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Die Erfindung betrifft ein Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem mit einem Gassackmodul.
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Insbesondere betrifft die Erfindung ein unter der Instrumententafel untergebrachtes Front-Rückhaltesystem für Beifahrer.
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Im Beifahrerbereich werden Gassackmodule eingesetzt, die unterhalb der Instrumententafel montiert sind, wobei sich der Gassack durch eine Austrittsöffnung in der Instrumententafel in den Fahrzeuginnenraum hinein entfaltet. Der sich aufblasende Gassack füllt dabei zunächst den Raum zwischen Instrumententafel und Windschutzscheibe aus und stützt sich an diesen Bauteilen ab, was dem Gassack einen Teil der notwendigen Stabilität verleiht, um einen Fahrzeuginsassen sicher auffangen zu können.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein derartiges Gassackmodul kostengünstiger herstellbar sowie flexibler einsetzbar zu machen.
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Erfindungsgemäß wird dies bei einem Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem mit einem Gassackmodul erreicht, das einen als Rundgasgenerator ausgebildeten Gasgenerator, einen Gassack und einen Generatorträger umfasst, über den der Gasgenerator so gegenüber einer Instrumententafel ausgerichtet ist, dass eine Längsachse des Gasgenerators im Wesentlichen parallel zu einem sich über dem Gassackmodul erstreckenden Abschnitt der Instrumententafel liegt.
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Rundgasgeneratoren werden Gasgeneratoren genannt, deren axiale Bauhöhe kleiner ist als ihre Quererstreckung senkrecht zur Axialrichtung, d. h. üblicherweise ihr Durchmesser. Ihre Umfangsfläche ist meist kreiszylindrisch, dies ist für die Erfindung allerdings nicht notwendig. Rundgasgeneratoren werden bisher vor allem im Lenkrad für Rückhaltesysteme für den Fahrer eingesetzt. Sie sind günstiger als die herkömmlich im Beifahrerbereich verwendeten Rohrgasgeneratoren, deren axiale Länge größer ist als ihr Durchmesser, die jedoch üblicherweise über auf die geometrischen Verhältnisse im Gassackmodul angepasste Ausströmöffnungen verfügen. Bei Rundgasgeneratoren sind normalerweise Ausströmöffnungen vollständig umlaufend entlang der gesamten Umfangswand vorgesehen.
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Die parallele Ausrichtung der Längsachse des Rundgasgenerators zur Instrumententafel sorgt jedoch dafür, dass der Gasaustritt des Gasgenerators im Wesentlichen parallel zur Entfaltungs- und Austrittsrichtung des Gassacks erfolgt.
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In dieser Anmeldung wird unter einer „im Wesentlichen parallelen” Ausrichtung ein Winkel von 0 bis 15° zwischen dem Verlauf der Instrumententafel und der Achse des Gasgenerators verstanden.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Gassack vor der Aktivierung des Gasgenerators wenigstens einen ersten und einen zweiten gefalteten Abschnitt mit jeweils wenigstens einer eine Ebene definierenden Falte auf, wobei die beiden durch die Falten definierten Ebenen unterschiedlich ausgerichtet sind. Die Ebenen werden dabei beispielsweise durch die Faltkanten und Gewebelagen in den Hauptfalten bestimmt, die parallel zur Ebene liegen. Die beiden gefalteten Abschnitte bilden Faltpakete, in denen jeweils ein separater Abschnitt des Gassacks zusammengelegt ist. Eine derartige Faltung ermöglicht es, bei der Aktivierung des Gasgenerators zunächst zielgerichtet den ersten gefalteten Abschnitt zu befüllen und durch den Gasdruck aus dem Modul in den Fahrzeuginnenraum zu bewegen. Es kann natürlich beliebig viele weitere Falten und weitere gefaltete Abschnitte im Gassack geben.
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Der Gasstrom trifft bevorzugt zunächst nur auf den ersten gefalteten Abschnitt und drückt diesen nach Aufreißen der Modulabdeckung bzw. der Instrumententafel in den Fahrzeuginnenraum, wo er befüllt wird. Der zweite Abschnitt wird zunächst weder aufgeblasen noch wird eine Kraft auf ihn ausgeübt. Er kann beispielsweise durch die Entfaltung des ersten gefalteten Abschnitts aus dem Modulgehäuse herausgezogen und so zeitverzögert befüllt werden.
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Der erste Abschnitt liegt vorzugsweise seitlich angrenzend an Ausströmöffnungen des Gasgenerators.
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Um ein derartiges Entfaltungsverhalten zu unterstützen, können die Ausströmöffnungen des Gasgenerators so gerichtet sein, dass ein bei der Aktivierung des Gasgenerators austretender Gasstrom im Wesentlichen senkrecht zu der durch die Falten definierten Ebene im ersten gefalteten Abschnitt steht. Die Faltenebene des ersten gefalteten Abschnitts liegt vorzugsweise senkrecht zur Austrittsrichtung des Gassacks, also im Wesentlichen parallel zur Instrumententafel. Auf diese Weise lassen sich eine optimale Kraftübertragung und ein schnelles Entfaltungsverhalten realisieren.
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Die durch die Falten definierte Ebene im ersten gefalteten Abschnitt steht bevorzugt zumindest annähernd senkrecht zu der durch die Falten definierten Ebene im zweiten Abschnitt. Es hat sich herausgestellt, dass sich bei einer derartigen Geometrie sowohl der Raum im Modulgehäuse optimal ausnutzen lässt als auch ein gutes Entfaltungsverhalten erzielt werden kann.
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Über die Größe und Lage des Gassackabschnitts, der im ersten gefalteten Abschnitt zusammengelegt ist, insbesondere über dessen befülltes Volumen, lassen sich die Entfaltungsgeschwindigkeit des Gassacks, dessen Abstützverhalten an der Windschutzscheibe und der Instrumententafel und die durch den Gassack auf diese Bauteile aufgebrachten Kräfte variieren sowie eine gleichmäßige Entfaltung des Gassacks erreichen. Auf diese Weise kann bei der Verwendung zumindest desselben Modulgehäuses und Gasgenerators, eventuell auch durch die Verwendung desselben Gassacks für verschiedene Fahrzeugtypen und verschiedene gesetzliche Anforderungen ein unterschiedliches Austritts- und Entfaltungsverhalten des Gassacks eingestellt werden. Daher ist das erfindungsgemäße Gassackmodul ohne große bauliche Veränderungen für viele Fahrzeugtypen und unterschiedliche Einsatzzwecke anpassbar.
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Der Generatorträger ist bevorzugt nicht in Form eines geschlossenen Modulgehäuses ausgebildet, sondern kann auf einen ringförmigen Abschnitt, an dem der Gasgenerator befestigt ist, und wenigstens einen mit dem ringförmigen Abschnitt verbundenen, beispielsweise armförmigen Befestigungsabschnitt reduziert sein.
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Es ist möglich, den Generatorträger mit einer U-förmigen Aufnahme für einen Abschnitt des gefalteten Gassacks zu versehen. Es ist aber auch möglich, den Generatorträger auf den ringförmigen Abschnitt und den oder die Befestigungsabschnitte zu beschränken.
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Der Generatorträger kann direkt mit der Instrumententafel verbunden sein, was eine Montage des gesamten Gassackmoduls vereinfacht.
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Es ist jedoch auch möglich, den Generatorträger nur mit einem von der Instrumententafel verdeckten Querträger zu verbinden, also keine direkte Verbindung des Generatorträgers mit der Instrumententafel herzustellen. Dies kann sich in einigen Einbaulagen als günstig erweisen.
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Der Generatorträger ist sehr flexibel gestaltbar, und der Befestigungsabschnitt kann unabhängig vom gefalteten Gassack und vom Gasgenerator variiert werden, was die Anpassung an verschiedene Einbaulagen vereinfacht.
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Das Modulgehäuse ist vorzugsweise nicht starr ausgebildet, sondern der gefaltete Gassack ist in einem Gewebegehäuse aufgenommen. Dieses wird insbesondere zur Aufnahme der bei der Entfaltung und Befüllung des Gassacks auftretenden Kräfte einfach mit der Instrumententafel verbunden.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele und mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine schematische perspektivische Explosionsdarstellung eines erfindungsgemäßen Gassackmoduls;
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2 eine schematische Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Gassackmoduls mit einem gefalteten Gassack in einer ersten Variante;
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3 eine schematische Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Gassackmoduls mit einem gefalteten Gassack in einer zweiten Variante;
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4 eine schematische Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Gassackmoduls mit einem gefalteten Gassack in einer dritten Variante;
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5 eine schematische perspektivische Ansicht eines Generatorträgers eines erfindungsgemäßen Gassackmoduls in einer Variante;
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6 eine schematische Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Gassackmoduls, das an der Instrumententafel befestigt ist; und
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7 eine schematische Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Gassackmoduls, das an einem Querträger befestigt ist.
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In den Figuren sind bei mehrfach vorkommenden Bauteilen nicht alle dieser Bauteile mit Bezugszeichen versehen, um die Übersichtlichkeit der Zeichnung zu erhöhen.
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1 zeigt ein Gassackmodul 10 eines Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystems 100 (siehe beispielsweise 2). Das Gassackmodul 10 umfasst einen in Falten zusammengelegten Gassack 12, ein nur aus Gewebeteilen bestehendes Modulgehäuse 14, in dem der Gassack 12 zunächst gefaltet aufgenommen ist, einen als Rundgasgenerator ausgebildeten Gasgenerator 16 sowie einen Generatorträger 18, an dem der Gasgenerator 16 und der Gassack 12 fest fixiert sind.
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Zur Montage des Gassacks 12 am Generatorträger 18 wird ein Haltering 20 im Gassack 12 platziert, sodass daran angeordnete Befestigungsbolzen 21 durch (nicht dargestellte) Öffnungen um den Einblasmund des Gassacks 12 hindurchgreifen. Die Befestigungsbolzen 21 werden auch durch Befestigungsöffnungen 22 im Modulgehäuse 14 gesteckt, sowie durch Befestigungsöffnungen 22 am Generatorträger 18 und an einem Flansch des Gasgenerators 16. Durch aufgeschraubte Muttern 24 werden die genannten Komponenten fest miteinander verbunden.
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Im gezeigten Beispiel ist am Modulgehäuse 14 ein Gewebelappen 26 vorgesehen, der nach dem Einsetzen des gefalteten Gassacks 12 in das Modulgehäuse 14 über das Gassackpaket geschlagen wird und über Befestigungsöffnungen 22 ebenfalls am Generatorträger 18 fixiert wird. Der Gewebelappen 26 hat eine hier mittig angeordnete Perforationslinie 28, die bei einer Aktivierung des Gasgenerators 16 durch den im Gassack 12 entstehenden Innendruck aufgerissen wird, sodass sich der Gassack 12 entfalten kann. Die Austrittsrichtung A des Gassacks 12 ist in 1 nach oben gerichtet.
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Der Generatorträger 18 weist einen ringförmigen Abschnitt 30 auf, durch den ein Abschnitt des Gasgenerators 16 in den Gassack 12 hineinragt. Außerdem weist der Generatorträger 18 zwei Befestigungsabschnitte 32 in Form von abgewinkelten Armen auf, die Befestigungsöffnungen 34 zur Fixierung des Gassackmoduls 10 am Fahrzeug aufweisen.
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Der ringförmige Abschnitt 30 ist so ausgerichtet, dass eine Längsachse G des Gasgenerators 16 im Wesentlichen senkrecht zur Austrittsrichtung A des Gassacks ausgerichtet ist. Dies sorgt dafür, dass aus den rings um den Umfang des Gasgenerators 16 angeordneten radialen Ausströmöffnungen 36 bei der Aktivierung des Gasgenerators 16 das Gas in einer Ebene austritt, in der auch die Austrittsrichtung A liegt. Die Befestigungsabschnitte 32 erstrecken sich in etwa senkrecht zum ringförmigen Abschnitt 30.
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Außerdem hat der Generatorträger 18 in diesem Beispiel eine U-förmige Aufnahme 38, in die ein Abschnitt des Modulgehäuses 14 und des Gassacks 12 eingesetzt ist.
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Das Modulgehäuse 14 umgibt den gefalteten Gassack an den Seiten und am Boden und weist an seinem in der 1 oberen Rand eine Reihe von Befestigungsöffnungen 40 auf, über die das Modulgehäuse 14 teilweise separat vom Generatorträger 18 mit der Instrumententafel 36 verschraubt werden kann.
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Zur Verbindung von Modulgehäuse 14 und Generatorträger 18 weist das Modulgehäuse 14 eine Reihe von Schlitzen 42 auf, die über abgewinkelte Haken 44 an den Befestigungsabschnitten 32 des Generatorträgers 18 gezogen werden.
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2 zeigt das Gassackmodul 10 im Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem 100 montiert an einer Instrumententafel 46. Das Gassackmodul 10 ist über das Modulgehäuse 14 und den Generatorträger 18 fest mit einem innen liegenden Abschnitt der Instrumententafel 46 verschraubt, sodass die Längsachse G des Gasgenerators 16 in etwa parallel zu einem Verlauf I der Instrumententafel 46 im Bereich über dem Gassackmodul 10 liegt. Sowohl die Längsachse G des Gasgenerators 16 als auch der Verlauf I der Instrumententafel 46 sind annähend senkrecht zur Austrittsrichtung A des Gassacks 12 aus der Instrumententafel und aus dem Gassackmodul 10 ausgerichtet, wie in der Seitenansicht gemäß 2 erkennbar.
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Die Instrumententafel 46 weist eine angedeutete Austrittsöffnung 48 auf, die durch den sich ausbreitenden Gassack 12 geöffnet wird und den Gassack 12 in den Fahrzeuginnenraum austreten lässt. Der Gassack 12 breitet sich dann zunächst in einem Bereich zwischen der Instrumententafel 46 und einer Windschutzscheibe 50 aus.
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Das Ausbreitungsverhalten und das frühe Entfaltungsverhalten des Gassacks 12 werden dadurch beeinflusst, dass der Gassack 12 zwei räumlich voneinander getrennte, unterschiedlich gefaltete Abschnitte 52, 54 aufweist. Der erste gefaltete Abschnitt 52 weist Falten 55 auf, deren Flächen und Kanten eine Ebene E1 definieren, die in etwa parallel zur Längsachse G des Gasgenerators 16 liegt und somit in etwa senkrecht zu dem aus den Ausströmöffnungen 36 austretenden Gasstrom.
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Der erste gefaltete Abschnitt 52 liegt hier komplett zwischen dem Gasgenerator 16 und der Instrumententafel 46.
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Der zweite gefaltete Abschnitt 54 ist so angeordnet, dass die durch die Falten definierte Ebene E2 in etwa senkrecht zur Ebene E1 und/oder zur Achse G und somit in etwa parallel zur Austrittsrichtung A angeordnet ist.
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Der erste gefaltete Abschnitt und/oder der zweite gefaltete Abschnitt können in Form von Zickzackfaltungen oder Variationen davon gefaltet sein oder mittels einer sogenannten Rollfaltung bzw. Variation davon jeweils in ihre paketartige, gefaltete Form gebracht werden.
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Aufgrund dieser Anordnung wird bei der Aktivierung des Gasgenerators 16 durch das aus dem Gasgenerator 16 austretende Gas zunächst der erste gefaltete Abschnitt 52 in Richtung der Austrittsrichtung A aus dem Gassackmodul 10 herausbewegt und dabei zunehmend befüllt.
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Das Volumen des aufgeblasenen ersten gefalteten Abschnitts 52 ist so gewählt, dass der Raum zwischen der Instrumententafel 46 und der Windschutzscheibe 50 ausgefüllt wird, um dem Gassack 12 eine Abstützung zu liefern, ohne aber dass übermäßige Kräfte auf diese Bauteile wirken.
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Nachdem sich der erste gefaltete Abschnitt 52 entfaltet hat, wird durch die weitere Entfaltung des Gassacks 12 der zweite gefaltete Abschnitt 54 nach und nach aus dem Modulgehäuse 14 herausgezogen, wobei die Entfaltung so beeinflusst werden kann, dass nicht das gesamte durch den zweiten gefalteten Abschnitt 54 gebildete Gassackpaket am Stück aus dem Modulgehäuse 14 austritt.
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Die 3 und 4 zeigen Varianten, bei denen der erste gefaltete Abschnitt 52 größer ist als bei dem in 2 dargestellten Beispiel. Dies bietet sich beispielsweise für Fahrzeuge an, bei denen der Raum zwischen Instrumententafel 46 und Windschutzscheibe 50 größer ist, oder auch zum Einhalten von durch den Gesetzgeber vorgegebenen Bestimmungen.
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Während bei dem in 3 dargestellten Beispiel der erste gefaltete Abschnitt 52 den gesamten Raum im Modulgehäuse 14 oberhalb des Gasgenerators 16 einnimmt, erstreckt sich der erste gefaltete Abschnitt 52 in 4 sogar teilweise entlang der Stirnseite des Gasgenerators 16 und gegebenenfalls auch seitlich neben dessen Umfangswand.
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5 zeigt eine Variante des Generatorträgers 18, bei der dieser lediglich aus dem ringförmigen Abschnitt 30 sowie zwei jeweils einen rechten Winkel bildenden armförmigen Befestigungsabschnitten 32 besteht, die auf beiden Seiten vom ringförmigen Abschnitt 30 abstehen. Wie beschrieben wird der Gasgenerator 16 am ringförmigen Abschnitt 30 befestigt, während das Gassackmodul 10 über die Öffnungen 34 in den Befestigungsabschnitten 32 mit der Instrumententafel 46 verschraubt werden. Zusätzlich wird, wie z. B. in den 2 und 6 dargestellt ist, das Modulgehäuse 14 über die Befestigungsöffnungen 40 separat mit der Instrumententafel 46 verschraubt.
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Bei der in 7 gezeigten Variante ist der Generatorträger 18'' so ausgebildet, dass er überhaupt keine Befestigungsmöglichkeiten zur Verbindung mit der Instrumententafel 46 aufweist, dafür aber einen in 7 nach unten vom ringförmigen Abschnitt 30 abstehenden Befestigungsabschnitt 32'', der zu einer Befestigung an einem Querträger 56 ausgelegt ist. Der Querträger 56 verläuft unterhalb der Instrumententafel 46, ist von dieser verdeckt und bildet einen Teil der Fahrzeugkarosserie. Das Modulgehäuse 14 ist wie in den vorherigen Ausführungsformen separat über die Befestigungsöffnung 40 mit der Instrumententafel 46 verschraubt.
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Sämtliche Merkmale der gezeigten Ausführungsformen und Varianten können selbstverständlich im Ermessen des Fachmanns miteinander kombiniert oder gegeneinander ausgetauscht werden.
