-
Die Erfindung betrifft einen Frontgassack zum Einbau in ein Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
-
Ein gattungsgemäßer Frontgassack ist zum Beispiel aus der
US 6,554,313 B2 bekannt.
-
Frontgassäcke sind in der heutigen Automobiltechnik weit verbreitet. Sie sind die erste Art von Gassäcken, welche in die Automobiltechnik eingeführt wurden, und sie sind immer noch Schlüsselelemente des Sicherheitssystems eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Personenkraftwagens. Der Gebrauch von Frontgassäcken rettet jedes Jahr tausende von Leben.
-
Obwohl die vorliegende Erfindung sowohl bei sogenannten Fahrergassäcken, welche sich vor dem Lenkrad des Kraftfahrzeugs aufblasen, als auch bei sogenannte Beifahrergassäcken, welche sich vor einem Teil der Instrumententafel aufblasen, angewendet werden kann, wird hauptsächlich Bezug auf Beifahrergassäcke genommen, da die wichtigste Anwendung für die vorliegende Erfindung Beifahrergassäcke sind. Aber es ist festzustellen, dass die Anwendung auch auf sogenannte Fahrergassäcke angewendet werden kann.
-
Die Aufgabe eines Frontgassackes ist es, den Kopf und den Thorax der Person, welche vor dem Frontgassack sitzt, zu schützen. Im Falle eines „reinen” Frontalaufpralls (was bedeutet, dass das Fahrzeug ein anderes Objekt symmetrisch mit seiner Front trifft) tritt die Verzögerung des Autos ausschließlich in der Fahrtrichtung des Autos (welche als X-Richtung bezeichnet wird) auf. Dies ist der häufigste Fall eines Frontalaufpralls und folglich sind Frontgassäcke für diesen Fall optimiert. In diesem Lastfall trifft die Person in einer einfachen linearen Bewegung auf die Frontfläche des Gassackes, so dass zwischen dem Frontgassack und der Person keine seitlichen Kräfte wirken. Die Situation ändert sich im Falle eines seitlich versetzten Frontalaufpralls. Dies wird nun mittels des wichtigsten Falles erklärt, in welchem Bezug auf ein linksgesteuertes Auto genommen wird.
-
Es passiert relativ oft, dass das Auto ein Objekt (insbesondere ein in der Gegenrichtung fahrendes anderes Auto) mit seiner linken vorderen Ecke trifft. Dies führt zu einer Bewegung der Person(en), welche in dem Fahrzeug sitzt/sitzen, nach vorne und nach links (relativ zum Fahrzeug). Für den neben dem Fahrer sitzenden Beifahrer bedeutet dies, dass sie/er sich nach vorne und nach innen (weg vom rechten Seitenfenster) bewegt. Dies kann zu folgendem führen: Der Kopf des Beifahrers trifft die Prallfläche des Frontgassackes, der Kopf wird aufgrund von Reibungskräften durch diese gehalten, aber der Körper des Beifahrers bewegt sich weiter zur Innenseite des Autos. Dies kann zu einer sehr schnellen Rotation des Kopfes und/oder zu hohen Kräften im Nacken des Beifahrers führen. Beides kann negative Auswirkungen haben.
-
Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen Frontgassack zur Verfügung zu stellen, welcher einen verbesserten Schutz der zu schützenden Person während eines seitlich versetzten Frontalaufpralls aufweist.
-
Diese Aufgabe wird durch einen Frontgassack mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
-
Es ist eine zusätzliche Aufprall-Lage, welche wenigstens einen Teil der Frontfläche des Hauptkissens abdeckt, vorgesehen. Erfindungsgemäß ist diese zusätzliche Aufprall-Lage in gleitender Verbindung mit dem Hauptkissen, so dass sie wenigstens in der ersten (seitlichen) Richtung relativ zur Frontfläche des Hauptkissens verschiebbar ist. Die Fähigkeit der zusätzlichen Aufprall-Lage relativ zum Hauptkissen verschoben zu werden ist derart, dass dies ohne Deformation des Hauptkissens erfolgen kann. Mit anderen Worten: Diese Fähigkeit ist eine Eigenschaft der Zusatzlage und ihrer Verbindung zum Hauptkissen.
-
Durch das Bereitstellen einer seitlich verschiebbaren zusätzlichen Aufprall-Lage kann der Kopf des Insassen an den Frontgassack – nämlich an die zusätzliche Aufprall-Lage – ankoppeln und an dieser angekoppelt bleiben und kann dem Körper des Insassen bei seiner seitlichen Bewegung folgen. Hierdurch wird der durch den Frontgassack zur Verfügung gestellte Schutz vollständig erhalten, aber das auf den Kopf wirkende Drehmoment und die auf das Genick wirkende seitliche Kraft sind stark reduziert.
-
Die zusätzliche Aufprall-Lage kann Teil eines auf der Frontfläche des Hauptkissens angeordneten zusätzlichen Gassackes sein, wobei dieser zusätzliche Gassack einen separaten Gasraum umschließt. In einer mechanisch einfacheren Ausführungsform gibt es keinen oder wenigstens keinen dauerhaft geschlossenen separaten Gasraum und die zusätzliche Aufprall-Lage ist in direktem oder nahezu direktem Kontakt mit der Frontfläche des Hauptkissens. Diese zwei Basiskonzepte werden nun im Detail beschrieben.
-
Die Figuren zeigen:
-
1 die Beifahrerseite eines Kraftfahrzeugs mit einem vollständig expandierten Gassack nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung zu einem frühen Stadium eines Frontalzusammenstoßes bevor der Beifahrer damit beginnt, sich in Richtung des Frontgassackes zu bewegen, in einem stark schematisierten vertikalen Querschnitt,
-
2 den Querschnitt entlang der Ebene A-A in 1,
-
3 eine Draufsicht auf den Frontgassack aus 1 aus Richtung B (den Blick, welchen der Beifahrer auf den Frontgassack hat),
-
4 das in 2 Gezeigte, nachdem der Kopf des Beifahrers auf den Frontgassack aufgetroffen ist,
-
5 das in 4 Gezeigte in einem späteren Stadium,
-
6 im Wesentlichen das in 1 Gezeigte in einer Ansicht von oben,
-
7 die Situation der 5 in einer Darstellung entsprechend 6,
-
8 eine Variation der ersten Ausführungsform in einer der 4 entsprechenden Darstellung,
-
9 eine weitere Variation der ersten Ausführungsform in einer der 8 entsprechenden Darstellung,
-
10 eine weitere Variation der ersten Ausführungsform der Erfindung in einer Darstellung entsprechend 2,
-
11 eine zweite Ausführungsform der Erfindung in einer der 2 entsprechenden Darstellung,
-
12 die Ausführungsform der 11 in einer Darstellung entsprechend 3,
-
13 einen zusätzlichen Gassack der zweiten Ausführungsform in einer schematischen perspektivischen Ansicht,
-
14 den Frontgassack der zweiten Ausführungsform in einem Stadium entsprechend der 4,
-
15 das in 14 Gezeigte in einem der 5 entsprechenden Stadium,
-
16 die zweite Ausführungsform der Erfindung in einer der 6 entsprechenden Darstellung,
-
17 das in 16 Gezeigte in einem im Wesentlichen der 15 entsprechenden Stadium,
-
18 eine Variante der zweiten Ausführungsform,
-
19 ein alternatives Design der zweiten Ausführungsform in einer der 14 entsprechenden Darstellung und
-
20 den Frontgassack der 19 in einem Stadium und in einer Darstellung entsprechend der 15.
-
Wie dies bereits erwähnt wurde, werden nachfolgend zwei Hauptausführungsformen beschrieben. Zunächst wird die erste Ausführungsform mit Bezug auf die 1 bis 7 beschrieben. Anschließend werden Varianten der ersten Ausführungsform mit Bezug auf die 8 bis 10 beschrieben. Danach wird die zweite Ausführungsform mit Bezug auf die 11 bis 17 beschrieben. Die 18 zeigt eine Variante der zweiten Ausführungsform.
-
In 1 sieht man einen Beifahrer 40, welcher auf einem Sitz vor der Armaturentafel 44 und der Windschutzscheibe 46 sitzt. Ein Frontgassack 10 ist ursprünglich in einem in der Armaturentafel 44 angeordneten Gehäuse verstaut. Die 1 zeigt den vollständig expandierten Zustand dieses Frontgassackes 10. Dieser Frontgassack 10 erstreckt sich in alle drei Richtungen, so dass er eine Höhe in der vertikalen (Z-Richtung) und eine Breite in der seitlichen Richtung des Autos (der Y-Richtung (siehe 3)) hat. Diese seitliche Richtung wird auch als erste Richtung bezeichnet. Der Frontgassack weist ein Hauptkissen 12 auf, welches eine Frontfläche 14 hat, welche zum Beifahrer 40 zeigt. Diese Frontfläche 14 hat einen oberen Teil 14a und einen unteren Teil 14b. Wie dies bei Frontgassäcken Standard ist, ist eine Ventilationseinrichtung im Hauptkissen vorgesehen, hier in Form eines einfachen Ventilationsloches 16. Wie man der 1 schematisch entnehmen kann, bedeckt eine zusätzliche Aufprall-Lage 22 wenigstens einen Teil (hier das meiste hiervon) des oberen Teils 14a der Frontfläche 14 des Hauptkissens.
-
In dem in den 1 bis 5 gezeigten Ausführungsbeispiel ist eine Mehrzahl von kleinen Öffnungen 28 im oberen Teil 14a der Frontfläche 14 unterhalb der zusätzlichen Aufprall-Lage 22 vorgesehen, aber dies muss nicht in allen denkbaren Varianten der Fall sein, wie man dies später sehen wird.
-
Wie man am besten in 2 sehen kann, ist die zusätzliche Aufprall-Lage ein Teil eines Zusatzelementes 20, welches aus einem Standard-Gassackmaterial oder einem anderen flachen Material (wie einem Gewebe oder einer Folie) bestehen kann. Es ist bevorzugt, dass dieses Zusatzelement 20 aus einem einzigen Zuschnitt gefertigt ist. Wie man dies am besten in 3 sehen kann, weist dieses Zusatzelement 20 zusätzlich zur zusätzlichen Aufprall-Lage 22 einen ersten Seitenabschnitt 23a auf, welcher auf der fahrzeugäußeren Seite des Frontgassackes angeordnet ist (im Falle eines links gesteuerten Fahrzeugs auf der rechten Seite). Ein Teil der zusätzlichen Aufprall-Lage 22 und dieser erste Seitenabschnitt 23a formen ein „U”, so dass ein doppellagiger Abschnitt des Zusatzelementes 20 geformt ist. Dieser Abschnitt könnte auch als offene Schleife bezeichnet werden. Das Ende des ersten Seitenabschnittes 23a und das hiervon entfernte Ende der zusätzlichen Aufprall-Lage 22 sind mit dem Hauptkissen 12 mittels dauerhafter Verbindungen 24a, 24b, welche sich vorzugsweise parallel zueinander erstrecken, mit dem Hauptkissen 12 verbunden. Die dauerhafte Verbindung 24a des ersten Seitenabschnittes 23a ist durch die zusätzliche Aufprall-Lage 22 abgedeckt, so dass sie in 3 durch eine Linie mit dem Muster Strich-Punkt-Punkt-Strich dargestellt ist. Es ist wesentlich, dass die Gesamtbreite (in Y-Richtung) des Zusatzelementes 20 den Abstand zwischen den zwei dauerhaften Verbindungen 24a, 24b übersteigt. Zusätzlich ist die Schleife mittels einer Reißverbindung 26 (normalerweise einer Reißnaht) mit dem Hauptkissen 12 verbunden.
-
Die Funktion des Zusatzelementes 20 und insbesondere der zusätzlichen Aufprall-Lage 22 kann am besten mit Blick auf die 4, 5, 6 und 7 gesehen werden. Wenn der Kopf 42 des Beifahrers 40 den Frontgassack 10 trifft, kommt dieser ausschließlich in Kontakt mit der zusätzlichen Aufprall-Lage 22. Aufgrund von Reibungskräften zwischen dieser zusätzlichen Aufprall-Lage 22 und dem Kopf 40 wird der Kopf sich nicht relativ zur Aufprall-Lage 22 bewegen, selbst dann, wenn der Beifahrer damit beginnt, sich in eine seitliche Richtung zu bewegen (in diesem Fall zur Innenseite des Fahrzeugs). Somit übt der Körper eine Kraft auf den Kopf 22 aus und der Kopf übt eine Kraft auf die zusätzliche Aufprall-Lage 22 aus. Aufgrund dieser Kraft reißt die Reißverbindung 26 und die Schleife wird lose, so dass die zusätzliche Aufprall-Lage 22 über den oberen Teil der Frontfläche 14 des Hauptkissens 12 in Y-Richtung gleiten kann. Folglich kann der Kopf 42 dem Körper des Beifahrers „folgen”, ohne über die zusätzliche Aufprall-Lage 22 zu gleiten oder seinen Kontakt zu dieser zu verlieren. Dies bedeutet, dass der Kopf 42 dem Körper folgen kann, während er an den Frontgassack gekoppelt ist, wobei die auf den Nacken wirkenden Kräfte stark reduziert sind und ohne dass der Kopf dazu gezwungen ist zu rotieren.
-
Da die zusätzliche Aufprall-Lage 22 im Wesentlichen auf einem Abschnitt der Frontfläche 14 des Hauptkissens 12 liegt, ist es bevorzugt, dass Maßnahmen getroffen werden, welche die Reibung zwischen diesen beiden Elementen reduzieren. Eine Möglichkeit ist es, ein Luftkissen zwischen der zusätzlichen Aufprall-Lage 22 und der Frontfläche 14 des Hauptkissens 12 bereitzustellen. Zu diesem Zweck ist eine Mehrzahl von kleinen Öffnungen 28 in der Frontfläche 14 unter der zusätzlichen Aufprall-Lage 22 vorgesehen, wie dies in den 1 bis 5 gezeigt ist. Da es keine Verbindung zwischen dem oberen und dem unteren Ende der zusätzlichen Aufprall-Lage 22 und der Frontfläche 14 gibt, ist Gas, welches durch diese Öffnungen 28 strömt, nicht zwischen der zusätzlichen Aufprall-Lage 22 und der Frontfläche 14 eingeschlossen, aber es ist natürlich ein leichter Überdruck vorhanden, welcher die Reibungskräfte reduziert. Wie man jedoch beispielsweise der 8 entnimmt, müssen solche Öffnungen 28 nicht bei allen Anwendungen notwendig sein. Andere Maßnahmen um die Reibung zu reduzieren können beispielsweise darin bestehen, eine die Reibung reduzierende Beschichtung auf der zur Frontfläche 14 weisenden Oberfläche der zusätzlichen Aufprall-Lage 22 und/oder auf der Oberfläche der Frontfläche 14, welche zur zusätzlichen Aufprall-Lage 22 weist, vorzusehen. Natürlich kann das Vorhandensein von Öffnungen 28 mit einer solchen Antireibungsbeschichtung kombiniert werden. Eine die Reibung reduzierende Beschichtung kann beispielsweise aus Teflon bestehen.
-
Der in den 1 bis 8 gezeigten Frontgassack ist asymmetrisch und für den Lastfall optimiert, in welchem das Fahrzeug ein anderes Objekt mit seiner linken vorderen Ecke trifft. Dies ist (im Falle eines linksgesteuerten Fahrzeuges) aus folgenden Gründen die wichtigste Anwendung dieser Erfindung: Erstens sind diese Arten von Unfällen statistisch sehr viel mehr relevant als Unfälle, in welchen das Fahrzeug ein anderes Objekt mit seiner rechten vorderen Ecke trifft. Zweitens ist oft ein Seiten- oder Vorhanggassack vorgesehen, welcher die Bewegung des Körpers zur Außenseite des Fahrzeugs begrenzt. Dies begrenzt auch die zwischen Körper und Kopf wirkende Kraft. Trotzdem kann der Frontgassack auch symmetrisch gestaltet sein, wie dies in 9 gezeigt ist. Hier sind zwei Seitenabschnitte 23a, 23b vorgesehen, so dass das Zusatzelement 20 aus der zusätzlichen Aufprall-Lage 22 und den zwei Seitenabschnitten 23a, 23b besteht. Wie man leicht in 9 sehen kann, kann sich die zusätzliche Aufprall-Lage 22 in beide Y-Richtungen (nach links und nach rechts) bewegen. Wie oben beschrieben, ist es bevorzugt, dass das Zusatzelement 22 aus einem einzigen Zuschnitt besteht. Die in den 10 gezeigten Öffnungen 28 sind wie im asymmetrischen Fall optional. Es wäre ebenfalls möglich, das Zusatzelement als geschlossene Schleife auszubilden und diese mit der Frontfläche mittels einer einzigen dauerhaften Verbindung zu verbinden. In diesem Fall wären Öffnungen in der Frontfläche nicht hilfreich.
-
Insbesondere wenn Öffnungen 28 vorgesehen sind, kann es vorteilhaft sein, die obere und die untere Kante des Zusatzelementes 22 zumindest teilweise (vorzugsweise vollständig) mittels zusätzlicher Reißverbindungen, welche sich in der ersten Richtung (Y-Richtung) erstrecken, mit der Frontfläche 14 des Hauptkissens zu verbinden. Durch diese Maßnahme wird der Raum zwischen der zusätzlichen Aufprall-Lage 22 und der Frontfläche 14 zunächst mit Gas gefüllt, so dass die zusätzliche Aufprall-Lage 22 und die Frontfläche 14 voneinander beabstandet sind, wenn der Kopf 40 auf die zusätzliche Aufprall-Lage 22 auftrifft. Dies hilft, um die Ausgangsreibung zwischen diesen Elementen zu reduzieren. Wenn der Kopf 42 eine Kraft auf die zusätzliche Aufprall-Lage 22 in der ersten Richtung ausübt, reißen diese zusätzlichen Reißverbindungen 27a, 27b und die zusätzliche Aufprall-Lage 22 kann sich in einer gleitenden Art bewegen, wie dies oben beschrieben wurde (10).
-
Die 11 bis 18 zeigen eine zweite Ausführungsform der Erfindung. Wie im Ausführungsbeispiel der 10 ist ein Zusatzelement 20 mit einer zusätzlichen Aufprall-Lage 22 und zwei Seitenabschnitten 23a, 23b vorgesehen, wie man dies am besten in 11 sieht. Im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel sind das Zusatzelement 20 und somit die zusätzliche Aufprall-Lage 22 Teil eines zusätzlichen Gassackes 30, welcher einen Gasraum umschließt, der von dem Gasraum, welcher vom Hauptkissen 12 umschlossen wird, verschieden ist. Zu diesem Zweck weist der zusätzliche Gassack 30 zusätzlich zwei Seitenlagen 32a, 32b auf, welche mit dem Zusatzelement 20 verbunden sind. Das Zusatzelement 20 bildet einen vollständigen Kreis, so dass es mit der Frontfläche 14 des Hauptkissens 12 mittels einer einzigen dauerhaften Verbindung 24 verbunden sein kann. In dem in den 11 bis 17 gezeigten Ausführungsbeispiel gibt es zur eine einzige solche dauerhafte Verbindung 24. Diese dauerhafte Verbindung 24 umschließt eine einzige Öffnung 28, welche eine Überströmöffnung zwischen dem Gasraum des Hauptkissens 12 und dem Gasraum des zusätzlichen Gassackes 30 bildet. Somit hat das Zusatzelement 20 eine zusätzliche Aufprall-Lage 22 und einen Abschnitt, welcher im Wesentlichen parallel (im weitesten Sinne) zu dieser zusätzlichen Aufprall-Lage 22 ist und die Frontfläche 14 des Hauptkissens 12 berührt. Entsprechend der hier gewählten Definitionen gehört dieser Abschnitt zu den Seitenabschnitten (23a, 23b). Wie dies in 11 und 13 gezeigt ist, können die Seitenlagen 32a, 32b konturiert sein, beispielsweise derart, dass die zusätzliche Aufprall-Lage 22 (wie gezeigt) eine Stufe oder eine Einwölbung an der Position, an welcher es wahrscheinlich ist, dass der Kopf 42 auf die zusätzliche Aufprall-Lage 22 trifft, aufweist.
-
Der Durchmesser der Überströmöffnung 28 sollte so gewählt werden, dass der Druck im Gasraum des zusätzlichen Gassackes 30 geringer ist als im Hauptkissen 12. Der Druck innerhalb des zusätzlichen Gassackes 30 kann beispielsweise etwa 0,05 bar betragen. Ventilationsöffnungen können im zusätzlichen Gassack 30 vorgesehen sein.
-
Aufgrund der Geometrie und des geringen Drucks innerhalb des zusätzlichen Gassackes 30 kann die zusätzliche Aufprall-Lage 22 durch eine Art von rollender Bewegung des zusätzlichen Gassackes 30 über das Hauptkissen relativ zur Frontfläche 14 des Hauptkissens gleiten, wie dies in der ersten Ausführungsform der Fall ist. Dies ist in den 14 bis 17 gezeigt. Der Hauptunterschied zur ersten Ausführungsform ist, dass die zusätzliche Aufprall-Lage einen größeren Abstand von der Frontfläche 14 des Hauptkissens 12 hat und dass ein dauerhaftes Luftkissen bereitgestellt wird, so dass die Reibungskräfte, welche gegen die gleitende Bewegung wirken, sehr gering sind. Ein zusätzlicher positiver Effekt kann auftreten, wenn der Kopf des Dummys sich relativ zum Hauptkissen 12 bewegt. Man kann insbesondere anhand der 15 und 17 sehen, dass sich eine Ausbeulung aufwerfen kann, was dabei hilft, es zu verhindern, dass der Kopf von der zusätzlichen Aufprall-Lage 22 abrutscht.
-
Wie man am besten anhand der 18 sehen kann, können mehr als eine Überströmöffnung 28 vorhanden sein. In diesem Fall ist es bevorzugt, dass die Überströmöffnungen 28 entlang einer Linie senkrecht zur ersten Richtung (Y-Richtung) angeordnet sind. Dies hilft dabei, sicherzustellen, dass die gleitende Bewegung der zusätzlichen Aufprall-Lage 22 nur in der ersten Richtung stattfinden kann, wie dies in der ersten Ausführungsform der Fall ist. Als Alternative könnte auch eine sich senkrecht zur ersten Richtung erstreckende längliche Überströmöffnung vorgesehen sein.
-
Die 19 und 20 zeigen ein anderes alternatives Design. Hier ist/sind die Überströmöffnungen nicht in der Mitte (bezüglich der Y-Richtung der Frontfläche 14 des Hauptkissens 12 angeordnet, sondern versetzt zu dieser Position, insbesondere in Richtung der Mitte des Fahrzeugs. Durch diese Maßnahme kann noch mehr Gleitreichweite erreicht werden.
-
Bezugszeichenliste
-
- 10
- Frontgassack
- 12
- Hauptkissen
- 14
- Frontfläche
- 14a
- oberer Teil
- 14b
- unterer Teil
- 16
- Ventilationsloch
- 20
- Zusatzelement
- 22
- zusätzliche Aufprall-Lage
- 23a
- erster Seitenabschnitt
- 23b
- zweiter Seitenabschnitt
- 24, 24a, 24b
- dauerhafte Verbindung
- 26, 26a, 26b
- Reißverbindung
- 27a, 27b
- zusätzliche Reißverbindung in erster Verbindung
- 28
- Öffnung
- 30
- zusätzlicher Gassack
- 32a, b
- Seitenlage
- 40
- Dummy
- 42
- Kopf des Dummys
- 44
- Armaturentafel
- 46
- Windschutzscheibe
- 48
- Sitz
- Y
- erste Richtung
- Z
- zweite Richtung
- Wmax
- maximale Breite
- Hmax
- maximale Höhe
-
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
-
