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Die Erfindung betrifft einen Airbag für einen Kraftwagen der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.
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Derartige Airbags sind aus dem Serienbau von Kraftwagen bekannt. Sie umfassen ein aufblasbares Volumenelement zum Rückhalten von Insassen des Kraftwagens. Dazu weist das Volumenelement einen Innenraum auf, in welchen ein gasförmiges Medium einzubringen ist, um das Volumenelement von einer Verstaustellung in eine Rückhaltestellung zum Rückhalten der Insassen zu bewegen. Zur Gewährleistung eines optimalen Insassenschutzes ist es vorteilhaft, das Volumenelement in besonders kurzer Zeit aufzublasen. Je schneller es von dessen Verstaustellung in dessen Rückhaltestellung aufgeblasen wird, desto besser ist die Rückhaltefunktion, da es dann ein besonders großes Volumen in einem Innenraum des Kraftwagens zum Rückhalten der Insassen einnehmen kann.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Airbag für einen Kraftwagen bereitzustellen, welcher einen sehr guten Insassenschutz gewährleistet.
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Diese Aufgabe wird durch einen Airbag für einen Kraftwagen mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Ein solcher Airbag, insbesondere Luftsack, für einen Kraftwagen umfasst ein Gehäuse und zumindest ein, wenigstens einen Aufnahmeraum für ein gasförmiges Medium, insbesondere Luft, aufweisendes Rückhalteelement, welches im Falle einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung des Kraftwagens durch Einströmen des Mediums in den Aufnahmeraum von einer Verstaustellung innerhalb des Gehäuses in eine Rückhaltestellung bewegbar ist. Das bedeutet, dass das Rückhalteelement in der Verstaustellung zumindest bereichsweise in dem Gehäuse aufgenommen ist, aus welchem es von der Verstaustellung in die Rückhaltestellung bewegbar ist, in welcher das Rückhalteelement ein besonders großes Volumen in einem Innenraum des Kraftwagens einnimmt, um damit ein sehr gutes Rückhalten von Insassen im Falle eines Unfalles zu gewährleisten.
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Weist nun wenigstens eine Wandung des Gehäuses zumindest eine Einströmöffnung für das Medium auf, durch welche das Medium in den Aufnahmeraum des Rückhalteelements einströmen kann, so ist dadurch das Rückhalteelement besonders schnell, d. h. in besonders kurzer Zeit, von seiner Verstaustellung in seine Rückhaltestellung bewegbar. Dies bedeutet, dass das Rückhalteelement im Falle eines Unfalls einen besonders großen Raum bzw. ein besonders großes Volumen in dem Innenraum des Kraftwagens einnehmen kann, um Insassen vor einem Aufprall auf harte und Verletzungen verursachende Teile bewahren kann. Dies wirkt sich besonders gut auf den Insassenschutz des Kraftwagens aus. Die Wahrscheinlichkeit für die Insassen, schwere Verletzungen zu erleiden, ist dadurch niedriger.
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Das Rückhalteelement kann dabei als großer, zusammenhängender Luftsack ausgebildet sein, welcher zum Bewegen von der Verstaustellung in die Rückhaltestellung mit dem Medium aufblasbar ist, indem das Medium in den Aufnahmeraum einströmt. Es ist möglich, dass das Medium aktiv, also beispielsweise mittels eines Gasgenerators in den Aufnahmeraum eingeblasen wird. Ebenso möglich ist, dass das Medium durch den sich bei der Bewegung von der Verstaustellung in die Aufnahmestellung entfaltenden Luftsack in den Aufnahmeraum eingesaugt wird.
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Außerdem ist es möglich, dass das Rückhalteelement durch eine insbesondere fachwerkartige Stützstruktur gebildet ist, welche gegebenenfalls zumindest bereichsweise mit einer Hülle verkleidet ist, wodurch der Aufnahmeraum gebildet ist. Die insbesondere fachwerkartige Stützstruktur ist dabei beispielsweise aus einer Mehrzahl von Röhrenelementen gebildet, die ebenso jeweils einen weiteren Aufnahmeraum aufweisen, in die ein Medium einströmen kann, wobei das Medium in den jeweiligen weiteren Aufnahmeraum der Röhrenelemente beispielsweise mittels eines Gasgenerators aktiv eingebracht, insbesondere eingeblasen, wird, wodurch die Röhrenelemente aufgeblasen werden. Durch das Aufblasen der Röhrenelemente entfaltet sich die insbesondere fachwerkartige Stützstruktur von der Verstaustellung in die Rückhaltestellung und nimmt ein besonders großes Volumen in dem Innenraum des Kraftwagens ein. Ein so genannter Fachwerkbag mit dieser Stützstruktur hat den Vorteil, dass die Aufnahmeräume der Röhrenelemente insgesamt ein kleineres aufzublasendes Gesamtvolumen aufweisen, als die gesamte Stützstruktur letztendlich in dem Innenraum einnimmt. Somit kann dieser Fachwerkbag ein besonders hohes Volumen in dem Innenraum einnehmen, wobei ein relativ dazu kleineres Volumen aktiv aufgeblasen werden muss. Der von der Stützstruktur und gegebenenfalls der Hülle gebildete Aufnahmeraum des Airbags wird dabei ebenso mit einem gasförmigen Medium, insbesondere Umgebungsluft gefüllt, um eine gute Stützwirkung des Fachwerkbags zu erreichen. Durch die Einströmöffnung in der Wandung des Gehäuses kann nun das Medium für diesen Aufnahmeraum besonders gut und besonders schnell in den durch die Stützstruktur und gegebenenfalls die Hülle gebildeten Aufnahmeraum des Rückhalteelements einströmen, wodurch dieses Rückhalteelement ebenso besonders schnell, d. h. in kurzer Zeit, von der Verstaustellung in die Rückhaltestellung bewegbar ist. Dies ist dem Insassenschutz des Kraftwagens ebenso besonders zuträglich, da dann der Fachwerkbag ein Auftreffen der Insassen auf feste und gegebenenfalls Verletzungen verursachende Teile in vielen Fällen verhindern kann. Durch die Einströmöffnung in der Wandung ist ein möglicher Unterdruck in dem Rückhalteelement bzw. in dem Aufnahmeraum, welcher eine Entfaltung des Rückhalteelements behindern und damit eine Aufblasezeit verlängern könnte, verhinder- oder wenigstens reduzierbar.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung umfasst der Airbag zumindest eine Ventileinrichtung mittels welcher ein Durchströmen des Mediums durch die Einströmöffnung einstellbar ist. Bevorzugt weist die Ventileinrichtung wenigstens eine die Einströmöffnung zumindest bereichsweise freigebende Durchlassstellung auf, in welcher das Medium in dem Aufnahmeraum einströmen kann. Ebenso weist die Ventileinrichtung bevorzugt eine die Einströmöffnung zumindest bereichsweise verschließende Schließstellung auf, in welcher ein Ausströmen des Mediums aus dem Aufnahmeraum zumindest im Wesentlichen verhindert ist. Zum einen ermöglicht die Ventileinrichtung damit eine besonders schnelle Bewegung des Rückhalteelements von der Verstaustellung in die Rückhaltestellung. Andererseits ist dadurch eine sehr hohe Standzeit des Rückhalteelements realisiert.
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Trifft bei einem Unfall ein Insasse auf das Rückhalteelement auf, so wird der Aufnahmeraum zusammengedrückt, was zunächst ein Ausströmen des Mediums aus dem Aufnahmeraum hinaus bewirkt bzw. bewirken würde. Dadurch, dass die Ventileinrichtung in der Schließstellung ein solches Ausströmen zumindest im Wesentlichen verhindert, bietet das Rückhalteelement eine bestimmte Standzeit die von einem Querschnitt der Einströmöffnung abhängt, welche durch die Ventileinrichtung freigegeben bzw. verschlossen ist. Somit kann der Insasse bei dem Unfall aufgefangen und können Verletzungen verursachende Beschleunigungen verringert werden, da das Medium langsamer aus dem Aufnahmeraum hinausströmen kann als es bei der Bewegung des Rückhalteelements in die Rückhaltestellung in den Aufnahmeraum strömen kann bzw. konnte. Die Einströmöffnung kann durch die Ventileinrichtung gegebenenfalls auch so sehr verschlossen sein, dass das Medium zumindest nahezu nicht mehr aus dem Aufnahmeraum hinausströmen kann. Es versteht sich, dass bei einem großen, von der Ventileinrichtung freigegebenen Querschnitt der Einströmöffnung mehr Luft aus dem Aufnahmeraum strömen kann, woraus eine geringere Standzeit resultiert, als in einem Fall, in welchem die Ventileinrichtung einen dazu geringeren Querschnitt der Einströmöffnung freigibt, woraus eine höhere Standzeit des Rückhalteelements resultiert.
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Die Ventileinrichtung umfasst beispielsweise wenigstens ein Klappenelement, mittels welchem die Einströmöffnung zumindest bereichsweise freigebbar oder verschließbar ist. Das Klappenelement ist beispielsweise zumindest im Wesentlichen als Folie, als Textillage und/oder zumindest im Wesentlichen aus Kunststoff ausgebildet. Gibt das Klappenelement in der Durchlassstellung die Einströmöffnung frei, so verschließt sie diese zumindest bereichsweise in der Schließstellung, wobei sie beispielsweise an der die Einströmöffnung begrenzenden Wandung des Gehäuses abgestützt ist. Dadurch ist ein Durchschlagen des Klappenelements vermieden.
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An dieser Stelle sei angemerkt, dass eine Ventilation, d. h. ein Einströmen des Mediums in den Aufnahmeraum und gegebenenfalls eine Ventileinrichtung, mittels welcher das Durchströmen des Mediums durch die Einströmöffnung einstellbar ist, insbesondere bei Airbags ohne Gehäuse derart realisiert ist, dass wenigstens eine solche Einströmöffnung in einer Textillage als Gewebe des Airbags und damit direkt in das Rückhalteelement, also beispielsweise in den großen zusammenhängenden Luftsack oder die Stützstruktur bzw. die Hülle dieser, integriert ist.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mehrerer bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Die Zeichnungen zeigen in:
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1 eine schematische Querschnittsansicht eines Airbags für einen Kraftwagen mit einem Gehäuse, wobei Wandungen des Gehäuses Einströmöffnungen für ein gasförmiges Medium aufweisen;
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2 ausschnittsweise eine schematische und perspektivische Querschnittsansicht eines Gehäuses einer alternativen Ausführungsform eines Airbags gemäß 1;
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3 ausschnittsweise eine schematische und perspektivische Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform eines Gehäuses gemäß 2;
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4 ausschnittsweise eine schematische Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform eines Airbags gemäß 1;
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5 eine schematische und perspektivische Ansicht eines Gehäuses für einen Airbag gemäß den 2 und 3;
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6 ausschnittsweise eine schematische und perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Airbags gemäß den 1 und 4 mit dem Gehäuse gemäß 5; und
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7 ausschnittsweise eine schematische und perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Airbags gemäß den 1, 4 und 6.
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Die 1 zeigt einen Airbag 10, welcher ein Gehäuse 12 sowie ein Rückhalteelement 14 umfasst. Das Rückhalteelement 14 ist in der 1 dabei in einer Rückhaltestellung gezeigt, in welcher es ein sehr großes Volumen in einem Innenraum eines Kraftwagens einnimmt, wodurch das Rückhalteelement 14 besonders gut Insassen rückhalten und somit in den meisten Fällen vor einem Aufprall auf Bauteile bewahren kann. Das Rückhalteelement 14 ist dabei von einer Verstaustellung in die in der 1 gezeigte Rückhaltestellung bewegbar. In der Verstaustellung ist das Rückhalteelement 14 in dem Gehäuse 12 aufgenommen. Zur Darstellung eines besonders guten Insassenschutzes ist das Rückhalteelement 14 besonders schnell, d. h. in besonders kurzer Zeit, von der Verstaustellung in die Rückhaltestellung bewegbar. Dazu weist das Rückhalteelement 14 einen Aufnahmeraum 16 auf, welcher bereichsweise durch das Rückhalteelement 14 und bereichsweise durch das Gehäuse 12 begrenzt ist. In den Aufnahmeraum 16 ist nun zur Bewegung des Rückhalteelements 14 von der Verstaustellung in die Rückhaltestellung Umgebungsluft einströmbar. Damit besonders viel Umgebungsluft in besonders kurzer Zeit in den Aufnahmeraum 16 einströmen kann, weisen sowohl Seitenwände 18 und 20 als auch ein Boden 22 des Gehäuses 12 Einströmöffnungen 24, 26 und 28 auf, durch welche die Umgebungsluft gemäß Richtungspfeilen 30, 32, 34 und 36 in den Aufnahmeraum 16 einströmen kann.
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Um dieses Einströmen zu gewährleisten, umfasst der Airbag 10 Ventileinrichtungen 38, 40 und 42 mit jeweiligen Ventilklappen 44, 46, 48 und 50. Die Ventileinrichtungen 38, 40 und 42 weisen eine Schließstellung auf, in welcher ein Ausströmen der Umgebungsluft entgegen den Richtungspfeilen 30, 32, 34 und 36 zumindest im Wesentlichen verhindert ist. Ebenso weisen sie einen in der 1 gezeigte Offenstellung auf, in welcher das Einströmen der Luft gemäß den Richtungspfeilen 30, 32, 34 und 36 ermöglicht ist.
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Die Ventileinrichtungen 38, 40 und 42 ermöglichen somit nicht nur ein Einströmen einer besonders großen Menge an Umgebungsluft in besonders kurzer Zeit in den Aufnahmeraum 16, sondern ermöglichen auch eine lange und vorteilhafte Standzeit des Rückhalteelements 14. Dies kommt daher, da bei einem Aufprall eines Insassen auf das Rückhalteelement 10 die sich in dem Aufnahmeraum 16 befindliche Luft nicht oder nicht ungehindert aus dem Aufnahmeraum 16 entgegen der Richtungspfeile 30, 32, 34 und 36 hinausströmen kann. Ein ungehindertes Ausströmen der Umgebungsluft über die Einströmöffnungen 24, 26 und 28 hinaus ist durch die in der Schließstellung befindlichen Ventilklappen 44, 46, 48 und 50 zumindest im Wesentlichen verhindert.
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Wie der 1 zu entnehmen ist, heben die Ventilklappen 44, 46, 48 und 50 in der Offenstellung von den Seitenwänden 24 und 26 bzw. dem Boden 22 ab. Ist ein Einströmvorgang der Umgebungsluft in den Aufnahmeraum 16 infolge des sich entfaltenden Rückhalteelements 14 beendet, so legen sich die Ventilklappen 44, 46, 48 und 50 wieder an die Seitenwände 18 und 20 bzw. den Boden 22 an, da die Ventilklappen 44, 46, 48, 50 beispielsweise elastisch ausgebildet sind und kraftlos einen Zustand anstreben, in welchem sie an den Seitenwänden 24 und 26 bzw. den Boden 22 anliegen und damit die Einströmöffnungen 24, 26 und 28 abdecken und verschließen. Trifft nun ein Insasse auf das Rückhalteelement 14 auf, vergrößert sich der Innendruck in dem Aufnahmeraum 16, und die Ventilklappen 44, 46, 48 und 50 werden noch stärker gegen die Seitenwände 18 und 20 bzw. den Boden 22 gedrückt. Ein kontrolliertes und definiertes Ausströmen der Umgebungsluft aus dem Aufnahmeraum 16 hinaus, wobei ein bestimmter Volumenstrom der Umgebungsluft ausströmen kann, ist gegebenenfalls erwünscht, um auf den Insassen wirkende Beschleunigungen abzubauen. Ein solcher Volumenstrom ist beispielsweise dadurch realisiert, dass die Eintrittsströmungen 24, 26 und 28 nur bereichsweise durch die Ventilklappen 44, 46, 48, 50 abgedeckt sind, diese also einen gewissen Querschnitt der Einströmöffnungen 24, 26 und 28 freigeben. Ebenso ist es möglich, ein solches Ausströmen der Umgebungsluft aus dem Aufnahmeraum 16 hinaus durch anderweitige Öffnungen, Ventileinrichtungen oder dergleichen, die beispielsweise in das Rückhalteelement 16 integriert sind, zu ermöglichen.
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Die 2 zeigt eine alternative Ausführungsform des Gehäuses 12, welches aus einem Gitterblech ausgebildet ist und somit eine Vielzahl von Einströmöffnungen für die Umgebungsluft bereitstellt. Eine Ventilfunktion für die Vielzahl von Einströmöffnungen gemäß den Ventileinrichtungen 38, 40 und 42 ist beispielsweise durch Ventilklappen dargestellt, welche aus einer Folie bzw. Folien, Gewebe bzw. Geweben oder dergleichen ausgebildet sind. Ebenso möglich ist, das Gehäuse 12 als Rost oder anderweitig perforiertes Material auszubilden. Als Werkstoff ist Kunststoff, Blech oder anderweitige Werkstoffe möglich.
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Die 3 zeigt eine weitere Ausführungsform des Gehäuses 12 mit den Seitenwänden 18 und 20 und dem Boden 22, wobei nun die Seitenwand 20 drei Einströmöffnungen 26, 26' und 26'' aufweist. Der Boden 22 weist vier Einströmöffnungen 26''', 26'''', 26''''' und 26'''''' auf. Dadurch kann besonders viel Umgebungsluft gemäß Richtungspfeilen 32 in den Aufnahmeraum 16 einströmen.
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Die 4 zeigt eine weitere Ausführungsform des Airbags 10, wobei der Airbag 10 Gasgeneratoren 52 und 54 umfasst. Das den Aufnahmeraum 16 aufweisende Rückhalteelement 14 ist nun als so genannter Fachwerkbag ausgebildet, welcher eine fachwerkartige Stützstruktur umfasst, welche mit einer insbesondere als Gewebe ausgebildeten Hülle verkleidet ist. Mit anderen Worten bedeutet dies, dass der Aufnahmeraum 16 durch die Stützstruktur sowie durch die Hülle als auch durch das Gehäuse 12 begrenzt ist. Die fachwerkartige Stützstruktur ist wiederum aus einer Mehrzahl von Röhrenelemente gebildet, die jeweils einen weiteren Aufnahmeraum aufweisen, in welchen ein gasförmiges Medium einzuströmen, bzw. einzublasen, ist, um somit die Röhrenelemente und damit die fachwerkartige Stützstruktur aufzublasen, wodurch das Rückhalteelement 14 von der in dem Gehäuse 12 aufgenommenen Verstaustellung in die in der 4 gezeigte Rückhaltestellung zu entfalten ist. Zum besonders schnellen Aufblasen der Röhrenelemente und damit der Stützstruktur bläst der Gasgenerator 52 das gasförmige Medium in die weiteren Aufnahmeräume der Röhrenelemente. Um das Entfalten des Rückhalteelements 14 weiter zu unterstützen, bläst der Gasgenerator 54 über eine Einströmöffnung 24' der Seitenwand 20 des Gehäuses 12 ein gasförmiges Medium in den Aufnahmeraum 16.
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Die 5 zeigt eine weitere Ausführungsform des Gehäuses 12, welches die Seitenwände 18 und 20, den Boden 22 sowie Stirnwände 56 und 58 aufweist. Wie der Figur zu entnehmen ist, sind in den Seitenwänden 18 und 20 sowie in der Stirnwand 56 jeweils eine Mehrzahl von Einströmöffnungen 24 vorgesehen, über welche das gasförmige Medium, insbesondere Umgebungsluft, in den Aufnahmeraum 16 gemäß Richtungspfeilen 32 einströmbar ist, was der 6 zu entnehmen ist.
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Die 6 zeigt dabei eine weitere Ausführungsform des Airbags 10 mit dem Gehäuse 12 gemäß 5. Wie der 6 zu entnehmen ist, weist auch der Boden 22 des Gehäuses 12 eine Mehrzahl von Einströmöffnungen 24 auf, durch die Umgebungsluft in den Aufnahmeraum 16 bei der Bewegung des Rückhalteelements 14 von der Verstaustellung in die Rückhaltestellung einströmen kann.
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Die 7 zeigt eine weitere Ausführungsform des Airbags 10, welcher das Gehäuse 12 sowie das Rückhalteelement 14 umfasst. Weiterhin umfasst der Airbag 10 gemäß 4 einen Gasgenerator 60, mittels welchem ein gasförmiges Medium sowohl in den Aufnahmeraum 16 als auch in die in Zusammenhang mit dem Airbag gemäß 4 beschriebenen Röhrenelemente zum Aufblasen der insbesondere fachwerkartigen Stützstruktur einblasbar ist.
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Es versteht sich, dass das zu dem Rückhalteelement 14 gemäß 4 Ausgeführte auch analog auf die Airbags 10 gemäß 1, 6 und 7 und auf deren jeweilige Rückhalteelemente 14 übertragbar und anzuwenden ist.
