DE19754280A1 - Airbagsystem mit Belüftungsvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft allgemein ein Airbagsystem mit Belüf­ tungsvorrichtung, wie es in einem Kraftfahrzeug angebracht ist, um einen Fahrer oder Fahrgäste vor den bei einem Auf­ prall entstehenden Stoßkräften zu schützen.

Ein Airbagsystem dient als Zusatzvorrichtung zu einem Sitz­ gurt, um einen Fahrer oder Fahrgäste im Fall eines plötzli­ chen Zusammenstoßes zu schützen. Ein Airbagsystem besteht aus einem Airbagmodul mit einem Airbag, einer Aufblasein­ richtung, einem Gaserzeuger und einer klappbaren Abdeckung sowie aus einem Frontaufprall-Sensor, einem rotierenden Kon­ taktschalter, einer Warnlampe und einem Rechner. So werden dann, wenn das Fahrzeug während des Fahrens mit bestimmter Geschwindigkeit mit einem anderen Fahrzeug zusammenstößt, ein Sicherheitsschalter und der Frontaufprallsensor einge­ schaltet, und gleichzeitig mit dem Auslösen der Aufblasein­ richtung wird der Airbag schnell mit dem von diesem erzeug­ ten Gas aufgeblasen, und das Gas wird wieder abgelassen, nachdem er auf einen Fahrer oder einen Fahrgast zugelaufen ist, um für Dämpfungsschutz für diese Person zu sorgen.

Ein Airbag ist ein runder Sack aus kautschukbeschichtetem Nylon, und sein Fassungsvermögen beträgt 50 bis 60 l. Der Airbag ist in gefaltetem Zustand an der Aufblaseinrichtung angebracht, und er wird schnell durch von dieser erzeugten Stickstoff aufgeblasen.

Nun wird ein herkömmliches Airbagsystem unter Bezugnahme auf Fig. 1 ausführlicher beschrieben.

Das herkömmliche Airbagsystem gemäß Fig. 1 umfaßt einen Airbag 50 mit Belüftungslöchern 60, eine Aufblaseinrichtung 51 mit Gasauslässen 51a zum momentanen Zünden eines in ihm enthaltenen Gaserzeugers, um Stickstoff zu erzeugen und um dadurch den Airbag mit Stickstoff auf zublasen, eine einstü­ ckig mit der Aufblaseinrichtung 51 ausgebildete Innenplatte 52 sowie eine Außenplatte 54, die zwischen die Innenplatte 52 und eine Verbindungsplatte 53 eingefügt ist und mit die­ sen durch Befestigungseinrichtungen verbunden ist.

Im Fall eines plötzlichen Zusammenstoßes strömt das von der Aufblaseinrichtung 51 erzeugte Stickstoffgas durch die Gas­ auslässe 51a in das Innere des Airbags 50 und bläst diesen schnell auf, wodurch der Fahrer oder Fahrgäste früh zurück­ behalten werden. Wenn der Airbag 50 auf eine solche Person zugelaufen ist, fängt er Stöße auf; gleichzeitig strömt das das aus dem Inneren des Airbags kontinuierlich durch die Be­ lüftungslöcher 60 nach außen, wodurch das Gas aus dem Airbag 50 abgelassen wird.

Damit der Airbag für wirkungsvollen Schutz des Fahrers oder eines Fahrgasts hinsichtlich der bei einem Zusammenstoß wir­ kenden Kräfte sorgt, muß er sehr schnell aufgeblasen wer­ den, um die genannte Person früh zurückzuhalten, und er muß bei vorgegebenem Druck einen großen Änderungsweg zeigen, wenn die Person einmal zurückgehalten ist. Die Belüftungs­ löcher dienen dazu, das innen befindliche Gas auszulassen, damit der Airbag, der für Dämpfungsschutz für die genannte Person sorgte, einen langen Änderungsweg aufweist. Jedoch sind die herkömmlichen Belüftungslöcher im unteren Teil des Airbags angebracht, und wenn der Airbag aufgeblasen wird, wird das aufblasende Gas gleichzeitig durch die Belüftungs­ löcher nach außen gegeben, was die Geschwindigkeit verrin­ gert, mit der der Airbag aufgeblasen wird, was einem frühen Zurückhalten der genannten Personen entgegensteht.

Wie oben beschrieben, sind die herkömmlichen Belüftungslö­ cher 60 mit vorbestimmter Größe im Airbag 50 vorhanden, und das im Fall eines Zusammenstoßes in den Airbag 50 strömende Stickstoffgas wird durch diese Belüftungslöcher 60 nach außen ausgelassen, wodurch der Airbag 50 verlangsamt mit Gas aufgeblasen wird, was einem frühen Zurückhalten der genann­ ten Personen entgegensteht. Das Gas wird unabhängig von der Geschwindigkeit bei einem Zusammenstoß nach außen durch die in bestimmter Weise geöffneten Belüftungslöcher ausgelassen, was die Sicherheit der Fahrgäste beeinträchtigt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Airbagsystem mit Belüftungsvorrichtung zu schaffen, die es ermöglicht, daß ein Airbag möglichst frühzeitig die durch ihn zu schüt­ zende Person zurückhalten kann.

Diese Aufgabe ist durch die Belüftungsvorrichtung gemäß dem beigefügten Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand abhängiger Ansprüche.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die bei­ gefügten Figuren anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele nä­ her beschrieben.

Fig. 1 ist eine Schnittansicht eines bekannten Airbagsys­ tems;

Fig. 2 ist eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Air­ bagsystems;

Fig. 3 ist eine vergrößerte Ansicht des Bereichs K in Fig. 2;

Fig. 4 ist eine perspektivische Explosionsansicht einer Be­ lüftungsvorrichtung eines erfindungsgemäßen Airbagsystems;

Fig. 5 ist eine perspektivische Teilansicht der Belüftungs­ vorrichtung des erfindungsgemäßen Airbagsystems, bei der verschiedene Komponenten zusammengebaut sind;

Fig. 6A und 6B veranschaulichen den Funktionszustand eines Rotors und einer Aufblaseinrichtungs-Verbindungsscheibe; und

Fig. 7A und 7B sind Schnittansichten, die eine Gasleckstelle entsprechend dem Öffnungs-/Schließzustand von Belüftungslö­ chern des erfindungsgemäßen Airbagsystems zeigen.

Wie es in Fig. 2 dargestellt ist, ist im unteren Teil eines Airbags 3 kein Belüftungsloch ausgebildet. Jedoch sind Be­ lüftungslöcher 10 für den Airbag 3 an der Verbindungsstelle zwischen einer Aufblaseinrichtung 1 und dem Airbag 3 vorhan­ den, wie in Fig. 3 dargestellt. Fig. 3 zeigt die Position der Belüftungslöcher 10 bei der Erfindung. Die Belüftungslö­ cher 10 können an einer beliebigen Position liegen, an der Belüftungslochöffnungs-Steuerungseinrichtungen (werden spä­ ter beschrieben) angebracht werden können.

Wie es in Fig. 4 dargestellt ist, sind zum Verbinden der Aufblaseinrichtung mit dem Airbag 3 eine Innenplatte 2, eine Außenplatte 4 mit Verbindungslöchern 4a, die mit einem Air­ bageinlaß (nicht dargestellt) zu verbinden sind, und eine Aufblaseinrichtung-Verbindungsscheibe 5, die unter der Au­ ßenplatte 4 vorhanden ist und mit der Innenplatte 2, dem Airbag 3 und der Außenplatte 4 über Schrauben zu verbinden ist, vorhanden. Unter der Aufblaseinrichtungs-Verbindungs­ scheibe 5 befinden sich ein Rotor 6, Lager 8 und ein Druck­ ring 9.

Bei der Belüftungsvorrichtung des erfindungsgemäßen Airbag­ systems sind mehrere Belüftungslöcher 10 vorhanden, die je­ weils in der Innenplatte 2, dem Airbag 3, der Außenplatte 4 und der Aufblaseinrichtungs-Verbindungsscheibe 5 so, daß sie einander entsprechen, ausgebildet sind. Die Belüftungs­ löcher 10, durch die das Gas innerhalb des Airbags 3 nach außen ausgelassen wird, liegen angrenzend an die Gasauslässe 1a der Aufblaseinrichtung 1.

Die Belüftungslochöffnungs-Steuerungseinrichtung bei der Er­ findung umfaßt einen Rotor 6, der so angebracht ist, daß er in engem Kontakt mit der Unterseite der Aufblaseinrich­ tungs-Verbindungsscheibe 5 steht, und der eine Vielzahl von entlang dem Außenumfang ausgebildeten Schlitzen 6a und ein nach außen vorstehendes Zahnradstück 6b aufweist. Ein Schrittmotor 7 treibt den Rotor 6 in vorbestimmte Drehwin­ kelstationen an. Die Lager 8 und der Druckring 9 liegen un­ ter der Aufblaseinrichtungs-Verbindungsscheibe 5 und sorgen für freie Drehbarkeit des Rotors 6.

Wie es in den Fig. 5 und 6 dargestellt ist, sind die Schlit­ ze 6a so ausgebildet, daß sie mit den Belüftungslöchern 10 der Aufblaseinrichtungs-Verbindungsscheibe 5 überlappen, und wenn der Rotor 6 durch den Schrittmotor 7 verdreht wird, werden die Belüftungslöcher 10 schrittweise vom geschlosse­ nen bis in den vollständig geöffneten Zustand geöffnet. Fig. 6A zeigt die Belüftungslöcher 10 in geschlossenem Zustand, während Fig. 6B die Belüftungslöcher 10 in vollständig ge­ öffnetem Zustand zeigt.

Wenn ein Fahrzeug mit einem anderen zusammenstößt, erkennt ein Stoßgeschwindigkeitssensor die Stoßgeschwindigkeit, eine Motorsteuereinheit (ECU) bestimmt den Drehwinkel des Schrittmotors 7 auf die Stoßgeschwindigkeit hin, und dann erzeugt sie ein entsprechendes Signal für den Schrittmotor 7.

Der Schrittmotor 7 tritt dann z. B. in Aktion, wenn 50 ms nach einem Zusammenstoß verstrichen sind, zu welchem Zeit­ punkt der Airbag 3 vollständig mit Gas aufgeblasen ist, so daß dann der Rotor 6 durch den Zahnradabschnitt 6b um einen vorbestimmten Winkel verdreht wird. Dabei wird, da die Be­ lüftungslöcher 10 durch die Schlitze 6a nur zu einem be­ stimmten Ausmaß verschlossen sind oder da sie vollständig geöffnet sind, das Gas innerhalb des Airbags 3 durch die Be­ lüftungslöcher 10, die abhängig von der beim Zusammenstoß erfaßten Stoßgeschwindigkeit mit unterschiedlichem Ausmaß geöffnet sind, nach außen ausgelassen.

Die Größe der jeweiligen Belüftungslöcher 10, durch die das Gas nach außen ausgelassen wird, hängt vom Drehwinkel des Schrittmotors 7 ab, der seinerseits vom Rechner oder der ECU durch einen Algorithmus oder eine Steuerungstabelle bestimmt wird.

Wie es in Fig. 7 dargestellt ist, wird, da die Belüftungslö­ cher 10 geschlossen sind, das Gas von der Aufblaseinrichtung 1 auf solche Weise dem Airbag 3 zugeführt, daß dieser sehr schnell aufgeblasen wird. Wenn eine vorbestimmte Zeitspanne verstrichen ist, werden die Belüftungslöcher 10 geöffnet, damit das über den Gasauslaß 1a der Aufblaseinrichtung 1 strömende Gas sowie das innerhalb des Airbags 3 befindliche Gas gleichzeitig durch die Belüftungslöcher 10 nach außen ausgelassen werden. Demgemäß wird dann, wenn ein Fahrer oder ein Fahrgast durch den Airbag 3 zurückgehalten wird und sich der Körper dieser Person nach einem Zusammenstoß nach vorne bewegt, der Airbag unter Aufrechterhaltung eines vorbestimm­ ten Drucks zum Nachgeben veranlaßt, wodurch der Stoßauf­ fangeffekt maximiert ist.

Wie oben beschrieben, sind die Belüftungslöcher und die Be­ lüftungslochöffnungs-Steuerungseinrichtung an der Verbindung zwischen der Aufblaseinrichtung und dem Airbag ausgebildet. Diese Belüftungslöcher sind zunächst geschlossen, und im Fall eines Zusammenstoßes wird der Airbag schnell durch Gas aufgeblasen, um für ein frühes Zurückhalten des Fahrers oder eines Fahrgasts zu sorgen. Der Öffnungsgrad der Belüftungs­ löcher variiert abhängig vom Drehwinkel des Rotors, der sei­ nerseits durch die Geschwindigkeit des Zusammenstoßes be­ stimmt wird, und der Stoßauffangeffekt des Airbags 3 wird dadurch verbessert, daß seine Belüftungslöcher 10 ab dem Moment, ab dem sich der Körper der Person nach vorne bewegt, mit bestimmtem Ausmaß, das von der Stoßgeschwindigkeit ab­ hängt, geöffnet werden.

Claims (4)

1. Airbagsystem mit einem Airbag, einem Aufprallsensor und einem Rechner, gekennzeichnet durch:

• - Belüftungslöcher (10), die an der Verbindungsstelle zwi­ schen dem Airbag (3) und der Aufblaseinrichtung (1) so ange­ bracht sind, daß sie mit dem Airbag in Verbindung stehen; und
• - eine Belüftungslochöffnungs-Steuerungseinrichtung (5, 6, 7) zum Einstellen der Öffnung der jeweiligen Belüftungslö­ cher.

2. Airbagsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Belüftungslöcher (10) entlang ihrem Umfang jeweils in einer dem Inneren des Airbags (3) zugewandten Innenplatte (2), einem Verbindungsteil des Airbags, einer mit einem Air­ bageinlaß verbundenen Außenplatte (4) und einer Aufblasein­ richtungs-Verbindungsscheibe (5) vorhanden sind.

3. Airbagsystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Belüftungslochöffnungs- Steuerungseinrichtung folgendes aufweist:

• - einen Rotor (6) mit mehreren Schlitzen (6a), die entlang dem Umfang so ausgebildet sind, daß sie mit den Belüftungs­ löchern (10) überlappen können und mit einem sich nach außen erstreckenden Zahnradabschnitt (6b); und
• - einen Schrittmotor (7), der mit dem Zahnradabschnitt des Rotors in Eingriff steht, um den Rotor schrittweise anzu­ treiben.

4. Airbagsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Belüftungslochöffnungs-Steuerungseinrichtung ferner folgendes aufweist:

• - Lager (8), die an der Aufblaseinrichtungs-Verbindungs­ scheibe (5) vorhanden sind, um freie Drehung des Rotors (6) zu unterstützen; und
• - einen Druckring (9), der dafür sorgt, daß die Lager mit dem Rotor in Kontakt stehen.