DE19850040A1 - Airbagsystem sowie Verbindungsleitung für die Zuführung von Druckgas zu mindestens einem Airbag-Modul - Google Patents

Abstract

Verbindungsleitung (1) für die Zuführung von Druckgas zu mindestens einem Airbag-Modul, enthaltend mindestens eine Abströmöffnung (2), durch welche das Druckgas von der Verbindungsleitung zu einem Airbag-Modul übertreten kann, wobei die Verbindungsleitung (1) mindestens eine Querschnittsverengung (3) enthält, welche in der Hauptströmungsrichtung (H) des Druckgases gesehen hinter der Abströmöffnung (2) angeordnet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Airbagsystem sowie eine Verbindungsleitung für die Zuführung von Druckgas zu mindestens einem Airbag-Modul, enthaltend mindestens eine Abströmöffnung, durch welche das Druckgas von der Verbindungsleitung zu einem Airbag-Modul übertreten kann.

Airbag-Module zum Schutz von Fahrzeuginsassen bei Unfällen sind bekannt. Bei diesen Schutzeinrichtungen wird ein aufblasbarer Airbag (Gassack) im Falle eines harten Stoßes durch ein Druckgas entfaltet und schützt somit die Fahrzeuginsassen vor einem harten Aufprall auf Rahmenteile und dergleichen des Fahrzeuges. Derartige Airbags werden hauptsächlich im Armaturenbrett bzw. im Lenkrad untergebracht, um die Insassen vor einem Aufprall gegen die Windschutzscheibe zu schützen. Darüberhinaus ist es bekannt, Airbags an verschiedenen anderen Stellen des Fahrzeuges anzuordnen. So beschreibt beispielsweise die DE 195 05 216 A1 die Anordnung von Airbags in Kopfstützen, wobei sich die Airbags im Falle eines Unfalls zu beiden Seiten des Kopfes entfalten und die Insassen vor einer Kollision mit den seitlichen Rahmenteilen des Fahrzeugs schützen. Ebenso ist es bekannt, Airbag-Module an anderen Teilen des Sitzes, z. B. der Rückenlehne anzuordnen.

Die genannten, an verschiedenen Stellen des Fahrzeugs angeordneten Airbag-Module werden in der Regel von einer zentralen Druckquelle mit Druckgas versorgt. Dies hat den Vorteil, daß die aufwendigen Einrichtungen zur Detektion einer Unfallsituation und zur Erzeugung des notwendigen Gasdrucks nur einmal im Fahrzeug angelegt werden müssen. Die zentral angeordnete Druckquelle ist dann jedoch durch geeignete Verbindungsleitungen mit den im Fahrzeug verteilten Airbag-Modulen zu verbinden. Derartige bekannte Verbindungsleitungen bestehen im wesentlichen aus einem geraden bzw. nur gering gekrümmten Rohrabschnitt, durch welchen das Druckgas in einer Hauptströmungsrichtung fließt. Von dieser Verbindungsleitung zweigen durch seitlich angeordnete Abströmöffnungen Zuführungen von Druckgas zu den einzelnen Airbag-Modulen ab. Dabei besteht das Problem, daß im Falle eines Auslösens der Airbags aufgrund des enormen Gasdruckes und der hohen Gasgeschwindigkeit das Druckgas im wesentlichen nur entlang der Hauptströmungsrichtung durch die Verbindungsleitung fließt. Die seitlich und damit rechtwinklig zur Hauptströmungsrichtung abzweigenden Abströmöffnungen werden dagegen kaum mit Druckgas versorgt. Erst wenn sich in der gesamten Verbindungsleitung ein hoher Gasdruck aufgebaut hat, kann es zu einer Zuführung von Druckgas durch die seitlichen Abströmöffnungen zu den Airbag-Modulen kommen. Dies führt indes zu einer zeitlichen Verzögerung, welche das schnellstmögliche Auslösen der Airbag-Module verhindert.

In dem Gebrauchsmuster DE 298 04 004 wird daher vorgeschlagen, an den Abströmöffnungen eine ins Innere der Verbindungsleitung gerichtete Führungsfläche anzuordnen, durch welche ein Teil des Gasstromes abgezweigt und dem Airbag-Modul zugeleitet wird. Dieses System hat indes den Nachteil, daß es für jede Abströmöffnung einzeln vorgesehen werden muß, und daß es zu Störungen und Turbulenzen im Gasstrom führt, wobei sich hintereinander gelegene Abströmöffnungen gegenseitig abschatten können.

§ADie vorliegende Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, eine Verbindungsleitung für Airbag-Module zur Verfügung zu stellen, bei welcher die sofortige Verteilung des Druckgases in die Abströmöffnungen durch konstruktive Maßnahmen mit einem verringerten Aufwand und mit einer höheren Gleichmäßigkeit der Druckführung gewährleistet wird.

Diese Aufgabe wird durch eine gattungsgemäße Verbindungsleitung für die Zuführung von Druckgas zu mindestens einem Airbag-Modul gelöst, welche mindestens eine Abströmöffnung, durch welche das Druckgas von der Verbindungsleitung zu einem Airbag-Modul übertreten kann, enthält. Erfindungsgemäß ist diese Verbindungsleitung dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens eine Querschnittsverengung enthält, welche in der Hauptströmungsrichtung des Druckgases gesehen hinter der Abströmöffnung angeordnet ist.

Die erfindungsgemäße Verengung des Querschnittes der Verbindungsleitung führt dazu, daß sich das Druckgas an der Verengungsstelle staut und somit sowohl ein höherer Druck aufgebaut wird als auch ein teilweiser Stillstand des Gasstromes stattfindet. Aufgrund dieser Effekte kommt es dazu, daß das Druckgas abweichend von seiner Hauptströmungsrichtung in die seitlich gelegenen Abströmöffnungen eintritt und damit den Airbag-Modulen bestimmungsgemäß zugeführt wird. Das gewünschte verzögerungsfreie Auslösen der Airbag-Module wird damit erreicht. Dabei hat die Erfindung den Vorteil, daß die erfindungswesentliche Querschnittverengung der Verbindungsleitung eine einfach durchzuführende konstruktive Maßnahme ist. Sie kann z. B. durch ein Stauchen oder Eindrücken des Verbindungsrohres an den gewünschten Stellen vorgenommen werden. Eine weitere Behandlung oder Veränderung des Rohres wie z. B. ein Sägen oder Stanzen ist nicht erforderlich. Die Stabilität des Rohres wird damit nicht weiter beeinträchtigt. Ferner ist es möglich, daß eine einzige Querschnittsverengung zu einem Druckstau führt, welcher mehr als eine Abströmöffnung mit Druckgas versorgt. Anders als beim Stand der Technik ist es daher nicht erforderlich, an jeder Abströmöffnung einzeln eine Maßnahme zur Zuführung von Druckgas vorzusehen.

Bei der angesprochenen Zuordnung einer Querschnittsveränderung zu mehreren Abströmöffnungen werden vorzugsweise Gruppen von Abströmöffnungen gebildet, welche zwei bis zwanzig, besonders bevorzugt vier bis elf Abströmöffnungen enthalten. Die Anzahl der Abströmöffnungen richtet sich dabei nach der Zahl der anzuschließenden Airbag-Module und nach deren Größe bzw. ihrem Bedarf an Druckgas.

Die Verringerung der Querschnittsfläche der Verbindungsleitung durch die erfindungsgemäßen Querschnittsverengerungen bewegt sich vorzugsweise in einem Bereich von 2% bis 50%, besonders bevorzugt 25% bis 35%. Die genaue Größe der Querschnittsverengung richtet sich dabei nach den konkreten Verhältnissen an Gasdruck und Gasgeschwindigkeit beim zu versorgenden Airbag-Modul. Sie kann durch entsprechende Berechnungen oder Versuche ermittelt werden.

Es ist ferner im Rahmen der Erfindung möglich, daß die Querschnittsverengungen der Verbindungsleitung nicht an jeder Stelle gleich stark sind, sondern entlang der Verbindungsleitung variieren. So ist es insbesondere möglich, in der Hauptströmungsrichtung des Druckgases gesehen weiter hinten gelegene Querschnittsverengungen stärker vorzunehmen, als die weiter vorne gelegenen. Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß der normalerweise entlang der Verbindungsleitung mit zunehmendem Abstand von der Druckquelle stattfindende Druckabfall durch eine entsprechende stärkere Querschnittsverengung ausgeglichen wird. Damit erhalten auch die weiter von der Druckquelle abgelegenen Airbag-Module eine ausreichende Druckversorgung, welche der Druckversorgung der weiter vorne gelegenen Airbag-Module entspricht.

Die erfindungsgemäßen Querschnittsverengungen können auf verschiedene Weise gebildet werden. Es kann sich dabei um eine Verdickung der Wand der Verbindungsleitung nach innen hin handeln. Vorzugsweise werden jedoch bloße Formveränderungen der Verbindungsleitung vorgenommen. So kann insbesondere die Wand der Verbindungsleitung durch Eindrücken Vertiefungen enthalten, welche in den Innenraum der Verbindungsleitung hervorstehen und den dortigen Querschnitt verringern. Besonders bevorzugt ist es, wenn derartige Eindrückungen ringförmig um eine rohrförmige Verbindungsleitung umlaufen und somit hierin Riefen bilden. Derartige Maßnahmen sind leicht nachträglich bei einer Verbindungsleitung vorzunehmen und können auch in ihrer Stärke stufenlos den gewünschten Bedingungen angepaßt werden.

Insbesondere ist es möglich, solche Querschnittsverengungen bei bereits existierenden Verbindungsleitungen bzw. bei den bestehenden produktionsverfahren für Verbindungsleitungen nachträglich vorzusehen.

Im Rahmen der Erfindung ist es auch möglich, daß sich die Querschnittsverengungen nicht lokalisiert an bestimmten Stellen bzw. in bestimmten Abschnitten der Verbindungsleitung befinden, sondern daß eine stetige Querschnittsverengung der Verbindungsleitung existiert. Das heißt, daß in der Hauptströmungsrichtung des Druckgases gesehen der Querschnitt der Verbindungsleitung monoton abnimmt. Die Abnahme kann dabei in Stufen erfolgen, das heißt, daß es Zwischenabschnitte gleichen Querschnitts gibt, welche von angrenzenden Abschnitten eines geringeren Querschnitts abgelöst werden. Ebenso kann die Querschnittsabnahme auch stufenlos erfolgen. Die Verbindungsleitung hat dann in etwa die Form eines langgestreckten Kegels. Eine solche stetige Verringerung des Querschnitts hat den Vorteil, daß der Druck durch das einschießende Druckgas an jeder Stelle etwa gleich groß gehalten werden kann. Auf die genaue Lage und Anordnung der Abströmöffnung kommt es dabei weniger an.

Die Erfindung umfaßt ferner ein Airbagsystem, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß es die erfindungsgemäßen Verbindungsleitungen enthält. Ein derartiges Airbagsystem hat den Vorteil, daß die einzelnen Airbag-Module rascher und quasi ohne Verzögerung reagieren. Dies trägt zu einer erheblichen Steigerung der Effizienz und der Sicherheit des Systems bei.

Im folgenden wird die Erfindung mit Hilfe der Figur beispielhaft erläutert.

Die Figur zeigt einen Querschnitt in Richtung der Längsachse einer rohrförmigen Verbindungsleitung 1.

In der Figur ist ein Teilabschnitt einer rohrförmigen Verbindungsleitung 1 dargestellt, über welche Druckgas verschiedenen Airbag-Modulen (nicht dargestellt) zugeführt wird. Eine typische Gesamtlänge einer solchen Leitung beträgt ca. 1 m bis 2 m, vorzugsweise 1,1 m bis 1,4 m. Der Innedurchmesser der Verbindungsleitung kann typischerweise 5 mm bis 20 mm, vorzugsweise 10 mm bis 14 mm betragen. Die Wandstärke liegt im Bereich von 1 mm bis 5 mm, vorzugsweise bei etwa 1,5 mm. Entlang der Verbindungsleitung 1 sind Abströmöffnungen 2 angeordnet, durch welche Druckgas aus der Verbindungsleitung 1 in die seitlich angeordneten Airbag-Module eintreten kann. Das Druckgas strömt im Falle einer Auslösung des Airbagsystems entlang der Verbindungsleitung in der Hauptströmungsrichtung H. Ein typischer Durchmesser der kreisförmigen Abströmöffnungen ist 5 mm bis 10 mm, vorzugsweise 7 mm. Die Abströmöffnungen 2 sind vorzugsweise in Gruppen angeordnet, im dargestellten Beispiel in Gruppen von je vier bzw. elf nebeneinander liegenden Löchern.

Beim Betrieb einer derartigen Verbindungsleitung tritt nach dem Stand der Technik das Problem auf, daß das Druckgas von der Druckquelle ausgehend mit einem enormen Druck und mit hoher Geschwindigkeit in der Hauptströmungsrichtung H durch die Verbindungsleitung strömt. Aufgrund der Trägheit des Gases gelangt dabei kaum Gas in die seitlichen Abströmöffnungen 2, da hierzu ein Richtungswechsel der Gasströmungsrichtung um 90° erforderlich wäre. Zu Beginn der Auslösung des Systems kann es sogar nach dem Venturi-Prinzip dazu kommen, daß über die Abströmöffnungen 2 Luft aus den Airbag-Modulen angesaugt wird. Erst wenn sich entlang der gesamten Verbindungsleitung, welche an ihrem Ende geschlossen ist, ein entsprechender Druck aufgebaut hat und die Gasströmung zum Erliegen gekommen ist, strömt Druckgas in die seitlich gelegenen Abströmöffnungen ein und füllt damit bestimmungsgemäß die Airbag-Module. Dieser notwendige Druckaufbau der Verbindungsleitung 1 führt damit zu einer Verzögerung der Auslösung der Module, welche die Wirksamkeit und Effizienz des Systems verringert. Dies macht sich besonders bemerkbar bei längeren Verbindungsleitungen, an welchen zahlreiche Airbag-Module angeschlossen sind.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden daher entlang der Verbindungsleitung 1 in Abständen Querschnittsverengungen 3 angeordnet. Im dargestellten Beispiel bestehen diese Querschnittsverengungen aus umlaufenden Riefen 3 in der rohrförmigen Verbindungsleitung 1. Typischerweise führen diese Riefen zu einer Querschnittsverengung von 20% bis 30%. Dargestellt ist beispielhaft eine Querschnittsverengung von einem Innendurchmesser der Verbindungsleitung von 12 mm auf 10,5 mm. Die erfindungsgemäßen Querschnittsverengungen 3 sind jeweils hinter den Gruppen von Abströmöffnungen angeordnet. Die optimale Anordnung der Querschnittsverengungen kann dabei durch entsprechende Versuche ermittelt werden. In der Regel wird die Querschnittsverengung dicht hinter den zugeordneten Abströmöffnungen angeordnet sein. Sie befindet sich im dargestellten Beispiel etwa im selben Rastermaß wie die einzelnen Abströmöffnungen der Gruppen von Abströmöffnungen.

Im dargestellten Beispiel haben die Löcher, welche die Abströmöffnungen 2 bilden, einen Durchmesser von 7 mm und einen Abstand (Mittelpunkt zu Mittelpunkt) von 9,5 mm innerhalb der Gruppen. 10 mm hinter der letzten Abströmöffnung einer Gruppe ist die zugehörige Riefe 3 angeordnet. Der Abstand zwischen zwei Riefen, zwischen denen eine Vierergruppen von Abströmöffnungen 2 angeordnet ist, beträgt circa 65,5 mm. Die in der linken Zeichnungshälfte dargestellte Gruppe von elf Löchern hat eine Gesamtlänge (Abstand von Riefe zu Riefe) von 130 mm.

Claims (7)

1. Verbindungsleitung (1) für die Zuführung von Druckgas zu mindestens einem Airbag-Modul, enthaltend mindestens eine Abströmöffnung (2), durch welche das Druckgas von der Verbindungsleitung zu einem Airbag-Modul übertreten kann, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleitung (1) mindestens eine Querschnittsverengung (3) enthält, welche in der Hauptströmungsrichtung (H) des Druckgases gesehen hinter der Abströmöffnung (2) angeordnet ist.

2. Verbindungsleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie Gruppen von zwei bis zwanzig, vorzugsweise von vier bis elf Abströmöffnungen enthält, denen jeweils eine Querschnittsverengung (3) zugeordnet ist.

3. Verbindungsleitung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsverengung eine Verringerung der Querschnittsfläche der Verbindungsleitung (1) von 2% bis 50%, vorzugsweise von 25% bis 35% bewirkt.

4. Verbindungsleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die in Hauptströmungsrichtung (H) des Druckgases gesehen weiter hinten gelegenen Querschnittsverengungen zu einer stärkeren Veringerung der Querschnittsfläche der Verbindungsleitung (1) führen, als die weiter vorne gelegenen Querschnittsverengungen.

5. Verbindungsleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich ihre Querschnittsfläche in Hauptströmungsrichtung des Druckgases gesehen stetig verringert.

6. Verbindungsleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsverengungen durch umlaufende Riefen (3) gebildet werden.

7. Airbagsystem, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Verbindungsleitung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 enthält.