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Die
Erfindung betrifft einen Airbag, insbesondere für einen Kraftwagen.
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Aus
dem Serienfahrzeugbau von Personenkraftwagen sind eine Vielzahl
von derartigen Airbags als bekannt zu entnehmen. Ein Hauptproblem
bei der Entwicklung solcher Airbags besteht darin, den Fahrzeuginsassen
im Falle einer Kollision des Kraftwagens einen möglichst großen Schutz gewährleisten zu
können,
auch wenn sich der Passagier beispielsweise in einer schlechten
Sitzposition befindet. Gerade in einer derartigen schlechten Sitzposition
ist daher das so genannte OoP-Verhalten
(Out of Position) des Airbags in seiner Rückhalteposition von großer Bedeutung.
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Ein
weiterer Punkt, der bei der Entwicklung eines derartigen Airbags
zu berücksichtigen
ist, ist die Vermeidung einer Verletzung des Passagiers des Kraftwagens
durch die Entfaltung bzw. Vergrößerung des
Airbags selbst. Hierzu ist es wichtig, dass der Airbag ein günstiges,
so genanntes LRD-Verhalten (Low
Risk Deployment) aufweist.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Airbag der eingangs
genannten Art zu schaffen, mittels welchem dem Sitzinsassen eine noch
bessere Schutzfunktion bereitgestellt werden kann, bzw. welcher
ein verbessertes OoP-Verhalten bzw. LRd-Verhalten aufweist.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen
Airbag mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 bzw. 10 gelöst. Vorteilhafte
Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und
nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
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Um
einen Airbag zu schaffen, mittels welchem eine noch bessere Schutzfunktion
bereitgestellt werden kann, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass dieser eine
Stützstruktur
umfasst, welche mechanisch oder mittels eines Gasstroms aus einer Aufbewahrungsposition
in eine Rückhalteposition
bewegbar ist. Ein durch die Stützstruktur
in ihrer Rückhalteposition
gebildetes Rückhaltevolumen
des Airbags wird dabei erfindungsgemäß von einer Umhüllung umgeben.
Eine Besonderheit des vorliegenden Airbags ist es dabei, dass wenigstens
ein sich innerhalb des Rückhaltevolumens
erstreckendes Verbindungselement vorgesehen ist, mittels welchem
jeweilige Bauteile der Stützstruktur
und/oder Flächenbereiche
der Umhüllung
miteinander verbunden sind.
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Mit
anderen Worten ist es erfindungsgemäß vorgesehen, einen Airbag
einzusetzen, welcher eine sich entfaltende Stützstruktur bestehend aus einer Mehrzahl
von Hohlkörpern,
welche mittels eines Gasstroms entfaltet werden, oder bestehend
aus einer Mehrzahl von mechanischen Bauteilen, umfasst.
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Der
durch die Stützstruktur
in der Rückhalteposition
dann gebildete Raum – das
Rückhaltevolumen – ist von
einer Umhüllung
gegeben, welche entweder mit Umgebungsluft oder aber mit einem druckbeaufschlagten
Gas gefüllt
sein kann. Mit anderen Worten wird vorliegend die Entfaltung des
Airbags durch die Stützstruktur
erreicht, welche mittels eines entsprechenden Gases oder mechanisch
vergrößert wird.
Die Hohlkörper
bzw. die mechanischen Bauteile sind dabei zu einem Gerüst bzw.
einem Fachwerk oder dergleichen miteinander verbunden.
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Tritt
nun beispielsweise ein Sitzinsasse eines Personenkraftwagens im
Verlauf eines Unfallszenarios auf den Airbag auf, so soll eine möglichst
gute Rückhaltewirkung
erzielt werden. Insbesondere wenn durch die Stützstruktur bzw. die zugehörige Umhüllung Umgebungsluft
eingeschlossen ist, wird die Rückhaltewirkung
erfindungsgemäß dadurch
optimiert, dass das wenigstens eine sich innerhalb des Rückhaltevolumens
erstreckende Verbindungselement vorgesehen ist, welches mit der
Stützstruktur und/oder
der Umhüllung
verbunden ist. Dies ist insbesondere deshalb wichtig, da zum Zeitpunkt
des Auftreffens des Insassen auf das Rückhaltevolumen dessen Innendruck
prinzipiell eher geringer ist als bei konventionellen Airbags. Der
Innendruck zur Rückhaltung
wird vor allem durch den auftreffenden Passagier selbst bei der
Vorverlagerung erzeugt. Daher ist es besonders wichtig, dass dieser
Druckaufbau zur Rückhaltung
möglichst
effizient erfolgt. Dies geschieht erfindungsgemäß durch das Verbindungselement,
durch welches beispielsweise ein unkontrolliertes Wegbewegen der
Stützstruktur
bzw. des Rückhaltevolumens
zuverlässig
verhindert wird, so dass die vollständige Rückhaltefunktion gewährleistet
werden kann.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung hat es sich als zudem vorteilhaft
gezeigt, wenn sich das wenigstens eine Verbindungselement quer zu
einer Hauptentfaltungsrichtung des Airbags zwischen Seitenbereichen
des Airbags erstreckt. Hierdurch ist es insbesondere möglicht,
eine Aufwölbung
des Airbags bei der Beaufschlagung zu verringern und ein seitliches
Ausweichen zu verhindern. Dieses seitliche Ausweichen trägt nämlich im
Wesentlichen nicht zur Rückhaltung
bei, sondern vermindert den für
die Rückhaltung
wirksamen Druckaufbau innerhalb der Umhüllung. Es ist klar, dass sich
die beschriebenen Vorteile nicht nur bei einer mit Gas entfaltbaren
Stützstruktur
ergeben, sondern auch bei einer mechanischen Lösung.
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Eine
besonders gute Rückhaltung
lässt sich dabei
realisieren, wenn das wenigstens eine Verbindungselement bei der
Bewegung des Sitzinsassen in den Airbag derart kraftbeaufschlagt
wird, dass durch das Verbindungselement eine Bewegung der Seitenbereiche
des Airbags nach innen erreicht wird. Mit anderen Worten zieht das
Verbindungselement dadurch die Seitenbereiche des Airbags bzw. der
Stützstruktur
zusammen, was den Druckaufbau innerhalb des Rückhaltevolumens verstärkt. Es
ist klar, dass sich die beschriebenen Vorteile wiederum sowohl bei einer
mit Gas entfaltbaren Stützstruktur
wie auch bei einer mechanischen Lösung ergeben.
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Als
weiterhin vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn sich das wenigstens
eine Verbindungselement in einem mittleren Höhenbereich des Airbags erstreckt.
Hierdurch kann nämlich
die Auswölbung
beispielsweise der Seitenbereiche des Airbags besonders wirkungsvoll
verhindert werden, um insgesamt in den Bereichen des Airbags von
außen
gesehen eher eine konkave Luftsackform zu erreichen. Auch dies gilt
sowohl bei einer mit Gas entfaltbaren Stützstruktur wie auch bei einer
mechanischen Lösung.
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In
Weiterbildung der Erfindung ist das wenigstens eine Verbindungselement
kürzer
ausgebildet als eine Breite des Airbags. Hierdurch wird wiederum
die erwünschte
konkave Luftsackform erreicht und insbesondere eine Auswölbung beispielsweise der
Seitenbereiche des Airbags verhindert werden. Dies gilt sowohl bei
einer mit Gas entfaltbaren Stützstruktur
wie auch bei einer mechanischen Lösung.
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Das
Verbindungselement selbst kann verschiedentlich gestaltet sein,
nämlich
entweder als Strang bzw. Seil, als Band oder aber als vorzugsweise
ebenes Flächenelement.
Es ist klar, dass durch die gezielte Ausgestaltung des Verbindungselements die
Eigenschaften des Airbags optimiert werden können.
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Die
vorstehend im Zusammenhang mit dem Airbag gemäß Patentanspruch 1 beschriebenen
Vorteile gelten in ebensolcher Weise für den Airbag gemäß Patentanspruch
10. Dieser zeichnet sich insbesondere durch ein Verbindungselement
aus, welches ich innerhalb des Rückhaltevolumens
des Airbags erstreckt und mittels welchem das Rückhaltevolumen in wenigstens
zwei Segmente unterteilt ist. Somit ist es auf einfache Weise möglich, verschiedenen
Kammern bzw. Segmenten des Airbags eine unterschiedliche Entfaltungs-
und Rückhaltecharakteristik
zu verleihen. Die Rückhaltecharakteristik
betrifft dabei vor allem eine jeweils pro Segment unterschiedliche Dämpfung,
welche entsprechend eingestellt werden kann. Hierdurch ist es nämlich beispielsweise
möglich,
die einzelnen Segmente so auszubilden, dass der darin vorherrschende
Druck beispielsweise auf die Körpergröße und/oder
auf Körperregionen
des rückzuhaltenden
Sitzinsassen oder auf die Funktion des jeweiligen Segments abzustimmen.
Dies gilt sowohl bei einer mit Gas entfaltbaren Stützstruktur
wie auch bei einer mechanischen Lösung.
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Dabei
hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn die Segmente
des Rückhaltevolumens des
Airbags über
jeweilige Verbindungen miteinander kommunizieren. Hierdurch ist
gegebenenfalls ein Luft- bzw. Gasaustausch möglich, um gewünschte Eigenschaften
des Airbags einzustellen. Als im Rahmen der Erfindung mit umfasst
ist es jedoch zu betrachten, dass die Segmente bzw. Kammern auch vollständig voneinander
getrennt sein können.
Als jeweilige Verbindungen zwischen den einzelnen Segmenten eignen
sich dabei beispielsweise Löcher oder
Leckagen oder aber Ventile, insbesondere Rückschlagventile. Entsprechende
Klappen oder andere, dem Fachmann bekannte Verbindungen sind ebenfalls
denkbar.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung hat es sich als zudem vorteilhaft
gezeigt, wenn das Rückhaltevolumen
mittels des Verbindungselements in Hochrichtung (z-Richtung) des
Airbags bzw. des Kraftwagens in wenigstens zwei Segmente unterteilt ist.
Durch diese Segmentierung kann zum Beispiel die Rückhaltung
an unterschiedliche Körperregionen wie
beispielsweise den Kopf, die Brust oder dergleichen und/oder unterschiedliche
Insassengrößen abgestimmt
werden. So ist nämlich
zu berücksichtigen, dass
der Kopf bei unterschiedlichen Insassengrößen auf unterschiedliche Luftsackbereiche
trifft. Durch die entsprechende Segmentierung in Hochrichtung kann diesem
Umstand Rechnung getragen werden.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung hat es sich als zudem vorteilhaft
gezeigt, wenn das Rückhaltevolumen
mittels des Verbindungselements in Längsrichtung (x-Richtung) des
Airbags bzw. des Kraftwagens in wenigstens zwei Segmente unterteilt ist.
Durch eine solche Segmentierung kann beispielsweise die Rückhaltung
für unterschiedliche
Insassenabstände
zum Airbag bzw. zur Abstützfläche des
Airbags abgestimmt werden. Außerdem
kann die Segmentierung genutzt werden, um die Entfaltung des Airbags
an unterschiedliche Insassenabstände
anzupassen. Durch die Unterteilung in mehrere Segmente bzw. Kammern
können
die vollständig
entfalteten Segmente bzw. Kammern bei der Rückhaltewirkung einen entsprechenden
Druck aufbauen, ohne dass sich deren Gas in noch nicht entfaltete
Segmente verteilt und dadurch die entsprechende Rückhaltewirkung
verloren geht. Ein solches Leervolumen bzw. ein solcher Leerweg,
welcher durch ein nicht entfaltetes Segment bedingt wäre, würde sich
nämlich äußerst negativ
auf die Rückhaltewirkung
niederschlagen. Ein weiterer Vorteil der Segmentierung des Rückhaltevolumens
in Längsrichtung
(x-Richtung) ist es,
dass hierdurch der Airbag auf besonders vorteilhafte Weise an unterschiedliche
Unfallschweren bzw. Insassenvorverlagerungen abgestimmt werden kann.
So ist es beispielsweise denkbar, bei einem Fahrer- oder Beifahrerairbag
die in Fahrzeuglängsrichtung
vorderste, letzte Kammer als Notbremse einzusetzen, um den Sitzinsassen in
jedem Fall vor einem Auftreffen auf der Instrumententafel bzw. dem Lenkrad
zu schützen.
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In
Weiterbildung der Erfindung ist es zudem möglich, das Rückhaltevolumen
mittels des Verbindungselements in Querrichtung (y-Richtung) des
Airbags bzw. des Kraftwagens in wenigstens zwei Segmente zu unterteilen.
Hierdurch ist es insbesondere möglich,
die Rückhaltung
für unterschiedliche
Körperregionen
wie beispielsweise den Kopf, die Brust, die Arme oder dergleichen
abzustimmen. Die Segmentierung kann vorteilhaft für einen
Schrägaufprall sein,
an dem beispielsweise die äußeren Segmente stärker dämpfen als
innere Segmente. Nicht zuletzt kann hierdurch die Insassenkinematik
bei einer Kollision des Personenkraftwagens beeinflusst werden. Die
verschiedenen Segmentierungen in Hochrichtung, Längsrichtung und Querrichtung
des Airbags können
natürlich
in beliebiger Weise kombiniert werden, um die Insassenkinematik,
die Kraftverteilung und die Rückhaltewirkung
in Bezug auf den Insassen zu optimieren.
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In
Weiterbildung der Erfindung hat es sich als zudem vorteilhaft gezeigt,
wenn wenigstens ein zusätzliches
Rückhaltevolumen
vorgesehen ist, welches außerhalb
des eigentlichen bzw. hauptsächlichen
Rückhaltevolumens
angeordnet ist. Während sich
nämlich
das hauptsächliche
Rückhaltevolumen im
Wesentlichen hinter der Abstützfläche für den Insassen
erstreckt, soll das zusätzliche
Rückhaltevolumen
insbesondere seitlich davon angeordnet sein. Somit ist das zusätzliche
Rückhaltevolumen
beispielsweise für
die Rückhaltung
des Insassen anfänglich
nicht direkt nutzbar, wobei dieses im weiteren Verlauf des Unfallsszenarios
nutzbar wird, wenn sich nämlich
durch seitliche Beaufschlagung zum Beispiel der Arme, der Knie oder
der Beine des Insassen im Verlauf der Vorverlagerung eine entsprechende
Bewegung des Airbags bzw. des Sitzinsassen relativ zu dem Airbag
ergibt. Das Rückhaltevolumen
kann dabei eine zugehörige
Umhüllung
aufweisen. Zudem ist es denkbar, die Umhüllung des Airbags bzw. der
Stützstruktur
entsprechend um das Rückhaltevolumen
zu erweitern bzw. vergrößern.
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Schließlich hat
es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn der Airbag im Wesentlichen
kubusförmig
gestaltet ist. Während
nämlich
ein konventioneller Airbag prinzipsbedingt eher kugelförmig ausgestaltet ist,
ist es insbesondere durch die erfindungsgemäße Stützstruktur möglich, eine
Kubusform zu erhalten. Somit ist es beispielsweise möglich, die
wirksame Fläche
beim Eindringen des Sitzinsassen gleich von Anfang an zu maximieren.
Dieser Effekt kann auch durch eine Form des Airbags erreicht werden,
die den abstützenden
Flächen
angepasst ist. So ist es beispielsweise möglich, die Form des Luftsacks
der Oberfläche
der Instrumententafel oder der Beifahrerseite folgen zu lassen.
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Gleiches
gilt auch für
eine idealisierte, angenommene und durchschnittliche Insassenkontur.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiel sowie anhand
der Zeichnungen; diese zeigen in:
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1 eine
ausschnittsweise und schematische Seitenansicht auf eine Fahrgastzelle
eines Personenkraftwagens mit einem Airbag mit einer Stützstruktur,
welche mittels eines Gasstroms aus einer Aufbewahrungsposition in
einem Airbagmodul innerhalb einer Instrumententafel in eine in 1 erkennbar
Rückhalteposition
bewegbar ist und eine Mehrzahl von miteinander verbundenen, einen
Kanalsystem bildende Hohlkörper
umfasst, wobei durch die Stützstruktur
in ihrer Rückhalteposition
ein Rückhaltevolumen
abgebildet ist, welches mit einer aus mehreren Flächenelementen
bestehenden Umhüllung umgeben
ist, und wobei in 1 ein auf einem Beifahrersitz
positionierter Sitzinsasse infolge einer entsprechenden Kollision
nach vorne verlagert dargestellt ist, in welcher dieser bereits
in den Airbag eintaucht;
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2 eine
Perspektivansicht auf den Airbag gemäß 1, mit der
sich in der Rückhalteposition befindenden
Stützstruktur,
welche eine Mehrzahl von untereinander verbundenen, das Kanalsystem
bildenden Hohlkörpern
umfasst, und mit der Umhüllung mittels
welcher das durch die Stützstruktur
gebildete Rückhaltevolumen
umgeben ist, wobei die Umhüllung
einer Mehrzahl von Fächer
der fachwerkartigen bzw. gerüstartigen
Stützstruktur
ausfüllenden
Flächenelemente
gebildet ist;
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3 eine
Schnittansicht durch den Airbag gemäß 2 entlang
einer in Fahrzeuglängsrichtung (x-Richtung)
und in Fahrzeughochrichtung (z-Richtung) verlaufenden Schnittebene;
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4 eine
weitere Perspektivansicht auf den Airbag gemäß den 2 und 3,
wobei vorliegend die die Fächer
der Stützstruktur
ausfüllenden Flächenelemente
in der Umhüllung
des Rückhaltevolumens
weggelassen sind, wodurch Verbindungselemente erkennbar werden,
welche sich innerhalb des Rückhaltevolumens
erstrecken und mittels welchen Hohlkörper der Stützstruktur und/oder Flächenbereiche
der Umhüllung
miteinander verbunden sind;
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5 eine äußerst schematische
Perspektivansicht auf den sich in der Rückhalteposition befindenden
Airbag, wobei innerhalb des Rückhaltevolumens
des Airbags zwei Verbindungselemente in Form von Bändern erkennbar
sind;
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6 jeweils
eine schematische Seitenansicht auf einen Airbag, wobei im oberen
Fall kein Verbindungselement vorgesehen ist und im unteren Fall zwei
sich in Fahrzeugslängsrichtung
(x-Richtung) erstreckende
Verbindungselement vorgesehen sind, mittels welcher die Entfaltung
des Airbags beeinflusst ist;
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7 eine
lediglich schematische Prinzipdarstellung eines im Wesentlichen
kubusförmigen Airbags
mit zugehörigem
Rückhaltevolumen,
wobei innerhalb des Rückhaltevolumens
ein als Flächenelement
gestaltetes Verbindungselement vorgesehen ist, mittel welchem das
Rückhaltevolumen
in Hochrichtung (z-Richtung) des Airbags bzw. des Kraftwagens in
zwei Segmente unterteilt ist;
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8 eine
weitere schematische Prinzipdarstellung auf den im Wesentlichen
kubusförmigen
Airbag in seiner Rückhalteposition,
wobei wiederum innerhalb des Rückhaltevolumens
des Airbags zwei Verbindungselemente vorgesehen sind, welche das Rückhaltevolumen
in Längsrichtung
(x-Richtung) und in Hochrichtung (z-Richtung) des Airbags bzw. des Kraftwagens
in insgesamt vier Segmente unterteilen; und in
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9 eine
schematischen Seitenansicht auf einen zwischen zwei hintereinander
angeordneten Fahrzeugsitzen positionierten Airbag nach einer weiteren
Ausführungsform
der Erfindung, welcher insbesondere eine mechanische Stützstruktur
mit einer Mehrzahl von Stabelementen, Rohren, Leisten oder dgl. – umfasst,
welche über
jeweils eine Mehrzahl von Federelementen miteinander verbunden sind.
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In 1 ist
in einer schematischen Seitenansicht von einem Personenkraftwagen
ausschnittsweise die Fahrgastzelle dargestellt. Dabei ist insbesondere
eine A-Säule 10 erkennbar,
welche in einen Dachrahmen 12 übergeht. Des Weiteren sind
eine B-Säule 16 sowie
zwei Sitzquerträger 18 erkennbar, welche
sich zwischen einem nicht erkennbaren Mitteltunnel und einem ebenfalls
nicht erkennbaren Seitenschweller bzw. unterhalb eines Fahrzeugssitzes 20 erstrecken.
Rohbauseitig ist zudem eine Stirnwand 22 erkennbar, welche
die Fahrgastzelle des Kraftwagens nach vorne hin begrenzt.
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Auf
dem Fahrgastsitz 20 sitzt ein Sitzinsasse 24,
welcher mittels eines Sicherheitsgurts 26 angeschnallt
ist.
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Des
Weiteren ist ein Beifahrer-Airbag 28 erkennbar, welcher
infolge einer Kollision des Personenkraftwagens aus einer Aufbewahrungsposition,
in welcher dieser in einem Airbagmodul 30 innerhalb einer
Instrumententafel 32 aufgenommen ist, in eine in 1 erkennbare
Rückhalteposition
bewegt worden ist. Der Sitzinsasse 24 taucht dabei bereits
in eine ihm zugewandte Abstützfläche 34 des
Airbags 28 ein. Mit anderen Worten ist bereits ein fortgeschrittenes
Stadium der Kollision darstellt, in welchem der Airbag 28 in
seine vollständig
entfaltete bzw. vergrößerte Rückhalteposition
bewegt worden ist.
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2 zeigt
den Airbag 28 in einer Perspektivansicht in dieser Rückhalteposition.
Dabei wird insbesondere eine Stützstruktur 36 erkennbar,
welche mittels eines Gasstroms aus der gefalteten Aufbewahrungsposition
in die Rückhalteposition
bewegt worden ist. Hierzu umfasst die Stützstruktur 36 eine Mehrzahl
von Hohlkörpern 38 in
Form von Röhren bzw.
Schläuchen,
welche miteinander zu einem Kanalsystem 40 verbunden sind.
Die einzelnen Hohlkörper 38 stehen
demzufolge miteinander derart in Kontakt, dass diese gemeinsam durch
einen entsprechenden Gasstrom zu einem Tragwerk bzw. Gerüst aufgeblasen
sein können.
Die Hohlkörper 38 bestehen
aus einem flexiblen Material.
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Die
Stützstruktur 36 ist
in 4 in einer Perspektivansicht – analog zu derjenigen gemäß 2 – nochmals
separat dargestellt.
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In
Zusammenschau mit 3, welche eine geschnittene
Perspektivansicht des Airbags 28 entlang einer in Hochrichtung
(z-Richtung) bzw. in Längsrichtung
(x-Richtung) des Airbags bzw. des Kraftwagens verlaufenden Schnittebene
zeigt, wird erkennbar, dass jeweilige Fächer 42 zwischen den Hohlkörpern 38 durch
jeweilige Flächenelemente 44 einer
Umhüllung 46 ausgefüllt sind.
Mit anderen Worten wird vorliegend die Umhüllung 46 durch die
Vielzahl von Flächenelementen 44 gebildet,
welche aus einem flexiblen Material bestehen. Gleichfalls wäre natürlich auch
eine zusammenhängende,
außen- oder
innenseitig der Stützstruktur 36 umlaufende Umhüllung 46 denkbar.
Mittels dieser Umhüllung
wird ein Rückhaltevolumen 48,
welches durch die Stützstruktur 36 aufgespannt
ist, entsprechend umgeben bzw. begrenzt.
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Innerhalb
der Umhüllung 46 des
Rückhaltevolumens 48 kann
dabei Umgebungsluft über
geeignete Öffnungen 50 einströmen. Ebenfalls
wäre es denkbar,
dass beim Entfalten des Airbags 28 einen Gasstrom in das
Rückhaltevolumen 48 bzw.
die Umhüllung 46 einströmen zu lassen.
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Insgesamt
ist somit aus den 1 bis 4 erkennbar,
dass vorliegend insbesondere durch die Stützstruktur 36 ein
Rückhaltevolumen 48 aufgespannt
ist, welches entsprechend durch die Umhüllung 46 begrenzt
ist. Zum Zeitpunkt des Auftreffens des Insassen ist der Innendruck
innerhalb des Rückhaltevolumens 48 vorliegend
prinzipiell eher geringer als dies bei einem konventionellen Airbag
der Fall ist. Dies gilt insbesondere, wenn Umgebungsluft innerhalb
des Rückhaltevolumens 48 angeordnet
ist. Der Innendruck zur Rückhaltung
wird im Verlauf des Unfallsszenarios vor allem durch den Insassen
selbst bei dessen Vorverlagerung erzeugt, nämlich im Wesentlichen durch
die damit einhergehende Volumenverkleinerung des Rückhaltevolumens 48.
Dabei ist es besonders wichtig, dass dieser durch den Sitzinsassen
erzeugte Druckaufbau zur Rückhaltung
möglichst
effizient erfolgt.
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Aus
diesem Grund wird in Zusammenschau mit den 3 bis 6 jeweilige
Verbindungselemente 52, 54, 56, 58 erkennbar,
welche sich innerhalb des jeweiligen Rückhaltevolumens 48 des
Airbags erstrecken und mittels welchen entsprechende Hohlkörper 38 und/oder
Flächenbereiche
bzw. Flächenelemente 44 der
Umhüllung 46 miteinander
verbunden sind.
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Um
zunächst
auf die 3 und 4 zurückzukommen,
ist das dortige Verbindungselement 52 als ebenes Flächenelement
gestaltet, welches das Rückhaltevolumen 48 in
zwei Segmente 60, 62 unterteilt. Das Verbindungselement 54 ist
im Wesentlichen als Band ausgebildet, welches jeweilige Seitenbereiche 64 des
Airbags 28 bzw. die in diesem Bereich angeordneten Hohlkörper 38 miteinander
verbindet. Demzufolge verläuft
das Verbindungselement 54 vorliegend etwa quer zu einer
Entfaltungsrichtung des Airbags 28, welches im vorliegenden
Fall die Längsrichtung
(x-Richtung) des Airbags 28 bzw. des Kraftwagens ist.
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Durch
die beiden Verbindungselemente 52, 54 wird somit
ein Aufwölben
des Airbags 28 in seinen Seitenbereichen 64 bei
einer entsprechenden Beaufschlagung – bedingt durch eine Vorverlagerung – des Sitzinsassen
verringert. Somit kann vor allem an den Seitenbereichen 64 ein
seitliches Ausweichen verringert werden, so dass sich durch das
Eindringen des Sitzinsassen ein entsprechender Druck innerhalb der Umhüllung 26 des
Rückhaltevolumens 48 aufbauen kann.
Da die Verbindungselemente 52, 54 im mittleren
Höhenbereich
des Airbags 28 angeordnet sind, kann die Aufwölbung besonders
wirkungsvoll vermieden werden. Zudem sind die Verbindungselemente 52, 54 bevorzugter
Weise etwas kürzer
ausgebildet als die Breite des Airbags 28 zwischen den
beiden Seitenbereichen 64, so dass sich von außen gesehen
eine konkave Luftsackform ergibt. Hierdurch kann die Aufwölbung in
den Seitenbereichen 64 beim Eintauchen des Sitzinsassen 24 in
den Airbag besonders wirkungsvoll verhindert werden.
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Als
spezielle Ausgestaltung kann die Vorverlagerung des Insassen im
Rückhaltevolumen 48 dazu
genutzt werden, dass er das jeweilige Verbindungselement 52, 54 beaufschlagt.
Das Verbindungselement 52, 54 zieht dadurch verstärkt die
angebundenen Seitenbereiche 64 zusammen, was den Druckaufbau
des Rückhaltevolumens
verstärkt.
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5 zeigt
dabei in einer äußerst schematischen
Perspektivansicht den Airbag 28, bei welchem sich innerhalb
von dessen Rückhaltevolumen 48 zwei
Verbindungselemente 56 erstrecken, und zwar wiederum zwischen
den jeweiligen Seitenbereichen 64. Die Verbindungselemente 56 sind
dabei als Bänder
gestaltet, welche sich im Wesentlichen in Hochrichtung (z-Richtung)
des Airbags 28 bzw. des Kraftwagens erstrecken.
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6 zeigt
schließlich
jeweils in einer schematischen Seitenansicht einen Airbag 28 mit
entsprechenden Verbindungselementen 58 und einen ohne entsprechende
Verbindungselemente. Aus der unteren Darstellung in 6 ist
dabei erkennbar, dass die beiden Verbindungselemente 58 in
Hochrichtung (z-Richtung) des Airbags 28 übereinander angeordnet
sind. Während
die dem Sitzinsassen 22 zugewandte Abstützfläche 34 desjenigen
Airbags 28, welcher keine Verbindungselemente aufweist,
entsprechend tonnenförmig
ausgewölbt
ist, kann beim Airbag 28 mit den Verbindungselementen 58 eine entsprechende
Kontur der Abstützfläche 34 bereitgestellt
werden, welche den Sitzinsassen bogenförmig umgibt. Hierdurch ergibt
sich beispielsweise eine besonders vorteilhafte Rückhaltefunktion.
Zwischen den Verbindungselementen 58 kann hingegen eine geringfügige Aufwölbung 66 erreicht
werden, beispielsweise um den Sitzinsassen 24 entsprechend aufzunehmen.
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Aus
den 3 und 4 ist schließlich ein Gasgenerator 68 erkennbar,
mittels welchem insbesondere die Hohlkörper 38 der Stützstruktur 36 zu befüllen bzw.
zu entfalten sind.
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Die 7 und 8 zeigen
schließlich äußerst schematisch
zwei im Wesentlichen kubusförmige
Airbags 28, welche wiederum einen analogen Aufbau zu denjenigen
gemäß den 1 bis 4 aufweisen.
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Aus 7 wird
dabei insbesondere ein als Flächenelement
gestaltetes Verbindungselement 70 erkennbar, mittels welchem
das Rückhaltevolumen 48 des
Airbags in Hochrichtung (z-Richtung)
in zwei Segmente 71, 72 unterteilt ist. Insoweit
entspricht diese Unterteilung derjenigen des Verbindungselements 52 in
den 3 und 4. Durch eine derartige Segmentierung
in Hochrichtung (z-Richtung) kann zum Beispiel die Rückhaltung
für unterschiedliche
Körperregionen
wie beispielsweise den Kopf, die Brust oder dergleichen und/oder
unterschiedliche Insassengrößen abgestimmt
werden.
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8 zeigt
hingegen einen Airbag 28, dessen Rückhaltevolumen 48 mittels
jeweiliger Verbindungselemente 74, 76 in Hochrichtung
(z-Richtung) und in Längsrichtung
(x- Richtung) des
Airbags 28 bzw. des Kraftwagens in jeweils zwei Segmente
unterteilt ist. Insoweit ergeben sich vorliegend die vier Segmente 78, 79, 80, 81.
Durch die bei der Ausführungsform
gemäß 8 zusätzlich vorgenommene Segmentierung
in Längsrichtung
(x-Richtung) kann zum Beispiel die Rückhaltung für unterschiedliche Insassenabstände zum
Airbag 28 bzw. zur Abstützfläche 34 hin
abgestimmt werden. Außerdem
kann die Segmentierung dazu genutzt werden, dass sich der Airbag 28 in
seiner Entfaltung an unterschiedliche Insassenabstände anpasst.
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Es
ist klar, dass die hier vorliegenden Segmentierungen entsprechend
miteinander kombiniert werden können.
Weiterhin ist klar, dass auch die Verbindungselemente 70, 72 gemäß den 7 und 8 entsprechend
an der Stützstruktur 36 und/oder der
Umhüllung 48 angeordnet
sind. Durch die Segmentierung ist es somit insbesondere möglich, unterschiedliche
Kammern mit unterschiedlichen Drücken zu
schaffen, um entsprechende Eigenschaften des Airbags 28 zu
erreichen.
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In 9 sind
in einer schematischen Seitenansicht zwei hintereinander angeordnete
Fahrzeugsitze 110, 112 in einer schematischen
Seitenansicht erkennbar. Die beiden Fahrzeugsitze 110, 112 können einer
jeweiligen vorderen und hinteren Sitzreihe eines Personenkraftwagens
zugeordnet sein. Die beiden Fahrzeugsitze 110, 112 können alternativ auch
bei einem anderen Kraftwagen oder Omnibus, sowie innerhalb eines
Zugabteils angeordnet sein. Gleichfalls können die beiden Sitze 110, 112 auch
innerhalb einer Kabine eines Flugzeugs positioniert sein.
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Es
ist erkennbar, dass sich auf dem hinteren Fahrzeugsitz 112 ein
Sitzinsasse 114 befindet. Diesem Sitzinsassen 114 ist
ein Airbag 116 zugeordnet, welcher vorliegend an der Rückseite
einer Rückenlehne 118 beispielsweise
mittels einer lösbaren
Halteeinrichtung 120 positioniert ist. Insbesondere ist
es natürlich
aus denkbar, einen derartigen Airbag 116 als Fahrer- oder
Beifahrerairbag einzusetzen.
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Der
Airbag 116 umfasst ein durch eine Umhüllung 140 begrenztes
Rückhaltevolumen 124,
welches vorliegend in einer vergrößerten bzw. entfalteten Rückhalteposition
R dargestellt ist.
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Um
diese Rückhalteposition
R zu erreichen, umfasst der Airbag 116 eine mechanische
Stützstruktur 126,
welche vorliegend eine Mehrzahl von Bauteilen – hier kreisringförmige Stabelemente 128, 130, 132,
Rohre, Leisten oder dgl. – umfasst.
Die Stabelemente 128, 130, 132 sind vorliegend über jeweils eine
Mehrzahl von Federelementen 134, 136 jeweils miteinander
verbunden. Alternativ hierzu wäre
es auch denkbar, beispielsweise eine große Spiralfeder oder dgl. als
mechanische Stützstruktur
einzusetzen. Als im Rahmen der Erfindung mit umfasst ist es dabei zu
betrachten, dass auch andere Kombinationen von Feder- und/oder Stabelementen
denkbar sind.
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Durch
diese Federelemente 134, 136 ist die Stützstruktur 126 aus
einer mit gestrichelten Linien 138 dargestellten Aufbewahrungsposition
A in die mit ausgezogenen Linien dargestellte Rückhalteposition R vergrößerbar bzw.
ausfahrbar. Mit anderen Worten ist vorliegend eine mechanische Einrichtung
in Form der Stützstruktur 126 geschaffen,
mittels welcher das Rückhaltevolumen 124 aus
der Aufbewahrungsposition A in die Rückhalteposition R vergrößert bzw.
verstellt werden kann. Dies erfolgt durch die geeignete Kombination
von Stabelementen 128, 130, 132 oder dgl.
und Federelementen 134, 136 oder dgl. Alternativ
kann in einer Ausführung
mindestens eine Spiralfeder, die die Funktion der Stab – und Federelemente in
sich vereint, vorgesehen sein.
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Eine
solche Funktion ist beispielsweise bei einer umlaufenden Spiral-
bzw. Schraubfeder gegeben.
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Die
Stützstruktur 126 ist
von der Umhüllung 140 bespannt
bzw. überdeckt,
welche ihrerseits im Wesentlichen so ausgebildet ist, dass ein Einströmen eines
Gases, insbesondere von Luft, ermöglicht, ein Ausströmen des
eingeschlossenen Gases, insbesondere der eingeschlossenen Luft,
beispielsweise nur verlangsamt möglich
ist. Mit anderen Worten ist die Umhüllung 140 so ausgebildet,
dass innerhalb dieser das vergrößerte Rückhaltevolumen 124 aufgenommen
werden kann.
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Dieses
Rückhaltevolumen 124 ist
im vorliegenden Fall durch umhüllte
Umgebungsluft gebildet, welche beim Entfalten bzw. Vergrößern mittels
der Stützstruktur 126 in
den durch die Umhüllung 140 begrenzten
Raum aufgenommen wird. Dabei ist es beispielsweise denkbar, dass
beim Entfalten bzw. Vergrößern der
Stützstruktur 126 die
Umgebungsluft entsprechend angesaugt, eingeschlossen oder umhüllt werden
kann. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel
ist hierzu beispielsweise eine Einlassöffnung 142 vorgesehen, über welche
Umgebungsluft in das Innere der Umhüllung 140 gelangen
kann. Dies erfolgt dadurch, dass beim Ausfahren der Stützstruktur 126 innerhalb
der Umhüllung 140 ein
Unterdruck entsteht, über
welchen Umgebungsluft entsprechend eingesaugt wird. Natürlich wäre hier
auch ein Einschließen
oder andersartiges Umhüllen
von Umgebungsluft denkbar. Die Einlassöffnung 142 kann auch zum
Beispiel ein Rückschlagventil
beinhalten und/oder als Ausströmöffnung dienen.
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Der
Airbag 116 dient vorliegend unmittelbar zur Rückhaltung
der Person 114 beispielsweise bei einem Unfall oder Aufprall.
In diesem Fall wird durch die Vergrößerung des Rückhaltevolumens 124 in
die Rückhalteposition
R erreicht, dass der Sitzinsasse 114 entsprechend in den
Airbag 116 eintauchen kann. Das Rückhaltesystem 16 ist
somit als Airbag ausgebildet bzw. wirkt als solcher. Durch den Innendruck
des Rückhaltevolumens 124 bzw.
der Umgebungsluft innerhalb der Umhüllung 140 wird dabei eine
Energieabsorption bzw. Dämpfung
der Bewegung des Sitzinsassen 114 in Richtung nach vorne erreicht,
welche dieser bei einer entsprechenden Kollision bzw. einem entsprechenden
Aufprall durchläuft.
Die Stützstruktur 126 ist
insbesondere durch die Federelemente 134, 136 dabei
derart nachgiebig ausgebildet, dass das Rückhaltesystem 116 seine Rückhaltewirkung
entfalten kann. Gegebenenfalls kann die Stützstruktur 126 in
einem gewissen Rahmen zur Rückhaltung
der Person 114 beitragen.
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Insgesamt
ist aus 1 somit erkennbar, dass vorliegend
eine Trennung zwischen der Entfaltungs- bzw. Vergrößerungsfunktion
einerseits und der Rückhaltefunktion
andererseits geschaffen ist. Die Entfaltungs- bzw. Vergrößerungsfunktion
wird im Wesentlichen durch die Stützstruktur 126 erreicht, wobei
durch die Federelemente 134, 36 ein entsprechendes
Ausfahren der Stützstruktur 126 in
Richtung nach hinten und auf den Sitzinsassen 114 zu erreicht wird.
Die Rückhaltefunktion
des Airbags 116 wird hingegen – zumindest im Wesentlichen – durch
das durch die Umhüllung 140 begrenzte
Rückhaltevolumen 124 erreicht,
welches mittels der Stützstruktur 126 zuvor
entsprechend vergrößert worden
ist. Dabei macht man sich die Trägheit
des Rückhaltevolumens bzw.
vorliegend der Umgebungsluft innerhalb der Umhüllung 140 zu Nutze.
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Innerhalb
der Umhüllung 140 kann
dabei wenigstens eine Auslassöffnung 144 vorgesehen
sein, über
welche Umgebungsluft aus der Umhüllung 140 ausströmen bzw.
ausgelassen werden kann, wenn der Sitzinsasse 114 auf das
Rückhaltesystem auftrifft.
Somit kann auf einfache Weise die Dämpfung bzw. Energieabsorption
des Airbags 116 eingestellt werden. Die wenigstens eine
Auslassöffnung 144 kann
dabei mit einem Verschluss versehen sein, welcher sich bei Überschreiten
einer bestimmten Belastung, beispielsweise einem bestimmten Innendruck, öffnet. Die Öffnung kann
dabei reversibel sein, beispielsweise durch eine federbeaufschlagte
oder federnde Klappe. Auch eine irreversible Ausbildung, beispielsweise
in Form einer Berstmembran oder dgl., des Verschlusses ist denkbar.
Durch den Verschluss erreicht man dabei eine praktisch unbegrenzte
Standzeit des Rückhaltevolumens 124 ohne auf
die wichtige Dämpfung
durch die Abströmöffnung 144 verzichten
zu müssen.
Diese Abströmung
wird z. B. durch eine Beaufschlagung bzw. ein Auftreffen des Sitzinsassen/Benutzers
auf den Airbag 116 geöffnet.
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Insbesondere
in Verbindung mit einem Airbag 116, welcher durch den Benutzer
aus der Aufbewahrungsposition bzw. Aufbewahrungsausdehnung in die
Rückhalteposition
bzw. Rückhalteausdehnung manuell
aufgezogen werden kann, ergibt sich hierdurch beispielsweise im
Flugzeug der Vorteil, dass bei einer Evakuierung, Rettung oder dgl.
ein gegebenenfalls verbleibendes Rückhaltevolumen 124 leicht zusammengedrückt werden
kann, um hierdurch eine Behinderung zu vermeiden. Ein leichtes Verstauen ist
somit ebenfalls gewährleistet.
Hierdurch kann beispielsweise auf Federelemente oder Stabelemente verzichtet
werden. Zum leichten Aufziehen können eine
oder mehrere aufgespannte Flächen
vorteilhaft sein. Diese sind jedoch nicht zwingend erforderlich. Zum
Aufspannen können
Schlaufen oder ähnliches dienen,
die gegebenenfalls auch zur Befestigung am Sicherheitsgurt oder ähnlichem
dienen können.
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Der
vorliegende Airbag 116 kann beispielsweise eine lediglich
schematisch angedeutete Einheit 146 zur Kommunikation mit
einem beispielsweise kraftwagenseitigen Vorhersagesystem umfassen, wobei
mittels des Vorhersagesystems ein drohender Aufprall bzw. eine Kollision
des Kraftwagens oder dgl. zu detektieren ist. Somit kann das Rückhaltesystem 116 frühzeitig
in die Rückhalteposition
R vergrößert bzw.
entfaltet werden, damit dieses frühzeitig vor dem Aufprall an
Ort und Stelle ist. Durch die Stützstruktur 126 ist
dabei eine beliebig lange Standzeit möglich, ohne dass sich das Rückhaltevolumen 124 im
Wesentlichen verringert. Durch die Stützstruktur 126 ist
dabei eine langsame und ungefährliche
Entfaltung des Rückhaltesystems 116 möglich. Somit kann
mittels des Airbags 116 eine vorausschauende Sensierung
von bevorstehenden Unfällen
entsprechend umgesetzt werden, um der zu schützenden Person eine entsprechende
Rückhaltung
zu bieten.
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Eine
derartige vorausschauende Sensierung des Airbags kann nicht nur
bei Kraftwagen, Omnibussen oder Zügen eingesetzt werden, sondern
vielmehr auch in der Schiff-, Luft- und Raumfahrt, erfolgen.
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Aus 9 ist
wiederum schematisch ein Verbindungselement 154 erkennbar,
welche sich innerhalb des Rückhaltevolumens 124 des
Airbags 116 erstrecken und mittels welchen entsprechende
mechanische Bauteile (Stabelemente 128, 130, 132 bzw. Federelemente 134, 136)
und/oder Flächenbereiche bzw.
Flächenelemente
der Umhüllung 140 miteinander
verbunden sind.
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Bezüglich der
konkreten Ausgestaltung des bzw. der Verbindungselemente 154 wird
dabei auf die Ausführungsformen
gemäß den 1 bis 8 verwiesen.
Das Verbindungselement 154 kann wiederum als ebenes Flächenelement
gestaltet sein, welches das Rückhaltevolumen 124 in
mehrere Segmente 150, 152 unterteilt. Das Verbindungselement 154 kann
zudem im Wesentlichen als Band ausgebildet sein, welches jeweilige
Seitenbereiche des Airbags 116 bzw. die in diesem Bereich
angeordneten mechanischen Bauteile (Stabelemente 128, 130, 132 bzw.
Federelemente 134, 136) miteinander verbindet.
Demzufolge verläuft
das Verbindungselement 154 vorliegend etwa quer zu einer
Entfaltungsrichtung des Airbags 116, welches im vorliegenden
Fall die Längsrichtung
(x-Richtung) des Airbags 116 bzw. des Kraftwagens ist.
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Durch
das jeweilige Verbindungselement 154 wird somit ein Aufwölben des
Airbags 116 in seinen Seitenbereichen bei einer entsprechenden
Beaufschlagung – bedingt
durch eine Vorverlagerung – des
Sitzinsassen verringert, so dass sich durch das Eindringen des Sitzinsassen
ein entsprechender Druck innerhalb der Umhüllung 140 des Rückhaltevolumens 124 aufbauen
kann. Zudem kann das Verbindungselement 154 bevorzugter
Weise etwas kürzer
ausgebildet sein als die Breite des Airbags 116, so dass
sich von außen
gesehen eine konkave Luftsackform ergibt. Hierdurch kann die Aufwölbung in den
Seitenbereichen beim Eintauchen des Sitzinsassen 114 in
den Airbag 116 besonders wirkungsvoll verhindert werden.
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Wiederum
kann in einer speziellen Ausgestaltung die Vorverlagerung des Insassen 114 im Rückhaltevolumen 124 dazu
genutzt werden, dass er das jeweilige Verbindungselement 154 beaufschlagt. Das
Verbindungselement 154 zieht dadurch verstärkt die
angebundenen Seitenbereiche zusammen, was den Druckaufbau des Rückhaltevolumens
verstärkt.