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Die Erfindung betrifft einen Airbag für einen Kraftwagen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Ein solcher Airbag ist der
DE 10 2007 052 246 A1 als bekannt zu entnehmen. Der Airbag weist eine Stützstruktur auf, welche eine Mehrzahl von Volumenelementen umfasst. Die Stützstruktur ist durch Beaufschlagen der Volumenelemente mit einem Medium, insbesondere Gas, aus einer Aufbewahrungsposition in eine Rückhalteposition bewegbar.
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Der Airbag weist ferner wenigstens ein Hüllenelement auf, mittels welchem ein durch die Stützstruktur in ihrer Rückhalteposition gebildetes Rückhaltevolumen des Airbags zumindest bereichsweise umgeben ist.
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Durch das Bewegen der Stützstruktur von der Aufbewahrungsposition in die Rückhalteposition strömt Luft in das Rückhaltevolumen ein. Um einen bei einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung auf den Airbag aufprallenden Fahrzeuginsassen des Kraftwagens vorteilhaft auffangen, rückhalten und so vor schwerwiegenden Verletzungen schützen zu können, ist es von Vorteil, wenn sich in dem Rückhaltevolumen besonders schnell, d. h. in kurzer Zeit ein hoher Innendruck aufbaut, wodurch der Fahrzeuginsasse sehr gut rückgehalten werden kann. Zudem ist ein entsprechendes, dämpfendes Verhalten des Airbags wünschenswert, um dadurch den Fahrzeuginsassen abzubremsen.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Airbag für einen Kraftwagen der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass ein besonders schneller Aufbau eines hohen Innendrucks in dem Rückhaltevolumen realisierbar ist und der Fahrzeuginsasse besonders vorteilhaft rückhaltbar ist.
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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 nichttrivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
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Um einen Airbag für einen Kraftwagen, insbesondere einen Personenkraftwagen, der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 derart weiterzuentwickeln, dass ein besonders schneller Aufbau des Innendrucks im Rückhaltevolumen realisierbar und der Fahrzeuginsasse besonders vorteilhaft mittels des Airbags rückhaltbar ist, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Hüllenelement wenigstens eine Durchtrittsöffnung aufweist, der zumindest ein Abdeckelement zugeordnet ist. Mittels des Abdeckelements ist die Durchtrittsöffnung zumindest in der Aufbewahrungsposition fluidisch versperrt und in der Rückhalteposition in Folge eines Aufpralls eines Fahrzeuginsassen auf den Airbag für ein aus dem Rückhaltevolumen durch die Durchtrittsöffnung ausströmendes Gas, insbesondere Luft, zumindest bereichsweise fluidisch freigebbar.
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Mit anderen Worten gibt das die Durchtrittsöffnung zeitlich vor dem Aufprall des Fahrzeuginsassen auf den Airbag fluidisch versperrende Abdeckelement die Durchtrittsöffnung erst infolge des Aufpralls des Fahrzeuginsassen auf den Airbag fluidisch frei. Dadurch kommt es zunächst zu einem besonders schnellen Aufbau eines hohen Innendrucks im Rückhaltevolumen, da zunächst das Abdeckelement ein Ausströmen des Gases, insbesondere der Luft, aus dem Rückhaltevolumen über die Durchtrittsöffnung verhindert. Infolge dieses Aufbaus des sehr hohen Innendrucks im Rückhaltevolumen kann der Fahrzeuginsasse bei der unfallbedingten Kraftbeaufschlagung frühzeitig und besonders vorteilhaft aufgefangen, rückgehalten und vor schwerwiegenden Verletzungen geschützt werden.
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Steigt der Innendruck im weiteren Verlauf des Aufpralls, welcher auch als Eintauchen des Fahrzeuginsassen in den Airbag bezeichnet wird, weiter an, so kommt es durch diesen weiteren Druckanstieg zu einer Freigabe der Durchtrittsöffnung durch das Abdeckelement, so dass die Luft über die zumindest teilweise freigegebene Durchtrittsöffnung aus dem Rückhaltevolumen beispielsweise in den Innenraum des Kraftwagens ausströmen kann.
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Durch dieses Freigeben der Durchtrittsöffnung zeitlich nach dem Druckaufbau kann der Innendruck in dem Rückhaltevolumen wieder zumindest teilweise abgebaut werden, wodurch ein dämpfendes Verhalten des Airbags realisiert ist. Mit anderen Worten wird dadurch der Aufprall des Fahrzeuginsassen auf den Airbag gedämpft, und der Fahrzeuginsasse wird abgebremst.
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Die Realisierung des schnellen Druckaufbaus im Rückhaltevolumen ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn dem Rückhaltevolumen das Gas, insbesondere die Luft, zumindest im Wesentlichen passiv, d. h. ohne Zutun eines Stellglieds wie beispielsweise eines Gasgenerators zugeführt wird. Dies ist beispielsweise derart realisiert, dass mit der Bewegung der Stützstruktur in die Rückhalteposition eine sukzessive Vergrößerung des Rückhaltevolumens einhergeht, wodurch im Rückhaltevolumen gegenüber dem Innenraum des Kraftwagens ein Unterdruck entsteht, durch welchen Luft aus dem Innenraum in das Rückhaltevolumen zumindest im Wesentlichen passiv, d. h. infolge der Bewegung der Stützstruktur in die Rückhalteposition, eingesaugt wird.
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Der Airbag bzw. sein Rückhaltevolumen ist somit zeitlich vor dem Eintauchen des Fahrzeuginsassen in den Airbag drucklos. Dies bedeutet, dass in dem Rückhaltevolumen zeitlich vor dem Eintauchen des Fahrzeuginsassen in den Airbag gegenüber dem Innenraum des Kraftwagens kein Überdruck herrscht. Ein solcher Überdruck wird erst durch das Aufprallen des Fahrzeuginsassen auf den Airbag erzeugt, wodurch der Innendruck im Rückhaltevolumen im Vergleich zu einem Zustand des Airbags, in welchem sich die Stützstruktur bereits in der Rückhalteposition befindet, der Fahrzeuginsasse jedoch noch nicht auf den Airbag aufgeprallt ist, erhöht wird.
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Durch die anfängliche, fluidische Versperrung der Durchtrittsöffnung kann der Innendruck bzw. der Überdruck (bezogen auf den Innenraum) im Rückhaltevolumen sehr schnell durch das Eintauchen erzeugt werden. Dies führt zu einem besonders hohen Wirkungsgrad des Airbags. Durch das daran anschließende, zumindest teilweise fluidische Freigeben der Durchtrittsöffnung kann die Dämpfungswirkung des Airbags realisiert werden.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. 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.
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Die Zeichnung zeigt in:
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1 ausschnittsweise eine schematische Schnittansicht eines Airbags für einen Kraftwagen, welcher als sogenannter Fachwerkbag ausgebildet ist und eine Stützstruktur mit einer Mehrzahl von Volumenelementen umfasst, welche zum Bewegen der Stützstruktur aus einer Aufbewahrungsposition in eine Rückhalteposition mit einem Medium beaufschlagbar sind, wobei der Airbag ein Rückhaltevolumen des Airbags zumindest bereichsweise umgebendes Hüllenelement umfasst, welche eine Durchtrittsöffnung aufweist, der zumindest ein Abdeckelement zugeordnet ist, mittels welchem die Durchtrittsöffnung zumindest in der Aufbewahrungsposition fluidisch versperrt und in der Rückhalteposition in Folge eines Aufpralls eines Fahrzeuginsassen auf den Airbag für eine aus dem Rückhaltevolumen durch die Durchtrittsöffnung ausströmendes Gas zumindest bereichsweise fluidisch freigebbar ist;
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2 ausschnittsweise eine schematische Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform des Airbags gemäß 1; und
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3 ausschnittsweise eine weitere schematische Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform des Airbags gemäß 1 und 2.
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1 zeigt ausschnittsweise einen Airbag 10 für einen Kraftwagen, insbesondere einen Personenkraftwagen. Der Airbag 10 ist als sogenannter Fachwerkbag ausgebildet und umfasst eine Stützstruktur mit einer Mehrzahl von in 1 nicht erkennbaren Volumenelementen. Die Volumenelemente sind jeweils zumindest im Wesentlichen röhrenförmig ausgebildet und weisen ein jeweiliges Volumen auf, welches mit einem Medium vorliegend in Form von Luft, mittels wenigstens eines Gasgenerators beaufschlagbar ist. Mit anderen Worten kann mittels des wenigstens einen Gasgenerators Luft in die jeweiligen Volumina der Volumenelemente eingeblasen werden, wodurch die Volumenelemente aufgeblasen werden. Durch dieses Aufblasen der Volumenelemente wird die Stützstruktur aus einer Aufbewahrungsposition, in welcher die Stützstruktur zumindest teilweise in einem Gehäuse des Airbags 10 aufgenommen ist, in eine Rückhalteposition entfaltet, d. h. bewegt. In der Rückhalteposition ist durch die Stützstruktur ein Rückhaltevolumen 11 des Airbags 10 gebildet.
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Die jeweiligen Volumina der Volumenelemente sind vorteilhafterweise fluidisch miteinander verbunden, so dass die mittels des Gasgenerators in eines der Volumenelemente bzw. in eines der Volumina eingeblasene Luft in die entsprechenden anderen Volumenelemente bzw. Volumina überströmen kann. Durch dieses fluidische Verbinden der einzelnen Volumina der Volumenelemente ist ein zusammenhängendes Gesamtvolumen des Airbags 10 geschaffen, welches zum Bewegen der Stützstruktur in die Rückhalteposition mittels des Gasgenerators aufzublasen ist. Dieses Gesamtvolumen ist dabei wesentlich kleiner als das durch die Stützstruktur gebildete Rückhaltevolumen 11, so dass der Airbag 10 bzw. die Stützstruktur besonders schnell, d. h. in kurzer Zeit bei oder zeitlich vor einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung in die Rückhalteposition bewegt und im Innenraum des Personenkraftwagens ein besonders großes Volumen einnehmen kann.
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Dadurch kann wenigstens ein Fahrzeuginsasse im Innenraum bei dessen unfallbedingter Verlagerung besonders gut aufgefangen, rückgehalten und vor schwerwiegenden Verletzungen geschützt werden.
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Die Stützstruktur ist dabei zumindest im Wesentlichen fachwerkförmig bzw. fachwerkartig und somit in Form einer Fachwerkstruktur ausgebildet, wobei die miteinander verbundenen Volumenelemente jeweilige Strebenelemente der Fachwerkstruktur bilden. Zwischen den miteinander verbundenen Volumenelementen (Strebenelemente) sind somit Freiflächen bzw. Freiräume gebildet.
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Der Airbag 10 umfasst auch wenigstens ein Hüllenelement 12, durch welches das Rückhaltevolumen 11 in der Rückhalteposition zumindest bereichsweise umgeben ist. Das Hüllenelement ist dabei zumindest bereichsweise in den Freiräumen bzw. Freiflächen angeordnet. Mit anderen Worten sind die Freiräume bzw. Freiflächen zwischen den Volumenelementen zumindest bereichsweise durch das Hüllenelement 12 überdeckt.
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Das Rückhaltevolumen 11 wird nun derart mit einem Gas, vorliegend mit Luft aus dem Innenraum gefüllt, dass Luft aus dem Innenraum zumindest im Wesentlichen passiv in das Rückhaltevolumen 11 bei der Entfaltung der Stützstruktur eingesaugt wird. Durch das Entfalten der Stützstruktur infolge des Aufblasens der Volumenelemente wird eine Vergrößerung des Rückhaltevolumens 11 ausgehend von der Aufbewahrungsposition in die Rückhalteposition bewirkt, wodurch in dem Rückhaltevolumen 11 gegenüber dem Innenraum ein Unterdruck erzeugt wird. Durch diesen Unterdruck wird Luft aus dem Innenraum zumindest im Wesentlichen passiv in das Rückhaltevolumen 11 eingesaugt.
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Um das Beaufschlagen des Rückhaltevolumens 11 mit einem Gas, insbesondere Luft, zu unterstützen, kann wenigstens ein weiterer Gasgenerator vorgesehen sein, mittels welchem aktiv Luft in das Rückhaltevolumen 11 eingeblasen wird.
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In der Rückhalteposition herrscht in dem Rückhaltevolumen 11 zeitlich vor einem Aufprall des Fahrzeuginsassen auf den Airbag 10 gegenüber dem Innenraum kein Überdruck. Mit anderen Worten liegen in dem Innenraum und in dem Rückhaltevolumen 11 zumindest im Wesentlichen gleiche Drücke vor.
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Um nun einen besonders hohen Wirkungsgrad des Airbags 10 mit einer besonders vorteilhaften Auffang- und Rückhaltefunktion zu realisieren, weist das Hüllenelement 12 eine Durchtrittsöffnung 14 auf, welcher ein Abdeckelement 16 zugeordnet ist. Das Abdeckelement 16 ist mit die Durchtrittsöffnung 14 begrenzenden Bereichen des Hüllenelements 12 verbunden, insbesondere vernäht. Mittels des Abdeckelements 16 ist die Durchtrittsöffnung in der Aufbewahrungsposition sowie in der Rückhalteposition zeitlich vor dem Aufprallen des Fahrzeuginsassen auf den Airbag 10 fluidisch versperrt, so dass die sich in dem Rückhaltevolumen 11 befindende Luft zunächst nicht über die Durchtrittsöffnung 14 aus dem Rückhaltevolumen 11 aus- und in den Innenraum einströmen kann.
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Dadurch kommt es beim Aufprallen des Sitzinsassen auf den Airbag 10 besonders frühzeitig zu einem sehr schnellen Aufbau eines Innendrucks im Rückhaltevolumen 11 und somit zu einem Druckanstieg im Rückhaltevolumen 11, so dass der Fahrzeuginsasse sehr gut aufgefangen und rückgehalten werden kann.
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Steigt der Innendruck im Rückhaltevolumen 11 im weiteren Verlauf des Aufpralls des Fahrzeuginsassen auf den Airbag 10, was auch als Eintauchen bezeichnet wird, weiter an, so ist die Durchtrittsöffnung mittels des Abdeckelements 16 infolge dieses Aufpralls des Fahrzeuginsassen auf den Airbag 10 für die aus dem Rückhaltevolumen 11 durch die Durchtrittsöffnung 14 ausströmende Luft zumindest bereichsweise fluidisch freigebbar.
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Wie aus 1 zu erkennen ist, wölbt sich das Abdeckelement 16 aufgrund des Druckanstiegs im Rückhaltevolumen 11 zunächst von dem Rückhaltevolumen 11 weg durch die Durchtrittsöffnung 14 nach außen. Das nach außen gewölbte Abdeckelement 16 ist in 1 mit 16' bezeichnet. Bei weiterem Druckanstieg kommt es schließlich zu einem Versagen des Abdeckelements 16, indem es beispielsweise reißt. Das gerissene Abdeckelement 16 ist in 12 mit 16'' bezeichnet. Infolge dieses Versagens gibt das Abdeckelement 16 die Durchtrittsöffnung 14 zumindest bereichsweise frei, so dass die Luft – wie in 1 durch einen Richtungspfeil 18 angedeutet ist – aus dem Rückhaltevolumen 11 durch die Durchtrittsöffnung hindurch ausströmen kann.
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Mit anderen Worten ist das Abdeckelement 16 derart ausgelegt, dass das Abdeckelement 16 erst bei einer vorgebbaren Druckbelastung, welche infolge des Druckaufbaus im Rückhaltevolumen 11 auf das Abdeckelement 16 wirkt, reißt und/oder bricht und dadurch die Durchtrittsöffnung 14 und in der Folge den Weg für eine Dämpfung des Insassen erst dann freigibt, wenn auf dem Fahrzeuginsassen unfallbedingte Belastungen einen vorgebbaren Schwellenwert überschreiten.
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Durch dieses Freigeben der Durchtrittsöffnung 14 ist eine Dämpfungsfunktion des Airbags 10 realisiert, so dass der Fahrzeuginsasse, nachdem er infolge des hohen Innendrucks im Rückhaltevolumen 11 besonders vorteilhaft aufgefangen wurde, in seiner unfallbedingten Verlagerung gedämpft und abgebremst wird.
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Das Abdeckelement 16 ist beispielsweise als Folie bzw. als Folienlage aus einem Kunststoff gebildet und in seinem Ausgangszustand, in welchem es noch nicht gerissen ist, luftundurchlässig. Alternativ kann das Abdeckelement 16 auch aus einem Stoff und/oder als Textilelement ausgebildet sein.
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2 zeigt eine weitere Ausführungsform des Airbags 10, wobei das Abdeckelement 16 die Durchtrittsöffnung 14 zumindest teilweise derart fluidisch freigibt, dass das Abdeckelement 16 infolge des Aufpralls des Fahrzeuginsassen auf den Airbag 10 aus einer die Durchtrittsöffnung 14 fluidisch versperrenden Sperrstellung zumindest bereichsweise in wenigstens eine die Durchtrittsöffnung 14 zumindest bereichsweise freigebende Freigabestellung durch die Durchtrittsöffnung 14 von dem Rückhaltevolumen 11 weg nach außen umgestülpt wird bzw. umstülpbar ist.
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Dazu ist das Abdeckelement 16 – wie in 2 erkennbar ist – in Verbindungsbereichen 24 bereichsweise mit dem Hüllenelement 12 verbunden, beispielsweise vernäht, und bereichsweise von diesem lose. Das Abdeckelement 16 ist in 2 in seiner Sperrstellung mit 16 bezeichnet und in der Sperrstellung vollständig auf einer dem Rückhaltevolumen 11 zugewandten Seite des Hüllenelements 12 angeordnet.
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Kommt es infolge des Aufpralls des Fahrzeuginsassen auf den Airbag 10 zu der geschilderten Erhöhung des Innendrucks im Rückhaltevolumen 11, so wird infolge einer dadurch auf das Abdeckelement 16 wirkenden Druckbelastung das Abdeckelement 16 in seinem vom Hüllenelement 12 losen Bereich durch die Durchtrittsöffnung 14 nach außen in die Freigabestellung umgestülpt, so dass es zumindest bereichsweise auf einer dem Rückhaltevolumen 11 abgewandten Seite des Hüllenelements 12 aufgenommen ist. Das Abdeckelement 16 ist in seiner Freigabestellung in 2 mit 16' bezeichnet. Mit 16'' und 16''' ist das Abdeckelement 16 in weiteren Freigabestellungen gezeigt, welche das Abdeckelement 16 beispielsweise auf seinem Weg von der Sperrstellung in die Freigabestellung einnehmen kann und in denen das Abdeckelement 16 die Durchtrittsöffnung 14 zumindest teilweise freigibt.
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Wie in 2 durch den Richtungspfeil 18 angedeutet ist, kann die Luft in der Freigabestellung des Abdeckelements 16 durch die Durchtrittsöffnung 14 hindurch- und aus dem Rückhaltevolumen 11 ausströmen.
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3 zeigt eine weitere Ausführungsform des Airbags 10, bei welchem das Abdeckelement 16 zumindest im Wesentlichen als Schlauchelement 20 ausgebildet ist, wenigstens einen, von der aus dem Rückhaltevolumen 11 ausströmenden Luft durchströmbaren Kanal 22 aufweist und infolge des Aufpralls des Fahrzeuginsassen auf den Airbag 10 aus einer die Durchtrittsöffnung 14 fluidisch versperrenden Sperrstellung, in welcher der Kanal 22 fluidisch versperrt ist, zumindest bereichsweise eine Freigabestellung, in welcher der Kanal 22 für die Luft fluidisch freigegeben ist, durch die Durchtrittsöffnung 14 von dem Rückhaltevolumen 11 weg nach außen umstülpbar ist. Das Abdeckelement 16 ist in 3 in seiner Sperrstellung mit 16 bezeichnet. Das als das Schlauchelement 20 ausgebildete Abdeckelement 16 ist in seiner Freigabestellung in 3 mit 16' bezeichnet. 16'' bezeichnet in 3 das als das Schlauchelement 20 ausgebildete Abdeckelement 16 in einer Zwischenstellung, welche das Abdeckelement 16 bzw. das Schlauchelement 20 auf seinem Weg von der Sperrstellung in die Freigabestellung, d. h. beim Umstülpen einnimmt.
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Auch bei dem Airbag 10 gemäß 3 ist das Abdeckelement 16 über Verbindungsbereiche 24 des Abdeckelements 16 mit korrespondierenden, die Durchtrittsöffnung 14 begrenzenden Bereichen 26 des Hüllenelements verbunden, insbesondere vernäht. Auch in 3 deutet der Richtungspfeil 18 die Durchströmbarkeit der Durchtrittsöffnung 14 bzw. des Kanals 22 in der Freigabestellung des Abdeckelements 16 an.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007052246 A1 [0002]
