DE102007007010A1

DE102007007010A1 - Gassack, Gassackmodul und Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102007007010A1
Application number: DE102007007010A
Authority: DE
Inventors: Rüdiger LEIBELT
Original assignee: Autoliv Development AB
Current assignee: Autoliv Development AB
Priority date: 2007-02-08
Filing date: 2007-02-08
Publication date: 2008-08-21
Anticipated expiration: 2027-02-09
Also published as: KR20090108700A; KR101502459B1; DE102007007010B4; WO2008095615A1

Abstract

Es wird eine Schutzvorrichtung zum Schutz eines Insassen bei einem Frontalzusammenstoß beschrieben. Die Schutzvorrichtung umfasst einen Gassack, welcher einen Abstützbereich (A) und einen Prallbereich (P) aufweist, wobei Abstützbereich (A) und Prallbereich (P) einen ersten Winkel zwischen 45° und 135° einschließen. Um den Gassack insbesondere auch am Dach eines Kraftfahrzeugs anbringen zu können, ist der Abstützbereich (A) flächig ausgebildet und der vollständig expandierte Gassack (10) verjüngt sich vom Abstützbereich (A) zu einem dem Abstützbereich (A) gegenüberliegenden Ende, so dass der Gassack (10) im Wesentlichen die Form eines Prismas aufweist (Fig. 1).

Description

Die Erfindung betrifft einen Gassack nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, ein Gassackmodul nach Anspruch 9, sowie ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 14.
Sogenannte Frontgassäcke, welche den Fahrer oder den Beifahrer bei einem Frontalzusammenstoß oder einem seitlich versetzten Frontalzusammenstoß schützen, sind weithin bekannt und beinahe in jedem modernen Kraftfahrzeug zu finden. Im Falle eines Fahrer-Gassacks ist hierbei der Frontgassack zumeist im Lenkrad, im Falle eines Beifahrer-Gassacks im Armaturenbrett angeordnet. Bei einem Frontalzusammenstoß oder einem seitlich versetzten Frontalzusammenstoß bläst sich der Gassack mit Hilfe eines Gasgenerators vor dem Fahrer bzw. Beifahrer auf und der entsprechende Insasse fällt in den Gassack hinein.
Den dem Insassen zugewandten Bereich des Gassacks nennt man in der Regel Prallbereich oder Prallfläche. Denjenigen Bereich, welcher an einem Fahrzeugteil, beispielsweise dem Lenkrad oder dem Armaturenbrett anliegt, und welcher zumindest einen Teil der vom Insassen in den Gassack eingeleiteten Kraft an das Kraftfahrzeug weitergibt, nennt man Abstützbereich. Bei einem Frontgassack, wie eben beschrieben, liegt der Abstützbereich im wesentlichen gegenüber dem Prallbereich.
Es besteht der Wunsch, Frontgassäcke zum Schutz eines Fahrzeuginsassen bei einem Frontalzusamenstoß nicht nur für die Fahrzeuginsassen in der Fahrzeugfront, sondern auch im Fond des Fahrzeugs zur Verfügung zu stellen. Solche Gassäcke haben in die Serienproduktion von Fahrzeugen noch keinen Eingang gefunden. Der Grund ist unter anderem darin zu suchen, dass es aufgrund der geometrischen Verhältnisse hier deutlich schwieriger ist, einen Frontgassack mit adäquater Schutzwirkung anzuordnen. Grundsätzlich ist es denkbar, einen sol chen Gassack im Bereich der Rückenlehne der Vordersitze anzuordnen. Dies hat unter anderem jedoch den Nachteil, dass der Gassack hierdurch keine definierte Position hätte, da Position und Orientierung der Rückenlehne grundsätzlich verstellbar sind.
Durch die JP 10264761 A ist die Möglichkeit bekannt geworden, einen Frontgassack, insbesondere für den Fondbereich, am Dach des Kraftfahrzeuges anzuordnen. Der dort beschriebene Frontgassack ist über seinen Gasgenerator am Dach des Kraftfahrzeugs befestigt und erstreckt sich von diesem Punkt aus in Richtung des ihm zugeordneten Insassen. Der dort beschriebene Gassack ist unter mehreren Gesichtspunkten nachteilig und die vorliegende Erfindung stellt sich die Aufgabe, einen gattungsgemäßen Gassack zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch einen Gassack mit den Merkmalen des Anspruchs 1, durch ein Gassackmodul mit den Merkmalen des Anspruchs 9 und durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 14 gelöst.
Das Grundproblem bei einem Gassack, welcher dem Schutz eines Insassen bei einem Frontalaufprall oder einem seitlich versetzten Frontalaufprall dient, und welcher sich von der Decke her ins Innere des Kraftfahrzeugs entfaltet, ist, dass er keinen Abstützbereich aufweisen kann, welcher dem Prallbereich im wesentlichen gegenüberliegt. Es muss deshalb eine spezielle Geometrie gewählt werden, welche eine Ausweichbewegung des gesamten Gassackes bei Auftreffen des Insassen auf den Prallbereich verhindert.
Der Abstützbereich des erfindungsgemäßen Gassackes ist deshalb flächig ausgebildet, so dass nicht der Gassack als Ganzes verschwenken kann. Der Prallbereich und der Abstützbereich sind somit beide im wesentlichen flächig und stehen vorzugsweise in einem Winkel von ca. 90° zueinander. Um jedoch zu verhindern, dass der Gassack ein sehr großes Volumen aufweist, verjüngt sich der vollständig expandierte Gassack vom Abstützbereich zu einem dem Abstützbereich gegenüberliegenden Ende, so dass der Gassack im wesentlichen die Form eines Prismas aufweist, d. h., der Längsschnitt durch den Gassack hat im wesentlichen die Form eines Dreiecks. Dies hat den weiteren großen Vorteil, dass Form und Position des Gassacks so gewählt werden können, dass der Gassack den Kopf eines Kindes, welches in einem gegen die Fahrtrichtung orientierten Kindersitz sitzt, vom Gassack nicht berührt wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform besteht der Gassack aus einer ersten Hülle und einem auf der ersten Hülle angeordneten Kissen, welches zumindest einen Teil des Prallbereichs, insbesondere denjenigen Teil des Prallbereichs, welcher dem Kopf des Insassen zugeordnet ist, bildet. Durch eine solche Anordnung kann die Gewebespannung in dem Teil des Prallbereichs, in welchem der Kopf auftrifft, erheblich reduziert werden, was ein Überstrecken des Kopfes nach hinten verhindert.
Wie bereits erwähnt, findet der erfindungsgemäße Gassack eine wichtige Anwendung als Frontgassack für Fondpassagiere. Andere Anwendungen sind jedoch stets dann denkbar, wenn eine Geometrie gegeben ist, welche es verhindert, dass der Abstützbereich im wesentlichen gegenüber dem Prallbereich angeordnet wird.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus dem nun mit Bezug auf die Figuren näher dargestellten Ausführungsbeispiel. Hierbei zeigen:
1 Einen Längsschnitt durch den Fondbereich eines Kraftfahrzeugs, welches einen einem hinteren Sitzplatz zugeordneten Frontgassack aufweist, welcher sich vom Dach des Kraftfahrzeugs ins Innere des Kraftfahrzeugs erstreckt, wobei der Gassack sich in seinem vollständig expandierten Zustand befindet und der Insasse noch nicht in den Gassack eingetaucht ist,
1a das Detail X aus 1,
2 das in 1 Gezeigte beim Eintauchen des Fahrzeuginsassen in den Prallbereich des Gassacks,
3 das in 1 Gezeigte bei Vorhandensein eines Säuglings in einem gegen die Fahrtrichtung orientierten Kindersitz und
4a–d die Zuschnitte des Gassacks aus den 1 bis 3.
Die 1 zeigt eine bevorzugte Form der Erfindung in einer schematischen Schnittdarstellung. Am Dach D eines Kraftfahrzeugs ist ein Gassackmodul befestigt. Das Gassackmodul, welches in größerem Detail auch in 1a dargestellt ist, weist einen Gassack 10, ein Gehäuse 26, einen Gasgenerator 22 und einen plattenförmig ausgebildeten Deflektor 24 auf. Das Gehäuse hat einen großflächigen Boden 26a mit einer Länge in Fahrzeuglängsrichtung von ca. 25 cm und einer Breite von ca. 50 cm und einen flachen, den Boden umlaufenden Rand 26b mit wenigen Zentimetern Höhe. Am vorderen Ende des Gehäuses steigt der Rand an; hier ist der Gasgenerator 22 befestigt. Ist das Gassackmodul einem Fondinsassen zugeordnet, so ist es aufgrund der begrenzten Platzverhältnisse zu bevorzugen, den Gasgenerator in Fahrzeugrichtung vorne an Gehäuse anzuordnen.
Parallel zum Boden 26a erstreckt sich der plattenförmige Deflektor 24, dessen Länge und Breite geringfügig kleiner als Länge und Breite des Bodens ist. An seinem vorderen Ende knickt der Deflektor zu einem Montageabschnitt 24a ab. Dieser Montageabschnitt trägt den Gasgenerator und ist mittels Schrauben mit dem Gehäuse 26 verbunden. Der Gassack 10 ist zwischen Montageabschnitt 24a und Gehäuse 26 geklemmt und weist an den Stellen, an denen die Schrauben durchtreten erste Befestigungslöcher auf. Am dem Gasgenerator abgewandten Ende des Deflektors ist der Gassack mittels Gewindebolzen 28, die durch weitere Befestigungslöcher des Gassacks treten, gehalten. Der Gassack ist somit über eine große Fläche auf den Deflektor aufgespannt, wodurch sich ein gutes, verwindungsfreies Aufblasverhalten und eine gute Formstabilität im expandierten Zustand ergibt. Um ein Einreißen des Gassackgewebes im Bereich der Befestigungslöcher während es Aufblasens zu verhindern, ist der Gassack im Bereich des Deflektors vorzugsweise zweilagig ausgebildet (nicht dargestellt). Der vollständig expandierte Gassack 10 tritt vorne und hinten aus dem Gehäuse 26 aus, das heißt er tritt über den Rand 26b des Gehäuses 26.
Der Querschnitt durch den vollständig expandierten Gassack 10 (s. 1) hat im wesentlichen die Form eines Dreieckes, wobei die drei Seiten des Dreieckes durch den Abstützbereich A, den Prallbereich P und den vorderen Bereich V gebildet werden. Im vollständig expandierten Zustand liegt der Abstützbereich A zum Teil am Boden 26a des Gehäuses 26 und zum Teil an der Dach-Innenstruktur des Kraftfahrzeugs an, der Prallbereich P steht im wesentlichen senkrecht zu diesem Abstützbereich A, also auch senkrecht zur Fahrzeuglängsachse und der vordere Bereich V erstreckt sich vom vorderen Ende des Abstützbereiches A zum unteren, dem Abstützbereich A gegenüberliegende Ende G des Gassacks 10 und schließt mit dem Abstützbereich einen Winkel α von ca. 70° ein. Die geometrische Form des durch den Gassack 10 gebildeten Körpers ist somit im wesentlichen die eines Prismas. Es sind auch Anwendungsfälle denkbar, bei denen Abstützbereich A und Prallbereich P nicht senkrecht zueinander stehen, sondern einen von 90° verschiedenen Winkel miteinander einschließen. Es sind weiterhin Ausführungsformen denkbar, bei denen sich der Abstützbereich ausschließlich am Boden eines Gehäuses oder nahezu ausschließlich an einem Bereich der Fahrzeuginnenstruktur abstützt.
Der Gassack 10 weist eine erste Hülle 12 und ein Kissen 14 auf. Das Kissen 14 ist mit der ersten Hülle 12 verbunden, insbesondere vernäht, wobei die erste Hülle 12 eine große Überströmöffnung 16 aufweist, um welche herum die Verbindungslinie des Kissens 14 mit der ersten Hülle 12 läuft. Der Rand des Kissens 14 weist hierbei zur Überströmöffnung 16 hin. Durch diese Anordnung wird verhindert, dass Gewebespannungen von der ersten Hülle 12 auf das Kissen 14 übertragen werden.
Die Vorderseite des Kissens 14 bildet einen wesentlichen Teil des Prallbereichs P, insbesondere den, der dem Kopfbereich eines Insassen I zugeordnet ist. Durch die eben beschriebene Anordnung des Kissens tritt auch dann nur eine geringe Zugspannung auf, wenn ein Körper mit einer geringen Fläche, insbesondere ein Kopf in die Prallfläche P des Kissens fällt. Dieser "spürt" im wesentlichen nur den Gasinnendruck und die Gewebespannungen trägt nur einen geringen Teil zur Kraftbilanz bei.
Die 2 zeigt, wie ein erwachsener Insasse I nach einem Frontalzusammenstoß in die Prallfläche des Gassackes hineinfällt. Aufgrund der oben beschriebenen Eigenschaften des Kissens 12 setzt dieses dem Kopf keinen größeren Widerstand entgegen als dem Brustbereich, so dass der Insasse gleichmäßig in den Gassack 10 eintaucht und es zu keinem Überstrecken des Kopfes nach hinten kommt. Ein weiterer Vorteil der Entkopplung zwischen Kissen 14 und erster Hülle 12 ist, dass das Kissen durch das Eintauchen des Insassen zunächst stark deformiert wird, ohne dass sich auch die erste Hülle, welche das Kissen stützt, auch stark deformiert. Somit wird das Kissen 14 – und damit auch der Prallbereich P – während eines wesentlichen Zeitraums durch die erste Hülle 12 beziehungsweise durch den von der ersten Hülle umschlossenen Gasraum in Position gehalten und gestützt.
Wie oben dargestellt wurde, ist der Gassack 10 großflächig durch den Deflektor 24 gehalten. Hierdurch kann sich der Gassack 10 beim Aufprall des Insassen I nicht wegdrehen und kann somit seine Rückhaltewirkung entfalten. Um diese Formstabilität sicherzustellen, muss der Abstützbereich eine gewisse Mindestfläche aufweisen. Vorzugsweise sollte die Fläche des Abstützbereiches A wenigstens 30% der Fläche des Prallbereiches P betragen.
Die 3 zeigt die Situation, wenn statt eines erwachsenen Insassen I ein Kleinkind oder Säugling S in einem Kindersitz 46 sitzt, welcher auf dem hinteren Sitz angeordnet und entgegen die Fahrtrichtung orientiert ist. Man sieht, dass aufgrund der Formgebung des Gassacks, nämlich dadurch, dass der vordere Abschnitt V schräg nach hinten läuft, der Kopf des Kindes vom Gassack 10 verfehlt wird, so dass der Gassack 10 keine Gefahr für das Kind darstellt.
Die 4a bis d zeigen die vier Zuschnitte 30, 32, 34 und 36, aus welchen der Gassack 10 zusammengefügt, insbesondere zusammengenäht ist. Wie bereits erwähnt, besteht der Gassack 10 aus einer ersten Hülle 12 und einem Kissen 14. Die erste Hülle 12 wird aus dem ersten Zuschnitt 30, welcher einen Mantel bildet und dem zweiten Zuschnitt 32 und dem dritten Zuschnitt 34 zusammengenäht, wobei zweiter und dritter Zuschnitt 32, 34 die Seitenflächen bilden. Man erkennt im ersten Zuschnitt 30 die große Überströmöffnung 16 um die herum der vierte Zuschnitt 36 vernäht wird, welcher das Kissen 14 bildet. Weiterhin sind die Befestigunslöcher 31 zu sehen. Ein fünfter Zuschnitt 38 kann im Abstützbereich A mit dem ersten Zuschnitt vernäht sein, so dass dieser Bereich entsprechend verstärkt wird (nicht dargestellt). Wie man den 4b und 4c entnimmt, weisen die vorderen Abschnitte 32', 34' des zweiten und des dritten Zuschnittes 32, 34 nach oben. Hierdurch wird der Gassack 10 im vollständig expandierten Zustand im Bereich des Abstützbereiches A vorgespannt, wodurch eine Verhinderung einer drehenden Ausweichbewegung zusätzlich unterstützt wird. Diese Formgebung ist auch deshalb günstig, weil der Gassack über den Rand 26b des Gehäuses 26 treten muß, welcher vorne erhöht ist. Zweiter und dritter Zuschnitt 32, 34 weisen jeweils eine Abströmöffnung 18 auf.
Wie bereits erwähnt, besteht ein wichtiger Einsatzbereich eines eben beschriebenen Gassacks darin, am Dach eines Kraftfahrzeugs angeordnet zu werden. Es sind jedoch auch andere Einsatzmöglichkeiten denkbar, beispielsweise dann, wenn die Windschutzscheibe sehr weit von den Vordersitzen entfernt ist und somit nicht als Abstützfläche zur Verfügung steht.

10: Gassack
12: erste Hülle
14: Kissen
16: Überströmöffnung
18: Abströmöffnung
22: Gasgenerator
24: Deflektor
24a: Montageabschnitt
26: Gehäuse
26a: Boden
26b: Rand
28: Gewindebolzen
30: erster Zuschnitt
31: Befestigungsloch
32: zweiter Zuschnitt
34: dritter Zuschnitt
36: vierter Zuschnitt
40: hinterer Fahrzeugsitz
42: vorderer Fahrzeugsitz
44: Rückenlehne des vorderer Fahrzeugsitzes
46: Kindersitz
A: Abstützbereich
I: Insasse
P: Prallbereich
S: Säugling
V: vorderer Bereich

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- JP 10264761 A [0005]

Claims

Gassack (10) für den Schutz eines Fahrzeuginsassen (I) bei einem Frontalzusammenstoß, wobei der Gassack (10) einen Abstützbereich (A) und einen Prallbereich (P) aufweist und Abstützbereich (A) und Prallbereich (P) einen ersten Winkel zwischen 45° und 135° einschließen, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstützbereich (A) flächig ausgebildet ist und sich der vollständig expandierte Gassack (10) vom Abstützbereich (A) zu einem dem Abstützbereich (A) gegenüberliegenden Ende verjüngt, so dass der Gassack (10) im wesentlichen die Form eines Prismas aufweist.
Gassack nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fläche des Abstützbereichs (A) wenigstens 30% der Fläche des Prallbereichs (P) aufweist.
Gassack nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Winkel im wesentlichen 90° beträgt.
Gassack nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der dem Prallbereich (P) gegenüberliegende vorderer Bereich (V) mit dem Abstützbereich (A) einen zweiten Winkel (α) zwischen 50° und 90° einschließt.
Gassack nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Winkel zwischen 60° und 80° beträgt.
Gassack nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er eine erste Hülle (12) und ein auf der ersten Hülle (12) angeordnetes Kissen (14) aufweist, welches zumindest einen Teil des Prallbereichs (P) bildet.
Gassack nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Kissen (14) dem Kopf des Insassen (I) zugeordnet ist.
Gassack nach Anspruch 6 oder Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, zumindest ein Teil des Abstützbereichs (A) der ersten Hülle (12) doppellagig ausgebildet ist.
Gassackmodul mit einem Gehäuse (26), einem Gasgenerator (22) und einem Gassack (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8.
Gassackmodul nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (26) einen großflächigen Boden (26a) und einen flachen Rand (26b) aufweist.
Gassackmodul nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass weiterhin ein plattenförmig ausgestalteter Deflektor (24) vorhanden ist, welcher sich parallel zum Boden (26a) erstreckt und wobei zumindest ein Teil des Abstützbereichs (A) des Gassacks (10) zwischen dem Boden (26a) und dem Deflektor (24) liegt.
Gassackmodul nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Deflektor (24) nahezu die gleiche Fläche wie der Boden (26a) aufweist.
Gassackmodul nach Anspruch 11 oder Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Deflektor (24) an mehreren Punkten mittels Bolzen, welche den Gassack (10) durchstoßen, mit dem Gehäuse (26) verbunden ist.
Kraftfahrzeug mit einem Gassackmodul nach einem der Ansprüche 9 bis 13.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass sich zumindest ein Teil des Abstützbereichs (A) an einem Teil der Innenstruktur des Kraftfahrzeugs abstützt.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Abstützbereich (A) vollständig am Gehäuse des Gassackmoduls abstützt.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 14, 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Gassack (10) zumindest mittelbar am Dach (D) des Kraftfahrzeugs befestigt ist, so dass sich der Gasack vom Dach nach unten erstreckt.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Gassack (10) wenigstens einem Fondinsassen zugeordnet ist.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasgenerator (22) vorne im Gehäuse (26) angeordnet ist.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Gassack (10) wenigstens einem Frontinsassen zugeordnet ist.
Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Gassack (10) am Armaturenbrett befestigt ist.