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Die Erfindung betrifft ein Gassackmodul mit einem Rückhaltegassack, einen Fahrzeugsitz mit wenigstens einem derartigen Gassackmodul, sowie ein Fahrzeug mit einem derartigen Gassackmodul und/oder einem derartigen Fahrzeugsitz.
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Bisher werden oftmals Abstützflächen an fahrzeugfesten Bauteilen mit einbezogen, um aufgeblasene Gassäcke im Fahrzeuginnenraum zu unterstützen und in ihrer vorgesehenen Position zu halten.
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Um das Fehlen einer fahrzeugfesten Abstützfläche im Bereich der Fenster auszugleichen, schlägt die
US 10 077 020 B2 vor, eine zusätzliche, in der Fahrzeugtür ausfahrbare Abstützfläche zu verwenden, um im Rückhaltefall eine Fensteröffnung im Fahrzeug abzudecken.
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Diese bekannten Konzepte sind jedoch grundsätzlich nur soweit anwendbar, wie sichergestellt ist, dass sich der Gassack stets in der gleichen Relation zum fahrzeugfesten Bauteil entfaltet. Dies bedeutet aber auch, dass der Fahrzeuginsasse im Fahrzeug eine feste Position einnehmen muss.
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Insbesondere hinsichtlich des Konzepts des autonomen Fahrens entsteht allerdings inzwischen der Wunsch nach einer freieren Sitzposition im Fahrzeuginnenraum. Daraus ergibt sich auch die Notwendigkeit, einen Fahrzeuginsassen nicht nur in der klassischen, aufrecht sitzenden und nach vorne gerichteten Sitzposition in Aufprallsituationen zu schützen, sondern einen guten Schutz auch für Positionen zu bieten, in denen der Fahrzeuginsasse beispielsweise eine eher liegende Stellung einnimmt, oder der Fahrzeugsitz bezüglich der Fahrtrichtung gedreht ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es, den Schutz eines Fahrzeuginsassen zu verbessern und einen flexibleren Einsatz von Gassackmodulen zu ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird mit einem Gassackmodul mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Das erfindungsgemäße Gassackmodul umfasst einen Rückhaltegassack, der in einer Rückhaltesituation aufgeblasen wird und in einem aufgeblasenen Zustand eine Rückhaltewirkung auf einen Fahrzeuginsassen ausübt. Zudem umfasst das erfindungsgemäße Gassackmodul wenigstens ein Stützelement, das in einem Rückhaltezustand wenigstens abschnittsweise in Kontakt mit dem aufgeblasenen Rückhaltegassack ist und das so ausgebildet ist, dass es den Rückhaltegassack abstützt, wobei der Rückhaltegassack im aufgeblasenen Zustand zwischen dem Stützelement und dem Fahrzeuginsassen angeordnet ist. Das Stützelement ist in einem Ausgangszustand an oder in dem Gassackmodul angeordnet. Das Stützelement kann dabei beispielsweise im Inneren des Gassackmoduls, insbesondere in einem Modulgehäuse, aufgenommen sein. Zudem kann das Stützelement als ein zum Gassackmodul separates Element ausgebildet sein, dass in einem im Fahrzeug montierten Zustand des Gassacks an dem Gassackmodul angeordnet ist.
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Das Gassackmodul ist an jeder geeigneten Stelle im Fahrzeug einsetzbar. Nur beispielhaft aufgeführt, kann eine Anordnung eines derartiges Gassackmodul an oder in einem Fahrzeugsitz, in einem Lenkrad, einer Armaturentafel, einer Fahrzeugtür, einer Fahrzeugseitenwand, einem Boden, einem Dachrahmen oder einer Dachfläche des Fahrzeugs vorgesehen sein. Auch eine Anordnung an einer Struktur, die im Fahrzeug an unterschiedlichen Stellen positioniert werden kann, wie z.B. einem zusätzlichen Sitzelement oder einem Rahmen einer Sitzeinheit, ist denkbar.
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Das wenigstens eine Stützelement ist dabei jeweils insbesondere so angeordnet, dass es eine durch Kontakt mit einem Fahrzeuginsassen in den Rückhaltegassack eingeleitete Kraft aufnimmt.
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Generell lässt sich das Stützelement einsetzen, um den aufgeblasenen Rückhaltegassack abzustützen und in seiner Position im Fahrzeuginnenraum zu stabilisieren, wenn der Fahrzeuginsasse in den Rückhaltegassack eintaucht. Somit ist das Gassackmodul auch unabhängig von fahrzeugfesten Abstützflächen einsetzbar, da deren Aufgabe vom Stützelement übernommen wird. Vorzugsweise erstreckt sich das Stützelement auf seiner dem Rückhaltegassack abgewandten Seite frei im Fahrzeuginnenraum, benötigt also keine fahrzeugfeste Abstützfläche.
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Das Stützelement ist insbesondere an Stellen des aufgeblasenen Rückhaltegassacks vorgesehen, an denen der Rückhaltegassack aufgrund seiner Form ohne Abstützung einer durch den Fahrzeuginsassen aufgebrachten Kraft ausweichen würde. Die Verwendung eines Stützelements führt daher zu einer größeren Formenfreiheit für den Rückhaltegassack.
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Die oben genannte Aufgabe wird weiterhin mit einem Fahrzeugsitz mit den Merkmalen des Anspruchs 16 gelöst. Der Fahrzeugsitz weist wenigstens ein erfindungsgemäßes Gassackmodul auf, das einen Rückhaltegassack umfasst, der in einer Rückhaltesituation aufgeblasen wird und der in einem aufgeblasenen Zustand eine Rückhaltewirkung auf einen Insassen auf einer Kontaktfläche des Fahrzeugsitzes ausübt. Es ist wenigstens ein Stützelement vorgesehen, das in einem Rückhaltezustand wenigstens abschnittsweise in Kontakt mit dem aufgeblasenen Rückhaltegassack ist und das eine zur Kontaktfläche gerichtete Kraft auf den Rückhaltegassack ausüben kann, wobei der Rückhaltegassack zwischen der Kontaktfläche und dem Stützelement liegt.
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Im Weitern werden vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Gassackmoduls insbesondere am Beispiel eines an oder in dem Fahrzeugsitz angeordneten Gassackmoduls erläutert. Dies ist nicht einschränkend und derartige vorteilhafte Ausgestaltungen des Gassackmoduls können folglich an an jeder geeigneten Stelle im Fahrzeug eingesetzt werden.
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Das Stützelement des Gassackmoduls übernimmt zumindest teilweise die Aufgabe einer fahrzeugfesten Abstützfläche. Da das Stützelement am Fahrzeugsitz oder sogar im Gassackmodul selbst vorgesehen ist, wird es zusammen mit dem Fahrzeugsitz bewegt, wenn dieser in eine andere Position gebracht wird. Daher steht die durch das Stützelement gebildete Abstützfläche unabhängig von der Position des Fahrzeugsitzes im Fahrzeug zur Verfügung.
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Die Kontaktfläche bildet hier die dem Fahrzeuginsassen zugewandte Fläche des Fahrzeugsitzes, auf der der Insasse sitzt bzw. an die sich der Insasse lehnt, also die Sitzfläche, die Fläche der Lehne sowie die Fläche der Kopfstütze.
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Das Stützelement sollte so angeordnet sein, dass es dem Rückhaltegassack eine höhere Steifigkeit verleiht. So kann es beispielsweise in einer Rückhaltesituation eine zum Insassen hin gerichtete Kraft auf den Rückhaltegassack ausüben, wenn der Insasse in den Rückhaltegassack eintaucht, sodass der Rückhaltegassack in seiner beabsichtigten Position gehalten wird, auch wenn keine fahrzeugfeste abstützende Fläche wie beispielsweise eine Seitenwand des Fahrzeuginnenraums neben dem Rückhaltegassack liegt.
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Es hat sich herausgestellt, dass es in vielen Fällen ausreichend ist, den Rückhaltegassack nur über eine relativ kleine Fläche abzustützen, wenn dies an einer Position erfolgt, an der der Rückhaltegassack z.B. aufgrund seiner Form dazu neigt, einer Krafteinwirkung nachzugeben. Eine derartige Position liegt beispielsweise an der Austrittsöffnung des Gassacks aus dem Modulgehäuse des Gassackmoduls.
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Durch die Verwendung eines oder mehrerer Stützelemente können somit z.B. ein oder mehrere Rückhaltegassäcke am Fahrzeugsitz selbst angeordnet sein, wodurch sich im Prinzip ein kompletter Schutz des Fahrzeuginsassen in beliebigen Sitzstellungen erreichen lässt. Zum einen geben das oder die Stützelement(e) dem Rückhaltegassack ausreichend seitlichen Halt, um den Insassen auf dem Fahrzeugsitz zurückzuhalten. Zum anderen können vorzugsweise das oder die Stützelement(e) auch dazu eingesetzt werden, den Rückhaltegassack in eine gewünschte Position bezüglich des Insassen zu bringen, beispielsweise bogenförmig über dem Insassen liegend. Hierzu kann sich beispielsweise das Stützelement auch zumindest abschnittsweise bogenförmig erstrecken.
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Vorzugsweise liegt das Stützelement jeweils außerhalb des Rückhaltegassacks und ist ein vom Rückhaltegassack separates Bauteil.
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In der Regel ist der Rückhaltegassack größer, länger und breiter als das Stützelement.
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Das Stützelement kann in seiner Form und Gestalt sowie seinem Material beliebig gewählt sein.
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Fertigung und Montage lassen sich vereinfachen, wenn das Stützelement in das Gassackmodul integriert ist, das auch den zusammengelegten Rückhaltegassack im Ausgangszustand, also im normalen Betriebszustand des Fahrzeugs, aufnimmt. Natürlich ist es auch möglich, ein derartiges Gassackmodul auch an anderen Stellen im Fahrzeug als an einem Fahrzeugsitz vorzusehen.
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Im Rückhaltezustand erstreckt sich das Stützelement vorzugsweise vom z.B. am Fahrzeugsitz angeordneten Gassackmodul entlang einer Rückseite des aufgeblasenen Rückhaltegassacks in den Fahrzeuginnenraum hinein.
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Das Stützelement liegt generell bevorzugt im Rückhaltezustand im Bereich einer Austrittsöffnung des Rückhaltegassacks aus dem Gassackmodul, sodass das Stützelement den Rückhaltegassack gezielt an den Stellen abstützen kann, an denen der Rückhaltegassack aufgrund seiner Form besondere Unterstützung benötigt, um die beim Eintauchen des Insassen wirkenden Kräfte ohne Veränderung seiner Lage im Raum aufzunehmen.
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Das wenigstens eine Stützelement ist bevorzugt in einem Ausgangszustand im Normalbetrieb des Fahrzeugs in einer Aufnahme am Fahrzeugsitz, insbesondere im Gassackmodul, angeordnet. Außerdem lässt sich ein Überführmechanismus vorsehen, der das wenigstens eine Stützelement in einer Rückhaltesituation aus der Aufnahme heraus in seinen Rückhaltezustand bewegt.
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Der Überführmechanismus kann auf beliebige geeignete Art gestaltet sein, selbstverständlich angepasst an die Art des jeweiligen Stützelements. Prinzipiell kann ein mechanisch angetriebener Überführmechanismus genauso eingesetzt werden wie ein durch Gasdruck betriebener Überführmechanismus, dem beispielsweise unter hohem Druck stehendes Gas von einem Gasgenerator zugeführt wird.
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Umfasst der Überführmechanismus einen mechanischen Antrieb, kann die Energie zur Bewegung des Stützelements beispielsweise aus einer Federspannung oder über einen elektrisch angetriebenen Motor gewonnen werden. Um die mechanische Antriebsleistung zur Bewegung des Stützelements zu verwenden, ist beispielsweise ein geeignetes Zahnradgetriebe, ein Schneckengetriebe oder ein Spindelantrieb vorgesehen.
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Umfasst der Überführmechanismus einen Gasgenerator, so kann dies ein vom Gasgenerator des Rückhaltegassacks separater Gasgenerator sein. Es ist aber auch möglich, einen Teil des vom Gasgenerator des Rückhaltegassacks erzeugten Gasstrom abzuzweigen, um den Überführmechanismus zu betätigen. Das Stützelement kann aus seinem Ausgangszustand in seinen Rückhaltezustand beispielsweise mittels eines durch Gasdruck verschobenen Kolbens oder einer Zahnstange bewegt werden.
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In einer sehr einfachen möglichen Ausführungsform ist der Überführmechanismus dadurch gebildet, dass das Stützelement fest an einer Außenwand des Rückhaltegassacks fixiert ist, sodass der sich aufblasende Rückhaltegassack automatisch das Stützelement mit aus der Aufnahme in seinen Rückhaltezustand zieht.
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In vielen Fällen ist es sinnvoll, im Modulgehäuse oder gegebenenfalls am Fahrzeugsitz im Bereich der Aufnahme eine Führung für das Stützelement vorzusehen, die die Bewegung des Stützelements vom Ausgangszustand in den Rückhaltezustand vorgibt oder unterstützt.
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Generell ist der Zeitpunkt frei wählbar, zu dem das Stützelement aus einem Ausgangszustand in den Rückhaltezustand bewegt wird. Dieser Zeitpunkt kann vor, zeitgleich mit oder nach dem Zeitpunkt des Starts des Aufblasens des Rückhaltegassacks liegen.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist wenigstens ein Stützelement vorgesehen, das ein formstabiles Stützelement ist, welches ein im Rückhaltezustand zumindest abschnittsweise starres Bauteil ist. Das formstabile Stützelement sollte so eigensteif ausgelegt sein, dass es auch dann noch eine Stützwirkung auf den Rückhaltegassack ausüben kann, wenn der Insasse in diesen eintaucht.
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Es ist möglich, das formstabile Stützelement als einen starren Körper auszulegen, der ohne Formveränderung vom Ausgangszustand in den Rückhaltezustand überführt wird. In diesem Fall kann das formstabile Stützelement beispielsweise plattenförmig oder stabförmig sein.
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Das formstabile Stützelement kann aber auch so ausgelegt sein, dass es seine Form zwischen dem Ausgangszustand und dem Rückhaltezustand teilweise verändert, beispielsweise um eine mehr nach innen zur Kontaktfläche gekrümmte Form anzunehmen. Eine Option ist es, die Außenseite des formstabilen Stützelements mit ineinandergreifenden Strukturen oder Rastverbindungen auszustatten, die ineinandergreifend im Rückhaltezustand die Steifigkeit des formstabilen Stützelements erhöhen. Im Ausgangszustand ist das dann flexiblere formstabile Stützelement einfacher in seiner Aufnahme unterzubringen.
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In der Materialwahl für das formstabile Stützelement ist der Fachmann frei. Beispielsweise bieten sich formstabile Stützelemente aus Kunststoffen an, aber auch starre Schaumstoffe oder zu bestimmten Formen gefaltete Kunststofffolien oder beschichtete Papierlagen können verwendet werden.
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Insbesondere ist es denkbar, dass das formstabile Stützelement zumindest abschnittsweise aus einem auxetischen Material besteht. Ein auxetisches Material ist ein Material, dass sich bei einer Streckung quer zur Streckrichtung ausdehnt und dabei insbesondere quer zu Streckrichtung eine höhere Stabilität erhält. Diese Eigenschaft ergibt sich aus einer Waben- oder Netzstruktur, bei der die einzelnen Zellen spezifische Formen aufweisen. Dies lässt sich beispielsweise durch eine spezielle Falttechnik erreichen.
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Beispielsweise lässt sich ein formstabiles Stützelement aus auxetischem Material so verwenden, dass das formstabile Stützelement am Rückhaltegassack befestigt ist und zusammen mit diesem aus seiner Aufnahme gezogen wird, wobei sich durch die Zugkraft eine Dicke des formstabilen Stützelements senkrecht zur Zugrichtung erhöht, sodass sich eine versteifende Wirkung ergibt.
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Das formstabile Stützelement kann auf beliebige Weise aus seinem Ausgangszustand in seinen Rückhaltezustand bewegt werden, beispielsweise durch eine lineare Verschiebung, durch Verschwenken, Ausklappen, oder Verdrehen.
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Vorteilhaft ist jeweils ein Anschlag am Fahrzeugsitz oder am Gassackmodul vorgesehen, der die Bewegung des formstabilen Stützelements begrenzt, wenn dieses seinen Rückhaltezustand erreicht hat.
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Eine weitere Möglichkeit ist es, das formstabile Stützelement so auszubilden, dass es sich beim Austreten aus der Aufnahme aufrollt. Die hierzu erforderliche Vorspannung resultiert vorzugsweise aus der Struktur des formstabilen Stützelements, zum Beispiel einer spezifischen Faltung eines dünnen flächigen Materials oder einer inhärenten Vorspannung, analog zu den bekannten Schnapparmbändern.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst das formstabile Stützelement einen flexiblen Abschnitt, der im Ausgangszustand gefaltet in der Aufnahme angeordnet ist und der sich beim Übergang in den Rückhaltezustand entfaltet. Auf diese Weise lässt sich ein Stützelement mit einer großen Stützfläche für den Rückhaltegassack bereitstellen, ohne dass ein entsprechend großer Platz in der Aufnahme am Fahrzeugsitz zur Verfügung gestellt werden muss.
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Vorteilhaft ist der flexible Abschnitt sowohl am formstabilen Stützelement als auch am Fahrzeugsitz, insbesondere im Bereich des Rands der Austrittsöffnung des Rückhaltegassacks und vorzugsweise an mehreren voneinander beabstandeten Punkten, fest fixiert.
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Der flexible Abschnitt ist beispielsweise durch ein Textil-, Folien- oder Netzmaterial gebildet, das zwischen starren Streben aufgespannt wird, ähnlich einem Regenschirm oder einem Fächer. So lässt sich die Fläche des Stützelements beispielsweise senkrecht zu einer Verschieberichtung aus der Ausnahme heraus vergrößern.
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In einer anderen möglichen Gestaltung weist das formstabile Stützelement eine starre, T-förmige Strebe auf, die einen flexiblen Abschnitt zwischen dem T-förmigen freien Ende des Stützelements und dem Rand der Austrittsöffnung aufspannt.
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In einer weiteren Ausführungsform ist der flexible Abschnitt des formstabilen Stützelements mit einem aushärtbaren Material versehen, das beim Übergang des formstabilen Stützelements in den Rückhaltezustand durch Einwirkung von Licht und/oder einer geeigneten Chemikalie aushärtet. Zu diesem Zweck sind z.B. schnell aushärtende Epoxidharze auf dem Markt, deren Aushärtezeit mit etwa 30 ms im Bereich der Aufblaszeit des Rückhaltegassacks liegt. Falls UV-Licht zum Aushärten benötigt wird, könnten UV-LEDs in das Stützelement integriert sein, wobei die Stromversorgung über den Anschluss des Gasgenerators des Rückhaltegassacks erfolgen kann.
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Es wäre auch denkbar, den flexiblen Abschnitt mit einer elektrorheologischen oder magnetorheologischen Flüssigkeit zu versehen, die bei Anlegen eines elektrischen oder magnetischen Felds im Rückhaltezustand erstarrt, sodass der flexible Abschnitt im Rückhaltezustand gegenüber dem Ausgangszustand versteift ist.
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Eine weitere Option, um ein formstabiles Stützelement zu bilden, ist es, einen Abschnitt der Außenhaut des Rückhaltegassacks oder eine zusätzliche Lage am Rückhaltegassack, zum Beispiel im Bereich der Austrittsöffnung, mit einem derartigen aushärtbaren oder erstarrenden Material zu versehen.
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Grundsätzlich ist es möglich, zusätzlich oder alternativ zu dem beschriebenen Stützelementen Fangbänder an geeigneter Stelle am Rückhaltegassack und am Fahrzeugsitz vorzusehen, die den aufgeblasenen Rückhaltegassack in Richtung zur Kontaktfläche, also zum Insassen hin, beaufschlagen. Insbesondere könnten die Fangbänder mit einem aushärtbaren oder erstarrenden Material versehen sein.
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Prinzipiell ist es bei jedem Stützelement möglich, zusätzlich ein derartiges aushärtbares oder erstarrendes Material vorzusehen.
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Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform umfasst das formstabile Stützelement mehrere starre, miteinander verbundene Teilelemente, die im Ausgangszustand kompakt zusammenliegen und im Rückhaltezustand zu einer größeren Länge als im Ausgangszustand auseinandergezogen sind. Die einzelnen Teilelemente können beispielsweise nach dem Prinzip eines Teleskops ineinander angeordnet sein oder auch als linear gegeneinander verschiebbare Schuppen, wobei jeweils ein Anschlag vorgesehen sein sollte, um eine definierte Endstellung im Rückhaltezustand zu definieren. Hier wäre es auch denkbar, ein auxetisches Material einzusetzen.
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Die einzelnen Teilelemente können mit Rastelementen versehen sein, die im Rückhaltezustand miteinander in Eingriff kommen, um das formstabile Stützelement zusätzlich zu versteifen.
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Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Stützelement fest mit dem Fahrzeugsitz verbunden und verändert zwischen Ausgangszustand und Rückhaltezustand seine Position und Form nicht. Beispielsweise ist das Stützelement fest in den Sitzrahmen integriert und kann die Form einer Sitzwange, Sitzlehne oder Kopfstütze mitbestimmen. In diesem Fall hat das Stützelement vorzugsweise eine nach innen zur Kontaktfläche des Fahrzeugsitzes hin gekrümmte Innenfläche, an der der Rückhaltegassack mit seinem unmittelbar an die Austrittsöffnung anschließenden Abschnitt in Anlage kommt.
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Ein anderes Variante sieht vor, das Stützelement als Stützgassack auszubilden, dessen Volumen im Rückhaltezustand größer ist als im Ausgangszustand. Im Ausgangszustand ist der Stützgassack z.B. zusammengelegt im Gassackmodul angeordnet. Beim Übergang in den Rückhaltezustand wird der Stützgassack befüllt und entfaltet sich aus dem Gassackmodul heraus in eine Position, in der er eine Abstützfläche für den Rückhaltegassack bildet.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist wenigstens ein Stützelement vorgesehen, das ein aufblasbarer Stützgassack ist. Dieser Stützgassack erstreckt sich im Rückhaltezustand außerhalb des Rückhaltegassacks und stützt diesen seitlich ab, sodass der Rückhaltegassack stets zwischen dem Insassen und dem Stützgassack liegt. Es ist dabei nicht vorgesehen, dass der Stützgassack direkt in Kontakt mit dem Fahrzeuginsassen kommt und eine direkte Rückhaltewirkung entfaltet.
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Normalerweise hat der Stützgassack ein deutlich kleineres Volumen als der Rückhaltegassack und ist meist auch kürzer und schmaler als der Rückhaltegassack.
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In seinen Abmessungen kann der Stützgassack in etwa einem der oben beschriebenen formstabilen Stützelemente entsprechen. Genauso wie diese ist auch der Stützgassack vorteilhaft im Bereich der Austrittsöffnung des Rückhaltegassacks aus dem Gassackmodul platziert, um den an die Austrittsöffnung anschließenden Abschnitt des Rückhaltegassacks gegen eine Bewegung seitlich nach außen abzustützen und gegebenenfalls auch den Rückhaltegassack in Richtung zum Insassen, also zur Kontaktfläche, zu drücken.
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In der Regel ist der Stützgassack ein vom Rückhaltegassack vollständig getrennter Gassack. Allerdings können beide Gassäcke im selben Gassackmodul, insbesondere im selben Modulgehäuse, aufgenommen sein. Es ist möglich, den Stützgassack ebenfalls über den Gasgenerator des Rückhaltegassacks zu befüllen, es kann aber auch ein eigener Gasgenerator für den Stützgassack vorgesehen sein.
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Es ist möglich, den Stützgassack mit einem höheren Innendruck zu befüllen als den Rückhaltegassack, insbesondere mit etwa 1,5 bar. Der erhöhte Innendruck sollte über die gesamte Standzeit des Stützgassacks aufrechterhalten werden, um die Abstützwirkung zu verbessern.
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Der Stützgassack kann ein herkömmlich bekannter Gassack sein, der lediglich aus einer Außenhaut besteht, die mit Füllgas aus einem Gasgenerator befüllt wird. Es wäre aber auch denkbar, im Inneren des Stützgassacks eine im Ausgangszustand flexible Struktur vorzusehen, die sich beim Aufblasen entfaltet und versteift, gegebenenfalls unterstützt durch geeignete Chemikalien und/oder Lichteinwirkung. Es wäre auch denkbar, den Stützgassack mit einem geeigneten aushärtenden Schaum zu befüllen, um im Rückhaltezustand dessen Steifigkeit zu erhöhen.
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Gegebenenfalls kann sich der Stützgassack an einem starren fahrzeugfesten Bauteil, beispielsweise einer Wand des Innenraums, abstützen. Vorzugsweise bildet aber der Stützgassack selbst ohne weitere Unterstützung eine ausreichend steife Abstützfläche für den Rückhaltegassack.
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In einer weiteren möglichen Ausführungsform ist der Stützgassack durch einen aufblasbaren Fortsatz am Rückhaltegassack gebildet, der sich entlang des Fahrzeugsitzes entgegen der eigentlichen Entfaltungsrichtung erstreckt und der am Fahrzeugsitz anliegt. Die Abstützwirkung ergibt sich hier aufgrund einer Hebelwirkung.
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Es können auch mehrere Stützgassäcke vorgesehen sein, die sich gegenseitig aneinander abstützen, um eine ausreichend steife Abstützfläche für den Rückhaltegassack bereitzustellen. Hierbei lassen sich die Stützgassäcke beispielsweise in einer Reihe nebeneinander anordnen, sodass zwischen dem seitlich äußersten Stützgassack und dem Rückhaltegassack mehrere Stützgassäcke liegen, die alle in Kontakt mit ihren jeweiligen Nachbarn sind.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das wenigstens eine Stützelement als eine Stützkammer ausgebildet, die einen aufblasbaren Abschnitt des Rückhaltegassacks bildet. Ein derartiger Rückhaltegassack weist zumindest zwei Kammern auf: Der Rückhaltegassack umfasst neben zumindest einer Stützkammer zumindest eine Rückhaltekammer. Die Stützkammer eines derartigen Rückhaltegassacks ist in dem befüllten und entfalteten Zustand des Rückhaltegassacks mit einem höheren Innendruck befüllt als die Rückhaltekammer.
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Die Stützkammer und die Rückhaltekammer können von demselben Gasgenerator mit Gas befüllt werden, wobei dieser hierfür beispielsweise zwei Gasauslässe aufweisen kann, sodass in der Stützkammer, die in typischen Ausführungsformen ein kleineres Volumen aufweist als die Rückhaltekammer, der höhere Innendruck erreicht werden kann.
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Alternativ kann eine Trennwand, die die Stützkammer von der Rückhaltekammer in dem Rückhaltegassack trennt Überströmöffnungen umfassen. Derartige Überströmöffnungen können insbesondere verschließbar ausgebildet sein, wobei die Überströmöffnungen beispielsweise abhängig vom Innendruck der Stützkammer oder der Rückhaltekammer verschlossen werden können. Zudem kann vorgesehen sein, dass das Verschließen der Überströmöffnungen abhängig von der Entfaltung des Rückhaltegassacks, insbesondere der Rückhaltekammer oder der Stützkammer. Bei einer derartigen Ausführungsform kann beispielsweise ein Verschlusselement für die Überströmöffnung über ein Fangband mit dem Mantel des Rückhaltegassacks, beispielsweise im Bereich der Rückhaltekammer, verbunden sein, sodass bei einer bestimmten Entfaltung des Rückhaltegassacks das Verschlusselemente auf die Überströmöffnung gezogen wird und diese verschließt und nur noch die Stützkammer weiter befüllt wird, wodurch sich in dieser der höhere Innendruck ei nstellt.
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Selbstverständlich ist es genauso möglich, verschiedene Typen von Stützelementen zu kombinieren. Insbesondere kann es vorteilhaft sein, sowohl wenigstens ein als formstabiles Stützelement ausgebildetes Stützelement als auch wenigstens ein Stützelement in Form eines Stützgassacks oder wenigstens ein als formstabiles Stützelement ausgebildetes Stützelement als auch wenigstens ein Stützelement in Form einer Stützkammer vorzusehen. Vorteilhaft liegt dabei der Stützgassack bzw. die Stützkammer im Rückhaltezustand zwischen dem Rückhaltegassack bzw. der Rückhaltekammer und dem formstabilen Stützelement, sodass das formstabile Stützelement den Stützgassack bzw. die Stützkammer seitlich außen abstützt und eine Gegenkraft zum Rückhaltegassack aufbringen kann, wenn der Insasse in diesen eintaucht.
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Der Stützgassack bzw. die Stützkammer und das formstabile Stützelement können komplementäre Außenkonturen aufweisen, sodass sich im Rückhaltezustand ein Formschluss zwischen den beiden Stützelementen ergibt, der die Steifigkeit zusätzlich erhöht.
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Die beiden Stützelemente können zeitgleich oder zeitversetzt zueinander in ihren Rückhaltezustand überführt werden, wobei die Zeitpunkte wiederum zeitgleich oder zeitlich versetzt zum Start des Aufblasens des Rückhaltegassacks wählbar sind.
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Das formstabile Stützelement kann beispielsweise am Stützgassack oder der Stützkammer des Rückhalegassacks befestigt sein, sodass es durch dieses aus seinem Ausgangszustand in seinen Rückhaltezustand gezogen wird, wenn der Stützgassack aufgeblasen wird. Es ist auch denkbar, den Stützgassack auszunutzen, um das formstabile Stützelement in seinen Rückhaltezustand zu schieben oder zu verschwenken.
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Generell können sämtliche bisher für die einzelnen Typen von Stützelementen beschriebenen Merkmale auch in einer Kombination eines formstabilen Stützelements und eines Stützgassacks und/oder eines Rückhaltegassacks mit einer Stützkammer nach Belieben frei gegeneinander ausgetauscht oder miteinander kombiniert werden. Insbesondere kann das Stützelement beliebig ausgebildet sein. Beispielsweise kann eines der oben beschriebenen Stützelemente oder eine beliebige Kombination mehrerer oben beschriebener Stützelemente verwendet werden. Insbesondere lässt sich auch ein oben beschriebener Überführmechanismus im Gassackmodul vorsehen.
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Gerade wenn der Fahrzeugsitz so ausgelegt ist, dass er bezüglich der Fahrtrichtung drehbar ist, oder wenn beispielsweise vorgesehen ist, dass der Insasse auch während der Fahrt die Lehne in eine Liegeposition herunterklappen kann, lässt sich die Schutzwirkung für den Insassen dadurch verbessern, dass wenigstens zwei Gassackmodule am selben Fahrzeugsitz vorgesehen sind, die jeweils seitlich der Kontaktfläche angeordnet sind. Die Gassackmodule können an der Sitzfläche, der Sitzlehne oder an der Kopfstütze angeordnet sein, sodass sich gezielt Beine/Hüften, Oberkörper und Kopf des Fahrzeuginsassen durch Gassäcke schützen lassen.
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Dabei ist es möglich, Gassackmodule nur an einer Seite des Fahrzeugsitzes, also der Kontaktfläche, oder aber ein beiden Seiten des Fahrzeugsitzes vorzusehen.
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In einer beispielhaften Ausführungsform sind beispielsweise an jeder Seite des Fahrzeugsitzes drei Gassackmodule jeweils im Bereich der Kopfstütze, der Sitzlehne sowie der Sitzfläche positioniert. Kommt es zu einer Rückhaltesituation, so ist der Fahrzeuginsasse in diesem Fall von den Oberschenkeln aufwärts praktisch vollständig durch Gassäcke einschließbar.
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In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform können beispielsweise nur zwei Gassackmodule am Fahrzeugsitz vorgesehen sein, die wahlweise an der Kopfstütze, der Sitzlehne oder der Sitzfläche angeordnet sind, wobei beide Gassackmodule auf einer Seite des Sitzes angeordnet sein können oder die beiden Gassackmodule an gegenüberliegenden Sitzseiten montiert sind.
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Sind an einer Position (Sitzfläche, Sitzlehne oder Kopfstütze) Gassackmodule an gegenüberliegenden Seiten der Kontaktfläche vorgesehen, so erstreckt sich vorzugsweise jeder der Rückhaltegassäcke bis zur Mitte der Kontaktfläche. Ist nur ein Gassackmodul an einer dieser Positionen vorgesehen, so kann sich der Rückhaltegassack über die gesamte Breite der Kontaktfläche erstrecken.
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Selbstverständlich ist es möglich, für verschiedene Positionen und auch an den verschiedenen Seiten der Kontaktfläche unterschiedliche Arten von Stützelementen oder Kombinationen von Stützelementen einzusetzen.
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Sind zwei Rückhaltegassäcke auf gegenüberliegenden Seiten der Kontaktfläche vorgesehen, die sich im aufgeblasenen Zustand berühren, kann jeder der Rückhaltegassäcke jeweils eine Fixierstruktur aufweisen, wobei eine Interaktion der Fixierstrukturen die Rückhaltegassäcke im aufgeblasenen Zustand aneinander fixiert.
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Die interagierenden Fixierstrukturen können beispielsweise Magnete sein, Klettverschlüsse, aber auch eine komplementäre Formgebung der Außenoberfläche der beiden Rückhaltegassäcke.
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Die Erfindung betrifft außerdem ein Fahrzeug, insbesondere mit wenigstens einem oben beschriebenen Gassackmodul und/oder wenigstens einem oben beschriebenen Fahrzeugsitz. In einem derartigen Fahrzeug kann der Fahrzeugsitz insbesondere verschiebbar, kippbar oder schwenkbar am Boden des Fahrzeuginnenraums befestigt sein.
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Sämtliche Merkmale der einzelnen Ausführungsformen können grundsätzlich im Ermessen des Fachmanns auch in beliebigen anderen Kombinationen oder jeweils alleine verwirklicht werden.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. In den Zeichnungen zeigen:
- - 1 einen erfindungsgemäßen Fahrzeugsitz gemäß einer ersten Ausführungsform;
- - 2 ein erfindungsgemäßes Gassackmodul gemäß einer ersten Ausführungsform, wobei das Stützelement im Ausgangszustand gezeigt ist;
- - 3 das Gassackmodul aus 2, wobei das Stützelement im Rückhaltezustand gezeigt ist;
- - 4 bis 6 ein erfindungsgemäßes Gassackmodul gemäß einer zweiten Ausführungsform in verschiedenen Zuständen vor und während der Aktivierung;
- - 7 bis 12 erfindungsgemäße Fahrzeugsitze gemäß weiteren Ausführungsformen jeweils in einer normalen Betriebssituation und einer Rückhaltesituation ;
- - 13 bis 48 erfindungsgemäße Fahrzeugsitze gemäß weiteren Ausführungsformen mit unterschiedlichen formstabilen Stützelementen, in verschiedenen Arten der Darstellung;
- - 49 bis 52 erfindungsgemäße Fahrzeugsitze gemäß weiteren Ausführungsformen mit unterschiedlichen Stützgassäcken, in verschiedenen Arten der Darstellung;
- - 52a ein erfindungsgemäßes Gassackmodul gemäß einer weiteren Ausführungsform mit einem Stützelement in Form eines Stützgassacks;
- - 53 einen erfindungsgemäßen Fahrzeugsitz gemäß einer weiteren Ausführungsform mit mehreren Stützgassäcken;
- - 54 bis 67 erfindungsgemäße Fahrzeugsitze gemäß weiteren Ausführungsformen mit unterschiedlichen Kombinationen von formstabilen Stützelementen und Stützgassäcken, in verschiedenen Arten der Darstellung;
- - 68 ein erfindungsgemäßes Gassackmodul gemäß einer weiteren Ausführungsform mit einem Stützelement in Form einer Stützkammer; und
- - 69 und 70 erfindungsgemäße Fahrzeugsitze gemäß weiteren Ausführungsformen, wobei die Interaktion von zwei gegenüberliegenden Rückhaltegassäcken gezeigt ist.
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1 zeigt einen Fahrzeugsitz 10 mit einem oder mehreren in den Fahrzeugsitz 10 integrierten Gassackmodul(en) 12 gemäß einer ersten Ausführungsform. Mehrere Fahrzeugsitze 10 können im Innenraum eines (nicht dargestellten) Fahrzeugs angeordnet sein.
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Das Gassackmodul 12 kann an unterschiedlichen Stellen am Fahrzeugsitz 10 montiert sein, wie auch im Folgenden mit Bezug auf die 7 bis 12 noch diskutiert wird.
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Der Fahrzeugsitz 10 besitzt eine Kontaktfläche 14, mit der ein Fahrzeuginsasse 16 in Kontakt ist, wenn er auf dem Fahrzeugsitz 10 sitzt. Die Kontaktfläche 14 setzt sich aus einer Sitzfläche 18, der Fläche 20 einer Sitzlehne 22 sowie der Fläche 24 einer Kopfstütze 26 zusammen (siehe auch 7).
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Das oder die Gassackmodule 12 sind jeweils seitlich der Kontaktfläche 14 angeordnet und jeweils im Bereich der Sitzfläche 18, der Sitzlehne 22 oder der Kopfstütze 26 platziert.
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In den 2 und 3 ist das Gassackmodul 12 gemäß einer ersten Ausführungsform dargestellt. Das Gassackmodul 12 ist hier in einer nicht näher dargestellten Aufnahme beispielsweise im Fahrzeugsitz 10 angeordnet, könnte aber unabhängig von einem Fahrzeugsitz auch an einer beliebigen anderen geeigneten Stelle im Fahrzeug vorgesehen sein. Dies gilt für alle in dieser Anmeldung beschriebenen Varianten (siehe insbesondere auch 52a).
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Das Gassackmodul 12 umfasst ein Modulgehäuse 28, in dem ein zusammengelegter Rückhaltegassack 30 sowie ein Gasgenerator 32 aufgenommen sind, wobei der Gasgenerator 32 Füllgas zum Aufblasen des Rückhaltegassacks 30 liefert.
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Der Rückhaltegassack 30 dient dazu, den Insassen 16 in einer Rückhaltesituation aufzufangen und hat hierzu eine zum Insassen 16 gerichtete Innenseite 34 (siehe beispielsweise 3), die direkt mit dem Insassen 16 in Kontakt kommt.
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Das Gassackmodul 12 umfasst außerdem ein wenigstens ein Stützelement 36.
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Das Stützelement 36 kann im normalen Betriebszustand in einem Ausgangszustand in einer Aufnahme 38 im Modulgehäuse 28 angeordnet sein, sodass es von einer Außenseite des Fahrzeugsitzes 10 nicht wahrnehmbar ist.
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Durch einen Überführmechanismus 40, der hier durch eine Gasversorgung über den Gasgenerator 32 realisiert ist, kann das Stützelement 36 aus der Aufnahme 38 hinausbewegt werden, sodass es sich durch eine Austrittsöffnung 42 für den Rückhaltegassack 30 aus dem Modulgehäuse 28 heraus erstreckt.
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Der Überführmechanismus 40 könnte auch durch einen mechanischen Antrieb, z.B. unter Verwendung von Federkraft oder eines Elektromotors, realisiert sein.
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Die 1 und 3 zeigen den Fahrzeugsitz 10 und das Gassackmodul 12 in einer Rückhaltesituation, während 2 das Gassackmodul 12 im Ausgangszustand im normalen Fahrbetrieb vor dem Aufblasen des Rückhaltegassacks 30 zeigt.
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Im normalen Fahrbetrieb befindet sich das Stützelement 36 in seinem Ausgangszustand im Inneren des Modulgehäuses 28, während es in der Rückhaltesituation einen Rückhaltezustand einnimmt, in dem es aus dem Modulgehäuse 28 ausgetreten ist.
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Im Rückhaltezustand liegt der aufgeblasene Rückhaltegassack 30 mit seiner Rückseite 45 an einer zur Kontaktfläche 14 weisenden Innenseite 47 des Stützelements 36 an. So stützt das Stützelement 36 den Rückhaltegassack 30 gegen eine Bewegung nach außen von der Kontaktfläche 14 weg ab. In diesem Beispiel werden die durch das Eintauchen des Insassen 16 entstehenden Kräfte in den Fahrzeugsitz 10, genauer einen starren Sitzrahmen, abgeleitet. Dabei übt das Stützelement 36 eine in Richtung zur Kontaktfläche 14 wirkende Kraft F auf den Rückhaltegassack 30 aus, die als Gegenkraft zu der durch den Insassen 16 hervorgerufenen Kraft entsteht.
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Die dem Fahrzeuginsassen 16 abgewandte Seite des Stützelements 36 liegt in der Regel frei im Fahrzeuginnenraum, stützt sich also nicht an einem fahrzeugfesten Bauteil ab.
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Generell liegt der Rückhaltegassack 30 im Rückhaltezustand stets zwischen dem Insassen 16 und dem Stützelement 36, sodass das Stützelement 36 keinen direkten Kontakt mit dem Insassen 16 hat.
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Ist das Gassackmodul 12 wie dargestellt an einem Fahrzeugsitz 10 angeordnet, erstreckt sich das Stützelement 36 vor allem im Bereich der Austrittsöffnung 42 vom Fahrzeugsitz 10 entlang der Rückseite 45 des Rückhaltegassacks 30. Dabei ist das Stützelement 36 sowohl schmäler als auch kürzer als der Rückhaltegassack 30, wie auch die 7 bis 12 zeigen.
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In dieser Ausführungsform ist das Stützelement 36 als formstabiles Stützelement ausgebildet und wird daher im Folgenden auch mit dem Bezugszeichen 36a bezeichnet. Das formstabile Stützelement 36a ist ein zumindest abschnittsweise starres Bauteil.
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Ein Anschlag 44 am modulseitigen Ende des Stützelements 36a sowie am austrittsöffnungsseitigen Ende des Modulgehäuses 28 verhindert, dass die Verschiebebewegung des Stützelements 36a über den Rückhaltezustand hinaus erfolgt.
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Wenn das formstabile Stützelement 36a aus seinem Ausgangszustand in seinen Rückhaltezustand überführt wird, wird es in diesem Beispiel durch den Gasdruck als Ganzes linear entlang der Aufnahme 38 aus der Austrittsöffnung 42 herausgeschoben. Die Wände der Aufnahme 38 dienen dabei als Führung und geben eine Austrittsrichtung vor.
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In den 4 bis 6 ist eine Variante der gerade beschriebenen Ausführungsform dargestellt. In diesem Fall ist ein zusätzlicher Gasgenerator 46 im Gassackmodul 12 vorgesehen, der für die Bewegung des Stützelements 36 verwendet wird. Der Gasgenerator 32 dient hier ausschließlich dazu, den Rückhaltegassack 30 aufzublasen. Anstelle eines zweiten Gasgenerators 46 kann auch ein zweistufiger Gasgenerator eingesetzt werden, bei dem eine Stufe dem Rückhaltegassack 30 und die andere Stufe dem Stützelement 36 zugeordnet ist (nicht dargestellt).
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4 zeigt das Gassackmodul 12 im Ausgangszustand im normalen Fahrbetrieb. 5 zeigt das Gassackmodul 12 während der Aktivierung, während 6 das Gassackmodul 12 nach der Aktivierung zeigt, wobei sich sowohl der Rückhaltegassack 30 als auch das Stützelement 36 im Rückhaltezustand befinden.
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Das Auslösen des zusätzlichen Gasgenerators 46 kann zeitgleich mit dem Gasgenerator 32, aber auch zeitversetzt und wenige Millisekunden vor oder nach der Aktivierung des Gasgenerators 32 erfolgen.
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Die 7 bis 12 zeigen unterschiedliche Möglichkeiten, mehrere Gassackmodule 12 an einem Fahrzeugsitz 10 anzuordnen. Die 7, 9 und 11 zeigen die Gassackmodule 12 jeweils vor der Aktivierung, wobei die jeweiligen Rückhaltegassäcke 30 und Stützelemente 36 in ihrem Ausgangszustand sind, während die 8, 10 und 12 die Gassackmodule 12 im aktivierten Zustand zeigen, wobei sich die jeweiligen Rückhaltegassäcke 30 und Stützelemente 36 im Rückhaltezustand befinden.
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Bei der in den 7 und 8 dargestellten Variante ist auf beiden Seiten des Sitzes 10, genauer der Kontaktfläche 14, jeweils ein Gassackmodul 12 angeordnet. Eines der Gassackmodule 12 befindet sich an der Sitzlehne 22, während das zweite Gassackmodul 12 auf der gegenüberliegenden Seite an der Kopfstütze 26 vorgesehen ist.
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Die beiden Rückhaltegassäcke 30 legen sich also von entgegengesetzten Seiten um den Fahrzeuginsassen 16. In diesem Beispiel ist jeder der beiden Rückhaltegassäcke 30 quer zur Kontaktfläche 14 so geformt, dass er sich in einem Bogen im Wesentlichen bis zu gegenüberliegenden Seite der Kontaktfläche 14 erstreckt (siehe 8).
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Die beiden Stützelemente 36 sind hingegen deutlich kürzer und reichen nicht bis zu einer gedachten Mittellinie der Kontaktfläche 14 oder des Sitzes 10.
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Bei der in den 9 und 10 dargestellten Variante sind insgesamt vier Gassackmodule 12 am Fahrzeugsitz 10 angeordnet, die jeweils beidseits an der Kopfstütze 26 sowie an der Sitzlehne 22 vorgesehen sind.
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Wie 10 zeigt, sind hier die Rückhaltegassäcke 30 quer zur Kontaktfläche 14 kürzer gewählt und reichen jeweils nur etwa bis in die Mitte der Kontaktfläche 14. Die einzelnen Rückhaltegassäcke 30 sind hier im Wesentlichen spiegelsymmetrisch zur Mittellinie des Sitzes 10, sodass der Insasse 16 von beiden Seiten durch die Rückhaltegassäcke 30 umgriffen wird.
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Die 11 und 12 zeigen eine Variante, bei der wie im letzten Beispiel insgesamt vier Gassackmodule 12 vorgesehen sind, die hier beidseits der Kopfstütze 26 und beidseits der Sitzfläche 18 angeordnet sind.
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In den letzten beiden Beispielen sind die Rückhaltegassäcke 30 der Gassackmodule 12 an der Sitzfläche 18 oder der Sitzlehne 22 entlang der Hochrichtung des Fahrzeugsitzes 10 jeweils so lang ausgebildet, dass sie sowohl einen Schutz für die Oberschenkel als auch für den Oberkörper des Fahrzeuginsassen 16 bieten.
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In den 13 bis 16 ist eine mögliche Variante eines formstabilen Stützelements 36a dargestellt.
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Das formstabile Stützelement 36a besteht hier beispielsweise aus einem Kunststoff oder stabilen Schaumstoff und weist entlang seiner Innenseite 47 mehrere Einschnitte 48 auf, sodass sich das gesamte formstabile Stützelement 36a zu einem Bogen verformen lässt, sodass die Innenseite 47 eine konkav gekrümmte Form annimmt.
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An einer der Innenseite 47 entgegengesetzten Außenseite 50 sind entlang der Längserstreckung des formstabilen Stützelements 36a mehrere Paare von ineinandergreifenden Strukturen 52 vorgesehen, die durch spezifisch geformte Einschnitte entlang der Außenseite 50 gebildet sind.
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Im Ausgangszustand sind die jeweiligen ineinandergreifenden Strukturen 52 eines Paares noch voneinander beabstandet (siehe 14 und 15 links).
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Wird das formstabile Stützelement 36a aus dem Ausgangszustand in seinen Rückhaltezustand verschoben (siehe Pfeilrichtung P in 13), so wird es beispielsweise durch die Führung in der Aufnahme 38 in eine gekrümmte Form gebracht.
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Dabei greifen die einzelnen ineinandergreifenden Strukturen 52 jedes Paares ineinander und verrasten miteinander, sodass das formstabile Stützelement 36a im Rückhaltezustand seine gekrümmte Form beibehält (siehe 13 und 15 rechts).
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Die 17 bis 20 zeigen eine weitere Ausführungsform eines Gassackmoduls 12 mit einem formstabilen Stützelement 36a.
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In diesem Beispiel hat das formstabile Stützelement 36a die Form einer starren T-förmigen Strebe, wobei der Balken des T am freien Ende 54 des formstabilen Stützelements 36a liegt.
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Im Ausgangszustand liegt das formstabile Stützelement 36a vollständig in der Aufnahme 38 und ist von außerhalb des Fahrzeugsitzes 10 nicht sichtbar (siehe 19).
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Bei der Überführung in seinen Rückhaltezustand wird es durch einen geeigneten Überführmechanismus 40 aus der Aufnahme 38 durch die Austrittsöffnung 42 hinausgeschoben (siehe 17, 18 und 20).
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Neben der T-förmigen Strebe weist das formstabile Stützelement 36a auch noch einen flexiblen Abschnitt 56 auf, der beispielsweise aus einem Netzmaterial besteht und der entlang des Balkens des T vom freien Ende 54 bis zu mehreren Fixierpunkten 58 am Modulgehäuse 28 oder am Fahrzeugsitz 10 verläuft.
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In diesem Beispiel ist ein weiterer flexibler Abschnitt 60 vorgesehen, der ebenfalls am Balken des T ansetzt und der zu Fixierpunkten 58 führt, die beabstandet von den Fixierpunkten 58 des ersten flexiblen Abschnitts 56 liegen.
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Im Ausgangszustand liegen die flexiblen Abschnitte 56, 60 zusammengelegt in der Aufnahme 38.
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Im Rückhaltezustand sorgt die starre T-förmigen Strebe für die notwendige Stabilität des formstabilen Stützelements 36a, während die flexiblen Abschnitte 56, 60 die Fläche der stützenden Oberfläche für den Rückhaltegassack 30 vergrößert.
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Die 21 bis 23 zeigen ein weiteres Beispiel für ein formstabiles Stützelement 36a mit einem flexiblen Abschnitt 56.
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Hier ist ein fächerförmiges Gerüst aus starren Streben 62 vorgesehen, die an einem Ende 64 verschwenkbar miteinander verbunden sind. Jeweils zwischen benachbarten Streben 62 erstreckt sich ein flexibler Abschnitt 56, beispielsweise aus einem Netzmaterial.
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Im Ausgangszustand sind die Streben 62 und die zwischen ihnen fixierten flexiblen Abschnitte 56 zusammengeklappt gemeinsam in der Aufnahme 38 angeordnet (23). Bei der Überführung in den Rückhaltezustand werden die starren Streben 62 fächerförmigen auseinandergezogen und die zwischen ihnen befindlichen flexiblen Abschnitte 56 aufgespannt (siehe 21 und 22). Die Streben 62 und die flexiblen Abschnitte 56 liegen im Rückhaltezustand außerhalb der Aufnahme 38, während ein an den Enden 64 ansetzender Stababschnitt 66 in der Aufnahme 38 verbleibt.
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Das Aufspannen kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass die jeweils am weitesten außen liegenden flexiblen Abschnitte 56 an fahrzeugfesten Fixierpunkten 58 am Rand der Aufnahme 38 befestigt sind, sodass sich automatisch eine Zugkraft ergibt, die die starren Streben 62 aufspannt, wenn das formstabile Stützelement 36a aus der Aufnahme 38 herausgeschoben wird.
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In den 24 bis 43 sind diverse mögliche Formen für ein Stützelement 36 dargestellt. Gegebenenfalls könnten auch hier ein oder mehrere flexible Abschnitte 56 (nicht dargestellt) hinzugefügt werden.
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In der 44 ist eine weitere Ausführungsform eines formstabilen Stützelements 36a dargestellt. Das formstabile Stützelement 36a ist im Rückhaltezustand gezeigt. Das formstabile Stützelement 36a besteht aus mehreren einzelnen, starren Teilelementen 68, die linear miteinander verbunden sind und die im (nicht dargestellten Ausgangszustand) kompakt zusammen geschoben in der Aufnahme 38 aufgenommen sind. Während sie in den Rückhaltezustand überführt werden, werden die einzelnen Teilelemente 68 gegeneinander verschoben, wobei sich die Gesamtlänge des formstabilen Stützelements 36a vergrößert. In diesem Beispiel nimmt das gesamte formstabile Stützelement 36a auch eine zur Kontaktfläche 14 hin gekrümmte Form an.
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Die einzelnen Teilelemente 68 sind hier scheibenförmig und sind jeweils an gegenüberliegenden Randabschnitten mit ihren Nachbarn verbunden.
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Eine teleskopartige Anordnung wäre auch denkbar.
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Es könnten auch Rastelemente vorgesehen sein, die beispielsweise ähnlich wie die ineinandergreifenden Strukturen 52 aus 13 ausgelegt sind, um die einzelnen Teilelemente 68 im Rückhaltezustand in ihrer Position zu fixieren.
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45 zeigt eine weitere Ausführungsform. In diesem Fall weist das formstabile Stützelement 36a eine Vielzahl von zu einer Fläche verbundenen Teilelementen 68 auf. Analog zur gerade beschriebenen Ausführungsform ist das formstabile Stützelement 36a im Ausgangszustand zusammengelegt in der Aufnahme 38 aufgenommen und vergrößert seine Längserstreckung beim Übergang in den Rückhaltezustand.
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Hier kann beispielsweise ein flächiges Material in einer spezifischen Faltung zum Einsatz kommen. Es ist möglich, ein auxetisches Material einzusetzen, dessen Steifigkeit sich quer zur Auszugsrichtung erhöht.
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Die 46 bis 48 zeigen eine weitere Ausführungsform. In diesem Fall ist das formstabile Stützelement 36a durch einen flexiblen Abschnitt 56 gebildet, der mit einem aushärtbaren oder erstarrenden Material versehen ist. Hierbei kommen beispielsweise schnell aushärtende Epoxidharze oder elektrorheologische oder magnetorheologische Flüssigkeiten infrage (jeweils mit geeigneten, hier nicht dargestellten Aushärtvorrichtungen).
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Der direkt an die Austrittsöffnung 42 anschließende Abschnitt des Rückhaltegassacks 30 ist hier mit einem flexiblen Abschnitt 56 umwickelt, der mit einem entsprechenden (nicht näher dargestellten) aushärtbaren oder erstarrenden Material versehen ist, beispielsweise durch Tränken mit Epoxidharz.
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Solange das formstabile Stützelement 36a in seiner Aufnahme 38 aufgenommen ist, ist das Material flüssig und das gesamte formstabile Stützelement 36a daher flexibel. Während oder kurz nach Erreichen des Rückhaltezustands härtet das Material aus oder erstarrt, sodass der flexibler Abschnitt 56 im Rückhaltezustand versteift ist und eine Stützwirkung auf den Rückhaltegassack 30 ausübt.
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49 zeigt eine Ausführungsform, bei der das Stützelement 36 als Teil des Rückhaltegassacks 30 ausgebildet ist. Der Stützelement 36 bildet einen aufblasbaren Abschnitt des Rückhaltegassacks 30, der sich entgegen der generellen Austrittsrichtung A (siehe Pfeil in 49) erstreckt und von der Austrittsöffnung 42 aus am Fahrzeugsitz 10 außen z.B. an der Sitzlehne 22 oder der Kopfstütze 26 anliegt. Aufgrund dieser Formgebung stützt sich der Rückhaltegassack 30 am Fahrzeugsitz 10 ab, wenn eine nach außen gerichtete Kraft F auf ihn wirkt.
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Die 50 bis 53 zeigen weitere Ausführungsformen. Hier ist das Stützelement 36 durch einen Stützgassack 36b realisiert, also als ein aufblasbares Bauteil mit im Wesentlichen flexibler Außenhülle.
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Natürlich wäre es auch denkbar, ein aushärtendes oder erstarrendes Material wie oben beschrieben an der Außenhülle des Stützgassacks 36b vorzusehen. Dies gilt im Übrigen für alle im folgenden beschriebenen Ausführungsformen.
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50 verdeutlicht das Konzept. Hier ist neben dem Rückhaltegassack 30 ein einziger Stützgassack 36b vorgesehen, wobei in der dargestellten Rückhaltesituation der Rückhaltegassack 30 zwischen dem Fahrzeuginsassen, also der Kontaktfläche 14, und dem Stützgassack 36b liegt. Der Stützgassack 36b ist im Bereich der Austrittsöffnung 42 angeordnet und liegt an der Außenseite des Fahrzeugsitzes 10, insbesondere an der Außenseite der Lehne 22 oder der Kopfstütze 26 an. So übt der Stützgassack 36b eine Stützwirkung auf den sitznahen Bereich des Rückhaltegassacks 30 aus und verhindert, dass dieser nach außen gedrückt wird, wenn der Insasse 16 in den Rückhaltegassack 30 eintaucht.
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Der Stützgassack 36b ist hier mit einem höheren Innendruck befüllt als der Rückhaltegassack 30 und hat ein kleineres Füllvolumen als dieser.
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Grundsätzlich gibt es einen Kontaktbereich 70, in dem der Stützgassack 36b und der Rückhaltegassack 30 direkt aneinander anliegen.
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52a zeigt allgemein ein Gassackmodul 12, bei dem das Stützelement 36 als Stützgassack 36b ausgebildet ist. Das Gassackmodul 12 ist analog zu den in den 2 bis 6 gezeigten Gassackmodulen aufgebaut. Ein oder mehrere Stützgassäcke 36b sind im Ausgangszustand zusammen mit dem Rückhaltegassack 30 im Modulgehäuse 28 aufgenommen. Das Füllgas für den oder die Stützgassäcke 36b wird entweder vom Gasgenerator 32 geliefert, der auch den Rückhaltegassack 30 befüllt, oder es ist ein eigener Gasgenerator 46 vorgesehen (angedeutet mit gestrichelten Linien in 52a). Auch dieses Gassackmodul 12 kann an anderen Positionen im Fahrzeug als an einem Fahrzeugsitz verbaut werden.
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Generell gilt auch bei der Verwendung eines Stützgassacks 36b als Stützelement 36, dass dieser im aufgeblasenen Zustand am Rückhaltegassack 30 an einer Stelle anliegt, an der der Rückhaltegassack 30 aufgrund seiner Form dazu tendiert, einer Krafteinwirkung in Richtung vom Fahrzeuginsassen weg nachzugeben und daher abgestützt werden muss. Diese Abstützwirkung wird beispielsweise ausschließlich durch das Stützelement 36 oder eine Kombination mehrerer Stützelemente 36 erreicht. Somit entfällt die Notwendigkeit einer fahrzeugfesten Abstützfläche im Bereich des Rückhaltegassacks 30.
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Alternativ dazu zeigt 51 eine Ausführungsform, bei der sich der Stützgassack 36b zusätzlich an einem fahrzeugfesten Bauteil 72, beispielsweise einer Wand, die den Fahrzeuginnenraum begrenzt, abstützt.
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In den 52 und 53 sind Ausführungsformen gezeigt, bei denen jeweils mehrere Stützgassäcke 36b vorgesehen sind, die in einer Reihe hintereinander angeordnet sind, wobei sich benachbarte mittlere Stützgassäcke 36b gegenseitig abstützen.
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In der Regel treten der oder die Stützgassäcke 36b ebenfalls aus der Austrittsöffnung 42 aus dem Gassackmodul 12 aus, wo sie im Ausgangszustand zusammen mit dem zusammengelegten Rückhaltegassack 30 aufgenommen sind.
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Grundsätzlich kann jedes der einzelnen Stützelemente 36, 36a, 36b unabhängig von anderen Stützelementen 36, 36a, 36b von seinem Ausgangszustand in seinen Rückhaltezustand überführt werden. Es ist jedoch genauso möglich, Stützelemente 36, 36a, 36b miteinander oder mit dem Rückhaltegassack 30 zu koppeln, sodass diese Bauteile gemeinsam bewegt werden.
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Die 54 bis 67 zeigen weitere Ausführungsformen, bei denen sowohl ein formstabiles Stützelement 36a als auch ein Stützgassack 36b als Stützelemente 36 vorgesehen sind. In diesem Beispiel ist stets im Rückhaltezustand der Stützgassack 36b zwischen dem Rückhaltegassack 30 und dem formstabilen Stützelement 36a angeordnet. 54 verdeutlicht dieses Konzept.
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Im Ausgangszustand sind der Rückhaltegassack 30 und die beiden Stützelemente 36a, 36b zusammen im Gassackmodul 12 aufgenommen.
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Prinzipiell können sämtliche in der gesamten Anmeldung beschriebenen Konzepte für formstabile Stützelemente 36a und Stützgassäcke 36b miteinander und mit anderen Arten von beschriebenen Stützelementen 36, jeweils in beliebiger Anzahl, frei kombiniert werden. Die konkret beschriebenen Ausführungsformen stellen lediglich Beispiele dar.
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Die 55 bis 57 zeigen eine Ausführungsform, bei der sich das formstabile Stützelement 36a beim Austreten aus der Austrittsöffnung 42 nach außen, also von der Kontaktfläche 14 weg gerichtet, aufrollt. Dieses Verhalten lässt sich durch ein geeignetes Material erreichen, beispielsweise ein dünnes, flächiges Material, dass eine spezifische Faltung aufweist oder eine andere spezielle Struktur aufweist. Wichtig ist, dass eine Vorspannung zu einer Seite hin erzeugt ist. Ein bekanntes Beispiel hierfür sind Schnapparmbänder.
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Die 58 und 59 zeigen eine Ausführungsform, bei der das formstabile Stützelement 36a aus einem auxetischen Material besteht. Wenn das Stützelement 36a aus der Austrittsöffnung 42 austritt, erhöht sich seine die Dicke senkrecht zur Auszugsrichtung, wodurch sich wiederum die Stützwirkung erhöht.
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60 zeigt eine Ausführungsform, bei der der Stützgassack 36b mehrere teleskopartig ineinander geschachtelte Kammern aufweist, die sich beim Überführen in den Rückhaltezustand befüllen. Das formstabile Stützelement 36a kann beliebig gewählt sein.
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61 zeigt eine Ausführungsform, bei der das formstabile Stützelement 36a und der Stützgassack 36b über ein Zahnradgetriebe 74 gekoppelt sind. Zu diesem Zweck weisen die dem Getriebe 74 zugewandten Seiten der Stützelemente 36a, 36b entsprechende Strukturen auf, in die die Zahnräder eingreifen können.
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Die 62 bis 64 zeigen Ausführungsbeispiele, bei denen das formstabile Stützelement 36a verschwenkbar am Fahrzeugsitz 10 fixiert ist. Im Ausgangszustand (in den Figuren gestrichelt) liegt das formstabile Stützelement 36a in einer geeigneten Aufnahme innerhalb des Fahrzeugsitzes 10, sodass es von außen nicht sichtbar ist. Zum Überführen in den Rückhaltezustand wird es um eine Achse 76 verschwenkt, sodass sein freies Ende 54 außerhalb des Fahrzeugsitzes 10 zu liegen kommt und eine Abstützfläche für den Stützgassack 36b darstellt.
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Unabhängig von der schwenkbaren Anordnung des formstabilen Stützelements 36a verdeutlicht 62 eine Variante, bei der der Stützgassack 36b und der Rückhaltegassack 30 jeweils einem eigenen Gasgenerator 32, 46 (oder jeweils einer eigenen Stufe eines mehrstufigen Gasgenerators) zugeordnet sind.
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Die Gaszufuhr zum Stützgassack 36b wird zuerst aktiviert, bevor die Gaszufuhr zum Rückhaltegassack 30 aktiviert wird. Dies führt auch dazu, dass der Stützgassack 36b eine (nicht gezeigte) Abdeckung des Modulgehäuses 28 des Gassackmoduls 12 öffnet.
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Der Rückhaltegassack 30 ist optional am Stützgassack 36b befestigt und wird bei der Entfaltung des Stützgassacks 36b mit aus dem Modulgehäuse 28 gezogen. Dieser Schritt erfolgt insbesondere, bevor die Gaszufuhr zum Rückhaltegassack 30 aktiviert wird.
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In einer alternativen Variante werden der Stützgassack 36b und der Rückhaltegassack 30 durch denselben Gasgenerator 32 befüllt, der zu diesem Zweck zwei unterschiedliche Auslässe aufweist.
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Der Stützgassack 36b wird mit einem höheren Druck als der Rückhaltegassack 30 aufgeblasen und behält den höheren Druck über die gesamte Standzeit. Um dies zu erreichen, kann z.B. eine Membran vorgesehen sein, die den Druckunterschied aufrecht erhält.
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Die 65 bis 67 zeigen Ausführungsformen, bei denen das formstabile Stützelement 36a als fester Teil des Fahrzeugsitzes 10 ausgebildet ist, beispielsweise als Teil eines starren Sitzrahmens. Auch im Ausgangszustand ist in diesen Ausführungsformen das formstabile Stützelement 36a von außen erkennbar und ist beispielsweise Teil der Seitenwange der Sitzlehne 22 oder der Kopfstütze 26. In der Rückhaltesituation stützt sich der aufgeblasene Stützgassack 36b an der Innenseite 47 des formstabilen Stützelements 36a ab.
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67 zeigt außerdem noch einen Formschluss zwischen dem formstabilen Stützelement 36a und dem Stützgassack 36b, der durch eine komplementäre Formgebung der im Kontaktbereich 70 aneinander anliegenden Flächen der Stützelemente 36a, 36b erreicht wird und der die Abstützwirkung für den Rückhaltegassack 30 zusätzlich verbessert.
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Wie oben bereits beschrieben können Gassackmodule 12 auf beiden Seiten des Fahrzeugsitzes 10 vorgesehen sein. Die Rückhaltegassäcke 30 sind hier so ausgelegt, dass sich gegenüberliegende Rückhaltegassäcke 30 vor dem Fahrzeuginsassen 16 berühren.
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Die 68 zeigt eine Ausführungsform in der das Stützelement 36 als eine Stützkammer 36c ausgebildet ist, die einen aufblasbaren Abschnitt des Rückhaltegassacks 30 bildet. Der Rückhaltegassack 30 ist als ein Mehrkammergassack ausgebildet, wobei die Stützkammer 36c und Rückhaltekammer 30` durch eine Trennwand 71 getrennt.
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In dem dargestellten befüllten Zustand ist die Stützkammer 36c mit einem höheren Innendruck befüllt, als die Rückhaltekammer 30' des Rückhaltegassacks 30. Die Stützkammer 36c und die Rückhaltekammer können von demselben Gasgenerator mit Gas befüllt werden, wobei dieser hierfür beispielsweise zwei Gasauslässe aufweisen kann, sodass in der Stützkammer 36c, die ein kleineres Volumen aufweist als die Rückhaltekammer 30`, ein höherer Innendruck erreicht werden kann.
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Alternativ kann die Trennwand
71 Überströmöffnungen umfassen. Derartige Überströmöffnungen können insbesondere verschließbar ausgebildet sein, wobei die Überströmöffnungen beispielsweise abhängig vom Innendruck der Stützkammer
36c oder der Rückhaltekammer 30` oder von einer Entfaltung des Rückhaltegassacks
30, insbesondere der Rückhaltekammer
30', oder der Stützkammer
36c, verschlossen werden. Beispielsweise können Überströmöffnungen mit Verschlusselementen zum Einsatz kommen, wie sie beispielsweise in der
DE 10 2019 101 284.8 am Beispiel eines Kniegassacks dargestellt sind.
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In den 69 und 70 sind Ausführungsformen gezeigt, in denen die beiden Rückhaltegassäcke 30, die auf unterschiedlichen Seiten des Fahrzeugsitzes 10 liegen, jeweils eine Fixierstruktur 80 aufweisen, die die beiden Rückhaltegassäcke 30 lösbar aneinander fixiert. Im Fall der 68 sind die Fixierstrukturen 80 durch Magnete gebildet, während im Fall der 69 ein Formschluss durch komplementäre Gestaltung der aneinander anliegenden Flächen der beiden Rückhaltegassäcke 30 gewählt ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 10077020 B2 [0003]
- DE 102019101284 [0171]
