DE19724625B4 - Aufprallschutz - Google Patents

Abstract

Aufprallschutz für Fahrzeuginsassen (3) mit einem wenigstens eine Hülle aufweisenden und durch wenigstens ein Treibmittel aufblasbaren Gassack (5, 10), dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Hülle (5a) wenigstens einen Hüllenabschnitt (9, 13) aufweist, der eine wesentlich höhere Dehnbarkeit und wesentlich höhere Bruchdehnung als die übrige Gassackhülle aufweist und der zur zumindest zeitweisen Bereitstellung eines Zusatzvolumens durch das Treibmittel elastisch verformbar ist.

Description

• Die Erfindung betrifft einen Aufprallschutz für Fahrzeuginsassen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
• Während einer Kollision muß das Rückhaltesystem innerhalb eines Fahrzeuges binnen äußerst kurzer Zeit aktiviert werden können und seine Schutzfunktion erfüllen. Dies gilt umso mehr, je geringer der von anderen Fahrzeugbereichen aufgenommene Energieanteil und je kürzer der zur Verfügung stehende Deformationsweg ist. Solche Bedingungen sind besonders bei einem Seitenaufprall oder bei einem Frontalzusammenstoß für Insassen, die sich nicht in aufrechter Sitzposition befinden, gegeben. Gerade im Bereich des Seitenaufprallschutzessind vielfache Lösungsansätze bekannt. In der DE 4204280 A1 wird ein Seitenschutz für einen Kraftfahrzeuginsassen beschrieben, der oberhalb eines Gasgenerators und unterhalb der Sitzfläche des Fahrzeuginsassen verläuft. Bei einem Zusammenstoß wird der Gasgenerator aktiviert und ein Gassack schiebt sich zwischen den Fahrzeuginsassen und die Fahrzeugseitenwand. Nach dem Zusammenstoß entläßt der Gassack das Gas und fällt zusammen.
• Besonders zu beachten ist, daß auf Grund der konstruktiven Gegebenheiten beim Seitenaufprallschutz die Entfernungen und Abmessungen zwischen Aufprallort und Fahrzeuginsassen derart gering sind, daß die zur Verfügung stehende Zeitspanne zum Entfalten des Gassackes sehr gering ist. Die Entfaltungsgeschwindigkeit muß daher sehr hoch sein, was hohe Drücke zur Entfaltung notwendig macht.
• Weiterhin läßt sich die Möglichkeit, daß der Gassack beim Entfalten behindert wird, vor allem dann nicht ausschließen, wenn die Seitenwand in die Fahrgastzelle gedrückt wird. Es können so Druckspitzen entstehen, die einerseits den Fahrzeuginsassen verletzen, andererseits den Gassack zerbersten lassen. Letzteres würde zum Verlust der gewünschten Schutzwirkung führen, ersteres ist generell unerwünscht. Ein solches Verhalten kann bei jeder anderen Anordnung des Gassackes auftreten, wenn der Entfaltungsvorgang behin dert wird; beispielsweise durch während der Fahrt vorgebeugte und so dem Gassack angenäherte Fahrzeuginsassen.
• Bekannt ist weiterhin aus der EP 0495410 A1 ein aufblasbarer Gassack, der in seiner Wandung eine vordefinierte Entlastungsöffnung besitzt, die bis zu einem vorbestimmten Innendruck verschlossen bleibt und erst bei Überschreiten dieses Innendruckes diese Öffnung freigibt. Hierdurch wird eine erhöhte Dämpfung beim Eintauchen des Fahrzeuginsassen in den Gassack erreicht. Die für den Fahrzeuginsassen gefährlichen Druckspitzen können ebenfalls nicht auftreten. Nachteilig an dieser Lösung ist jedoch, daß bei behinderter Entfaltung ein überhöhter Innendruck des Gassackes auftreten kann, der zum Öffnen der vordefinierten Entlastungsöffnung führt. Das restliche Treibgas strömt weiterhin in den Gassack. Durch die Entlastungsöffnung gelangt das Treibgas in die Umgebungsluft, ohne den Gassack vollständig zu expandieren. Die beabsichtigte Schutzfunktion kann nicht erfüllt werden, da die Gassackhülle nicht vollständig aufgeblasen und entfaltet wird und somit nicht die erforderlichen Dämpfungseigenschaften aufweist.
• Eine Airbaganordnung zum Schutze des Insassen vor Substanzen, die aus einem erschlaffenden ersten Personenschutz-Airbag ausströmen, ist in der US 5 240 283 offenbart. Die US-Schrift zeigt einen als Hilfsairbag bezeichneten zweiten Airbag, der vom ersten Personenschutz-Airbag durch Ventile oder zumindest über durchlässige Abschnitte getrennt ist, um die bei erschlaffen des ersten Airbags ausströmenden Gase und Partikel aufzunehmen. Der Hilfsairbag dient somit als Speicher für das „verbrauchte" Gas aus dem ersten Airbag und verhindert, daß dieses Gas in den Innenraum eines Fahrzeuges gelangt.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Aufprallschutz so weiterzuentwickeln, daß eventuell auftretende Druckspitzen bei der Entfaltung eines Gassackes abgebaut und die Schutzwirkungen des Gassackes hinsichtlich seiner Standzeit optimiert werden können.
• Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus einem Aufprallschutz gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1. Die Unteransprüche betreffen besonders zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung.
• Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß an wenigstens einem Hüllenabschnitt des Gassackes eine elastische Verformung möglich ist, so daß durch eine von Druckspitzen herbeigeführte Verformung ein Reservoir entsteht, das bei zunächst beeinträchtigtem Entfaltungsvorgang den Gassack im weiteren Verlauf durch elastische Rückverformung vollständig entfaltet bzw. vollständig aufbläst. Die durch einen beeinträchtigten Entfaltungsvorgang entstehenden Druckspitzen werden abgebaut, so daß die Fahrzeuginsassen nicht verletzt werden und der Gassack nicht zerstört wird.
• Unter Hüllenabschnitt ist ein Bereich der Gassackhülle zu verstehen, der eine wesentlich höhere Dehnbarkeit und wesentlich höhere Bruchdehnung als die übrige Gassackhülle aufweist, wohingegen die übrige Gassackhülle eine erhöhte Formbeständigkeit im entfalteten Zustand gewährleistet.
• Hervorzuheben ist die Tatsache, daß durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Gassackhülle die bisherigen Abmessungen des Gassackes nicht verändert werden. Dadurch bleibt der Bauraum unverändert und eine Neukonstruktion der Fahrzeuginneneinrichtung wird nicht notwendig. Ebenfalls unverändert bleibt die einzusetzende Treibmittelmenge, so daß keine geänderten Treibmittelsätze erprobt und eingebaut werden müssen. Daraus ergibt sich eine einfache Nach- bzw. Umrüstung von herkömmlichen Gassäcken zu Gassäcken wie hier vorgeschlagen.
• Ein besonderer Vorteil dieser Erfindung ist die Tatsache, daß das Einarbeiten der elastischen Bereiche in die Gassackhülle durch herkömmliche Fertigungsverfahren geschehen kann. Ebenso wie die übrige Gassackhülle, die üblicherweise durch Vernähen und Verkleben hergestellt wird, kann der elastische Bereich der Gassackhülle auf einfache Weise verklebt und vernäht werden. Hierzu sind keine Sondermaschinen notwendig, so daß eine preiswerte Fertigung erhalten bleibt. Weiterhin bleibt die Faltung und Verpackung der Gassackhülle durch das Einarbeiten des elastischen Materials unberührt, was die Beibehaltung vorhandener Arbeitsabläufe gestattet.
• Vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigt
• 1: einen Aufprallschutz als Thorax-Airbag ausgebildet,
• 2: einen Aufprallschutz als Lenkrad-Airbag ausgebildet.
• Gleiche Bauteile weisen in allen Figuren die gleiche Bezifferung auf.
• Man erkennt in 1 in einer Schnittdarstellung ein Fahrzeug 1 mit einem B-Pfosten 2, einem Fahrzeuginsassen 3, einem Sitz 4 und einem Gassack 5 als Bestandteil des erfindungsgemäß ausgebildeten Aufprallschutz mit einer Hülle 5a. Der Gassack ist hier in einem Fahrzeugseitenwandelement 6 (B-Pfosten, Tür, feststehende Wand oder dergleichen) untergebracht und als Thorax-Airbag ausgebildet. 1 zeigt den Fahrzeuginsassen 3 in aufrechter Sitzposition und den Gassack in entfaltetem Zustand. Der entfaltete Gassack 5 erstreckt sich im vorderen Bereich soweit in Richtung Fahrzeugfront, daß für sowohl eine vordere als auch für eine – hier gezeigte -hintere Sitzstellung eine ausreichende Schutzwirkung gewährleistet ist. Für den Schutz der Insassen in der hinteren Sitzstellung dehnt sich der Gassack 5 über den B-Pfosten 2 nach hinten aus. Wird der B-Pfosten 2 in das Fahrzeuginnere gedrückt, kann der Gassack zwischen einer Rückenlehne 7 und dem B-Pfosten 2 eingeklemmt werden, so daß sich ein zumindest zeitweise abgeschotteter Abschnitt 8 bildet. Durch die so bewirkte Volumenreduzierung erhöht sich der Gassackinnendruck. Als Folge davon dehnt sich ein elastischer Hüllenabschnitt 9 luftballonartig aus. Trotz des weiterhin einströmenden Treibmittels wird dadurch ein Bersten vermieden. Bei Aufhebung der Beeinträchtigung oder bei einem Entweichen des Treibmittels durch die Gassackhülle 5a bewirkt die elastische Rückstellkraft eine Rückformung des gedehnten Hüllenabschnittes. Das in der ballonartigen Ausformung gespeicherte Treibmittel wird dem Gassack 5 wieder zugeführt. Dadurch wird die Dämpfung über den gesamten Entfaltungszeitraum auf einem nahezu gleichmäßigen Niveau gehalten. Der Verformungsgrad des elastischen Hüllenabschnittes 9 wird zweckmäßigerweise derart ausgelegt, daß eine ausreichende Dämpfung des Aufpralles der Fahrzeuginsassen gewährleistet ist.
• In 2 erkennt man in Schnittdarstellung das Fahrzeug 1, den Fahrzeuginsassen 3 und einen ausgelösten Lenkrad-Aufprallschutz 10. Der Aufprallschutz ist mit an sich bekannten und deshalb hier nicht dargestellten Haltemitteln ausgerüstet und in der Mitte eines Lenkrades 11 eingebaut. Nach einer Kollision wird der Aufprallschutz 10 ausgelöst und ein Gassack 12 als Bestandteil des erfindungsgemäß ausgebildeten Aufprallschutzes aktiviert. Der Fahrzeuginsasse 3 bewegt sich auch nach einer Kollision durch die Massenträgheit weiter vorwärts in Richtung Lenkrad 11 und wird in den Gassack 12 gedrückt. Durch besonders hohe Verzögerungen oder andere Beeinträchtigungen können Druckspitzen entstehen, die eine Verformung des elastischen Hüllenabschnittes 13 bewirken.
• Auch in einem ansonsten beeinträchtigungsfreien Entfaltungsraum, wie zum Beispiel dem Beifahrerbereich, kann die Befüllung des Gassackes gestört werden. Durch beispielsweise vorgebeugte oder anderswie aus der aufrechten Sitzposition gebrachte Fahrzeuginsassen sog. out-of-position – Insassen können bei dem Entfaltungsvorgang Druckspitzen entstehen, die durch die elastische Verformung aufgefangen werden. Die Erfindung bleibt daher nicht auf den Seitenaufprallschutz beschränkt, sondern kann ohne weiteres überall dort im Fahrzeug eingesetzt werden, wo es sicherheitstechnisch erforderlich ist. Der erfindungsgemäße Aufprallschutz kann also anstelle der herkömmlichen Aufprallschutzvorrichtungen eingebaut werden, da die bisherige Schutzwirkung nicht nur erhalten bleibt, sondern sogar gesteigert wird.

Claims (6)

1. Aufprallschutz für Fahrzeuginsassen (3) mit einem wenigstens eine Hülle aufweisenden und durch wenigstens ein Treibmittel aufblasbaren Gassack (5, 10), dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Hülle (5a) wenigstens einen Hüllenabschnitt (9, 13) aufweist, der eine wesentlich höhere Dehnbarkeit und wesentlich höhere Bruchdehnung als die übrige Gassackhülle aufweist und der zur zumindest zeitweisen Bereitstellung eines Zusatzvolumens durch das Treibmittel elastisch verformbar ist.
2. Aufprallschutz gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hüllenabschnitt (9, 13) eine vorgegebene Elastizität aufweist, durch die die Aufrechterhaltung eines Mindestdruckes innerhalb der Hülle (5a) über einen vorgegebenen Zeitraum sichergestellt ist.
3. Aufprallschutz gemäß Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch Haltemittel zur Befestigung der Hülle an Stellen eines Fahrzeuges (1), in deren Umgebung die beeinträchtigungsfreie Aufblasbarkeit des Gassackes (5) gefährdet ist.
4. Aufprallschutz gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltemittel einem Fahrzeugseitenwandelement (6) und/oder einem Fahrzeugsitz (4) zugeordnet sind.
5. Aufprallschutz gemäß Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle (5a) nach Art eines Thorax-Airbags ausgebildet ist.
6. Aufprallschutz gemäß Anspruch 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle (5a) nach Art eines Kopf-Airbags ausgebildet ist.