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Die Erfindung betrifft einen Airbag für einen Kraftwagen gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 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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Beim Bewegen der Stützstruktur von der Aufbewahrungsposition in die Rückhalteposition strömt ein gasförmiges Medium, insbesondere Luft, in das Rückhaltevolumen ein, so dass das Rückhaltevolumen in der Rückhalteposition zumindest teilweise mit dem gasförmigen Medium gefüllt ist. 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 vorteilhaft, wenn die Stützstruktur besonders schnell, d. h. in besonders kurzer Zeit, aus der Aufbewahrungsposition in die Rückhalteposition bewegbar ist.
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Dies ist bei dem Airbag möglich, da die Stützstruktur bzw. ihre Volumenelemente ein insgesamt nur geringes, mit dem Medium zu beaufschlagendes Volumen aufweist, jedoch in der Rückhalteposition ein besonders großes Volumen im Innenraum des Kraftwagens einnehmen kann.
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Bei einem solchen Airbag ist auch ein entsprechendes, dämpfendes Verhalten des Airbags wünschenswert, um dadurch den auf den Airbag aufprallenden Fahrzeuginsassen vorteilhaft abbremsen zu können.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Airbag der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welchem ein vorteilhaftes Dämpfungsverhalten auf einfache und kostengünstige Weise realisierbar ist.
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Diese Aufgabe wird durch einen Airbag für einen Kraftwagen, insbesondere einen Personenkraftwagen, mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen 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 angegebenen Art zu schaffen, bei welchem auf besonders einfache und kostengünstige Weise ein vorteilhaftes Dämpfungsverhalten realisierbar ist, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Hüllenelement wenigstens eine Durchströmöffnung aufweist, über welche das sich in dem Rückhaltevolumen befindende, gasförmige Medium infolge eines Aufpralls eines Fahrzeuginsassen auf den Airbag aus dem Rückhaltevolumen zumindest teilweise abführbar ist. Mit anderen Worten kann das sich in dem Rückhaltevolumen befindende Medium, insbesondere Luft, über die Durchströmöffnung des Hüllenelements zumindest teilweise aus dem Rückhaltevolumen an die Umgebung des Airbags, insbesondere in den Innenraum des Kraftwagens, strömen.
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Trifft ein Fahrzeuginsasse infolge seiner unfallbedingten Verlagerung auf den Airbag bzw. die Stützstruktur auf, so wird dadurch im Vergleich zu einem Zeitpunkt, zu dem sich die Stützstruktur bereits in ihrer Rückhalteposition befindet, der Fahrzeuginsasse jedoch noch nicht auf die Stützstruktur aufgeprallt ist, eine Erhöhung eines in dem Rückhaltevolumen herrschenden Innendrucks bewirkt. Dadurch kann der Fahrzeuginsasse besonders vorteilhaft aufgefangen, rückgehalten und vor schwerwiegenden Verletzungen geschützt werden.
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Da nun das sich in dem Rückhaltevolumen befindende, gasförmige Volumen über die Durchströmöffnung aus dem Rückhaltevolumen abgeführt werden kann, kann der erhöhte Innendruck in dem Rückhaltevolumen abgebaut und der Fahrzeuginsasse abgebremst werden. Hierdurch ist eine besonders vorteilhafte, dämpfende Wirkung des Airbags realisiert.
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In besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die Durchströmöffnung auch dazu ausgelegt, das gasförmige Medium beim Bewegen der Stützstruktur in die Aufbewahrungsposition über die Durchströmöffnung in das Rückhaltevolumen einzuführen. Mit anderen Worten wird die Durchströmöffnung sowohl zum Einführen des gasförmigen Mediums in das Rückhaltevolumen als auch zum Abführen des gasförmigen Mediums aus dem Rückhaltevolumen genutzt. Dadurch kann die vorteilhafte Dämpfung des Airbags eingestellt werden, ohne zusätzliche Ausströmöffnungen vorzusehen, d. h. ohne das Hüllenelement und insbesondere dessen Belastbarkeit zu beeinträchtigen.
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Diese Doppelnutzung der Durchströmöffnung sowohl zum Einführen des gasförmigen Mediums in das Rückhaltevolumen als auch zum Abführen des gasförmigen Mediums aus dem Rückhaltevolumen hält somit den Aufwand und die Kosten zum Herstellen des Hüllenelements besonders gering. Darüber hinaus werden das Hüllenelement sowie die Stützstruktur nicht durch das Vorsehen von zusätzlichen Ausströmöffnungen für das sich im Rückhaltevolumen befindende Medium geschwächt, so dass auch kostenintensive Verstärkungsmaßnahmen vermieden werden können. Auch kann das Hüllenelement selbst hinsichtlich seiner Dicke und somit hinsichtlich seines Gewichts besonders dünn bzw. leicht ausgestaltet werden.
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Als besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn der Durchströmöffnung wenigstens ein Ventilelement zugeordnet ist, mittels welchem die Durchströmöffnung für das beim Bewegen der Stützstruktur in die Rückhalteposition über die Durchströmöffnung in das Rückhaltevolumen einströmende, gasförmige Medium zumindest bereichsweise fluidisch freigebbar und für das infolge des Aufpralls des Fahrzeuginsassen auf den Airbag über die Durchströmöffnung aus dem Rückhaltevolumen ausströmende, gasförmige Medium gegenüber dem Freigeben zumindest teilweise fluidisch versperrbar ist. Mit anderen Worten ermöglicht es das Ventilelement, dass das gasförmige Medium, beispielsweise Luft, aus dem Innenraum des Kraftwagens, mit einem ersten Volumen- und/oder Massenstrom über die Durchströmöffnung in das Rückhaltevolumen einströmt und mit einem zweiten Volumen- und/oder Massenstrom über die Durchströmöffnung aus dem Rückhaltevolumen ausströmt.
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Dabei bewirkt das Ventilelement, dass das gasförmige Medium gegenüber dem Einströmen gedrosselt aus dem Rückhaltevolumen ausströmt. Mit anderen Worten ist der zweite Volumen- und/oder Massenstrom geringer als der erste Volumen- und/oder Massenstrom. Dazu ist mittels des Ventilelements ein von dem gasförmigen Medium beim Ausströmen und beim Einströmen durchströmbarer Strömungsquerschnitt der Durchströmöffnung beim Ausströmen des gasförmigen Mediums aus dem Rückhaltevolumen kleiner als beim Einströmen einstellbar.
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Dadurch kann eine besonders hohe Menge an gasförmigem Medium in besonders kurzer Zeit in das Rückhaltevolumen einströmen. Ferner kann dadurch die Dämpfungsfunktion des Airbags gezielt und bedarfsgerecht eingestellt werden.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels 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 Hüllenelements für einen als Fachwerkbag ausgebildeten Airbag eines Kraftwagens, wobei das Hüllenelement Durchströmöffnungen aufweist, welche sowohl zum Zuführen von gasförmigem Medium in ein Rückhaltevolumen des Airbags als auch zum Abführen des gasförmigen Mediums aus dem Rückhaltevolumen genutzt werden; und
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2 ausschnittsweise eine schematische Draufsicht des Hüllenelements.
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1 und 2 zeigen ein Hüllenelement 10 für einen in 1 und 2 nicht erkennbaren Airbag eines Kraftwagens, insbesondere eines Personenkraftwagens. Der Airbag ist dabei als sogenannter Fachwerkbag ausgebildet und weist eine Stützstruktur mit einer Mehrzahl von Volumenelementen auf. Die Volumenelemente sind beispielsweise zumindest im Wesentlichen röhrenförmig ausgebildet und weisen ein jeweiliges Volumen auf, welches mittels wenigstens eines Stellglieds, insbesondere eines Gasgenerators, des Airbags mit einem Medium, insbesondere Luft, beaufschlagbar ist. Dadurch werden die Volumenelemente aufgeblasen, wodurch wiederum eine Bewegung der Stützstruktur aus einer Aufbewahrungsposition in eine Rückhalteposition bewirkt wird.
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Die jeweiligen Volumina der Volumenelemente sind dabei zumindest teilweise zu einem fluidisch zusammenhängenden Gesamtvolumen der Stützstruktur fluidisch verbunden.
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Vorzugsweise sind alle Volumina der Volumenelemente zu einem zusammenhängenden Gesamtvolumen fluidisch verbunden. Zum Bewegen der Stützstruktur in die Rückhalteposition wird dann mittels des wenigstens einen Stellglieds Luft in das Gesamtvolumen eingeblasen.
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Durch die Volumenelemente ist dabei eine Fachwerkstruktur der Stützstruktur gebildet, bei der die miteinander verbundenen Volumenelemente Strebenelemente der Stützstruktur bilden. Zwischen diesen Strebenelementen sind Freiflächen bzw. Freiräume vorgesehen. Durch diese fachwerkartige Struktur kann das mit Luft aufzublasende Gesamtvolumen besonders gering gehalten werden, so dass die Stützstruktur besonders schnell, d. h. in besonders kurzer Zeit bei einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung aus der Aufbewahrungsposition in die Rückhalteposition bewegt werden kann. Gleichzeitig kann die Stützstruktur in ihrer Rückhalteposition ein besonders großes Volumen im Innenraum des Kraftwagens einnehmen, so dass wenigstens ein Fahrzeuginsasse bei einer unfallbedingten Verlagerung sehr gut aufgefangen, rückgehalten und vor schwerwiegenden Verletzungen geschützt werden kann.
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Der Airbag umfasst auch das in 1 und 2 gezeigte Hüllenelement, mittels welchem ein durch die Stützstruktur in ihrer Rückhalteposition gebildetes Rückhaltevolumen 11 zumindest bereichsweise umgeben ist. Dabei ist das Hüllenelement 10 zumindest teilweise in den Freiräumen bzw. Freiflächen zwischen den Volumenelementen angeordnet.
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Das Hüllenelement 10 umfasst eine Trägerstruktur in Form eines Textilelements 12, welches beispielsweise als Gewebe ausgebildet ist. Ferner umfasst das Hüllenelement 10 eine Schicht, welche durch eine Folie 14 gebildet ist. Die Folie 14 ist grundsätzlich luftundurchlässig, während das Textilelement 12 luftdurchlässig ist und dementsprechend von Luft durchströmt werden kann.
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Das Hüllenelement 10 ist dabei vorliegend als Ventileinrichtung ausgebildet. Mit anderen Worten weist das Hüllenelement 10 eine Ventilfunktionalität auf. Dazu weist die Folie 14 Durchströmöffnungen 16, 18, 20 auf, über welche ein gasförmiges Medium in Form von Luft aus dem Innenraum des Kraftwagens beim Bewegen der Stützstruktur in die Rückhalteposition in einer ersten Strömungsrichtung in das Rückhaltevolumen 11 einströmen kann. Die die Durchströmöffnungen 16, 18, 20 in der ersten Strömungsrichtung durchströmende Luft strömt dabei über die Freiräume bzw. Freiflächen zwischen den Volumenelementen in das Rückhaltevolumen ein.
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Vorliegend werden dabei die Durchströmöffnungen 18, 20 auch dazu genutzt, die sich in dem Rückhaltevolumen befindende Luft infolge eines Aufpralls des Fahrzeuginsassen auf den Airbag, was auch als Eintauchen bezeichnet wird, aus dem Rückhaltevolumen 11 zumindest teilweise abzuführen. Mit anderen Worten kann die sich in dem Rückhaltevolumen 11 befindende Luft über die Durchströmöffnungen 18, 20 aus dem Rückhaltevolumen 11 in einer der ersten Richtung entgegengesetzten, zweiten Strömungsrichtung aus- und in den Innenraum einströmen. Diese zweite Strömungsrichtung ist in 1 durch Richtungspfeile 22 angedeutet.
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Befindet sich die Stützstruktur und mit ihr das Hüllenelement 10 in der Rückhalteposition und trifft der Fahrzeuginsasse auf die Stützstruktur mit dem Hüllenelement 10 auf, so wird dadurch im Vergleich zu einem Zeitpunkt, zu welchem der Fahrzeuginsasse noch nicht auf den Airbag aufgeprallt ist und sich die Stützstruktur bereits in ihrer Rückhalteposition befindet, ein in dem Rückhaltevolumen 11 herrschender Innendruck erhöht. Diese Innendruckerhöhung bewirkt das durch die Richtungspfeile 22 veranschaulichte Ausströmen der Luft über die Durchströmöffnungen 18, 20.
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Ein Richtungspfeil 24 in 1 veranschaulicht, dass durch die Druckerhöhung die sich in dem Rückhaltevolumen 11 befindende Luft auch in Richtung der Durchströmöffnung 16 strömt. Das Ausströmen der Luft über die Durchströmöffnung 16 aus dem Rückhaltevolumen 11 ist nun jedoch verhindert, da der Durchströmöffnung 16 ein Ventilelement in Form eines sogenannten Schlauchventils 26 zugeordnet ist. Das Schlauchventil 26 umfasst dabei einen Kanal 28, welcher beim Einströmen der Luft über die Durchströmöffnung 16 in das Rückhaltevolumen 11 aufgestellt, d. h. ausgebildet und in diesem Zustand in 1 mit A bezeichnet ist.
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Der Kanal 28 schließt sich beim Einströmen der Luft in das Rückhaltevolumen 11 über die Durchströmöffnung 16 an die Durchströmöffnung 16 an und gibt diese frei, so dass die Luft die Durchströmöffnung 16 durchströmen und in das Rückhaltevolumen 11 einströmen kann. Der Kanal 28 ist dabei durch die Folie 14, beispielsweise durch Tiefziehen der Folie 14, gebildet.
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Die Erhöhung des Innendrucks infolge des Eintauchens des Fahrzeuginsassen in den Airbag bewirkt nun ein durch Richtungspfeile 30 angedeutetes Zusammenfallen des Kanals 28, welcher in seinem zusammengefallenen Zustand mit B bezeichnet ist. Mit anderen Worten fällt der Kanal 28 infolge des Aufpralls des Fahrzeuginsassen auf den Airbag zumindest teilweise aus seiner kanalförmigen Gestalt (Zustand A) zusammen (Zustand B) und versperrt die Durchströmöffnung 16 fluidisch, so dass dann die Luft nicht über die Durchströmöffnung 16 aus dem Rückhaltevolumen 11 ausströmen kann.
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Der Durchströmöffnung 18 ist kein Ventilelement zugeordnet, so dass die Durchströmöffnung 18 sowohl beim Einströmen der Luft als auch beim Ausströmen der Luft den zumindest im Wesentlichen gleichen Strömungsquerschnitt aufweist.
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Der Durchströmöffnung 20 ist nun ebenfalls ein Schlauchventil 26' mit einem Kanal 28' zugeordnet. Auch der Kanal 28' ist durch die Folie 14, beispielsweise durch Tiefziehen der Folie 14, gebildet.
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Beim Einströmen der Luft über die Durchströmöffnung 20 in das Rückhaltevolumen 11 weist der Kanal 28' einen mit A' bezeichneten Zustand auf, in welchem der Kanal 28' sich an die Durchströmöffnung 20 anschließt und diese zumindest in einem Teilbereich freigibt, so dass die Luft über die Durchströmöffnung 20 in das Rückhaltevolumen 11 einströmen kann.
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Wie beim Schlauchventil 26 bewirkt die Innendruckerhöhung, dass der Kanal 28' aus seinem Zustand A' zusammenfällt, wobei der Kanal 28' in seinem zusammengefallenen Zustand mit B' bezeichnet ist und die ihm zugeordnete Durchströmöffnung 20 im Teilbereich fluidisch versperrt. Das Zusammenfallen des Kanals 28' ist in 1 durch Richtungspfeile 32 angedeutet.
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Wie aus 1 erkennbar ist, ist der Kanal 28' hinsichtlich seiner Erstreckung an die Erstreckung der Durchströmöffnung 20 derart angepasst, dass der Kanal 28' die Durchströmöffnung 20 in seinem zusammengefallenen Zustand B' nicht vollständig, sondern gegenüber dem Freigeben nur in einem Teilbereich fluidisch versperrt. Somit weist die Durchströmöffnung 20 beim Einströmen der Luft einen größeren Querschnitt auf als beim Ausströmen der Luft. Dies bedeutet, dass das Ausströmen der Luft aus dem Rückhaltevolumen 11 über die Durchströmöffnung 20 gegenüber dem Einströmen lediglich gedrosselt erfolgen kann. Dadurch kann das Ausströmen der Luft aus dem Rückhaltevolumen 11 und somit der Abbau des in dem Rückhaltevolumen 11 herrschenden Innendrucks gezielt und bedarfsgerecht eingestellt werden, wodurch wiederum eine Dämpfung des Airbags bedarfsgerecht eingestellt werden kann, um den Fahrzeuginsassen abzubremsen.
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Dadurch, dass die Durchströmöffnungen 18, 20 sowohl zum Einströmen als auch zum Ausströmen der Luft in das bzw. aus dem Rückhaltevolumen 11 genutzt werden, können zusätzliche und das Hüllenelement 10 in seiner Stabilität und Festigkeit beeinträchtigende Ausströmöffnungen vermieden werden. Durch entsprechende Ausgestaltung des Kanals 28 bzw. 28' kann somit die entsprechende Durchströmöffnung 16 bzw. 20 hinsichtlich eines jeweiligen, von der Luft durchströmbaren Querschnitt in einem Bereich von einschließlich 0% bis einschließlich 100% fluidisch versperrt werden.
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Da das Hüllenelement 10 eine Vielzahl von über ihre zumindest im Wesentlichen flächige Erstreckung verteilte Durchströmöffnungen aufweist, können diese durch entsprechenden Einsatz von Ventilelementen wie den Schlauchventilen 26, 26' hinsichtlich ihres Verhaltens beim Ein- und Ausströmen der Luft gezielt eingestellt werden, so dass dadurch die Dämpfungsfunktion des Airbags bedarfsgerecht eingestellt werden kann. Diese bedarfsgerechte Einstellung der Strömungsquerschnitte geht auch aus 2 besonders deutlich hervor.
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Durch die Nutzung zumindest eines Teils dieser Durchströmöffnungen sowohl zum Zuführen der Luft in das Rückhaltevolumen 11 als auch zum Abführen der Luft aus dem Rückhaltevolumen 11 kann das Hüllenelement 10 auch besonders einfach und kostengünstig hergestellt werden.
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Das Textilelement 12 wirkt als Durchschlagschutz für die Kanäle 28, 28', so dass sich die Kanäle 28, 28' infolge der Innendruckerhöhung nicht in die zweite Strömungsrichtung umstülpen und entsprechend ein Ausströmen der Luft ermöglichen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007052246 A1 [0002]
