DE19648137C2

DE19648137C2 - Airbagmodul

Info

Publication number: DE19648137C2
Application number: DE1996148137
Authority: DE
Inventors: Ulrich Rick
Original assignee: Adam Opel GmbH
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 1996-11-21
Filing date: 1996-11-21
Publication date: 2001-10-18
Anticipated expiration: 2016-11-22
Also published as: DE19648137A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Airbagmodul mit einem Gehäuse, einem Gasgenerator, einem Luftsack und einem Diffusor, wobei der Diffusor eine langgestreckte topfför mige Gestalt aufweist, und wobei der Luftsack den Diffu sor außer im Bereich einer Einstecköffnung, die sich in Verlängerung der Diffusorachse befindet, vollständig um gibt.

Ein solches Modul ist in der DE 195 33 707 A1 offenbart. Die Hülle des Luftsackes weist in zwei gegenüberliegenden Abschnitten kreisrunde Einstecköffnungen auf, in die je weils ein Ende des Diffusor eingeführt ist, wobei die Ränder der Einstecköffnungen auf die Mantelfläche des rohrförmigen Abschnittes des Diffusors gasdicht aufge spannt sind.

Zwischen den aufgespannten Abschnitten der Luftsackhülle befinden sich in der Mantelfläche des Diffusors mehrere Austrittslöcher, durch die das vom einem im Diffusor an geordneten Gasgenerator erzeugte Gas in den Luftsack ein treten kann. Beim Auslösen des Airbags strömt heißes Gas durch die Austrittslöcher in den Airbag und bläst den Luftsack auf. Die dabei auftretenden Beschleunigungskräf te bewirken, daß die Einstecköffnungen aufgeweitet werden und zwischen dem Öffnungsrand und der Mantelfläche des Gasgenerators jeweils ein sichelförmiger Spalt entsteht, aus dem Gas austritt, das nun nicht mehr zum Aufblasen des Airbags zur Verfügung steht. Versuche haben gezeigt, daß die Leckrate bis zu 20% betragen kann. Dies berück sichtigend muß die Leistungsfähigkeit des Gasgenerators entsprechend größer gewählt werden.

In der US 4 153 273 ist ein Airbagmodul mit einem in ei nen Diffusor eingesetzten Gasgenerator beschrieben, bei dem der Rand der Einstecköffnung des Luftsacks zwischen dem Diffusor und dem Gasgenerator eingeklemmt ist. Der Gasgenerator wird dabei an einer Airbagmodulaufnahme be festigt. Eine solche Anordnung hat jedoch zur Folge, daß die Klemmkraft am Rand der Einstecköffnung durch die Be festigung des Gasgenerators nicht eindeutig definiert ist. Eine Lockerung der Klemmverbindung kann somit bei dieser Lösung nicht ausgeschlossen werden.

Die US 5 149 130 zeigt eine Lösung auf, bei der ein in nerhalb des Luftsackes befindlicher Diffusor (Hitze schild) am Boden der Airbagmodulaufnahme befestigt wird. Der Luftsack wird dabei im Bereich seiner Einstecköffnung gegenüber einem Ende des in den Diffusor eingeschobenen Gasgenerators abgedichtet. Diese Lösung weist jedoch sehr viele Einzelteile auf und ist aufwendig bei der Herstel lung und Montage.

Ein weiteres in der EP 0 687 597 A1 dargestelltes Airbagmo dul weist ebenfalls einen innerhalb des Luftsackes ange ordneten Diffusor zur Aufnahme des Gagenerators auf. Bei dieser Lösung ist jedoch vorgesehen, dass der Rand der Einstecköffnung des Luftsacks zwischen einem Ende (Flansch) des Diffusors und einer Endkappe geklemmt wird. Bei der Montage der Endkappe wird zum Fixieren des Gasge nerators durch die Endkappe eine axiale Kraft auf den Gasgenerator ausgeübt.

Die Erfindung beruht somit auf der Aufgabe, ein Airbagmo dul zur Verfügung zu stellen, das nur eine kleine oder keine Leckrate aufweist und das darüber hinaus leicht zu montieren ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Diese Lösung besteht aus einem Airbagmodul mit einem Gehäuse, einem Gasgenerator, einem Luftsack und einem Diffusor, wobei der Diffusor eine langgestreckte topfförmige Gestalt aufweist, und wobei der Luftsack den Diffusor außer im Bereich einer Ein stecköffnung, die sich in Verlängerung der Diffusorachse befindet, vollständig umgibt, und wobei der Randbereich der Einstecköffnung am oder im offenen Ende des Diffusors mittels eines Klemmelementes befestigt ist, und der Gas generator am Diffusor derart befestigt ist, daß der Rand bereich der Einstecköffnung zwischen Gasgenerator, Klemm element und Diffusor eingeklemmt ist, und zur Erzeugung der Klemmkraft eine Befestigungsvorrichtung am Boden des Diffusors angeordnet ist, die den Gasgenerator mit dem Boden des Diffusors verspannt.

Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, daß die Hülle des Luftsackes im Bereich des Bodens des Diffusors im wesent lichen geschlossen ist (Ausnahme siehe unten), so daß keine abzudichtende Stoßlinie zwischen dem Gasgenerator und der Hülle existiert. Somit kann in diesem Bereich der Hülle praktisch kein Gas unkontrolliert austreten.

Am offenen Ende des Diffusors weist die Hülle auch wei terhin eine Einstecköffnung auf, deren Rand mittels eines Klemmelementes am oder im offenem Ende des Diffusors be festigt wird.

Mittels des Klemmelements wird die Hülle relativ fest am Diffusor gehalten, so daß beim Aufblasen des Luftsackes kein Gas austreten kann. Vorzugsweise wird der Gasgenera tor selbst so ausgebildet, daß er als Klemmelement wirkt, d. h. daß der Rand der Einstecköffnung der Hülle zwischen Diffusor und Gasgenerator eingeklemmt wird. Ggf. kann ein zwischen Diffusor und Gasgenerator angeordneter Führungs ring vorgesehen werden, der darüber hinaus auch die Lage des Gasgenerators im Diffusor definiert.

Vorzugsweise erstreckt sich der Gasgenerator der Länge nach durch den Diffusor, so daß sein Kopf am Boden des Diffusors befestigt werden kann. Die Befestigungsvorrich tung ist dabei so gestaltet und ausgelegt, daß mit ihr auch die notwendigen Klemmkräfte zum Halten der Hülle aufgebracht werden können.

Da der Diffusor zunächst in den Luftsack eingebracht und erst dann der Gasgenerator in den Diffusor eingesetzt wird, ist es notwendig, im Hüllenabschnitt, der den Boden des Diffusors überdeckt, eine Montageöffnung vorzusehen, die es ermöglicht, ein Werkzeug zum Betätigen der Befes tigungsvorrichtung einzuführen. Diese Öffnung muß zwar an die Größe des Werkzeugs angepaßt werden, sie kann aber gleichzeitig so gestaltet werden, daß sie als Ablaßdros sel fungiert. Eine solche Drossel ist im allgemeinen not wendig, damit der Luftsack wieder in sich zusammenfallen kann, unmittelbar nachdem er vollständig aufgeblasen wor den ist.

Insbesondere wenn die Last eines Fahrzeuginsassen auf den aufgeblasenen Luftsack liegt, muß die Abströmung in vor gegebenen Raten erfolgen, so daß der Körper des Fahrgas tes abgestützt auf den Luftsack in definierter Weise ver zögert wird. Der aufgeblasene Luftsack darf weder zu un nachgiebig sein, noch zu rasch unter der Last des Körpers kollabieren. Dementsprechend wird die Drosselwirkung der Montageöffnung ausgelegt.

Damit durch die Montageöffnung kein Gas austritt, während der Luftsack aufgeblasen wird, ist die Gasaustrittsöff nung des Gasgenerators derart im Diffusor angeordnet, daß beim Ausströmen des Gases im Bereich zwischen dem Boden des Diffusors und Hülle ein Unterdruck entsteht. Dazu muß die Austrittsöffnung des Gasgenerators innerhalb des Dif fusors nahe dem Boden des Diffusors liegen.

Die Befestigungsvorrichtung kann aber auch so ausgebildet sein, daß ein Element der Vorrichtung, z. B. eine Mutter, außerhalb des Luftsackes liegt und ein weiteres Element der Befestigungsvorrichtung, z. B. ein Schraubbolzen, durch die Montageöffnung hindurchgeführt ist.

Diese Anordnung bietet sich an, falls die oben beschrie bene Drosselwirkung auf andere Weise sichergestellt wird und die Hülle des Luftsacks somit im Bereich der Montage öffnung gasdicht sein kann. In diesem Fall kann die Hülle mittels des außenliegenden Befestigungselementes gasdicht am Boden des Diffusors fixiert werden.

Zur Befestigung des Airbagmoduls in einem Gehäuse sind am Diffusor in axialer Richtung nebeneinander mehrere Schraubbolzen befestigt, die durch entsprechende Öffnun gen in der Hülle des Luftsacks hindurchgeführt sind und mit deren Hilfe der Diffusor zusammen mit dem Luftsack am Boden des Gehäuses befestigt werden kann.

Das Gehäuse selbst weist oberhalb des Bodens in zwei ge genüberliegenden Wänden Öffnungen auf, wobei zumindest eine Öffnung so groß ist, daß der Gasgenerator hindurch geführt werden kann. Die andere Öffnung erlaubt den Zu gang zu der Befestigungsvorrichtung.

Die Erfindung soll im folgenden anhand zweier Ausfüh rungsbeispiele näher erläutert werden. Diese Ausführungsbeispiele sind in zwei Zeichnungen dargestellt. Es zei gen:

Fig. 1: den Längsschnitt durch ein erstes Ausfüh rungsbeispiel;

Fig. 2: den Längsschnitt durch ein zweites Ausfüh rungsbeispiel.

Zunächst wird auf Fig. 1 Bezug genommen. Diese zeigt ein wannenartiges Gehäuse 1 aus Kunststoff, in der ein Air bagmodul 2, bestehend aus einem Gasgenerator 3, einem Diffusor 4 und einem Luftsack 5 eingelegt ist. Der Diffu sor 4 besteht aus einem Rohr 7 mit einem offenen Ende und einem durch einen Boden 6 verschlossenem Ende. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Boden 6 einstückig mit dem Rohr 7 ausgeführt.

Der Diffusor 4 liegt auf dem Boden 8 des Gehäuses 1, wo bei sich zwischen ihm und dem Boden 8 noch ein Abschnitt der Hülle 9 des Luftsackes 5 befindet. Die Befestigung des Diffusors 4 am Boden 8 des Gehäuses 1 erfolgt mit mehreren Schraubbolzen 10, 11, 12, die am Rohr 7 des Dif fusors 4 befestigt sind und durch entsprechende Löcher in der Hülle 9 und dem Boden 8 des Gehäuses 1 hindurchge führt sind sowie mit Muttern, die auf die herausstehenden Bolzen aufgeschraubt werden.

Der Gasgenerator 3 hat äußerlich die Form einer Kartu sche, die durch das offene Ende des Rohres 7 in den Dif fusor 4 eingesetzt wird. An einem Kopf 14 des Gasgenera tors 3 befindet sich ein Schraubbolzen 15, der durch eine entsprechende Öffnung 17 im Boden 6 hindurchgeführt ist. Im Kopf 14 befinden sich auch ein oder mehrere auf dem Umfang des Kopfes 14 verteilte Gasaustrittsöffnungen 16.

Die Längsachse des Gasgenerators 3 ist gegenüber der Längsachse 18 des Diffusors 4 zum Boden 8 des Gehäuses 1 hin versetzt, so daß zwischen der Innenwand des Diffusors 4 und der Außenwand des Gasgenerators 3 ein im Quer schnitt sichelförmiger Gasführungskanal 19 entsteht.

Um diesen Versatz sicherzustellen, ist einerseits die Öffnung 17 im Boden 6 gegenüber der Achse des Diffusors 4 versetzt und andererseits im Öffnungsbereich ein Füh rungsring 20 vorgesehen, dessen Öffnung gegenüber der Achse des Diffusors 4 deaxiert ist und einen Durchmesser entsprechend dem Durchmesser des Gasgenerators 3 auf weist.

Am unteren Rand des Gasgenerators 3 ist ein radial vor stehender Absatz 21 vorgesehen, der am Führungsring 20 anliegt.

Die Hülle 9 des Luftsacks 5 besteht aus einem Entfal tungsabschnitt 25 und einem Aufnahmeabschnitt 26. Im Auf nahmeabschnitt liegt der Diffusor 4, wobei ein Seitenab schnitt 27 des Aufnahmeabschnitts 26 eine Einstecköffnung 28 aufweist, die in etwa dem offenen Ende des Diffusors 4 gegenüberliegt. Der Randbereich 29 dieser Öffnung ist zwischen dem Führungsring 20 und dem Absatz 21 am Gasge nerator 3 eingeklemmt und gehalten.

Der Entfaltungsabschnitt 25 liegt zusammengefaltet unter halb eines hier nicht dargestellten Deckels, der beim Aufblasen durch den sich entfaltenden Luftsack wegge drückt wird. Zusammengefaltet liegt der Entfaltungsab schnitt 25 auf der dem Boden 8 gegenüberliegenden Seite des Diffusors 4 auf. Hier befinden sich auch mehrere Aus trittslöcher 30 im Diffusor 4, durch die das vom Gasgene rator 3 erzeugte, in den Gasführungskanal 19 zwischen Diffusor 4 und Gasgenerator 3 geleitete Gas in den Luft sack 5 ausströmt.

Auf den Schraubbolzen 15 wird von außen eine Mutter 31 aufgedreht, so daß der Kopf 14 des Gasgenerators 3 gegen den Boden 6 gezogen werden kann. Dabei werden auch die Spannkräfte erzeugt, die den Randbereich 29 der Hülle 9 des Luftsackes zwischen dem Absatz 21 und dem Führungs ring 20 einklemmen. Um die Mutter 31 mittels eines Werk zeuges anziehen zu können, ist in dem Seitenabschnitt 35 der Hülle 9, die den Boden 6 überdeckt, eine Montageöff nung 36 vorgesehen. Die Öffnungsgröße ist so gewählt, daß bei einer Interaktion Insasse/Luftsack Gas in einer defi nierten Geschwindigkeit und Menge ausfließen kann, so daß der sich auf den aufgeblasenen Luftsack abstützende Kör per oder Kopf des Insassen definiert verzögert wird. Falls dies nur eine kleine Öffnung erlaubt, muß das Werk zeug entsprechend angepaßt werden. Durch die Montageöff nung 36 tritt beim Aufblasen des Gassackes kaum Gas aus, da im Bereich zwischen Boden 6 und Hüllenabschnitt 35 ein Unterdruck herrscht. Das aus den Öffnungen 16 austretende Gas strömt nämlich im Gasführungskanal 19 zum Fuß des Gasgenerators zurück, wobei es sich staut, so daß der Austrittsdruck des Gases desto größer ist, je näher sich die jeweiligen Austrittslöcher 30 am Fuß des Gasgenera tors befinden. Entlang der Achse des Diffusors sinkt so mit der Gasdruck, bis er im Bereich des Bodens 6 sogar negativ wird.

Das Airbagmodul 2 wird wie folgt zusammengebaut: Zunächst wird der Diffusor 4 durch die Einstecköffnung 28 in den Luftsack 5 eingeführt, wobei diese ggf. aufgeweitet wer den muß. Sodann wird die Einheit aus Luftsack 5 und Dif fusor 4 von oben in das Gehäuse 1 eingeführt und am Boden 8 des Gehäuses 1 wie beschrieben befestigt. Kurz vor dem Einbau des Gehäuses 1 in ein Fahrzeug wird der Gasgenera tor 3 durch eine seitliche Öffnung 40 in einer Seitenwand des Gehäuses 1 in den Diffusor 4 eingeführt. Dabei ge langt der Randbereich 29 der Öffnung 28 zwischen den Füh rungsring 20 und den Absatz 21. Durch eine weitere Öff nung 41 in der anderen Seitenwand des Gehäuses 1 ist der Zutritt zur Montageöffnung 36 im Seitenabschnitt 35 der Hülle 9 freigegeben. Durch die Öffnung 41 im Gehäuse und der Montageöffnung 36 in der Hülle 9 wird die Mutter 31 eingesetzt und mittels eines Werkzeuges verschraubt. Da mit ist der Gasgenerator 3 im Diffusor 4 fixiert und gleichzeitig der Randbereich 29 der Einstecköffnung 28 am Diffusor 4 befestigt. Bei dieser Anordnung sind keine Leckstellen vorhanden bis auf die Öffnung 36, die sich aber, wie schon erläutert, im Unterdruckbereich befindet. Da die Hülle 1 durchgehend den Diffusor 4 im Mantelbe reich umhüllt, kann auf eine gesonderte Verstärkung der Hülle 9 verzichtet werden.

Die Ausführung nach Fig. 2 ist im wesentlichen identisch mit der Ausführung nach Fig. 1, so daß auf eine geson derte Darstellung der Gemeinsamkeiten verzichtet wird. Daher gibt die Darstellung auch nur den interessierenden Endabschnitt eines Moduls wieder. Der Unterschied besteht in der Befestigung des Seitenabschnitts 35 der Hülle, der den Boden 6 überdeckt.

Wenn die Dämpfungswirkung des Luftsackes bei Interaktion Insasse/Luftsack in anderer Weise hergestellt werden kann, sollte auch dieser Bereich gasdicht ausgebildet werden. Andererseits muß aber der Zugang zu der Befesti gungsvorrichtung Gasgenerator 3/Diffusor 4 sicherge stellt sein. Dazu wird die Montageöffnung 36 so ausgebil det, daß der Schraubbolzen 15 des Gasgenerators 3 hin durchgeführt werden kann. Mit Befestigen des Gasgenerators 3 durch die Mutter 31 wird der Seitenabschnitt 35 am Boden 6 fixiert, d. h. zwischen der Außenfläche des Bo dens 6 und einer Sicherungsscheibe 43 eingeklemmt. Diese Befestigung ist absolut gasdicht.

Gerade bei dieser Ausführung kann die Öffnung 17 im Boden 6 sehr groß gewählt werden, so daß der Boden 6 einen End abschnitt des Rohres 7 mit nur wenig verkleinertem Durch messer darstellt. Entsprechend groß muß die Sicherungs scheibe sein, die darüber hinaus einen den Endabschnitt übergreifenden Rand aufweist.

Bezugszeichenliste

1

Gehäuse

2

Airbagmodul

3

Gasgenerator

4

Diffusor

5

Luftsack

6

Boden

7

Rohr

8

Boden

9

Hülle

10

Schraubbolzen

11

Schraubbolzen

12

Schraubbolzen

14

Kopf

15

Schraubbolzen

16

Gasaustrittsöffnungen

17

Öffnung

18

Längsachse

19

Gasführungskanal

20

Führungsring

21

Absatz

25

Entfaltungsabschnitt

26

Aufnahmeabschnitt

27

Seitenabschnitt

28

Einstecköffnung

29

Randbereich

30

Austrittslöcher

31

Mutter

35

Seitenabschnitt

36

Montageöffnung

40

Öffnung

41

Öffnung

43

Sicherungsscheibe

Claims

1. Airbagmodul mit einem Gehäuse (1), einem Gasgenera tor (3), einem Luftsack (5) und einem Diffusor (4), wobei der Diffusor (4) eine langgestreckte topfför mige Gestalt aufweist, und wobei der Luftsack (5) den Diffusor (4) außer im Bereich einer Einstecköff nung (28), die sich in Verlängerung der Diffusor achse befindet, vollständig umgibt, und wobei der Randbereich (29) der Einstecköffnung (28) am oder im offenen Ende des Diffusors (4) mittels eines Klemm elementes (20) befestigt ist, und der Gasgenerator (3) am Diffusor (4) derart befestigt ist, daß der Randbereich (29) der Einstecköffnung (28) zwischen Gasgenerator (3), Klemmelement (20) und Diffusor (4) eingeklemmt ist, und zur Erzeugung der Klemmkraft eine Befestigungsvorrichtung (15, 31) am Boden (6) des Diffusors (4) angeordnet ist, die den Gasgenera tor (3) mit dem Boden (6) des Diffusors (4) ver spannt.

2. Airbagmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Randbereich (29) der Einstecköffnung (28) am oder im offenen Ende des Diffusors mittels eines Klemmelements (20, 21, 4) befestigt ist.

3. Airbagmodul nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasgenerator (3) am Diffusor (4) derart be festigt ist, daß der Randbereich (29) der Einsteck öffnung (28) zwischen Gasgenerator (3) und Diffusor (4) eingeklemmt ist.

4. Airbagmodul nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Klemmelement als Führungsring (20) ausgebil det ist und zwischen Gasgenerator (3) und Diffusor (4) angeordnet ist.

5. Airbagmodul nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsvorrichtung (15, 31) zum Befes tigen des Gasgenerators (3) am Diffusor (4) im Be reich des Bodens (6) angeordnet ist.

6. Airbagmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Seitenabschnitt (35) der Hülle, die den Boden (6) überdeckt, eine Monta geöffnung (36) aufweist.

7. Airbagmodul nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Montageöffnung (36) als Ablaßdrossel ausge bildet ist.

8. Airbagmodul nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasgenerator (3) in seinem Kopf (14) Gasaus trittsöffnungen (16) aufweist, wobei der Kopf (14) nahe dem Boden (6) angeordnet ist.

9. Airbagmodul nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Element (31) der Befestigungsvor richtung (15, 31) außerhalb des Luftsacks (5) ange ordnet ist.

10. Airbagmodul nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsvorrichtung einen Schraubbolzen (15) aufweist, der durch die Montageöffnung (36) hindurchgeführt ist, und daß der Seitenabschnitt (35) der Hülle derart am Boden (6) fixiert ist, daß die Montageöffnung (36) gasdicht verschlossen ist.

11. Airbagmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Diffusor (4) auf seiner Mantelfläche mehrere in axialer Richtung ne beneinander angeordnete Schraubbolzen (10, 11, 12) aufweist, die durch entsprechend angeordnete Löcher in der Hülle hindurchgeführt sind.

12. Airbagmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) zu bei den Endseiten des Diffusors (4) Öffnungen (40, 41) aufweist.