DE2016761A1

DE2016761A1 - Fahrzeugsicherheitsgerät

Info

Publication number: DE2016761A1
Application number: DE19702016761
Authority: DE
Inventors: Darrell Stewart Livonia; Lisowsky Bogdan Detroit; Mich. Brawn (V.St.A.)
Original assignee: Eaton YaIe & Towne Inc., Cleveland, Ohio (V.St.A.)
Priority date: 1969-04-09
Filing date: 1970-04-08
Publication date: 1970-10-15
Also published as: US3591201A; FR2042952A5

Description

PATENTANWÄLTE 8902 AUGSBURG-GOGGINGEiC den

ν. Eichendorflf- Straße 10

DR. ING. E. LIEBAU Unse.Ze.chen E 7905

_ (Bei Rückantwort bitte anqebem

DIPLING. G. LIEBAU

Ihr Zeichen

ihre Nachricht vom

EATON YALE & TOWNE INC.

100 Erieview Plaza, Cleveland, Ohio, USA

Fahrzeugsicherheitsgerät

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeugsicherheitsgerät mit einer Hülle, die einen zusammengelegten Ruhezustand und einen aufgeblähten Arbeitszustand zur Beschränkung der Bewegung eines Fahrzeuginsassen während eines Unfalls hat, und insbesondere eine Hülle, von der ein Teil so betätigt werden kann, daß eine weiche Begrenzungskraft für den Kopf des Insassen erhalten wird.

Ausdehnbare Hüllen zur Bewegungsbegrenzung eines Fahrzeuginsassen während eines Unfalls sind bekannt« Bei der Gestaltung solcher Hüllen sind bestimmte Schwierigkeiten wegen der richtigen Begrenzung sowohl des Kopfes als auch des Rumpfes des Insassen aufgetreten. Bei diesen Schwierigkeiten handelt es sich um eine Vergrösserung des Verhältnisses der wirksamen Fläche zur Masse infolge der Membranspannungen innerhalb der aufgeblähten Hülle, welche wirksame Fläche diejenige Fläche ist, welche die Masse einzunehmen oder zu belegen bestrebt ist, wenn sie in die Hülle eintritt· Diese Vergrösserung der wirksamen Fläche

009842/1337

infolge vor. Membran spannung*-λ ist eine komplizierte Funktion der Hüllengeometr-.Xej ü^i- feouietrie fies eintretenden Objekts und dtesfum Verlagerung mii besug auf die Hülle. Im allgemeinen %lr-a 2Ui- Objekte vcm annähernd gleichen Formen und Dichten («Ια de« Kopf unc dei* Ruapf eines Fahrzeuginsassen), die in eine ähnlich geformte Hülle eintreten, ein wesentlich groaseres Waäitnie der wirksamen Fläche zur Masse für- das Objekt von kleiner Masse erhalten. Der Kopf würde daher viel rascher als der Rumpf angehalten und würde sich mit bezug auf den Rumpf nach rückwärts bewegen. Um die Möglichkeiten einer Verletzung des Nackens und des diesem benachbarten Bereiches auf ein Mindestmaß herabzusetzen j muß- eine Relativbewegung zwischen Kopf und Rumpf so weit wie möglich, verringert werden» Die bekannten Sicherheitsgeräte dürften in. dem Sinne nicht völlig wirksam sein, daß der Rumpf SKlehtig gehalten wird und gleichzeitig die Möglichkeit einer Verletzung infolge ®inev Rückwärtsbewegung des Kopfes mit bezug auf den Rumpf auf ein Mindestmaß herabgesetzt wird. Ein Vorschlag zur Lösung des Problems, die Rückwärtsbewegung des Kopfes mit bezug auf den Rumpf auf ein Mindestmaß herabzusetzen, ist in dem Patent (Patentanmeldung P 19 29 186.2) beschrieben.

Es wurde festgestellt, daß der Kopf und der Rumpf des Fahrzeuginsassen so beschränkt bzw· gehalten werden können, daß eine zu Verletzungen führende Relativbewegung so gering wie möglich gehalten wird. Dies geschieht dadurch, daß der Kopf durch einen Teil der Hülle beschränkt bzw. gehalten wird, der unter der Wirkung einer gegebenen Kraft stärker zusammendrückbar ist als derjenige Teil der Hülle, der den Rumpf in seiner Bewegung beschränkt. Mit anderen Worten, es ist ein verhältnismässig weicher Teil der Hülle zur Beschränkung der Kopfbewegung des Insassen vorgesehen. Selbst wenn ein verhältnieiaäseig weicher Teil der Hülle für den Kopf zur Beaufschlagung desselben vorgesehen ist, ist die Hülle derart ausgebildet, daß die Bewegungsbeschrän-

009842/1337

kung des Rumpfes nicht beeinträchtigt wird·

Im besonderen wurde festgestellt, daß durch eine Verringerung der Membranspannungen in einem besonderen Teil der Hülle die Beschränkungskraft, die durch diesen Teil auf einen gegebenen Körper ausgeübt wird, der eine gegebene Fläche und ein gegebenes Gewicht hat, herabgesetzt werden kann. Daher kann durch eine Verringerung der Membranspannungen in demjenigen Teil der Hülle, der vom Kopf des Insassen beaufschlagt wird, eine weichere Beschränkungskraft für den Kopf erhalten werden, ohne daß die Bewegungebeschränkung des Rumpfes beeinträchtigt wird·

Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung eines neuen und verbesserten Fahrzeugsicherheitsgerätes, das eine Hülle zur Beschränkung der Bewegung eines Fahrzeuginsassen beim Eintritt eines Unfalls aufweist, welche Hülle so ausgebildet ist, daß der Kopf des Insassen auf einen Teil der Hülle auftrifft, welcher die Kopfbewegung beschränkt und das Betreben des Kopfes des Insae t*er» sich mit bezug auf seinen Rumpf nach rückwärts zu biegen auf ein Mindestmaß herabgesetzt wird, wodurch die Möglichkeit einer Verletzung des Nackens des Insassen so gering wie möglich gehalten wird.

Ferner soll durch die Erfindung ein Sicherheitsgerät geschaffen werden, daß eine Hülle mit einem ersten und einem zweiten Teil besitzt, die dazu dienen, die Bewegung eines Fahrzeuginsassen während eines Unfalls zu beschränken, wobei der erste Teil dazu dient, den Kopf des Inassen zu halten und der zweite Teil dazu, den Rumpf des Insassen zu halten, und wobei der erste Teil die Aufgabe hat, eine geringere Beschränkungskraft auf einen gegebenen Körper von annähernd Kopfgrösse auszuüben, der sich gegen die Sülle mit einer gegebenen Kraft bewegt, als der zweite Teil

009842/1337 BAD ORIGINAL

auf den Körper ausübt, der sich gegen die Hülle mit der • gleichen Kraft bewegt.

Weiter soll durch die Erfindung ein Sicherheitsgerät geschaffen werden, das eine Hülle besitzt, die dazu dient, die Bewegung eines Fahrzeuginsassen während eines Unfalls zu beschränken, wobei derjenige Teil der Hülle der am Kopf des Insassen zur Anlage kommt und dessen Bewegung beschränkt, mehr Material aufweist, als sich zwischen den Begrenzungen des erwähnten Teils der Hülle vor deren Aufblähung zu erstrecken braucht, wodurch die Membranspannung in diesem Teil der Hülle,dem der Kopf des Insassen zur Anlage kommt, auf ein Mindestmaß herabgesetzt wird.

Desgleichen soll durch die Erfindung ein Sicherheitsgerät der vorangehend beschriebenen Art geschaffen werden, bei welchem derjenige Teil der Hülle, der die Bewegung des Kopfes des Insassen beschränkt, gefaltetes Material aufweist, durch welches die Membranspannungen in diesem Teil der Hülle auf ein Mindestmaß herabgesetzt werden, um dadurch eine weiche Beschränkungskraft für den Kopf des Insassen zu erzielen und auf diese Weise den Rückprall des Kopfes des Insassen von der Hülle beim Aufschlag auf dieser so gering wie möglich zu halten.

Weitere Ziele und-Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden näheren Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen und zwar zeigen;

Fig. I ©ine schematische schaubildliche Ansicht eines erfindungsgemässen Sxcherheitsgerätes mit einer aufblähbaren Hülle in ein Kraftfahrzeug eingebaut}

Fig. 2 eine Seitenansicht der Hülle in einem aufgeblähten Zustand;

009842/1337

Fig. 3 eine Seitenansicht der in Fig., 2 dargestellten Hülle, welche das Auftref f en ees Insassen auf die Hülle zeigt j

Fig. 4 eine Vorderansicht der Hülle nach der Linie 4-¹I-in Fig, Ij

Fig, 5 eine schematische Seitenansicht der Hülle im aufgeblähten Zustand und

Fig. 6 in vergrössertem Maßstab eine Teilansicht, welche einen Teil der Hülle nach Fig. 1 zeigt.

Das erfindungsgemässe Sicherheitsgerät besitzt eine Hülle, die einen zusammengelegten bzw. Ruhezustand und einen aufgeblähten bzw. Arbeitszustand hat. Das erfindungsgemässe Sicherheitsgerät kann in seinem Arbeitszustand die Beschränkung eines Fahrzeuginsassen als Folge eines Unfalls beschränken. Mit Rücksicht auf den Umstand, daß das Sicherheitsgerät die Bewegung des Insassen als Folge eines Unfalls beschränkt, wird die Möglichkeit einer Verletzung des Insassen dadurch so gering wie möglich gehalten, daß der Insasse nicht mit voller Kraft auf einen Bauteil des Fahrzeugs auftrifft. Die bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemässen Hülle ist besonders gut dafür geeignet, die Bewegung des Kopfes des Insassen während eines Unfalls wirksam zu beschränken und zu dämpfen, wodurch die Möglichkeit einer Verletzung des Nackens des Insassen auf ein Mindestmaß herabgesetzt wird· Das erfindungsgemässe Sicherheitsgerät kann mit Fahrzeugen verschiedener Arten verwendet werden, wie Personenkraftwagen, Flugzeuge und Lastwagen,

Die in Fig. 1 dargestellte bevorzugte Ausführungsform der

009842/1337

Erfindung betrifft ein Sicherheitsgerät 10, das in einem Kraftfahrzeug .12 angeordnet ist₀ Das Sicherheitsgerät 10 kann an verschiedenen Teilen des Kraftfahrzeugs vorgesehen werden und kann an der Rückseite des Fahrzeug-Vordersitzes oder an verschiedenen anderen Stellen desselben angebracht werden· Bei der dargestellten Einbauform ist das Sicherheitsgerät 10 am Instrumentenbrett IU des Fahrzeugs 12 angeordnet.

Das Sicherheitsgerät 10 ist von der Bauart mit einer Hülle 20, die einen zusammengelegten Zustand haben kann (nicht gezeigt) und einen aufgeblähten Zustand, der in Fig. 1 dargestellt ist. Die Hülle befindet sich in ihrem zusammengelegten Zustand im Instrumentenbrett des Fahrzeugs und ist dem Blick in geeigneter Weise verdeckt, wie in dem Patent ....... (Patentanmeldung P 20 00 183.6) beschrieben. Die Hülle wird aus ihrem zusammengelegten Zustand in ihren aufgeblähten Arbeitszustand durch die Strömung eines Mediums in die Hülle ausgedehnt und in diesem aufgeblähten Zustand beschränkt sie die Bewegung eines Fahrzeuginsassen mit bezug auf das Fahrzeug beim Eintritt eines Unfalls*

Das Sicherheitsgerät 10 ist mit einer Einrichtung zum Ausdehnen der Hülle 20 ausgerüstet. Die Einrichtung zum Ausdehnen der Hülle bewirkt eine Strömung eines Mediums,das in die Hülle geleitet wird, um diese aufzublähen. Für diesen Zweck ist die Einrichtung mit einer geeigneten Quelle für das Medium versehen, welche bei der dargestellten Ausführungsform innerhalb der Hülle 20 angeordnet ist. Der Quelle des Mediums ist ein Diffusor 26 zugeordnet, der die Aufgabe hat, das Medium zu verteilen und in die Hülle 20 zu richten. Die Mediumquelle kann viele verschiedene Formen haben und kann ein gaserzeugendes Material sein, das bei seiner Aktivierung Gas erzeugt, oder ein Behälter, in dem Gas unter hohem Druck gespeichert ist. Bei der

009842/1337

dargestellten Ausführungsform bildet ein Behälter 25 für ein unter hohem Druck gespeichertes Gas die Mediumquelle zum Aufblähen der Hülle· Der Diffusor 26, der in dem USA-Patent 3-·411«807 näher beschrieben ist, ist mit dem Gasbehälter 25 verbunden und dient dazu, die Mediumströmung aus dem Behälter 25 in die Hülle 20 zu richten und in dieser zu verteilen* Wie ersichtlich, weist der Diffusor eine Anzahl Öffnungen 28 auf, welche die Verteilung des Mediums bei seiner Strömung aus dem Behälter 25 zur Hülfe regeln. .

Der Behälter 25 ist ein geschlossener Behälter, dem eine Sprengladung zugeordnet ist. Die Sprengladung hat bei ihrer Betätigung die Aufgabe, den Behälter 25 aufzubrechen bzw. zu öffnen, um eine Mediumströmung aus dem Behälter 25 zur Hülle 20 zu bewirken. Die Sprengladung kann die Form eines herausnehmbaren oder auswechselbaren Stopfens haben, der in das Ende des Behälters 25 eingeschraubt ist, wie in de* Patent ...*... (Patentanmeldung P 19 25. 13Kl) beschrieben« Eine Sensoreinrichtung (nicht dargestellt), wie sie in dem Patent ......(Patentanmeldung P 19 *2 ISH„6) beschrieben ist, hat die Aufgabe, den Eintritt eines Unfalls festzustellen und einen Stromkreis zu schliessen, um die Sprengladung zu aktivieren* Die Aktivierung der Sprengladung hat die Bildung einer öffnung im geschlossenen Mediumbehälter 25 zur Folge und das in diesem Behälter unter hohem Druck gespeicherte Medium strömt durch die Öffnung, den Diffusor 2S und in die Hülle 20, um diese auszudehnen·

Aus dem Vorangehenden ergibt sich, daß, wenn das Fahrzeug einen Unfall erleidet, was durch einen geeigneten Sensor festgestellt wird, ein Stromkreis zur Aktivierung des Sprengstopfens geschlossen wird, der den Behälter 2 5 öffnet und die Strömung des Mediums aus dem Behälter durch den

BAD ORIGINAL 00984271337

Diffusor und in die Hülle herbeiführt, wodurch diese rasch aufgeblasen wird· Die Hülle wird so aufgeblasen, daß eine Bewegung des Insassen als Folge des Unfalls beschränkt wird.

Die Hülle 20 weist, wie in den Zeichnungen dargestellt, zwei Seitenfelder 40, 41 auf, die sich im wesentlichen quer zum Instrumentenbrett 14 des Fahrzeugs erstrecken, wenn die Hülle aufgebläht wird. Die Seitenfelder sind von ähnlicher Form und Ausbildung. Die Hülle ist durch ein Material ergänzt, das mit den Seitenfeldern 40, 41 vernäht ist und in den Zeichnungen allgemein mit 50 bezeichnet ist. Das Material SO erstreckt sich natürlich zwischen den Seitenfeldern 40 und Hl und ist an seinen Seitenrändern in geeigneter Weise an den Seitenfeldern 40, 41 befestigt« Wenn die Hülle aufgebläht ist, weist diese fünf Flächen, die mit 51, 52, 53, 54 und 55 bezeichnet sind, zusätzlich zu den Seitenfeldern 40, 41 auf« Wenn die Hülle aufgebläht ist, befindet sich die Fläche 51 unmittelbar benachbart dem Instrumentenbrett und liegt gegen dieses an, während sich die Fläche 52 mit einem Winkel zur Fläche 51 erstreckt, so daß sie nach dem Aufblasen gegen die Windschutzscheibe des Fahrzeugs anliegt. Die Fläche 53 erstreckt sich von der Fläche 52 zum Insassen und wird nachfolgend mit näheren Einzelheiten beschrieben und hat die Aufgabe, die Bewegung des Kopfes des Insassen zu regeln und zu beschränken. Die Fläche 54 dient dazu, die Bewegung des Rumpfes des Insassen zu beschränken^ während die Fläche 55 gegen die Schenkel des Insassen anliegt und als Boden der Hülle bezeis,: "t werden kann. Diese verschiedenen Flächen sind in Fig_e 2 und 3 in ihren Arbeitsstellungen dargestellt. Hierbei ist zu erwähnen, daß, obwohl für die Zwecke der Beschreibung die Hülle als verschiedene gesonderte Flächen aufweisend angegeben ist, in Wirklichkeit, wenn die Hülle aufgeblasen wird, diese Flächen das Bestreben haben, ineinander

BAD ORIGINAL 00 9842/1337

überzugehen und der Hülle ein im wesentlichen kugeliges Aussehen zu geben« ,

In den Seitenfeldern 4Ό, Ul der Hülle 20 sind Ausblasklappen 29 vorgesehen. Diese Ausblasklappen treten in Wir» kung, um den Druck des Mediums in der Hülle 20 zu entspannen, wenn der Druck beim Auftreffen des Insassen auf die Hülle 20 auf einen bestimmten Wert ansteigt. Wenn der Insasse auf die Hülle aufschlägt, reissen die Ausblasklappen 29, um den Druck in der Hülle zu entspannen und dadurch die Möglichkeit auf ein Mindestmaß herabzusetzen, daß der Insasse von der Hülle zurückprallt.

Wie erwähnt, kommt, wenn die Hülle 20 aufgeblasen wird, derjenige Teil der Hülle, der als Fläche 5U beschrieben wurde, am Rumpf des Insassen zur Anlage und bewirkt eine Beschränkung auf den Rumpf des Insassen, um die Bewegung des Insassen mit bezug auf das Fahrzeug zu beschränken oder zu regeln. Der Teil 53 der Hülle kommt am Kopf des Insassen zur Anlage und beschränkt oder dämpft die Bewegung des Kopfes des Insassen mit einer sanften Kraft, welche es ermöglicht, daß sich der Kopf in die Hülle bewegt statt auf diese aufzusdiagen und einen beträchtlichen Rückprall von dieser zu erleiden. Hierdurch wird die Möglichkeit, daß sich der Kopf mit bezug auf den Rumpf des Insassen nach rückwärts bewegt, was zu einer Verletzung des Nackens des Insassen führen kann, auf ein Mindestmaß herabgesetzt. Der Aufbau des Teils 53 der Hülle ist derart, daß eine sehr weiche Dämpfungswirkung am Kopf des Insassen erzielt wird, und der Teil 53 ist ausreichend groß, damit er den Kopf von Insassen verschiedener Grossen wirksam dämpfen kann.

Bei der dargestellten Ausführungsform kann die Fläche der Hülle, bevor sie ausgedehnt wird, als durch Begrenzungen gehalten bezeichnet werden. Das Material 50 erstreckt sich

009842/1337

zwischen diesen Begrenzungen und bildet den Flächenteil 53. Die Fliehe des Materials 50j dl© sieh zwischen den Begrenzungen erstreckt₉ ist grosser als die Fläche, die durch die Begrenzungen gebildet wird, so daß ein Oberschuß des Materials 50 zur Bildung des Flächenteils S3 der Hülle.20 vorhanden ist„ Dieses überschüssige Material trägt dazu bei, die Membranspannungen im Teil S3 der Hülle, der zur Bewegungsbegrenzung des Kopfes des Insassen dient» wie nachfolgend beschrieben wird, auf ein Mindestmaß herabzusetzen» Dieses überschüssige ■Material wird bei der dargestellten Ausführungsform durch Falten 75 gebildet, die aus dem Material 50 dadurch erhalten werden, daß dieses mehrere Male auf sich selbst gefaltet und dann das Material an die Seitenfelder. ¹K)₉ fl angenäht wird. Solche Falten sind in Fig, 6 gezeigt und erstrecken sich, wenn die Hülle nicht aufgeblasen ist, über den ganzen Flächenteil 53« Die Falten sind daher im Material bleibend geformt und verschwinden beim Aufblasen der Hülle benachbart den Seitenfeldern ¹^O₉ Hl nicht völlig. Die Falten werden jedoch im Mittelbereich der HuIIe₉ wenn diese ausgedehnt wird, wie in Fig. 1 und H gezeigt_s auseinandergefaltet. Infolge des Umstandes, daß die Mten am Flächenteil 53 der Hülle gebildet werden, wird ein Materialüberschuß an dem Teil der Hülle erhalten» der zur Anlage am Kopf des Insassen bestimmt ist, um dessen Bewegung zu beschränken. Obwohl bei der dargestellten Ausführungsform Falten vorgesehen sind, um einen Materialüberschuß zu erhalten, könnten auch andere Formen vorgesehen werden, um die Membranspannung in demjenigen Teil der Hülle auf ein Mindestmaß herabzusetzen, der die Bewegung des Kopfes beschränkt.

Wenn die Hülle 20 ausgedehnt wird» hat das überschüssige Material das Bestreben» eine Blase zu bilden oder sich auszubauchen, wie bei A dargestellt. Die Abmessung der Ausbauchung A, gemessen in der Richtung parallel zum. Instrumentenbrett, wie bei B in Fig. H angegeben,» ist kleiner als die Abmessung der Fläche 54, gemessen in der gleichen Richtung. Die Falten

009842/ 1 337

- li -

haben, wenn die Hülle ausgedehnt wird, das Bestreben, sich auseinander zu falten· Wegen ihrer Vernähung mit den Seitenfeldern MO, Ml._t wie vorangehend beschrieben, verschwinden sie jedoch nicht völlig.

Der ausgebauchte Teil A der Hülle 20 h£ eine wesentlich niedrigere Membranspannung als derjenige Teil der Hülle, der zur Anlage am Rumpf des Insassen bestimmt ist, selbst wenn der Druckinallen Teilen der Hülle im wesentlichen gleichmassig ist· Die Meabranspannung ist in jedem Material der Hülle natürlich proportional dem Druck und dem Radius des gegebenen Materials. Mit anderen Worten, wenn der Radius eines besonderen Teile des Materials zunimmt, nehmen die Membranspannungen in diesem Material ebenfalls zu, wenn angenommen wird, daß der Druck konstant bleibt· Umgekehrt nehmen, wenn der Radius des Materialteils abnimmt, die Membrans pannungen in diesem Teil des Materials ab, wenn sich der Druck nicht verändert·

Infolge der Verwendung des Kasätzla-cfee-v» Materials im Teil 53 der Hülle werden die Membranspanmingfcn in diesem Teil auf ein Mindestmaß herabgesetzt· Dies ist durch den Umstand bedingt, daß das zusätzliche Material in der Fläche S3 den Halbmesser R (siehe die schematische Darstellung in Figo 5), wenn die Hülle ausgedehnt wird, auf ein Mindestmaß herabsetzt, Der Radius R,ist verhältnismässig klein im Vergleich zum Radius R* für die Fläche 54. Die Membranspannung in der Eftche 53 ist daher wesentlich kleiner als in der Fläche 54, Obwohl von den Flächen S3, 5«* angegeben wurde, daß sie Halbmesser haben, sind diese Flächen nicht kreisförmig und haben daher einen veränderlichen Halbmesser. Für die Zwecke der Beschreibung können sie jedoch als einen einzigen Radius habend angenommen werden.

Dadurch, daß niedrigere Membranspannungen in der Fläche 53

0-09842/1337"- _OAn

BAD ORIGINAL

vorgesehen werden, ist die wirksame Haltekraft, die dadurch auf einen gegebenen Körper von annähernd Kopfgrösse ausgeübt wird, der an der Hülle mit einer gegebenen Kraft zur Anlage kommt, geringer als diejenige, welche auf den gleichen Körper ausgeübt wird, der gegen den Teil 5U mit der gleichen Kraft zur Anlage kommt. Die Ausbildung ist derart, daß der Teil 53 eine Haltekraft auf einen solchen Körper ausübt, welche ein Viertel bis drei Viertel der Haltekraft beträgt, die auf den Körper durch den Teil 54 ausgeübt wird. Die Halte- bzw. Beschränkungskraft, die auf den Kopf und den Rumpf des Insassen als Folge der Auflage auf die Hülle ausgeübt wird, ist gleich der Fläche derselben mal dem Druck im Sack sowie mal einem Faktor, der praktisch durch die Membranspannung im Material bedingt ist. Die Membranspannung im Material kann als die Haltekraft um einen Faktor erhöhend betrachtet werden, der als effektive Zunahme der Fläche der Hülle, die gegen den Insassen anliegt, betrachtet werden. Mit anderen Worten, je grosser die Membranspannung in einem Teil der Hülle ist, desto grosser ist die wirksame Berührungsfläche zwischen dem Insassen und der Hülle, selbst wenn die tatsächliche Fläche unabhängig von den Membranspannungen di.· gleiche sein würde.

Daher ergibt die zusätzliche Verwendung von Material, um einen kleineren Radius in der Fläche 53 der Hülle zu erhalten, das durch die Falten 75 gebildet wird, eine Fläche von geringstmöglichen Membranspannungen in der Hülle, was zur Folge hat, daß die durch die Fläche 53 auf einen gegebenen Körper, durch den sie mit einer gegebenen Kraft beaufschlagt wird, ausgeübte Beschränkungskraft geringer sein wird als die Beschränkungskraft, welche durch die Fläche 54 auf den gleichen Körper, der sich mit der gleichen Kraft bewegt, ausgeübt wird.

Es ist offensichtlich, daß der Kopf des Insassen eine wesent-

009842/1337 BADORIGINAL

lieh kleinere Masse und einen wesentlich kleineren Oberflächenbereich hat als der Rumpf des Insassen und ferner daß, wenn der Insasse die Hülle 20 beaufschlägt, die Bewegungsgrösse des Kopfes viel kleiner als die Bewegungsgrösse des Rumpfes ist, was durch den Massenunterschied bedingt ist. Wenn die Membranspannung im Teil 53 der Hülle auf ein Mindestmaß herabgesetzt wird, kann eine weiche dämpfende Beschränkungskraft auf den Kopf des Insassen ausgeübt werden, um den Rückprall vom Teil 53 der Hülle 20 so gering wie möglich zu machen. In der Tat kann die Membranspannung im Teil 53 so weit geregelt werden, daß sich der Kopf des Insassen in die Hülle 20 zusammen mit dem Rumpf bewegt, wie in Fig. 3 gezeigt. Dies hat zur Folge, daß sich der Rumpf nicht mit bezug auf den Kqf vorwärts bewegt. Die Möglichkeit von Nackenverletzungen aus den erwähnten Ursachen werden daher auf ein Mindestmaß herabgesetzt. Ausserdem ergibt sich, daß eine geringstmögliche Membranspannung im Teil 53 der Hülle die Beschränkungskraft nicht beeinflußt, mit welcher der Teil 5H den Rumpf des Insassen hält. Es wird daher das gewünschte Ergebnis erreicht, daß der Kopf des Insassen mit einer weichen Dämpfungskraft gehalten wird und zwar ohne daß die Bewegungsbeschränkung des Rumpfes des Insassen beeinträchtigt wird. ■

Aus dem Vorangehenden ergibt sich, daß beim Eintritt eines Unfalls die Hülle 20 ausgedehnt und in eine Stellung gebracht wird, in welcher sie die Bewegung des Insassen beschränken kann, bevor sich dieser unter der Wirkung der Kräfte des Unfalls bewegt, wie in Fig. 2 dargestellt. Der Insasse bewegt sich dann in Richtung zur aufgeblähten Hülle und beaufschlagt diese» Der Rumpf des Insassen wird durch den Flächenteil SH der Hülle gehalten und der Kopf durch den Teil 53 der Hülle. Da in dem Teil 53 der Hülle Falten vorgesehen sind, welche die Membranspannung in diesem*Teil der Hülle auf ein Mindestmaß herabsetzen, bewegt, sich der Kopf ohne weiteres in den Teil 53, statt von der Hülle zurück-

009842/1337

- in -

zuprallen» Der Kopf prallt also nicht nur niht von der Hülle 20 zurück, sondern er bewegt sich auch weiter in die Hülle 2O₉ wenn sich der Rumpf in die Hülle bewegt. Der Rumpf bewegt sich daher nicht vor dem Kopf des Insassen voraus, was natürlich ein Rüekwärt©biegen des Kopfes im wesentlichen in der gleichen Weise zur Folge haben würde, wie wenn der Kopf zurückprallen würde«, Mit anderen V/orten, beim Aufschlagen des Insassen auf die Hülle wird die Möglichkeit einer Relativbewegung des Kopfes des Insassen in einer Richtung rückwärts mit bezug auf den Rumpf auf ein Mindestmaß herabgesetzt» Hierdurch werden die Möglichkeiten von Verletzungen im Nackenbereich des Insassen so gering wie möglich gehalten»

Bei der dargestellten Ausführungsform der Erfindung wird überschüssiges Material verwendet, um die niedrigeren Membranspannungen im Teil 53 der Hülle zu erzielen, für welchen Zweck auch andere Gestaltungen ohne Verwendung überschüssigen Materials vorgesehen werden können» Die Hülle kann auch aus ungleichartigen Materialien hergestellt werden. Im besonderen kann beispielsweise das Material, welches den Teil 5 der Hülle bildet, aus einem Material hergestellt werden, das eine niedrigere Spannung als der umgebende Bereich der Hülle aufnehmen kann. Ein solches Material würde dann so zu wählen sein, daß es sich beim Aufblasen der Hülle streckt, um eine Ausbauchung zu bilden, die der in der Zeichnung dargeetellten Ausbauchung A ähnlich ist. Die Membranspannungen in der Ausbauchung würden dann wesentlich niedriger als die in dem umgebenden Material sein, wie vorangehend beschrieben, mit ähnlichen Vorteilen.

Patentansprüche;

009842/13 37

Claims

P at e η t a n s ρ r Ü c h e :

1. JFahrzeugsicherheitegerät₀ dadurch gekennzeichnet, daß eine Hülle (20) vorgesehen ist, die einen zusammengelegten bzw. Ruhezustand und einen ausgedehnten bzw. Arbeitszustand zur Beschränkung der Bewegung eines Fahrzeuginsaesen während eines Unfalls hat, welche Hülle (20) in ihrem aufgebiahten Zustand unter einem im wesentlichenglechmässigen Mediumdruck steht und «inen Teil (S3) aufweist, an dem der Kopf des Insassen zur Anlage kommen kann, sowie einen zweiten Teil (54), an dem der Rumpf des Insassen zur Anlage kommen kann, und Mittel (75) ermöglichen, daß der erwähnte eine Teil (53) der Hülle eine geringere Beschränkungskraft auf eine gegebene Masse ausübt, welche die Hülle mit einer gegebenen Kraft beaufschlägt, als der erwähnte zweite Teil (S*O der Hülle.

2. Gerat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die Masse durch den erwähnten einen Teil (53) ausgeübte Beschränkungskraft ein Viertel bis drei Viertel der Beschränkungskraft beträgt, die auf die Masse durch den zweiten Teil (54) ausgeübt wird.

3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erwähnte eine Teil (53) der Hülle (20), wenn diese zusammengelegt ist, durch Begrenzungen CHO, Ί1) bestimmt wird und die Mittel, welche ermöglichen, daß der erwähnte Mine Teil der Hülle eine geringere Be-

00984 2/133 7

schränkungskraft ausübt, durch das den erwähnten einen Teil darstellende Material (53) gebildet werden, welches Material im Überschuß zu der durch die Begrenzungen (40, Ul) begrenzten Fläche vorhanden ist.

Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das überschüssige Material einen ausgebauchten Teil (53) der Hülle bildet, wenn die Hülle aufgebläht wird.

S. Gerät nach den vorangehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel, welche es ermöglichen, daß der erwähnte eine Teil (53) der Hülle (20) eine geringere Beschränkungskraft ausübt, durch einen gefalteten Teil (75) des den erwähnten einen Teil darstellenden Materials gebildet wird«

6. Gerät nach den vorangehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (75), welche es ermöglichen, daß der erwähnte eine Teil (53) der Hülle eine geringere Beschränkungskraft ausübt, aus dem Material besteht, welches den erwähnten einen Teil bildet und eine geringere Spannung als das umgebende Material aufnehmen kann.

7« Fahrzeugsicherheitsgerät, dadurch gekennzeichnet, daß eine Hülle (20) vorgesehen ist, die einen zusammengelegten bzw. Ruhezustand und einen aufgeblähten bzw. Arbeitszustand zur Beschränkung der Bewegung eines Insassen während eines Unfalls hat, ferner eine Einrichtung

009842/133

C25) zum Aufblähen der Hülle dadurch, daß ein Medium in diese eingeleitet wird, welche Hülle C2O) in ihrem aufgeblähten Zustand.unter einem im wesentlichen gleichmassigen Druck steht und einen ersten Teil (53) aufweist, an dem der Kopf des Insassen zur Anlage kommen kann, sowie einen zweiten Teil C5H), an dem der Rumpf des Insassen zur Anlage kommen kann, und Mittel C75) dazu dienen, die Membranspannung in dem ersten Teil (53) der Hülle wesentlich niedriger als die Membranspannung im zweiten Teil C5*O der Hülle zu halten.

Gerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der erwähnte erste Teil (53) im zusammengelegten Zustand der Hülle C20) durch Umfangsbegrenzungen (HO, ¹H) bestimmt wird und aus einem Material besteht, das sich zwischen den Begrenzungen erstreckt, wobei das sich zwischen den Begrenzungen erstreckende Material (53) eine Fläche hat, die grosser als die Fläche ist, welche durch die Begrenzungen (HO,. 41) bestimmt wird, um zwischen den Begrenzungen ein Überschußmaterial zu erhalten, welch letzteres die Membranspannung in dem erwähnten ersten Teil der Hülle in deren aufgeblähtem Zustand auf ein Mindestmaß herabsetzt.

Gerät nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel, die dazu dienen, die Membranepannung in dem erwähnten ersten Teil der Hülle wesentlich niedriger als die Membranepannung im zweiten Teil der Hülle zu halten, die Forst von gefaltetem Material C75) haben, welches den erwähnten ersten Teil (53) bildet, -

009.842 M-337

10. Gerät nach den Ansprüchen 7 - 9, dadurch gekennzeichnet, daß der erwähnte erste Teil (53) der Hülle (20) so beschaffen ist, daß er eine geringere Beschränkungskraft auf eine gegebene Masse ausübt, welche die Hülle mit einer gegebenen Kraft beaufschlägt, als der zweite Teil C5«*) der Hülle.

11· Gerät nach den vorangehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle (20) zwei Seitenfelder O*0, »*1) aufweist, zwischen welchen sich gefaltetes Material (5 3, 75) erstreckt, um das gefaltete Material der Hülle zu bilden, welches an den Seitenfeldern befestigt ist.

009B42/1337

Le e rs eι te