DE19622319A1 - Aufblasbares Rückhaltesystem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Sicherheitseinrichtungen bei Kraft­ fahrzeugen und insbesondere ein aufblasbares Rückhaltesystem für vorderen oder seitlichen Aufprallschutz, wobei für Ver­ besserungen der Bau- und Wirkweise gesorgt ist.

Aufblasbare Rückhaltesysteme sind seit geraumer Zeit für Kraftfahrzeuge gebräuchlich. Die Systeme beinhalten einen Aufprallsensor, der das Einsetzen einer Kollision erfaßt und ein Auslösesignal zum aufblasbaren Rückhaltesystem liefert. Eine Gasquelle wird von dem Aufprallsignal aktiviert und bläst ein Luftkissen aus Textilwerkstoff auf, das die Auf­ prallenergie des Fahrzeuginsassen absorbieren soll. Solche aufblasbaren Rückhaltesysteme werden in Lenkräder zum Schutz des Fahrers eingebaut oder in das Instrumentenfeld zum Schutz des Beifahrers. Solche Systeme liefern einen ausge­ zeichneten Aufprallschutz insbesondere dann, wenn sie zu­ sammen mit einem Gurthaltesystem Verwendung finden. Um den Schutz bei frontalem Aufprall zu verbessern, erweist sich eine möglichst hohe Deformierung im vorderen Teil des Fahr­ zeugs als nützlich. Ferner machen es moderne Aufprallsenso­ ren bei frontalem Aufprall möglich, zuverlässige Aufprall­ systeme so kurzzeitig zu liefern, daß das aufblasbare Rück­ haltesystem seine Wirksamkeit entfalten kann. Diese Vorteile gelten nicht, wenn man aufblasbare Rückhaltesysteme für seitlichen Aufprall betrachtet. Statistisch gesehen verursa­ chen seitliche Aufprallkollisionen mit höherer Wahrschein­ lichkeit erhebliche Verletzungen oder Todesfälle im Ver­ gleich zu frontalen Aufprallunfällen mit ähnlicher Aufprall­ energie. Dies ist der relativ schwachen Bauweise der Fahr­ zeuge zwischen dem Insassen und der Außenhaut der Karosserie zuzuschreiben, und vielleicht auch dem menschlichen Biome­ chanismus. Trotzdem wird daran festgehalten, daß aufblasbare Rückhaltesysteme bei seitlichen Kollisionen ebenfalls erheb­ liche Vorteile besitzen. Es geht daher das Bestreben dahin, solche Systeme auch für seitlichen Aufprall weiterzuent­ wickeln.

Heutzutage sind zahlreiche aufblasbare Rückhaltesysteme ver­ fügbar. Ungeachtet der Bemühungen, diese Systeme zu optimie­ ren, werden ständig Verbesserungen hinsichtlich der Her­ stellbarkeit, der Kosten und der Zuverlässigkeit gesucht. Wesentliche Bedeutung hat dabei die Verringerung der Anzahl der einzelnen Komponenten, aus denen sich ein solches System zusammensetzt. Die Teilevielfalt hat einen negativen Kosten­ effekt, sowohl hinsichtlich der Herstellung als auch der Montage. Außerdem ist die Größe der Systeme zu beachten. So will man die Gesamtabmessungen der Airbag-Systeme vermin­ dern. Dabei darf aber die Wirksamkeit des Systems nicht lei­ den.

Erfindungsgemäß wird ein insbesondere für seitlichen Auf­ prallschutz geeignetes aufblasbares Rückhaltesystem vorge­ sehen, das aber auch beispielsweise für den Schutz des Bei­ fahrers vorgesehen werden kann. Das System bedient sich eines geformten Kunststoffgehäuses von einteiliger, muschel­ artiger Gestalt, indem ein Kissen und ein Inflator (Füll­ vorrichtung) untergebracht sind, und benutzt zwei größere metallische Bauteile, einen Haltebügel und einen Befesti­ gungsbügel, die Haltefinger miteinander verriegeln, um die beiden Komponenten aneinander zu befestigen. Die Baueinheit wird vervollständigt, indem ein Inflator durch Öffnungen im Befestigungsbügel und im Kissen eingesetzt und im Inneren des Haltebügels befestigt wird. Der Inflator wird mit einer einzigen Mutter befestigt, welche die Bauteile und das Kis­ sen unter Druck zusammenhalten. Das aufblasbare Rückhalte­ system benötigt erfindungsgemäß nur zwei einfache Metall­ teile. Diese Bauweise macht es möglich, daß ein zylindri­ scher Inflator in einem Airbag-System für seitlichen Auf­ prall angeordnet werden kann, ohne daß man den üblichen Reaktionsbehälter benötigt, der das Gewicht erhöht und zu Problemen der Unterbringung führt. Das erfindungsgemäße Sy­ stem lädt sich außerdem wahlweise für pyrotechnische Fest­ stoff-oder Hybrid-Auffüllvorrichtungen verwenden. Im Falle des pyrotechnischen Inflators dienen der Rückhalte- und Be­ festigungsbügel darüber hinaus als Hitzeschild und Wärme­ senke. Im Falle eines Hybridinflators besitzt der Haltebügel einen Luftverteilerkanal, damit das abgegebene Gas gleich­ mäßig in das gefaltete Luftkissen einströmt und so die Wahr­ scheinlichkeit verringert, daß die mit hoher lokaler Ge­ schwindigkeit erfolgende Gasentladung das Luftkissen zer­ stört.

Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung erge­ ben sich im folgenden aus der Beschreibung im Zusammenhang mit der Zeichnung.

Die Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine Vorderansicht eines Fahrersitzes mit einem eingebauten erfindungsgemäßen aufblasbaren Rück­ haltesystem in Strichdarstellung;

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie 2-2 in Fig. 1;

Fig. 3 eine Teilansicht des Luftkissens des erfin­ dungsgemäßen Systems;

Fig. 4 eine Darstellung des Haltebügels in einer seit­ lich vom Luftkissen entfernten Lage;

Fig. 4A einen Schnitt längs der Linie 4-4 in Fig. 4;

Fig. 5 eine Darstellung des im Luftkissen befestigten Haltebügels und des Befestigungsbügels in seit­ lich beabstandeter Lage;

Fig. 6 eine Darstellung, bei der der Inflator eingebaut wird;

Fig. 6A eine Teilansicht der Fig. 6 zur Darstellung des eingebauten Inflators und anderer Bauteile am Luftkissen;

Fig. 7 eine Darstellung des Systems mit umwickelter Schutzhülle;

Fig. 8 eine vollständige Ansicht des in einem Kunst­ stoffgehäuse untergebrachten Systems mit abge­ bogenen Haltefingern am Haltebügel.

Das erfindungsgemäße aufblasbare Rückhaltesystem 10 ist im vollständig fertig gestellten Zustand in den Fig. 1, 2 und 8 dargestellt. In Fig. 1 ist das System 10 in einem Fahrzeug­ sitz 12 für den Fahrer eingebaut. Dabei ist das System 10 in der Rücklehne 14 untergebracht und an einem etwa senkrechten Rahmenteil 16 der Rücklehne befestigt. Dabei zeigt Fig. 2, daß das System 10 und der Rahmen 16 von weichem Schaummate­ rial 18 und einer äußeren Hülle 20 umgeben sind. In konven­ tioneller Bauweise ist die Hülle 20 mit einer Aufreißnaht 22 versehen, damit sich die Hülle öffnen und das Luftkissen des Systems 10 entfalten kann.

Die inneren Bauteile des Systems 10 sind in den Fig. 3 bis 8 dargestellt. Zunächst folgt eine Beschreibung der Bauweise , dann des Zusammenbaues und der Wirkungsweise. Fig. 3 zeigt ein Luftkissen 24, das aus bekannten Werkstoffen, beispiels­ weise Polyester oder Nylon hergestellt ist. Das Luftkissen 24 kann beschichtet oder unbeschichtet sein, um gasdicht zu sein. Fig. 3 zeigt einen Teil des Luftkissens 24 mit einer Zugangsöffnung zum Befestigen weiterer Bauteile des Rück­ haltesystems. So bildet das Luftkissen 24 eine Mündung 26 in Form eines langen Schlitzes längs einer Achse. Auf der Achse des Schlitzes 26 zum Befestigen des Bügels liegt eine größe­ re verstärkte Öffnung 31 an einem Ende und eine kleinere verstärkte Öffnung 32 am anderen Ende. Auf entgegengesetzten Seiten des Schlitzes 26 liegen mehrere Schlitze 30. Alle Öffnungen im Luftkissen 24 sind vorzugsweise durch Zusam­ mennähen mehrerer Lagen eines Stoffes verstärkt.

Der Haltebügel 34 ist am besten aus den Fig. 4 und 4a er­ kennbar und besteht vorzugsweise aus geformten (beispiels­ weise durch Prägen) weichem Stahl, wie SAE, 1008 oder 1010 mit einer Dicke von beispielsweise 0,8 mm. Der Haltebügel 34 ist allgemein zylindrisch, wie Fig. 4A zeigt, mit mehreren vorstehenden Fingern 36, die aneinander anliegen. Der kreis­ förmige Querschnitt des Haltebügels 34 führt zu einem inne­ ren Hohlraum zur Aufnahme eines noch zu beschreibenden In­ flators.

Der Haltebügel 34 bildet auch eine Längskante 38 und damit einen Hohlraum zum Verteilen des Füllgases. Die Kante 38 hat mehrere Öffnungen 40 für den Durchlaß der Füllgase. Der Hal­ tebügel 34 kann auch nach innen gedrückte Warzen 35 haben, die den Inflator abstützen und einen schmalen Luftspalt zwi­ schen dem installierten Inflator und der Innenseite des Hal­ tebügels schaffen und damit eine Isolierung gegen zurück­ schlagende Hitze.

Zur Erläuterung des Befestigungsbügels 44 dient Fig. 5. Der Befestigungsbügel 44 besteht ebenfalls aus Weichstahl, wie 1008 oder 1010°. Der Befestigungsbügel 44 hat mehrere Schlitze 46, die so beschaffen sind, daß sie über die Finger 36 passen. Der Befestigungsbügel 44 hat am einen Ende einen Flansch 48 mit einer großen Öffnung 50 und am anderen Ende einen Flansch 52 mit einer kleinen Öffnung 54. Befestigungs­ laschen 56 sind am Bügel 44 angeformt, damit das Rückhalte­ system mit durch die Löcher 58 greifenden Elementen einge­ baut werden kann.

Der Inflator ist in Fig. 6 dargestellt und ist allgemein zylindrisch mit einer Bauweise, wie sie sich für Frontalzu­ sammenstöße als geeignet erwiesen hat. Der Inflator 62 kann entweder pyrotechnisch sein oder ist vom Hybridtyp, d. h. mit einem inneren komprimierten Gasvolumen, ergänzt um eine pyrotechnische Ladung. Der in den Figuren dargestellte In­ flator 62 ist vom Hybridtyp und hat am einen Ende einen Rand 64 vergrößerten Durchmessers und am anderen Ende einen vor­ stehenden Gewindebolzen 66. Der Düsenabschnitt 68 besitzt Auslaßöffnungen zum Durchströmen der Füllgase. Eine Scheibe 65 liegt an der Basis des Bolzens 66 und hat einen Durchmes­ ser, der kleiner als der des Randes 64 ist. Eine Signallei­ tung 70 ist am Inflator 62 angeschlossen und steuert das Aufblasen des Systems 10.

Eine in Fig. 7 dargestellte Hülle 74, beispielsweise aus Tyvek (Warenzeichen) ist an den gegenüberliegenden Rändern mit Schlitzen 76 versehen, die den Haltefingern 36 entspre­ chen und mit Schlitzen 78, die über die Laschen 56 passen.

Das in den Fig. 2 und 8 dargestellte Kunststoffgehäuse 80 ist gegossen und öffnet längs eines Scharniers 82. Das Ge­ häuse 80 nimmt das Rückhaltesystem 10 auf und hat eine Wan­ dung 84 mit mehreren Öffnungen 86, die über die Haltefinger 36 passen und Öffnungen 88, die über die Befestigungslaschen 56 passen. Für die Signalleitung 70 gibt es eine Öffnung 90. Das Gehäuse 80 ist normalerweise in der in den Fig. 2 und 8 dargestellten geschlossenen Stellung gehalten. Bei Aktivie­ rung öffnet es sich aber längs des Scharniers 82, damit sich das Luftkissen 24 entfalten und aus der Rückenlehne 14 aus­ treten kann, wie dies in Strichdarstellung der Fig. 2 er­ sichtlich ist.

Der Zusammenbau des Systems 10 erfolgt in der aus den Fig. 4 bis 8 ersichtlichen Art und Weise. Gemäß Fig. 4 wird der Haltebügel 34 in das Innere des Luftkissens 24 durch den Schlitz 26 eingesetzt. Die freien Ränder des Luftkissens längs des Schlitzes 26 überlappen sich dann derart, daß die Schlitze 30 zu beiden Seiten des Schlitzes 46 fluchten. Dann werden die Finger 36 durch die sich überlappenden Schlitze 30 gedrückt, bis sie nach außen vortreten.

Wie aus Fig. 5 ersichtlich, kann nach Einsetzen des Haltebü­ gels 34 in das Luftkissen 24 der Stoff des Luftkissens so gefaltet werden, daß die grobe Öffnung 31 des Luftkissens über dem offenen Ende des Haltebügels liegt, dagegen das kleine Luftkissenloch mit dem Innenraum am anderen Ende fluchtet. Dann wird der Befestigungsbügel 44 so angebracht, daß die Finger 36 durch die Bügelschlitze 46 greifen. In dieser Lage paßt der Stoff des Luftkissens 24 im Bereich der groben Öffnung 31 und der kleinen Öffnung 32 zwischen die Enden des Haltebügels 34 und des Befestigungsbügels 44. Die Öffnungen 31 und 32 am Luftkissen liegen so, daß sie mit der großen Öffnung 50 und kleinen Öffnung 54 des Befestigungsbü­ gels fluchten.

Gemäß Fig. 6 wird der Inflator 62 durch die große Öffnung 50 bzw. 31 im Befestigungsbügel und Luftkissen hindurchge­ schoben, und dann durch die kleine Öffnung 32 im Luftkissen und die kleine Öffnung 54 im Befestigungsbügel. Als Anschlag für den Inflator 62 dient der Rand 64, der nicht durch die Öffnung 50 hindurchtreten kann. Eine Mutter 72 wird dann auf den Gewindebolzen 66 geschraubt und damit der Inflator 62 nach innen gezogen, bis der Rand 64 unter Druck aufliegt und die Anordnung versteift ist. Außerdem komprimiert die Schei­ be 65 den Stoff des Luftkissens am unteren Ende. Dieses Zu­ sammendrücken hält die Bauteile nicht nur zusammen, sondern verhindert auch einen unerwünschten Gasaustritt aus den Öff­ nungen 31 und 32 des Luftkissens an den Enden des Inflators 62. Fig. 6a zeigt die Montagegruppe nach Einsetzen des In­ flators 62. Dabei reichen die Finger 36 durch den Befesti­ gungsbügel 44 nach außen.

Fig. 7 zeigt eine Hülle 74, die um das Modul herumgewickelt wird, wobei das Luftkissen 24 gefaltet ist. Eine Reihe von Schlitzen 76 an einem Rand der Hülle 74 paßt über die Finger 36 und die Schlitze 78 über die Laschen 56. Dann wird die Hülle 74 um das gefaltete Kissen gewickelt und die freie Kante über die gleichen Vorsprünge gedrückt. Die Hülle 74 hält das Luftkissen 24 im gefalteten Zustand und schützt die Anordnung vor Verschmutzung und mechanischer Beschädigung.

Fig. 8 zeigt den letzten Montageschritt, nämlich das Einset­ zen des Moduls der Fig. 7 in das Kunststoffgehäuse 80, wobei die Finger 36 und Befestigungslaschen 56 durch die Öffnungen 86 und 88 gesteckt werden. Dann werden die Finger 36 ent­ sprechend Fig. 8 auseinandergebogen und damit die Teile im zusammengebauten Zustand verriegelt. Schließlich kann das aufblasbare Rückhaltesystem an passender Stelle des Fahr­ zeugs entsprechend Fig. 1 und 2 eingebaut werden. Dabei er­ folgt die Befestigung beispielsweise an der Rücklehne 16 mit entsprechenden Elementen.

Zur Aktivierung des Systems 10 bedarf es eines Aufprallsen­ sors, der ein Signal liefert. Dabei wird der Inflator 62 durch ein Signal in der Signalleitung 70 aktiviert. Der In­ flator 62 beginnt die Gaserzeugung, entweder durch pyrotech­ nische Reaktion oder durch Freigabe von Druckgas oder bei­ dem. Das austretende Gas strömt in den Hohlraum zwischen dem Inflator 62 und dem Rand 38 des Haltebügels und strömt durch die Öffnungen 40 in das gefaltete Luftkissen 24. Das Innen­ volumen des Luftkissens beginnt sich zu füllen, das Gehäuse 80 öffnet sich dann und das Kissen expandiert in den Sitz 12. Die Naht 20 bricht und das Kissen nimmt seine Position zwischen dem Fahrer und der Tür-Innenverkleidung ein, um seine Schutzfunktion auszuführen.

Wie bereits erwähnt, kann das System 10 auch zum Schutz des Beifahrers am Vordersitz verwendet werden, wenn man die Bau­ teile vergrößert, damit bei dieser Anwendung ein größeres Gasvolumen zur Verfügung steht.

Claims (8)

1. Aufblasbares Rückhaltesystem mit einem Luftkissen (24), das einen Längsschlitz (26) mit beidseitigen einzelnen Schlitzen (30) und Öffnungen (31, 32) fluchtend mit der Schlitzachse an den Enden des Schlitzes aufweist, mit einem im wesentlichen zylindrischen Haltebügel (34), mit einem of­ fenen Ende und mehreren vorspringenden Fingern (36), wobei der Haltebügel durch den Schlitz (36) des Luftkissens (24) in das Innere des Luftkissens einsetzbar ist und die beid­ seitigen Schlitze (30) mit den Fingern (36) fluchten, so daß die Finger durch diese Schlitze nach außen treten und dabei der Schlitz (26) im Luftkissen geschlossen wird, mit einem Befestigungsbügel (44) mit mehreren Schlitzen (46), die über die Finger (36) passen und mit stirnseitigen Flächen (48, 52) beidseits des Haltebügels, von denen mindestens eine mit einer Öffnung (50, 54) versehen ist, wobei die Befestigungs­ finger (36) abgebogen werden, um das Luftkissen, den Halte­ bügel und den Befestigungsbügel im zusammengebauten Zustand zu halten, und mit einem zylindrischen Inflator (62), der in den Haltebügel (34) eingesetzt wird, in dem er durch die Öffnung (31, 50) im Luftkissen und im Befestigungsbügel ge­ schoben wird.

2. Rückhaltesystem nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Befestigungsbügel (44) mindestens eine Befestigungslasche (56) zur fahrzeugseitigen Befestigung aufweist.

3. Rückhaltesystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltebügel (34) einen längsseitigen vorspringenden Rand (38) und Öffnungen (40) zum Ausströmen von Auffüllgas in das Luftkissen aufweist.

4. Rückhaltesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltebügel lokale, nach in­ nen gedrückte Einsenkungen (35) zum Abstützen des Inflators (62) aufweist.

5. Rückhaltesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Inflator (62) an einem Ende einen vorstehenden Rand (64) aufweist, der als Anschlag am Befestigungsbügel (44) dient.

6. Rückhaltesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Inflator (62) zur Befesti­ gung einen Gewindebolzen (66) trägt und mit Hilfe eines An­ schlags (64) das Luftkissen, der Haltebügel und der Befesti­ gungsbügel gegenseitig verspannbar sind.

7. Rückhaltesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Außenhülle (74) an beiden endseitigen Rändern mit Öffnungen (76) versehen ist, die über die Finger (36) geschoben werden und daß die Hülle das Luftkissen im gefalteten Zustand hält.

8. Rückhaltesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Luftkissen (24), der Halte­ bügel (34), der Befestigungsbügel (44) und der Inflator (62) in ein Gehäuse (80) einsetzbar sind, und die Finger (36) durch Öffnungen des Gehäuses nach außen stehen und zur Befe­ stigung umgebogen werden.