DE19505936A1

DE19505936A1 - Airbag

Info

Publication number: DE19505936A1
Application number: DE19505936A
Authority: DE
Inventors: Scott Lehman; Jay D Blackson; Billie Lynn Arnold; Said Nakhla
Original assignee: Breed Automotive Technology Inc
Current assignee: Breed Automotive Technology Inc
Priority date: 1994-03-11
Filing date: 1995-02-21
Publication date: 1995-09-14
Also published as: SE9500853L; ITTO950169A0; GB2287227B; JP2710577B2; GB9501838D0; SE9500853D0; CA2143392A1; US5492362A; JPH0834307A; ITTO950169A1; GB2287227A; FR2717432A1; IT1278977B1

Description

Die Erfindung betrifft einen verbesserten Airbag für Insassen eines Kraftfahrzeuges.

Airbags werden als Sicherheitseinrichtung zum Schutz von Insassen eines Kraftfahrzeuges bei einem Unfall eingesetzt. Airbags sollten während des Entfaltens entlüftet werden, so daß es ermöglicht wird, daß die Gase in einem kontrollierten Maß aus dem Sack entweichen können. Dieses Entlüften steuert die Verzögerung des Insassen während eines Fahrzeugunfalles. Übli cherweise wurden Airbags durch Verwendung eines oder mehrerer Löcher im Sack entlüftet. Ein Problem mit diesen Löchern bestand darin, daß sie ermöglichen, daß Einzelteile in die Fahrgastkabine entweichen konnten. Ein zweites Problem besteht darin, daß, wenn die Haut des Insassen den heißen Gasen, die den Entlüftungslöchern entweichen, ausgesetzt war, po tentielle Verbrennungen auftreten können. In der US-Patentschrift Nr. 5,071,161 ist ein Sack offenbart, der eine aus zwei Schichten hergestellte permeable Zone aufweist: Eine Schicht aus Goretex® und eine Verstärkungsschicht. Man fand heraus, daß es schwierig und teuer ist, diesen Sack herzustellen.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Airbag zu schaffen, der in einem vor bestimmten gesteuerten Maß entlüftet wird, wobei dies auf dem Maß der von einem Gasgene rator ausgehenden Gase und dem Fahrzeug-Kollisionsschlag abhängt.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, einen Airbag zu schaffen, der relativ billig hergestellt werden kann.

Weitere Ziele und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung.

Ein gemäß der vorliegenden Erfindung konstruierter Airbag weist zwei Platten auf. Eine Plat te ist aus einem undurchlässigen Material hergestellt. Die andere Platte ist aus einem einzel nen, gasdurchlässigen Material hergestellt, das teilweise mit einer Schutz- und Verstärkungs schicht bedeckt ist. Die Größe der Schicht wird so ausgewählt, um einen im voraus gewählten maximalen Gasdruck in dem Sack zu erhalten. Die Schicht kann innerhalb des Sacks an geordnet sein und mit einstückigen Riemen versehen sein, um Halteriemen zu bilden.

Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines gemäß der Erfindung konstruierten Air bags.

Fig. 2 zeigt einen Grundriß des Airbags von Fig. 1.

Fig. 3 zeigt eine Unteransicht des in Fig. 2 gezeigten Airbags.

Fig. 4 zeigt eine aufgeschnittene Unteransicht des Airbags, wobei die Unterplatte teil weise entfernt ist, um innere Abschnitte des Airbags zu zeigen.

Fig. 5 zeigt eine Schnittansicht des Airbags von oben, wobei ein Teil der Oberplatte weggeschnitten ist.

Fig. 6 zeigt eine Teilschnittansicht des Airbags von der Seite entlang der Linie 6-6 von Fig. 5.

Fig. 7 zeigt ein Diagramm des Airbagdruckes als Funktion der Zeit.

Die Fig. 1 bis 6 zeigen einen entsprechend der vorliegenden Erfindung konstruierten Air bag 10 im nicht entfalteten und entlüfteten Zustand. Der Airbag 10 hat im wesentlichen eine kreisförmige Gestalt und umfaßt eine Oberplatte 12 und eine Unterplatte 14. Es ist zu beach ten, daß Richtungsbegriffe wie "Ober" und "Unter" hier nur zum Verständnis verwendet wer den. Der Fachmann weiß, daß die Oberplatte diejenige Platte ist, die mit dem Insassen in Kontakt kommt, wenn der Airbag während einer Kollision aufgefaltet wird.

Die beiden Platten 12 und 14 sind entlang ihres äußeren Randes beispielsweise durch eine Naht 16 miteinander verbunden. Die Platte 12 ist aus einem Material gemacht, das im we sentlichen für Gase undurchlässig ist, beispielsweise aus einem gewebten Nylonmaterial, das mit Neopren beschichtet ist. Natürlich können auch andere Materialien, beispielsweise ein mit Neopren oder mit Silikon beschichteter Polyesterstoff verwendet werden. Die Platte 14 ist aus einem einzigen Materialstück, das für Gase durchlässig ist, hergestellt. Vorzugsweise ist die Platte 14 aus einem gewebten Stoff mit folgenden Eigenschaften hergestellt:

Garntyp: 420 Denier, hohe Reißfestigkeit, Nylon 6,6
Garnnummer: 49 Picks (Kettrichtung)
49 Picks (Schußrichtung)
Luftdurchlässigkeit: 10-20 cfm bei 124 Pa.

Ein derartiges Material wird unter dem Namen Paradiam Plus^TM von Milliken & Company in Lagrange, Georgia, USA hergestellt.

Wie in Fig. 3 zu sehen ist, ist die Platte 14 mit einem im wesentlichen kreisrunden Mund 18, der konzentrisch oder in der Nähe der Mitte der Platte 18 angeordnet ist, ausgebildet. Eine Mehrzahl von Löchern 20 ist um den Mund 18 herum angeordnet, um den Airbag 10 an einer (nicht gezeigten) Aufblasvorrichtung zu befestigen. Die Platte 14 ist auch mit zwei Schutz schichten versehen. Eine Schicht 22 ist eine ringförmige Schicht, die auf der Außenseite des Airbags 10 angeordnet ist, während die andere Schicht 24 auf der Innenseite des Airbags 10, wie in Fig. 4 und 6 gezeigt ist, angeordnet ist. Die Schichten 22 und 24 sind mit der Platte 14 beispielsweise durch kreisförmige Nähte 26, 28 und 30 befestigt. Natürlich können die Schichten auch mit anderen Mitteln befestigt werden. Die Schicht 24 hat einen äußeren Durchmesser D, der in Fig. 5 zwischen der kreisförmigen Kante 32 gezeigt ist. Die Schicht 22 hat im wesentlichen die gleichen Dimensionen.

Die Schichten 22 und 24 sind aus demselben Material, wie die Platte 12 gemacht, und sie wirken zusammen, um im wesentlichen die Platte 14 zwischen sich aufzunehmen.

Während des Entfaltens werden heiße Gase von der Aufblasvorrichtung in den Airbag 10 eingeführt und blasen ihn sehr schnell auf. Die Schicht 24 und bis zu einem gewissen Grad auch die Schicht 22 schützen die Platte 14 vor den heißen Gasen und bilden genaugenommen dafür ein Hitzeschild. Zusätzlich dient die Schicht 22 auch als Verstärkung für die Platte 14. Wenn beispielsweise genäht wurde, sind die Fäden, die die Nähte 26, 28 und 30 bilden, nicht mit der Platte 14, sondern mit den festeren Schichten 22 und 24 in direktem Kontakt. Da durch wird die Platte 14 während des Entfaltens des Airbags 10 sicher an der Aufblasvorrich tung gehalten und nicht davon abgerissen.

Wenn sich der Airbag 10 aufbläst, wölbt sich die Platte 12 normalerweise nach außen zu ei ner kuppelartigen Gestalt. Man hat herausgefunden, daß es erwünscht sein kann, den Weg zu begrenzen, den sich der Airbag in eine Richtung parallel zu einer Achse durch das Loch 18 bewegt. Dies wird beim vorliegenden Airbag 10 dadurch erreicht, daß einige Halteriemen zwischen den Platten 12 und 14 vorgesehen werden. Im einzelnen ist, wie in den Figuren ge zeigt ist, die Schicht 24 mit vier einstückigen Riemen 34, 36, 38 und 40 versehen, die sich von der kreisförmigen Kante 32 radial nach außen erstrecken.

Wenn Halteriemen verwendet werden, ist die Platte 12 auch mit einer inneren Schicht 42 ver sehen. Diese innere Schicht 42 ist an der Platte 12 beispielsweise durch eine Naht 44 befe stigt. Die innere Schicht 42 hat eine ringförmige Zone 46, die radial außerhalb der Naht 44 angeordnet ist. Diese Zone 46 wird verwendet, um die Riemen 34 bis 40 an der Schicht 42, wie im Punkt 50 gezeigt ist, zu befestigen. Die Länge der Riemen 34 bis 40 wird so ausge wählt, daß die Riemen den maximalen Weg begrenzen, den die Platte 12 in bezug auf die Platte 14 zurücklegt, wenn der Airbag 10 aufgeblasen wird. Somit wirken diese Riemen als Halteriemen für den Airbag 10. Da diese Riemen mit der Schicht 24 einstückig ausgebildet sind, werden sie davon nicht abgerissen, wenn der Airbag 10 entfaltet wird.

Ein typisches Profil des Druckes innerhalb des Airbags 10 ist in Fig. 7 gezeigt. Anfangs, nachdem die Aufblasvorrichtung beginnt, Gase abzugeben, steigt der Druck innerhalb des Airbags sehr schnell. Während dieser Zeit werden Schutz und Dekorationsplatten (nicht ge zeigt) aus der Bahn des Airbags entfernt. Als nächstes fällt der Luftdruck auf einen negativen Wert und beginnt, langsam auf einen Scheitelwert P in einer relativ niedrigen Höhe anzustei gen. Während der Airbag auf diese Weise aufgeblasen wird, werden von ihm durch den Ab schnitt der Platte, der nicht durch die Schichten 22 und 24 bedeckt ist, Gase abgeblasen. Fast sämtliche Partikel dieser Gase werden im Airbag durch die Filtertätigkeit des Materials der Platte 14 zurückgehalten.

Wenn die Airbags aufgeblasen werden, ist ein kritischer Parameter der Scheiteldruck P. Wenn dieser Scheiteldruck P zu hoch ist, kann der Airbag in dem Moment, in dem der Kraft fahrzeuginsasse auf den Airbag schlägt, zu hoch sein. Ist auf der anderen Seite der Scheitel druck P zu niedrig, kann der Airbag zu weich sein, um einen entsprechenden Schutz zu bie ten. Der Wert von P liegt normalerweise im Bereich von 0,1 bis 10 psi.

Der Scheiteldruck ist abhängig von der Art der eingesetzten Aufblasvorrichtung. Unter schiedliche Aufblasvorrichtungen sind für jeden Kraftfahrzeugtyp abhängig von der Ge samtmenge von herzustellendem Gas, dem Anteil der Gasherstellung unter verschiedenen Umständen, nachdem eine Kollision festgestellt wurde, usw. Ein vorgegebener Airbag wird einen unterschiedlichen P-Wert für jede Art einer Aufblaseinrichtung haben. Diese Variation wird jedoch in der vorliegenden Erfindung durch Ändern des Durchmessers D der Schichten 22 und 24 kompensiert. So wird beispielsweise, wenn für eine vorgegebene Aufblasvorrich tung unter gewissen Anfangsbedingungen der Airbag einen Scheiteldruck P von 1,5 bis 1,75 psi hat, im wesentlichen derselbe Sack mit einer kleineren Aufblasvorrichtung, (d. h. einer Aufblasvorrichtung, die weniger Gas herstellt, nicht eine mit einem kleineren Durchmesser), jedoch mit Schichten 22 und 24, die einen größeren Durchmesser haben, eingesetzt. Für eine größere Aufblasvorrichtung werden Schichten mit einem kleineren Durchmesser verwendet. Der neue Durchmesser wird einfach durch Messen des Scheiteldruckes P des Airbags, der Schichten 22 und 24 eines vorausgewählten Durchmessers D hat, festgelegt, indem ein neuer Durchmesser, der den gewünschen Scheiteldruck P auf der Basis der Messung herstellt, er rechnet wird. Dann wird ein neuer Airbag mit Platten 12 und 14 gleicher Größe wie zuvor, jedoch mit neu bemessenen Schichten 22 und 24 (d. h. größer für eine kleinere Aufblasein richtung und kleiner für eine größere Aufblaseinrichtung) hergestellt. Auf diese Weise kön nen dieselben Platten 12 und 14 für verschiedene Fahrzeugtypen hergestellt werden, und nur die Größe der Schichten 22 und 24 müssen für jeden Typ angepaßt werden.

Es ist klar, daß zahlreiche Veränderungen dieser Erfindung durchgeführt werden können, oh ne von ihrem Schutzbereich, wie er in den folgenden Ansprüchen definiert ist, abzuweichen. Beispielsweise können Airbags, während ein in den Figuren gezeigter Sack eine kreisförmige Gestalt hat, Airbags mit anderen Gestalten, wie rechteckig oder quadratisch, unter Verwen dung derselben zuvor beschriebenen Prinzipien hergestellt werden.

Claims

1. Airbag (10) für ein Insassenrückhaltesystem mit

- einer ersten Platte (12), die aus einem gasundurchlässigen Material besteht,
- einer zweiten Platte (14), die an der ersten Platte (12) befestigt ist, um einen Sack zu bilden, wobei die zweite Platte (14) eine Öffnung (18) hat, und mit
- einer Schutzschicht, die an der zweiten Platte (14) angebracht ist und um die Öff nung (18) herum angeordnet ist, wobei die Schutzschicht eine Dimension hat, die ausgewählt ist, um den Spitzendruck innerhalb des Airbags (10) auf einen vor ausgewählten Bereich zu begrenzen, wenn der Airbag (10) aufgeblasen wird,
- wobei eine der beiden Schichten (die zweite Platte (14) oder die Schutzschicht) aus einem gasdurchlässigen Material hergestellt ist und die andere der beiden Schichten (die zweite Platte (14) oder die Schutzschicht) aus einem gasundurch lässigen Material hergestellt ist.

2. Airbag nach Anspruch 1, wobei die erste (12) und zweite (14) Platte (12, 14) kreisför mig ist.

3. Airbag nach Anspruch 1, wobei die zweite Platte (14) aus einem gasdurchlässigen Ma terial besteht.

4. Airbag nach Anspruch 1, wobei die zweite Platte (14) aus einem einzigen Stück Gewe be hergestellt ist.

5. Airbag nach Anspruch 4, wobei das Gewebe aus Nylon gewebt ist.

6. Airbag nach Anspruch 4, wobei das Gewebe aus Polyester gewebt ist.

7. Airbag zur Verwendung in einem Insassenrückhaltesystem, wobei der Airbag (10) während einer Kollision bis zu einem vorausgewählten Maximaldruck zum Schutz ei nes Insassen aufgeblasen wird,

- mit einer ersten Platte (12), die einen ersten Plattenrand aufweist und aus gasun durchlässigem Material hergestellt ist, und
- mit einer zweiten Platte (14), die einen zweiten Plattenrand aufweist, die am er sten Plattenrand befestigt ist, um einen Sack zu bilden, wobei die zweite Platte (14) eine Öffnung (18) zur Aufnahme von Aufblasgasen aufweist und eine gas undurchlässige erste Schicht um die Öffnung (18) herum angeordnet ist, wobei die erste Schicht eine lineare Dimension hat, die ausgewählt ist, um den voraus gewählten Maximaldruck zu definieren.

8. Airbag nach Anspruch 7, wobei der vorausgewählte Maximaldruck im Bereich von 0,1 bis 10 psi liegt.

9. Airbag nach Anspruch 7, wobei die erste (12) und die zweite Platte (14) kreisförmig ist und die Schutzschicht (22, 24) um die Öffnung (18) herum an der Innen- oder Außen seite der zweiten Platte (14) angeordnet ist.

10. Airbag nach Anspruch 7, mit einer zweiten Schicht, wobei die zweite Schicht mit der ersten Schicht so zusammenwirkt, daß sie einen Abschnitt der zweiten Platte (14) zwi schen sich aufnehmen.

11. Airbag nach Anspruch 10, wobei die zweite Schicht die gleiche lineare Dimension hat wie die erste Schicht.

12. Airbag nach Anspruch 10, wobei die erste und die zweite Schicht miteinander verbun den sind, wobei der genannte Abschnitt dazwischen angeordnet ist.

13. Airbag nach Anspruch 7, wobei die Schicht (24) innerhalb des Airbags angeordnet und mit einer Mehrzahl von einstückigen Riemen (34, 36, 38, 40) versehen ist, wobei die Riemen (34, 36, 38, 40) Halteriemen für den Airbag (10) bilden.

14. Airbag nach Anspruch 13, mit einer dritten Schicht (42), die innerhalb des Airbags (10) angeordnet ist und an der ersten Platte (12) befestigt ist, wobei die Riemen (34, 36, 38, 40) an der dritten Schicht (42) befestigt sind.

15. Verfahren zum Herstellen einer Vielzahl von Airbags (10) mit folgenden Schritten:

- Formen einer ersten (12) und zweiten Platte (14), wobei die erste Platte (12) aus einem gasundurchlässigen Material hergestellt ist und die zweite Platte (14) aus einem gasdurchlässigen Material hergestellt ist und ein Zugangsloch (18) hat;
- Formen einer ersten Schicht aus gasundurchlässigem Material;
- Befestigen der Platten (12, 14) und der Schichten zur Formung eines Airbags, wobei die Platten (12, 14) an ihren Rändern und die erste Schicht an der zweiten Platte (14) befestigt werden, um einen gasundurchlässigen Abschnitt der zweiten Platte (14) zu schaffen, wobei die Schicht eine ausgewählte lineare Dimension aufweist, um einen vorausgewählten Maximalgasdruck zu definieren.

16. Verfahren nach Anspruch 15, wobei die erste Schicht im wesentlichen kreisförmig ist und mit einer Mehrzahl von sich radial erstreckenden Riemen (34, 36, 38, 40) ausge bildet ist, wobei diese Riemen (34, 36, 38, 40) an der ersten Platte (12) befestigt sind, um Halteriemen zu bilden.

17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei die Riemen (34, 36, 38, 40) einstückig mit der er sten Schicht ausgebildet sind.

18. Verfahren nach Anspruch 15, wobei die erste Schicht innerhalb des Airbags (10) an geordnet wird, mit folgendem zusätzlichem Schritt:

- Bilden einer zweiten Schicht, wobei die zweite Schicht über die zweite Platte (14) gelegt wird, um den Airbag (10) gegen Hitze zu schützen.

19. Airbag nach Anspruch 18, wobei die erste Schicht aus einem feuerbeständigen Material zum Schutz des Airbags (10) gegen heiße Gase ausgebildet ist.

20. Airbag nach Anspruch 19, wobei die erste Schicht (24) mit Riemen (34, 36, 38, 40) ausgebildet ist, die freie Enden haben, die an der ersten Platte (12) befestigt sind, um Halteriemen für den Airbag (10) zu bilden.