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Die Erfindung betrifft einen Gassack gemäß Anspruch 1 und eine Gassackanordnung gemäß Anspruch 16 für ein Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem.
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Aus dem Stand der Technik sind Gassäcke bekannt, die sich in einem Anwendungsfall, also wenn der Gassack aufgrund eines Unfalls oder sich anbahnenden Unfalls von einem komprimierten Zustand in einen expandierten Zustand übergeht, zwischen einem Fahrersitz und einem Beifahrersitz erstrecken, welche als sogenannte Farside-Gassäcke bekannt sind. Weiter sind Gassäcke bekannt, die sich zwischen einem Fahrzeugsitz und einer Fahrzeugaußenseite eines Fahrzeugs erstrecken, welche als sogenannte Nearside-Gassäcke bekannt sind. Beide Varianten sind verschieden in deren Konstruktion und Anwendungsverhalten. Nearside-Gassäcke müssen im Anwendungsfall beispielsweise innerhalb von ca. 30 bis 40 ms einen Gassackdruck von ca. 1 bar erreichen und diesen lediglich über eine sehr kurze Zeitdauer (bis ca. 50 ms) aufrechterhalten. Demgegenüber müssen Farside-Gassäcke beispielsweise einen Gasdruck von ca. 2 bar erreichen, wobei der max. Gasdruck erst nach einer relativ langen Zeitdauer (ca. 100 ms) erreicht sein muss. Hier muss der zu erreichende Gasdruck vergleichsweise länger aufrechterhalten werden, um beispielsweise ein Aneinanderprallen von Köpfen von zwei benachbarten Fahrzeuginsassen über eine Unfalldauer zu verhindern.
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Aufgrund dieser unterschiedlichen Erfordernisse weisen die anzuwendenden Gasgeneratoren zur Gasbefüllung des Gassackes ein unterschiedliches Reaktionsverhalten auf. Bei Nearside-Gassäcken werden beispielsweise sehr reaktionsfreudige Treibstoffe eingesetzt, die bei einer Druckerzeugung Temperaturen von bis zu 1100°C erreichen können. Demgegenüber werden bei Farside-Gassäcken beispielsweise komprimierte Gase eingesetzt, die bei der Druckerzeugung Temperaturen von bis zu 150°C erreichen können.
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Diese Unterscheidung bestimmt maßgeblich ein Gewicht und eine Packgröße des im Fahrzeug verbauten Gassackes bzw. des Gassack-Moduls, umfassend Gasgenerator, Gassack, Befestigungsblech und Fixiermittel.
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Die
EP 1 595 751 B1 offenbart einen Nearside-Gassack, der sich in seinem Querschnitt schneckenartig und verjüngend in einem Kopfteil eines Gassackes erstreckt.
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Die
DE 10 2015 108 423 A1 offenbart einen Nearside-Gassack, der eine definierte Krümmung um einen Drehpunkt am Sitzrahmen in Richtung des Fahrzeuginsassen aufweist.
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Ein der Erfindung zugrundeliegende Problem besteht darin, einen Gassack anzugeben, der im Anwendungsfall am Körper eines Fahrzeuginsassen mit einer möglichst großen Anlagefläche anliegt und der Gassack dabei ohne eine ungewollte Kollision mit einem Körperteil des Fahrzeuginsassen expandierbar ist. Zudem ist es eine Aufgabe, ein Packvolumen des Gassacks weiter zu reduzieren.
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Dieses Problem wird durch die Bereitstellung eines Gassacks mit dem Merkmal des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Danach wird ein Gassack für ein Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem eines Kraftfahrzeugs bereitgestellt, der wenigstens zwei Druckkammern aufweist, wobei die erste Druckkammer (Hauptkammer) zur Rückhaltung des Oberkörpers und die zweite Druckkammer (Kopfkammer) zur Rückhaltung des Kopfes des Fahrzeuginsassen ausgebildet ist. Weiter sind die beiden Druckkammern mittels eines Halses strömungsleitend verbunden. Der Hals weist dabei einen geringeren Querschnitt auf als jede der Druckkammern. Die beiden Druckkammern verjüngen sich zudem in deren Querschnitt in Richtung des Halses und sind zusammen mit dem Hals zueinander dermaßen geformt, dass sich eine Aussparung für einen Arm- und/oder Schulterbereich des Fahrzeuginsassen ergibt.
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Erfindungsgemäß ist es also vorgesehen, dass der Gassack wenigstens mit der ersten Druckkammer satt am Fahrzeuginsassen im Anwendungsfall anliegt und diesen in Abhängigkeit einer Aufprallseite am Fahrzeug in einer vorgesehenen Sitzposition hält. Diese satte Anlage erfolgt durch die Aussparung der den Oberkörper des Insassen überstehenden Schulter- und/oder Armpartie. Dem geht die Erkenntnis einher, dass bei einem seitlichen Aufprall eine möglichst gute und stabile Positionierung des Insassen erfolgt, wenn der Gassack im Bereich des seitlichen Körperschwerpunktes angekoppelt wird, wobei bei einer sitzenden Position des Insassen dieser Bereich knapp unterhalb der Schulterpartie liegt. Zudem wölbt sich der Gassack in diesem Bereich nicht ungewollt, da die Druckkammer am Torso oder Thorax des Insassen plan anliegt, ohne auf einer überstehenden Schulterpartie aufzuliegen.
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Der Hals ist von seinen Proportionen so gestaltet, dass dieser im Anwendungsfall - gemessen an einem Durchschnittsinsassen - sich im Bereich eines unteren zu einem oberen Schulteransatz erstreckt. Aufgrund einer vorgesehenen Positionierung, beispielsweise an einer seitlichen Wange einer Rückenlehne eines Fahrzeugsitzes, erfolgt bezogen auf den Hals keine oder eine nur minimale Rückhaltung an dem Körper des Insassen. Der Hals dient also primär als Strömungsverbindung der beiden Druckkammern.
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Diese Anordnung des Halses zwischen unterem und oberen Schulteransatz und der Positionierung an der seitlichen Wange hat einen weiteren Vorteil, nämlich eine Expansion des Gassackes erstreckt sich im Anwendungsfall ausgehend von der ersten zur zweiten Druckkammer dermaßen, dass ein Arm oder die Schulter des Insassen nicht eingeklemmt wird, also keine ungewollte Kollision erfolgt, und somit eine Verletzungsgefahr aufgrund der Expansion verringert wird. Die erste Druckkammer füllt sich in vorgesehener Weise vor der zweiten Druckkammer. Beispielsweise ein hängender Arm wird dadurch gemäß dessen natürlicher Vorverlagerung angehoben. Bei der Expansion treten damit keine ungewollten Kollisionen des Gassacks an Bereichen des Insassen auf, an denen keine Kollision vorgesehen ist.
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Eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gassacks sieht vor, dass die Aussparung oder die Druckkammern zusammen mit dem Hals eine im wesentlichen U-förmige oder geschwungene Form bilden.
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Aus einer seitlichen Ansicht betrachtet und einer vorgesehenen Positionierung des Gassacks an der Seitenwange des Sitzes, würden die beiden Schenkel des U's dem Arm des Insassen in einer halbgestreckten Richtung folgen. Der Steg des U's erstreckt sich - ebenfalls in einer seitlichen Ansicht betrachtet - hinter dem Armansatz oder Schulterbereich. Die U-förmige oder geschwungene Form könnte zudem im Anwendungsfall einen hängenden Arm - also einen entgegen der Schwerkraft gerichteten Arm - von unten nach oben in eine halbgestreckte oder eine andere definierte Armposition bewegen und dadurch eine Verletzungsgefahr reduzieren.
Denkbar ist zudem eine Ausführungsform bei der die Aussparung zwar eine U-förmige oder geschwungene Form aufweist, die Aussparung jedoch wenigstens teilweise mit einem sich nicht expandierbaren Material überspannt ist. Es würde sich sozusagen ein Segel bilden, welches beispielsweise aus einer einzigen Materiallage gebildet ist. Die Aussparung wäre in diesem Fall keine vollständige Öffnung, sondern würde lediglich eine einseitig geschlossene Mulde bilden. Eine Rückhaltung mittels der satten Anlage des Gassacks in diesem Arm-/ Schulterbereich ist somit ebenfalls nicht gegeben. Eine Rückhaltung am übrigen Oberkörper jedoch schon.
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In einer vorteilhaften Ausführung umfasst der erfindungsgemäße Gassack wenigstens zwei miteinander verbundene Schichten eines strömungs-/ fluidundurchlässigen Materials, wobei das Material eine Laufrichtung aufweist und die Laufrichtungen der Schichten zueinander winklig angeordnet sind, sodass sich eine gewollte oder definierbare Krümmung des Gassacks ergeben kann.
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Dabei kann insbesondere - in einer Seitenansicht betrachtet - die Laufrichtung der dem Insassen abgewandten Schicht im Wesentlichen senkrecht verlaufen. Die Laufrichtung der dem Insassen zugewandten Schicht verläuft dabei insbesondere zwischen 20° und 35°; besonders vorteilhaft insbesondere zwischen 35° und 45° bezogen auf die Laufrichtung der abgewandten Schicht. Denkbar ist auch, dass der Gassack Teilabschnitte aufweist, die in einem unterschiedlichen Winkel zu einem anderen Teilabschnitt angeordnet sind.
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Die winklige Anordnung ist wichtig, da sich die dem Insassen zugewandte Schicht beim Expandieren des Gassacks in einer vertikalen Richtung weniger dehnt als die dem Insassen abgewandte Schicht und so beispielsweise ein Bogen oder eine konkave/konvexe Form formbar ist.
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Denkbar ist zudem den Gassack - oder einzelne Teilbereiche des Gassacks - als One-piece-woven-Gassack auszuführen. Dies hätte den Vorteil, dass weitere Arbeitsschritte zur Verbindung der Schichten entfallen würden und zudem Gassackbeschädigungen aufgrund einer fehlerhaften Naht oder Verbindung reduziert werden würde.
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Eine weiter vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass die Schichten des Gassacks ohne eine geklebte Nahtabdichtung verbunden sind oder ohne ein Keder zur Verbindung der Schichten aus einem elastischen Material, insbesondere Gummi oder Kautschuk, zwischen die Schichten eingebracht, ausgebildet ist.
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Durch einen Gassack ohne Nahtabdichtung werden das Packvolumen, das Gewicht und die Kosten weiter reduziert.
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Eine weitere denkbare Ausgestaltung sieht vor, dass beispielsweise die zweite Druckkammer zur Rückhaltung des Kopfes eine Mulde oder Vertiefung aufweist und die Mulde oder Vertiefung mittels einer Verbindung der Schichten ausgebildet ist.
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Mittels dieser Ausgestaltung ist es möglich das Strömungsverhalten bei einer Expansion der Druckkammer zu optimieren, indem beispielsweise durch das Verbinden der Schichten das Füllvolumen anpassbar ist und somit der Treibstoff des Gasgenerators ebenfalls angepasst werden kann. Bei der Anpassung ist allgemein davon auszugehen, dass eine Verringerung des Füllvolumen erzielt werden soll, womit auch eine Verringerung des Treibstoffs einhergeht. Die Mulden oder Vertiefungen könnten dermaßen in der Druckkammer platziert werden, dass die Druckkammer an den relevanten Bereichen primär eine ausreichend dicke Knautschzone aufweisen, um ein Zusammenschlagen der Köpfe von benachbart platzierten Insassen bei einem Anwendungsfall zu vermeiden.
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Die Mulden oder Vertiefungen können dabei auf verschiedene Arten ausgebildet sein. Eine Variante wäre, die Vertiefung mittels wenigstens zwei zueinander beabstandeter Verbindungen der Schichten auszubilden. Der Abstand ist dabei von dem applizierten Gasdruck in der Druckkammer und der geforderten, zu erzielenden Muldentiefe bzw. Kammerdicke anhängig.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass wenigstens eine der Druckkammern eine - in Strömungsrichtung betrachtet - langgezogene und/oder schlauchförmig aufblasbare Kammer ist. Die Druckkammer ist damit in weitere Kammern unterteilt, die der Strömung von deren Eintritt in jede Kammer folgend, sich nacheinander zu einer nächsten aufblasbaren Kammer erstreckt. Die einzelnen Kammern sind ebenfalls strömungsleitend miteinander verbunden.
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Hierbei ist es denkbar, dass beispielsweise die zweite Druckkammer einen umlaufenden und sich zu einem Zentrum gerichteten, schneckenförmig verringernden Radius der Verbindung der Schichten aufweist. Ebenso ist der umgekehrte Fall vorstellbar, bei dem sich die Kammer(n) in deren Radius radial nach Außen (schneckenförmig) vergrößert. Die schneckenförmige Verbindung der Schichten, beispielsweise mit einer Naht, ermöglicht es zum einen die Verbindung der Schichten mit evtl. vorhandener Nahtabdichtung ohne mehrfaches An- und Absetzen zu applizieren. Auch das Nähen kann dabei in einem Zug ohne Absetzten durchgezogen werden.
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Das schneckenförmige Kammerdesign ist im Vergleich zu einer Kopfkammer mit runden Abnähern strömungstechnisch sehr günstig, da keine „Inseln“ umströmt werden müssen. Es ergibt sich dadurch eine zügige und sichere Befüllung sowie eine optimale Entfaltung. Die Befüllung und Entfaltung der Kopfkammer ist dabei deshalb optimal, da die Gasströmung kreisförmig in der Druckkammer geführt ist und dadurch keine gerichteten Kräfte oder Momente auftreten. Die Kammer bleibt dadurch während der Expansion ruhig an Ort und Stelle. Weiter Körperteile, beispielsweise Gesichtsbereiche des Insassen, werden aufgrund einer impulsartigen, aufschnellenden Kammer nicht verletzt.
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Diese Variante hat weiter den Vorteil, dass Spannungsspitzen an Abnähten, wie diese beispielsweise bei runden Abnähern häufig auftreten, weitgehend vermieden werden. Es verringern sich mit abnehmendem Kammerquerschnitt die Spannungsspitzen im Material, da der Innendruck lediglich auf eine vergleichsweise kleinere Fläche wirkt.
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Für eine optimierte und verringerte Packgröße des Gassacks ist es vorteilhaft, einen Teil des Gassacks in komprimierten Zustand in einen Strömungskanal oder in einen durch den Hals gebildeten Hohlraum einzufügen. Dies könnte beispielsweise dadurch erfolgen, dass der in den Hals eingeführte Teil des Gassacks - oder ein anderer bestimmter Teil der Druckkammer - vorher gerollt und/oder gefaltet ist, oder gefaltet und/oder gerollt ist.
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In vorteilhafter Weise ist dabei die zweite Druckkammer in den Hohlraum eingefügt, wobei Fixierhilfen, beispielsweise mittels Klebestreifen, im Anwendungsfall eine zunächst primäre Druckerhöhung der ersten Druckkammer ermöglichen und/oder eine kleinräumige Entfaltung und Positionierung der Druckkammer ohne Interaktion mit dem Insassen ermöglicht. Die Druckerhöhung erfolgt dabei zunächst ausschließlich in der ersten Druckkammer. Erst nachdem der Hals freigeworden ist wird die Kopfkammer ebenfalls befüllt. Der Hals gibt der Kopfkammer die Bewegungsrichtung vor, in die er sich entfalten soll, ähnlich wie ein Gewährlauf einem Geschoss die Bewegungsrichtung vorgibt.
Mittels dieser speziellen Stülpfaltung wird ein sehr kleinräumiges Entfaltungs- und Positionierungsverhalten der Kopfkammer erreicht, womit die Gefahr von gefährlichen Interaktionen mit dem Insassen beim expandieren des Gassackes verringert wird, beispielsweise wenn ein Körperteil des Insassen sich während der Expansion ungewollt im Entfaltungsbereich des Gassacks befindet. Zudem kann die Kopfkammer in Z-Richtung (vertikale Richtung) besonders tief nach unten gefaltet werden. Daraus resultiert ein kleines kurzes Gassackmodul im komprimierten Zustand.
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Durch das beschriebene Entfaltungsverhalten wird die Wahrscheinlichkeit größer, bereits bei einer beginnenden Insassenverlagerung im Farside-Anwendungsfall den Insassen noch positionieren zu können. Dabei ist es möglich den Gassack ohne dichtende Naht - wie bereits beschrieben - auszugestalten, damit der Gassack ohne eine längere Standzeit verwendbar ist und der „undichte“ Gassack in zeitlicher Hinsicht nach einer Zündung eines Nearside-Gassacks gezündet werden könnte, wodurch der Insasse noch zufriedenstellend positionierbar ist. Hierdurch könnten Nachteile für die Insassenbelastung bei Nearside-Anwendungen vermieden werden, da der Insasse nicht schon während der Nearside-Expansion, beispielsweise zwischen einer Mittelkonsole und Fahrzeugstruktur durch den Farside-Gasssack eingeklemmt wird. Die Belastung durch den Nearside-Gassack ist einer Farsidebewegung des Insassen - also einer Bewegung des Insassen auf einer dem Fahrzeugaufprall abgewandten Seite - zeitlich deutlich vorgelagert. Eine sich durch den Nearside-Gassack ergebene Sicherheit würde nicht durch einen gleichzeitig gezündeten Farside-Gassack reduziert.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass an einer Seite des Gassacks wenigstens ein erstes Ende eines Anbindungselements angeordnet ist, welches im Anwendungsfall diejenige Druckkammer, beispielsweise der Kopfkammer, in Richtung des Kopfes des Fahrzeuginsassen biegt und/oder als Kräftesupport wirkt, wobei der Abstand des Kopfes - in einer nahezu konstanten Stellung betrachtet - zu dieser Druckkammer verringert wird. Das Anbindungselement ist mit einem Ende vorzugsweise an einem oberen Scheitelpunkt oder Scheitelbereich angeordnet.
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Das Anbindungselement wird beispielsweise durch einen einstückig mit der ersten Kammer verbunden Abschnitt des Gassacks ausgebildet. Denkbar ist, dass der Anbindungsbereich zumindest durch einen Teilabschnitt eines an die erste Druckkammer angrenzenden Randabschnitts des Gassacks ausgeformt wird. Der Anbindungsbereich kann Verbindungstrukturen (zum Beispiel in Form mindestens einer Befestigungsöffnung) aufweisen, über die es mit der Struktur des Fahrzeugsitzes bzw. des Fahrzeugs verbunden werden kann. Denkbar ist, dass der Anbindungsbereich an derselben Struktur des Fahrzeugs oder benachbart zu dieser Struktur festgelegt ist, an der der oben beschriebene Abspannbereich befestigt ist.
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Das Anbindungselement kann dabei ein Abspannband sein, welches beispielsweise so angeordnet ist, dass es zwischen dem Gassack und dem Kopf angeordnet ist. Im Farside-Lastfall, bei dem der Farside-Gassack das Zusammenschlagen der Köpfe verhindert, ist die dünnste Kammerstelle im Bereich der Mulde oder Vertiefung zu finden und mittels dem Anbindungselement abgedeckt. Das Anbindungselement spannt sich somit wie eine Art Springtuch auf, um den Kopfkontakt zu der Kopfkammer in zeitlicher Hinsicht möglichst lange hinauszuzögern und einen Kopfdurchschlag dadurch zu vermeiden. Das Anbindungselement überspannt damit im Anwendungsfall wenigstens einen Teil der Vertiefung.
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Der erfindungsgemäße Gassack kann auch mindestens ein mit der ersten oder zweiten Druckkammer verbundenes Anbindungselement, über das der Gassack an einer Struktur des ersten Fahrzeugsitzes oder an einer sonstigen Fahrzeugstruktur festlegbar ist, aufweisen.
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Das Anbindungselement bewirkt, dass sich die Kopfkammer zum Kopf des Insassen hin orientiert, um diesen zu schützen. Diese Krümmung wird durch die winklige Gewebeanordnung unterstützt.
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Der Gassack ist vorzugsweise als Farside-Gassack ausgestaltet und als solcher einsetzbar.
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Die Erfindung betrifft auch eine Gassackanordnung für eine Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem eines Kraftfahrzeuges. Dieses weist mindestens einen Gassack gemäß der vorangegangenen Beschreibung auf. Der Gassack ist an oder in einem Fahrzeugsitz angeordnet, der sich in expandierten Zustand zumindest teilweise zwischen einem auf dem Fahrzeugsitz befindlichen Fahrzeuginsassen und einer Fahrzeugstruktur erstreckt.
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Dabei ist mindestens eine Aufblaseinheit zum Aufblasen des Gassacks vorhanden, die, abhängig von einem Steuersignal, das eine sich anbahnende oder eine sich ereignende Kollision des Kraftfahrzeuges mit einem Objekt signalisiert, aktivierbar ist.
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Vorzugsweise ist die Fahrzeugstruktur eine Fahrzeugmittelkonsole und der Gassack stützt sich im Anwendungsfall mit einem Teilbereich der ersten Druckkammer von oben auf der Fahrzeugstruktur ab.
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Weiter kann eine Fixierung des Gassacks an einer Lehnenwange des Fahrzeugsitzes unmittelbar mittels Fixierungsmitteln wie beispielsweise Schrauben oder Bolzen erfolgen.
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Die Erfindung betrifft auch einen Fahrzeugsitz mit dem erfindungsgemäßen Gassack. Der Gassack ist insbesondere innerhalb oder an dem Fahrzeugsitz angeordnet. Bei dem Fahrzeugsitz handelt es sich beispielsweise um einen Fahrersitz oder einen Beifahrersitz eines Fahrzeuges.
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Die Erfindung betrifft weiter auch ein Kraftfahrzeug umfassend einen Gassack oder eine Gassackanordnung gemäß der vorangegangenen Beschreibung
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. Es zeigen:
- 1 einen Gassack gemäß der Erfindung in einer Seitenansicht und in einem Anwendungsfall;
- 1a den Gassack gemäß 1 in einer alternativen Ausführungsform;
- 2 den im Fahrzeug zwischen zwei Fahrzeugsitzen angeordneten Gassack gemäß 1 oder 1a in einer Hinteransicht und aufgeblasenem Zustand;
- 3 ein Querschnitt der Kopfkammer des Gassacks in einer Vorderansicht;
- 4a den Gassack gemäß den 1 oder 2 in flach ausgebreitetem Zustand;
- 4b den Gassack gemäß der 4a in einer weiteren Ausführungsform;
- 5a und 5b die Kopfkammer des erfindungsgemäßen Gassacks in einer Schneckenform;
- 6a und 6b die Kopfkammer des erfindungsgemäßen Gassacks in einer Schlauchform;
- 7 den Gassack gemäß den 1 bis 3 in einem Querschnitt durch eine Druckkammer dargestellt und in einem gefalteten oder komprimierten Zustand;
- 8 den Gassack gemäß den 1 bis 4 als Faltschema;
- 9 den Gassack gemäß den 1 bis 4 als Roll- und/oder Faltschema;
- 10 eine Detailansicht von verschiedenen Ausführungsformen zur Verbindung wenigstens zweiter Materialschichten;
- 11 eine Detailansicht von beabstandet angeordneten Verbindungen gemäß einer ersten Ausführungsform;
- 12 eine Detailansicht von beabstandet angeordneten Verbindungen gemäß einer zweiten Ausführungsform;
- 13 eine Ausführungsform bei der die Hauptkammer im Anwendungsfall seitlich von einer Fahrzeugstruktur gestützt wird; und
- 14 eine weitere Ausführungsform bei der sich die Hauptkammer im Anwendungsfall auf einer Oberfläche der Fahrzeugstruktur abstützt.
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Der in den 1, 1a und 2 im aufgeblasenen und in einem Anwendungsfall gezeigte erfindungsgemäße Gassack 1 umfasst eine erste Druckkammer in Form einer Hauptkammer 10.1, die insbesondere zum Schutz eines Oberkörpers oder Thorax eines Fahrzeuginsassen dient. Des Weiteren besitzt der Gassack 1 eine zweite Druckkammer in Form einer (zum Beispiel oval oder kreisrund ausgebildeten) Kopfkammer 10.2, zum Schutz des Kopfes des Fahrzeuginsassen 11. Ein die beiden Druckkammern 10 strömungsleitend verbindender Hals 12, der ebenfalls aufblasbar ist, weist einen geringeren Querschnitt auf als jeder der Druckkammern 10. Zudem verjüngen sich die beiden Druckkammern 10 in deren Querschnitt in Richtung des Halses 12. Die beiden Druckkammern 10 sind zusammen mit dem Hals 12 zueinander dermaßen geformt, dass sich eine Aussparung 14 für eine Platzierung des Gassackes 1, oder wenigstens eine der Druckkammern 10, am Oberkörper des Fahrzeuginsassen 11 ergeben kann.
Die Aussparung 14 oder die Druckkammern 10 bilden zusammen mit dem Hals 12 eine im wesentlichen U-förmige, geschwungene Form, um einen Arm- und/oder Schulterbereich des Fahrzeuginsassen 11 an eine Anbindung, also eine satte Anlage zur Stabilisierung des Fahrzeuginsassen 11, mit dem Gassacks 1 in diesem Bereich zu vermeiden. Die satte Anbindung erfolgt also an dem Oberkörper bzw. dem Thorax des Fahrzeuginsassen 11.
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Die aufblasbaren Druckkammern 10 und der Hals 12 werden durch mindestens zwei Gassacklagen 18, insbesondere in Form von Gewebelagen eines strömungsundurchlässigen Materials gebildet, die beispielsweise mit mindestens einer Naht (insbesondere einer Umfangsnaht) miteinander verbunden sind. Die Nähte können dabei ohne eine Nahtabdichtung verbunden sein. Alternativ oder zusätzlich ist es denkbar, dass ein Keder zur Verbindung der Schichten oder Lagen aus einem elastischen Material, wie beispielsweise Gummi, ausgebildet ist.
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Die 10 zeigt hierzu verschiede Varianten zur Verbindung der Schichten oder Lagen 18. Das erste obere Bild zeigt die Ausführungsform ohne eine Nahtabdichtung. Hier sind die beiden Lagen 18 mit einem geeigneten Verbindungselement 19 unmittelbar miteinander verbunden. Das zweite Bild von oben zeigt eine Ausführungsform, bei der die beiden Schichten 18 mittels einem nass verklebten Elastomer 20, wie beispielsweise Silikon, verbunden sind. Das dritte Bild von oben zeigt eine Ausführungsform, bei der die Schichten 18 einen dazwischenliegenden, eingenähten Keder 22, beispielsweise aus Gummi, aufweisen. Das vierte Bild zeigt eine Ausführungsform, bei der die jeweils äußerste Schicht 18 eine weitere Schicht zur Verstärkung der Verbindung aufweist. Vorliegend ist ein außen aufgesetzter Gewebestreifen 24 zu erkennen, der mit den Schichten 18 verbunden ist.
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Weiter weist das Material oder jede Schicht 18 eine Laufrichtung auf. Die mindestens zwei Gassacklagen 18 sind von einer vorderen zu einer hinteren Lage zueinander um 45° - bezogen auf die jeweilige Laufrichtung - verschränkt angeordnet. Hierdurch ergibt sich eine gewollte Krümmung 26 des Gassacks 1 in eine definierte Richtung. Vorliegend weist die Richtung der Kopfkammer 10.2 zum Kopf des Fahrzeuginsassen 11 (siehe 2).
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Zusätzlich ist an einer Seite des Gassacks 1 ein erstes Ende eines Anbindungselementes 28 angeordnet, nämlich am Scheitel oder Stirnbereich der Kopfkammer 10.2. Dieses wirkt als Kräfteaufnahme, damit ein Eindringen des Fahrzeuginsassen 11 in den Gassack 1 keinen wesentlichen Versatz des Gassacks 1 ergibt (beispielsweise aus 3 ersichtlich). Zusätzlich wird aufgrund der Länge des Anbindungselementes 28, die sich durch die Positionierung des ersten Endes und einem zweiten Ende zueinander ergibt, die Krümmung 26 des Gassacks 1 verstärkt. Das zweite Ende ist dabei beispielsweise an einer Sitzstruktur 30 wie beispielswese der Sitzlehne fixiert.
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Aus 1, 3 und 4 ist weiter ersichtlich, dass die zweite Druckkammer 10.2 eine Mulde oder Vertiefung 10.3 aufweist. Vorliegend in Form einer radial umlaufenden und sich zu einem Zentrum verjüngenden Radius in Form einer schneckenförmigen Ausprägung 10.4. Das schneckenförmige Kammerdesign optimiert die Befüllung und Entfaltung. Eine Gasströmung zur Befüllung der Kopfkammer 10.2 erfolgt kreisförmig. Aus 3 ist in einem Querschnitt durch die Kopfkammer 10.2 ersichtlich, dass die schneckenförmige Kopfkammer 10.2 in einem oberen Bereich einen größeren Durchmesser d1 aufweist als der Durchmesser d2 in einem unteren Bereich. Dadurch treten keine gerichteten Kräfte auf, wodurch sich die Druckkammern 10 ruhig an Ort und Stelle expandieren lassen.
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Die 5 und 6 zeigen die Schneckenform der Kopfkammer 10.2. Diese kann gemäß einer ideellen Betrachtung als länglicher Schlauch ausgebildet sein (siehe 6) und zu einer Schnecke aufgerollt sein (siehe 5), woraus sich das erfindungsgemäße Kopfkammerdesign ergibt. Weiter kann sich der längliche Schlauch 10.2 in eine Richtung verjüngen.
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Die Druckkammern 10 und der Hals 12 werden mittels eines Gasgenerators 16 aufgeblasen, wobei das Gas insbesondere zunächst in die Hauptkammer 10.1 eingeleitet wird und dann über den Hals 12 in die Kopfkammer 10.2 einströmt.
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Eine alternative Ausführungsform der Kopfkammer 10.2 (in 5 und 6 dargestellt) sieht vor, diese als - in Strömungsrichtung betrachtet - langgezogene und schlauchförmig aufblasbare Kammer auszugestalten. Dies würde den gleichen oder ähnlichen Effekt erzielen, wie die schneckenförmige Ausführung 10.4, nämlich die Befüllung und Entfaltung zu optimieren. Dabei ist beispielsweise eine Ausführung als Kammer mit mehreren parallel angeordneten Unterkammern 10.2 vorstellbar, die über eine gemeinsame Zuführkammer verbunden sind, wobei jede Unterkammer 10.2 durch den Abstand von zwei Nähten bestimmt ist (in 1a dargestellt). Die Zuführkammer verbindet die Unterkammer 10.2 strömungsleitende.
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Aus den 11 und 12 sind verschiedene Verbindungsarten ersichtlich, wie die Mulde oder Vertiefung 10.3 mittels mehrerer zueinander beabstandeter Verbindungen ausgebildet ist. Die jeweilige Schnittdarstellung durch die Lagen oder Schichten 18 des Gassacks 1 zeigt mehrere Verbindungselemente 29. In 11 sind diese Verbindungselemente 29 gemeinsam in einer vertikalen Ebene angeordnet. Die Druckkammer 10 ist dabei in aufblasbare und nicht aufblasbare Bereiche unterteilt, wobei die nicht aufblasbaren Bereiche keinerlei Gasfüllung aufweisen.
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Demgegenüber ist aus 12 eine Ausführungsform ersichtlich, bei der eine Anordnung der Verbindungselemente 29 in einer horizontalen und in einer vertikalen Ebene erfolgt. Durch die zusätzliche horizontal beabstandete Anordnung können die Mulden oder Vertiefungen 10.3 eine Polsterung durch vergleichsweise kleinvolumige Unterkammern aufweisen. Eine Kollision von zwei benachbart angeordneten Köpfen der Fahrzeuginsassen 11 kann dadurch optimiert vermieden werden.
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Die Erfindung sieht zudem eine spezielle Packung oder Komprimierung 32 des Gassacks 1 vor, in welcher der Gassack 1 als Modul, umfassend beispielsweise einen Gasgenerator 16 und eine Montageplatte (nicht dargestellt), an einer Sitzstruktur 30 verbaut ist. Aus 7 ist eine Schnittdarstellung des gepackten und komprimierten 32 Gassacks 1 ersichtlich. Hierbei ist ein Teil des Gassacks 1 in einen Strömungskanal oder in einen durch den Hals 12 gebildeten Hohlraum eingefügt.
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Aus den 8 und 9 sind Ausführungsformen ersichtlich, wie eine mögliche Packung 32 des in den Strömungskanal eingefügten Teils umgesetzt sein könnte. Hierzu zeigt die 8 ein Faltschema der Kopfkammer 10.2 des Gassacks 1. Hierbei ist die Kopfkammer 10.2 in wenigstens einen Längsfalz 33 und in mehrere Querfalze 34 unterteilt. Das zweite Bild dieser Figur zeigt die Kopfkammer 10.2 nachdem diese gemäß dem beschriebenen Falzschema gefaltet wurde. Das dritte Bild dieser Figur zeigt einen Zustand bei dem die gefaltete Kammer 10.2 in den Strömungskanal bzw. Hals 12 eingefügt ist, erkennbar an den seitlichen Umstülpungen des Gassackgewebes 18.
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Aus der 9 ist eine alternative Ausführungsform zur Packung 32 des Gassacks 1 ersichtlich. Hierbei wird ein Teil der Kopfkammer 10.2 mit wenigstens einem Längsfalz 33 halbiert oder geviertelt. In einem zweiten Schritt wird der bis zum Halsbeginn 12 überstehende Kopfkammerteil 10.2 gerollt. Der sich über den Hals 12 erstreckende Teil der Kopfkammer 10.2 wird zick-zack gefaltet. Ebenso ist eine Ausführungsform denkbar, bei der in dem zweiten Schritt die Kopfkammer 10.2 beispielsweise über die gesamte Breite gerollt wird.
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In einem weiteren Schritt wird der gemäß den 8 oder 9 gepackte oder komprimierte 32 Teil des Gassacks 1 mit Fixierhilfen 36 versehen, nämlich beispielsweise jeweils quer und umlaufend zu einer Längsachse des komprimierten Gassacks. Die Fixierhilfen 36, beispielsweise in Form von Klebebänder, halten zum einen den gepackten Gassack 1 in dem vorgesehenen Zustand. Zum anderen helfen diese bei einer kontrollierten Expansion des Gassacks 1 im Anwendungsfall. Es ist nämlich vorgesehen, dass eine Expansion des Gassacks 1 schrittweise erfolgt. In einem ersten Schritt bläst sich die Hauptkammer 10.1 und ggf. zusätzlich der Hals 12 oder ein Teil des Halses 12 auf. Bedingt durch die Art der Packung 32, Faltung und der Fixierhilfen 36 der Kopfkammer 10.2 muss die Hauptkammer 10.1 einen bestimmten vorgesehenen Druck erreichen, ehe die Fixierhilfen 36 reisen bzw. sich lösen und die Kopfkammer 10.2 in einem zweiten Schritt sich expandieren lässt. Dieser Prozessablauf trägt maßgeblich zur Verletzungsprävention des Fahrzeuginsassen 11 bei.
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Eine Gassackanordnung umfassend den Gassack 1, einen Gasgenerator 16 und einen Fahrzeugsitz 30 sieht vor, den erfindungsgemäßen Gassack 1 zwischen dem Fahrzeugsitz 30 und einer Fahrzeugstruktur 38, vorzugsweise einer Fahrzeugmittelkonsole zu positionieren. Der Gassack 1 stützt sich im Anwendungsfall vorzugsweise mit wenigstens einem Teil der Hauptkammer 10.1 von oben auf der Fahrzeugstruktur 38 ab (aus 1, 1a oder 14 ersichtlich). Weiter ist der Gassack 1 an der Sitzlehne 30 dermaßen fixiert, dass in expandierten Zustand der Gassack 1 mit der U-förmigen Form den Arm- und/oder Schulterbereich eines Standardinsassen 11 ausspart.
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Eine Fixierung des Gassacks 1 bzw. des Moduls sieht vor, den Gassack 1 oder das Gassackmodul ohne eine Trägerblatte unmittelbar an der Sitzstruktur 30 zu fixieren.
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Die Gassackanordnung oder der Gassack 1 an sich ist in verbauten Zustand ein Teil eines Kraftfahrzeuges.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Gassack
- 10
- Druckkammern
- 10.1
- Hauptkammer
- 10.2
- Kopfkammer
- 10.3
- Mulde/Vertiefung
- 10.4
- schneckenförmige Aussparung
- 11
- Fahrzeuginsasse
- 12
- Hals
- 14
- Aussparung
- 16
- Gasgenerator
- 18
- Schichten/Gassacklagen
- 19
- Verbindungselement
- 20
- Elastomer
- 22
- Keder
- 24
- Gewebestreifen
- 26
- Krümmung
- 27
- Segel/Überspannung
- 28
- Anbindungselement
- 29
- Verbindungselement
- 30
- Sitzstruktur
- 32
- Packung/Komprimierung
- 33
- Längsfalz
- 34
- Querfalz
- 36
- Fixierhilfen
- 37
- Fixierungsmittel
- 38
- Fahrzeugstruktur/Fahrzeugmittelkonsole
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1595751 B1 [0005]
- DE 102015108423 A1 [0006]
