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Die
Erfindung betrifft ein Gassack-Rückhaltesystem
nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Im
modernen Fahrzeugbau werden verstärkt Rückhaltesysteme eingesetzt,
die im Falle eines Unfalls oder vor einem Unfall auf die sich im
Fahrzeug befindenden Insassen angepasst werden. Dazu werden zunächst insassenbelastungsrelevante
Parameter erfasst und diese anschließend ausgewertet bzw. an die
Rückhaltesysteme
weitergegeben. Auf diese Weise wird gewährleistet, dass die Rückhaltesysteme
entsprechend der jeweiligen Situation optimal eingestellt sind,
wodurch der Schutz von Fahrzeuginsassen erhöht wird.
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Aus
der
DE 298 05 217
U1 ist beispielsweise eine Vorrichtung bekannt, mit der
die Gestalt eines Gassacks und insbesondere die Entfaltungsstrecke im
entfalteten Zustand beeinflusst werden kann. Dazu sind im Gassack
angeordnete Fangbänder
vorgesehen, deren Länge
durch eine sensorgesteuerte Aufwickelvorrichtung variiert wird.
Im Rückhaltefall werden
dazu durch einen Sensor die Position des Fahrzeuginsassen erfasst
und die Länge
der Fangbänder
entsprechend begrenzt. Zur Begrenzung der Länge der Fangbänder sind
im Gassack angeordnete Aufwickelvorrichtungen vorgesehen.
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Aus
der
DE 100 20 795
A1 ist es bekannt, in Abhängigkeit von der Position eines
dem Gassack-Rückhaltesystem
zugeordneten Fahrzeugsitz, die Länge
des sich im Gassack befindlichen Abschnitts eines Fangbandes zu
verändern.
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Vor
dem Hintergrund dieses Standes der Technik liegt der Erfindung die
Aufgabe zugrunde, ein Gassack-Rückhaltesystem
zu schaffen, bei dem die Entfaltungsstrecke des Gassacks begrenzt
wird, welches ein zuverlässiges
Entfalten bis zur vorgegebenen Entfaltungsposition des Gassacks
ermöglicht.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Gassack-Rückhaltesystem
mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Demnach
zeichnet sich das erfindungsgemäße Gassack-Rückhaltesystem mit einem Gassack und
einem Gasgenerator durch eine Gassack-Begrenzungseinrichtung aus,
die die maximale Entfaltungsstrecke des Gassacks in Abhängigkeit
von insassenbelastungsrelevanten Parametern begrenzt. Die Gassack-Begrenzungseinrichtung
weist eine Bevorratungseinrichtung für mindestens ein die Begrenzungsstrecke
des Gassacks begrenzendes Fangband auf, wobei die Bevorratungsvorrichtung
außerhalb
des Gassacks angeordnet ist. Wenn im Zusammenhang mit der Erfindung
von Entfaltungsstrecke die Rede ist, so ist damit der Abstand von
den Fahrzeugelementen, in denen der Airbag angeordnet ist bis zum
idealen Aufschlagpunkt eines Insassen auf den entfalteten Gassack
gemeint. Bei den insassenbelastungsrelevanten Parametern handelt
es sich um alle Parameter, die einen Einfluss auf die Belastungen
eines Insassens im Falle eines Unfalls haben. Beispielhaft seien
hier das Gewicht des Insassen, Geschwindigkeit des Fahrzeugs vor
beziehungsweise während
des Aufpralls, die Größe des Insassens sowie
die Position des Insassens auf seinem Fahrzeugsitz genannt.
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Erfindungsgemäß ist ein
Fangband vorgesehen, dessen Länge
einen direkten Einfluss auf die Entfaltungsstrecke des Gassacks
hat. Um ein sicheres Entfalten des Gassacks unabhängig von
der Länge
des Fangbandes sicherzustellen, ist eine Bevorratungsvorrichtung
für das
Fangband vorgesehen. Die Bevorratungsvorrichtung ist so gestaltet,
dass sie zu jeder Zeit zuverlässig
eine bestimmte Länge
an Fangband zur Verfügung
stellt. Die Bevorratungsvorrichtung ist außerhalb des Gassacks angeordnet. Damit
ist gemeint, dass die Bevorratungsvorrichtung nicht im Gassack aber
in dessen Nahbereich des Gassacks angeordnet ist. Durch die von
dem Gassack unabhängige
Anordnung der Bevorratungsvorrichtung ist sichergestellt, dass sich
der Gassack unabhängig
von der Bevorratungsvorrichtung des Fangbandes bei jeder eingestellten
Länge des
Fangbandes zuverlässig
entfalten kann. Somit ist die Erfindung auch unabhängig von
jeglicher Gassackform beziehungsweise Gassackentfaltung einsetzbar.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
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Eine
einfache Möglichkeit
eine Steuerung der Entfaltungsstrecke des Gassacks in Abhängigkeit
von insassenbelastungsrelevanten Parametern sicherzustellen besteht
darin, die maximale Entfaltungstrecke des Gassacks in Abhängigkeit
von der Position eines dem Rückhaltesystem
zugeordneten Fahrzeugsitzes einzustellen. Bei einer derartigen Steuerung
geht man davon aus, dass eine kleine leichte Person den Fahrzeugsitz
relativ zum Lenkrad weiter nach vorne stellt und eine große schwere
Person den Fahrzeugsitz weiter nach hinten stellt. Somit gibt allein
die Position des Fahrzeugsitzes Informationen, die insassenbelastungsrelevante
Parameter darstellen. Diese Ausführung
ist besonders vorteilhaft, weil sich die Position des Fahrzeugsitzes
besonders einfach erfassen und auf die Gassack-Begrenzungseinrichtung übertragen
lässt.
Es ist zudem denkbar, die maximale Entfaltungsstrecke des Gassacks
durch eine lineare, eine nicht lineare oder eine begrenzt lineare
Funktion von der Position des dem Rückhaltesystem zugeordnetem
Fahrzeugsitzes zu bestimmen.
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Eine
Begrenzung der Airbaggrößenanpassung
kann sich zum Beispiel aus einer Sitzposition ergeben, die größer bzw.
kleiner ist als eine Sitzposition zum Fahren oder bequemen Sitzen.
Dies ist beispielsweise bei zweitürigen Fahrzeugen gegeben, wenn
der Sitz zum bequemen Einsteigen verstellt wird. Eine weitere Begrenzung
kann sich aus technischer Machbarkeit beispielsweise Bauraumgründen ergeben.
Diese Begrenzung ist dann vorwiegend im Randbereich der Sitzeinstellung
und der Einstellung der Begrenzungseinrichtung vorgesehen. Es ist
auch denkbar, eine Begrenzung in der Mitte vorzusehen. Diese wirkt
sich dann so aus, dass wenn der Sitz im Bereich von mittleren Sitzpositionen
angeordnet ist, keine Variation am Gassack-Rückhaltesystem
vorgenommen wird.
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Es
ist denkbar, die Position des Fahrzeugsitzes mit der Gassack-Begrenzungseinrichtung
mechanisch zu verbinden. Eine mechanische Kopplung zwischen Fahrzeugsitz
und Gassack-Begrenzungseinrichtung
stellt eine besonders zuverlässige
und störunanfällige Kopplung
dar. Auf diese Art und Weise ist immer sichergestellt, dass die
Gassack-Begrenzungseinrichtung die maximale Entfaltungstrecke des
Gassacks in Abhängigkeit
von der Position des Fahrzeugsitzes einstellt und eine optimale
Anpassung des Gassack-Rückhaltesystems
sichergestellt ist. Selbstverständlich
ist es auch denkbar, die Kopplung zwischen der Position des Fahrzeugsitzes und
der Gassack-Begrenzungseinrichtung elektrisch auszuführen. Dazu sind
Sensoren erforderlich, die die Position des Fahrzeugssitzes erfassen.
Des Weiteren ist eine Auswerteeinheit sowie ein mit der Auswerteeinheit
verbundener Aktuator notwendig, der über die Gassack-Begrenzungseinrichtung
die maximale Entfaltungsstrecke des Gassacks einstellt. Bei dem
Aktuator kann es sich beispielsweise um einen elektrischen Antrieb
handeln. Genauso gut denkbar ist es, andere weit verbreitete Antriebe,
wie beispielsweise hydraulische Antriebe, einzusetzen.
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Als
mechanische Kopplung kann ein Bowdenzug vorgesehen sein. Bei einem
Bowdenzug handelt es sich um ein konstruktiv einfaches Bauteil, welches
zudem auch nach vielen Lastwechseln immer noch zuverlässig arbeitet.
Ein Bowdenzug ist ein im Automobilbereich bewährtes, häufig eingesetztes und damit
auch kostengünstiges
Bauteil.
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Als
Bevorratungsvorrichtung für
das Fangband, kann eine Wickelwelle vorgesehen sein. Es ist denkbar,
das eine Ende der Fangbänder
mit dem Airbag zu verbinden und das andere Ende der Fangbänder mit
der Wickelwelle zu verbinden und auf diese aufzurollen. Die Fangbänder können dabei
sowohl innerhalb als auch außerhalb
des Gassacks angeordnet sein. Selbstverständlich sind auch beide Anordnungen
denkbar. Die Stellung der Wickelwelle beeinflusst dabei direkt die
Länge des
im Falle eines sich entfaltenden Gassacks zur Verfügung stehenden
Fangbandes. Dabei ist es denkbar, das Fangband beim Verändern der
Stellung der Wickelwelle abzuwickeln. Ebenso ist es denkbar, lediglich
eine Fangbandlose auf der Wickelwelle zu erzeugen, die Wickelwelle
zu blockieren und die Lose beim Entfalten des Gassacks zur Verfügung zu
stellen.
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Eine
besonders Platz sparende Lösung
ist dann gegeben, wenn die Wickelwelle in einem Gehäuse des
Gasgenerators angeordnet ist. Dabei ist beispielsweise denkbar,
die Wickelwelle drehbar auf dem Gasgenerator zu lagern. Diese Lösung ist
besonders Platz sparend, da für
die Gassack-Begrenzungseinrichtung
kein zusätzlicher
Bauraum benötigt wird.
Hinzu kommt, dass die auf der Wickelwelle bevorratet angeordneten
Fangbänder
in unmittelbarer Nähe
des Gassacks zur Verfügung
stehen und beim Entfalten des Gassacks direkt von der Bevorratungsvorrichtung
entnommen werden können.
Das Fangband steht dort, wo es benötigt wird zur Verfügung, so
dass stets ein sicheres Entfalten gewährleistet ist.
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Die
Wickelwelle kann direkt oder indirekt mit dem Bowdenzug verbunden
sein. Die Wickelwelle kann dabei als Bevorratungsvorrichtung für zumindest
ein Teilbereich des Bowdenzugs dienen. Zwischen der vordersten Position
eines Fahrzeugsitzes und der hintersten Position eines Fahrzeugsitzes können bis
zu 30 cm Unterschied bestehen. Diese 30 cm stehen demnach auch bei
dem Bowdenzug als Stellgröße zur Verfügung. Auf
Grund des begrenzten Raumbedarfs innerhalb des Gassacksmoduls beziehungsweise
im Nahbereich eines Airbagmoduls bringt die Möglichkeit, den Bowdenzug auf
die Wickelwelle aufzuwickeln, einen erheblichen Platzvorteil mit
sich. Je nach dem, wie viel Bowdenzug auf der Wickelwelle aufgewickelt
ist, nimmt die Wickelwelle relativ zu dem feststehenden Gasgenerator eine
veränderte
Winkelposition ein. Die Wickelwelle ist dann über den Bowdenzug fixiert.
Das bedeutet, dass jeder Sitzposition eine bestimmte Winkelstellung
der Wickelwelle zugeordnet ist. Über
die veränderte
Winkelposition kann die Fangbandlose eingestellt werden, d.h. die
Länge des
Fangbandes, die im Falle eines Entfaltens des Gassacks zur Verfügung steht.
Dabei kann der Zusammenhang zwischen Bowdenzug und Fangband über die
Wickelwelle derart gekoppelt sein, dass je mehr Bowdenzug auf der Wickelwelle
gewickelt ist – Sitz
nimmt eine vordere Position ein – desto weniger Fangbandlose
steht zur Verfügung.
Bei einer hinteren Sitzposition, bei der sich weniger bis kein Bowdenzug
auf der Wickelwelle befindet, steht mehr Fangbandlose zur Verfügung. Je mehr
Fangband zur Verfügung
steht, umso größer ist die
Entfaltungsstrecke des Gassacks.
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Es
ist denkbar, auf einer Wickelwelle mehrere Fangbänder zu bevorraten. Somit kann über die Veränderung
der Stellung einer Wickelwelle die Länge von mehreren Fangbändern verändert werden. Falls
die Wickelwelle in den Bevorratungsbereichen für die einzelnen Fangbänder unterschiedliche Durchmesser
aufweist, lassen sich in Abhängigkeit von
der Position des Fahrzeugsitzes unterschiedliche Längen der
Fangbänder
einstellen. Somit kann über
eine Gassack-Begrenzungseinrichtung die Länge mehrerer Fangbänder auch
unterschiedlich eingestellt werden.
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Ein
weiterer Aspekt der Erfindung liegt in der besonderen Ausgestaltung
der Wickelwelle für
die Bevorratung der Fangbänder
und der Bowdenzüge. Um
zu verhindern, dass bei jeder Sitzverstellung auch eine Verstellung
der Fangbandlänge
erfolgt, wird vorgeschlagen, dass die Wickelwelle aus mehreren Teilwellen
zusammengesetzt ist.
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Wenn
die Teilwellen mit Innengewinde versehen sind, die mit einer auf
dem Gasgenerator angeordneten Gewindehülse in Eingriff stehen, bewirkt eine
Rotation der Teilwelle stets auch eine axiale Verschiebung auf dem
Gasgenerator. Das hat den Effekt, dass eine der Teilwellen als Anschlag
für die
Rotationsbewegung einer anderen Teilwelle genutzt werden kann.
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Um
Spannungsspitzen zu vermeiden, kann zwischen zwei benachbarten Teilwellen
eine Dämpfungsvorrichtung
vorgesehen sein.
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Um
den Gasaustritt des Gasgenerators nicht zu behindern, kann die Gewindehülse mit
Durchbrüchen
versehen sein, die in Überdeckung
mit den Gasaustrittsöffnungen
des Gasgenerators liegen.
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Von
besonderer Bedeutung ist eine Ausfallsicherung, die ein selbsttätiges Ausrichten
der Wickelwelle bewirkt, wenn die Bowdenzugeinstellung nicht möglich ist.
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Eine
Möglichkeit
der Ausfallsicherung kann eine Verriegelung der Teilwelle sein,
die den Bowdenzug bevorratet.
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Alternativ
kann die Ausfallsicherung durch zwei gegenläufige Wickelfedern gebildet
sein, die die Teilwelle mit den Bowdenzügen immer in eine 50%-Stellung
einstellt.
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand der in den Zeichnungen dargestellten
Ausführungsbeispielen
näher erläutert.
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Dabei
zeigen:
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1a eine
schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Gassack-Rückhaltesystems
mit einem diesem zugeordneten Fahrzeugsitz, welcher eine vordere
Sitzposition einnimmt;
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1b eine
schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Gassack-Rückhaltesystems
mit einem diesem zugeordneten Fahrzeugsitz, welcher eine hintere
Sitzposition einnimmt;
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2 eine
dreidimensionale, teilweise geschnittene Darstellung eines Gasgenerators
für ein erfindungsgemäßes Gassack-Rückhaltesystem,
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3 eine
Schnittdarstellung eines Gasgenerators entlang seiner Längsachse
für ein
erfindungsgemäßes Gassack-Rückhaltesystem,
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4 eine
dreidimensionale Darstellung, die teilweise geschnitten ist, einer
Wickelwelle für
einen Gasgenerator eines erfindungsgemäßen Gassack-Rückhaltesystems,
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5a, 5b einen
Abschnitt einer Wickelwelle gemäß 4,
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6 eine
perspektivische Ansicht eines Gasgenerators mit einer geteilten
Wickelwelle,
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7 eine Front-, Seiten- sowie Draufsicht des
Gasgenerators gemäß 6,
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8 eine
perspektivische Ansicht eines Gasgenerators mit Drehrichtungsumkehr,
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9 eine Frontansicht sowie Schnittdarstellung
eines Gasgenerators mit einer mehrfach drehbaren Wickelwelle,
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10 eine
perspektivische Ansicht eines Gasgenerators mit gasdurchlässiger Teilwelle,
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11 eine Front-, Seiten- sowie Draufsicht der
Darstellung gemäß 10,
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12 eine
perspektivische Darstellung eines Gasgenerators mit verschiedenen Übersetzungsstufen,
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13 eine
perspektivische Darstellung eines Gasgenerators mit verschiedenen Übersetzungsstufen
in einer zweiten Ausführungsform,
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14 eine Seitenansicht sowie eine perspektivische
Darstellung eines Gasgenerators mit Ausfallsicherung,
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15 eine Ausfallsicherung in einer zweiten
Ausführungsform,
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16 eine
Ausfallsicherung in einer dritten Ausführungsform,
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17 einen
elektromotorisch betriebenen Anschlag der Wickelwellen mit einer
perspektivischen Darstellung des Antriebs,
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18 eine
zweite Ausführung
eines elektromotorisch betriebenen Anschlags der Wickelwelle,
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19 eine
Dämpfungseinrichtung
für Fangbänder,
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20a eine Ausfallsicherung in einer vierten Ausführungsform,
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20b ein Koordinatensystem, in dem die Wirkung
zweier gegenläufig
arbeitender Torsionsfedern gemäß 16 dargestellt
ist sowie
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20c ein Koordinatensystem, in dem der Zusammenhang
zwischen Verstellkraft und Winkelstellung der beiden Federn gemäß 16 dargestellt ist.
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In
Kraftfahrzeugen werden seit geraumer Zeit Gassack-Rückhaltesysteme 1 eingesetzt,
die einen Gasgenerator 2 sowie einen Gassack 3 aufweisen.
Diese dienen dazu, einen auf einem Fahrzeugsitz 4 befindlichen
Fahrzeuginsassen, im Falle eines Unfalls aufzufangen und somit zu
hohe Beschleunigungen zu vermeiden. Will man die Funktionen des Gassack-Rückhaltesystems, wie beispielsweise
seine nach dem Entfalten erreichte Form beziehungsweise Größe an insassenbelastungsrelevante
Parameter anpassen, so schlägt
die Erfindung vor, eine mechanische Kopplung in Form eines Bowdenzugs 5 vorzusehen.
Wenn ein Fahrzeugsitz eine vordere Position relativ zum Cockpit
beziehungsweise zum Lenkrad des Fahrzeugs einnimmt, so ist davon
auszugehen, dass sich auf dem Sitz eine kleinere und leichtere Person
befindet. Für
diese Person ist ein Gassack mit kleinerer Ausdehnung in X-Richtung erforderlich
(vgl. 1a). Die Erfindung befasst sich damit, über den
Bowdenzug 5 die Größe des Gassacks 3 zu
variieren. Wenn der Fahrzeugsitz 4 eine hintere Position
im Fahrzeug einnimmt, so ist davon auszugehen, dass sich auf dem
Fahrzeugsitz eine größere beziehungsweise
schwerere Person befindet und zum ausreichenden Rückhalten
des Insassens ein Gassack mit größerer Ausdehnung
in X-Richtung benötigt
wird (vgl. 1b).
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Das
wird dadurch erreicht, dass der Bowdenzug 5 mit einem Ende
am Fahrzeugsitz 4 und mit seinem anderen Ende an einer Gassack-Begrenzungseinrichtung
angreift. Die Gassack-Begrenzungseinrichtung
weist eine Bevorratungsvorrichtung für mindestens ein die Entfaltungsstrecke
des Gassacks begrenzendes Fangband auf und wird im Folgenden näher beschrieben.
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In 2 ist
ein Ausführungsbeispiel
für eine Bevorratungsvorrichtung
einer Gassack-Begrenzungseinrichtung dargestellt. Die Bevorratungsvorrichtung
besteht aus einer Wickelwelle 6. Die Wickelwelle 6 ist
hohl und, wie im Folgenden noch erläutert, drehbar auf einem Gasgenerator 7 gelagert.
Bei dem Gasgenerator 7 handelt es sich um einen handelsüblichen
Gasgenerator mit einer nicht dargestellten Zündladung sowie Gasaustrittsöffnungen 8,
durch die Gas zum Entfalten des Airbags aus dem Gasgenerator 7 entweichen
kann. Um die Wickelwelle 6 herum ist ein Gehäuse 9 angeordnet.
Das Gehäuse 9 ist
ebenfalls im Wesentlichen zylinderförmig und um den Gasgenerator 7 herum
angeordnet. Es ist über Befestigungselemente – Schrauben 11 – mit dem Gasgenerator 7 fest
verbunden. Das Gehäuse 9 weist
im Bereich der Gasaustrittsöffnungen 8 des Gasgenerators
Ausnehmungen 12 auf, die so gestaltet sind, dass sie ein
störungsfreies
Austreten des Gasstroms gewährleisten.
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Der
Gasgenerator 7 ist mit der Wickelwelle 6 und dem
Gehäuse 9 ist
als Einheit in einem weiteren Gehäuse 13 angeordnet,
welches der Aufnahme des Gasgenerators 7 und der Befestigung
dieses Gasgenerators 7 im Fahrzeug dient. Dazu weist das
Gehäuse 13 Flansche 14 mit
Bohrungen 15 auf.
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3 zeigt
den Gasgenerator 7 im Schnitt in einem Gehäuse 13.
Es sind die Gasaustrittsöffnungen 8 in
dem Gasgenerator 7 zu erkennen. Um den Gasgenerator 7 herum
ist die Wickelwelle 6 angeordnet. Sie ist über Lager 16 drehbar
relativ zum Gasgenerator 7 angeordnet. Um die Wickelwelle 6 herum
ist das Gehäuse 9 zu
erkennen, welches über
Schrauben 11 fest mit dem Gasgenerator 7 verbunden
ist.
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Die
Wickelwelle 6 weist mehrere unterschiedliche Bereiche auf.
Wie aus 2 ersichtlich ist der oberhalb
der Gasaustrittsöffnungen 8 des Gasgenerators 7 befindliche
Bereich der Wickelwelle 6 mit Ausnehmungen 10 versehen,
die dazu dienen, ein ungehindertes Austreten von Gas sicherzustellen.
Jeweils rechts und links des Bereichs mit den Ausnehmungen 10 sind
Bevorratungsvorrichtungen 17a bis 17d für Fangbänder vorgesehen.
Die Bevorratungsvorrichtungen 17a bis 17d bestehen
aus Nuten, die sich radial um die Wickelwelle 6 herum erstrecken.
Sie weisen einen definierten Durchmesser D auf, der sich über eine
an die Fangbänder
angepasste Breite erstreckt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel
sind die Durchmesser D der Nuten 17a bis 17d gleich
groß.
Die nicht dargestellten Fangbänder
werden um die Wickelwelle 6 in den entsprechenden Nuten 17a bis 17d herum
gewickelt. Jede Nut 17a bis 17d nimmt dabei genau
ein Fangband auf. Jede Nut ist seitlich abgegrenzt und weist eine
Oberflächenbeschaffenheit
auf, die stets ein zuverlässiges
Auf- und Abwickeln der Fangbänder
ermöglicht.
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Es
ist denkbar, die Durchmesser D der Nuten 17a bis 17d unterschiedlich
zu gestalten. Auf diese Weise kann über eine Wickelwelle 6 eine
unterschiedliche Länge
eines jeden Fangbandes beziehungsweise eine unterschiedliche Lose
zur Verfügung
gestellt werden.
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Auf
einer Seite der Wickelwelle 6 schließt sich eine weitere Bevorratungsvorrichtung 18 an,
die der Aufnahme des Bowdenzugs 5 dient. Die Bevorratungsvorrichtung 18 ist
ein Teil der Wickelwelle 6 beziehungsweise entsprechend
der Wickelwelle 6 drehbar auf dem Gasgenerator 7 gelagert
und mit der Wickelwelle 6 fest verbunden. Sie weist eine
Nut 19 auf. Die Nut 19 dient der Aufnahme des
Bowdenzugs 5. Der Bowdenzug 5 ist in der Nut 19 mit
seinem einen Ende befestigt.
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Neben
der Nut 19 ist in der Bevorratungsvorrichtung 18 eine
weitere Nut 21 vorgesehen. Diese dient der Aufnahme einer
Wickelfeder 22. Die Wickelfeder 22 ist mit ihrem
einen Ende an der Bevorratungsvorrichtung 18 beziehungsweise
der Wickelwelle 6 und mit ihrem anderen Ende an dem feststehenden
Gehäuse 9 befestigt.
Somit bewirkt die Wickelfeder 22, dass die Wickelwelle 6,
wenn keine äußeren Kräfte auf
diese wirken, stets eine definierte Ausgangsposition einnimmt.
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Der
Bereich 23 innerhalb der Aufnahme 13 oberhalb
des Gasgenerators 7 und des Gehäuses 9 dient zur Aufnahme
eines nicht dargestellten, zusammengefalteten Gassacks.
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4 zeigt
in dreidimensionaler Form die Wickelwelle 6 mit dem Gehäuse 9 in
geschnittener Darstellung. Zu erkennen sind in dem Gehäuse 9 die Ausnehmungen 12 zum
Durchtritt des Gases sowie Aufnahmen 24 für die Schrauben 11 zum
Festlegen des Gehäuses 9 an
dem Gasgenerator 7. Wie zuvor beschrieben, setzt sich die
Wickelwelle 6 aus unterschiedlichen Bereichen zusammen.
Im vorderen Bereich sind die als Nuten ausgeführten Bevorratungsvorrichtung 17c und 17d zu
erkennen. Daran schließt sich
ein perforierter Bereich mit Ausnehmungen 10 an. Im Anschluss
an diesen perforierten Bereich sind weitere Bevorratungsvorrichtung 17a und 17b vorgesehen.
An diese schließt
sich die Bevorratungsvorrichtung 18 zur Aufnahme des Bowdenzugs 5 und der
Wickelfeder 22 an. Zu erkennen ist ferner die Nut 19 zur
Aufnahme des Bowdenzugs 5 sowie die Nut 21 zur
Aufnahme der Wickelfeder 22. Am oberen Rand der Wickelwelle 6 im
Bereich der Nut 19 ist ein Schlitz 25 eingebracht.
Dieser Schlitz dient als Durchtritt für den Bowdenzug 5.
Im Gehäuse 9 sowie im
Airbaggehäuse
beziehungsweise der Aufnahme 13 ist ebenfalls eine nicht
dargestellte Auftrittsöffnung entweder
in Form einer Bohrung oder in Form eines Schlitzes für den Bowdenzug 5 vorgesehen,
so dass dieser aus dem Airbaggehäuse
heraus geführt
werden kann. Die Bevorratungsvorrichtung 18 ist mit der Wickelwelle 6 fest
verbunden. Dabei kommen alle Verbindungen, wie beispielsweise Kleb-
oder Schweißverbindungen
aber auch formschlüssige Verbindungen
wie Verzahnungen in Frage.
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Die 5a und 5b zeigen
eine andere Ausführung
der Bevorratungsvorrichtung 18', die hier losgelöst von der
Wickelwelle 6 dargestellt ist. Diese Bevorratungsvorrichtung 18' unterscheidet
sich von der zuvor beschriebenen dadurch, dass die Nut 21 zur
Aufnahme der Wickelfeder 22 durch eine zweite Nut 19' zur Aufnahme
eines zweiten Bowdenzugs ergänzt
wurde. Der zweite Bowdenzug kann als Ersatz der Wickelfeder 22 eingesetzt
werden und zum Zurückstellen
der Wickelwelle 6 in ihre Ausgangsposition dienen. Mit
anderen Worten wird ein Doppelbowdenzug vorgesehen, wobei jeweils
ein Bowenzug für eine
Drehrichtung verantwortlich ist. Weiterhin sind in der Zeichnung
zwei Schlitze 26 zu erkennen, die in Bohrungen 27 münden. Die
Schlitze 26 mit den Bohrungen 27 dienen zur Aufnahme
der Enden der Bowdenzüge
und zur unlösbaren
Befestigung dieser Enden an der Wickelwelle 6. Auf diese
Weise wird sichergestellt, dass zuverlässig Kraft von den Bowdenzügen auf
die Wickelwelle 6 übertragen
werden kann. Die Bevorratungsvorrichtung 18' kann, wie bereits zuvor beschrieben, über übliche Befestigungsmittel an
der Wickelwelle 6 befestigt werden.
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Im
Folgenden wird nun die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Gassack-Rückhaltesystems
beschrieben. Durch ein Verstellen des Fahrzeugsitzes 4 wird
eine Kraft in den Bowdenzug 5 eingeleitet. Diese Kraft
wird durch den Bowdenzug 5 auf die Wickelwelle 6 übertragen,
so dass jeder Position des Fahrzeugsitzes 4 eine definierte
Winkelstellung der Wickelwelle 6 zugeordnet ist. Die Wickelwelle 6 wird
in dieser Position durch den Bowdenzug 5 und die diesem
entgegengesetzt wirkende Feder 22 fixiert, so dass sie
diese Position solange beibehält, bis
der Fahrzeugsitz 4 wieder verstellt wird, insbesondere
auch dann, wenn der Gasgenerator 7 gezündet wird und sich der Gassack 3 entfaltet.
Auf der Wickelwelle 6 befinden sich bevorratet vier Fangbänder, die
um die Wickelwelle 6 herumgewickelt und mit ihrem einen
Ende fest mit dieser verbunden sind. Durch die Einflussnahme des
Bowdenzugs 5 auf die Wickewelle 6 und die Einnahme
einer bestimmten Winkelstellung, wird an den Fangbändern eine
Lose eingestellt. Somit weisen die auf der Wickelwelle 6 bevorrateten
Fangbänder
eine der jeweiligen Stellung des Fahrzeugsitzes 4 angepasste
Lose auf. Wird nun der Gassack gezündet, so wird diese Lose von
der Wickelwelle 6 soweit abgezogen, bis die Lose aufgebraucht
wird und das Fangband an der fixierten Wickelwelle 6 zieht,
sich aber nicht weiter abwickeln kann. Somit bestimmt die Winkelstellung
der Wickelwelle 6 die Lose und darüber die Länge des zur Verfügung stehenden
Fangbandes.
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Es
können
zusätzliche
Mittel zum Arretieren beziehungsweise Fixieren der Wickelwelle 6 in
der eingestellten Winkelstellung vorgesehen sein. Diese können dann
aktiviert werden, wenn der Gasgenerator gezündet wird, so dass vor dem
Zünden
immer ein zuverlässiges
Einstellen der Bevorratungsvorrichtung möglich ist. Beispielsweise ist
es denkbar, die Wickelwelle 6 an dem Gasgenerator 7 beim
Zünden
des Gasgenerators zu verklemmen. Das kann dadurch erreicht werden,
dass die Wickelwelle 6 so gestaltet ist, dass sie sich
bei dem beim Zünden
entstehenden Druck verformt oder arretiert und somit ein Drehen
der Wickelwelle 6 relativ zum Gasgenerator 7 unterbunden
wird. Durch gezielte Materialschwächungen am Gasgenerator 7 oder
Wickelwelle 6 lassen sich beispielsweise ein oder mehrere
Spreizklappen öffnen,
die ihrerseits von innen gegen die Wickelwelle oder Gehäuse Druck
ausüben
und diese über Reibung
und/oder Formschluss halten. Ebenso kann ein Verriegelungsmechanismus,
beispielsweise in Form einer Sperrklinke vorgesehen sein, der bei
Zünden
des Gassacks aktiviert wird und die Wickelwelle 6 zusätzlich festhält. Die
Airbagklappe, die sich beim Entfalten des Gassacks öffnet kann
auch zum Arretieren der Wickelwelle 6 verwendet werden.
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Der
besondere Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, dass vor der
Zündung
des Gassacks bereits alle Parameter eingestellt sind. Dies kann
automatisch bei jedem Verstellen des Fahrzeugsitzes 4 erfolgen.
Sobald ein Zünden
und somit ein Entfalten des Gassacks erfolgt, ist keine Variation
mehr notwendig und es müssen
keine Teile während
des Entfaltens bewegt werden. Dies führt dazu, dass das System zuverlässig funktioniert.
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Es
ist denkbar zwischen Fangband und Wickewelle 6 ein Dämpfungsglied
vorzusehen, was dazu dient, dass Kraftspitzen in den Fangbändern vermieden
und übermäßige Belastungen
der Fangbänder
unterdrückt
werden.
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Die
folgenden Ausführungen
beschäftigen sich
mit dem Problem, die Wickelwelle 6 nur dann zu bewegen,
wenn auch tatsächlich
eine kritische Fahrsituation detektiert wurde. Das hat den Vorteil,
dass sich die Welle nicht bei jeder Sitzverstellung mitbewegen muss.
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6 zeigt
eine Wickelwelle 6',
die in drei Teilwellen 30, 31 und 32 aufteilt
ist. Die Teilwelle 30 sowie die Teilwelle 32 bilden
die Bevorratungsvorrichtung für
die Fangbänder 33 und 34 sowie 35 und 36.
Die Teilwelle 31 bildet die Bevorratungsvorrichtung für zwei Bowdenzüge 37 und 38,
die mit der Sitzverstelleinrichtung verbunden sind. Wie in den vorangegangenen
Ausführungsbeispielen
weist sowohl die Teilwelle 30 als auch die Teilwelle 32 Nuten 39a bis 39d auf,
die zur Aufnahme der Fangbänder 33 bis 36 dienen.
Außerdem
sind in den Teilwellen 30 und 32 Ausnehmungen 10 vorgesehen,
die dazu dienen, ein ungehindertes Austreten von Gas sicherzustellen.
Die Teilwellen 30 bis 32 sind jeweils mit Innengewinden 40 versehen,
die mit Gewindehülsen 41 in
Eingriff gebracht werden. Die Gewindehülsen 41 sind, wie
sich insbesondere aus 7c ergibt, auf dem Gasgenerator 7 befestigt.
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Somit
bildet die mittlere Teilwelle 31 einen Anschlag für die Bewegung
der Teilwellen 30 und 32, sobald diese durch den
Abzug der Fangbänder 33 bis 36 in
Pfeilrichtung A in Drehung versetzt werden. Der Abzug der Fangbänder 33 bis 36 bewirkt
also eine Rotation der Teilwellen 30 und 32, wodurch
sich die Teilwellen 30 und 32 mit ihrem Innengewinde 40 auf den
Gewindehülsen 41 drehen
und sich auf die als Anschlag wirkende Teilwelle 31 zu
bewegen. Je nach Sitzeinstellung kann die Teilwelle 31 entweder
nach rechts beziehungsweise links auf der Gewindehülse 41 eingestellt
sein, so dass entweder die rechte Teilwelle 30 oder die
linke Teilwelle 32 zuerst an die Teilwelle 31 anschlägt. Dieses
Anschlagen bewirkt wiederum, dass die Fangbänder der jeweiligen Teilwelle nicht
weiter abgewickelt werden, so dass eine definierte Fangbandlänge zur
Gassackausformung zur Verfügung
steht.
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Die
Wirkungsweise des in den 6 und 7 dargestellten
Gassack-Rückhaltesystems
gestaltet sich wie folgt: Durch ein Verstellen des Fahrzeugsitzes 4 wird
eine Kraft in den Bowdenzug 37 beziehungsweise 38 eingeleitet.
Diese Kraft bewirkt ein Verdrehen der Teilwelle 31 auf
ihrer Gewindehülse 41,
so dass sich die Teilwelle 31 aus ihrer in 7c dargestellten
mittleren Position nach rechts oder links verschiebt. Diese Position
der Teilwelle 31 bleibt solange erhalten, bis der Fahrzeugsitz 4 wieder
verstellt wird. Die Verstellung des Sitzes 4 hat demnach keinen
unmittelbaren Einfluss auf die Wicklung der Fangbänder auf
den Teilwellen 30 und 32. Erst bei einem Unfall
oder durch vorausschauende Sensorik sicher detektierten Unfall,
bei dem auch der Gasgenerator 7 gezündet wird, werden die Fangbänder 33 bis 36 von
ihrer Bevorratungsvorrichtung auf den Teilwellen 30 beziehungsweise
32 abgezogen. Und zwar so weit, bis die Teilwelle 30 beziehungsweise 32 an die
mittlere Teilwelle 31 – wie
oben beschrieben – anschlägt. Der
Anschlag wird durch einen Dämpfungsring 29,
der jeweils einer Teilwelle 30 beziehungsweise 32 angeordnet
und zwischen der Teilwelle 30 beziehungsweise 31 beziehungsweise 32 angeordnet ist,
gedämpft.
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Die 8 sowie 9 zeigen ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Gassackrückhaltesystems,
bei dem die Wickelwelle über
eine Getriebeeinheit (44, 47–49) besonders gedämpft ist,
um Kraftspitzen zu verhindern.
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Dazu
ist die Wickelwelle 6'' wiederum in
zwei Teilwellen 42 und 43 aufgeteilt, die über eine
Dämpfungsvorrichtung 44 miteinander
verbunden sind. Die beiden Teilwellen 42 und 43 sind
analog zu denen im Ausführungsbeispiel
gemäß 6 und 7 ausgebildet, jedoch ohne Innengewinde.
Die Teilwellen 42 und 43 laufen auf Lagerbuchsen 45,
wobei die Teilwelle 43 im Falle einer kritischen Fahrsituation
mit der Bevorratungsvorrichtung 46 gekoppelt werden kann.
Die Bevorratungsvorrichtung 46 ist zu Bevorratung von Bowdenzügen ausgebildet.
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Die
Dämpfungsvorrichtung 44 umfasst
einen fest auf dem Gasgenerator 7 fixierten Ring 47,
von dem radial acht Achsstummel 48 abstehen. Auf jedem
dieser Achsstummel 48 ist ein Dämpfungsrädchen 49 drehbar angebracht.
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Mit
seinen Zähnen
greift jedes Dämpfungsrädchen 49 in
Zähne 50 der
Teilwelle 43 beziehungsweise 42, die in die jeweils
korrespondierende Stirnseite eingebracht sind. Die unabhängig voneinander drehbaren
Teilwellen 42 und 43 beeinflussen sich somit gegenseitig.
Sind beispielsweise die Fangbänder 33 und 34 vollständig abgezogen,
so dass die Rotationsbewegung der Teilwelle 42 gestoppt
ist, wird dieser abrupte Stopp über
die Dämpfungseinrichtung 44 gedämpft auf
die Teilwelle 43 übertragen,
so dass hier keine Kraftspitzen entstehen können.
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Die 10 und 11 zeigen ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel
der in den 6 und 7 beschriebenen
Lösung.
Die mittlere Teilwelle 31' ist
zusammen mit ihrer Gewindehülse 41' derart ausgelegt,
dass Gas aus den Austrittsöffnungen 8 ungehindert
entweichen kann. Dazu weist die Teilwelle 31' Durchbrüche 52 auf, die ähnlich eines
Flügelrads
angeordnet sind. Das Gewinde der Gewindehülse 41' ist nicht vollständig umlaufend
sondern mit Aussparungen 53 versehen, in die wiederum Durchbrüche 54 eingebracht
sind. Die Durchbrüche 54 liegen
in Überdeckung
mit den Gasaustrittsöffnungen 8 des Gasgenerators 7.
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Die 12 und 13 zeigen
perspektivische Darstellungen eines erfindungsgemäßen Gassack-Rückhaltesystem
mit Teilwellen 55 und 56, die unterschiedliche
Wickeldurchmesser D aufweisen. Das bedeutet, dass die auf Teilwelle 55 gewickelten Fangbänder 33 und 34 eine
wesentlich längere
Entfaltungsstrecke des Gassacks ermöglichen können als die auf die Teilwelle 56 gewickelten
Fangbänder 35 und 36.
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Es
ist jedoch auch möglich,
auf einer einzigen Teilwelle den Wickeldurchmesser D zu variieren, wie
aus 13 hervorgeht. Hier ist beispielsweise der Durchmesser
für das
Fangband 34 kleiner gehalten als der Durchmesser für das Fangband 33.
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Die 14, 15 und 16 zeigen
Möglichkeiten,
wie die Wickelwelle bei Ausfall des Bowdenzugs ein sicheres Entfalten
des Gassacks gewährleistet.
Dazu ist vorgesehen, dass die Wickelwelle entweder in ihre Ruheposition
oder bei Ausfall des Bowdenzugs immer die 50%-Sitzposition selbsttätig einnimmt.
Dazu kann – wie
die 15 und 16 – zeigen
gegenläufige
Federn 60 und 61 auf der Teilwelle 31,
die die Bowdenzüge 37 und 38 aufnimmt, vorgesehen
sein. Die Wickelfedern 60 und 61 sind mit ihrem
einen Ende an der Teilwelle 31 und mit ihrem anderen Ende
an dem feststehenden Gehäuse 9 befestigt.
Somit bewirken die Wickelfedern, wenn keine äußeren Kräfte durch die Bowdenzüge 37 und 38 auf
die Teilwelle 31 wirken, eine selbsttätige Positionierung der Teilwelle 31 auf
ihrer Gewindehülse.
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Um
ein Verstellen der Teilwelle 31 durch den Zug der Fangbänder beim
Aufblasen des Airbags mit der Bevorratungsvorrichtung für die Bowdenzüge 37 und 38 zu
verhindern, kann eine Verriegelung gemäß 14 vorgesehen
sein, die beim Zünden
des Gasgenerators aktiviert wird. Die Verriegelung 70 schnappt
mit Rastnasen 71 in dafür
vorgesehene Ausnehmungen 72 in der Teilwelle 31 ein
und hindert diese damit an einer Rotationsbewegung. Die Teilwellen 30 und 32 können sich
dadurch ungehindert auf die Teilwelle 31 zu bewegen und
an dieser anschlagen.
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Der
in 17 dargestellte elektromotorisch betriebene Anschlag 80 für die Wickelwellen 30 und 32 umfasst
einen Exzenter 81, der in Abhängigkeit der gewünschten
Anschlagslage durch einen Stellmotor 82 gedreht wird. Der
Exzenter 81 ist über
ein Getriebe 83 mit dem Stellmotor 82 verbunden.
Ein Gehäuse 84 nimmt
ein Lager 85 für
das Getriebe 83 auf. Je nach Auslenkung des Exzenters kann
entweder die linke oder die rechte Wickelwelle 30 oder 32 weiter
abgewickelt werden.
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Alternativ
kann, wie das Ausführungsbeispiel gemäß 18 zeigt,
ein Stellmotor 86 einen Anschlag 87 antreiben,
der über
ein Zahnstangengetriebe 88 verschiebbar gehalten ist.
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Zusätzlich können die
Fangbänder
mittels einer Dämpfungseinrichtung 89 gegen
Kraftspitzen gesichert sein. Dazu sind die Fangbänder so vernäht, dass
bei der Belastung durch das Rückhalten
des Gassackstoffes die Naht aufreißt und damit die Kraftspitzen
von den Befestigungspunkten der Fangbänder nimmt.
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Die
Ausfallsicherung gemäß 20a zeigt ähnlich
wie 16 eine Möglichkeit,
wie beispielsweise die Wickelwelle 32 mit Kompensation
des kraft-/momentfreien Bereichs um die Mittellage (siehe 20b) in einer 50%-Position gehalten werden kann.
Ein Stift 90, der durch eine Feder 91 in Richtung
der Wickelwelle unter Vorspannung gehalten ist, bewirkt, dass die
Wickelwelle 32 immer in der 50% Position gehalten wird,
da er in eine Aussparung 92 der Wickelwelle 32 eingreift.
Nur durch die hier nicht dargestellten Bowdenzüge wird die Wickelwelle 32 aus
ihrer Lage gedreht. Mit den zwei gegenläufigen Wickelfedern wird bei
ggf. defekten Bowdenzügen die
Wickelwelle in die sichere Funktionslage (50% Position) gebracht.
Durch diese Maßnahme
können Federktafttoleranzen
(typischerweise bis zu 20%) ausgeglichen bzw. kompensiert werden.
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Selbstverständlich können die
vorangegangenen Ausführungsbeispiele
miteinander kombiniert werden, um eine optimale Rückhaltewirkung
bzw. Einstellung des Gassacks zu erreichen.