DE102006017332B3

DE102006017332B3 - Gassack-Einheit

Info

Publication number: DE102006017332B3
Application number: DE102006017332A
Authority: DE
Inventors: Alfred Dr. Bauberger
Original assignee: Autoliv Development AB
Current assignee: Autoliv Development AB
Priority date: 2006-04-11
Filing date: 2006-04-11
Publication date: 2007-12-13
Anticipated expiration: 2026-04-12
Also published as: US7651130B2; US20090020989A1; WO2007115818A1

Abstract

Es wird eine Gassackeinheit mit einem eine Prallfläche (10a) aufweisenden Gassack (10), einem Gehäuse (35), einem Gasgenerator (38), einem sich vom Gehäuse (35) zur Prallfläche (10a) erstreckenden ersten Zugelement, welches bei vollständig expandiertem Gassack unterbrochen ist, und einem sich von der Prallfläche (10a) zu einem sich in der Gassackhülle (10) befindenden Auslassventil (20) mit variablem Querschnitt erstreckenden zweiten Zugelement beschrieben. Hierbei verkleinert sich der Querschnitt des Auslassventils (20) bei unter Zugspannung stehendem zweitem Zugelement. Um eine hohe Funktionssicherheit sicherzustellen, weist das Auslassventil (20) eine sich um eine Öffnung erstreckende Tülle auf, um welche das zweite Zugelement geführt ist (Fig. 1).

Description

Die Erfindung betrifft eine Gassack-Einheit nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine generelle Aufgabenstellung bei Gassack-Einheiten, insbesondere bei Frontgassack-Einheiten ist, bei jeder Unfallsituation und für jeden Insassen einen expandierten Gassack zur Verfügung zu stellen, der einerseits eine ausreichende Rückhaltewirkung aufweist und andererseits keine zu hohen Kräfte in den Insassen einleitet. Hierbei sind im wesentlichen folgende Randbedingungen zu berücksichtigen: Sowohl die Schwere des Unfalls, als auch die Größe und das Gewicht des zu schützenden Insassen können sehr stark variieren. Weiterhin befindet sich der Insasse zum Zeitpunkt des Unfalls nicht immer in seiner Standard-Sitzposition und er kann auch unangeschnallt sein.
Eine Möglichkeit, die Gassack-Einheit dahingehend auszugestalten, dass auf unterschiedliche Situationen reagiert werden kann, besteht darin, einen zweistufigen Gasgenerator einzusetzen, so dass der Innendruck und damit die Härte des Gassacks variabel ist.
Aus der gattungsbildenden US 6,832,778 B2 ist eine Gassack-Einheit mit veränderbarer Tiefe bekannt. Hier erstreckt sich ein Zugelement, beispielsweise ein Zugfaden, vom Gehäuse oder vom Gasgenerator mittelbar oder unmittelbar bis zur Prallfläche des Gassacks. In einem ersten Entfaltungszustand verbindet dieses Zugelement das Gehäuse mit der Prallfläche, so dass der Abstand von der Prallfläche zum Gehäuse durch die Länge dieses Zugelementes definiert ist. In einem zweiten vollständigen Entfaltungszustand ist das Zugelement unterbrochen und der Abstand der Prallfläche vom Gehäuse vergrößert sich, d.h. die Tiefe des Gassacks wird größer.
Es wird in dieser Schrift weiterhin vorgeschlagen, ein Auslassventil über ein zweites Zugelement direkt oder indirekt mit der Prallfläche zu verbinden, wobei dieses zweite Zugelement bei nicht vollständig expandiertem Gassack (erster Entfaltungszustand) im wesentlichen kräftefrei ist und bei vollständig expandiertem Gassack (zweiter Entfaltungszustand) unter Zugspannung steht, wobei der Spannungszustand dieses zweiten Zugelementes Einfluss auf den effektiven Querschnitt des Auslassventiles hat. Insbesondere kann das Auslassventil so ausgestaltet sein, dass es bei unter Zugspannung stehendem zweitem Zugelement seinen effektiven Querschnitt verkleinert und insbesondere ganz geschlossen ist. Somit kann erreicht werden, dass der Gassack im ersten Entfaltungszustand, der insbesondere dann realisiert wird, wenn eine out-of-Position-Situation detektiert wird, relativ weich bleibt und somit den Insassen nicht gefährdet und der Gassack im zweiten, vollständigen Entfaltungszustand trotzdem den notwendigen Endinnendruck erreicht. Weiterhin ist sichergestellt, dass das Auslassventil auch dann offen bleibt, wenn die Prallfläche bei der Gassackentfaltung vor Erreichen der maximalen Tiefe auf ein Hindernis stößt.
In der US 6,832,778 B2 sind zwei Arten von Auslassventilen beschrieben. Zum einen wird vorgeschlagen, einen Gewebestreifen mit einem Loch mittels Laschen verschieblich an der Gassackwandung anzuordnen und mit dem zweiten Zugelement zu verbinden. Somit verschiebt sich dieses Gewebeelement, wenn Zugspannung im zweiten Zugelement herrscht und verändert seine Position bezüglich der Gassackwandung, welche ebenfalls ein Loch aufweist, so dass je nach Position des Gewebeelements die relative Lage der beiden Löcher und deren Überlappung verändert wird. Ein solches Auslassventil ist in der Herstellung aufwendig und es muss dafür Sorge getragen werden, dass bei der Entfaltung des Gassacks die Funktionsfähigkeit des Auslassventils erhalten bleibt.
Weiterhin wird ein Auslassventil vorgeschlagen, welches einen außen auf die Gassackwandung aufgenähten Gewebelappen aufweist, der ein Loch in der Gassackwandung abdeckt. Von diesem Gewebelappen erstreckt sich das zweite Zugelement mittelbar oder unmittelbar bis zur Prallfläche. Steht das zweite Zugele ment unter Spannung, so wird der Gewebelappen auf das darunter liegende Loch in der Gassackwandung gedrückt und das Auslassventil ist geschlossen. Nachteilig ist hier insbesondere, dass eine Dichtigkeit des Auslassventils nur schwer zu erreichen ist, da der Gewebelappen entgegen des Innendrucks des Gassacks bewegt werden muss und die Gassackwandung, gegen die sich der Gewebelappen abstützt, natürlich aus flexiblem Gewebematerial besteht.
Durch die EP 0 917 994 A1 ist ein Gassack mit einem Auslass bekannt geworden, wobei der Strömungsquerschnitt des Auslasses proportional zur elastischen Dehnung des Gassacks infolge des beim Eintauchen des Fahrzeuginsassen in den Gassack erzeugten Innendrucks verkleinert wird. Hierzu ist ein unelastischer Faden in einer Schlinge an der Berandung des Auslasses verlegt. Die Enden des Fadens sind auf der Oberfläche des Gassackes befestigt.
In der US 2006 0071462 A1 ist ein Gassack mit einem Auslassventil beschrieben. Das Auslassventil ist im Ausgangszustand nach außen gestülpt und mit einem Zugelement verbunden. Das Zugelement endet an der Prallfläche des Gassacks derart, dass das Ventil bei vollständig expandiertem, unbelastetem Gassack nach innen gestülpt wird, wo es durch den im Gassack herrschenden Innendruck geschlossen wird.
Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße Gassack-Einheit dahingehend weiterzubilden, dass ein Schließen des wenigstens einen Auslassventils sicher erfolgt.
Diese Aufgabe wird durch eine Gassack-Einheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Erfindungsgemäß ist das Auslassventil wie folgt aufgebaut: Eine Gewebetülle erstreckt sich um eine Öffnung in der Gassackwandung und das zweite Zugelement, das sich mittelbar oder unmittelbar bis zur Prallfläche erstreckt, ist um diese Gewebetülle geführt, so dass es bei Zug die Gewebetülle zusammenzieht und somit den effektiven Auslassquerschnitt verkleinert oder sogar ganz verschließt.
Ein solches Auslassventil ist problemlos faltbar und es ist nicht notwendig, dass sich das die Öffnung verschließendes Element beim Schließen gegen die Gassackwandung abstützt. Hierdurch wird eine sichere Funktionsweise erzielt.
In einer bevorzugten Ausführungsform nach Anspruch 8 ist die Tülle im geöffneten Zustand des Auslassventils nach außen gestülpt und wird beim Schließen des Ventils zunächst ins Innere des Gassacks gezogen, wobei anschließend das eigentliche Schließen des Auslassventiles erfolgt.
Weiter bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen.
Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die Figuren anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
1 Eine Gassack-Einheit, wobei sich der Gassack in einem ersten Entfaltungszustand befindet,
2 die Gassack-Einheit aus 1, wobei sich der Gassack im zweiten Entfaltungszustand befindet,
3 das Detail D1 aus 1,
4 das Detail D2 aus 2
5 eine zweite Ausführungsform eines Auslassventils,
6 eine dritte Ausführungsform eines Auslassventils,
7 eine Darstellung einer Gassack-Einheit bei Expansion des Gassacks,
8 eine Gassack-Einheit, wobei der Gassack vor Erreichen seiner maximalen Tiefe auf ein Hindernis trifft und
9 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Gassack-Einheit.
Die 1 zeigt eine Gassack-Einheit, wobei sich der Gassack in einem ersten, unvollständigen Entfaltungszustand befindet. Der Gassack 10 ist im Ruhezustand in ein Gehäuse 35 eingefaltet, in welchem auch der Gasgenerator 38 aufgenommen ist. Die 1 zeigt einen Zustand, in dem sich der Gassack in einem er sten, teilweisen Entfaltungszustand befindet. In diesem Entfaltungszustand ist die Prallfläche 10a über ein erstes Zugelement mit dem Gehäuse verbunden. Dieses erste Zugelement ist wie folgt aufgebaut: Mit dem Gehäuse 35 ist das Halteteil 18 verbunden, an welchem lösbar der Haltebolzen 16 angeordnet ist. Die Abtrennung des Haltebolzens 16 vom Halteteil 18 kann beispielsweise elektromagnetisch oder pyrotechnisch auf ein äußeres Signal hin erfolgen. Der Haltebolzen 16 erstreckt sich durch den Ring 14, durch den sich wiederum der erste Zugfaden 12 erstreckt, dessen beide Enden über Befestigungslaschen 11 mit der Prallfläche 10a des Gassacks 10 verbunden sind. Von diesen Befestigungslaschen 11 erstrecken sich weiterhin zwei als zweite Zugelemente dienende zweite Zugfäden 21 zu den beiden Auslassventilen 20.
Soll die volle Tiefe des Gassacks erreicht werden, so wird die Verbindung zwischen Haltebolzen 16 und Halteteil 18 gelöst, so dass sich der Abstand der Prallfläche 10a vom Gehäuse 35 vergrößern kann, bis der in 2 dargestellte zweite Entfaltungszustand erreicht ist. Es ist grundsätzlich möglich, dass Fangbänder vorhanden sind, die den Abstand zwischen Prallfläche 10a und Gehäuse 35 definieren.
Wie man Vergleich der 1 und 2 sieht, befinden sich die zweiten Zugfäden 21 im in 1 dargestellten ersten unvollständigen Entfaltungszustand in einem spannungsfreien Zustand. Hierbei sind die Auslassventile 20, an denen die zweiten Zugfäden 21 enden, offen. Im in 2 gezeigten vollständigen Entfaltungszustand stehen die zweiten Zugfäden 21 unter Zugspannung und die Auslassventile 20 sind ganz oder teilweise geschlossen. Aufbau und Funktionsprinzip der Auslassventile 20, die in den 1 und 2 nur schematisch dargestellt sind, wird nun mit Bezug auf die 3 und 4 erläutert:
An der Stelle, an der sich ein Auslassventil 20 befindet, weist die Seitenfläche 10b des Gassacks 10 eine Öffnung 22 auf. Vom Rand dieser Öffnung 22 erstreckt sich eine aus Gewebe bestehende Tülle 24, die in der in 3 gezeigten Offenstellung des Auslassventils 20 ringförmig ausgebildet ist. An dem dem Gassackgewebe abgewandten Rand der Tülle 24 ist ein Tunnel 26 aus Gewebe vorgese hen, durch den sich der zweite Zugfaden 21 erstreckt. Im in den 3 und 4 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel ist das Ende des ersten Zugfadens 21 mit der Tülle 24 verbunden. Wird nun, wie in 4 dargestellt, der zweite Zugfaden 21 unter Zugspannung gesetzt – das passiert dann, wenn der Gassack 10 seinen maximalen Entfaltungszustand erreicht – wird zunächst die Tülle 24 ins Innere des Gassacks 10 gestülpt und dann zusammengezogen, bis der in 4 dargestellte Zustand erreicht ist. Man sieht, dass der effektive Querschnitt des Auslassventils 20 dann wesentlich kleiner als die Öffnung 22 ist. Der im Inneren des Gassacks 10 herrschende Druck behindert das Zusammenziehen der Tülle 24 durch den zweiten Zugfaden 21 nicht oder nur unwesentlich.
Die 5 und 6 zeigen Varianten eines Auslassventils 20, wobei jedoch dasselbe Grundprinzip herrscht. Hauptunterschied zum eben erwähnten Ausführungsbeispiel ist, dass der zweite Zugfaden 21 nicht an der Tülle 24 endet, sondern diese nur umschlingt und beide Enden des ersten Zugfadens 21 mittelbar oder unmittelbar mit der Prallfläche 10a des Gassacks 10 verbunden sind. Im in 5 dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Tunnel 26 durch mehrere voneinander beabstandete doppelwandige Laschen 26a gebildet.
Die 7 zeigt die Entfaltung eines Gassacks in verschiedenen Stadien. Stadium a) ist vor Beginn der Entfaltung, es ist hier lediglich das Gehäuse 35 dargestellt. Der Beginn der Entfaltung b) entspricht der Entfaltung eines völlig gewöhnlichen Gassackes. Im Stadium c) sind die zweiten Zugfäden 21 leicht gespannt, so dass bei weiterer Entfaltung nun die Tüllen 24 der Auslassventile 20 nach innen gestülpt werden, bis das Stadium d) erreicht ist. In diesem Stadium ist auch der erste Zugfaden 12 gespannt, so dass der ersten Entfaltungszustand erreicht ist. Wird der erste Zugfaden 12 nicht vom Gehäuse 35 abgekoppelt, findet keine weitere Expansion des Gassackes 10 statt. Wird der erste Zugfaden 12 entkoppelt, entfaltet sich der Gassack weiter, bis das Endstadium f) erreicht ist, in dem die Auslassventile 20 geschlossen sind. Bei e) sind die Auslassventile bereits teilweise geschlossen.
Wie man anhand 8 sieht, bleiben die Auslassventile 20 auch dann offen, wenn die Verbindung des oder der ersten Zugfäden 12 zum Gehäuse 35 zwar unterbrochen sind, jedoch die Prallfläche vor Erreichen des vollständigen Entfaltungszustandes auf ein Hindernis, insbesondere auf ein sich außerhalb seiner Standard-Sitzposition befindenden Insassen trifft. Auch dann bleiben die Auslassventile 20 offen und der Gassack ist relativ weiche. Anhand 8 sieht man auch, dass der Gassack neben den Auslassventilen weitere Auslassöffnungen 28 aufweisen kann, die in jedem Entfaltungszustand geöffnet sind.
Die 9 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer Gassack-Einheit. Hier ist das erste Zugelement als Fangband 13 mit einer Sollbruchstelle 13a ausgebildet. Diese Sollbruchstelle 13a ist so ausgebildet, dass das Fangband 13 in Takt bleibt, wenn nur die erste Stufe eines zweistufigen Gasgenerators 38 gezündet wird. Erhöht sich jedoch der Innendruck im Gassack durch Zündung auch der zweiten Stufe des Gasgenerators, reißt das Fangband an der Sollbruchstelle 13a und der Gassack 10 expandiert bis zu seiner maximalen Tiefe, wie oben beschrieben. Aufbau und Funktionsweise der Auslassventile 20 und deren Betätigung durch die zweiten Zugfäden 21 ist ebenfalls wie oben beschrieben, so dass dies nicht noch einmal erläutert zu werden braucht. Es ist auch möglich die Sollbruchstelle in Form einer Reißnaht auszubilden, welche bei Überschreitung einer vorbestimmten Kraft reißt. Diese Reißnaht kann insbesondere bei der Verbindung des Fangbandes mit dem Halteteil oder mit der Prallfläche eine Reißnaht vorgesehen sein. Die Sollbruchstelle kann alternativ oder ergänzend zu der Möglichkeit, das Zugelement auf ein äußeres Signal hin vom Gehäuse zu entkoppeln, vorgesehen sein.

10: Gassack
10a: Prallfläche
10b: Seitenfläche
11: Befestigungslasche
12: erster Zugfaden
14: Ring
16: Haltebolzen
18: Halteteil
20: Auslassventil
21: zweiter Zugfaden
22: Öffnung
24: Tülle
26: Tunnel
26a: doppelwandige Lasche
30: weitere Auslassöffnung
35: Gehäuse
38: Gasgenerator

Claims

Gassackeinheit mit einem eine Prallfläche (10a) aufweisenden Gassack (10), einem Gehäuse (35), einem Gasgenerator (38), einem sich vom Gehäuse (35) zur Prallfläche (10a) erstreckenden ersten Zugelement, welches bei vollständig expandiertem Gassack (10) unterbrochen ist, und einem sich von der Prallfläche (10a) zu einem sich im Gassack (10) befindenden Auslassventil (20) mit variablem Querschnitt erstreckenden zweiten Zugelement, wobei sich der Querschnitt des Auslassventils (20) bei unter Zugspannung stehendem zweiten Zugelement verkleinert, dadurch gekennzeichnet, dass das Auslassventil (20) eine sich um eine Öffnung (22) erstreckende Tülle (24) aufweist, um welche das zweite Zugelement geführt ist.
Gassackeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Zugelement einen ersten Zugfaden (12) und ein mittelbar oder unmittelbar mit dem Gehäuse verbundenes Halteteil (18) aufweist.
Gassackeinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Zugfaden (12) auf ein äußeres Signal hin vom Halteteil (18) gelöst werden kann.
Gassackeinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Zugelement ein zweiter Zugfaden (21) ist.
Gassackeinheit nach Anspruch 2 und Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass erster und zweiter Zugfaden (12, 21) mittels einer gemeinsamen Befestigungslasche (11) mit der Prallfläche (10a) verbunden sind.
Gassackeinheit nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Tülle (24) einen Tunnel (26) aufweist, durch den der zweite Zugfaden (21) geführt ist.
Gassackeinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugelement eine Sollbruchstelle (13a) aufweist.