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Die
Erfindung betrifft einen Gassack für ein Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem,
mit einer Gassackwandung, die wenigstens eine erste Ausströmöffnung aufweist,
welche bis zu einem vorbestimmten ersten Gassackinnendruck durch
eine zerstörbare, an
der Gassackwandung befestigte erste Abdeckung verschlossen ist.
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Derartige
Gassäcke
sind aus dem Stand der Technik bekannt und bieten gegenüber Ausführungsformen
mit permanent freigegebenen Ausströmöffnungen den Vorteil, daß beim Entfaltungsvorgang des
Gassacks zunächst
kein Gasverlust eintritt. Beispielsweise wird in der
EP 1 314 615 A1 eine Gassackausströmöffnung erst
dann freigegeben, wenn aufgrund des steigenden Gassackinnendrucks
die Materialfestigkeit der zugeordneten Ausströmöffnungsabdeckung überschritten
und die Abdeckung zerstört
wird. Als Folge können
kleinere Gasgeneratoren eingesetzt werden, da für dieselbe Rückhalteleistung
weniger Generatorgas benötigt
wird.
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Neben
einer möglichst
effizienten Nutzung des bereitgestellten Generatorgases muß ein modernes
Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystems
weitere Anforderungen erfüllen.
In jüngerer
Zeit werden z.B. vermehrt Gassäcke
gefordert, deren Ausströmöffnungsquerschnitt
für verschiedene
Lastfälle
individuell angepaßt
werden kann, um die Rückhaltewerte
zu optimieren und die Belastungswerte des Insassen zu verringern.
Aufgrund der geringeren Kosten und der einfacheren Herstellung sind
dabei insbesondere passive Systeme interessant, die ohne Sensoren
und Aktuatoren auskommen.
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Die
Erfindung schafft einen Gassack der eingangs genannten Art, bei
dem die Gassackwandung wenigstens eine zweite Ausströmöffnung aufweist, welche
bis zu einem vorbestimmten zweiten Gassackinnendruck durch eine
zerstörbare,
an der Gassackwandung befestigte zweite Abdeckung verschlossen ist,
wobei die erste Abdeckung bis zum ersten Gassackinnendruck auch
die zweite Ausströmöffnung abdeckt
und der erste Gassackinnendruck kleiner ist als der zweite Gassackinnendruck. Dies
bietet den Vorteil, daß lediglich
durch zwei an der Gassackwandung befestigte Abdeckungen ein kompakter
Abströmbereich
und ein adaptives, d.h. an den Gassackinnendruck angepaßtes Abströmverhalten
erreicht wird.
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In
einer Ausführungsform
sind dabei mehrere erste Ausströmöffnungen
vorhanden, welche seitlich zur oder um die wenigstens eine zweite
Ausströmöffnung herum
angeordnet sind. Dadurch ergibt sich ein äußerst kompakter Abströmbereich,
der auf der Gassackwandung problemlos so plaziert werden kann, daß eine direkte
Gasanströmung
des Insassen verhindert ist.
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Vorzugsweise
sind die Abdeckungen aus einem elastischen Material. Infolge der
Verwendung elastischer Abdeckungen sind Spannungsspitzen, wie sie
infolge der Gassackfaltung beim Aufblasen des Gassacks auftreten
können,
unproblematisch. Derartige Spannungsspitzen werden durch lokale Dehnungen
des elastischen Materials aufgenommen und führen nicht zu einem vorzeitigen
Aufreißen
der Abdeckung, was einen unerwünschten
Gasverlust während
der Gassackentfaltung zur Folge hätte.
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Außerdem sind
die Abdeckungen vor ihrem Öffnen
bevorzugt gasdicht ausgebildet. Durch diese Maßnahme werden ebenfalls vorzeitige
Gasverluste verhindert.
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Die
Abdeckungen können
ferner randseitig komplett umlaufend an der Gassackwandung befestigt
sein. Auch diese Befestigung ist vorzugsweise gasdicht ausgeführt, was
wiederum zur Minimierung der Gasverluste vor der Freigabe der Ausströmöffnungen
beiträgt.
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In
einer Ausführungsform
sind die Abdeckungen Silikonscheiben. Silikon ist in der Herstellung
preiswert und kann über
eine Variation seiner Materialstärke
sehr genau auf einen Gassackinnendruck eingestellt werden, ab dem
die Abdeckung die zugeordnete Ausströmöffnung freigibt. Zur Freigabe der
Ausströmöffnung wird
die Abdeckung zerstört,
indem sie beispielsweise aufreißt
oder aufplatzt.
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In
einigen Ausführungsform
sind die Abdeckungen mit der Gassackwandung verklebt. Die Verklebung
stellt eine einfache und preiswerte Möglichkeit der Verbindung dar
und bietet sich insbesondere bei Materialien an, die beim Vernähen leicht
ausreißen
würden.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. In diesen zeigen:
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1a bis 1e Teilschnitte durch einen erfindungsgemäßen Gassack
im Bereich der Ausströmöffnungen
bei ansteigendem Gassackinnendruck;
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2 eine
Draufsicht auf den Bereich der Ausströmöffnungen des erfindungsgemäßen Gassacks
gemäß 1a;
und
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3 ein
Diagramm, in dem beispielhaft der Verlauf eines Gassackinnendrucks über der
Zeit aufgetragen ist.
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Die 1a zeigt
einen Teilschnitt durch einen Gassack 10, genauer durch
eine Gassackwandung 12 des Gassacks 10, wobei
sich unterhalb der Gassackwandung 12 das Gassackinnere
und oberhalb der Gassackwandung 12 eine Gassackumgebung
befindet. In der Gassackwandung 12 sind zwei erste Ausströmöffnungen 14 zu
sehen, welche bis zu einem vorbestimmten ersten Gassackinnendruck durch
eine zerstörbare,
an der Gassackwandung 12 befestigte, erste Abdeckung 16 verschlossen
sind. Darüber
hinaus weist die Gassackwandung 12 eine zweite Ausströmöffnung 18 auf,
welche bis zu einem vorbestimmten zweiten Gassackinnendruck durch eine
zerstörbare,
an der Gassackwandung 12 befestigte, zweite Abdeckung 20 verschlossen
ist. In dem dargestellten Schnitt ist die zweite Ausströmöffnung 18 zwischen
den ersten Ausströmöffnungen 14 angeordnet,
so daß die
erste Abdeckung 16 auch die zweite Ausströmöffnung 18 mit
abdeckt. Der Gassackinnendruck entspricht in der 1a im
wesentlichen dem Umgebungsdruck.
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Bei
einem Druckanstieg im Gassackinneren wölben sich die Abdeckungen 16, 20 gemäß 1b nach
außen.
Eine derartige Wölbung
entsteht in geringem Ausmaß bei
jedem flexiblen Abdeckungsmaterial (z.B. Textilgewebe). Sind die
Abdeckungen 16, 20 elastisch ausgeführt, so
ist diese Wölbung
besonders ausgeprägt.
Bei der Verwendung elastischer Materialien (z.B. Silikon) sind vor
einem Aufreißen oder
Platzen der Abdeckungen 16, 20 zunächst Materialdehnungen
möglich,
so daß eventuell
auftretende Spannungsspitzen beim Entfaltungsvorgang des Gassacks
unproblematisch sind und nicht zu einer ungewollten, vorzeitigen
Zerstörung
der Abdeckungen 16, 20 führen. Silikonscheiben eignen
sich besonders gut als Abdeckungen 16, 20, weil
Silikon ein gasdichtes Material ist und somit ein unerwünschter Gasverlust
vermieden wird.
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In
der 1c ist ein erster Gassackinnendruck p1 erreicht,
bei dem die erste Abdeckung 16 zerstört wird. Eine solche Zerstörung kann
beispielsweise im Platzen oder Aufreißen der ersten Abdeckung 16 bestehen.
Falls eine sehr kontrollierte und definierte Zerstörung erwünscht ist,
kann in den Abdeckungen 16, 20 eine Schwächungszone
ausgebildet sein, von der ausgehend die Abdeckungen 16, 20 aufreißen.
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Infolge
der Zerstörung
der ersten Abdeckung 16 sind die ersten Ausströmöffnungen 14 freigegeben
(1d), so daß Gas
an die Umgebung abgegeben werden kann.
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Steigt
der Gassackinnendruck weiter auf einen Wert p2,
so wird auch die zweite Abdeckung 20 zerstört und die
zweite Ausströmöffnung 18 freigegeben.
Die Situation, wenn der zweite Gassackinnendruck p2 erreicht
wird, ist in der 1d wiedergegeben.
Nach der Zerstörung
der ersten und zweiten Abdeckung 16, 20 sind alle
Ausströmöffnungen 14, 18 freigegeben
(1e).
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Die 2 zeigt
eine Draufsicht auf den Abströmbereich
der Gassackwandung 12 mit verschlossenen ersten und zweiten
Ausströmöffnungen 14, 18 (vgl.
auch 1a). Beispielhaft sind sechs erste Ausströmöffnungen 14 und
eine zweite Ausströmöffnung 18 vorgesehen,
wobei die ersten Ausströmöffnungen 14 um
die zweite Ausströmöffnung 18 herum
angeordnet sind. Die beiden Abdeckungen 16, 20 sind randseitig
komplett umlaufend an der Gassackwandung 12 befestigt.
Vorzugsweise ist diese Befestigung gasdicht ausgeführt, um
einen vorzeitigen Gasverlust zu verhindern. Im vorliegenden Fall
sind die Abdeckungen 16, 20 mit der Gassackwandung 12 verklebt,
wobei eine erste Klebefläche 22 der
ersten Abdeckung 16 und eine zweite Klebefläche 24 der zweiten
Abdeckung 20 in der 2 schraffiert
dargestellt sind.
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Die 3 zeigt
einen möglichen
Verlauf des Gassackinnendrucks p bei einer Aktivierung des Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystems.
Zum Zeitpunkt 0 wird ein nicht dargestellter Gasgenerator gezündet, wodurch
der Gassackinnendruck bis auf einen Wert p1 ansteigt.
Erreicht der Innendruck den Wert p1, ist
die Belastung der ersten Abdeckung 16 so groß, daß sie infolge
des Gassackinnendrucks p zerstört
wird. Die ersten Ausströmöffnungen 14 sind dadurch
freigegeben, so daß es
zu einer Druckentlastung kommen kann. Der Gassackinnendruck p kann
jedoch z.B. infolge eines Insassenaufpralls oder der Aktivierung
einer zweiten Stufe des Gasgenerators weiter ansteigen und einen
Wert p2 erreichen. An diesem Wert p2 ist die maximale Belastbarkeit der zweiten
Abdeckung 20 erreicht, so daß diese nun ebenfalls zerstört und die
zweite Ausströmöffnung 18 freigegeben
wird. Infolge des großen
Gesamtabströmquerschnitts
und nachlassendem Gasausstoß des
Gasgenerators fällt
der Gassackinnendruck schließlich
wieder auf das Niveau des Umgebungsdruckes ab.
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Der
beschriebene Gassack 10 bietet die Möglichkeit, bei steigendem Gassackinnendruck
einen stufenweise zunehmenden Abströmquerschnitt freizugeben. Selbstverständlich können eine
dritte Abdeckung über
der ersten und zweiten Abdeckung 16, 20 sowie
wenigstens eine dritte Ausströmöffnung vorgesehen
werden, um gemäß dem obengenannten Prinzip
die Stufung der möglichen
Abströmquerschnitte
weiter zu verfeinern.