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STAND DER TECHNIK
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Airbaggehäuse eines Airbagsystems, insbesondere eines Seitenairbagsystems eines Kraftfahrzeugs, und auf ein Airbagsystem mit einem derartigen Airbaggehäuse.
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Obwohl auf beliebige Fahrzeuge anwendbar, wird die vorliegende Erfindung sowie die ihr zugrunde liegende Problematik in Bezug auf ein Personenkraftfahrzeug näher erläutert.
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Bei modernen Kraftfahrzeugen ist am Sitzseitenteil ein Seitenairbag befestigt, welcher im Falle eines Seitencrashs aufgeblasen wird. Der Seitenairbag befindet sich zwischen dem Fahrzeugsitz und einer in den Fahrgastraum intrudierenden Fahrzeugstruktur. Aufgrund seiner Geometrie und seiner Bauteildicke stellt der Seitenairbag jedoch ein steifes Element dar, welches den Intrusionspuls im Falle des Seitencrashs unvermindert an den Fahrzeugsitz bzw. Insassen weitergibt. Dies führt zu einer starken Belastung des Fahrzeugsitzes bzw. des Fahrzeuginsassen. Weiterhin wird ein möglicher entstehender Freiraum zwischen dem nicht deformierbaren Seitenairbag und der deformierbaren Sitzstruktur nicht genutzt, da das Gehäuse des Seitenairbags sehr steif ist.
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Die
US 6,312,008 beschreibt ein über einem Fahrzeugfenster an einem Türholm eines Fahrzeugs angeordnetes Airbagsystem, wobei das Airbaggehäuse des Systems auf einer verformbaren tragenden Struktur angeordnet ist, welche das Airbaggehäuse mit der Karosserie verbindet. Die tragende Struktur ist im Wesentlichen als U-förmiges Profil ausgebildet, wobei die Schenkel der U-Form im Falle einer starken Belastung einknicken und so Verformungsarbeit aufnehmen. Als nachteilig an diesem Ansatz hat sich jedoch herausgestellt, dass ein relativ großer Bauraum zur Verfügung zu stellen ist und dass zusätzliche Komponenten in Form des U-Profils und zusätzlicher Befestigungsmittel erforderlich sind. Dies erhöht den Herstellungsaufwand und verringert den möglichen Einsatzbereich eines derartigen Seitenairbagsystems.
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Somit liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Airbagsystem zu schaffen, welches die oben genannten Nachteile beseitigt.
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VORTEILE DER ERFINDUNG
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Airbaggehäuse mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und/oder durch ein Airbagsystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 12 gelöst.
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Demgemäß sind vorgesehen:
Ein Airbaggehäuse eines Airbagsystems, insbesondere eines Seitenairbagsystems eines Kraftfahrzeuges, mit einem definierten Biegebereich, welcher durch gezielte Materialschwächung des Airbaggehäuses gebildet und derart ausgestaltet ist, dass das Airbaggehäuse durch Verformen des definierten Biegebereiches beim Wirken einer mechanischen Belastung auf das Airbaggehäuse oberhalb eines vorbestimmten Schwellwertes Verformungsenergie aufnimmt.
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Ein Airbagsystem, insbesondere ein Seitenairbagsystem für ein Kraftfahrzeug, mit: einem derartigen Airbaggehäuse; einem zumindest abschnittsweise in dem Airbaggehäuse angeordnetem Airbagluftsack; einem zumindest abschnittsweise in dem Airbaggehäuse angeordneten Gasgenerator; und einem weiteren Bauteil zum Verschließen des Airbaggehäuses, welches bei einem Auslösen des Airbagsystems den Airbagluftsack freigibt.
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Die Grundidee der vorliegenden Erfindung besteht darin, in dem Airbaggehäuse einen definierten Biegebereich vorzusehen, welcher derart ausgestaltet ist, dass das Airbaggehäuse bei einem Verformen des definierten Biegebereichs Verformungsenergie aufnimmt. Somit wirkt das Airbaggehäuse nicht als steifes, eine mechanische Belastung weiterleitendes Element, sondern nimmt selbst Verformungsenergie auf.
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In den Unteransprüchen finden sich vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen des im Patentanspruch 1 angegebenen Airbaggehäuses bzw. des im Patentanspruch 12 angegebenen Airbagsystems.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist der definierte Biegebereich derart ausgebildet, dass dieser beim Wirken der mechanischen Belastung auf das Airbaggehäuse plastisch verformt wird. Durch die plastische Verformung ist es möglich, eine besonders hohe Verformungsenergie aufzunehmen, wodurch die Zuverlässigkeit des Airbaggehäuses erhöht wird.
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Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der definierte Biegebereich derart ausgestaltet, dass beim Wirken der mechanischen Belastung auf das Airbaggehäuse ein erster Airbaggehäuseabschnitt und ein zweiter Airbaggehäuseabschnitt relativ zueinander um den definierten Biegebereich verschwenken. Dies ermöglicht vorteilhaft ein definiertes Verformen des Airbaggehäuses.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung weist der definierte Biegebereich eine das Airbaggehäuse durchbrechende Ausnehmung auf. Hierdurch ist der Biegebereich besonders einfach und schnell herstellbar, wodurch die Produktionskosten zur Herstellung des Airbaggehäuses reduziert werden.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der definierte Biegebereich als Schwächung einer Wandstärke des Airbaggehäuses ausgebildet. Hierdurch ist ebenfalls eine einfache und schnelle Herstellbarkeit des Biegebereichs und somit des Airbaggehäuses gewährleistet.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist der definierte Biegebereich aus einem sich von einem Grundwerkstoff des Airbaggehäuses unterscheidenden Werkstoff gebildet, welcher eine höhere Duktilität als der Grundwerkstoff aufweist. Dies ermöglicht eine besonders gute Einstellbarkeit des Verformungsverhalten des Biegebereichs, wodurch das Airbaggehäuse in einem vergrößerten Anwendungsbereich einsetzbar ist.
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Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel weist das Airbaggehäuse einen Befestigungspunkt zum Montieren des Airbaggehäuses an einer Sitzstruktur eines Sitzes auf. Dies ermöglicht eine schnelle und komfortable Montage des Airbaggehäuses in einem Kraftfahrzeug.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist der definierte Biegebereich um den Befestigungspunkt herumgeführt. Hierdurch wird zuverlässig verhindert, dass eine Verformung im Bereich des Befestigungspunktes unterbleibt, wodurch sich die Zuverlässigkeit des Airbaggehäuses erhöht.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung umfasst das Airbaggehäuse Gehäuseseitenwände und einen Gehäuseboden, welcher den definierten Biegebereich aufweist. Dies ermöglicht eine zuverlässige und definierte Aufnahme eines Airbagluftsacks in dem Airbaggehäuse.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform teilt der definierte Biegebereich den Gehäuseboden in etwa mittig. Hierdurch wird erreicht, dass ein Verformen des Airbaggehäuses auch dann stattfindet, wenn eine Belastung annähernd mittig auf das Airbaggehäuse wirkt.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Airbaggehäuse mit einem metallischen Werkstoff, insbesondere mit einem dünnwandigen Stahlblech gebildet. Hierdurch ist eine schnelle und kostengünstige Herstellbarkeit des Airbaggehäuses mit großen Stückzahlen gewährleistet.
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Gemäß einer weiter bevorzugten Weiterbildung ist das weitere Bauteil als mittels des Gasgenerators absprengbarer oder aufsprengbarer Deckel ausgebildet. Dies ermöglicht ein sicheres Freigeben des Airbagluftsackes, wodurch die Zuverlässigkeit des Airbagsystems erhöht wird.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Airbaggehäuse mit einer Sitzstruktur eines Sitzes derart wirkverbunden, dass ein bei einem Deformieren der Sitzstruktur zwischen der deformierten Sitzstruktur und dem Airbaggehäuse entstehender Freiraum mittels des Verformens des definierten Biegebereichs durch das verformte Airbaggehäuse zumindest abschnittsweise ausgefüllt ist. Hierdurch wird zusätzlich Verformungsenergie eingebracht, wodurch die Sicherheit und Zuverlässigkeit des Airbagsystems erhöht werden.
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ZEICHNUNGEN
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden schematischen Figuren der Zeichnung näher erläutert.
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Von den Figuren zeigen:
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1 eine Aufsicht eines Airbaggehäuses gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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2 eine Schnittansicht der bevorzugten Ausführungsform des Airbaggehäuses gemäß der Schnittlinie II-II der 1;
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3 eine Schnittansicht der bevorzugten Ausführungsform des Airbaggehäuses gemäß der 1 und 2 in einem verformten Zustand;
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4 eine Schnittansicht eines Airbaggehäuses gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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5 eine Schnittansicht eines Airbaggehäuses gemäß einer noch weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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6 eine Schnittansicht eines Airbagsystems mit einem Airbaggehäuse gemäß einer der bevorzugten Ausführungsformen gemäß der 1 bis 5; und; und
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7 eine Schnittansicht des Airbagsystems gemäß der 6 nach einer Deformation des Airbaggehäuses.
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BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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In den Figuren der Zeichnung bezeichnen dieselben Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Komponenten, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.
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Die 1 zeigt in einer Aufsicht eine bevorzugte Ausführungsform eines Airbaggehäuses 1 eines Airbagsystems. Das Airbaggehäuse 1 ist beispielsweise zur Aufnahme eines Airbagluftsacks und eines Gasgenerators des Airbagsystems ausgebildet. In alternativen Ausführungsformen des Airbaggehäuses 1 ist dieses als eine das Airbagsystem tragende Struktur, welche das Airbagsystem beispielsweise mit einer Fahrzeugkarosserie verbindet, oder als ein Airbaggehäusedeckel ausgebildet. Das Airbaggehäuse 1 weist einen definierten Biegebereich 4 auf, welcher beispielsweise durch gezielte Schwächung des Airbaggehäuses 1 gebildet ist. Der definierte Biegebereich 4 ist bevorzugt plastisch verformbar. Das Airbaggehäuse 1 kann mehrere Biegebereiche 4 aufweisen. Das Airbaggehäuse 1 ist bevorzugt mit zumindest an Langseiten des Airbaggehäuses 1 vorgesehenen Gehäusewänden 12, 13 und einem Gehäuseboden 14 ausgebildet. Der definierte Biegebereich 4 ist bevorzugt in dem Gehäuseboden 14 angeordnet und teilt diesen in einer Längsrichtung des Airbaggehäuses 1 bevorzugt in etwa mittig. Das Airbaggehäuse 1 ist weiterhin bevorzugt aus einem metallischen Werkstoff gebildet, insbesondere aus einem dünnwandigen Stahlblech. Der definierte Biegebereich 4 ist in einer beispielhaften Ausführungsform des Airbaggehäuses 1 als eine das Airbaggehäuse 1 durchbrechende Ausnehmung 7 ausgebildet. Die Ausnehmung 7 weist beispielsweise mehrere Abschnitte 19–22 auf, welche durch Materialbrücken, bestehend aus Gehäusematerial voneinander getrennt sind, wobei die Materialbrücken einen ersten Airbaggehäuseabschnitt 5 und einen zweiten Airbaggehäuseabschnitt 6 des Gehäuses 1 miteinander verbinden. Das Airbaggehäuse 1 weist weiterhin bevorzugt an dem Boden 14 angeordnete Befestigungspunkte 8, 9 auf, wobei die Befestigungspunkte 8, 9 bevorzugt einem gemeinsamen Gehäuseabschnitt 5, 6 zugeordnet sind. Im Falle des Ausführungsbeispiels des Airbaggehäuses 1 gemäß der 1 ist dies der Abschnitt 5. Die Befestigungspunkte 8, 9 sind bevorzugt als mit dem Airbaggehäuse 1 fest verbundene Gewindeeinsätze 8, 9 ausgebildet. Die Befestigungspunkte 8, 9 sind voneinander beabstandet und bezüglich einer Querrichtung des Airbaggehäuses 1 in etwa mittig auf dem Boden 14 des Gehäuses 1 angeordnet. Bevorzugt liegen die Befestigungspunkte 8, 9 in etwa in dem Biegebereich 4. Der definierte Biegebereich 4 ist bevorzugt um die Befestigungspunkte 8, 9 herumgeführt, beispielsweise mittels eines gekrümmten Abschnittes 20 der Ausnehmung 7. Die Befestigungspunkte 8, 9 dienen beispielsweise zum Montieren des Airbaggehäuses 1 an einer Sitzstruktur eines Sitzes.
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Der definierte Biegebereich 4 ist bevorzugt derart ausgestaltet, dass beim Wirken einer mechanischen Belastung, welche größer ist als ein vorbestimmter Schwellwert, auf das Airbaggehäuse 1 bzw. auf einen der Abschnitte 5, 6 des Airbaggehäuses 1 dieser Abschnitt relativ zu dem anderen Abschnitt des Gehäuses 1 um den definierten Biegebereich 4 verschwenkt. Dabei nimmt das Airbaggehäuse 1 Verformungsenergie auf.
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Die 2 zeigt das Airbaggehäuse 1 in einer Schnittansicht entlang der Schnittlinie II-II gemäß der 1. Zur Besseren Darstellung ist die Schnittansicht bezüglich der 1 um 180° gedreht. In dem Airbaggehäuse 1 ist ein zusammengefalteter Airbagluftsack 15 und ein Gasgenerator 16 angeordnet. Das Airbaggehäuse 1 ist mittels eines weiteren Bauteils 17, welches bevorzugt als Deckel 17 aus einem Kunststoffmaterial ausgebildet ist, verschlossen. Im vorliegenden Beispiel gemäß der 2 ist das Airbaggehäuse 1 über die Befestigungspunkte 8, 9 beispielsweise mit der Sitzstruktur des Sitzes fest verbunden.
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Bei einem Auslösen des Airbagsystems 3 wird mittels des Gasgenerators 16 der Airbagluftsack 15 aufgeblasen, wodurch der Deckel 17, beispielsweise entlang einer Bruchlinie 24 aufgesprengt oder vollständig abgesprengt wird und der Airbagluftsack 15 sich entfaltet. Beim Wirken einer mechanischen Belastung F auf das Airbaggehäuse 1, beispielsweise durch eine in einen Fahrgastraum intrudierende Fahrzeugstruktur oder intrudierende Fahrzeugbauteile, beispielsweise im Falle eines Seitencrashs, verformt sich der definierte Biegebereich 4 derart, dass das Airbaggehäuse 1 Verformungsenergie aufnimmt. Ein vorbestimmter Schwellwert zur Verformung des definierten Biegebereichs 4 ist dabei durch die konstruktive Gestaltung des Biegebereichs 4 und das verwendete Material des Airbaggehäuses 1 bzw. des Biegebereichs 4 vorbestimmt. Beim Wirken der mechanischen Belastung F oberhalb des vorbestimmten Schwellwertes schwenkt beispielsweise der zweite Abschnitt 6 des Gehäuses 1 um den definierten Biegebereich 4 relativ zu dem ersten Abschnitt 5 des Gehäuses. Die 3 zeigt das Airbaggehäuse 1 gemäß der 2 mit einem verformten Biegebereich 4. Zur vereinfachten Darstellung sind der Airbagluftsack 15, der Gasgenerator 16 und der Deckel in 3 nicht illustriert.
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Die 4 zeigt in einer Schnittansicht ein weiteres Ausführungsbeispiel des Airbaggehäuses 1, wobei der definierte Biegebereich als Schwächung einer Wandstärke d des Gehäuses 1 ausgebildet ist. Hierzu wird zur Definition des Biegebereichs 4 die Wandstärke d des Airbaggehäuses 1 im Bereich des vorgesehenen Biegebereichs 4 auf eine Wandstärke t reduziert. Die Reduzierung der Wandstärke d kann beispielsweise, wie in 3 gezeigt, beidseitig erfolgen oder auch nur einseitig. Die Wandstärkenreduzierung kann beispielsweise mittels fräsen oder erodieren erreicht werden. Die Dicke der verbleibenden Wandstärke t ist abhängig von dem vorbestimmten Schwellwert, der erreicht werden soll. Die Reduzierung der Wandstärke d auf die Wandstärke t kann ähnlich der Ausnehmung 7 entsprechend der 1 abschnittsweise durch Materialbrücken mit der ursprünglichen Wandstärke d des Airbaggehäuses unterbrochen sein. Hierdurch wird eine ausreichende Stabilität des Biegebereichs 4 erreicht und das Biegeverhalten des Biegebereichs 4 ist komfortabel einstellbar.
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Die 5 zeigt ein noch weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Airbaggehäuses 1, wobei der definierte Biegebereich 4 aus einem sich von einem Grundwerkstoff des Gehäuses 1 unterscheidenden Werkstoff gebildet ist. Der Werkstoff des definierten Biegebereichs 4 weist in diesem Ausführungsbeispiel bevorzugt eine höhere Duktilität als der Grundwerkstoff des Airbaggehäuses 1 auf. Der Biegebereich 4 ist bei diesem Ausführungsbeispiel des Airbaggehäuses 1 gemäß der 5 beispielsweise als Fuge 4 zwischen dem ersten Gehäuseabschnitt 5 und dem zweiten Gehäuseabschnitt 6 ausgebildet. Die Fuge 4 kann über Oberflächen des Bodens 14 des Airbaggehäuses 1 wie in 5 illustriert, überstehen oder bündig mit diesen abschließen. Beispielsweise können der erste und der zweite Gehäuseabschnitt 5, 6 als Blechbauteile ausgeführt sein, wobei der definierte Biegebereich 4 aus einem bevorzugt plastisch verformbaren Kunststoffmaterial ausgebildet ist. Das Airbaggehäuse 1 ist in diesem Ausführungsbeispiel vorteilhaft in einem Kunststoffspritzgussverfahren montierbar, wobei die Blechteile 5, 6 in ein Spritzgusswerkzeug eingelegt werden und anschließend der aus Kunststoff bestehende Biegebereich 4 in das Spritzgusswerkzeug eingespritzt wird. In dem Biegebereich 4 können zusätzlich den ersten und den zweiten Gehäuseabschnitt 5, 6 verbindende Brücken aus dem Grundwerkstoff des Airbaggehäuses 1 vorgesehen sein. Alternativ kann der Biegebereich 4 auch aus einem metallischen Werkstoff mit einer höheren Duktilität als der Grundwerkstoff des Airbaggehäuses 1 ausgebildet sein.
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Die 6 zeigt ein Airbagsystem 3, insbesondere ein Seitenairbagsystem mit einem Airbaggehäuse 1. In dem Airbaggehäuse 1 sind der Airbagluftsack 15 und der nicht weiter dargestellte Gasgenerator angeordnet, wobei der Deckel 17 das Airbaggehäuse 1 verschließt. Das Airbaggehäuse 1 ist analog zu 1 mittels Befestigungspunkte mit einer Sitzstruktur 10 eines Sitzes 11 fest verbunden, beispielsweise verschraubt, vernietet oder verschweißt. Die Sitzstruktur 10 ist derart ausgebildet, dass diese bei einem Seitencrash eines Kraftfahrzeuges Verformungsenergie aufnehmen kann.
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Die 7 zeigt das Airbagsystem 3 nach einem Auslösen des Airbags und einer Deformation der Sitzstruktur 10, dargestellt durch das Bezugszeichen 10'. Bei der Intrusion einer Fahrzeugstruktur in die Fahrgastzelle nimmt zunächst das Airbaggehäuse 1 aufgrund des definierten Biegebereichs 4 Verformungsenergie auf, wobei das verformte Airbaggehäuse 1, dargestellt mit dem Bezugszeichen 1', der verformten Sitzstruktur 10' folgt. Das Airbaggehäuse 1' wird dabei zumindest abschnittsweise in einem Freiraum 23 aufgenommen, der zwischen der Sitzstruktur 10' und dem unverformten Airbaggehäuse 1 entstehen würde. Dieser Freiraum wird aufgrund des Verformens des definierten Biegebereichs 4 durch das verformte Airbaggehäuse 1' zumindest abschnittsweise ausgefüllt. Der Freiraum 23 ist in 7 anhand des gestrichelt dargestellten unverformten Airbaggehäuses 1 dargestellt. Hierdurch ist nochmals zusätzlich Verformungsenergie aufnehmbar und zusätzlich Airbagentfaltungsraum geschaffen.
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Mit dem Airbaggehäuse 1 bzw. mit dem Airbagsystem 3 ist es somit durch das Vorsehen des definierten Biegebereiches 4 möglich, dass das Airbaggehäuse 1 Verformungsenergie aufnimmt und so eine direkte Kraftübertragung von einer in den Fahrgastraum eindringenden Fahrzeugstruktur auf das Airbaggehäuse 1 und die Sitzstruktur 10 nicht stattfindet.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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