DE19823877A1 - Verfahren zum Luftdruckausgleich in Kraftfahrzeugen, insbesondere Personenkraftwagen, sowie ein Fahrzeug, insbesondere Personenkraftwagen, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens zum Luftdruckausgleich - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ausgleich eines im Fahrgastraum eines Kraft­ fahrzeuges, insbesondere Personenkraftwagens, entstehenden Luft-Überdrucks beim Aufblasen von Airbags sowie ein Kraftfahrzeug, ins besondere Personenkraftwagen, mit wenigstens einem Airbag, insbesondere zur Durchführung eines vorgenannten Verfah­ rens mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruchs 1 und 16.

Es ist bekannt, daß im Fahrgastraum von Personenkraftwagen beim Aufblasen von Airbags schlagartig ein starker Luft-Überdruck auftreten kann. Dieser Überdruck ist dann besonders hoch, wenn das Fahrzeug mit mehreren Airbags ausgestattet ist, die gleich­ zeitig ausgelöst werden, und/oder das Kraftfahrzeug mit mehreren Personen besetzt ist.

In beiden Fällen wird das "freie Luftvolumen" im Fahrgastraum für einen schnellen Druckausgleich zu gering.

Der durch das Auslösen von (mehreren) Airbags auftretende Überdruck im Fahrgastraum kann so hoch sein, daß er - unabhängig von möglichen Auswirkungen eines späteren Unfallgeschehens - seinerseits eine erhebliche Verletzungsgefahr für die Fahrzeugin­ sassen darstellt.

Diese Verletzungsgefahr, in der Medizin als Baro-Trauma bezeichnet, kann zu Rißverlet­ zungen der Lungen, Schädigungen der Blutgefäße und Platzen des Trommelfells in den Ohren führen.

Es sind Verfahren bekannt, durch die eine solche Gefährdung der Passagiere vermieden bzw. reduziert werden kann:

In der Offenlegungsschrift EP 0 529 389 ist ein "Druckentlastungsbehälter" beschrieben der über eine Öffnung in der Karosserie an der Rückseite des Fahrzeugs angebracht ist. Er ist dazu vorgesehen, den im Fahrgastraum bei der Airbag-Auslösung entstandenen Überdruck auszugleichen.

Das Verfahren des US-Patents 5 503 178 beschreibt die Anbringung eines Überdruck­ ventils in einer unmittelbar nach außen führenden Öffnung der Fahrzeugkarosserie zum Ausgleich des bei der Airbag-Auslösung aufgetretenen Überdrucks im Fahrgastraum.

Nach dem Verfahren der US-Patentschrift 5 607 180 wird die für das Aufblasen des I der Airbags erforderliche Luft nicht aus der Umgebung des Fahrzeugs oder aus einem Vor­ ratsbehälter, sondern direkt aus dem Fahrgastraum des Fahrzeugs entnommen, um so das Entstehen des schädlichen Überdrucks zu vermeiden.

Die ersteren beiden Verfahren haben den Nachteil, daß sich im Fahrgastraum des Kraft­ fahrzeugs bereits ein Luftüberdruck (mit seinem schädigenden Einfluß auf die Fahrzeug­ insassen) aufgebaut hat, bevor die Vorrichtungen zum Druckausgleich wirksam werden. Zudem ist im allgemeinen die verhältnismäßig geringe Durchtrittsöffnung eines Über­ druckventils (gem. US-PS 5 503 178) nicht ausreichend, um den erforderlichen schnellen Druckausgleich im Fahrgastraum sicherzustellen.

Die Verwendung von Luft aus dem Fahrgastraum zum Füllen von Airbags nach dem Verfahren der US-PS 5 607 180 bewirkt einen Sog-Unterdruck, der sich insbesondere dann negativ auf die Fahrzeuginsassen auswirken kann (Gefahren: Lungenkollaps, Herz- Rythmusstörungen), wenn mehrere Airbags vorhanden sind und zu ihrer Füllung verhältnismäßig viel Luft aus dem Wageninneren entnommen werden muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorstehend beschriebenden Nachteile zu vermeiden und einen so raschen Druckausgleich zwischen der Luft im Fahrgastraum des Fahrzeugs einerseits und der Umgebungsatmosphäre andererseits zu gewährleisten, daß der schädliche Luft-Überdruck im Fahrgastraum gar nicht erst entstehen kann. Gleichzei­ tig sollten aufwendige Veränderungen an der Fahrzeugkarosserie, wie z. B. die Installation eines durch die Wandung der Karosserie geführten Überdruckventils, möglichst vermie­ den werden.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Gattung mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teiles des Patentanspruchs 1 sowie bei einem Kraft­ fahrzeug der eingangs genannten Gattung mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teiles des Patentanspruchs 16 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfin­ dung sind Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 15 sowie 17 bis 25.

Dadurch, daß bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wenigstens zeitgleich mit der Airbag-Auslösung wenigstens eine mittelbare und/oder unmittelbare den Druckausgleich ermöglichende Verbindung zwischen Fahrgastraum und Fahrgastraumumgebung frei­ gegeben und/oder geschaffen wird, wird verhindert, daß sich im Fahrzeuginneren, d. h. im Fahrgastraum, ein Überdruck bei Aufblasen des/der Airbags aufbaut.

Diese Verbindung kann vielgestaltig aufgebaut sein, d. h. es kann sich dabei um ein zu öffnendes oder zu zerstörendes Fenster, ein zu öffnendes oder zu zerstörendes Schiebe­ dach oder eine Verbindung z. B. zwischen Fahrgastraum und Kofferraum oder eine Ver­ bindung z. B. zwischen Fahrgastraum und Motorraum handeln.

Es kann sich dabei auch um jedwede andere Verbindung wie z. B. Lüftungsschlitze handeln, die durch eine entsprechende Steuerung bei Aufblasen des/der Airbags einen direkten oder indirekten Ausgang bzw. eine direkte oder indirekte Verbindung zwischen Fahrgastinnenraum und Fahrgastraumumgebung bilden, sei es in ihrer üblichen Ausge­ staltung oder auch durch entsprechende konstruktive Merkmale, die eine Vergrößerung der Öffnungen bei Auslösung des/der Airbags ermöglichen.

Bei Fahrzeugen, die mit einem Heckmotor ausgestattet sind, kann im Sinne des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens z. B. an die Stelle des Kofferraumes und/oder des Koffer­ raumdeckels der Motorraum und/oder die Motorhaube treten. Entsprechendes gilt z. B. für 3- oder 5-türige Kraftfahrzeuge, bei denen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren z. B. die Hecktür oder Heckklappe geöffnet oder zerstört wird.

Der Ausgleich des Luftdrucks zwischen Fahrgastraum und Außenatmosphäre wird somit dadurch erreicht, daß zeitlich unmittelbar vor oder (spätestens) während der Airbag- Auslösung z. B. eine Zerstörung oder schnelle Öffnung z. B. eines oder mehrere Fahrzeug­ fenster erfolgt. Auf diese Weise wird die für den Druckausgleich erforderliche Verbindung zwischen der Luft im Fahrgastraum und der Umgebungsatmosphäre hergestellt, bevor es zum Aufbau des schädlichen Luftüberdrucks im Fahrzeuginneren kommen kann.

Wird die den Druckausgleich ermöglichende Verbindung durch Öffnen oder Zerstören wenigstens eines Fahrzeugsfensters hergestellt, so wird dadurch eine Möglichkeit des Druckausgleichs geschaffen, die sich durch einen geringen konstruktiven Aufwand auszeichnet, d. h. es bedarf keiner konstruktiven Umgestaltungen der Karosserie.

Das Verfahren bezieht sich dabei jedoch nicht nur auf die Seitenfenster des Kraftfahr­ zeugs, sondern - bei entsprechender konstruktiver Gestaltung und Berücksichtigung möglicher Verletzungsgefahren durch in das Wageninnere geschleuderte Bruchstücke der Fenster bzw. Fensterscheiben - grundsätzlich auch auf Heckfenster und Windschutz­ scheiben.

Wird die den Drucksausgleich ermöglichende Verbindung durch Öffnen oder Zerstören eines vorhandenen Schiebedaches geschaffen, so wird auch dadurch ein schneller Druckausgleich ermöglicht, ohne daß es einer nennenswerten aufwendigen konstruktiven Umgestaltung des Fahrzeugs bedarf.

Der Vorgang der Zerstörung/Öffnung z. B. der Fenster kann nach geläufigen Methoden gesteuert oder geregelt werden, wobei der Zeitpunkt seiner Auslösung vor der Airbag- Auslösung Sekundenbruchteile betragen kann. Der späteste Zeitpunkt seiner Auslösung ist der der Airbag-Auslösung.

Die einzelnen konstruktiven Merkmale und technischen Detailausführungen der Erfindung hängen von vielen Faktoren (wie z. B. Fahrzeugtyp, Größe des Fahrgastraumes, Anzahl und Größe der Airbags, Anzahl und Größe der Fenster, Anzahl der Sitzplätze im Fahr­ gastraum) ab und sind dem Fachmann bekannt. Sie sind daher nicht Bestandteil der Erfindung.

Die in den Unteransprüchen 3 bis 15 dargelegten Methoden sind beispielhafte Ausfüh­ rungsschritte, das erfindungsgemäße Verfahren ist deshalb nicht auf diese Beispiele beschränkt.

Die Fahrzeugfenster können durch einen Absprengvorgang, wie er beispielsweise aus der Luftfahrtechnik bekannt ist, zerstört oder geöffnet werden. Dazu werden Zündpatro­ nen am Fensterrahmen oder direkt an der Fensterscheibe angebracht und durch einen elektrischen Impuls gezündet. Je nach Ausgestaltung des Sprengvorganges kommt es entweder zu einer Zerstörung der Fensterscheibe oder einer kompletten Zerstörung ges Fensters oder - bei schwenkbaren oder drehbaren Fenstern - zu einer Kippöffnung des Fensters/Fensterrahmens.

Gleiches gilt für die Öffnung z. B. eines Schiebedachs und/oder eines Koffer- oder Motorraumes und/oder die Öffnung einer zwischen Fahrgastraum und Koffer- oder Motorraum bestehenden Verbindung.

In einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann die Glasscheibe des Fahrzeug­ fensters durch eine gezielte mechanische Einwirkung zertrümmert werden, z. B. durch einen oder mehrere Bolzen, die auf die Scheibe gerichtet werden.

Auch hier gilt das zuvor Gesagte auch für die Öffnung z. B. eines Glasschiebedachs oder auch für die Öffnung z. B. der Verbindung zwischen Fahrgast- und Koffer-/Motorraum, d. h. es ist auch hier denkbar, daß diese Verbindung z. B. durch eine entsprechende zu zer­ störende Glasscheibe oder sonstige Scheibe oder sonstige Trennvorrichtung verschlos­ sen ist und durch einen entsprechenden Ab-/Aufsprengvorgang oder durch die zuvor beschriebenen Bolzen zu öffnen ist.

Die Verwendung von elektrischen Fensterhebern zum Öffnen eines oder mehrerer Fenster im Sinne der Erfindung setzt eine hohe Sollgeschwindigkeit der Fensterheber voraus. Abhängig von spezifischen Merkmalen des Fahrzeugs, z. B. Anzahl und Größe der Airbags und der Fenster, kann es für den raschen Ausgleich des Luftdrucks zwischen Fahrgastraum und Außenatmosphäre ausreichend sein, wenn mehrere Fenster nicht komplett, sondern z. B. nur einen Spalt weit, jedoch möglichst gleichzeitig, geöffnet werden.

Gleiches gilt auch hier wiederum für ein entsprechendes Schiebedach oder für Heck­ türen oder Heckklappen oder z. B. eine oder mehrere Verbindungen zwischen Fahrgast- und Koffer-/Motorraum.

Das Gleiche gilt selbstverständlich z. B. auch für entsprechende Lüftungsöffnungen oder in die Karosserie eingebrachte sonstige Öffnungsklappen, die bei Bedarf geöffnet/zerstört werden können und dann einen direkten oder indirekten Zugang zur Außenatmosphäre aufweisen bzw. bilden.

Die Steuerung des Auslösevorgangs für die Zerstörung/Öffnung der Verbindungen, insbesondere Fenster und/oder Schiebedach und/oder Hecktüren/Heckklappen, kann vorteilhaft mit der Regelung der Airbag-Auslösung kombiniert werden.

Claims (25)

1. Verfahren zum Ausgleich eines im Fahrgastraum eines Kraftfahrzeuges, insbeson­ dere Personenkraftwagens, entstehenden Luft-Überdrucks beim Aufblasen von Air­ bags, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zeitgleich mit der Airbag-Auslösung wenigstens eine mittelbare und/oder unmittelbare den Druck­ ausgleich ermöglichende Verbindung zwischen Fahrgastraum und Fahrgastraum­ umgebung freigegeben und/oder geschaffen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zeitlich vor der Airbag- Auslösung wenigstens eine mittelbare und/oder unmittelbare Verbindung zwischen Fahrgastraum und Fahrgastraumumgebung freigegeben und/oder geschaffen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die den Druck­ ausgleich ermöglichende Verbindung durch Öffnen oder Zerstören wenigstens eines Fahrzeugfensters geschaffen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die den Druckausgleich ermöglichende Verbindung durch Öffnen oder Zerstören mehrerer Fahrzeugfenster geschaffen wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die den Druckausgleich ermöglichende Verbindung durch Öffnen oder Zerstören eines vor­ handenen Schiebedaches geschaffen wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die den Druckausgleich ermöglichende Verbindung durch Öffnen oder Zerstören einer Fahr­ gast- und Kofferraum verbindenden Einrichtung geschaffen wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zeitlich vor oder wenigstens zeitgleich mit Öffnung oder Zerstörung der Fahrgast- und Kofferraum verbindenden Einrichtung der Kofferraum geöffnet wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die den Druckausgleich ermöglichende Verbindung durch Öffnen oder Zerstören einer Fahr­ gast- und Motorraum verbindenden Einrichtung geschaffen wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zeitlich vor oder wenigstens zeitgleich mit Öffnung oder Zerstörung der Fahrgast- und Motorraum verbindenden Einrichtung der Motorraum geöffnet wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die den Druckausgleich ermöglichende Verbindung durch Öffnen oder Zerstören einer vor­ handenen Hecktür oder Heckklappe geschaffen wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung durch einen Aufsprengvorgang freigegeben und/oder geschaffen wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Fensterzerstörung und/oder Schiebedachzerstörung und/oder Hecktür-/ Heck­ klappenzerstörung und/oder Zerstörung des Verschlusses der den Fahrgast- und Kofferraum und/oder den Fahrgast- und Motorraum verbindenden Einrichtung durch einen mechanischen Zertrümmerungsvorgang erfolgt.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Fenster-Öffnung und/oder Schiebedach-Öffnung und/oder Hecktür-/Heckklap­ pen-Öffnung und/oder Kofferraum-Öffnung und/oder Motorraum-Öffnung durch elektrische Einrichtungen erfolgt.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Fenster- und/oder Schiebedach-Öffnung und/oder Hecktür-/Heckklappen-Öff­ nung und/oder Kofferraum-Öffnung und/oder Motorraum-Öffnung durch eine Schwenk- oder Drehbewegung erfolgt.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerstörungs- oder Öffnungsvorgänge automatisch gesteuert werden, vorzugsweise in Verbindung mit der Regelung für die Airbag-Auslösung.

16. Kraftfahrzeug, insbesondere Personenkraftwagen, mit wenigstens einem Airbag, insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine wenigstens zeitgleich mit der Airbag-Auslösung freigebbare oder herstellbare direkte oder indirekte den Druckausgleich ermöglichende Verbindung zwischen Fahrgastraum und Fahrgast­ raumumgebung vorgesehen ist.

17. Kraftfahrzeug nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung wenigstens eines der Fahrzeugfenster ist und daß eine wenigstens ein Fahrzeug­ fenster zeitlich vor oder wenigstens zeitgleich mit der Airbag-Auslösung öffnende und/oder zerstörende Einrichtung vorgesehen ist.

18. Kraftfahrzeug nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Ver­ bindung durch ein vorhandenes Schiebedach gebildet wird und daß eine wenig­ stens das Schiebedach zeitlich vor oder wenigstens zeitgleich mit der Airbag- Auslösung öffnende und/oder zerstörende Einrichtung vorgesehen ist.

19. Kraftfahrzeug nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung durch eine vorhandene Hecktür oder Heckklappe gebildet wird und daß eine wenigstens die Hecktür/Heckklappe zeitlich vor oder wenigstens zeitgleich mit der Airbag-Auslösung öffnende und/oder zerstörende Einrichtung vorgesehen ist.

20. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die den Druckausgleich ermöglichende Verbindung eine Fahrgast- und Kofferraum verbindende Einrichtung ist und daß eine wenigstens diese Einrichtung zeitlich vor oder wenigstens zeitgleich mit der Airbag-Auslösung öffnende Vorrichtung vorgese­ hen ist.

21. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß eine den Kofferraum zeitlich vor oder wenigstens zeitgleich mit der Airbag-Auslö­ sung öffnende Einrichtung vorgesehen ist.

22. Kraftfahrzeug nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß eine den Koffer­ raum zeitlich vor oder wenigstens zeitgleich mit der Öffnung der den Fahrgast- und kofferraum verbindenden Einrichtung öffnenden Vorrichtung vorgesehen ist.

23. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die den Druckausgleich ermöglichende Verbindung eine Fahrgast- und Motorraum verbindende Einrichtung ist und daß eine wenigstens diese Einrichtung zeitlich vor oder wenigstens zeitgleich mit der Airbag-Auslösung öffnende Vorrichtung vorgese­ hen ist.

24. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 16 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß eine den Motorraum zeitlich vor oder wenigstens zeitgleich mit der Airbag-Auslö­ sung öffnende Einrichtung vorgesehen ist.

25. Kraftfahrzeug nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß eine den Motor­ raum zeitlich vor oder wenigstens zeitgleich mit der Öffnung der den Fahrgast- und Motorraum verbindenden Einrichtung öffnenden Vorrichtung vorgesehen ist.