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Die
Erfindung betrifft eine Sicherheitseinrichtung zum Schutz von Fahrzeuginsassen
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Sogenannte
Vorhang-Gassäcke
sind in der Fahrzeugtechnik bekannt und weit verbreitet. Ein solcher
Vorhang-Gassack weist eine obere und eine untere Kante auf und die
obere Kante ist im Bereich des Dachholmes mit der Fahrzeuginnenstruktur
verbunden. Im Ruhezustand ist der Vorhang-Gassack gefaltet oder
um seine Unterkante herum gerollt. Im Falle eines Unfalls, nämlich eines
seitlichen Aufpralls oder eines Überschlags,
wird der Vorhang-Gassack mit Gas befüllt und er entfaltet sich hierbei
vor wenigstens einem Seitenfenster des Kraftfahrzeuges. Nach dem
Unfall muss der Vorhang-Gassack in einer Werkstatt entfernt und
durch einen neuen ersetzt werden. Dies zieht natürlich erhebliche Kosten nach sich.
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Ein
weiterer Nachteil bisheriger Vorhang-Gassäcke ist folgender: Es sind
Fahrzeug-Sicherheitssysteme bekannt geworden, welche Sicherheitseinrichtungen
wie Gassäcke,
Gurtstraffer und dergleichen nicht erst beim Aufprall des Fahrzeugs auf
ein Hindernis aktivieren, sondern bereits vorher, wozu Näherungssensoren
vorhanden sind. Insbesondere bei Seitencrashs bringen solche Systeme Vorteile,
da im Gegensatz zu Frontalcrashs praktisch keine Knautschzone zur
Verfügung
steht. Aufgrund des oben beschriebenen Sachverhalts dürfen Vorhang-Gassäcke jedoch
auch bei Vorhandensein solcher Näherungssensoren
nur dann ausgelöst
werden, wenn die zugehörende
Elektronik die eingehenden Signale dahingehend interpretiert, dass
ein Seitenaufprall sicher erfolgt.
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Im
Hinblick auf den idealen Insassenschutz wäre es jedoch wünschenswert,
wenn Vorhang-Gassäcke
auch vorbeugend aktiviert werden könnten, also zu einem relativ
frühen
Zeitpunkt eines sich möglicherweise
ereignenden Unfalls, selbst wenn hier noch die Chance besteht, dass
sich gar kein seitlicher Aufprall oder Überschlag ereignet.
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Die
vorliegende Erfindung stellt sich deshalb die Aufgabe, eine Sicherheitseinrichtung
zu schaffen, welche bereits zu einem frühen Zeitpunkt aktiviert werden
kann, auch wenn das Eintreten eines Unfalls noch nicht sicher feststeht.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Sicherheitseinrichtung mit den Merkmalen
des Anspruchs 1 gelöst.
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Die
erfindungsgemäße Sicherheitseinrichtung
zum Schutz von Fahrzeuginsassen kann reversibel arbeiten. Dies wird
dadurch erreicht, dass der Vorhang-Gassack im Ruhezustand um die
obere Kante zu einer Rolle gerollt und zumindest die Enden der oberen
Kante drehbar an Befestigungselementen gehalten sind. Der Vorhang-Gassack
ist somit im Ruhezustand wie ein Rollo aufgerollt und kann nach
Benutzung auch ohne weiteres wieder in diesen Zustand eingerollt
werden, wozu vorzugsweise Rückstellelemente,
beispielsweise in Form von Rollfedern, vorhanden sind.
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Weiter
vorzugsweise ist der Vorhang-Gassack in seinem Ruhezustand auf eine
Welle aufgewickelt, welche drehbar an der Fahrzeuginnenstruktur gehalten
ist. Hierdurch wird es möglich,
den Vorhang-Gassack nach seiner Entfaltung besonders einfach wieder
aufzurollen. Somit kann die Auslöseschwelle
für den
Vorhang-Gassack heruntergesetzt werden, so dass es auch vorkommen
kann, dass der Gassack unnötig
ausgelöst
wird, d. h. auch dann, wenn es später gar nicht zu einem Unfall
kommt. Nach dem Wiederaufrollen des Vorhang-Gassacks kann die Fahrt
in diesem Fall ohne Werkstattbesuch fortgesetzt werden.
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Bei
bisherigen Vorhang-Gassäcken
befindet sich der den Vorhang-Gassack befüllende Gasgenerator oder eine
mit dem Gasgenerator in Verbindung stehende Gaslanze im Bereich
der oberen Kante des Vorhang-Gassackes und die Entfaltung und Expansion
des Vorhang-Gassacks wird durch den sich aufbauenden Gasdruck, wenn
Gas in diesem oberen Bereich in den Vorhang-Gassack einströmt, erreicht. Bei
der erfindungsgemäßen Sicherheitseinrichtung ist
dies ohne weitere Maßnahmen
nicht möglich.
Es sind vorzugsweise deshalb Mittel vorhanden, welche im Fall eines
Unfalls auf einen unteren Bereich des Vorhang-Gassacks wirken, um den Vorhang-Gassack
zu entrollen. Alternativ oder zusätzlich hierzu ist es möglich, den
Vorhang-Gassack von unten her zu befüllen, wozu ein unterer Abschnitt
des Vorhang-Gassacks mittels eines Schlauches mit einer Druckwelle
verbunden ist.
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Da
es aufgrund der Reversibilität
möglich
ist, den Vorhang-Gassack zu einem frühen Zeitpunkt zu entfalten,
muss die Entfaltung nicht zwingend so schnell geschehen, wie dies
bei bisherigen Vorhang-Gassäcken
der Fall ist. Es ist deshalb zu bevorzugen, als Druckerzeuger keinen
pyrotechnisch arbeitenden Gasgenerator, sondern beispielsweise ein vorhandenes
Druckluftsystem für
eine Fülleinrichtung
zu nutzen, was insbesondere bei Lastkraftwagen möglich ist.
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Weitere
bevorzugte Ausführungsbeispiele ergeben
sich aus den weiteren Unteransprüchen
sowie aus den nun mit Bezug auf die Figuren näher dargestellten Ausführungsbeispielen.
Hierbei zeigen:
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1 Eine
schematische Darstellung einer Sicherheitseinrichtung im Ruhezustand
gemäß einer ersten
Ausführungsform
der Erfindung,
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1a das
Detail D1 aus 1,
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2 einen
Schnitt entlang der Linie A-A aus 1,
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3 das
in 1 Gezeigte nach Aktivierung der Sicherheitseinrichtung,
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4 einen
Schnitt entlang der Linie B-B aus 3,
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5 ein
Steuerschema für
die Sicherheitseinrichtung der ersten Ausführungsform,
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6 eine
schematisierte perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform
der Erfindung im aktivierten Zustand,
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7 einen
Schnitt entlang der Linie C-C aus 6,
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8 eine
Draufsicht auf das in 6 Gezeigte aus Richtung R, wobei
ein Füllschlauch
in zwei Positionen eingezeichnet ist,
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9 einen
Schnitt durch den Vorhang-Gassack aus 6 im eingerollten
Zustand und
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10 den
Vorhang-Gassack aus 9 zu einem frühen Expansionszeitpunkt.
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Die 1 und 2 zeigen
eine erste Ausführungsform
einer Sicherheitseinrichtung im Ruhezustand, wobei die 2 einen
Schnitt entlang der Linie A-A aus 1 ist. Die
Sicherheitseinrichtung weist einen Vorhang-Gassack 10 auf,
welcher um eine Hohlwelle 20 herum aufgewickelt ist. Der
Vorhang-Gassack 10 ist im wesentlichen rechteckig mit einer
oberen Kante 10a, welche sich von einem ersten Ende 10a' zu einem zweiten
Ende 10a'' erstreckt. Die
Hohlwelle 20 ist mittels Lagern 22 drehbar an
der Innenstruktur eines Kraftfahrzeuges, nämlich im Bereich des Dachholmes,
befestigt. Somit ist auch die obere Kante 10a drehbar bezüglich der
als Befestigungsmittel dienenden Lagern 22 gehalten. Es
ist wenigstens eine Rollfeder vorhanden (nicht dargestellt), welche
derart auf die Hohlwelle 20 wirkt, dass sich in Abwesenheit
weiterer Kräfte
der in den 1 und 2 dargestellte
aufgerollte Zustand einstellt.
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Wie
man beispielsweise der 2 entnimmt, erstreckt sich die
Hohlwelle 20 entlang der oberen Kante 10a des
Vorhang-Gassacks 10 und ist in diesem Bereich auch mit
dem Vorhang-Gassack 10 verbunden. An einem Ende der Hohlwelle
ragt, wie dies der 1a zu entnehmen ist, der Ausströmbereich 26a einer
Fülleinrichtung 26 ins
Innere der Hohlwelle 20 hinein. Diese Fülleinrichtung 26 kann
ein Ausströmventil
sein, welches mit einem existierenden Druckluftsystem verbunden
ist und drehfest in einer Aufnahme 28 aufgenommen ist.
Die Aufnahme 28 ist mittels einer Dichtung 30 gegen
die Hohlwelle 20 abgedichtet, wobei die Hohlwelle 20 um
die Aufnahme 28 gedreht werden kann. Wird die Fülleinrichtung 26 betätigt, so
strömt
Gas von ihm durch die Hohlwelle 20 und durch Öffnungen 20a in
der Wandung der Hohlwelle ins Innere des Vorhang-Gassackes 10. Aufgrund
des Umstandes, dass der Vorhang-Gassack 10 um seine Oberkante 10a herum
auf die Hohlwelle 20 aufgewickelt ist, führt ein
Einströmen
von Gas jedoch ohne weitere Maßnahmen
nicht zur Entfaltung, d. h. zum Entrollen des Vorhang-Gassackes 10.
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Es
sind deshalb Mittel vorgesehen, die im Betätigungsfall den Vorhang-Gassack 10 aktiv
entrollen. Diese Mittel weisen in der hier dargestellten ersten
Ausführungsform
zwei Kolben 32 auf, welche in Zylindern 34 gehalten
sind. Diese Kolben 32 sind jeweils mittels eines über zwei
Umlenkrollen 38 umgelenkten Zugseiles 36 mit der
Unterkante 10b des Vorhang-Gassacks 10 verbunden.
Es sind Druckgasanschlüsse 40 vorhanden,
durch welche Gas in den jeweiligen Arbeitsraum 34a des
Zylinders 34 einströmen
und somit den jeweiligen Kolben antreiben kann, wodurch durch die
Zugseile 36 die untere Kante 10b des Vorhang-Gassacks 10 nach
unten gezogen und somit der Vorhang-Gassack 10 entrollt
wird. Es ist auch möglich,
nur eine Kolben-Zylinder-Einheit zu verwenden.
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Alternativ
hierzu kann eine mit der Antriebswelle eines Elekromotors verbundene
Spule verwendet werden. In diesem Fall ist das erste Ende eines Zugseiles
mit der Spule verbunden und wird aufgewickelt, wenn der Elektromotor
betätigt
wird. Das zweite Ende des Zugseiles ist mit der unteren Kante des Vorhang-Gassacks
verbunden, wodurch das untere Ende nach unten gezogen wird.
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Vorzugsweise
wird der Vorhang-Gassack 10 zunächst komplett entrollt, bevor
der Vorhang-Gassack 10 mit Gas befüllt wird, wie dies im Steuerschema
der 5 gezeigt ist.
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Die
Signale eines Näherungssensors
werden Auswerteeinheit zugeführt.
Diese verarbeitet diese eingehenden Signale – gegebenenfalls zusammen mit
weiteren – und
bewertet, ob ein Unfall wahrscheinlich ist. Liegt die Wahrscheinlichkeit über einer gewissen
Schwelle, so werden zunächst
die Kolben-Zylinder-Einheiten beziehungsweise der Elektromotor und
mit einer gewissen Zeitverzögerung
hierzu, welche ausreicht, um den Vorhanggassack zu entrollen, die
Fülleinrichtung
betätigt,
so dass der Vorhanggassack mit Gas befüllt wird und somit seine volle
Schutzwirkung entfaltet.
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Die 6 bis 10 zeigen
eine zweite Ausführungsform
der Erfindung. Auch hier ist der Vorhang-Gassack 10 um
seine obere Kante 10a um eine Welle 40 herum aufgewickelt,
wobei die Welle 40 hier jedoch keine Hohlwelle ist. Wie
in der ersten Ausführungsform
auch, ist die Oberkante 10a des Vorhang-Gassacks 10 drehfest
mit dieser Welle 40 verbunden und die Welle 40 ist über Lager
drehbar an der Innenstruktur des Kraftfahrzeuges gehalten (nicht
dargestellt).
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Im
Gegensatz zur ersten Ausführungsform wird
der Vorhang-Gassack der zweiten Ausführungsform nicht von oben,
sondern von unten her befüllt. Hierzu
weist der Vorhang-Gassack 10 eine horizontal verlaufende
Kammer 14 und mehrere sich von dieser horizontal verlaufenden
Kammer 14 nach oben erstreckende vertikal verlaufende Kammern 12 auf.
Die horizontal verlaufende Kammer 14 erstreckt sich bis zu
einer Seitenkante 10c des Vorhang-Gassackes 10,
wo sie in einen Füllschlauch 16 (nur
in 8 dargestellt) mündet. Der Füllschlauch 16 verläuft vollständig außerhalb
des Vorhang-Gassackes 10 und ist mit einer Druckquelle
verbunden, wie dies in 8 schematisch angedeutet ist.
In 8 ist weiterhin die Position des Füllschlauches 16 bei
eingerolltem Vorhang-Gassack 10 (gestrichelt) und bei vollständig entrolltem
Vorhang-Gassack (durchgezogene Linie) dargestellt.
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Alternativ
hierzu ist es auch möglich,
dass der Füllschlauch
in einem oberen Bereich in den Vorhang-Gassack eintritt und sich
innerhalb des Gassacks schräg
nach unten zu der horizontal verlaufenden Kammer erstreckt. In diesem
Fall sollte der Füllschlauch
eine gewisse Steifigkeit aufweisen, so dass er auch im aufgerollten
Zustand nicht vollständig
innerhalb des Gassacks zusammengedrückt ist.
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Die 9 zeigt
einen Querschnitt durch den aufgerollten Vorhang-Gassack 10.
Die 10 zeigt das in 9 Gezeigte
zu einem frühen
Entroll- und Expansionszustand des Vorhang-Gassackes 10.
Im Gegensatz zu ersten Ausführungsform
geschieht hier das Entrollen und das Befüllen zeitgleich, wobei je nach
konkreter Ausgestaltung der Sicherheitseinrichtung allein schon
der sich in den vertikal verlaufenden Kammern 12 aufbauende
Druck genügen kann,
um den Gassack zu entrollen. Es können jedoch auch zusätzliche
Mittel vorhanden sein, die das Entrollen unterstützen.
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Die 7 zeigt
den Vorhang-Gassack im vollständig
entrollten und gefüllten
Zustand in einer der 9 entsprechenden Darstellung.
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Bei
der zweiten Ausführungsform
wäre es auch
denkbar keine durchgehende Welle vorzusehen, sondern lediglich die
beiden Enden der oberen Kante drehbar an der Fahrzeuginnenstruktur
zu befestigen. Es ist jedoch zu erwarten, dass bei Vorhandensein
einer durchgehenden Welle ein gleichmäßigeres Aufrollverhalten erzielbar
ist.
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Die
Erfindung wurde oben im wesentlichen in Bezug auf Personenkraftwagen
beschrieben. Eine andere Anwendungsmöglichkeit der erfindungsgemäßen Sicherheitseinrichtung
stellen Fahrerkabinen von Lastkraftwagen dar. Hier kann eine entsprechende
Sicherheitseinrichtung insbesondere dazu dienen, den Fahrer bzw.
den Beifahrer bei einem Umkippen der Fahrerkabine zu schützen, indem
der Vorhang-Gassack vor dem entsprechenden Seitenfenster entrollt
und aufgeblasen wird. Das auslösende
Signal wird hier von einem Neigungssensor, nicht von einem Näherungs-
oder Aufprallsensor generiert. Da das Umkippen einer Fahrerkabine
eines LKWs vergleichsweise langsam vonstatten geht, ist das Problem,
dass das Entrollen und Aufblasen bei der erfindungsgemäßen Sicherheitseinrichtung
in der Regel länger
dauert als bei einem klassischen Vorhang-Gassack, hier ohne Bedeutung.
Aufgrund der Reversibilität
der Sicherheitseinrichtung ist es insbesondere auch möglich, bei
noch recht geringer Neigung der Fahrerkabine den Vorhang-Gassack
zu entrollen und zu befüllen,
selbst wenn noch die Chance besteht, dass es nicht zu einem Umkippen
der Fahrerkabine kommt.
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Es
ist möglich,
Merkmale der verschiedenen beschriebenen Ausführungsformen miteinander zu kombinieren.
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- 10
- Vorhanggassack
- 10a
- obere
Kante
- 10b
- untere
Kante
- 10c
- Seitenkante
- 12
- vertikal
verlaufende Kammer
- 14
- horizontal
verlaufende Kammer
- 16
- Füllschlauch
- 20
- Hohlwelle
- 20a
- Öffnung
- 22
- Lager
- 24
- Rollfeder
- 26
- Fülleinrichtung
- 28
- Aufnahme
- 30
- Dichtung
- 32
- Kolben
- 34
- Zylinder
- 34a
- Arbeitsraum
- 36
- Zugseil
- 38
- Umlenkrolle
- 40
- Welle