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.