DE102023000897A1

DE102023000897A1 - Airbaganordnung für einen Fondbereich eines Fahrzeuges

Info

Publication number: DE102023000897A1
Application number: DE102023000897.4A
Authority: DE
Inventors: Jim Kornetzky; Dejan Bugarcic; Claus Geisler; Abdulkadir Oeztuerk
Original assignee: Mercedes Benz Group AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2023-03-10
Filing date: 2023-03-10
Publication date: 2023-04-27

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Airbaganordnung für eine Fahrgastzelle eines Fahrzeuges (1) mit einem Airbag (4), welcher sich bei Beaufschlagung mit einem Fluid zur Einnahme seiner Wirkstellung aus einem Dachbereich (D) des Fahrzeuges (1) heraus entfaltet. Erfindungsgemäß weist die Airbaganordnung eine Stabilisierungsvorrichtung (S1) zur Formgebung und Aufrechterhaltung der Form des Airbags (4) in der Wirkstellung und - eine Stützvorrichtung (S2) zur Fixierung und Abstützung des in der Wirkstellung positionierten Airbags (4) auf.

Description

Die Erfindung betrifft eine Airbaganordnung für eine Fahrgastzelle eines Fahrzeuges mit einem Airbag, welcher sich bei Beaufschlagung mit einem Fluid zur Einnahme seiner Wirkstellung aus einem Dachbereich des Fahrzeuges heraus entfaltet.
Aus der WO 2019/168579 A1 ist ein Rückhaltesystem für einen Insassen in einem Fahrzeug bekannt. Das Rückhaltesystem umfasst einen Airbag, welcher aufblasbar ist und im Aufbewahrungszustand innerhalb eines Daches des Fahrzeuges angeordnet ist. Im ausgelösten Zustand erstreckt sich der Airbag in einer Kabine des Fahrzeuges und ist in Richtung eines Sitzes ausgerichtet. Der Airbag weist einen ersten Abschnitt mit einer ersten Kammer und einen zweiten Abschnitt mit einer zweiten Kammer auf, wobei der erste Abschnitt mit dem Fahrzeug verbunden ist und ein Entlüftungsventil aufweist. Über das Entlüftungsventil strömt ein Fluid bei einem Eindringen des Insassen in den zweiten 'Abschnitt des Airbags aus, um ein Falten des Airbags weg von dem Insassen zu ermöglichen.
Die JP 2021 054 100 A beschreibt eine Insassenschutzvorrichtung für ein Fahrzeug. Die Insassenschutzvorrichtung umfasst einen Airbag, der an einer Dachseite eines Fahrzeuges untergebracht ist, der sich ausdehnt und nach unten aufbläst, wenn Gas zum Aufblasen in den Airbag strömt und den Kopf eines Insassen aufnimmt, der sich zum Zeitpunkt einer Kollision des Fahrzeuges nach vorn bewegt, und ein Verbindungselement, das mit dem Airbag verbunden ist. Der sich vollständig aufblasende Airbag umfasst einen Basisaufblasteil, der sich von einer Aufbewahrungsstelle nach unten erstreckt, und einen Aufblasaufnahmeteil in einer Aufblasbeendigungsform, der von dem Basisaufblasteil nach hinten vorsteht und eine Seite der oberen Fläche und eine Seite der unteren Fläche trennt und sich von einer Aufnahmefläche für den Kopf des Insassen an einem hinteren Ende nach vorn erstreckt, so dass die Flächen sowohl zur oberen als auch zur unteren Seite erweitert sind. Das Verbindungselement wird von der Aufnahmefläche des sich vollständig aufblasenden Airbags sowohl zur linken als auch zur rechten Seite verschoben und verbindet eine Seite einer Spitze mit sowohl der linken als auch der rechten Seitenfläche des Airbags und verbindet eine Seite des Ursprungs mit der Dachseite näher zu einer Rückseite als die Aufnahmefläche des sich vollständig aufblasenden Airbags.
Darüber hinaus beschreibt die DE 10 2018 130 026 A1 eine Airbaganordnung zur Montage über einem Insassen in einem Fahrzeug und umfasst ein Airbaggehäuse und ein Airbagkissen. Das Airbagkissen ist mit dem Gehäuse verbunden und entfaltet sich von einem nicht aufgeblasenen Zustand in einen aufgeblasenen Zustand. Das Airbagkissen weist einen vorderen Abschnitt und einen hinteren Abschnitt auf. Der vordere Abschnitt ist näher am Insassen positioniert als der hintere Abschnitt, wenn sich das Airbagkissen im aufgeblasenen Zustand befindet. Der vordere Abschnitt ist zudem vom hinteren Abschnitt durch einen Hohlraum getrennt. Der Hohlraum ist konfiguriert, um zu bewirken, dass sich ein Kopf des Insassen in Bezug auf einen Oberkörper des Insassen nach vorne dreht, wenn der Insasse das Airbagkissen berührt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine neuartige Airbaganordnung für ein Fahrzeug anzugeben.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Airbaganordnung, welche die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Eine Airbaganordnung für eine Fahrgastzelle, insbesondere einen Fondbereich, eines Fahrzeuges weist einen Airbag auf, welcher sich bei Beaufschlagung mit einem Fluid zur Einnahme seiner Wirkstellung aus einem Dachbereich des Fahrzeuges heraus entfaltet. Erfindungsgemäß sind eine Stabilisierungsvorrichtung zur Formgebung und Aufrechterhaltung der Form des Airbags in der Wirkstellung und eine Stützvorrichtung zur Fixierung und Abstützung des in der Wirkstellung positionierten Airbags vorgesehen.
Mittels einer derart ausgebildeten Airbaganordnung kann eine erforderliche Stabilität und dachbasierte Abstützung des Airbags in seiner Wirkstellung weitestgehend realisiert werden. Dabei kann mittels der Stabilisierungsvorrichtung eine Integrität und Formstabilität des Airbags gegen Knick- und/oder Biegebewegungen und somit eine Rückhaltewirkung des Airbags für einen Insassen im Fondbereich des Fahrzeuges im Wesentlichen sichergestellt werden.
Mittels der Stützvorrichtung kann der Airbag als Ganzes gegenüber Bewegungen gesichert werden, welche eine verminderte Rückhaltewirkung zur Folge hätten, da der Airbag dann nicht optimal in Bezug auf den Insassen ausgerichtet ist. Insbesondere ist der Airbag mittels der Stützvorrichtung gegenüber einer Rotationsbewegung um einen dachnahen Punkt gesichert, so dass der Airbag einer Kraft, welche durch den an den Airbag anprallenden Insassen auf den Airbag wirkt, nicht ausweichen kann.
Mittels der Airbaganordnung ist eine vergleichsweise zeitlich frühe Rückhaltewirkung für einen Insassen, dem die Airbaganordnung sitzplatzabhängig zugeordnet ist, erzielbar, wobei eine Abstützung des Airbags durch eine Dachabstützung unabhängig von einem Frontsitz oder einem weiteren Fahrzeugsitz erfolgt. Dadurch kann ein in dem Frontsitz oder dem weiteren Fahrzeugsitz zur Verfügung stehender Bauraum anderweitig genutzt werden.
Eine dachseitig angeordnete Abdeckung des Airbags kann sich im Vergleich weitestgehend ungehindert öffnen, so dass sich der Airbag entfalten und seine Wirkstellung zur Verringerung eines Verletzungsrisikos des Insassen einnehmen kann.
Durch eine vergleichsweise hoch angeordnete Endlage des seine Wirkstellung aufweisenden Airbags und/oder durch eine spezielle Airbagform besteht aufgrund des sich entfaltenden Airbags für ein Kleinkind in einer Babyschale oder ein Kind in einem Kindersitz eine geringere Verletzungsgefahr.
Darüber hinaus ist eine derartige Airbaganordnung für Fahrgastzellenkonzepte eines Fahrzeuges, beispielsweise bei denen sich Insassen gegenüber sitzen, geeignet.
In einer Ausführung der Airbaganordnung ist die Stabilisierungsvorrichtung innerhalb des Airbags angeordnet und als Seilvorrichtung mit einer Mehrzahl von Seilen ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich weist die Stabilisierungsvorrichtung Fangbänder und/oder Segel auf. Dadurch, dass die Stabilisierungsvorrichtung innerhalb des Airbags angeordnet ist, kann das Risiko, dass insbesondere die als Seilvorrichtung ausgebildete Stabilisierungsvorrichtung an Fahrzeugteilen hängen bleibt und somit die Einnahme der Wirkstellung behindert oder schlimmstenfalls verhindert, verringert werden. Die Stabilisierungsvorrichtung ist somit verhältnismäßig geschützt und verschleißfrei in dem Airbag angeordnet.
In einer weiteren Ausführung ist ein Ende eines Seiles der Seilvorrichtung an dem Dachbereich des Fahrzeuges befestigt, wobei das Seil nach einer vorgegebenen Länge punktuell oder abschnittsweise an einer seitlichen Innenwandung des Airbags befestigt ist und ein weiteres Ende des Seiles nach einer vorgegebenen Länge an einer insbesondere in vertikaler Richtung angeordneten unteren Innenwandung des Airbags befestigt ist. Mittels des Seiles erfolgt die Formgebung des Airbags, insbesondere in seiner Wirkstellung und im unbelasteten Zustand. Dabei ist die als Seilvorrichtung ausgebildete Stabilisierungsvorrichtung vergleichsweise kostengünstig und zudem vergleichsweise einfach in den Airbag integrierbar.
Eine weitere Ausführung der Airbaganordnung sieht vor, dass das Seil mittels der punktuellen oder abschnittsweisen Befestigung in einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt unterteilt ist und ein weiteres Seil mit einem Ende entlang des ersten Abschnittes verschiebbar und mit einem weiteren Ende entlang des zweiten Abschnittes verschiebbar angeordnet ist, wobei ein Verschiebeweg des jeweiligen Endes in Bezug auf den ersten Abschnitt und den zweiten Abschnitt mittels jeweils eines Anschlagelementes begrenzt ist.
Mittels des weiteren Seiles, welches in Wirkverbindung mit den Anschlagelementen steht, kann weitestgehend sichergestellt werden, dass der Airbag auch bei Belastung durch den mittels des Airbags rückzuhaltenden Insassen seine Form beibehält. Insbesondere wird die Beibehaltung der Form dadurch realisiert, dass das weitere Seil mittels der Anschlagelemente einen Winkel zwischen den beiden Abschnitten des Seiles begrenzt, so dass gegebenenfalls ausgeformte Airbagbereiche sich nicht relativ zueinander bewegen können.
Dabei weist das weitere Seil in einer Ausführung eine vorgegebene Länge auf und das jeweilige Anschlagelement ist fest an dem jeweiligen Abschnitt ausgebildet und/oder angeordnet. Beispielsweise sind die Anschlagelemente als Knoten, die in den jeweiligen Abschnitt des Seiles angeordnet sind, ausgebildet. Wegen der vorgegebenen Länge des weiteren Seiles und einer Anordnung, das heißt einer vorgegebenen Position des jeweiligen Anschlagelementes an dem entsprechenden Abschnitt, ist der Winkel begrenzt und somit eine Beibehaltung der Form des Airbags realisierbar.
In einer Ausführung ist an den Enden des weiteren Seiles jeweils eine Schlaufe ausgebildet und/oder ein ringförmiges Element angeordnet, mittels welcher das weitere Seil an dem jeweiligen Abschnitt des Seiles verschiebbar befestigt ist. Mittels der Schlaufen und/oder der ringförmigen Elemente kann ein ungehindertes Verschieben der Enden des weiteren Seiles entlang der Abschnitte des Seiles der als Seilvorrichtung ausgeführten Stabilisierungsvorrichtung erreicht werden.
In einer Weiterbildung der Airbaganordnung ist die Stützvorrichtung als Tasche ausgebildet, in welcher der Airbag im unausgelösten Zustand angeordnet ist und welche sich zwischen einem Fahrzeugdach und einem Dachhimmel des Fahrzeuges erstreckt. Insbesondere handelt es sich bei der Tasche um ein separates Bauteil, so dass im Wesentlichen keine konstruktionsbedingten Änderungen an dem Fahrzeugdach vorgenommen werden müssen. Insbesondere steht einer Anordnung der Airbaganordnung in dem Dachbereich ein vergleichsweise großer Bauraum zur Verfügung, welcher effizient genutzt werden kann. Die Tasche dient insbesondere als Leit- und Stützelement für den Airbag.
Des Weiteren sieht eine Weiterbildung vor, dass der Dachhimmel bei Entfaltung des Airbags aufreißt und sich der Airbag aus der Tasche heraus mittels des Dachhimmels und/oder der Tasche in eine vorgegebene Richtung entfaltet und seine Wirkstellung einnimmt. Hierzu ist beispielsweise eine Reißnaht in den Dachhimmel eingebracht, welche einer wirkenden Kraft bei einer durch die Beaufschlagung des Airbags mit einem Fluid ausgesetzt ist und dadurch aufreißt. Mittels der Tasche und/oder des Dachhimmels wird eine Entfaltungsrichtung des Airbags vorgegeben.
In einer möglichen Ausführung ist die Tasche zumindest kraftschlüssig an dem Fahrzeugdach befestigt, wobei die kraftschlüssige Befestigung beispielsweise mittels einer Schraubverbindung erfolgt, welche derart ausgelegt ist, dass diese einer Auslösung und Beaufschlagung des Airbags standhält.
Ferner ist die Tasche in einer Ausführung aus textilem Material und/oder Kunststoff gebildet, wobei auch ein Material, aus dem die Tasche gebildet ist, eine derartige Festigkeit aufweist, dass diese der Auslösung und Beaufschlagung des Airbags standhält und dem Airbag als Leit- und Stützelement dienen kann.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Dabei zeigen:

1 schematisch eine Schnittdarstellung eines Fondbereiches eines Fahrzeuges mit zwei Insassen und einen sich aus einem Dachbereich heraus entfalteten Airbag,
2 schematisch eine Schnittdarstellung des Airbags mit einer integrierten Stabilisierungsvorrichtung und einen Insassen, einen vergrößerten Ausschnitt der Stabilisierungsvorrichtung, die Stabilisierungsvorrichtung bei Entfaltung des Airbags und die Stabilisierungsvorrichtung in einer Endlage,
3 schematisch eine Schnittdarstellung eines Ausschnittes eines Fahrzeuges mit einem niedrigeren Dachbereich, zwei Insassen und den ausgelöstem Airbag sowie eine Schnittdarstellung eines Ausschnittes eines Fahrzeuges mit einem höheren Dachbereich, zwei Insassen und den ausgelösten Airbag,
4 schematisch ein Kraft-Dehnungsdiagramm, den Airbag bei erstmaligen Kontakt mit einem Insassen und den Airbag bei Eintauchen eines Kopfes des Insassen in den Airbag,
5 schematisch eine Schnittdarstellung eines Fahrzeuges mit einem Insassen und einem ausgelösten Airbag mit einer Stützvorrichtung in einer Ausführungsform und eine Draufsicht des Airbags mit der Stützvorrichtung und
6 schematisch eine Schnittdarstellung eines Fahrzeuges mit einem Insassen und einem ausgelösten Airbag mit einer Stützvorrichtung in einer weiteren Ausführungsform und eine Schnittdarstellung des Airbags mit der Stützvorrichtung.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt eine Schnittdarstellung eines Fondbereiches eines Fahrzeuges 1 mit zwei überlagert dargestellten Insassen 2, 3 und einen mit gestrichelter Linie dargestellten Airbag 4 in seiner Wirkstellung, welche auch als Zielposition bezeichnet werden kann. Der Airbag 4 ist in seiner Ausgangsstellung in einem Dachbereich D des Fahrzeuges 1 angeordnet und entfaltet sich aus diesem heraus, um seine Wirkstellung einzunehmen. Dabei ist der Airbag 4 einem Sitzplatz in dem Fahrzeug 1 und somit einem Insassen 2, 3 zugeordnet.
Der Airbag 4 weist beispielsweise einen Niederdruckbereich als Auffangbereich für Insassen 2, 3 und einen Hochdruckbereich zur Stabilität auf, welcher rahmenförmig ausgeführt sein kann.
Die beiden überlagert dargestellten Insassen 2, 3 sitzen auf einer Fondsitzbank 5 des Fahrzeuges 1, wobei in Fahrtrichtung x vor der Fondsitzbank 5 ein Frontsitz 6 angeordnet ist.
Insbesondere ist der Airbag 4 in den Dachbereich D integriert, um eine vergleichsweise frühe, insassennahe und frontsitzunabhängige Rückhaltewirkung für die Insassen 2, 3 mit unterschiedlichen Körpergrößen zu ermöglichen.
Bei einem Insassen 2 handelt es sich um einen sogenannten 95 %-Mann und bei einem weiteren Insassen 3 um eine sogenannte 5 %-Frau.
Der 95 %-Mann ist größer als 95 % der angenommenen männlichen Autofahrer, wohingegen die 5 %-Frau eine Gruppe von weiblichen Autofahrern darstellt und 5 % der weiblichen Frauen kleiner sind.
Um bei einer Anordnung des Airbags 4 im Dachbereich D des Fahrzeuges 1 eine notwendige Stabilität und Abstützung des Airbags 4 zu erreichen, weist eine im Folgenden beschriebene Airbaganordnung eine in den Airbag 4 integrierte und in 2 näher dargestellte Stabilisierungsvorrichtung S1 und eine in den 5 und 6 näher dargestellte Stützvorrichtung S2 auf.
2 zeigt vier Abbildungen A1 bis A4, wobei eine erste Abbildung A1 eine Schnittdarstellung des Airbags 4 in seiner Wirkstellung mit integrierter Stabilisierungsvorrichtung S1 zeigt und eine zweite Abbildung A2 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt der Stabilisierungsvorrichtung S1 gemäß der ersten Abbildung A1.
Eine dritte Abbildung A3 zeigt die Stabilisierungsvorrichtung S1 bei einer Entfaltung des Airbags 4 und in einer vierten Abbildung A4 ist die Stabilisierungsvorrichtung S1 in ihrer Endlage gezeigt, in welcher der Airbag 4 seine Wirkstellung aufweist.
Gemäß dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Stabilisierungsvorrichtung S1 als Seilvorrichtung ausgeführt und in dem Airbag 4 angeordnet, welcher sich aus dem Dachbereich D heraus entfaltet.
Alternativ dazu kann die Stabilisierungsvorrichtung S1 mittels Fangbändern, Segeln und/oder verschiedener Kombinationen realisiert werden.
Mittels der Stabilisierungsvorrichtung S1 können eine Integrität und eine Formstabilität des Airbags 4 gegen Knick- und/oder Biegebewegungen sichergestellt werden, so dass eine Rückhaltewirkung des Airbags 4 optimiert werden kann.
Die als Seilvorrichtung ausgeführte Stabilisierungsvorrichtung S1 weist ein Seil 7 und ein weiteres Seil 8 auf.
Ein Ende des Seiles 7 ist an dem Dachbereich D des Fahrzeuges 1, insbesondere kraft- und/oder stoff- und/oder formschlüssig angeordnet. Beispielsweise ist das Ende an einer Montagestelle des Airbags 4 befestigt, zum Beispiel an einem Anschraubpunkt eines nicht näher gezeigten Gasgenerators.
Das Seil 7 ist durch den Airbag 4 geführt und nach einer vorgegebenen Länge punktuell oder abschnittsweise an einer seitlichen Innenwandung des Airbags 4 befestigt. Von einem Befestigungsbereich B an der seitlichen Innenwandung verläuft das Seil 7 innerhalb des Airbags 4 zu einer insbesondere in vertikaler Richtung R unteren Innenwandung, an welcher ein weiteres Ende des Seiles 7 befestigt ist. Dabei ist das Seil 7 jeweils beabstandet zu einer angrenzenden Innenwandung befestigt.
Denkbar ist auch, dass anstelle eines Seiles 7 zwei Seile 7 verwendet werden, wobei sich dann ein Seil 7 von dem Dachbereich D zu dem Befestigungsbereich B und ein nicht gezeigtes anderes Seil von dem Befestigungsbereich B zu der unteren Innenwandung erstreckt.
Wie oben beschrieben ist gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel in 2 ein Seil 7 vorgesehen, welches aufgrund der Befestigung in zwei Abschnitte 7.1, 7.2 unterteilt ist.
Das weitere Seil 8 weist an seinen Enden jeweils eine Schlaufe 8.1 oder alternativ ein ringförmiges Element auf. Dabei ist das weitere Seil 8 mittels der Schlaufen 8.1 verschieblich an dem Seil 7 angeordnet, wobei das weitere Seil 8 eine vorgegebene Länge aufweist. Insbesondere ist eine Schlaufe 8.1 verschieblich an einem ersten Abschnitt 7.1 des Seiles 7 und eine nicht näher gezeigte weitere Schlaufe verschieblich an einem zweiten Abschnitt 7.2 des Seiles 7 befestigt.
An einer vorgegebenen Position des jeweiligen Abschnittes 7.1, 7.2 ist ein Anschlagelement 9 angeordnet und/oder ausgebildet, welches einen Verschiebeweg des weiteren Seiles 8 begrenzt. Beispielsweise ist das jeweilige Anschlagelement 9 als Knoten, Verdickung, Naht etc. in dem Abschnitt 7.1, 7.2 und/oder als separates Anschlagelement 9, welches an dem jeweiligen Abschnitt 7.1, 7.2 befestigt ist, ausgeführt.
In der zweiten Abbildung A2 und der vierten Abbildung A4 befindet sich ein jeweiliges Ende des weiteren Seiles 8 an dem Anschlagelement 9, wodurch ein zwischen den beiden Abschnitten 7.1, 7.2 aufgespannter Winkel begrenzt ist und der Airbag 4 seine Wirkstellung aufweist. Dabei ist in der zweiten Abbildung A2 ein vergrößerter Ausschnitt der in der ersten Abbildung A1 gezeigten Stabilisierungsvorrichtung S1 dargestellt.
Eine Verschiebung des weiteren Seiles 8 entlang der Abschnitte 7.1, 7.2 ist also nicht mehr möglich, wenn die beiden Abschnitte 7.1, 7.2 in einem bestimmten Winkel zueinander angeordnet sind. Dadurch ist ein fester Winkel zwischen einer Rückseite und einer Unterseite des Airbags 4 vorgegeben.
Die Stabilisierungsvorrichtung S1 verhindert durch eine geeignete Auslegung bei überwiegenden Vertikalkräften ein Wegknicken eines Bereiches des Airbags 4, welcher als Kissenteil bezeichnet wird, von einem sich unmittelbar vom Dachbereich D erstreckenden Bereiches des Airbags 4 durch eine Umleitung einer Kraftrichtung. Mittels einer beweglichen Charakteristik des weiteren Seiles 8 kann ein ungestörtes Entfalten des Airbags 4 sichergestellt werden, bis der vordefinierte Winkel zwischen den beiden Abschnitten 7.1, 7.2 bei voller Entfaltung des Airbags 4 erreicht ist.
In einer möglichen Ausführung sind zwei solche Stabilisierungsvorrichtungen S1 als Stabilitätssicherungen jeweils nahe gegenüberliegender seitlicher Innenwandungen in dem Airbag 4 angeordnet.
Denkbar ist auch die Stabilisierungsvorrichtung S1 elastisch zu gestalten, um ein gewisses Maß an Bewegung bei einem gewissen Maß an Krafteinwirkung zu ermöglichen, um etwa einer Überstreckung des Kopfes eines Insassen 2, 3 nach hinten vorzubeugen und dabei zusätzlich Bewegungsenergie mittels des Airbags 4 zu absorbieren. Beispielsweise kann hierzu das weitere Seil 8 elastisch mit einer definierten Dehnung ausgeführt sein.
In 3 sind zwei Abbildungen A1, A2 gezeigt, wobei in einer ersten Abbildung A1 ein Fahrzeug 1 mit einem vergleichsweise niedrigen Dachbereich D und in einer zweiten Abbildung A2 ein Fahrzeug 1 mit einem höheren Dachbereich D gezeigt ist. In beiden Fahrzeugen 1 sitzen zwei überlagert dargestellte Insassen 2, 3 und der Airbag 4 ist mittels gestrichelter Linie in seiner Wirkstellung gezeigt, wobei ein Abstand zwischen den Köpfen der Insassen 2, 3 und dem Dachbereich D des jeweiligen Fahrzeuges 1 unterschiedlich groß ist.
Dadurch, dass in Richtung des Dachbereiches D jeweils kein Platzproblem, also Bauraumproblem, besteht, stellt die Anordnung des Airbags 4 im Dachbereich D insbesondere ein Problem für den weiteren Insassen 3, die 5 %-Frau, dar.
Wird ein Airbag 4 mit einer geringeren Eindringtiefe in den Fondbereich verwendet, so dass bei allen Baureihen eine verhältnismäßig geringe Gefahr besteht, insbesondere für Babys bei sich entfaltendem Airbag 4, kann es je nach Baureihe vorkommen, dass der weitere Insasse 3, also die 5% -Frau nur mit einer Unterkante des Airbags 4 in Berührung kommt. Dadurch kann nicht sichergestellt werden, dass dem weiteren Insassen 3 ausreichend Kissenteil zur Verfügung steht, um eine Rückhaltung mittels des Airbags 4 zu erzielen. Je nachdem, wie nachgiebig der Airbag 4 ausgebildet ist, kann entweder der Kopf unterhalb des Airbags 4 durchrutschen oder der Kopf bleibt zum Beispiel mit der Stirn am Airbag 4 hängen, wobei eine Halswirbelsäule aufgrund einer geringeren Nachgiebigkeit des Airbags 4 überstreckt wird, woraus eine vergleichsweise hohe Belastung resultieren kann.
Um in einem solchen Fall zumindest eine teilweise Rückhaltewirkung für den weiteren Insassen 3 mittels des Airbags 4 sicherzustellen, kann das Kissenteil derart gestaltet sein, dass es mittels eines dehnbaren Materials M mit dem restlichen Airbag 4 verbunden ist, wie in einer zweiten Abbildung A2 in 4 gezeigt ist. Dieses dehnbare Material M weist insbesondere ein degressives Dehnungsverhalten dD auf, wie mittels eines in einer ersten Abbildung A1 in 4 gezeigten Kraft-Dehnungs-Diagramms dargestellt ist. Zudem sind ein progressives Dehnungsverhalten pD und ein lineares Dehnungsverhalten ID gezeigt.
Dabei ist das dehnbare Material M so konzipiert, dass bei einer Kraft F, bei welcher sich die Halswirbelsäule des weiteren Insassen 3, das heißt der 5 %-Frau, überstrecken würde, das dehnbare Material M von einem Rückhaltebereich RB in einen Nachgiebigkeitsbereich NB eines in einer ersten Abbildung A1 in 4 gezeigten Kraft-Dehnungs-Diagramms übergeht.
Dadurch kann weitestgehend ausgeschlossen werden, dass die Halswirbelsäule des weiteren Insassen 3 durch den Airbag 4 belastet wird. Eine Kraft F, welche zwischen einem Erstkontakt des weiteren Insassen 3 mit dem Airbag 4 und einem Überschreiten einer Kraftgrenze K auf den weiteren Insassen 3 wirkt, dient dazu, den weiteren Insassen 3 zu entschleunigen, also Bewegungsenergie zu absorbieren.
Um möglichst viel Kraft F aufnehmen zu können, eine möglichst optimierte Kopfrückhaltung zu erzielen und die Gefahr des unter dem Airbag 4 Durchrutschens zu minimieren, deckt der Airbag 4 einen Bereich des Kopfes des weiteren Insassen 3, also der 5 %-Frau, ab, insbesondere bis mindestens unterhalb des Kinnes beim Erstkontakt.
Ist eine gewisse einwirkende Kraft F erreicht, gibt das elastische, das heißt das dehnbare Material M relativ stark nach und kann reißen. Dadurch besteht die Gefahr, dass das Kissenteil des Airbags 4 unbestimmt weit nachgibt.
Um zu verhindern, dass größere Insassen 2, zum Beispiel ein 50 %- bis 95 %-Mann durch diese Nachgiebigkeit des Airbags 4 eine verringerte Rückhaltewirkung erfährt, ist ein bewegliches Element, insbesondere innerhalb des Airbags 4 und in Form des weiteren Seiles 8, wie in 2 beschrieben, angeordnet.
In 5 sind zwei Abbildungen A1, A2 gezeigt, wobei in einer ersten Abbildung A1 eine Schnittdarstellung eines Fahrzeuges 1 mit einem Insassen 2, wobei es sich auch um den weiteren Insassen 3 handeln kann, und einem ausgelösten Airbag 4 mit einer Stützvorrichtung S2 in einer Ausführungsform gezeigt ist. In einer zweiten Abbildung A2 in 5 ist eine Draufsicht des Airbags 4 mit der Stützvorrichtung S2 dargestellt.
In der in den Abbildungen A1, A2 in 5 gezeigten Ausführungsform ist die Stützvorrichtung S2 als rückseitige Erweiterung des Airbags 4 in Form einer Röhrenstruktur RS ausgebildet.
Die Röhrenstruktur RS weist eine am Dachbereich D angeordnete Stützplattform auf, welche vier Röhren 10 umfasst, die als Viereck, insbesondere als Quadrat, angeordnet und an dem Dachbereich D befestigt sind.
Von einer dem Dachbereich D gegenüberliegenden Seite der Stützplattform erstrecken sich mehrere Stützsäulen 11 zu dem Airbag 4, insbesondere zu dessen Kissenteil. Mittels der Stützsäulen 11 ist der Airbag 4 weitestgehend abgestützt, so dass verhindert wird, dass sich der Airbag 4 aufgrund einer Kraft F, die aus einem Anprall des weiteren Insassen 3 an den Airbag 4 resultiert, in Bewegungsrichtung des weiteren Insassen 3, insbesondere in Fahrtrichtung x bewegt, wodurch eine Rückhaltewirkung des Airbags 4 für den weiteren Insassen 3 nicht sichergestellt werden kann.
Die Röhren 10 der Stützplattform liegen an einem in 6 gezeigten Dachhimmel 12 des Fahrzeuges 1 an und stellen eine Stabilisierung des Airbags 4 sicher und ein seitliches Ausweichen der Stützsäulen 11 kann weitestgehend verhindert werden.
In einer alternativen Ausführung erfolgt die Abstützung des Airbags 4 über ein blasenartiges Element, insbesondere ein Viertelzylinder, wobei das blasenartige Element die Rückseite des Airbags 4 und gegebenenfalls einen oberen Bereich des Airbags 4 stützt. Diese alternative Ausführungsform der Stützvorrichtung S2 ist insbesondere an der Rückseite und/oder seitlich an dem Airbag 4 angeordnet, um eine Stützwirkung zu optimieren.
Weitere Ausführungsarten der Stützvorrichtung S2 können mittels Anordnung von Stützelementen an dem Airbag 4, wie zum Beispiel mittels Seilen, Fangbändern, Segeln und/oder ähnlichem realisiert werden, wobei die Stützelemente an zwei oder mehreren, insbesondere gegenüberliegenden Punkten an einer Außenseite des Airbags 4, beispielsweise seitlich befestigt sind. Alternativ oder zusätzlich kann auch ein partiell oder vollständig innenliegendes Fangband verwendet werden. Dieses Fangband verläuft in einem vergleichsweise kleinen Winkel zu einer Vertikalen zu einem weiteren Befestigungspunkt im Dachbereich D des Fahrzeuges 1. Wegen des vergleichsweise kleinen Winkels ist auch eine Befestigung in, an oder im Bereich einer nicht gezeigten sich öffnenden Airbagabdeckung denkbar.
Denkbar ist auch eine solche Anbindung zumindest teilweise elastisch zu gestalten, um besonders für den weiteren Insassen 3 ausreichend Raum zur Entschleunigung zur Verfügung zu stellen, während gleichzeitig ein Entfaltungsraum des Airbags 4 gering bemessen ist, insbesondere für einen Schutz in einer sogenannten Out-of-Position und für ein Kind in einem Kindersitz.
Eine weitere Art der Ausführung der Stützvorrichtung S2 sieht eine Verwendung von Seilen 7, 8 und/oder Fangbändern vor, welche seitlich am hinteren, unteren Ende des Airbags 4 befestigt sind und die in einem relativ kleinen Winkel zu einer Vertikalen verlaufen. Eine Befestigung ist dann beispielsweise an einer Unterkante der, nach Auslösung des Airbags 4 offenstehenden, Airbagabdeckung, beispielsweise in Form einer Dachklappe. Eine weitere Option stellt eine Befestigung an einem Drehpunkt, das heißt an einer Oberkante der offenstehenden Airbagabdeckung dar. Daraus resultiert, dass die Stützvorrichtung S2 im unausgelösten Zustand des Airbags 4 nicht unter, sondern seitlich weg vom Airbag 4 angeordnet ist, wodurch die Gefahr eines Verhedderns der Stützvorrichtung S2 verringert werden kann.
Eine ausschließlich seitliche Anordnung der Stützvorrichtung S2 ermöglicht, dass der Kopf des Insassen 2 weitestgehend nicht mit der Stützvorrichtung S2 kontaktiert. Dadurch wird auch in einer Kollisionssituation des Fahrzeuges 1, welche einen seitlichen Bewegungsanteil des Insassen 2 bedingt, sichergestellt, dass mögliche Kopf- und/oder Verletzungen der Halswirbelsäule vermieden werden können.
Bei einer Anbindung der Stützvorrichtung S2 an der Airbagabdeckung ist es naheliegend, diese zweiflüglig auszubilden, so dass eine Sollbruchstelle mittig angeordnet ist und die Flügel der Airbagabdeckung drehbar gelagert sind. Dadurch kann verhindert werden, dass sich die Flügel bei Auslösung des Airbags 4 lösen und in den Insassenraum des Fahrzeuges 1 gelangen und somit ein Verletzungsrisiko darstellen.
Eine weitere denkbare Form der Airbagabdeckung als Stützvorrichtung S2 ist eine in Richtung Frontsitz 6 öffnende Klappe, an welcher beispielsweise zwei Seile 7, 8, Fangbänder, Segel und/oder ähnliches befestigt sind, welche bei einem Öffnungswinkel der Klappe um zum Beispiel 90° eine weitere Winkelvergrößerung blockieren. Der Airbag 4 liegt in seiner Wirkstellung mit seiner Rückseite an oder in der Nähe der als Airbagabdeckung ausgeführten Klappe, welche durch die Seile 7, 8, Fangbänder, Segel etc. gestützt eine Rotations- und/oder Biegebewegung des Airbags 4 aufnimmt und den Airbag 4 stützt.
Um eine Auflagefläche für den Airbag 4 zu vergrößern, ohne eine Gefahr, dass die Airbagabdeckung einen Insassen 2, 3 trifft, zu steigern, bedarf es einer Klappenvorrichtung, welche ihre Längenabmessungen nach Auslösung des Airbags 4 vergrößern kann. Hierzu ist denkbar, eine Klappe vorzusehen, die entsprechend eines Teleskopprinzips, eine weitere ausfahrbare Platte, beispielsweise in ihrem Inneren aufweist. Diese ausfahrbare Platte fährt bei Auslösung des Airbags 4 aufgrund der Schwerkraft und wirkender Fliehkräfte aus und rastet im ausgefahrenen Zustand an der Klappe ein.
Eine andere denkbare Möglichkeit ist eine auf der als Airbagabdeckung ausgeführten Klappe angebundene Platte, welche mittels eines Scharniers drehbar an der Platte angeordnet ist. Diese Platte schwingt bei Auslösung des Airbags 4 auf und wird gegebenenfalls zusätzlich vom sich entfaltenden Airbag 4 aufgedrückt und erweitert somit die Klappe nach unten hin. Auch hier kann ein Einrastmechanismus vorgesehen sein, um die Platte an der Klappe zu fixieren.
Eine Ausführung, um die Drehbewegung der Platte einzuschränken, kann darin bestehen, die Klappe oder einen gewissen Teil dieser so auszubilden, dass eine Torsion eines gewissen Teiles des Airbags 4 bei einer Rotation um eine Vertikalachse forciert wird, welche eine Rückhaltewirkung gegenüber dieser Rotation bieten kann. Bei dieser Ausführung weist die Platte Seitenwände auf, welche zumindest abschnittsweise einen oberhalb des Kissenteiles ausgebildeten Bereich des Airbags 4 einfasst.
Alle Varianten der Stützvorrichtung des Airbags 4 weisen Bestandteile aus einem biegesteifen Material auf, wobei Elemente, welche die Airbagabdeckung in Form der Klappe mit dem Dachbereich D verbinden, zum Beispiel in Form von Seilen, eine vorgegebene Elastizität ε aufweisen.
In 6 sind zwei Abbildungen A1, A2 gezeigt, wobei in einer ersten Abbildung A1 eine Schnittdarstellung eines Fahrzeuges 1 mit einem Insassen 2 und einem ausgelösten Airbag 4 mit einer Stützvorrichtung S2 in einer weiteren Ausführungsform dargestellt ist. Eine zweite Abbildung A2 in 6 zeigt eine Schnittdarstellung des Airbags 4 mit dieser Stützvorrichtung S2.
Bei dieser weiteren Ausführungsform der Stützvorrichtung S2 wird der Dachhimmel 12 des Fahrzeuges 1 genutzt. Der Dachhimmel 12 weist beispielsweise eine Reißnaht auf, welche bei Entfaltung des in einer zwischen Fahrzeugdach 13 und Dachhimmel 12 befestigten Tasche 14 angeordneten Airbags 4 aufreißt. Dabei dient die Tasche 14 der Abstützung des Airbags 4.
Diese Tasche 14 ist gemäß 6 als separates Teil ausgebildet und an dem Fahrzeugdach 13 mittels einer Schraubverbindung SV und/oder einer anderen geeigneten Fixierung befestigt. Beispielsweise ist die Tasche 14 aus textilem Material und/oder Kunst, zum Beispiel einer Kunststofffolie hergestellt.
In einer alternativen Ausbildung kann die Tasche 14 direkt und/oder zusätzlich am Dachhimmel 12 befestigt sein. Hierbei ist die Tasche 14 zum Beispiel mittels Nähten, Verschweißung und/oder ähnlichem im Dachbereich D des Fahrzeuges 1 fixiert.
Insbesondere dient die Stützvorrichtung S2 in Form der Tasche 14 als Leit- und Stützelement für den Airbag 4 in seiner Wirkstellung. Zur Optimierung einer Stützfunktion kann sich der Dachhimmel 12 um eine definierte Biegestelle verformen, insbesondere biegen. Dadurch ergibt sich eine stützende Struktur um den Airbag 4, welche auch mehrachsige Belastungen stützen kann.
Die Tasche 14 kann abhängig vom Airbag 4 einen vergleichsweise großen Teil des Airbags 4 „festhalten“. Durch die feste Fixierung der Tasche 14 am Dachbereich D, zum Beispiel mittels Schrauben, und einem teilweise bis zum maximal beweglichen Teil der Tasche ist diese verhältnismäßig fest gegenüber wirkenden Kräften in Richtung einer Fahrzeuglängsachse beziehungsweise schräg nach unten, da eine Rückseite der Tasche 14 schräg angeordnet sein kann.
Im entfalteten Zustand des Airbags 4 ist die Tasche 14 also an der Rückseite des Airbags 4 anliegend und weist eine ähnliche Stützfunktion wie die weiter oben beschriebene fixierte Klappe auf. Es werden also neben der Fixierung keine weiteren Stützelemente benötigt.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeug
2: Insasse
3: weiterer Insasse
4: Airbag
5: Fondsitzbank
6: Frontsitz
7: Seil
7.1: erster Abschnitt
7.2: zweiter Abschnitt
8: weiteres Seil
8.1: Schlaufe
9: Anschlagelement
10: Röhren
11: Stützsäule
12: Dachhimmel
13: Fahrzeugdach
14: Tasche
A1 bis A4: Abbildung
B: Befestigungsbereich
D: Dachbereich
dD: degressives Dehnungsverhalten
ID: lineares Dehnungsverhalten
pD: progressives Dehnungsverhalten
F: Kräfte
K: Kraftgrenze
NB: Nachgiebigkeitsbereich
M: dehnbares Material
R: vertikale Richtung
RB: Rückhaltebereich
RS: Röhrenstruktur
SV: Schraubverbindung
S1: Stabilisierungsvorrichtung
S2: Stützvorrichtung
ε: Elastizität
x: Fahrtrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2019/168579 A1 [0002]
JP 2021054100 A [0003]
DE 102018130026 A1 [0004]

Claims

Airbaganordnung einer Fahrgastzelle eines Fahrzeuges (1) mit einem Airbag (4), welcher sich bei Beaufschlagung mit einem Fluid zur Einnahme seiner Wirkstellung aus einem Dachbereich (D) des Fahrzeuges (1) heraus entfaltet, gekennzeichnet durch - eine Stabilisierungsvorrichtung (S1) zur Formgebung und Aufrechterhaltung der Form des Airbags (4) in der Wirkstellung und - eine Stützvorrichtung (S2) zur Fixierung und Abstützung des in der Wirkstellung positionierten Airbags (4).
Airbaganordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stabilisierungsvorrichtung (S1) innerhalb des Airbags (4) angeordnet und als Seilvorrichtung mit einer Mehrzahl von Seilen (7, 8) ausgebildet ist.
Airbaganordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ende eines Seiles (7) der Seilvorrichtung an dem Dachbereich (D) des Fahrzeuges (1) befestigt ist, wobei das Seil (7) nach einer vorgegebenen Länge punktuell oder abschnittsweise an einer seitlichen Innenwandung des Airbags (4) befestigt ist und ein weiteres Ende des Seiles (7) nach einer vorgegebenen Länge an einer in vertikaler Richtung (R) angeordneten unteren Innenwandung des Airbags (4) befestigt ist.
Airbaganordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Seil (7) mittels der punktuellen oder abschnittsweisen Befestigung in einen ersten Abschnitt (7.1) und einen zweiten Abschnitt (7.2) unterteilt ist und ein weiteres Seil (8) mit einem Ende entlang des ersten Abschnittes (7.1) verschiebbar und mit einem weiteren Ende entlang des zweiten Abschnittes (7.2) verschiebbar angeordnet ist, wobei ein Verschiebeweg des jeweiligen Endes in Bezug auf den ersten Abschnitt (7.1) und den zweiten Abschnitt (7.2) mittels jeweils eines Anschlagelementes (9) begrenzt ist.
Airbaganordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Seil (8) eine vorgegebene Länge aufweist und das jeweilige Anschlagelement (9) fest an dem jeweiligen Abschnitt (7.1, 7.2) ausgebildet und/oder angeordnet ist.
Airbaganordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass an den Enden des weiteren Seiles (8) jeweils eine Schlaufe (8.1) ausgebildet ist und/oder ein ringförmiges Element angeordnet ist, mittels welcher das weitere Seil (8) an dem jeweiligen Abschnitt (7.1, 7.2) des Seiles (7) verschiebbar befestigt ist.
Airbaganordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützvorrichtung (S2) als Tasche (14) ausgebildet ist, in welcher der Airbag (4) im unausgelösten Zustand angeordnet ist und welche sich zwischen einem Fahrzeugdach (13) und einem Dachhimmel (12) des Fahrzeuges (1) erstreckt.
Airbaganordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Dachhimmel (12) bei Entfaltung des Airbags (4) aufreißt und sich der Airbag (4) aus der Tasche (14) heraus mittels des Dachhimmels (12) und/oder der Tasche (14) in eine vorgegebene Richtung entfaltet und seine Wirkstellung einnimmt.
Airbaganordnung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Tasche (14) zumindest kraftschlüssig an dem Fahrzeugdach (13) befestigt ist.
Airbaganordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Tasche (14) aus textilem Material und/oder Kunststoff gebildet ist.