DE10220364A1

DE10220364A1 - Sicherheitseinrichtung

Info

Publication number: DE10220364A1
Application number: DE2002120364
Authority: DE
Inventors: Rosemary Dubbeldam; Uwe Hellkamp
Original assignee: Delphi Technologies Inc
Current assignee: Delphi Technologies Inc
Priority date: 2002-05-07
Filing date: 2002-05-07
Publication date: 2003-12-04

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitseinrichtung für Fahrzeuge, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit zumindest einem aufblasbaren Luftsack, dessen äußere Hülle wenigstens zwei äußere Materiallagen, insbesondere eine obere Materiallage und eine untere Materiallage, umfasst, die miteinander verbunden sind, wobei der Luftsack eine innere Kammerstruktur aufweist, die durch wenigstens eine innere Materiallage festgelegt ist, welche an mehreren voneinander beabstandeten Verbindungsstellen sowohl mit der einen als auch mit der anderen äußeren Materiallage derart verbunden ist, dass im aufgeblasenen Zustand das Volumen des Luftsacks von mehreren Kammern gebildet ist, die jeweils von der inneren Materiallage und wenigstens einer der äußeren Materiallagen begrenzt sind. DOLLAR A Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Luftsacks.

Description

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitseinrichtung für Fahrzeuge, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit zumindest einem aufblasbaren Luftsack, dessen äußere Hülle wenigstens zwei äußere Materiallagen umfasst, die miteinander verbunden sind. Die Erindung betrifft außerdem ein Verfahren zur Herstellung eines in einer Sicherheitseinrichtung für Fahrzeuge verwendbaren aufblasbaren Luftsacks aus wenigstens drei Materiallagen.

Derartige, auch als Airbaganordnungen bezeichnete Sicherheitseinrichtungen sind grundsätzlich bekannt und dienen dazu, die Fahrzeuginsassen bei einem Unfall vor Verletzungen zu schützen.

Um den Verletzungsschutz zu optimieren, ist man bestrebt, im Luftsack einen möglichst hohen Innendruck zu erreichen. Da dieser Druck in sehr kurzer Zeit aufgebaut werden muss, benötigt man leistungsstarke Gasgeneratoren. Ferner ist von Nachteil, dass sich Airbags, die in kurzer Zeit auf einen hohen Druck aufgeblasen werden müssen, sich mit einer erheblichen Wucht in Richtung des Fahrzeuginsassen entfalten.

In Verbindung mit Knieairbags ist es bekannt, den Luftsack mit einer Kontaktplatte zu versehen, mit welcher der Fahrzeuginsasse in Kontakt gelangt, wenn der Luftsack bei einem Unfall aufgeblasen wird. Die Verwendung derartiger Kontaktplatten führt zu einer Verringerung des Luftsackinnendrucks, der aufgebaut werden muss, um die jeweils gewünschte Rückhaltewirkung zu erzielen. Die Kontaktplatte stellt eine vergleichsweise große Angriffsfläche bereit, über welche der Luftsack relativ großflächig auch dann beaufschlagt wird, wenn der Fahrzeuginsasse nur über eine vergleichsweise kleine Fläche mit der Airbaganordnung zusammenwirkt, z. B. mit seinen Knien. Die Kontaktplatte führt folglich zu einer Vergrößerung der effektiven Luftsackverformung, so dass ein geringerer Innendruck genügt, um eine ausreichende Rückhaltewirkung zu gewährleisten.

Nachteilig bei diesem Konzept ist allerdings, dass mit der Kontaktplatte ein Gegenstand mit einer vergleichsweise großen Masse im Fahrzeuginnenraum bewegt wird, was insbesondere in sogenannten OOP-Fällen (OOP = Out Of Position) problematisch sein kann, d. h. in Fällen, in denen der jeweilige Fahrzeuginsasse nicht seine normale Sitzposition einnimmt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Möglichkeit zu schaffen, mit einer zumindest einen aufblasbaren Luftsack umfassenden Sicherheitseinrichtung einen wirksamen Personenschutz zu erzielen, wobei dies mit einem möglichst geringen Luftsackinnendruck möglich sein soll, und wobei insbesondere die Herstellung des Luftsacks möglichst einfach sein soll.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt zum einen durch die Merkmale des unabhängigen Vorrichtungsanspruchs und insbesondere dadurch, dass der Luftsack eine innere Kammerstruktur aufweist, die durch wenigstens eine innere Materiallage festgelegt ist, welche an mehreren voneinander beabstandeten Verbindungsstellen sowohl mit der einen als auch mit der anderen äußeren Materiallage derart verbunden ist, dass im aufgeblasenen Zustand das Volumen des Luftsacks von mehreren Kammern gebildet ist, die jeweils von der inneren Materiallage und wenigstens einer der äußeren Materiallagen begrenzt sind.

Erfindungsgemäß wird der Luftsack durch zumindest eine innere Materiallage in mehrere Kammern unterteilt, wobei Form und Anzahl der Kammern grundsätzlich beliebig sind und an den jeweiligen Verwendungszweck des Luftsacks angepasst werden können. Die Aufteilung des Luftsackvolumens durch die Kammern in eine Mehrzahl von kleineren Einzelvolumina führt dazu, dass einer Verformung des Luftsacks durch externe Kräfte eine höhere Gegenkraft entgegengesetzt wird, als es bei einem nicht in Einzelkammern unterteilten Luftsackvolumen der Fall wäre, da das in der jeweils beaufschlagten Kammer enthaltene Gas nicht oder zumindest nicht ungehindert ausweichen kann. Durch die innere Materiallage wird der erindungsgemäße Luftsack folglich in eine Mehrzahl von kleineren, gewissermaßen selbstständigen Rückhalteeinheiten aufgeteilt, die eine Rückhaltewirkung erzielen, welche bei einem nicht in Kammern aufgeteilten Luftsackvolumen nur mit Hilfe eines wesentlich höheren Innendrucks erreichbar wäre.

Die Erfindung ermöglicht durch das Verwenden wenigstens einer inneren Materiallage eine besonders einfache und damit kostengünstige Herstellung des Luftsacks. Die innere Materiallage braucht lediglich an den jeweils geeigneten Stellen mit den äußeren Materiallagen verbunden zu werden, wobei dies in einem Zustand erfolgen kann, in welchem die beiden jeweils miteinander zu verbindenden Materiallagen übereinander liegend flächig ausgebreitet sind.

Durch die Lage und die Anzahl der Verbindungsstellen zwischen der inneren Materiallage und den äußeren Materiallagen kann die Form und die Größe des Luftsacks im aufgeblasenen Zustand gezielt vorgegeben und damit auf einfache Weise an den jeweiligen Anwendungszweck angepasst werden.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist lediglich eine einzige durchgehende innere Materiallage vorgesehen. Im aufgeblasenen Zustand erstreckt sich die innere Materiallage von Verbindungsstelle zu Verbindungsstelle durch das von den äußeren Materiallagen begrenzte Volumen des Luftsacks hindurch.

Vorzugsweise sind die äußeren Materiallagen ausschließlich in den Randbereichen miteinander verbunden, um auf diese Weise ein geschlossenes Volumen festzulegen. In einem die Randbereiche der äußeren Materiallagen ausnehmenden Zentralbereich des Luftsacks sind die beiden äußeren Materiallagen ausschließlich über die innere Materiallage miteinander verbunden.

Eine besonders vorteilhafte Kammerstruktur ergibt sich, wenn gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erindung die innere Materiallage abwechselnd mit der einen und der anderen äußeren Materiallage verbunden ist. Hierdurch lässt sich eine besonders stabile und kompakte Anordnung der Kammern erzielen, wobei sich insbesondere die Dicke des Luftsacks gezielt durch den Abstand zwischen zwei aufeinander folgenden Verbindungsstellen vorgeben lässt.

Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass die Kammern röhrenförmig sind. In Abhängigkeit von dem jeweiligen Anwendungszweck kann die Orientierung der Röhren relativ zum Fahrzeug gezielt vorgegeben werden. Durch eine geschickte Ausrichtung der Kammern kann die zur Positionierung des Luftsacks beim Aufblasen benötigte Zeit minimiert werden.

Bei einer Knieairbaganordnung beispielsweise ist es bevorzugt, die röhrenförmig ausgebildeten Kammern zumindest näherungsweise vertikal auszurichten, wodurch sich eine schnelle Positionierung des Knieairbags erreichen lässt.

Die Verbindungsstellen zwischen den Materiallagen sind vorzugsweise jeweils linienförmig und dabei insbesondere geradlinig ausgebildet. Alternativ können die Verbindungsstellen von entlang einer insbesondere geraden Verbindungslinie hintereinander angeordneten Einzel-Verbindungsstellen gebildet sein.

Bevorzugt erstrecken sich die Verbindungslinien jeweils im Wesentlichen über die gesamte äußere Materiallage.

Um das Strömungsverhalten von Gas in die Kammern hinein und/oder aus den Kammern heraus gezielt vorgeben zu können, ist vorzugsweise vorgesehen, dass zumindest eine Verteilerkammer vorgesehen ist, die einerseits mit einem Gasgenerator und andererseits mit mehreren der Kammern in Verbindung steht und über die die Kammern aufblasbar sind, und/oder dass die Kammern über Durchströmöffnungen miteinander verbunden sind. Die Durchströmöffnungen können in der inneren Materiallage und/oder im Bereich der Verbindungsstellen ausgebildet sein.

Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die innere Materiallage und die äußeren Materiallagen derart miteinander verbunden sind, dass wenigstens eine Verbindungskammer vorhanden ist, über welche die Kammern strömungstechnisch miteinander in Verbindung stehen. Die Verbindungskammer ist dabei vorzugsweise röhrenförmig ausgebildet.

Mittels der Verbindungskammer, der Durchströmöffnungen und/oder der Verbindungskammer kann sichergestellt werden, dass der Luftsack ausreichend schnell aufgeblasen werden kann.

Besonders bevorzugt ist es, wenn die Materiallagen miteinander vernäht sind, d. h. die Verbindungsstellen zwischen den Materiallagen durch Nähte gebildet sind.

Der mit der erfindungsgemäßen Kammerstruktur versehene Luftsack kommt grundsätzlich für jede beliebige Airbaganordnung in Frage. Insbesondere wird der erfindungsgemäße Luftsack für Airbaganordnungen mit einem vergleichsweise kleinen Wirkungsquerschnitt, d. h. einer relativ kleinen Aufprallfläche, eingesetzt. Hierbei kann es sich um Knieairbaganordnungen, Seitenairbaganordnungen oder Kopfairbaganordnungen handeln.

Ferner ist der Einsatz des erfindungsgemäßen Airbags nicht auf den Schutz der Fahrzeuginsassen beschränkt, sondern kann auch in Verbindung mit Sicherheitseinrichtungen für den Fußgängerschutz, z. B. als Bestandteil einer Motorhaubenairbaganordnung, eingesetzt werden.

Die Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe erfolgt zum anderen durch die Merkmale des unabhängigen Verfahrensanspruchs und insbesondere dadurch, dass eine innere Materiallage an mehreren voneinander beabstandeten Verbindungsstellen mit zumindest zwei die äußere Hülle des Luftsacks bildenden äußeren Materiallagen verbunden wird, wobei das Verbinden der Materiallagen in einem Zustand erfolgt, in dem die miteinander zu verbindenden Materiallagen jeweils übereinander liegend flächig ausgebreitet sind.

Bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Luftsacks werden folglich keine komplizierten Vorrichtungen benötigt. Es ist lediglich erforderlich, die innere Materiallage an den jeweils vorgesehenen Stellen mit den äußeren Materiallagen zu verbinden. Dies erfolgt erfindungsgemäß in einem gewissermaßen zweidimensionalen Zustand, in welchem die miteinander zu verbindenden Materiallagen flächig ausgebreitet sind und übereinander liegen. Folglich lässt sich erfindungsgemäß durch eine praktisch ausschließlich in zwei Dimensionen erfolgende Luftsackherstellung ein Luftsack mit einer im aufgeblasenen Zustand dreidimensionalen Kammerstruktur erzielen, und zwar ohne komplizierte Vorrichtungen und ohne aufwändige innere Luftsackstrukturen.

Bei der Herstellung der Sicherheitseinrichtung bzw. des Luftsacks können beispielsweise zunächst alle Verbindungsstellen mit der einen äußeren Materiallage und anschließend die Verbindungsstellen mit der anderen äußeren Materiallage ausgebildet werden.

Es ist auch möglich, die innere Materiallage abwechselnd mit der einen und der anderen äußeren Materiallage zu verbinden.

Bevorzugt werden die Materiallagen durch Vernähen miteinander verbunden.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind auch in den Unteransprüchen, der Beschreibung sowie der Zeichnung angegeben.

Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 schematisch in einer Seitenansicht einen aus drei Materiallagen bestehenden erfindungsgemäßen Luftsack im ausgebreiteten Zustand,
Fig. 2 schematisch den Luftsack von Fig. 1 im aufgeblasenen Zustand zur Veranschaulichung der Kammerstruktur, und
Fig. 3 einen erfindungsgemäßen Luftsack im aufgeblasenen Zustand zur Erläuterung von dessen Abmessungen.
Gemäß Fig. 1 umfasst der erindungsgemäße Luftsack 11 drei Gewebelagen 13, 15, 17, die flächig ausgebreitet sind und übereinander liegen.
Während die äußeren Gewebelagen 13, 15 im Randbereich durch Nähte 23 direkt miteinander verbunden sind, ist die innere Gewebelage 17 an Verbindungsstellen 19 abwechselnd mit der oberen äußeren Materiallage 13 und der unteren äußeren Materiallage 15 vernäht.
Form und Größe sowohl der äußeren Materiallagen 13, 15 als auch der inneren Materiallage 17 sind grundsätzlich beliebig und werden derart gewählt, dass der Luftsack 11 im aufgeblasenen Zustand die jeweils gewünschte Größe und äußere Form sowie die jeweils gewünschte innere Kammerstruktur aufweist, wie sie beispielhaft in Fig. 2 dargestellt ist.
Zur besseren Unterscheidung der einzelnen Materiallagen ist in Fig. 2 die obere Lage 13 mit einer gestrichelten Linie, die untere Lage 15 mit einer strichpunktierten Linie und die innere Materiallage 17 mit einer doppelstrichpunktierten Linie versehen.
Im aufgeblasenen Zustand umfasst der erfindungsgemäße Luftsack 11 in dem dargestellten Ausführungsbeispiel insgesamt fünf röhrenförmige Kammern 21, die jeweils von der inneren Lage 17 und den äußeren Lagen 13, 15 begrenzt sind, wobei die beiden außen liegenden Kammern 21 von beiden äußeren Materiallagen 13, 15 begrenzt sind, während die Begrenzung der drei innen liegenden Kammern 21 jeweils nur entweder durch die obere äußere Lage 13 oder die untere äußere Lage 15 sowie durch zwei Abschnitte der inneren Lage 17 erfolgt.
Durch Aufblasen des Luftsacks 11 wird die innere Materiallage 17 zickzackartig gespannt, so dass die einzelnen, sich jeweils zwischen zwei aufeinander folgenden Verbindungsstellen 21 erstreckenden Abschnitte der inneren Lage 17 zumindest näherungsweise ebene Flächen sind.
Wie Fig. 3 zeigt, ist die Stärke oder Dicke A des Luftsacks 11 - betrachtet in der Wirkungsrichtung einer z. B. von einem Fahrzeuginsassen bei einem Unfall auf den Luftsack 11 aufgebrachten Kraft F - durch den Abstand a zwischen aufeinander folgenden Nähten 19 bestimmt und kann folglich durch die Lage der Verbindungsstellen 19 gezielt vorgegeben werden.
Das Vernähen der Gewebelagen 13, 15, 17 erfolgt in einem flächig ausgebreiteten Zustand. Das anschließende Zusammenfalten oder -legen des Luftsacks 11 kann grundsätzlich auf beliebige Art und Weise erfolgen. Durch gezielte Faltung kann dem Luftsack 11 eine für den jeweiligen Anwendungszweck vorteilhafte Entfaltungscharakteristik verliehen werden. So können z. B. sowohl Falten für eine im Wesentlichen horizontal gerichtete als auch Falten für eine im Wesentlichen vertikale Entfaltung vorgesehen sein.
Die Fig. 1 bis 3 zeigen lediglich ein mögliches Ausführungsbeispiel für den erfindungsgemäßen Luftsack. Das erfindungsgemäße Konzept kann grundsätzlich mit einer beliebigen Anzahl von Kammern 21 und für Aufprallflächen beliebiger Größe realisiert werden. Bezugszeichenliste 11 Luftsack
13 äußere Materiallage
15 äußere Materiallage
17 innere Materiallage
19 Verbindungsstelle, Naht
21 Kammer
23 Verbindungsstelle, Naht

Claims

1. Sicherheitseinrichtung für Fahrzeuge, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit zumindest einem aufblasbaren Luftsack (11), dessen äußere Hülle wenigstens zwei äußere Materiallagen (13, 15), insbesondere eine obere Materiallage (13) und eine untere Materiallage (15), umfasst, die miteinander verbunden sind, wobei der Luftsack (11) eine innere Kammerstruktur aufweist, die durch wenigstens eine innere Materiallage (17) festgelegt ist, welche an mehreren voneinander beabstandeten Verbindungsstellen (19) sowohl mit der einen als auch mit der anderen äußeren Materiallage (13, 15) derart verbunden ist, dass im aufgeblasenen Zustand das Volumen des Luftsacks (11) von mehreren Kammern (21) gebildet ist, die jeweils von der inneren Materiallage (17) und wenigstens einer der äußeren Materiallagen (13, 15) begrenzt sind.

2. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1, dadurchgekennzeichnet, dass eine einzige durchgehende innere Materiallage (17) vorgesehen ist.

3. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurchgekennzeichnet, dass zumindest in einem die Randbereiche der äußeren Materiallagen (13, 15) ausnehmenden Zentralbereich des Luftsacks (11) die beiden äußeren Materiallagen (13, 15) ausschließlich über die innere Materiallage (17) miteinander verbunden sind.

4. Sicherheitseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass die innere Materiallage (17) abwechselnd mit der einen und der anderen äußeren Materiallage (13, 15) verbunden ist.

5. Sicherheitseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass die Kammern (21) röhrenförmig sind.

6. Sicherheitseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass die Verbindungsstellen (19) jeweils linienförmig, insbesondere geradlinig, ausgebildet sind oder von einer Vielzahl von entlang einer insbesondere geraden Verbindungslinie hintereinander angeordneten Einzel-Verbindungsstellen gebildet sind.

7. Sicherheitseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass sich die Verbindungslinien jeweils im Wesentlichen über die gesamte äußere Materiallage (13, 15) erstrecken.

8. Sicherheitseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass die äußeren Materiallagen (13, 15) im in einer Ebene ausgebreiteten Zustand jeweils zumindest näherungsweise die gleiche Form und/oder die gleiche Größe aufweisen.

9. Sicherheitseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass wenigstens eine Verbindungskammer vorgesehen ist, die einerseits mit einem Gasgenerator und andererseits mit mehreren der Kammern (21) in Verbindung steht und über die die Kammern (21) aufblasbar sind.

10. Sicherheitseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass die Kammern (21) durch in der inneren Materiallage (17) und/oder im Bereich der Verbindungsstellen (19) ausgebildete Durchströmöffnungen miteinander verbunden sind.

11. Sicherheitseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass die innere Materiallage (17) und die äußeren Materiallagen (13, 15) derart miteinander verbunden sind, dass wenigstens eine insbesondere röhrenförmige Verbindungskammer vorhanden ist, über welche die anderen Kammern (21) strömungstechnisch miteinander in Verbindung stehen.

12. Sicherheitseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass die Verbindungsstellen (19) zwischen den Materiallagen (13, 15, 17) durch Nähte gebildet sind.

13. Sicherheitseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass der Luftsack (11) ein Bestandteil einer einen vergleichsweise kleinen Wirkungsquerschnitt aufweisenden Airbaganordnung ist, insbesondere einer Knieairbaganordnung, einer Seitenairbaganordnung, einer Kopfairbaganordnung oder einer im Außenbereich des Fahrzeugs als Fußgängerschutz vorgesehenen Motorhaubenairbaganordnung.

14. Sicherheitseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass der Luftsack (11) durch ein Verfahren nach einem der nachstehenden Ansprüche hergestellt ist.

15. Verfahren zur Herstellung eines in einer Sicherheitseinrichtung für Fahrzeuge, insbesondere für Kraftfahrzeuge, verwendbaren aufblasbaren Luftsacks (11) aus wenigstens drei Materiallagen (13, 15, 17), bei dem eine innere Materiallage (17) an mehreren voneinander beabstandeten Verbindungsstellen (19) mit zumindest zwei die äußere Hülle des Luftsacks (11) bildenden äußeren Materiallagen (13, 15) verbunden wird, wobei das Verbinden der Materiallagen (13, 15, 17) in einem Zustand erfolgt, in dem die miteinander zu verbindenden Materiallagen (13, 15, 17) jeweils übereinander liegend flächig ausgebreitet sind.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurchgekennzeichnet, dass die innere Materiallage (17) zunächst mit der einen und anschließend mit der anderen äußeren Materiallage (13, 15) verbunden wird.

17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurchgekennzeichnet, dass die innere Materiallage (17) abwechselnd mit der einen und der anderen äußeren Materiallage (13, 15) verbunden wird.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurchgekennzeichnet, dass die beiden äußeren Materiallagen (13, 15) im Randbereich direkt miteinander verbunden werden.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurchgekennzeichnet, dass die Materiallagen (13, 15, 17) durch Vernähen miteinander verbunden werden.