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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 umfasst eine Stützstruktur, welche aus einer Aufbewahrungsposition in eine Rückhalteposition bewegbar ist. Hierbei umfasst die Stützstruktur eine Mehrzahl von Volumenelementen, die mit einem Medium, insbesondere einem gasförmigen Medium, beaufschlagbar, das heißt befüllbar sind. Durch das Befüllen der Volumenelemente mit dem Medium wird die Stützstruktur aus ihrer Aufbewahrungsposition in ihre Rückhalteposition bewegt.
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Der Airbag umfasst ferner wenigstens ein Hüllenelement. Mittels des Hüllenelements ist ein durch die Stützstruktur in ihre Rückhalteposition gebildetes Rückhaltevolumen des Airbags zumindest bereichsweise umgeben. Da die Stützstruktur nach Art eines Fachwerks ausgebildet ist, wobei die Volumenelemente Streben des Fachwerks darstellen, wird der Airbag üblicherweise auch als Fachwerkbag bezeichnet.
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Um einen bei einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung auf den Airbag aufprallenden Fahrzeuginsassen vorteilhaft auffangen, rückhalten und so vor schwerwiegenden Verletzungen schützen zu können, ist es von Vorteil, wenn ein Airbag besonders schnell, das heißt in besonders kurzer Zeit in die Rückhalteposition bewegt werden kann. Dies ist bei einem Fachwerkbag besonders gut möglich, da das mit dem Medium zu befüllende Volumen der Stützstruktur wesentlich geringer ist als das Rückhaltevolumen. Der Fachwerkbag kann somit nicht nur besonders schnell in die Rückhalteposition bewegt werden, sondern es kann auch ein besonders großes Rückhaltevolumen realisiert werden. Dadurch kann der Fahrzeuginsasse beispielsweise auch dann aufgefangen und rückgehalten werden, wenn er sich in einer ungünstigen Position relativ zum Airbag befindet.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Airbag der eingangs genannten Art zu schaffen, mittels welchem ein Fahrzeuginsasse besonders vorteilhaft aufgefangen und rückgehalten werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch einen Airbag 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 derart weiterzuentwickeln, dass ein Fahrzeuginsasse im Falle einer unfallbedingten Verlagerung besonders vorteilhaft aufgefangen und rückgehalten werden kann, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass in dem Rückhaltevolumen wenigstens ein Trennelement angeordnet ist. Durch das Trennelement ist das Rückhaltevolumen zumindest teilweise in wenigstens zwei Kammern beziehungsweise Teilvolumen unterteilt. Dabei weist das Trennelement wenigstens eine Durchströmöffnung auf, über welche ein in einer der Kammern in der Rückhalteposition aufgenommenes Gas, insbesondere Luft, zumindest teilweise in die andere Kammer überführbar ist.
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Prallt ein Fahrzeuginsasse beispielsweise bei einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung und einer daraus resultierenden unfallbedingten Verlagerung auf den Airbag, das heißt auf die Stützstruktur und das Hüllenelement zunächst im Bereich der einen Kammer auf, so kann das in der einen Kammer aufgenommene Gas durch die Durchströmöffnung hindurch strömen und in die andere Kammer einströmen. Dadurch kann eine zusammenhängende, kaskadenförmige beziehungsweise kaskadenartige Druckverteilung in den einzelnen Kammern realisiert werden. Insbesondere ist es möglich, die beiden Kammern hinsichtlich ihres Verhaltens beim Auffangen des Fahrzeuginsassen aufeinander abzustimmen, so dass der Fahrzeuginsasse besonders effektiv rückgehalten werden kann.
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Trifft nämlich der Fahrzeuginsasse im weiteren Verlauf seiner unfallbedingten Verlagerung auf die andere Kammer auf, so kann der Fahrzeuginsasse auch dann besonders gut rückgehalten und aufgefangen werden. Da das Gas von der einen Kammer in die andere Kammer überströmen kann, kann sich der Airbag selbsttätig im Verlauf des Aufpralls des Fahrzeuginsassen auf den Airbag einstellen und dadurch beispielsweise an auf den Airbag wirkende Kräfte anpassen. Hierdurch ist eine sogenannte Selbstadaptivität des Airbags realisierbar, da sich die Druckverteilung in den beiden Kammern selbsttätig einstellen kann.
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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 der einzigen Figur 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 der einzigen Fig. eine schematische Schnittansicht eines Airbags für einen Kraftwagen, mit einer Stützstruktur, welche aus einer Aufbewahrungsposition in eine Rückhalteposition bewegbar ist und in der Rückhalteposition ein Rückhaltevolumen des Airbags umgibt, wobei in dem Rückhaltevolumen wenigstens ein das Rückhaltevolumen in zwei Kammern verteilendes Trennelement angeordnet ist, welches wenigstens eine Durchströmöffnung für in dem Rückhaltevolumen aufgenommenes Gas aufweist.
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Die Fig. 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 Volumenelementen. Von diesen Volumenelementen ist in der Fig. ein mit 14 bezeichnetes Volumenelement zu erkennen. Der Airbag 10 umfasst auch wenigstens einen in der Fig. nicht erkennbaren Aktor in Form eines Gasgenerators. Mittels eines solchen Gasgenerators ist eine explosionsartige Gasentladung bewirkbar. Dadurch können die Volumenelemente mit einem Medium in Form eines Gases, das heißt mit einem gasförmigen Medium, befüllt werden. Durch das Befüllen der Volumenelemente beziehungsweise der Stützstruktur insgesamt mit dem gasförmigen Medium wird die Stützstruktur aus einer Aufbewahrungsposition in eine Rückhalteposition bewegt. Der Airbag 10 kann somit in der Rückhalteposition einen Fahrzeuginsassen auffangen und rückhalten, wenn der Fahrzeuginsasse infolge einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung verlagert wird.
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Mit anderen Worten kann mittels des Gasgenerators Gas in jeweilige Volumina der Volumenelemente eingeblasen werden, wodurch die Volumenelemente und somit die Stützstruktur insgesamt aufgeblasen werden beziehungsweise wird. Durch das Aufblasen der Stützstruktur wird diese in ihre Rückhalteposition bewegt. In der Rückhalteposition ist durch die Stützstruktur ein im Ganzen mit 16 bezeichnetes Rückhaltevolumen des Airbags 10 gebildet.
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Der Airbag 10 wird auch als Fachwerkbag bezeichnet, da die Stützstruktur fachwerkartig aufgebaut ist. Hierbei stellen die Volumenelemente Streben des Fachwerks dar. Der Airbag 10 umfasst auch wenigstens ein Hüllenelement 12, mittels welchem das durch die Stützstruktur in ihrer Rückhalteposition gebildete Rückhaltevolumen 16 des Airbags 10 umgeben ist.
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Die jeweiligen Volumina der Volumenelemente sind vorteilhafterweise fluidisch miteinander verbunden, so dass die mittels des Gasgenerators beispielsweise in eines der Volumenelemente eingeblasene Luft in die entsprechend anderen Volumenelemente überströmen kann. Durch diese fluidische Verbindung der einzelnen Volumina der Volumenelemente ist ein zusammenhängendes Gesamtvolumen der Stützstruktur geschaffen. Dieses Gesamtvolumen ist zum Bewegen der Stützstruktur in die Rückhalteposition mittels des Gasgenerators aufzublasen. Dieses Gesamtvolumen ist dabei wesentlich kleiner als das durch die Stützstruktur gebildete Rückhaltevolumen 16, so dass der Airbag 10 beziehungsweise die Stützstruktur besonders schnell, das heißt in kurzer Zeit bei oder zeitlich vor einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung in die Rückhalteposition bewegt werden und im Innenraum des Kraftwagens ein besonders großes Volumen einnehmen kann. Dadurch kann der Fahrzeuginsasse beispielsweise auch dann besonders vorteilhaft aufgefangen und rückgehalten werden, wenn sich der Fahrzeuginsasse in einer ungünstigen Position relativ zum Airbag 10 befindet.
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Das Befüllen der Stützstruktur mit dem gasförmigen Medium erfolgt aktiv mittels des wenigstens einen Gasgenerators. Beim Bewegen aus der Aufbewahrungsposition in die Rückhalteposition wird auch das Rückhaltevolumen 16 mit einem gasförmigen Medium in Form von Luft aus dem Innenraum des Kraftwagens zumindest teilweise und vorzugsweise zumindest überwiegend gefüllt. Dieses Befüllen des Rückhaltevolumens 16 mit Luft aus dem Innenraum des Kraftwagens erfolgt im Gegensatz zum aktiven Aufblasen der Stützstruktur zumindest im Wesentlichen passiv. Durch das Entfalten der Stützstruktur infolge des Aufblasens der Volumenelemente wird das Rückhaltevolumen 16 sukzessive vergrößert, wodurch gegen den Innenraum des Kraftwagens ein Unterdruck im Rückhaltevolumen 16 erzeugt wird. Durch diesen Unterdruck wird Luft aus dem Innenraum zumindest im Wesentlichen passiv in das Rückhaltevolumen 16 eingesaugt. Hierzu weist das Hüllenelement 12 wenigstens eine in der Fig. nicht erkennbare Durchströmöffnung auf, über die Luft aus dem Innenraum des Kraftwagens in das Rückhaltevolumen 16 einströmen kann.
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Um das Befüllen des Rückhaltevolumens 16 mit Gas zu unterstützen, kann wenigstens ein weiterer Gasgenerator vorgesehen sein, mittels welchem aktiv Luft bzw. Gas in das Rückhaltevolumen 16 eingeblasen wird. Alternativ oder zusätzlich ist es vorgesehen, dass die Stützstruktur zumindest eine Durchströmöffnung 20 aufweist, über welche Gas aus der Stützstruktur ausströmen und in das Rückhaltevolumen 16 einströmen kann. Wie aus der Fig. erkennbar ist, ist die Durchströmöffnung 20 vorliegend im Volumenelement 14 vorgesehen.
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Durch das aktive Aufblasen der Stützstruktur herrscht in der Stützstruktur ein höherer Druck als im Rückhaltevolumen 16. Die Stützstruktur ist somit ein Hochdrucksystem, wobei das Rückhaltevolumen 16 demgegenüber ein Niederdrucksystem ist. Mittels der Durchströmöffnung 20 ist eine Möglichkeit geschaffen, so dass Gas aus dem Hochdrucksystem in das Niederdrucksystem überströmen kann.
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Wie aus der Fig. ferner erkennbar ist, ist in dem Rückhaltevolumen 16 wenigstens ein Trennelement 22 angeordnet. Das Trennelement 22 ist beispielsweise mit dem Volumenelement 14 und/oder mit der Stützstruktur verbunden. Das Trennelement 22 ist vorliegend biegeschlaff, das heißt formlabil und aus einem Textil gebildet. Vorzugsweise ist das Trennelement 22 aus einem Gewebe gebildet. Somit kann es sich bei dem Trennelement 22 um eine Gewebelage handeln. Mittels des Trennelements 22 ist das Rückhaltevolumen 16 zumindest teilweise in wenigstens zwei Kammern 24, 26 unterteilt. Die Kammer 24 ist dabei bezogen auf die Rückhalteposition zum Auffangen des Thoraxbereichs des Fahrzeuginsassen ausgelegt. Daher wird die Kammer 24 auch als Thoraxkammer bezeichnet.
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Die Kammer 26 ist bezogen auf die Stützposition zum Auffangen des Kopfes des Fahrzeuginsassen ausgelegt. Daher wird die Kammer 26 auch als Kopfkammer bezeichnet. Dies bedeutet, dass der Fahrzeuginsasse bei der unfallbedingten Verlagerung beispielsweise in Fahrzeuglängsrichtung nach vorne mit seinem Thorax beziehungsweise zumindest mit einem überwiegenden Teil seines Thorax auf die Kammer 24 und mit seinem Kopf auf die Kammer 26 auftrifft. Im Verlauf der unfallbedingten Verlagerung kann der Insasse zunächst mit seinem Thorax auf die Thoraxkammer und anschließend mit dem Kopf auf die Kopfkammer aufprallen. Bezogen auf die Rückhalteposition weist die Thoraxkammer, welche zu dem Niederdrucksystem gehört, eine höhere Härte auf als die ebenfalls zum Niederdrucksystem gehörende Kopfkammer. Durch diese unterschiedliche Härte kann die Auffang- und Rückhaltefunktion des Airbags 10 bedarfsgerecht an die unterschiedlichen Bereiche des Körpers des Fahrzeuginsassen angepasst werden.
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Das Trennelement 22 weist dabei wenigstens eine Durchströmöffnung 28 auf, über welche das in der Rückhalteposition in der Kammer 24 aufgenommene Gas zumindest teilweise in die andere Kammer 26 überführbar ist. Das Trennelement 22 kann auch mit einer Mehrzahl von Durchströmöffnungen versehen sein. Über die Durchströmöffnung 28 sind die Kammern 24, 26 fluidisch miteinander verbunden oder fluidisch miteinander verbindbar, so dass das gasförmige Medium aus dem Gasgenerator über das eigentliche Hochdrucksystem in die harte Thoraxkammer abströmen und anschließend über die Durchströmöffnung 28 auch in die weiche Kopfkammer überströmen kann.
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Hierdurch kann eine besonders vorteilhafte Rückhaltung insbesondere im Schulterbereich des Fahrzeuginsassen realisiert werden. Darüber hinaus ist eine vorteilhafte Abstimmungsmöglichkeit der Rückhaltung zwischen dem Kopf und dem Schulter-Brust-Bereich realisierbar. Ferner lässt sich dadurch eine besonders effektive Nutzung des gasförmigen Mediums zum Aufblasen der Stützstruktur realisieren. Da die Kammern 24, 26 miteinander fluidisch verbunden beziehungsweise verbindbar sind, wird die passive Befüllung sowohl der Kammer 24 als auch der Kammer 26 durch das zunächst die Stützstruktur aufblasende, gasförmige Medium unterstützt. Ferner kann sich eine Druckverteilung im Rückhaltevolumen 16 selbsttätig einstellen, wobei eine zusammenhängende, kaskadenförmige Druckverteilung in den einzelnen Kammern 24, 26 realisierbar ist.
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Das Hüllenelement 12 weist auch wenigstens eine Ausströmöffnung 18 auf, über die das in dem Rückhaltevolumen 16 in der Rückhalteposition aufgenommene Gas beziehungsweise Luft aus dem Rückhaltevolumen 16 an die Umgebung, das heißt in den Innenraum, strömen kann, wenn der Fahrzeuginsasse auf den Airbag 10 aufprallt. Hierdurch kann eine besonders vorteilhafte Dämpfungswirkung des Airbags 10 realisiert werden.
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Die Durchströmöffnung 28 kann permanent, das heißt dauerhaft geöffnet sein. Alternativ ist es denkbar, dass der Durchströmöffnung 28 wenigstens ein Ventilelement zugeordnet ist, welches zwischen einer die Durchströmöffnung 28 verschließenden Schließstellung und wenigstens einer die Durchströmöffnung 28 zumindest teilweise freigebenden Offenstellung verstellbar ist. Das Ventilelement versperrt die Durchströmöffnung 28 in der Schließstellung fluidisch, so dass das Gas nicht von der Kammer 24 in die Kammer 26 überströmen kann. In der Offenstellung ist dieses Überströmen ermöglicht.
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Durch das Volumen des Volumenelements 14 ist ein Kanal 30 gebildet, welcher über die Durchströmöffnung 20 in die Kammer 24 mündet. Der Kanal 30 wird dabei zum Führen des gasförmigen Mediums von dem Aktor in die Kammer 24 verwendet. Mit anderen Worten kann das den Kanal 30 durchströmende, gasförmige und vom Gasgenerator bereitgestellte Medium über die Durchströmöffnung 20 aus dem Kanal 30 ausströmen und in die Kammer 24 einströmen. Von der Kammer 24 kann dann zumindest ein Teil des Gases über die Durchströmöffnung 28 in die Kammer 26 überströmen. Ist der Fahrzeuginsasse noch nicht auf den Airbag 10 aufgeprallt, so findet ein Überströmen des Gases von der Kammer 24 in die Kammer 26 über die Durchströmöffnung 28 nicht oder nur sehr geringfügig statt. Diese Überströmung beziehungsweise die Menge des von der Kammer 24 in die Kammer 26 überströmenden Gases steigt jedoch, wenn der Insasse bei seiner unfallbedingten Verlagerung zunächst auf die Thoraxkammer aufprallt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007052246 A1 [0002]
