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Die
Erfindung betrifft ein Airbagmodul für Kraftfahrzeuge nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Aus
der gattungsbildenden
EP
0 546 655 B1 ist ein sogenanntes Airbag-Rückhaltesystem
für den Fahrer
eines Kraftfahrzeugs mit einem innerhalb eines topfartigen Containers
angeordneten Gasgenerator zur Erzeugung eines einen Gassack aufblasenden
Treibgases bekannt. Des Weiteren ist wenigstens eine Ansaugöffnung im
Boden des Containers zum Ansaugen von Außenluft in den Gassack vorgesehen,
wobei mit Hilfe eines zwischen der Ansaugöffnung und dem Gasgenerator
angeordneten Halterings, mit einer nach oben ragenden, den Gasgenerator
umgebenden und senkrecht zum Boden des Containers verlaufenden Umfangswand,
eine Verstärkung
des Ansaugeffektes erreicht wird.
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Als
vorteilhaft wird in der genannten Druckschrift angegeben, dass durch
diese bauliche Maßnahme
im wesentlichen die Temperatur des in den Gassack einströmenden Treibgases
infolge einer Durchmischung mit der angesaugten Außenluft
und ferner auch das erforderliche Treibgasvolumen selbst herabgesetzt
werden kann. Daraus resultieren Material-, Kosten- und Bauraumersparnisse,
da der Gasgenerator kleiner ausfallen und auf Verstärkungslagen
im Luftsack und/oder auf eine Gassackwärmebeschichtung verzichtet
werden kann.
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Darüber hinaus
sind aus der
GB 13 24 401 und
der
US 39 09 037 Airbageinrichtungen
mit düsenartigen
Mitteln bekannt, mit deren Hilfe ein zum Aufblasen eines Gassacks
dienender Primärgasstrom
Umgebungsluft als Sekundärluftstrom
mitreißt, so
dass einerseits die den Primärgasstrom
freisetzenden Mittel vergleichsweise klein gehalten werden können, und
andererseits vorteilhaft eine reduzierte Temperatur des Gasgemisches
feststellbar ist.
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Sicherlich
kann mit den bekannten Maßnahmen
ein die Ansaugung von Außenluft
verstärkender Effekt
erreicht werden, jedoch erscheinen diese Lösungen noch nicht effizient
genug.
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Die
Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Airbagmodul der gattungsgemäßen Art
zu schaffen, mit welchem noch effizienter Außenluft zum Aufblasen des Gassackes
genutzt werden kann.
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Erfindungsgemäß wird die
Aufgabe in Verbindung mit den Merkmalen im Oberbegriff des Anspruchs
1 durch ein Mittel zur Verstärkung
des Ansaugeffektes in Form eines zwischen dem Gasgenerator und der
Wandung des Containers radial angeordneten Flächenelementes gelöst, dessen
obere Flächenkontur
in Richtung der Strömungsnormalen der
Gasaustrittsöffnung
derart entsprechend der Oberseite eines Tragflügelprofils mit zur Gasaustrittsöffnung weisender
Profilnase gewölbt
ausgebildet ist, dass im Aktivierungsfall des Gasgenerators infolge
des über
die Oberseite des Flächenelementes strömenden Treibgases
Sogkräfte
zum Ansaugen von Luft von außerhalb
des Containers durch Öffnungen
im Flächenelement
und/oder durch die Luftansaugöffnungen
im Boden des Containers hindurch in den Gassack hinein erzeugbar
sind.
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Gemäß einer
ersten besonderen Ausführungsform
des Airbagmoduls ist das Flächenelement durch
ein gesondert hergestelltes und montierbares Bauteil gebildet.
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Zweckmäßigerweise
ist das Flächenelement in
diesem Fall als Profilring ausgebildet.
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Eine
zweite besondere Ausführungsform
des Airbagmoduls sieht vor, dass das Flächenelement durch einen nach
Art einer Oberseite eines Tragflügelprofils
nach innen gewölbt
ausgebildeten Boden des Containers selbst gebildet ist.
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Des
Weiteren ist vorgesehen, dass dem Flächenelement ein Deflektor zum
Schutz des Gassackes vor heißem
Treibgas zugeordnet ist.
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Ferner
können
das Flächenelement
und der Deflektor als einstückiges
Bauteil ausgebildet oder voneinander getrennte Bauteile sein.
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Wie
die Erfindung zudem vorsieht, sind die Öffnungen im Flächenelement
beziehungsweise die Luftansaugöffnungen
im Boden des Containers in Strömungsrichtung
der Treibgase gesehen in einem Bereich hinter, vorzugsweise unmittelbar
hinter der höchsten
Erstreckung „e" des Tragflügelprofils
des Flächenelementes
angeordnet.
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Zudem
ist vorgesehen, dass die Luftansaugöffnungen im Boden des Containers
mit nach innen öffnenden
Ventilklappen versehen sind.
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Weiterhin
wird im Sinne der Erfindung vorgeschlagen, dass die Ventilklappen
durch bis in den Bereich der Luftansaugöffnungen reichendes Gewebe des
Gassackes gebildet sind.
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Schließlich kann
das Airbagmodul Bestandteil einer Fahrervorrichtung, einer Beifahrervorrichtung
oder einer jeglichen anderen Airbagvorrichtung eines Kraftfahrzeugs
sein.
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Durch
die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird
im Hinblick auf den oben gewürdigten
Stand der Technik vorteilhaft der zwar an sich bekannte, jedoch für vorliegenden
Anwendungsfall bis dato unbekannt gebliebene Effekt an Tragflügelprofilen
nach „Bernoulli", nämlich die
Erzeugung eines Unterdrucks am oberen Profilbereich eines umströmten Tragflügelprofils,
zur Ansaugung von Umgebungsluft in einen Gassack eines Airbagmoduls
ausgenutzt.
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Des
Weiteren ist durch diese Maßnahme eine
verbesserte Verwirbelung beziehungsweise Vermischung des heißen Treibgases
mit der Umgebungsluft zu verzeichnen, welches zu einer schnelleren
und effektiveren Herabsetzung der Temperatur des erzeugten Gasgemisches
und demgemäß zu einer
verringerten Temperaturbelastung des Gassackes führt.
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Zudem
kann der Gasgenerator kleiner als bisher ausfallen, wodurch Bauraum
eingespart wird und ferner durch die geringer wählbare Gasgeneratorleistung
ein kühler
ablaufender Aufblasvorgang realisierbar ist. Dies kann vorteilhaft
dazu führen,
dass auf Verstärkungslagen
im Gassackmundbereich und/oder auf eine Gassackwärmebeschichtung verzichtet
werden kann, woraus wiederum Ersparnisse an Bauraum und Kosten resultieren.
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Des
Weiteren verspüren
Fahrzeuginsassen in „Out-Of-Position"-Situationen im Crashfall
eine geringere Belastung, da bei erhöhtem Gassack-Innendruck ein
Nachlassen des „Bernoulli-Effektes" zu verzeichnen ist,
so dass in diesem Fall weniger Luft in den Gassack gesaugt beziehungsweise
die Ventilklappen geschlossen werden.
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Die
Erfindung wird nachstehend anhand von in den Zeichnungen schematisch
dargestellten Ausführungsbeispielen
näher erläutert. Es
zeigen:
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1 eine Schnittdarstellung
eines erfindungsgemäß ausgebildeten
Airbagmoduls gemäß einer
ersten Ausführungsform,
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2 das Airbagmodul nach 1 in einer anderen Ausgestaltung,
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3 eine Schnittdarstellung
eines erfindungsgemäß ausgebildeten
Airbagmoduls gemäß einer
zweiten Ausführungsform.
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Wie
in 1 näher gezeigt,
umfasst das Airbagmodul gemäß einer
ersten bevorzugten Ausführungsform
einen topfartigen Container 1 mit einem am Containerboden 2 in
einer mittigen Ausnehmung eingefügten
und durch mechanische Befestigungsmittel 3 wie Schrauben
oder Niete befestigten und im allgemeinen zylindrisch ausgebildeten
Gasgenerator 4. Dieser Gasgenerator 4 verfügt über eine
Mehrzahl seitlich über
den Umfang verteilte Gasaustrittsöffnungen 5 zum Ausströmen von
Treibgas 6.
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Dieser
Container 1 weist des Weiteren einen im Ausgangszustand
gefalteten Gassack 7 auf, der den nach oben offenen Container 1 verschließend an der
Wandung 8 desselben gasdicht angeschlossen und durch das
Treibgas 6 aufblasbar ist.
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Zudem
sind im Boden 2 des Containers 1 eine oder mehrere
Luftansaugöffnungen 9 vorgesehen,
durch welche im Aktivierungsfall des Gasgenerators 4 und
infolge der hohen Strömungsgeschwindigkeit
des Treibgases 6 Luft 10 von außerhalb
des Containers 1 in den Gassack 7 hineingesaugt
wird.
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Um
den Ansaugeffekt wirkungsvoll zu verstärken, ist erfindungsgemäß ein geeignetes
Mittel in Form eines zwischen dem Gasgenerator 4 und der Wandung 8 des
Containers 1 angeordneten Flächenelementes 11 vorgesehen,
dessen obere Flächenkontur
in Richtung der Strömungsnormalen
(Pfeilrichtung) der Gasaustrittsöffnung 5 des
Gasgenerators 4 derart entsprechend der Oberseite eines
Tragflügelprofils
mit zur Gasaustrittsöffnung 5 weisender
Profilnase 12 ausgebildet ist, dass im Aktivierungsfall
des Gasgenerators 4 infolge des mit hoher Geschwindigkeit über die
Oberseite des Flächenelementes 11 strömenden Treibgases 6 Sogkräfte zum
Ansaugen von Luft 10 erzeugt werden, die von außerhalb
des Containers 1 durch Öffnungen 13 im
Flächenelement 11 und
durch die Luftansaugöffnungen 9 im
Boden 2 des Containers 1 hindurch in den Gassack 7 gesaugt wird.
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Wie
in 1 weiter zeigt, ist
das Flächenelement 11 durch
ein gesondert hergestelltes und montierbares Bauteil gebildet und
innerhalb von Aussparungen 14 im Boden 2 des Containers 1 mittels
eines oder mehrerer Klemmelemente 15 fixiert. Dabei schließt sich
radial an das Flächenelement 11 ein
einstückig
mit demselben verbundener Deflektor 16 an, der sich seinerseits
sozusagen in Verlängerung
des Tragflügelprofils
des Flächenelementes 11 bis
an die Wandung 8 des Containers 1 hinein erstreckt
und sich an diese anschmiegt.
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In
Strömungsrichtung
(Pfeilrichtung) der Treibgase 6 gesehen in einem Bereich
hinter, vorzugsweise unmittelbar hinter der höchsten Erstreckung „e" des Tragflügelprofils
des Flächenelementes 11 sind
die bereits genannten Öffnungen 13 im Flächenelement 11 vorgesehen.
In diesem Bereich oberhalb des Tragflügelprofils wird ein geeigneter
hoher Unterdruck erzeugt, der seinerseits mit hoher Wirkung das
Ansaugen von Luft 10 in den Gassack 7 unterstützt.
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Derartige Öffnungen 13 im
Flächenelement 11 können dagegen
vermieden werden, wenn entweder auf einen Deflektor 16 verzichtet
wird und das Flächenelement 11 beziehungsweise
das Tragflügelprofilende
von der Wandung 8 des Containers 1 beabstandet
angeordnet und demgemäß das Einströmen der
Luft 10 direkt durch die Luftansaugöffnung 9 in den Gassack 7 gewährleistet
ist, oder wenn das Flächenelement 11 und
der Deflektor 16 als gesonderte Bauteile ausgebildet und
einen Luftdurchlaß realisierend,
radial voneinander beanstandet angeordnet sind (nicht näher dargestellt).
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Gemäß einer
bevorzugten Gestaltung ist das Flächenelement 11 als
Profilring ausgebildet und einstückig
mit dem Deflektor 16 verbunden. Dieses Bauteil läßt sich
relativ einfach und kostengünstig
aus einer entsprechend umgeformten Blechplatine herstellen.
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Jedoch
erscheint es auch denkbar, eine Mehrzahl von erfindungsgemäß ausgebildeten
Flächenelementen 11 vorzusehen,
die sich ihrerseits jeweils über
einen bestimmten Teilkreis korrespondierend zu den Gasaustrittsöffnungen 5 um
den Gasgenerator 4 herum erstrecken beziehungsweise angeordnet
sind (nicht näher
dargestellt).
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2 zeigt eine besondere Ausgestaltung des
vorstehend beschriebenen Airbagmoduls, welches sich zu diesem dahingehend
unterscheidet, dass das Gewebe des Gassackes 7 bis in den
Boden 2 des Containers 1 geführt und an diesem mittels der Befestigungsmittel 3 fixiert
ist.
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Im
Bereich der Luftansaugöffnungen 9 kann das
Gewebe des Gassackes 7 entsprechend ausgespart oder auch
als Ventilklappe 17 ausgebildet sein. Dies erfolgt derart,
dass zum einen beim Ansaugen von Luft 10 sich die Ventilklappe 17 nach
innen öffnet und
Luft 10 ungehindert einströmen kann, und zum anderen bei
einem aufgebauten erhöhten
Innendruck innerhalb des Gassackes 7 sich die Ventilklappe 17 auf
die besagte Luftansaugöffnung 9 legt
und demgemäß ein Ausströmen des
Treibgases 6 beziehungsweise des Gasgemisches aus Treibgas 6 und
Luft 10 behindert.
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Auch
bei diesem Ausführungsbeispiel
ist ein Deflektor 16 vorgesehen, der nunmehr besonders wirkungsvoll
das da hinter verlaufende Gewebe des Gassackes 7 vor erhöhter Wärmeeinwirkung
durch das Treibgas 6 schützt.
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3 zeigt eine weitere bevorzugte
Ausführungsform
eines erfindungsgemäß ausgestalteten Airbagmoduls.
Im Gegensatz zu den vorbeschriebenen Ausgestaltungen ist hier das
Flächenelement 11 durch
einen nach Art der Oberseite eines Tragflügelprofils nach innen gewölbt ausgebildeten
Boden 2 des Containers 1 selbst gebildet.
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Auch
in diesem Fall ist die Luftansaugöffnung 9 im Boden des Containers 1 in
Strömungsrichtung
der Treibgase 6 des Gasgenerators 4 gesehen in
einem Bereich unmittelbar beziehungsweise dicht hinter der höchsten Erstreckung „e" des gebildeten Tragflügelprofils
angeordnet.
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Vorliegend
ist der Container 1 mittels einer in den 1 und 2 nicht
gezeigten, jedoch an sich üblichen
aufreißbahren
Abdeckung 18 verschlossen, die in einer Rastaufnahme 19 der
Wandung 8 des Containers 1 fixiert ist.
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Selbstverständlich kann
es auch hier angezeigt sein, das Gewebe des Gassackes 7 im
Boden 2 des Containers 1 festzulegen und dasselbe
im Bereich der Luftansaugöffnung 9 auszusparen
oder eine oben bereits näher
beschriebene Ventilklappe 17 vorzusehen. Sofern das Gewebe
des Gassackes 7 bis in den Boden 2 des Containers 1 geführt ist, mag
des Weiteren auch ein geeigneter und bereits oben näher beschriebener
Deflektor 16 sinnvoll sein (nicht näher dargestellt).
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Nachfolgend
wird die Erfindung unter Bezugnahme auf 1 in ihrer Funktion näher beschrieben.
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Wenn
der Gasgenerator 4 aktiviert wird, strömt das Treibgas 6 mit
hoher Geschwindigkeit aus den Gasaustrittsöffnungen 5 und weiter
radial in Richtung zum Deflektor 16.
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Während des Überstreichens
der Oberseite des ausgeformten Tragflügelprofils des Flächenelementes 11 wird
im Bereich der höchsten
Erstreckung „e" des Tragflügelprofils
und nachfolgend oberhalb der Öffnungen 13 desselben
beziehungsweise infolge der Krümmung
des Tragflügelprofils
eine größere Strömungsliniendichte
des Treibgasstromes 6 erzeugt, welches ein Zeichen für höhere Strömungsgeschwindigkeit
und nach „Bernoulli" eine Druckminderung
gegenüber
dem Umgebungsdruck bedeutet. Der erzeugte Unterdruck ist geeignet,
Luft 10 durch die Luftansaugöffnungen 9 des Bodens 2 des
Containers 1 und nachfolgend durch die Öffnungen 13 im Flächenelement 11 hindurch
anzusaugen.
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Durch
die in weiten Grenzen beliebig wählbare
Ausbildung der Krümmung
des Tragflächenprofils,
der beliebig wählbaren
Einstellung der höchsten Erstreckung „e" sowie des Anstellwinkels
zur Strömungsnormalen
des Treibgasstromes 6 beziehungsweise zu den Gasaustrittsöffnungen 5 des
Gasgenerators 4, kann vorteilhaft Einfluß auf den
erzeugbaren Unterdruck und damit auf das einzusaugende Luftvolumen
genommen werden.
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Das
heiße
Treibgas 6 und die angesaugte Luft 10 treffen
auf den Deflektor 16 und werden spätestens dort einer effektiven
Verwirbelung unterzogen, woraus eine schnelle Abkühlung des
erzeugten Gasgemisches resultiert.
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Im
Ergebnis ist zur Füllung
des Gassacks 7 ein geringeres Volumen an Treibgas 6 erforderlich
als bei herkömmlichen
Airbagmodulen, da erheblich mehr Luft 10 zur Erzeugung
des Gasgemisches bereitstellbar ist.
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Das
erfindungsgemäß ausgebildete
Airbagmodul ist besonders als Airbagmodul einer Fahrerairbagvorrichtung
und/oder einer Beifahrerairbagvorrichtung geeignet. Selbstverständlich kann
es auch angezeigt sein, dasselbe für eine Seitenairbagvorrichtung
oder jegliche andere Airbagvorrichtung eines Kraftfahrzeugs zu verwenden.
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- 1
- Container
- 2
- Boden
- 3
- Befestigungsmittel
- 4
- Gasgenerator
- 5
- Gasaustrittsöffnung
- 6
- Treibgas
- 7
- Gassack
- 8
- Wandung
- 9
- Luftansaugöffnung
- 10
- Luft
- 11
- Flächenelement
- 12
- Profilnase
- 13
- Öffnungen
- 14
- Aussparung
- 15
- Klemmelement
- 16
- Deflektor
- 17
- Ventilklappe
- 18
- Abdeckung
- 19
- Rastaufnahme
- „e"
- höchste Erstreckung
des Tragflügelprofils
des
-
- Flächenelementes 11