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Die
Erfindung betrifft einen Airbag für ein Fahrzeug nach den Merkmalen
des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
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Zur
Senkung des Verletzungsrisikos von Fahrzeuginsassen bei Verkehrsunfällen sind
Airbags bekannt, welche bei einem Aufprallereignis mit einem Gas
befüllt
und entfaltet werden. Auf diese Weise wird ein Aufprall des Fahrzeuginsassen
auf Teile des Fahrzeugs durch den dazwischen entfalteten Airbag gedämpft.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen verbesserten Airbag
für ein
Fahrzeug anzugeben.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch
einen Airbag für
ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Bevorzugte
Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Ein
Airbag für
ein Fahrzeug ist durch Füllen mit
einem Gas entfaltbar.
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Erfindungsgemäß weist
der Airbag zumindest eine primäre
Kammer und zumindest eine sekundäre
Kammer auf, welche derart ausgebildet sind, dass nach einem Auslösen des
Airbags das Gas zunächst
in die zumindest eine und/oder weitere primäre Kammern direkt mit einem
vorgegebenen Innendruck einströmt
und über
diese zumindest eine und/oder über
die weiteren primären
Kammern in die zumindest eine sekundäre Kammer mit einem progressiv
ansteigenden und gegenüber
dem vorgegebenen Innendruck geringeren Arbeitsdruck einströmt.
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Durch
diesen Airbag ist ein Schutz eines Fahrzeuginsassen bei einem Aufprall,
zum Beispiel bei einem Seitenaufprall, optimiert, da beispielsweise die
Kammern verschiedenen Körperregionen
des Fahrzeuginsassen zugeordnet sind, wobei durch eine unterschiedliche
Befüllung
und/oder Entleerung der primären
und der sekundären
Kammern ein zeitlich gestaffelter Druckaufbau und/oder Druckabbau ermöglicht ist,
wodurch in den Kammern zu unterschiedlichen, jeweils optimalen Zeitpunkten
ein optimaler Innendruck vorliegt.
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Des
Weiteren adaptiert sich der Airbag an eine jeweilige Aufprallschwere,
d. h. an eine jeweilige Intrusionsgeschwindigkeit und Intrusionstiefe
und an ein jeweiliges Insassengewicht, da bei einer höheren Aufprallschwere
und/oder bei einem höheren
Insassengewicht durch eine dadurch verursachte stärkere äußere Krafteinwirkung
auf die zumindest eine primäre
Kammer das Gas schneller von der primären Kammer in die sekundäre Kammer
einströmt.
Mit Airbags nach dem Stand der Technik ist dies nicht realisierbar,
da selbst bei einem Einsatz einer zweiten Airbagstufe oder eines
zweiten Gasgenerators, welche zu einem späteren Zeitpunkt zünden, aufgrund
fest eingestellter Zündzeitverzüge keine
Adaption an die Aufprallschwere und an das Insassengewicht möglich ist.
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Da
bei dem Airbag keine derartige zweite Airbagstufe und kein zweiter
Gasgenerator erforderlich sind, ist der Airbag sehr kostengünstig und
weist ein geringeres Gewicht und einen geringeren Bauraumbedarf
auf. Des Weiteren sind beispielsweise auch ein Airbagsteuergerät und ein
Verbindungskabelsatz wesentlich einfacher und dadurch kostengünstiger, kleiner,
leichter und störungssicherer
ausführbar.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
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Dabei
zeigen:
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1 ein
Innendruck-Zeit-Diagramm eines Airbags nach dem Stand der Technik,
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2 eine
schematische Darstellung eines zwischen einer Fahrzeuginnenseite
und einem Fahrzeuginsassen entfalteten Airbags,
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3 eine
schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines Airbags,
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4 eine
schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform eines Airbags, und
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5 ein
Innendruck-Zeit-Diagramm einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Airbags.
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Einander
entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen
versehen.
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1 zeigt
ein Innendruck p-Zeit t-Diagramm eines Airbags nach dem Stand der
Technik. Derartige Airbags nach dem Stand der Technik weisen die
Charakteristik auf, dass nach einem Auslösen des Airbags der Innendruck
p im Airbag auch bei mehreren Kammern sich zum gleichen Zeitpunkt
aufbaut und nach einer vollständigen
Befüllung
relativ schnell wieder abbaut, so dass der Innendruck p, wie hier
dargestellt, in einem Zeitraum Z1 einer maximalen Insassenbelastung
bereits wieder reduziert ist, wodurch der Airbag keine optimale
Rückhaltewirkung aufweist.
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2 zeigt
eine schematische Darstellung eines zwischen einer Fahrzeuginnenseite 1 eines Fahrzeugs
und einem Fahrzeuginsassen 2 entfalteten Airbags 3,
welcher im hier dargestellten Beispiel als ein Seitenairbag ausgebildet
ist. Derartige Airbags 3 sind in einem Ruhezustand beispielsweise
in einer Rückenlehne 4 eines
Fahrzeugsitzes 5 angeordnet und sind bei einem Auslösen aufgrund
eines Aufpralls des Fahrzeugs auf ein Hindernis durch Füllen mit
einem in den 3 und 4 näher dargestellten
Gas 6 zwischen dem Fahrzeuginsassen 2 und der
Fahrzeuginnenseite 1 entfaltbar, um einen Aufprall des
Fahrzeuginsassen 2 auf Fahrzeugteile zu dämpfen. Das
Gas 6 ist beispielsweise mittels eines hier nicht näher dargestellten
Gasgenerators erzeugbar, welcher ebenfalls in der Rückenlehne 4 des Fahrzeugsitzes 5 angeordnet
ist.
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Der
hier dargestellte Airbag 3 ist in zwei primäre Kammern 3.1, 3.2 und
eine sekundäre
Kammer 3.3 unterteilt. Nach einem Entfalten des Airbags 3 sind
die primären
Kammern 3.1, 3.2 zwischen einem Schulterbereich 2.1 bzw.
einem Beckenbereich 2.2 des Fahrzeuginsassen 2 und
der Fahrzeuginnenseite 1 angeordnet. Die sekundäre Kammer 3.3 ist
zwischen einem Thoraxbereich 2.3 des Fahrzeuginsassen 2 und
der Fahrzeuginnenseite 1 angeordnet.
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Die
Kammern 3.1, 3.2, 3.3 im Airbag 3 sind derart
ausgebildet, dass nach einem Auslösen des Airbags 3 das
Gas 6 vom Gasgenerator aus zunächst direkt in die primären Kammern 3.1, 3.2 mit
einem vorgegebenen hohen Innendruck einströmt und über diese in die sekundäre Kammer 3.3 einströmt. Dabei strömt das Gas 6 in
die sekundäre
Kammer 3.3 mit einem progressiv ansteigenden und gegenüber dem vorgegebenen
Innendruck geringeren Arbeitsdruck ein.
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Um
dies zu erreichen, sind in einer in 3 dargestellten
Ausführungsform
des Airbags 3 die Kammern 3.1, 3.2, 3.3 durch
eine Abtrennnaht 7 ausgebildet, mittels welcher eine Vorderseite
des Airbags 3 mit einer Rückseite des Airbags 3 vernäht ist. Die
Abtrennnaht 7 reicht jedoch nicht bis an einen Rand 8 des
Airbags 3 heran, so dass zwischen Abtrennnahtenden 7.1, 7.2 und
dem Rand 8 des Airbags 3 jeweils ein Überströmkanal 9 von
der jeweiligen primären
Kammer 3.1, 3.2 in die sekundäre Kammer 3.3 ausgebildet
ist. Über
diese Überströmkanäle 9 ist
das Gas 6 von den primären
Kammern 3.1, 3.2 in die sekundäre Kammer 3.3 einströmbar, um
die sekundäre
Kammer 3.3 zu befüllen.
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Kommt
es zu einem Auslösen
des Airbags 3, ohne dass ein Fahrzeuginsasse 2 im
betreffenden Bereich sitzt, so wird das Gas 6 der primären Kammern 3.1 und 3.2 zwar
in die sekundäre
Kammer 3.3 strömen,
jedoch dort nur einen marginalen, nicht nutzbaren Druckanstieg verursachen.
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Bei
Insassenbelastung wird das gefüllte
Volumen der primären
Kammern 3.1, 3.2 so komprimiert, dass es in die
sekundäre
Kammer 3.3 einströmt
und dort zeitlich nachgelagert zu den primären Kammern 3.1, 3.2 einen
progressiven Druckanstieg verursacht. Darüber hinaus ist bei einem geringen
Insassengewicht der Druckanstieg in der sekundären Kammer 3.3 geringer
ausgeprägt
als bei einem schweren Insassen. Somit wird mittels der Erfindung zusätzlich ein
progressives Befüllen
der Kammern 3.1 bis 3.3 des Airbags 3 adaptiv
zum Insassengewicht erzielt.
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In 4 ist
eine weitere Ausführungsform des
Airbags 3 dargestellt. In dieser Ausführungsform sind die Kammern 3.1, 3.2, 3.3 durch
ein die Kammern 3.1, 3.2, 3.3 voneinander
abtrennendes Fangband 10 ausgebildet, wobei im hier dargestellten
Beispiel Fangbandenden 10.1, 10.2 jeweils bis
zum Rand 8 des Airbags 3 reichen. Ein derartiges Fangband 10 ist
ein Band mit einer vorgegebenen Breite, wobei Kanten des Fangbandes 10 mit
der Vorderseite bzw. der Rückseite
des Airbags 3 verbunden, beispielsweise vernäht sind.
Dadurch bildet das Fangband 10 eine Wand zwischen den primären Kammern 3.1, 3.2 und
der sekundären
Kammer 3.3. Zu einer Durchleitung des Gases 6 durch
das Fangband 10 von den primären Kammern 3.1, 3.2 in
die sekundäre
Kammer 3.3 weist das Fangband 10 Durchströmöffnungen 11 auf.
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5 zeigt
ein Innendruck p-Zeit t-Diagramm für eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Airbags 3,
wobei mittels einer ersten Kurve K1 ein Druckverlauf in den primären Kammern 3.1, 3.2 und
mittels der zweiten Kurve K2 ein Druckverlauf in der sekundären Kammer 3.3 dargestellt
ist. Der Innendruck p in den primären Kammern 3.1, 3.2 steigt sehr
schnell und sehr stark an. Dies ist sinnvoll, da, wie in 2 dargestellt,
die primären
Kammern 3.1, 3.2 zwischen dem Schulterbereich 2.1 bzw.
dem Beckenbereich 2.2 des Fahrzeuginsassen 2 und
der Fahrzeuginnenseite 1 angeordnet sind.
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Mit
dem Schulterbereich 2.1 und dem Beckenbereich 2.2 trifft
der Fahrzeuginsasse 2 zuerst auf den Airbag 3 auf,
da sie am menschlichen Körper seitlich
exponiert sind. Des Weiteren sind der Schulterbereich 2.1 und
der Beckenbereich 2.2 bei mechanischen Krafteinwirkungen
weniger stark verletzungsgefährdet
als der Thoraxbereich 2.3. Daher ist der Innendruck p in
den primären
Kammern 3.1, 3.2 relativ hoch. Zum Zeitpunkt T1
des höchsten
Innendrucks p treffen der Schulterbereich 2.1 und der Beckenbereich 2.2 des
Fahrzeuginsassen 2 auf die jeweiligen primären Kammern 3.1, 3.2 des
Airbags 3 auf.
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Durch
den Innendruck p in den primären Kammern 3.1, 3.2 und
durch eine mechanische Krafteinwirkung auf die primären Kammern 3.1, 3.2,
verursacht einerseits durch den Fahrzeuginsassen 2 und andererseits
durch die auf den Airbag 3 einwirkende Fahrzeuginnenseite 1,
welche sich aufgrund des Aufpralls möglicherweise noch zusätzlich verformt,
erfolgt ein Pressen und Strömen
des Gases 6 aus den primären Kammern 3.1, 3.2 über die Überströmkanäle 9 und/oder
durch die Durchströmöffnungen 11 in die
sekundäre
Kammer 3.3.
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Wie
anhand der den Druckverlauf in der sekundären Kammer 3.3 darstellenden
zweiten Kurve K2 ersichtlich, steigt der Innendruck p in der sekundären Kammer 3.3 auf
diese Weise zeitversetzt und langsamer an und fällt später und langsamer ab als in
den primären
Kammern 3.1, 3.2. Auf diese Weise erreicht der
Innendruck p in der sekundären
Kammer 3.3 sein Maximum erst in einem Zeitraum Z2, wenn der
Thoraxbereich 2.3 des Fahrzeuginsassen 2 auf den
Airbag 3 auftrifft. Des Weiteren ist ein maximaler Innendruck
psmax der sekundären Kammer 3.3 wesentlich
geringer als ein maximaler Innendruck ppmax der
primären
Kammern 3.1, 3.2, da der Thoraxbereich 2.3 bei
mechanischen Krafteinwirkungen wesentlich verletzungsanfälliger ist.
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Dadurch
ist ein Schutz des Fahrzeuginsassen 2 bei einem Aufprall
optimiert, da in den Kammern 3.1, 3.2, 3.3,
welche, wie in 2 dargestellt, verschiedenen
Körperregionen
des Fahrzeuginsassen 2 zugeordnet sind, durch eine unterschiedliche Befüllung und/oder
Entleerung der primären
und der sekundären
Kammern 3.1, 3.2, 3.3 ein zeitlich gestaffelter
Druckaufbau und/oder Druckabbau ermöglicht ist, wodurch in den
Kammern 3.1, 3.2, 3.3 zu unterschiedlichen,
jeweils optimalen Zeitpunkten T1 bzw. Zeiträumen Z2 ein optimaler Innendruck
p vorliegt.
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Des
Weiteren adaptiert sich der Airbag 3 an eine jeweilige
Aufprallschwere, d. h. an eine jeweilige Intrusionsgeschwindigkeit
und Intrusionstiefe und an ein jeweiliges Insassengewicht, da bei
einer höheren Aufprallschwere
und/oder bei einem höheren
Insassengewicht durch die dadurch verursachte stärkere äußere Krafteinwirkung auf die
primären
Kammern 3.1, 3.2 das Gas 6 schneller
und mit einem höheren Druck
p von den primären
Kammern 3.1, 3.2 in die sekundäre Kammer 3.3 einströmt. Mit
Airbags nach dem Stand der Technik ist dies, wie in 1 dargestellt,
nicht realisierbar, da selbst bei einem Einsatz einer zweiten Airbagstufe
oder eines zweiten Gasgenerators, welche zu einem späteren Zeitpunkt
zünden,
aufgrund fest eingestellter Zündzeitverzüge keine
Adaption an die Aufprallschwere und an das Insassengewicht möglich ist.
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Da
bei dem Airbag 3 keine derartige zweite Airbagstufe und
kein zweiter Gasgenerator erforderlich sind, ist der Airbag 3 sehr
kostengünstig
und weist ein geringeres Gewicht und einen geringeren Bauraumbedarf
auf. Des Weiteren sind beispielsweise auch ein nicht näher dargestelltes
Airbagsteuergerät
und ein Verbindungskabelsatz wesentlich einfacher und dadurch kostengünstiger,
kleiner, leichter und störungssicherer
ausführbar.