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Die Erfindung betrifft ein Gassackmodul für ein Fahrzeugsicherheitssystem, mit einem Gassack und einer Haltevorrichtung für ein Zugmittel. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Fahrzeugsicherheitssystem mit einem solchen Gassackmodul.
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Gassäcke sind Bestandteil von Fahrzeugsicherheitssystemen. Häufig ist ein Zugmittel an einem Gassack befestigt. Mit dem Zugmittel kann die Entfaltung des Gassacks kontrolliert werden, indem beispielsweise das Zugmittel freigegeben wird, nachdem der Gassack zumindest teilweise mit einem Gas gefüllt wurde. Auf diese Weise lässt sich ein gewünschtes Entfaltungsverhalten des Gassacks erreichen.
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Außerdem kann das Zugmittel verhindern, dass sich der Gassack im aufgeblasenen Zustand übermäßig weit in eine bestimmte Richtung entfaltet. Diese Funktion wird zum Beispiel bei adaptiven Gassackkonzepten oder für eine aktive Gassackentlüftung angewandt. Beim pilotierten Fahren, welches immer mehr an Bedeutung gewinnt, kann ein Fahrzeuginsasse verschiedene Positionen einnehmen, beispielsweise eine Sitzposition, wenn er selbst fährt, oder eine Liegeposition, wenn das Fahrzeug mit Autopilot fährt. Befindet sich der Fahrzeuginsasse in einer Liegeposition, muss sich der Gassack im Bedarfsfall deutlich weiter zum Fahrzeuginsassen hin entfalten, als wenn sich der Fahrzeuginsasse in einer Sitzposition und somit näher am Lenkrad befindet. Wenn sich der Fahrzeuginsasse also in einer Sitzposition befindet, schränkt das Zugmittel ein, wie weit sich der Gassack zum Fahrer hin entfaltet. Da der Gassack das Bestreben hat, sich vollständig zu entfalten, wirken dabei hohe Kräfte auf das Zugmittel.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Gassackmodul für ein Fahrzeugsicherheitssystem bereitzustellen, dessen Gassack im Rückhaltefall zuverlässig in unterschiedliche Zustände aufgeblasen werden kann.
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Die Aufgabe wird gelöst durch ein Gassackmodul für ein Fahrzeugsicherheitssystem, mit einem Gassack und einer Haltevorrichtung. Der Gassack weist eine Gassackwandung, die eine aufblasbare Kammer umschließt, sowie ein erstes Zugmittel und ein zweites Zugmittel auf, die ein Maximalvolumen der Kammer beschränken und/oder eine Gassackkontur . Die Kammer kann dabei zumindest zwei unterschiedliche Maximalvolumina und/oder zumindest zwei unterschiedliche Gassackkonturen einnehmen. Das erste Zugmittel und das zweite Zugmittel haben jeweils ein Befestigungsende, das an der Gassackwandung befestigt ist, und ein Halteende, das entgegensetzt zum Befestigungsende angeordnet ist. Die Haltevorrichtung hat ein Halteelement und ist ferner dazu eingerichtet, das Halteelement zwischen einer Haltestellung und einer freigegebenen Stellung zu verstellen. Hierbei sind die Stellungen den unterschiedlichen Maximalvolumina und/oder Gassackkonturen zugeordnet, so dass das Maximalvolumen und/oder die Gassackkontur in der Haltestellung anders als das Maximalvolumen und/oder die Gassackkontur in der Freigabestellung ist. In der Haltestellung sind das erste Zugmittel und das zweite Zugmittel jeweils mittels des Halteendes am Halteelement befestigt und der Gassack wird im Rückhaltefall in einen ersten Zustand mit einem ersten Maximalvolumen und/oder einer ersten Gassackkontur aufgeblasen. In der freigegebenen Stellung sind das erste Zugmittel und das zweite Zugmittel jeweils vom Halteelement entkoppelt und der Gassack wird im Rückhaltefall in einen zweiten Zustand mit einem zweiten Maximalvolumen und/oder einer zweiten Gassackkontur aufgeblasen.
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Es wurde erfindungsgemäß erkannt, dass auf diese Weise die Belastung im Rückhaltefall, d.h. wenn das Gassackmodul bei einem Unfall ausgelöst und somit der Gassack aufgeblasen wird, auf zwei Zugmittel aufgeteilt werden kann, wodurch die Zugmittel zuverlässig die Gassackwandung zurückhalten können, auch wenn große Drücke in der Kammer herrschen. Somit ist sichergestellt, dass der Gassack im Rückhaltefall zuverlässig in die unterschiedlichen Zustände aufgeblasen werden kann. Die Aufteilung der Belastung auf zwei Zugmittel ermöglicht zudem eine Verwendung dünnerer Zugmittel oder anderer Zugmittelmaterialien. Ferner bietet die Verwendung von zwei Zugmitteln Vorteile bezüglich einer zuverlässigen und stabilen Positionierung des Gassacks.
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In einer Ausführungsform sind in der Haltestellung das erste Zugmittel und das zweite Zugmittel mittels der Halteenden derart mit dem Halteelement gekoppelt, dass die Zugkräfte, die über die Halteenden auf das Halteelement aufgebracht werden, wenn der Gassack im Rückhaltefall aufgeblasen wird, sich zumindest teilweise kompensieren. Auf diese Weise wird die Belastung des Halteelements in der Haltestellung reduziert, so dass die Zugmittel zuverlässig durch das Halteelement zurückgehalten werden.
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Hierbei können das erste Zugmittel und das zweite Zugmittel jeweils einen Verbindungsabschnitt haben, der das Befestigungsende mit dem Halteende verbindet. In der Haltestellung erstreckt sich der Verbindungsabschnitt des ersten Zugmittels zumindest abschnittsweise entgegengesetzt zum Verbindungsabschnitt des zweiten Zugmittels vom Halteelement weg. Insbesondere erstreckt sich in der Haltestellung der Verbindungsabschnitt des ersten Zugmittels vollständig entgegengesetzt zum Verbindungsabschnitt des zweiten Zugmittels vom Halteelement weg, d.h. unter einem Winkel von 180° in einer Draufsicht. Durch diese Gestaltung kann die Belastung auf das Halteelement minimiert werden.
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In einer weiteren Ausführungsform ist das Halteelement ein durch eine vorhandene pyrotechnische Ladung in einem Rückhaltefall veränderbarer Körper, der nach Zünden der Ladung die Zugmittel freigibt. Auf diese Weise kann das Halteelement im Rückhaltefall schnell und zuverlässig in die freigegebene Stellung verstellt werden.
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Es kann vorgesehen sein, dass das Halteelement ein stiftartiger Körper ist, der durch die pyrotechnische Ladung zerstörbar ist. Hierdurch ist sichergestellt, dass die Zugmittel freigegeben werden. Insbesondere können die Zugmittel auf diese Weise nicht am Halteelement unbeabsichtigt hängen bleiben, da das Halteelement zerstört und somit als solches nicht mehr existent ist. Alternativ kann das Halteelement durch die pyrotechnische Ladung auch verschoben werden, um das Zugmittel freizugeben. Darüber hinaus ist denkbar, dass das Halteelement nicht pyrotechnisch aktiviert wird, um die Zugmittel freizugeben, sondern auf andere Weise, zum Beispiel elektromagnetisch.
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Gemäß einer Ausführungsform hat die Haltevorrichtung eine Rückseite und eine entgegengesetzte Vorderseite, die in eine Hauptentfaltungsrichtung des Gassacks weist. Das Halteelement ist dabei an der Rückseite angeordnet und erstreckt sich insbesondere entgegen der Hauptentfaltungsrichtung von der Rückseite weg. Diese Gestaltung hat den Vorteil, dass sich die Zugmittel in der Haltestellung abschnittsweise um die Haltevorrichtung herum erstrecken und somit von dieser zurückgehalten werden, wodurch die Belastung auf das Halteelement verringert werden kann, insbesondere wenn die Zugmittel an einem Gehäuse oder ähnlichen Element der Haltevorrichtung anliegen, das nicht das Halteelement ist.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform bilden die Halteenden jeweils eine Schlaufe. Dabei erstreckt sich das Halteelement in der Haltestellung durch die beiden Schlaufen, wodurch die Zugmittel wirkungsvoll und zuverlässig am Halteelement befestigt sind.
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Hierbei kann vorgesehen sein, dass die Halteenden so miteinander gekoppelt, insbesondere verschlungen, sind, dass in der freigegebenen Stellung das erste und das zweite Zugmittel über die Halteenden miteinander verbunden bleiben, wenn der Gassack im Rückhaltefall aufgeblasen wird. Auf diese Weise kann sich dieser zweite Zustand, in den der Gassack aufgeblasen wird, von einem zweiten Zustand unterscheiden, in dem die beiden Zugmittel freigeben aber nicht miteinander verbunden sind.
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Ferner können dabei in der freigegebenen Stellung die miteinander verbundenen Zugmittel an der Haltevorrichtung befestigt sein bzw. bleiben, wenn der Gassack im Rückhaltefall aufgeblasen wird. Somit werden die Zugmittel sowohl in der Haltestellung als auch in der freigegebenen Stellung von der Halteeinrichtung zurückgehalten. Der erste und der zweite Zustand, in die der Gassack aufgeblasen wird, unterscheiden sich dennoch, da sich durch das entfernte Halteelement die Relativposition der Zugmittel zueinander verändert und somit die wirksame Länge der beiden miteinander verbundenen Zugmittel gegenüber der Haltestellung steigt.
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Zusätzlich oder alternativ können das erste und das zweite Zugmittel Fangbänder sein, d.h., die Zugmittel erstrecken sich zumindest abschnittsweise durch die Kammer.
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Erfindungsgemäß ist zur Lösung der oben genannten Aufgabe auch ein Fahrzeugsicherheitssystem mit einem erfindungsgemäßen Gassackmodul mit den zuvor genannten Vorteilen und einer Steuereinheit vorgesehen, die signalübertragend mit der Haltevorrichtung verbunden ist.
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Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung sowie aus den beigefügten Zeichnungen. In diesen zeigen:
- - 1 in einer schematischen Darstellung ein erfindungsgemäßes Fahrzeugsicherheitssystem mit einem erfindungsgemäßen Gassackmodul mit einem Gassack in einem ersten aufgeblasenen Zustand,
- - 2 in einer schematischen Darstellung das Fahrzeugsicherheitssystem aus 1, wobei sich der Gassack in einem zweiten aufgeblasenen Zustand befindet,
- - 3 in einer schematischen Detailansicht eine Halteeinrichtung eines erfindungsgemäßen Gassackmoduls gemäß einer weiteren Ausführungsform, wobei sich ein Halteelement der Halteeinrichtung in einer Haltestellung befindet, und
- - 4 in einer schematischen Detailansicht die Halteeinrichtung aus 3, wobei sich das Halteelement in einer freigegebenen Stellung befindet.
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In 1 ist ein Fahrzeugsicherheitssystem 100 für ein Kraftfahrzeug, mit einem Gassackmodul 10 und einer Steuereinheit 12 gezeigt.
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Das Gassackmodul 10 hat einen Gassack 14 mit einer aufblasbaren Kammer 16 und einer Gassackwandung 18, die die Kammer 16 umschließt.
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In der vorliegenden Ausführungsform ist der Gassack 14 ein Frontgassack, der im Steuer 20 bzw. Lenkrad des Kraftfahrzeugs angeordnet ist.
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Grundsätzlich kann der Gassack 14 ein beliebiger Gassack sein und/oder an einem beliebigen Element des Kraftfahrzeugs befestigt sein, beispielsweise an einem Armaturenbrett oder einer Lenksäule des Kraftfahrzeugs. Insbesondere ist der Gassack 14 jedoch ein Frontgassack, der bei einem Frontalaufprall schützt.
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Ferner hat das Fahrzeugsicherheitssystem 100 einen Gasgenerator 22, mittels dem der Gassack 14 in einem Rückhaltefall aufgeblasen werden kann, um eine Schutzwirkung für ein oder mehrere Fahrzeuginsassen bereitzustellen.
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Der Gasgenerator 22 ist hierbei Teil des Gassackmoduls 10 und in der Kammer 16 angeordnet, was aber nicht zwingend der Fall sein muss.
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In einer alternativen Ausführungsform kann der Gasgenerator 22 separat zum Gassackmodul 10 vorgesehen und/oder an einer beliebigen Stelle im Kraftfahrzeug oder im Gassackmodul 10 angeordnet sein.
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In allen Fällen ist der Gasgenerator 22 jedoch so mit der Kammer 16 verbunden, dass das vom Gasgenerator 22 im Rückhaltefall erzeugte Gas in die Kammer 16 strömt, um den Gassack 14 aufzublasen.
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In diesem Zusammenhang ist der Gassack 14 dazu ausgebildet, in einen ersten Zustand (siehe 1), in dem die Kammer 16 ein erstes Maximalvolumen hat und der Gassack 14 eine erste Kontur aufweist, oder in einen zweiten Zustand (siehe 2), in dem die Kammer 16 ein sich vom ersten Maximalvolumen unterscheidendes zweites Maximalvolumen hat und der Gassack 14 eine von der ersten Kontur abweichende zweite Kontur aufweist, aufgeblasen zu werden, um im Rückhaltefall eine Schutzwirkung bereitzustellen, die insbesondere an die Position der ein oder mehreren Fahrzeuginsassen im Kraftfahrzeug angepasst ist. Der Gassack 14 entfaltet sich dabei in einer Hauptentfaltungsrichtung H.
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Hierzu hat das Gassackmodul 10 eine Haltevorrichtung 24 mit einem Halteelement 26, das zwischen einer Haltestellung und einer freigegebenen Stellung verstellbar ist, sowie ein erstes Zugmittel 31 und ein zweites Zugmittel 32.
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Die Haltevorrichtung 24 ist hier am Steuer 20 befestigt. Konkret ist die Haltevorrichtung 24 zumeist an einem Modulboden oder Generatorträger des Gassackmoduls 10 angebracht und über das Gassackmodul 10 am Steuer 20 befestigt.
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Die Steuerung der Haltevorrichtung 24 erfolgt dabei über die Steuereinheit 12, die signalübertragend mit der Haltevorrichtung 24 verbunden ist und die ebenfalls zur Steuerung des Gasgenerators 22 eingerichtet sein kann.
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Das erste Zugmittel 31 und das zweite Zugmittel 32 sind Fangbänder und haben jeweils ein Befestigungsende 33, 34, mittels denen die Zugmittel 31, 32 an der Gassackwandung 18 befestigt sind, ein entgegengesetzt zum Befestigungsende 33, 34 angeordnetes Halteende 35, 36 sowie einen Verbindungsabschnitt 37, 38, der das jeweilige Befestigungsende 33, 34 mit dem entsprechenden Halteende 35, 36 verbindet.
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Die Halteenden 35, 36 sind in der vorliegenden Ausführungsform jeweils als Schlaufe gestaltet (siehe 2).
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In einer Ausführungsform sind das erste Zugmittel 31 und das zweite Zugmittel 32 identisch gestaltet.
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Des Weiteren weist die Haltevorrichtung 24 eine Vorderseite 40, die in Richtung der Hauptentfaltungsrichtung H weist, sowie eine entgegengesetzt angeordnete Rückseite 42 auf, an der das Halteelement 26 angeordnet ist.
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Das Halteelement 26 ist in den dargestellten Ausführungsbeispielen ein Stift bzw. stiftartiger Körper, der sich in der Haltestellung entgegen der Hauptentfaltungsrichtung H von der Rückseite 42 weg und durch die als Schlaufen ausgebildeten Halteenden 35, 36 der Zugmittel 31, 32 erstreckt.
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Auf diese Weise sind in der Haltestellung die Zugmittel 31, 32 über die Halteenden 35, 36 an der Haltevorrichtung 24 befestigt.
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Die Haltestellung bildet vorzugsweise eine Ausgangsstellung der Haltevorrichtung 24 bzw. des Gassackmoduls 10.
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Um das Halteelement 26 von der Haltestellung in die freigegebene Stellung (siehe 2) zu verstellen, hat die Haltevorrichtung 24 eine pyrotechnische Ladung 44, die im Rückhaltefall gezündet wird und dabei das Halteelement 26 zerstört, so dass die Halteenden 35, 36 nicht länger am Halteelement 26 befestigt und somit freigegeben sind. In 2 ist die Position, in der das Halteelement 26 angeordnet war, gestrichelt dargestellt.
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Grundsätzlich kann das Halteelement 26 beliebig gestaltet sein, solange gewährleistet ist, dass die Halteenden 35, 36 in der Haltestellung zuverlässig am Halteelement 26 befestigt und in der freigegebenen Stellung vom Halteelement 26 freigegeben sind.
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Zusätzlich oder alternativ kann das Halteelement 26 auf beliebige Weise zwischen der Haltestellung und der freigegebenen Stellung verstellt werden.
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Insbesondere kann das Halteelement 26 in einer alternativen Ausführungsform zerstörungsfrei zwischen der Haltestellung und der freigegebenen Stellung verstellt werden, beispielsweise indem das Halteelement 26 in der Hauptentfaltungsrichtung H verschoben bzw. verstellt wird.
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Wenn das Gassackmodul 10 im Rückhaltefall ausgelöst wird, kann der Gassack 14 somit in den ersten Zustand (siehe 1) aufgeblasen werden, in dem das Halteelement 26 in der Haltestellung ist und die Zugmittel 31, 32 über die Halteenden 35, 36 an dem Halteelement 26 befestigt sind.
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Das Gassackmodul 10 ist dabei derart gestaltet, dass die Zugmittel 31, 32 zwischen der Gassackwandung 18 und dem Halteelement 26 gespannt werden und somit die Kontur und das Maximalvolumen des aufgeblasenen Gassacks 14 auf eine erste Kontur und ein zugehöriges erstes Maximalvolumen begrenzen.
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Hierbei erstreckt sich der Verbindungsabschnitts 37 des gespannten ersten Zugmittels 31 in entgegengesetzter Richtung vom Verbindungsabschnitt 38 des gespannten zweiten Zugmittels 32 vom Halteelement 26 weg, so dass sich die Zugkräfte im Halteelement 26 zumindest teilweise kompensieren, welche die Zugmittel 31, 32 in das Halteelement 26 einbringen. Dadurch wird in vorteilhafter Weise auch die Momentenbeanspruchung des Halteelements 26 an seiner Lagerstelle reduziert.
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Vorzugsweise erstrecken sich die Verbindungsabschnitte 37, 38 zumindest in einer Ebene vollständig entgegengesetzt zueinander, d.h. unter einem Winkel von 180°, wodurch sich die entsprechenden Komponenten der Momente in der Ebene vollständig kompensieren.
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Um einen entsprechenden Verlauf der Verbindungsabschnitte 37, 38 bzw. der Zugmittel 31, 32 sicherzustellen, weist die Haltevorrichtung 24 entsprechend gestaltete Führungen 46 auf, in denen die Verbindungsabschnitte 37, 38 geführt sind.
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Zusätzlich oder alternativ kann das Gassackmodul 10 entsprechend gestaltete Führungen 46 für die Verbindungsabschnitte 37, 38 an einem beliebigen Element des Gassackmoduls 10 aufweisen.
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Alternativ zum ersten Zustand kann der Gassack 14, wenn das Gassackmodul 10 im Rückhaltefall ausgelöst wird, in den zweiten Zustand (siehe 2) aufgeblasen werden, in dem das Halteelement 26 in der freigegebenen Stellung ist und die Zugmittel 31, 32 vom Halteelement 26 gelöst und somit nicht an diesem befestigt sind.
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Das Gassackmodul 10 ist in der in 2 dargestellten Ausführungsform dabei derart gestaltet, dass die Zugmittel 31, 32 vollständig von der Haltevorrichtung 24 gelöst sind und diese die Ausdehnung des Gassacks 14 nicht begrenzen.
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Hierdurch hat der Gassacks 14 im zweiten Zustand eine zweite Kontur und ein zugehöriges zweites Maximalvolumen.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel unterscheidet sich der erste Zustand des Gassacks 14 gemäß 1 sowohl durch sein Maximalvolumen als auch durch seine Kontur/Geometrie vom zweiten Zustand des Gassacks 14. Es sind allerdings auch Ausführungsvarianten denkbar, bei denen der Gassack 14 im ersten und zweiten Zustand ein nahezu unverändertes Maximalvolumen aufweist und sich im Wesentlichen nur durch seine Gassackkontur sowie eine unter Umständen veränderte Entfaltungsposition unterscheidet.
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In einer alternativen Ausführungsform, die in den 3 und 4 dargestellt ist, erstreckt sich das schlingenförmige Halteende 35 des ersten Zugmittels 31 durch das schlingenförmige Halteende 36 des zweiten Zugmittels 32, so dass die schlingenförmigen Halteenden 35, 36 miteinander verkettet bleiben (siehe 4), wenn das Halteelement 26 in der freigegebenen Stellung ist.
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Selbstverständlich können die Zugmittel 31, 32 auf beliebige Weise über die Halteenden 35, 36 miteinander verknüpft bzw. gekoppelt sein, solange sichergestellt ist, dass die Zugmittel 31, 32 miteinander verbunden bleiben, wenn das Halteelement 26 in die freigegebene Stellung verstellt wird.
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Beispielsweise können die Halteenden 35, 36 miteinander verschlungen und/oder über ein entsprechend gestaltetes Verbindungselement wie eine Fangleine miteinander verbunden sein.
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Das Gassackmodul 10 ist hierbei derart gestaltet, dass in der freigegebenen Stellung des Halteelements 26 die miteinander verbundenen Zugmittel 31, 32 an der Haltevorrichtung 24 befestigt bleiben, wodurch sich die Zugmittel 31 , 32 analog zu der in 1 gezeigten Ausführungsform spannen und die Kontur/Geometrie sowie das Maximalvolumen des Gassacks 14 beeinflussen.
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Im Unterschied zu dem Zustand, in dem das Halteelement 26 in der Haltestellung ist, verlängert sich die wirksame Länge der verbundenen Zugmittel 31 , 32, das heißt die Länge vom Befestigungsende 33 des ersten Zugmittels 31 entlang der Zugmittel 31, 32 bis zum Befestigungsende 34 des zweiten Zugmittels 32, in etwa um den Durchmesser D des Halteelements 26.
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Somit unterscheidet sich bei dieser Ausführungsform der zweite Zustand vom ersten Zustand dadurch, dass die wirksame Länge der Zugmittel 31, 32 im zweiten Zustand größer ist als im ersten Zustand und sich der Gassack 14 um etwa den halben Durchmesser D weiter in der Hauptentfaltungsrichtung H ausdehnen kann.
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Das bedeutet, dass analog zu der in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsform der Gassack 14 im ersten Zustand ein erstes Maximalvolumen sowie eine erste Kontur und im zweiten Zustand ein zweites Maximalvolumen sowie eine zweite Kontur hat, welche sich vom ersten Maximalvolumen und der ersten Kontur unterscheiden.
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Auf diese Weise ist ein Fahrzeugsicherheitssystem 100 sowie ein Gassackmodul 10 bereitgestellt, die gewährleisten, dass der Gassack 14 zuverlässig in einen ersten Zustand oder einen zweiten Zustand aufgeblasen wird, wenn das Gassackmodul 10 im Rückhaltefall ausgelöst wird.
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Indem die beiden Zugmittel 31, 32 vorgesehen sind, wird die Belastung, die auf die Zugmittel 31, 32 im gespannten Zustand wirkt, verringert, insbesondere halbiert.
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Ferner sind die Momente, die in der Haltestellung auf das Halteelement 26 wirken, reduziert, da die beiden Zugmittel 31, 32 in entgegengesetzter Richtung am Halteelement 26 angreifen.
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Ferner können die Zugmittel 31, 32 im Bereich ihrer Halteenden 35, 36 an einer Umlenkbarriere umgelenkt werden, wobei die Seilreibung an der Umlenkbarriere gezielt genutzt wird, um die Belastung des Halteelements 26 weiter zu reduzieren. Ein Gesamtumschlingungswinkel der Zugmittel 31 , 32 an der jeweils zugeordneten Umlenkbarriere kann beispielsweise so gewählt werden, dass die entstehende Reibkraft zwischen den Zugmitteln 31, 32 und der Umlenkbarriere wenigstens 20% der Zugkraft am Halteende 35, 36 der Zugmittel 31, 32 beträgt, wenn der Gassack 14 aufgeblasen wird und das Halteelement 26 in der Haltestellung ist.
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Die Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsformen beschränkt. Insbesondere können einzelne Merkmale einer Ausführungsform beliebig mit Merkmalen anderer Ausführungsformen kombiniert werden, insbesondere unabhängig von den anderen Merkmalen der entsprechenden Ausführungsformen.
