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Seit geraumer Zeit werden in der Fach- und Patentliteratur sogenannte Fußgänger-Gassackeinheiten diskutiert. Seit kurzem sind die ersten derartigen Fußgänger-Gassackeinheiten auch in der Praxis erhältlich.
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Eine solche Fußgänger-Gassackeinheit weist stets eine Gassackhülle auf, welche sich bei Betätigung eines zugeordneten Inflators (zumeist eines Gasgenerators) vor der Windschutzscheibe des Fahrzeugs und/oder vor wenigstens einer A-Säule des Fahrzeugs aufbläst. Hierzu ist die Gassackeinheit im Ruhezustand in einem Bereich zwischen dem unteren Ende der Windschutzscheibe und dem hinteren Ende der Motorhaube oder unterhalb der Motorhaube angeordnet.
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Sofern sich die Gassackhülle zumindest auch vor der Windschutzscheibe des Kraftfahrzeugs aufbläst, besteht das Problem, dass dem Fahrer des Kraftfahrzeugs die Sicht genommen wird. Um dieses Problem zu lösen, sind Fußgänger-Gassackeinheiten bekannt geworden, welche eine Rückholeinrichtung zum Zurückziehen des Gassackes aufweisen. Eine solche Gassackeinheit ist beispielsweise in der
JP 2006 219046 A beschrieben. Diese Gassackeinheit weist ein Zugelement in Form eines Zugbandes auf, dessen eines Ende mit der Gassackhülle und dessen anderes Ende mit einer mittels einer Feder vorgespannten Spule verbunden ist. Spule und Feder bilden hierbei eine Zugvorrichtung, welche man auch als Retraktor bezeichnen könnte. Dreht sich die Spule auf Grund der Kraft der vorgespannten Feder, so wird das Zugband eingezogen und zieht damit die Gassackhülle zurück und insbesondere weg von der Windschutzscheibe.
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Aus der gattungsbildenden
EP 2 338 745 A1 ist eine Fußgänger-Gassackeinheit bekannt geworden, bei der die Zugvorrichtung außer zum Rückholen der Gassackhülle mittels eines ersten Zugelements (Zugbands) weiterhin dazu dienen kann, eine Ventilationsöffnung in der Gassackhülle zu erzeugen. Das Öffnen oder das Erzeugen einer Ventilationsöffnung zu Beginn des Rückholens der Gassackhülle ist sinnvoll, da die Gassackhülle nur dann zurückgeholt werden kann, wenn gleichzeitig das Gas aus ihr entweichen kann. Während des Rückholens der Gassackhülle soll der freie Querschnitt der Ventilationsöffnung relativ groß sein, eine starke Ventilation bereits während des Aufblasens ist auf Grund des zu großen Gasverlustes jedoch unerwünscht.
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Die Zugvorrichtung der
EP 2 338 745 A1 arbeitet mit einem linear verschieblichen Element, welches bei Betätigung eine Ausstülpung des Gassackes durchtrennt und damit die Ventilationsöffnung erzeugt. Nachteilig an der hier beschriebenen Gassackeinheit ist zum einen die relativ große (insbesondere lange) Bauform der Zugvorrichtung und zum anderen der Umstand, dass die Ventilationsöffnung nicht an beliebigen Stellen der Gassackhülle vorgesehen sein kann (ist die Ausstülpung der Gassackhülle, in welcher die Ventilationsöffnung erzeugt wird, zu lang, ist nicht sichergestellt, dass Gas auch tatsächlich durch die erzeugte Ventilationsöffnung abströmt).
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Hiervon ausgehend stellt sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe, eine gattungsgemäße Gassackeinheit dahingehend zu verbessern, dass eine kompaktere Bauform der Zugvorrichtung realisierbar ist und dass die Ventilationsöffnung grundsätzlich an beliebigen Stellen der Gassackeinheit, insbesondere an beliebigen Stellen der Gassackhülle, angeordnet werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch eine Gassackeinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Es ist eine Ventilationseinheit mit einem mit der Zugvorrichtung gekoppelten zweiten Zugelement vorgesehen. Diese Ventilationseinheit hat einen Ausgangszustand und einen Endzustand, wobei beim Übergang vom Ausgangszustand in den Endzustand eine Ventilationsöffnung freigegeben, erzeugt oder vergrößert wird. Hierbei ist die Ventialtionseinheit mit der Zugvorrichtung derart gekoppelt, dass die Zugvorrichtung die Ventilationseinheit von ihrem Ausgangszustand in ihren Endzustand bringt, wenn die Zugvorrichtung betätigt wird. Die Zugvorrichtung weist eine erste Spule für das erste Zugelement, eine zweite Spule für das zweite Zugelement und einen Antrieb zur gemeinsamen Drehung der ersten und der zweiten Spule auf, so dass die Zugvorrichtung sowohl Teil der steuerbaren Ventilationseinrichtung als auch Teil der Rückholeinrichtung ist.
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Da die Zugvorrichtung keine linear verschieblichen Teile benötigt, kann man sie recht kurz bauen und da die Ventilationseinrichtung über ein Zugelement, zumeist ein Zugband, geöffnet wird, ist man in der Wahl des Einbauortes sehr frei. Somit werden durch die erfindungsgemäße Gassackeinheit beide Aufgaben erfüllt.
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Vorzugsweise sind erste und zweite Spule auf einer gemeinsamen geometrischen Achse angeordnet, was weiterhin zu einer kompakten Bauweise beiträgt.
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Weiter vorzugsweise ist die erste Spule mit einem Antrieb, in der Regel einer Feder, gekoppelt, und die zweite Spule ist über eine Kupplung mit der ersten Spule verbunden. Diese Kupplung ist insbesondere so ausgebildet, dass sie die beiden Spulen voneinander entkoppelt, wenn die zweite Spule blockiert. Dies hat folgenden Grund: Im Allgemeinen wird das zweite Zugelement, also jenes, welches die Ventilationsöffnung öffnet, erzeugt oder vergrößert, kürzer sein als das erste Zugelement, welches zum Zusammenziehen der Gassackhülle dient. Ist das zweite Zugelement vollständig aufgerollt, so kann es die zweite Spule blockieren, welche sich dann natürlich nicht weiterdrehen kann. Da in diesem Zustand jedoch im Allgemeinen noch nicht der vollständige Aufwickelzustand des ersten Zugelementes erreicht ist, ist eine Entkopplung notwendig, um ein vollständiges Aufspulen des ersten Zugelementes erreichen zu können.
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Bevorzugte Ausgestaltungen der Spulen und der Kupplung sind in den Ansprüchen 4 und 5 angegeben.
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Um eine hohe mechanische Stabilität bei gleichzeitig kompakter Bauweise erzielen zu können, sind die beiden Spulen weiter vorzugsweise auf einer gemeinsamen Welle angeordnet. Aus den oben angegebenen Gründen ist hierbei jedoch zumindest eine der beiden Spulen, vorzugsweise die zweite Spule, nicht drehfest mit dieser Welle verbunden.
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Um ein schnelles und gleichmäßiges Zurückziehen der Gassackhülle erreichen zu können, ist das erste Zugelement weiter vorzugsweise als Schlaufe ausgebildet, welche über mehrere, zumeist als Laschen ausgebildete Punkte mit dem Inneren der Gassackhülle verbunden ist. Um hierbei nicht zuviele Umdrehungen der Spule zu benötigen und um somit die Aufwickelzeit zu verkürzen, sind hierbei weiter vorzugsweise beide Enden des ersten Zugelementes mit der ersten Spule verbunden.
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Um auch bei großen Gassackhüllen, wie sie bei Fußgänger-Gassackeinheiten häufig eingesetzt werden, ein gleichmäßiges Rückholen erreichen zu können, können mehrere erste Zugelemente und dementsprechend mehrere erste Spulen vorgesehen sein.
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In einer bevorzugten Anwendung ist die Gassackeinheit, wie dies bereits erwähnt wurde, eine Fußgänger-Gassackeinheit, deren Gassack sich zumindest vor einem Teil der Windschutzscheibe aufbläst.
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Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die Figuren näher erläutert. Hierbei zeigen:
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1 eine schematische Darstellung eines vorderen Bereichs eines Kraftfahrzeuges mit einer Fußgänger-Gassackeinheit, welche eine Rückholeinrichtung und eine Ventilationseinrichtung aufweist, wobei sich die Gassackhülle in ihrem vollständig expandierten Zustand befindet, die Zugvorrichtung, welche sowohl Teil der Rückholeinrichtung als auch Teil der Ventilationseinrichtung ist, jedoch noch nicht betätigt ist,
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2 das Detail D aus 1 in einer vergrößerten Darstellung,
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3 das in 2 Gezeigte kurz nach Betätigen der Zugvorrichtung,
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4 das in 3 Gezeigte zu einem späteren Zeitpunkt,
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5 Das in 1 Gezeigte in einer schematischen perspektivischen Ansicht,
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6 einen schematisierten Querschnitt durch eine Zugvorrichtung, wobei sich die Zugvorrichtung in ihrem Ausgangszustand befindet,
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7 das in 6 Gezeigte zu einem späteren Zustand,
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8 das in 7 Gezeigte zu einem noch späteren Zustand und
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9 ein zweites Ausführungsbeispiels eines Spulenblocks.
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Die 1 zeigt einen schematisierten Querschnitt durch den vorderen Bereich eines Kraftfahrzeugs, welches eine Fußgänger-Gassackeinheit aufweist. Diese Gassackeinheit ist im gezeigten Ausführungsbeispiel im Ruhezustand in einer Art Rinne zwischen Motorhaube 10 und Windschutzscheibe 12 angeordnet und weist eine Gassackhülle 14 auf, welche sich bei Betätigung eines zugeordneten (jedoch nicht dargestellten) Gasgenerators oder eines anderen Inflators vor der Windschutzscheibe 12 und den beiden A-Säulen des Kraftfahrzeugs aufbläst (dieses ist nochmals in 5 dargestellt, welche eine schematisierte perspektivische Darstellung ist).
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Die Gassackeinheit weist eine Rückholeinrichtung und eine Ventilationseinrichtung auf. Die Rückholeinrichtung dient dazu, dass die Gassackhülle 14 nach erfolgtem Abfangen des Fußgängers möglichst rasch wieder von der Windschutzscheibe 12 zurückgezogen wird, um dem Fahrer wieder freie Sicht zu geben. Die Ventilationseinrichtung dient dazu, Gas während des Zurückziehens entweichen zu lassen, da ein mit Gas gefüllter Gassack natürlich nicht kollabieren kann. Die Ventilationseinrichtung kann weiterhin dazu dienen, nach vollständigem Aufblasen bei Aufprall des Fußgängers die notwendige Weichheit der Gassackhülle zur Verfügung zu stellen, um zu verhindern, dass der Fußgänger von der prall gefüllten Gassackhülle schlicht abprallt. Hierfür könnte jedoch auch eine separate Ventilationseinrichtung vorgesehen sein.
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Sowohl die Rückholeinrichtung als auch die Ventilationseinrichtung arbeiten mit Zugelementen, nämlich mit Zugbändern, wobei das Zugband der Rückholeinrichtung als erstes Zugband 22 und das Zugband der Ventilationseinrichtung als zweites Zugband 24 bezeichnet wird. Beide Zugbänder 22, 24 sind mit einer gemeinsamen Zugvorrichtung 30 verbunden, auf deren Aufbau später näher eingegangen wird. Die Zugvorrichtung 30 ist somit Teil der Rückholeinrichtung und Teil der Ventilationseinrichtung.
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Das erste Zugband 22 (also das Zugband der Rückholeinrichtung) erstreckt sich durch mehrere auf der Innenseite der Gassackhülle 14 angeordnete Laschen 20, ist mit diesen jedoch nicht fest verbunden. Beide Enden 24a, 24b des ersten Zugbandes 22 sind mit der eben erwähnten Zugvorrichtung 30 verbunden, so dass, wenn die Zugvorrichtung 30 betätigt wird, das erste Zugband 22 von beiden Enden her in die Zugvorrichtung 30 eingezogen wird.
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Das erste Ende 24a des zweiten Zugbandes 24 ist ebenfalls mit der Zugvorrichtung 30 verbunden und das zweite Ende ist mit einem Abdeckelement verbunden, oder wie gezeigt, als Abdeckelement 24b ausgebildet, welches mittels einer Reißnaht 26 um eine Ventilationsöffnung 28 herum mit der Gassackhülle 14 verbunden ist. Dies bedeutet, dass die Ventilationsöffnung 28 in einem Ausgangszustand geschlossen ist. Gemäß den hier getroffenen Definitionen bilden das zweite Zugband 24, das Abdeckelement 24b, die Ventilationsöffnung 28 und die Reißnaht 26 die Ventilationseinheit des gezeigten Ausführungsbeispiels. Im Ausgangszustand dieser Ventilationseinheit ist die Ventilationsöffnung geschlossen, im Endzustand offen. Es wäre jedoch beispielsweise möglich, dass die Ventilationsöffnung im Endzustand gegenüber dem Ausgangszustand lediglich vergrößert ist.
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Wird nun die Zugvorrichtung 30 betätigt, so spannen sich zunächst die beiden Zugbänder 22, 24 (3). Zu einem etwas späteren Zeitpunkt bewirkt die Spannung im zweiten Zugband 24 ein Abreißen des Abdeckelementes 24b von der Gassackhülle 14 und somit eine Freigabe der Ventilationsöffnung 28. Das Einziehen des ersten Zugbandes 22 in die Zugvorrichtung 30 bewirkt ein Kollabieren der Gassackhülle 14 und somit ein Zurückziehen derselben von der Windschutzscheibe 12 (4). Die dargestellte Führung des ersten Zugbandes 22 als Schleife und das Verbinden beider Enden 24a, 24b des ersten Zugbandes 22 mit der Zugvorrichtung 30 bewirkt ein schnelles und gleichmäßiges Kollabieren der Gassackhülle 14.
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Mit Bezug auf die 6 wird nun eine bevorzugte Ausführungsform der Zugvorrichtung 30 beschrieben: Durch die Seitenwände eines Gehäuses 42 erstreckt sich eine Welle 38, welche mit dem Gehäuse nicht drehfest verbunden ist. Dies wird dadurch symbolisiert, dass in der schematisierten Querschnittsdarstellung der 6 ein Abstand zwischen der Welle 38 und dem Gehäuse zu sehen ist. Vorzugsweise tragen die beiden Seitenwände Drehlager, durch welche sich die Welle 38 erstreckt. Von der ersten Seitenwand 42a erstreckt sich nach innen ein Halteabschnitt 43 für eine Spiralfeder 40, deren inneres Ende mit diesem Halteabschnitt 43 starr verbunden ist. Das äußere Ende dieser Spiralfeder 40 ist (wie dies ebenfalls nur symbolisch dargestellt ist) mit einer ersten Spule 32 starr verbunden. Am Kern dieser ersten Spule 32 sind die beiden Enden 24a, 24b des ersten Zugbandes 22 angeordnet und die beiden sich hiervon erstreckenden Abschnitte des ersten Zugbandes 22 erstrecken sich durch eine erste Durchtrittsöffnung 44 im Dach 42b des Gehäuses.
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Die Welle 38 ist koaxial zur Drehachse der ersten Spule 32 und erstreckt sich durch das Zentrum der ersten Spule 32, wobei die Welle 38 drehfest mit der ersten Spule 32 verbunden ist. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die Welle 38 im Bereich der ersten Spule 32 einen nicht-runden Querschnitt aufweist.
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Auf der der Spiralfeder 40 abgewandten Seite der ersten Spule 32 ist eine zweite Spule 34 auf der Welle 38 angeordnet, mit dieser jedoch nicht drehfest verbunden, wie dies in 6 ebenfalls nur symbolisch dargestellt ist. Erste Spule 32 und zweite Spule 34 sind über eine Kupplung in Form von Abbrechelementen, nämlich Abbrechzapfen 36, miteinander gekoppelt. Das heißt, es ist eine „Einwegkupplung” ausgebildet, welche im Ausgangszustand eine starre Verbindung zwischen den beiden Spulen ausbildet und bei Überschreiten eines gewissen Drehmoments zwischen den beiden Spulen zerstört wird und die beiden Spulen dauerhaft voneinander entkoppelt. Am Kern der zweiten Spule 34 ist das erste Ende 24a des zweiten Zugbandes 24 befestigt. Das zweite Zugband 24 erstreckt sich durch eine zweite Durchtrittsöffnung 46 im Dach 42b des Gehäuses 42.
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Die Spiralfeder 40 ist im Ausgangszustand vorgespannt. Um sie bis zur Auslösung mittels eines elektrischen Signals in diesem gespannten Zustand zu halten, ist eine Blockiervorrichtung vorgesehen. Diese arbeitet im konkret gezeigten Ausführungsbeispiel wie folgt: Außerhalb des Gehäuses 42, nämlich parallel zur ersten Seitenwand 42a, ist ein Blockierrad 48 drehfest auf der Welle 38 angeordnet. Zwischen diesem Blockierrad 48 und der ersten Seitenwand 42a des Gehäuses 42 erstreckt sich ein Hohlbolzen 50 jeweils in eine Ausnehmung des Blockierrades 48 und in eine Ausnehmung der ersten Seitenwand 42a. Innerhalb dieses Hohlbolzens 50 ist eine Zündkapsel 52 angeordnet, welche über Zündkabel 54 gezündet werden kann. Ist der Hohlbolzen 50 intakt, so ist das Blockierrad 48 gegen das Gehäuse 42 blockiert. Auf Grund der drehfesten Verbindung zwischen Blockierrad 48 und Welle 38 und zwischen Welle 38 und erster Spule 32 ist auch die erste Spule 32 in diesem Zustand blockiert, so dass die Feder 40 sich nicht entspannen kann.
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Wird nun die Zündkapsel 52 gezündet, so zerbricht der Hohlbolzen 50 und die drehfeste Verbindung zwischen Blockierrad 48 und Gehäuse 42 wird aufgehoben. Hierdurch versetzt die Spiralfeder 40 die erste Spule 32 und die mit der ersten Spule im Ausgangszustand drehfest verbundene zweite Spule 34 in Rotation, wodurch die erste Spule 32 das erste Zugband 22 und die zweite Spule 34 das zweite Zugband 24 aufwickelt (7).
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Da das zweite Zugband 24 in der Regel kürzer als das erste Zugband 22 ist, schlägt das Abdeckelement 24b auf den Gehäusedeckel auf, bevor das erste Zugband 22 vollständig aufgewickelt ist. Dieses Aufschlagen erzeugt ein abruptes Abbremsen der zweiten Spule 34 und damit ein hohes Drehmoment zwischen den beiden Spulen 32, 34, wodurch die Abbrechzapfen 36 abbrechen (8). Somit kann sich die erste Spule 32 unter Antrieb der Spiralfeder 40 weiterdrehen, bis das erste Zugband 22 vollständig eingezogen ist.
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Wie man der 5 entnimmt, kann die Breite der Gassackhülle 14 sehr groß sein, so dass es zu bevorzugen sein kann, mehr als ein erstes Zugband 22, beispielsweise zwei erste Zugbänder oder drei erste Zugbänder vorzusehen. In diesem Fall weist die Zugvorrichtung 30 dementsprechend mehrere erste Spulen 32 auf, wie dies in 9 am Beispiel mit drei ersten Spulen 32, 32' und 32'' gezeigt ist. Hierbei ist die zweite Spule 34 an der letzten der ersten Spulen (dies ist hier die mit dem Bezugszeichen 32'' versehene erste Spule) über die Kupplung, d. h. im konkret gezeigten Ausführungsbeispiel über die Abbrechzapfen 36 angeschlossen.
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Erste Spule 32 und zweite Spule 34 bzw. erste Spulen 32, 32', 32'' und zweite Spule 34 können als einstückiges Kunststoffspritzgussteil gefertigt sein.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Motorhaube
- 12
- Windschutzscheibe
- 14
- Gassackhülle
- 20
- Lasche
- 22
- erstes Zugband
- 22a
- erstes Ende
- 22b
- zweites Ende
- 24
- zweites Zugband
- 24a
- erstes Ende
- 24b
- Abdeckelement
- 26
- Reißnaht
- 28
- Ventilationsöffnung
- 30
- Zugvorrichtung
- 32, 32', 32''
- erste Spule
- 32a
- Federanschluss
- 34
- zweite Spule
- 36
- Abbrechzapfen
- 38
- Welle
- 40
- Feder
- 42
- Gehäuse
- 42a
- erste Seitenwand
- 42b
- Dach
- 43
- Halteabschnitt
- 44
- erste Durchtrittsöffnung
- 46
- zweite Durchtrittsöffnung
- 48
- Blockierrad
- 50
- Hohlbolzen
- 52
- Zündkapsel
- 54
- Zündkabel
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2006219046 A [0003]
- EP 2338745 A1 [0004, 0005]
