-
Die Erfindung betrifft einen Airbag für einen Kraftwagen gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
-
Ein solcher Airbag ist der
DE 10 2007 057 246 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.
-
In der Rückhalteposition umgeben die Volumenelemente der Stützstruktur ein zumindest teilweise mit einem Medium, insbesondere Gas, gefülltes Rückhaltevolumen des Airbags zumindest bereichsweise. Die Stützstruktur kann dabei besonders schnell, d. h. in kurzer Zeit aus der Aufbewahrungsposition in die Rückhalteposition bewegt werden und in der Rückhalteposition ein besonders großes Volumen im Innenraum des Kraftwagens einnehmen, so dass wenigstens ein Fahrzeuginsasse bei einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung und einer daraus resultierenden, unfallbedingten Verlagerung des Fahrzeuginsassen sehr gut aufgefangen, rückgehalten und somit geschützt werden kann.
-
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Airbag der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass der Airbag eine besonders gute Auffang- und Rückhaltefunktion aufweist.
-
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 übrigen Ansprüchen angegeben.
-
Um einen Airbag der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art zu schaffen, welcher eine besonders gute Auffang- und Rückhaltefunktion aufweist, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Airbag einen Kopfaufprallbereich zum Auffangen des Kopfes eines Fahrzeuginsassen und einen in Fahrzeughochrichtung unterhalb des Kopfaufprallbereichs angeordneten Schulteraufprallbereich zum Auffangen des Schulter-/Brustbereichs des Fahrzeuginsassen aufweist. Dabei sind im Schulteraufprallbereich wenigstens zwei in Fahrzeugquerrichtung nebeneinander angeordnete und mit einem Medium, insbesondere Gas, beaufschlagbare, weitere Volumenelemente angeordnet, welche sich in der Rückhalteposition in Fahrzeuglängsrichtung erstrecken. Mit anderen Worten werden die weiteren Volumenelemente beim Bewegen der Stützstruktur aus der Aufbewahrungsposition in die Rückhalteposition mit dem insbesondere gasförmigen Medium beaufschlagt, so dass sie sich in der Rückhalteposition der Stützstruktur zumindest im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung erstrecken.
-
Kommt es beispielsweise bei einem Frontalaufprall des Kraftwagens zu einer unfallbedingten Verlagerung des Fahrzeuginsassen nach vorne, wodurch der Fahrzeuginsasse auf die Stützstruktur und die weiteren Volumenelemente aufprallt, was als Eintauchen bezeichnet wird, so werden die weiteren Volumenelemente zumindest im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung belastet und gewährleisten dadurch besonders frühzeitig eine sehr hohe und somit sehr gute Tragwirkung des Airbags im Schulter-/Brustbereich des Fahrzeuginsassen.
-
Infolge der Verwendung der weiteren Volumenelemente sind der Kopfaufprallbereich und der Schulteraufprallbereich des Airbags gezielt und bedarfsgerecht an den Fahrzeuginsassen bzw. dessen Anatomie angepasst, so dass der Airbag den Fahrzeuginsassen besonders gut auffangen, rückhalten und schützen kann. Aufgrund der entsprechenden Ausgestaltung des Kopfaufprallbereichs und des Schulteraufprallbereichs und ihrer entsprechenden Anpassung an den Kopf bzw. den Schulter-/Brustbereich des Fahrzeuginsassen beeinflussen sich der Kopfaufprallbereich und der Schulteraufprallbereich beim Eintauchen des Fahrzeuginsassen in die Stützstruktur gegenseitig zumindest im Wesentlichen nicht, so dass der Kopfaufprallbereich und der Schulteraufprallbereich hinsichtlich ihrer Rückhaltung des Fahrzeuginsassen sehr gut aufeinander abgestimmt und bedarfsgerecht eingestellt werden können.
-
Zur Realisierung einer besonders guten Tragfunktion des Schulteraufprallbereichs ist es bei einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass die weiteren Volumenelemente zumindest im Wesentlichen röhrenförmig ausgebildet sind. Mit anderen Worten weisen die weiteren Volumenelemente die Form eines hohlen, geraden Kreiszylinders auf, welcher üblicherweise auch als Hohlzylinder bezeichnet wird. Der Schulteraufprallbereich kann somit den Schulter-/Brustbereich des Fahrzeuginsassen besonders gut auffangen und abstützen.
-
Als besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn die weiteren Volumenelemente in dem zumindest bereichsweise von den ersten Volumenelementen der Stützstruktur umgebenden Rückhaltevolumen angeordnet sind. Hierdurch kann eine besonders gute zur Stützfunktion der Stützstruktur zusätzliche Stützfunktion durch die weiteren Volumenelemente bereitgestellt werden, so dass der Fahrzeuginsasse bei seiner unfallbedingten Verlagerung sehr gut aufgefangen und rückgehalten werden kann. Bezogen auf den Fahrzeuginsassen befinden sich die weiteren Volumenelemente im Vergleich zu den ersten Volumenelementen der Stützstruktur in Fahrzeugquerrichtung weiter zur Körpermitte des Fahrzeuginsassen hin orientiert, so dass insbesondere auch die Brust des Fahrzeuginsassen sehr gut abgestützt werden kann.
-
In weiterer besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung sind die weiteren Volumenelemente jeweils mit wenigstens einem der ersten Volumenelemente der Stützstruktur fluidisch verbunden. Dies bedeutet, dass das insbesondere gasförmige Medium, mit welchem zum Bewegen der Stützstruktur in die Rückhalteposition die ersten Volumenelemente beaufschlagt werden, in die weiteren Volumenelemente überströmen kann. Dadurch wird die frühe, durch die weiteren Volumenelemente bereitgestellte Tragwirkung weiter verstärkt.
-
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung herrscht in der Rückhalteposition in den ersten Volumenelementen der Stützstruktur ein höherer Druck als im Rückhaltevolumen. Das Innere der Stützstruktur bzw. der ersten Volumenelemente ist somit ein Hochdruckbereich des Airbags, während das Rückhaltevolumen, in welchem gegenüber dem Inneren der ersten Volumenelemente ein geringerer Druck, insbesondere Umgebungsdruck, herrscht, ein Niederdruckbereich des Airbags ist. Zum einen kann die Stützstruktur dadurch besonders schnell aus ihrer Aufbewahrungsposition in die Rückhalteposition bewegt werden und im Innenraum des insbesondere als Personenkraftwagen ausgebildeten Kraftwagens ein sehr großes Volumen einnehmen. Zum anderen kann die Stützstruktur so bedarfsgerecht hinsichtlich ihrer Stützfunktion eingestellt werden.
-
Sind die weiteren Volumenelemente im durch die ersten Volumenelemente umgebenden Rückhaltevolumen angeordnet, so sind die weiteren Volumenelemente somit im Niederdruckbereich angeordnet. Mit anderen Worten sind im Niederdruckbereich des Airbags die weiteren Volumenelemente integriert, welche in der Rückhalteposition der Stützstruktur zu den ersten Volumenelementen zusätzliche und vorzugsweise zumindest im Wesentlichen röhrenförmige und sich zumindest im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung erstreckende Kammern zum Auffangen und Abstützen des Fahrzeuginsassen bereitstellen.
-
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Airbags ist, dass der Kopf des Fahrzeuginsassen beim Eintauchen in den Airbag zumindest im Wesentlichen ungestört und vom Schulteraufprallbereich zumindest im Wesentlichen unabhängig zwischen den weiteren Volumenelementen eintauchen kann, so dass das Auffangen und Rückhalten des Kopfes zumindest im Wesentlichen nicht vom Auffangen und Rückhalten des Schulter-/Brustbereichs des Fahrzeuginsassen beeinträchtigt wird. Kommt der Kopf des Fahrzeuginsassen bei der unfallbedingten Verlagerung dennoch in Kontakt mit den weiteren Volumenelementen, so wird dabei nur eine geringe Kraft durch die weiteren Volumenelemente gegenüber dem Kopf erzeugt, da die weiteren Volumenelemente zumindest hauptsächlich in ihren jeweiligen Randbereichen beaufschlagt werden.
-
Die ersten Volumenelemente der Stützstruktur können zumindest im Wesentlichen röhrenförmig sein, wodurch sie einerseits eine besonders gute Stützfunktion bereitstellen und andererseits besonders schnell, d. h. in kurzer Zeit mit dem Medium beaufschlagt werden können.
-
Vorzugsweise sind die ersten Volumenelemente der Stützstruktur, welche beispielsweise bereichsweise voneinander beabstandet sind, fluidisch miteinander verbunden. Dadurch ist ein mit dem Medium zu beaufschlagendes Gesamtvolumen der Stützstruktur geschaffen, welches gegenüber dem Rückhaltevolumen wesentlich kleiner ist. Dadurch kann die Stützstruktur besonders schnell in die Rückhalteposition bewegt werden und dennoch in der Rückhalteposition ein sehr großes Volumen in dem Innenraum einnehmen.
-
Der Airbag ist vorzugsweise als sogenannter Fachwerkbag ausgebildet, bei welchem die Stützstruktur zumindest im Wesentlichen eine fachwerkartige Struktur aufweist. Bei dieser fachwerkartigen Struktur dienen die ersten Volumenelemente als Strebenelemente, welche miteinander verbunden sind und zwischen welchen Freiräume bzw. Freiflächen vorgesehen sind, welche durch die ersten Volumenelemente begrenzt werden. Hierdurch kann eine sehr gute Stützfunktion realisiert werden.
-
Zur Erfindung gehört auch ein Kraftwagen mit einem erfindungsgemäßen Airbag. Durch die Realisierung der sehr guten Auffang- und Rückhaltefunktion des erfindungsgemäßen Airbags weist der Kraftwagen eine sehr hohe Sicherheit auf.
-
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.
-
Die Zeichnung zeigt in:
-
1 eine schematische Draufsicht eines als Fachwerkbag ausgebildeten Airbags eines Personenkraftwagens, welcher eine Stützstruktur mit einer Mehrzahl von ersten Volumenelementen umfasst, wobei der Airbag einen Kopfaufprallbereich zum Auffangen des Kopfes eines Fahrzeuginsassen und einen in Fahrzeughochrichtung unterhalb des Kopfaufprallbereichs angeordneten Schulteraufprallbereich zum Auffangen des Schulter-/Brustbereichs des Fahrzeuginsassen aufweist, und wobei im Schulteraufprallbereich wenigstens zwei in Fahrzeugquerrichtung nebeneinander angeordnete und mit einem Medium beauschlagbare, weitere Volumenelemente angeordnet sind, welche sich in einer Rückhalteposition der Stützstruktur in Fahrzeuglängsrichtung erstrecken;
-
2 eine schematische Perspektivansicht des Airbags, wobei die weiteren Volumenelemente nicht dargestellt sind; und
-
3 eine schematische Seitenansicht des Airbags.
-
1 zeigt einen Airbag 10 eines Personenkraftwagens. Der Airbag 10 umfasst eine Stützstruktur 12, welche – wie in Zusammenschau mit 2 und 3 zu erkennen ist – eine Mehrzahl von zumindest im Wesentlichen röhrenförmigen, ersten Volumenelementen 14 umfasst. Die ersten Volumenelemente 14 sind miteinander verbunden und bereichsweise voneinander beabstandet und bilden eine Fachwerkstruktur der Stützstruktur 12 aus, so dass der Airbag 10 auch als Fachwerkbag bezeichnet wird. Bei dieser Fachwerkstruktur stellen die Volumenelemente 14 Streben dar, zwischen welchen von den Streben begrenzte Freiräume bzw. Freiflächen vorgesehen sind. Die Volumenelemente 14 weisen ein jeweiliges Volumen auf, welches mit einem Gas mittels wenigstens eines Gasgenerators des Airbags 10 beaufschlagbar ist. Dabei sind die jeweiligen Volumina der einzelnen Volumenelemente 14 fluidisch miteinander verbunden, so dass dadurch ein zusammenhängendes Gesamtvolumen der Stützstruktur 12 gebildet ist. Dieses zusammenhängende Gesamtvolumen wird mittels des wenigstens einen Gasgenerators des Airbags 10 mit dem Gas beaufschlagt, d. h. aufgeblasen, wodurch die Stützstruktur 12 aus einer Aufbewahrungsposition in eine in 1 bis 3 gezeigte Rückhalteposition bewegt wird. Bei dem Gas handelt es sich beispielsweise um Luft.
-
In der Rückhalteposition umgeben die ersten Volumenelemente 14 ein zumindest teilweise mit einem gasförmigen Medium in Form von Luft aus dem Innenraum 16 des Personenkraftwagens gefülltes Rückhaltevolumen 18 des Airbags 10 zumindest bereichsweise. Das fluidisch zusammenhängende Gesamtvolumen der Stützstruktur 12 ist dabei wesentlich geringer als das Rückhaltevolumen 18 und als das Volumen, welches die Stützstruktur 12 in ihrer Rückhalteposition im Innenraum 16 einnimmt. Dadurch kann die Stützstruktur 12 besonders schnell bei einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung des Personenkraftwagens in die Rückhalteposition bewegt werden und somit den Fahrzeuginsassen besonders frühzeitig auffangen und rückhalten.
-
Die Bewegung der Stützstruktur 12 in die Rückhalteposition kann dabei zeitlich nach der tatsächlichen und beispielsweise mittels wenigstens eines Sensors erfassten, unfallbedingten Kraftbeaufschlagung des Personenkraftwagens in die Rückhalteposition erfolgen werden oder ausgelöst werden. Ferner ist es möglich, mittels einer entsprechenden Sensoreinrichtung im Rahmen eines sogenannten Pre-Safe-Verfahrens eine zeitlich bevorstehende und als unvermeidbar eingeschätzte bzw. bewertete, unfallbedingte Kraftbeaufschlagung des Personenkraftwagens zu erfassen und die Stützstruktur 12 zeitlich vor oder zum Zeitpunkt des Eintretens der tatsächlichen unfallbedingten Kraftbeaufschlagung des Personenkraftwagens in die Rückhalteposition zu bewegen bzw. mit der Bewegung der Stützstruktur 12 in die Rückhalteposition zu beginnen. Dadurch kann gewährleistet werden, dass sich die Stützstruktur 12 besonders frühzeitig in der Rückhalteposition befindet, um so den Fahrzeuginsassen besonders frühzeitig auffangen, rückhalten und schützen zu können.
-
Das Beaufschlagen der ersten Volumenelemente 14 mit dem Gas erfolgt mittels des wenigstens einen Gasgenerators aktiv. Im Gegensatz dazu erfolgt das Befüllen des Rückhaltevolumens 18 mit Umgebungsluft aus dem Innenraum 16 passiv. Dies erfolgt auf die folgende Weise: Das Bewegen der Stützstruktur 12 aus der Aufbewahrungsposition in die Rückhalteposition geht mit einer sukzessiven Vergrößerung des Rückhaltevolumens 18 einher. In der Folge entsteht im Rückhaltevolumen 18 beim Bewegen der Stützstruktur 12 aus der Aufbewahrungsposition in die Rückhalteposition ein Unterdruck, mittels welchem Umgebungsluft, d. h. Luft aus dem Innenraum 16, in das Rückhaltevolumen 18 zwischen den ersten Volumenelementen 14 hindurch gesaugt wird.
-
Alternativ dazu kann das Befüllen des Rückhaltevolumens 18 mit wenigstens einem weiteren Gasgenerator und somit ebenso aktiv erfolgen. Ferner ist es möglich, das zumindest im Wesentlichen passive Befüllen des Rückhaltevolumens 18 mit einem Gas mittels wenigstens einen weiteren Gasgenerators zu unterstützen.
-
Wie anhand von 1 bis 3 ferner erkennbar ist, umfasst der Airbag 10 eine Umhüllung 20 mit Hüllenelementen 22, mittels welchen zumindest ein Teil der Freiräume bzw. Freiflächen zwischen den ersten Volumenelementen 14 überdeckt ist, wodurch das Rückhaltevolumen 18 zumindest teilweise durch die Umhüllung 20 umgeben ist.
-
Die ersten Volumenelemente 14 und die Umhüllung 20 sind dabei aus einem biegeschlaffen Textil hergestellt, so dass die Stützstruktur 12 und die Umhüllung 20 in der Aufbewahrungsposition ein nur sehr geringes Packmaß, d. h. nur ein sehr geringes Volumen aufweisen. In der Aufbewahrungsposition sind die Stützstruktur 12 und die Umhüllung 20 gegenüber der Rückhalteposition aufgerollt und/oder zusammengefaltet und/oder auf andere Weise komprimiert, wobei sie beispielsweise bei der Bewegung in die Rückhalteposition entfaltet werden.
-
In der Rückhalteposition herrscht in den ersten Volumenelementen 14 ein höherer Druck als im Rückhaltevolumen 18, so dass das Innere der ersten Volumenelemente 14 und somit das zusammenhängende Gesamtvolumen ein Hochdruckbereich des Airbags 10 ist, während das Rückhaltevolumen 18 ein Niederdruckbereich ist.
-
Zur Realisierung einer besonders guten Auffang- und Rückhaltefunktion des Airbags 10 weist dieser einen Kopfaufprallbereich 24 zum Auffangen des in 1 sehr schematisch dargestellten Kopfes 26 des Fahrzeuginsassen auf. Ferner weist der Airbag 10 einen in Fahrzeughochrichtung unterhalb des Kopfaufprallbereichs 24 angeordneten Schulteraufprallbereich 28 zum Auffangen des Schulter-/Brustbereichs des Fahrzeuginsassen auf. Dabei sind im Schulteraufprallbereich 28 zwei weitere Volumenelemente 30, 32 vorgesehen, welche in Fahrzeugquerrichtung nebeneinander angeordnet sind. Die weiteren Volumenelemente 32 weisen ein jeweiliges Volumen auf, welches beim Bewegen der Stützstruktur 12 in die Rückhalteposition mit einem Medium, insbesondere Gas, beaufschlagbar ist. Somit können auch die weiteren Volumenelemente 30, 32 aus der Aufbewahrungsposition in die Rückhalteposition bewegt werden, indem sie bzw. ihr jeweiliges Volumen mit dem Gas beaufschlagt werden.
-
Wie aus 1 erkennbar ist, erstrecken sich die weiteren Volumenelemente 30, 32 in der Rückhalteposition zumindest im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung und sind im Niederdruckbereich, d. h. in dem von den ersten Volumenelementen 14 der Stützstruktur 12 umgebenden Rückhaltevolumen 18 angeordnet.
-
Ferner sind die weiteren Volumenelementen 30, 32 zumindest im Wesentlichen röhrenförmig ausgebildet, wodurch sie zwei röhrenförmige und in das Rückhaltevolumen 18 integrierte Kammern bereitstellen.
-
Kommt es zu einer unfallbedingten Verlagerung des Fahrzeuginsassen in Fahrzeuglängsrichtung nach vorne, beispielsweise infolge eines Frontalaufpralls des Personenkraftwagens auf eine Barriere, so werden die weiteren Volumenelemente 30, 32 in Fahrzeuglängsrichtung belastet und stellen frühzeitig eine sehr gute Tragwirkung und somit eine Auffang- und Stützfunktion für den Schulter-/Brustbereich des Fahrzeuginsassen bereit. Diese frühe Tragwirkung wird weiter dadurch verstärkt, dass die weiteren Volumenelemente 30, 32 jeweils mit wenigstens einem der ersten Volumenelemente 14 fluidisch verbunden sind. Vorliegend sind dazu Überströmstellen 34, 36 in Form von Durchströmöffnungen vorgesehen, wobei an der Überströmstelle 34 das Gas aus den ersten Volumenelementen 14 in das weitere Volumenelement 30 und an der Überströmstelle 36 das Gas aus den ersten Volumenelementen 14 in das weitere Volumenelement 32 überströmen kann.
-
Aufgrund ihres relativ geringen jeweiligen Volumens können die weiteren Volumenelemente 30, 32 sehr schnell und effektiv mit Gas befüllt werden, so dass sie besonders frühzeitig eine sehr gute Tragfunktion und somit Stützwirkung bereitstellen können. Dies führt zu einer sehr guten Rückhaltung des Fahrzeuginsassen.
-
Die weiteren Volumenelemente 30, 32 stellen eine doppelte Röhre dar, durch welche sich ein weiterer positiver Effekt realisieren lässt. Bei der unfallbedingten Verlagerung kann der Kopf 26 zumindest im Wesentlichen ungestört und entsprechend unabhängig vom Schulter-/Brustbereich zwischen den Röhren (Volumenelemente 30, 32) in die Stützstruktur 12 eintauchen. Bei Kontakt der Röhren wird nur eine geringe Kraft durch die Röhren gegenüber dem Kopf 26 erzeugt, da die Röhren hauptsächlich in ihrem jeweiligen Randbereich beaufschlagt werden. Dies bedeutet, dass sich bei dem Airbag 10 der Kopfaufprallbereich 24 und der Schulteraufprallbereich 28 nicht oder nur sehr geringfügig gegenseitig beeinträchtigen, so dass der Kopfaufprallbereich 24 und der Schulteraufprallbereich 28 insbesondere hinsichtlich ihrer jeweiligen Stützfunktion bedarfsgerecht ausgestaltet und entsprechend an die Anatomie des Fahrzeuginsassen angepasst werden können. Ferner ermöglicht der Airbag 10 eine besonders effektive Nutzung von Hochdruckgasen zum Bewegen der Stützstruktur 12 in die Rückhalteposition, d. h. zum Befüllen der ersten Volumenelemente 14 und der weiteren Volumenelemente 30, 32.
-
2 veranschaulicht in einer schematischen Perspektivansicht den Airbag 10, welcher im Innenraum 16 in seiner Rückhalteposition gezeigt ist. 3 veranschaulicht in einer Seitenansicht des Airbags 10 die Position der weiteren Volumenelemente 30, 32 relativ zur Stützstruktur 12, wobei die weiteren Volumenelemente 30, 32 zumindest bereichsweise in Fahrzeughochrichtung oberhalb einer Instrumententafel 38 des Personenkraftwagens angeordnet ist.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102007057246 A1 [0002]
