaum störungsanfälliger Mechanismus.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform wird
bei einer Straffung des Zugelements das Ventilelement 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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Vorzugsweise
weist das Zugelement nach Aktivierung des Mechanismus eine solche
Länge auf, daß es im
Auslösefall
das Ventilelement nicht in die Schließ stellung bringt bzw. in der
Schließstellung hält. Dies
kann dadurch erreicht werden, daß der Mechanismus bei seiner
Aktivierung das Zugelement zumindest abschnittsweise zerstört und somit
die Kopplung zwischen dem Ventilelement und dem vorderen Wandungsteil
des Gassacks auflöst.
Dann wird sich aufgrund des Gassackinnendrucks das Ventilelement
in die Öffnungsstellung
bewegen bzw. in der Öffnungsstellung
verbleiben, falls der Mechanismus bereits aktiviert wurde, bevor
das Ventilelement eine Schließstellung
einnehmen konnte.
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Gemäß einer
bevorzugten Alternative wird jedoch bei Aktivierung des Mechanismus
die Länge des
Zugelements vergrößert, insbesondere
gerade so viel, daß das
Zugelement länger
ist als der maximal mögliche
Abstand zwischen dem vorderen Wandungsteil des Gassacks im vollständig aufgeblasenen
Zustand und dem Befestigungspunkt des Zugelements am geschlossenen
Ventilelement. Bei dieser Ausgestaltung bleibt also auch bei sich
ungehindert ausbreitendem Gassack eine gewisse Lose im Zugelement,
so daß dieses
nicht vollständig
gestrafft wird, um das Ventilelement zu schließen bzw. geschlossen zu halten.
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Das
Zugelement kann wenigstens eine Falte aufweisen, die durch den Mechanismus
zunächst
fixiert ist und auf das Signal hin freigegeben wird. Dies stellt
eine besonders einfache Möglichkeit
dar, die Länge
des Zugelements zu vergrößern.
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Der
Mechanismus umfaßt
vorteilhaft eine pyrotechnische Einheit, wodurch eine rasche Aktivierung
des Mechanismus im Bedarfsfall gewährleistet ist.
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Insbesondere
umfaßt
der Mechanismus einen Sprengbolzen, der als Massenprodukt besonders
preisgünstig
ist.
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Eine
hohe Stabilität
der Anordnung wird erreicht, wenn der Mechanismus am Ventilelement
angeordnet ist.
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Wie
bereits erwähnt,
ist das Ventilelement bevorzugt eine Klappe.
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Die
Klappe ragt vorteilhaft in der Öffnungsstellung
vom Gassackmodul aus gesehen nach außen. Dann ist es möglich, daß die geschlossene Klappe
bei gelockertem Zugelement (wie etwa beim Eintauchen des Insassen
in den Gassack) aufgrund des Gassackinnendrucks geöffnet wird,
wodurch dem Insassen ein weicherer Gassack geboten wird, auch wenn
eine Aktivierung des Mechanismus grundsätzlich nicht notwendig erscheint.
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Vorzugsweise
ist das Ventilelement Teil eines außen am Modulgehäuse angebrachten
Ventilbauteils. Das Ventilbauteil wird einfach am Modulgehäuse befestigt
und dient der Festlegung des Ventilelements im Modul.
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Das
Ventilelement ist z.B. einstückiger
Bestandteil des Ventilbauteils, das beispielsweise im Spritzgußverfahren
aus Kunststoff hergestellt werden kann. Ebenso ist natürlich eine
Ausführung
aus Metall möglich.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform anhand der beigefügten Zeichnung.
In dieser zeigt:
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1 eine
Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Gassackmoduls mit dem Ventilelement
in der Öffnungsstellung
vor Aktivierung des Mechanismus;
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2 eine
Schnittansicht des Gassackmoduls aus 1 mit geschlossenem
Ventilelement;
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3 eine
Schnittansicht des Gassackmoduls aus 1 nach Aktivierung
des Mechanismus mit geöffnetem
Ventilelement; und
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4 eine
Draufsicht auf ein Ventilbauteil, das bei dem erfindungsgemäßen Gassackmodul
verwendet wird.
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1 zeigt
ein Gassackmodul 10, das insbesondere für einen Einsatz als Beifahrer-Gassackmodul
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, d.h. starren Bauteil des
Gassackmoduls in Form eines Gehäuses 16 sind
zwei Abströmöffnungen 18 vorgesehen,
die in dem in der 1 gezeigten Zustand des Moduls 10 unmittelbar nach
der Auslösung
geöffnet
sind. An der Außenseite des
Gehäuses 16 ist
auf der einem Fahrzeuginsassen abgewandten Seite ein Ventilbauteil 20 angeordnet,
das in der 4 in einem nicht montierten
Zustand gezeigt ist.
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Das
Ventilbauteil 20 umfaßt
einen Befestigungsabschnitt 22 und ein einstückig mit
diesem über
ein Scharnier 24 verbundenes Ventilelement in Form einer
Klappe 26. Über
den Befestigungsabschnitt 22 wird das Ventilbauteil 20 am
Gehäuse 16 festgelegt.
Bei der gezeigten Ausführungsform
dient eine Klappe 26 dazu, zwei darunterliegende Abströmöffnungen 18 im
Gehäuse 16 zu
verschließen (vgl. 4).
Das Ventilbauteil 20 weist ferner einen an die Klappe 26 angeformten
Haltefortsatz 28 auf, der im Einbauzustand wie auch in
dem in der 1 gezeigten Zustand in Richtung
des Modulinnenraums umgefaltet ist. Sowohl die Klappe 26 als
auch der Haltefortsatz 28 haben je eine Öffnung 30,
die sich im montierten Zustand des Ventilbauteils gerade überdecken
und durch die ein Sprengbolzen 32 geführt ist.
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Mittels
des Sprengbolzens 32 werden mehrere Falten 34 eines
Zugelements 36, hier eines Bandes, das mit der Klappe 26 verbunden
ist, festgelegt. Das andere Ende des Zugelements 36 ist
mit einem vorderen Wandungsteil des Gassacks 14 verbunden, auf
das im aufgeblasenen Zustand der Fahrzeuginsasse prallt.
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Das
Gehäuse 16 weist
eine Vertiefung 38 auf, die in einer Schließstellung
den Sprengbolzen 32 sowie den umgeklappten Haltefortsatz 28 aufnehmen
kann. Zu beiden Seiten der Vertiefung 38 ist je eine Abströmöffnung 18 vorgesehen
(vgl. 4).
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Wird über eine
entsprechende Sensorik (nicht gezeigt) ein Unfall detektiert, wird
der Gasgenerator 12 gezündet,
um einen Gasstrom zu produzieren, 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. Dabei kann
Gas durch die Abströmöffnung 18 aus dem
Gassackmodul 10 abströmen
(siehe 1, Pfeil P1). Auch im
Falle, daß im
Einbauzustand des Gassackmoduls 10 die Abströmöffnungen 18 durch
die Klappe 26 zunächst
verschlossen sind, wird aufgrund des steigenden Innendrucks im Gassack 14 nach Zündung des
Gasgenerators 12 die Klappe 26 aufgestoßen, und
Gas kann durch die Abströmöffnungen 18 entweichen.
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Wenn
sich der Gassack 14 ungehindert entfalten kann, beispielsweise
also nicht vorzeitig auf einen Fahrzeuginsassen trifft, wird das
Zugelement 36 durch den sich auf den Fahrzeuginsassen zu
bewegenden Wandungsteil des Gassacks 14 in Richtung des
Pfeils P2 nach oben gezogen und auf diese
Weise gestrafft, wobei es die Klappe 26 in die in der 2 gezeigte
Schließstellung
zieht. Dadurch wird ein weiteres Abströmen von Gas aus dem Gassack 14 verhindert,
und der Gassack 14 bietet dem Fahrzeuginsassen eine erhöhte Rückhaltewirkung.
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Wird
jedoch die Entfaltung des Gassacks 14 behindert, beispielsweise
durch einen Fahrzeuginsassen, der sich näher als üblich am Gassackmodul 10 befindet,
bleibt das Zugelement 36 lose, da das vordere Wandungsteil
sich nicht ungehindert bewegen kann, und es erfolgt kein Schließen der
Klappe 26. Die Klappe 26 bleibt folglich in dem
in der 1 gezeigten geöffneten
Zustand, wodurch dem Fahrzeuginsassen ein weicherer Gassack 14 zur
Verfügung
steht.
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Das
Zugelement 36 ist dabei so dimensioniert, daß es bei
vollständig
entfaltetem Gassack 14 gerade vollständig gestrafft ist und somit
die Klappe 26 sicher in der Schließstellung hält.
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Wird
nun mittels einer geeigneten Sensorik festgestellt, daß es sich
um einen besonders leichten Fahrzeuginsassen oder um einen Unfall
mit geringer Geschwindigkeit handelt, so wird der Sprengbolzen 32,
der einen aktiven Freigabemechanismus darstellt, auf ein entsprechendes
Sensorsignal hin gezündet.
Der Sprengbolzen 32 separiert in einen fest mit der Klappe 26 verbundenen
ersten Teil 32a und einen mit dem Haltefortsatz 28 verschraubten
zweiten Teil 32b, wobei gleichzeitig die Falten 34 des
Zugelements 36 freigegeben werden. Dadurch wird die wirksame
Länge des
Zugelements 36 erhöht,
und die Klappe 26, die durch das nun längere Zugelement 36 nicht
mehr straff gegen den Gassackinnendruck gehalten wird, bewegt sich
in eine Öffnungsstellung (siehe
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3).
Dadurch kann wiederum Gas durch die Abströmöffnung 18 entweichen,
wodurch dem Fahrzeuginsassen ein weicherer Gassack 14 zur Verfügung steht.
Die Vertiefung 38 im Gehäuse 16 bildet dabei
eine Art Druckraum für
den Sprengbolzen 32, der für einen zusätzlichen Impuls zum Öffnen der
Klappe 26 sorgt. Weiterhin wird (gegenüber einer Ausgestaltung mit
einer großen,
sich über
die gesamte Klappenfläche
erstreckenden Abströmöffnung) durch
die Vertiefung 38 im Gehäuse 16 verhindert, daß bei der
Zündung
des Sprengbolzens 32 separierende Teile ins Gassackinnere
gelangen können.
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Durch
die erfindungsgemäße Ausgestaltung läßt sich
also der Gassackinnendruck nicht nur in Abhängigkeit von der Sitzposition
des Fahrzeuginsassen steuern, sondern es kann zudem weiteren Parametern
wie etwa der Unfallschwere, dem Gewicht oder der Größe des Fahrzeuginsassen
Rechnung getragen werden, auch wenn sich dieser in genügend großem Abstand
zum Gassack 14 befindet.
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Ein
weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die beiden Verschlußmechanismen
für die Klappe 26,
nämlich
einmal das passive Zugelement 36 und andererseits die aktive
Freigabe der Falten 34, unabhängig voneinander sind. So kann
der Sprengbolzen 32 auch bereits gezündet werden, bevor der Gassack 14 vollständig entfaltet
ist, also bevor die Klappe 26 durch das Zugband 36 geschlossen
wird. Auf diese Weise läßt sich
also verhindern, daß die
Abströmöffnung 18 überhaupt
geschlossen wird, und es wird ein besonders weicher Gassack 14 erzielt.
Da außerdem
der sitzpositionsabhängige
Verschlußmechanismus
rein mechanisch anspricht, ist dessen Funktion in jedem Fall gewährleistet,
selbst wenn die Sensorik oder der Sprengbolzen 32 ausfallen
sollte.