DE19650268A1 - Airbagmodul - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Airbagmodul nach dem Oberbe­ griff des Patentanspruches 1.

Ein derartiges Airbagmodul ist mit DE 43 40 855 beschrie­ ben. Bei diesem ist die Wand zwischen der den Gasgenera­ tor aufnehmenden Kammer und der Kammer für den gefalteten Luftsack mit großflächigen Fenstern durchbrochen. Der vom Gasgenerator gelieferte Gasdruck setzt sich somit schlag­ artig auf den Luftsack fort, der sich unter dieser Druck­ beaufschlagung entfaltet. Die Entfaltungsrichtung wird dabei von den die Ausbreitungsrichtung begrenzenden, ei­ nen Schußkanal bildenden Teilen im Umfeld des Airbagmo­ duls sowie von der Faltungsart des Luftsackes bestimmt. Um eine definierte Entfaltungsrichtung oder Schußrichtung des Luftsackes zu erzielen, sind erhebliche bauliche Auf­ wendungen und solche für Versuche erforderlich.

Bei konventionellen pyrotechnischen Gasgeneratoren wird im Crashfall ein Festtreibstoff gezündet, der bei der Verbrennung in Millisekunden ein großes Gasvolumen er­ zeugt. Dabei entstehen aber auch Feststoffpartikel, die vom Gasstrom mitgerissen werden. Um das zu unterbinden, sind konventionelle Gasgeneratoren an ihren Ausströmöff­ nungen mit Filtern versehen. Diese Filter befinden sich sehr nahe am Verbrennungsprozeß und werden somit stark aufgeheizt oder gar verbrannt. Im letzteren Fall können sie Feststoffpartikel nicht mehr zurückhalten und es be­ steht die Gefahr, das Beschädigungen des Luftsackes und Verbrennungen der Gesichtshaut des Insassen auftreten.

Auch wenn bei Hybridgasgeneratoren die Verwendung von py­ rotechnischem Festtreibstoff stark reduziert ist und die­ ser nur noch als Heiz- bzw. Treibladung benutzt wird, können trotzdem Partikel oder Bruchstücke von Berstschei­ ben den Luftsack zerstören, wenn der gasgeneratorseitige Filter Mängel aufweist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Airbagmodul der eingangs beschriebenen Art so zu verbessern, daß das Aufblasen des Luftsackes gegenüber der bisherigen schlag­ artigen Entfaltung kontrolliert erfolgt und die Gefahr von Beschädigungen des Luftsackes und von Verbrennungen der Gesichtshaut bei Insassen reduziert wird, darüber hinaus seine Entfaltungsrichtung mit geringem Aufwand be­ stimmbar ist.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruches 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Durch die Kalibrierung der Gasdurchtrittsöffnungen in der Wand zwischen der Kammer für den Gasgenerator und der Kammer für den Luftsack nimmt bei Aktivierung des Airbags die erste Kammer die schlagartig auftretende Druckspitze auf und gleicht den Druck während des Gasdurchtritts durch die kalibrierten Gasdurchtrittsöffnungen beim Be­ füllen des Luftsackes aus. Die anfängliche Druckspitze wird reduziert ebenso wie der schnelle Druckabfall nach der Druckspitze. Damit kann das Auffangverhalten des Luftsackes verbessert werden.

Die Kammer für den Gasgenerator verteilt infolge der kurzfristigen Druckspeicherung den Druck des Aufblasgases gleichmäßiger auf die Gasdurchtrittsöffnungen als dies bei großflächigen Gasdurchtrittsfenstern der Fall ist. Dadurch kann ein gleichmäßiges Entfalten des Luftsackes in der gewünschten Richtung erzielt werden.

Die Ausbildung der Gasdurchtrittsöffnungen als Sieb wirkt als weiteres Filter für das Aufblasgas. An dem Sieb wer­ den insbesondere gröbere Partikel, wie sie z. B. von ver­ brannten Filtern des Gasgenerators oder von Bruchstücken der Berstscheiben von Hybridgasgeneratoren herrühren kön­ nen, aufgehalten.

Durch besondere Ausrichtung der Gasdurchtrittsöffnungen, z. B. durch ihre Anordnung auf einer gewölbten Wand oder durch die besondere Gestaltung ihres Querschnittes oder durch beide Maßnahmen zusammen, kann der Gasstrom gezielt auf bestimmte Teile des Luftsackes gerichtet werden, de­ ren Schußrichtung somit bestimmbar ist. Die Entfaltung des Luftsackes kann dadurch ohne besondere Vorkehrungen durch einen Schußkanal in ihrer Richtung aktiv beeinflußt werden.

Auf einer gewölbten Wand können die Gasdurchtrittsöffnun­ gen so angeordnet werden, daß die Richtung des aus ihnen austretenden Gasstrahls in der gewünschten partiellen Entfaltungsrichtung des Luftsackes verläuft, so daß des­ sen Entfaltungsverhalten durch die gezielten Gasstrahlen unterstützt wird.

Die Auswirkung des Gasstrahles auf die partielle Entfal­ tungsrichtung des Luftsackes kann aber auch durch die Querschnittsform der jeweiligen Gasdurchtrittsöffnung be­ einflußt werden. Bei Anordnung der Einzelöffnungen inner­ halb einer Gasdurchtrittsöffnung beispielsweise in einem Kreis wird ein nahezu senkrecht von der Wand abströmender Gasstrahl mit symmetrischem Querschnitt erzielt. Bei An­ ordnung der Einzelöffnungen in Form von Dreiecken und ei­ ner Zuordnung der Dreiecke in einer Art, bei der die Ba­ sis aller Dreiecke auf einer Linie liegt, wird der Gas­ strahl vom Bereich der Basis der Dreiecke ein größeres Volumen aufweisen, als an den von der Basis weg weisenden Spitzen dieser Dreiecke. Die Entfaltungsrichtung des Luftsackes kann damit ebenfalls beeinflußt werden.

Besonders vorteilhaft ist das Airbagmodul mit einem im wesentlichen aus einem an den Enden mit Seitenwänden ver­ schlossenen Abschnitt eines Strangpreßprofils gebildeten Gehäuse ausführbar. Das Strangpreßprofil bildet mit einem rohrartigen Querschnittsteil die Kammer für den Gasgene­ rator, die gleichzeitig als Diffusorraum die bei Aktivie­ rung schlagartig auftretende Druckspitze puffert. Zwei an dem rohrartigen Querschnittsteil anschließende Stege bil­ den Wände für die den Luftsack aufnehmende Kammer. Die Wand zwischen diesen beiden Kammern kann in ihrem Quer­ schnitt beliebig gewölbt ausgeführt werden, so daß auch die Blasrichtung der in ihr eingebrachten Gasdurchtritts­ öffnungen nahezu beliebig gewählt werden kann.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend an­ hand von Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 ein aus einem Strangpreßprofil gebildetes Ge­ häuse eines Airbagmoduls nach der Erfindung ohne Seitenwände in perspektivischer Ansicht;

Fig. 2 ein dem Gehäuse nach Fig. 1 vergleichbares Ge­ häuse nach dem Stand der Technik;

Fig. 3 ein Druck-Zeit-Diagramm für die Luftsackkammer eines Airbagmoduls nach der Erfindung im Ver­ gleich zum Stand der Technik;

Fig. 4 verschiedene Querschnittsformen für Gasdurch­ trittsöffnungen.

Ein von einem Aluminium-Strangpreßprofil abgetrenntes Ge­ häuseteil 1 eines Airbagmodulgehäuses bildet einen rohr­ förmigen Querschnittsteil 2 und einen U-förmigen Quer­ schnittsteil 3. Der rohrförmige Querschnittsteil 2 bildet in Verbindung mit nicht dargestellten, die Enden des Strangpreßprofils abdeckenden Seitenwänden eine erste Kammer 4, welche den Gasgenerator des Airbagmoduls auf­ nimmt. Der von zwei Schenkeln 5 und 6 sowie einem Teil des rohrförmigen Querschnittsteils 2 gebildete U-förmige Querschnittsteil 3 bildet zusammen mit den nicht darge­ stellten Seitenwänden eine zweite Kammer 7 zur Aufnahme des gefalteten Luftsackes. Am Grund der zweiten Kammer 7 sind jeweils an den beiden Schenkeln 5 und 6 Nuten 8 zur Befestigung des Randes des Luftsackes vorgesehen. An den oberen Rändern der Schenkel 5 und 6 sind Befestigungsmit­ tel 9 für eine Abdeckung des Luftsackes vorgesehen.

Zwischen der ersten - 4 - und der zweiten Kammer 7 befin­ det sich eine vom Strangpreßprofil gebildete Wand 10, die Teil des rohrförmigen Querschnittsteils 2 ist und die in Richtung zur zweiten Kammer 7 gewölbt ist. Die Wand 10 ist mit Gasdurchtrittsöffnungen 11 versehen. Die Gas­ durchtrittsöffnungen 11 sind zusammengesetzt aus einer Mehrzahl von siebartigen Einzelöffnungen 12. Die Einzel­ öffnungen 12 bilden eine siebartige Struktur, deren Durchlaßquerschnitt so bemessen und strukturiert ist, daß ein definierter Druckabbau in der ersten Kammer 4 erfolgt und die Energie des aus den Gasdurchtrittsöffnungen 11 austretenden Gases auf den Luftsack in Richtungen gelenkt ist, in welche sich der Luftsack oder Teile des Luftsackes entfalten sollen. Es kann ausreichend sein, wenn die Gasdurchtrittsöffnungen 11 gleichmäßig über die Wand 10 verteilt angeordnet sind. Es kann jedoch von Vorteil sein, wenn die Gasdurchtrittsöffnungen 11 mit ihrem Quer­ schnitt so auf der Wand 10 verteilt sind, daß sich durch die Querschnittsverteilung ein gezielter Hauptstrahl ein­ stellt, wie dies z. B. bei einer Anordnung gemäß Fig. l der Fall ist. Bei dem Gehäuse nach Fig. 1 sind die Ein­ zelöffnungen 12 zu dreieckförmigen Gasdurchtrittsöffnun­ gen 11 zusammengesetzt, wobei die Basis aller Dreiecke auf einer Linie nahe dem einen Schenkel 5 liegt. Entlang dieser Linie wird sich infolge des dort größten Quer­ schnitts der Einzelöffnungen 12 ein sich über die Breite der zweiten Kammer 7 erstreckender Hauptstrahl ausbilden, welcher auf den Luftsack eine größere Entfaltungskraft ausübt als der Rest des Gasstrahls. Dieser Hauptstrahl wird den Gassack hauptsächlich in seiner Richtung aufblä­ hen. Durch sinnvolle Anordnung der Einzelöffnungen 12 an den Gasdurchtrittsöffnungen 11 kann so auf das Entfal­ tungsverhalten, insbesondere die Entfaltungsrichtung des Gassackes, Einfluß genommen werden.

Infolge der Wölbung der Wand 10 kann durch die örtliche Anordnung der Gasdurchtrittsöffnungen 11 Einfluß genommen werden auf die Richtung des Hauptstrahls. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 wird sich der Haupt­ strahl entlang des Schenkels 5 schräg nach oben richten und damit den Luftsack unabhängig vom Vorhandensein eines Schußkanals in dieser Richtung entfalten.

Die Einzelöffnungen 12 sind relativ klein, so daß die Gasdurchtrittsöffnungen 11 siebartig ausgebildet sind. Die Anordnung der Einzelöffnungen 12 zu den siebartigen Gasdurchtrittsöffnungen 11 kann in einer runden oder mehreckigen Form erfolgen. Fig. 1 zeigt die Anordnung der Einzelöffnungen 12 innerhalb der Gasdurchtrittsöff­ nungen 11 in einer Dreiecksform. Die Fig. 4 zeigt einige weitere Ausführungsformen von Gasdurchtrittsöffnungen 11, wobei mit der Fig. 4a und 4b jeweils eine in Dreieckform ausgebildete Gasdurchtrittsöffnung 11 und mit Fig. 4c bis 4f jeweils eine in Kreisform dargestellt ist. Mit ei­ ner Ausführung entsprechend Fig. 4a und 4c kann durch einen dominierenden Mittelstrahl an jeder Gasdurchtritts­ öffnung 11 eine besonders deutliche Zielrichtung des Druckaufbaues auf den Luftsack erreicht werden.

Es hat sich herausgestellt, daß bei Ausbildung der Ein­ zelöffnungen 12 als Schlitz eine besonders vorteilhafte Filterwirkung eintritt. Die Einzelöffnungen 12 können je­ doch auch, wie die Fig. 4a, 4c und 4f zeigen, von der Schlitzform abweichen und z. B. einen dreieckigen oder kreisförmigen Querschnitt haben. Dabei können die Ein­ zelöffnungen 12 mit unterschiedlichen Formen auch mitein­ ander zu Gasdurchtrittsöffnungen 11 kombiniert sein.

Bei Aktivierung des Airbags wird sich in der ersten Kam­ mer 4 schlagartig ein Gasdruck aufbauen, der sich jedoch infolge der Kalibrierung der Gasdurchtrittsöffnungen 11 nur verzögert auf die zweite Kammer 7 fortsetzt und über einen gewissen Zeitraum in der ersten Kammer 4 gepuffert wird. Das Druck-Zeit-Diagramm in Fig. 3 zeigt mit der durchgezogenen Linie schematisch das Druckverhalten in der zweiten Kammer 7. Die gestrichelte Linie im Diagramm nach Fig. 3 zeigt das Druckverhalten in einer Luftsack­ kammer 207 bei einem Airbagmodul nach dem Stand der Tech­ nik, wie sie vergleichsweise in Fig. 2 dargestellt ist. Bei dieser setzt sich der vom Gasgenerator gebildete Druck in der ersten Kammer 204 durch die großflächigen Gasdurchtrittsöffnungen 211 in der Wand 210 schlagartig und mit schnellem Druckanstieg auf die Luftsackkammer 207 fort. Der Luftsack entfaltet sich schlagartig mit großer Kraft und fällt relativ rasch wieder in sich zusammen.

Dagegen entfaltet sich der Luftsack bei einem Airbagmodul nach der Erfindung mit einer geringeren Kraftspitze. Der vorab in der ersten Kammer 4 gepufferte Gasdruck hält über die Gasdurchtrittsöffnungen 11 den Gasdruck in der Luftsackkammer 7 über einen längeren Zeitraum auf einem Niveau, welches dem Gassack seine Rückhaltefunktion er­ möglicht.

Die Erfindung ist in ihrer Ausführungsform nicht auf das Ausführungsbeispiel begrenzt. So kann das Gehäuse des Airbagmoduls auch in einer anderen Weise als durch ein Strangpreßprofil gebildet sein. Die Wand zwischen den beiden Kammern kann z. B. auch zusammen mit dem Luftsack in das Gehäuse eingesetzt und mit diesem verbunden wer­ den.

Claims (4)

1. Airbagmodul, umfassend ein Gehäuse mit einer ersten Kammer für einen Gasgenerator und einer weiteren Kammer zur Aufnahme eines gefalteten Luftsackes, ei­ ner Wand zwischen den beiden Kammern mit Gasdurch­ trittsöffnungen und Mitteln zum Befestigen des Öff­ nungsrandes des Luftsackes an den Begrenzungen der Wand, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Kammer (4) als Druckausgleichskammer ausgebildet und die Gasdurchtrittsöffnungen (11) aus kalibrierten Ein­ zelöffnungen (12) siebartig zusammengesetzt sind.

2. Airbagmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasdurchtrittsöffnungen (11) ausgerichtet sind auf die angestrebte Schußrichtung des sich ent­ faltenden Luftsackes oder Teile dieses Luftsackes.

3. Airbagmodul nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausrichtung der Gasdurchtrittsöffnungen (11) durch ihre Anordnung auf einer gewölbten Wand (10) und/oder durch die geometrische Anordnung der Ein­ zelöffnungen (12) innerhalb der jeweiligen Gasdurch­ trittsöffnung (11) erfolgt.

4. Airbagmodul nach Anspruch 1 bis 3, wobei das Gehäuse von einem Strangpreßprofil und zwei die Enden des Strangpreßprofils abdeckenden Seitenwänden gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand (10) zwi­ schen der ersten Kammer (4) und der zweiten Kammer (7) zur Aufnahme des gefalteten Luftsackes vom Strangpreßprofil gebildet ist und die Gasdurch­ trittsöffnungen (11) in diese Wand (10) eingebracht sind.