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Sachgebiet
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Airbag mit einem Verschlussstück variabler
Dicke für
die Gasauslassöffnung,
der einen besseren Schutz des Fahrers oder der Insassen des Fahrzeugs
im Falle einer Kollision bewirkt.
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Die
vorliegende Erfindung ist im Bereich der Kraftfahrzeugindustrie
im allgemeinen und insbesondere auf dem Gebiet der Herstellung und/oder
Montage von Zubehör
und aktiven Sicherheitsvorrichtungen in Fahrzeugen anwendbar.
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Hintergrund
der Erfindung
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Zahlreiche
aufblasbare Sicherheitsvorrichtungen oder Airbags sind aus dem gegenwärtigen Stand
der Technik bekannt, die den auf den Fahrer und gegebenenfalls die
Insassen eines Kraftfahrzeugs im Falle einer Kollision und insbesondere
bei einem Frontalzusammenstoß einwirkenden
Stoß abfangen
sollen.
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Die
bekannten Airbags, die normalerweise im Front- und Seitenbereich
des Fahrzeugs angeordnet sind, bestehen aus einem gefalteten expandierbaren
und luftdichten Sack oder Beutel, der mit Gas aufgeblasen wird,
wenn in dem Fahrzeug eine Kollision oder ein Stoß erkannt wird. Der Sack weist
eine Öffnung
oder ein Loch in seiner Wand auf, um das Gas kurz nach dem Aufblasen
und nachdem die Rückhaltewirkung
erfüllt
ist, auszulassen.
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Ferner
ist die Verwendung einer Membran oder eines zusätzlichen Verschlussstücks zum Schließen des
genannten Gasauslasses bekannt, wodurch das unmittelbare Auslassen
des Gases verhindert wird, sondern dies erst nach Erreichen eines vorbestimmten
Innendrucks erfolgt. Dies ermöglicht ein
längeres
Aufblasen des Sacks und verbessert den Druck beim Abfangen des auf
den Insassen wirkenden Stoßes.
Das Verschlussstück
reißt
oder löst sich,
um Gas aus dem Sack auszulassen, sobald der Stoß abgefangen und der aufgrund
des durch den Körper
des Insassen auf den Airbag ausgeübte Druck auf das Innere des
Sacks wirkt.
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Die
bisher bekannten Auslassverschlussstücke weisen unterschiedliche
Eigenschaften auf, die sich sowohl aus dem Material, aus dem sie
bestehen, als auch aus den gewählten
Formen herleiten, wobei sie bestimmte Nachteile aufweisen, welche
sie für eine
Anwendung auf allen Gebieten ungeeignet machen. Gewebestücken mangelt
es an Druckgleichförmigkeit,
wobei diese je nach den variierenden Gewebeeigenschaften reißen. Je
nach dem aufgebrachten Druck reißen Kunststoffstücke aufgrund
der mangelnden Gleichmäßigkeit
der mechanischen Eigenschaften des Kunststoffs, die sich mit der
Temperatur ändern,
früher
oder später.
Andererseits existieren Verschlussstücke mit vorgegebenen Bruchlinien, welche
den Nachteil haben, dass sie aufgrund von lokalen Belastungen beim
Entfalten des Airbags reißen,
bevor der vorbestimmte Druck erreicht ist.
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Daher
gilt auf diesem Gebiet, das Silikon-Verschlussstücke mit konstanter Dicke am
geeignetsten sind, da dieses Material die größte Beständigkeit gegenüber temperaturbedingten
Druckschwankungen hat. In diesem Zusammenhang sei auf das Dokument
EP 1 022 198 A1 verwiesen,
auf dem der Oberbegriff des Anspruchs 1 basiert.
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Einer
der Nachteile von Silikon-Verschlussstücken konstanter Dicke ist,
dass sie beim Aufblasen ein erhebliches Volumen entfalten, bevor
sie reißen,
weshalb es erforderlich ist, in dem Bereich, in dem das aufgeblasene
Verschlussstück
angeordnet ist, viel freien Raum vorzusehen. Dies bringt den Nachteil
mit sich, dass, wenn das Verschlussstück vor dem Aufblasen einen
Fahrzeugteil oder den Insassen berührt, es nicht zum richtigen
Zeitpunkt reißt,
woraus sich eine erhebliche Verringerung der Wirksamkeit und des
Maßes
an den Fahrzeuginsassen zu bietendem Schutz ergibt. Andererseits
begrenzt das große
Volumen des aufgeblasenen Verschlussstücks die Positionierungsmöglich keiten
des Auslasslochs des Sacks. Um diese Probleme zu vermeiden, wäre es daher
höchst
vorteilhaft, über
einen Airbag mit einem Verschlussstück zu verfügen, das sich beim Aufblasen
nicht übermäßig verformt,
ohne dabei an Widerstandsfähigkeit
oder Wirksamkeit einzubüssen.
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Zum
Verschließen
von Auslassöffnungen von
Airbags vorgesehene Elemente mit nicht konstanter Dicke sind auf
diesem Gebiet ebenfalls bekannt.
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EP 0 835 787 beschreibt
eine an der Wand des Airbags befestigte Metall-, Kunststoff- oder
Aluminiumfolie. Die Folie kann an die Wand des Airbags genäht, geklebt
oder geschweißt
sein, und weist mindestens eine Reißlinie auf, die als Vertiefung
ausgebildet ist. Die Folie weist im Bereich der Auslassöffnung einen
ebenen Abschnitt auf, der in Bezug auf den übrigen ebenen Abschnitt eine
verringerte Dicke hat.
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GB 2 306409 beschreibt einen
Airbag mit einem Ventil, das zunächst
geschlossen ist, jedoch zum Auslassen von in dem Airbag enthaltenem
Gas aus dem Airbag geöffnet
werden kann, wobei das Ventil in Antwort auf ein Signal geöffnet wird,
und wobei Einrichtungen vorgesehen sind, um das Signal zum Öffnen des
Ventils zu erzeugen, nachdem der Sack zumindest teilweise aufgeblasen
ist. Nach einem Ausführungsbeispiel
umfasst das durch pyrotechnische Mittel betätigte Ventil ein Element aus
einem Material vorbestimmter Dicke mit einem Bereich geringerer
Dicke, wobei die pyrotechnische Ladung Teile des Bereichs geringerer
Dicke verbrennt.
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Überblick über die
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung schlägt
einen Airbag vor, bei dem das Verschlussstück für das Auslassloch während des
Airbag-Aufblasvorgangs nicht übermäßig schwillt,
um zu verhindern, dass das Verschlussstück, anstatt beim Erreichen
eines bestimmten Innendrucks zu reißen, vorzeitig beim Kontakt
mit einem Fahrzeugbauteil reißt,
so dass die korrekte Airbagwirkung verhindert ist.
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Diese
Aufgabe wird mittels Verschlussstücken unterschiedlicher Dicke
gelöst,
wobei die Verformung der Bereiche der größten Dicke geringer ist, weshalb
das durch das aufgeblasene Verschlussstück vor dem Reißen entfaltete
Gesamtvolumen erheblich geringer ist als dasjenige, das ein gleichförmiges Verschlussstück mit konstanter
Dicke entfaltet.
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Eine
zusätzliche
Aufgabe ist es, den Berstdruck für
das Verschlussstück
in geeigneter Weise zu regeln.
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Zu
diesem Zweck und gemäß der Erfindung ist
das Verschlussstück
mit Abschnitten unterschiedlicher Dicke ausgebildet. Bei einem Verschlussstück mit den
letzteren Merkmalen erfolgt das Reißen nicht notwendigerweise
in einem der Abschnitte geringerer Dicke, obwohl diese an den Enden
angeordnet sind, an denen ein solches Reißen am ehesten erwartet wird,
sondern es tritt in der Mitte auf, der Stelle, an der die stärkste Verformung
erreicht wird.
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Bei
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist
der Mittelabschnitt die geringste Dicke auf, nicht weil das Reißen an dieser
Stelle bewirkt werden soll, sondern weil dies die Berstdruckregelung
vereinfacht. In diesem Zusammenhang wurde beobachtet, dass bei einer
bestimmten Dicke des Mittelabschnitts dessen Abmessungen den Berstdruck
bestimmen, so dass bei einem Auslassloch mit einem bestimmten Durchmesser
Verschlussstücke
mit unterschiedlichen Berstdrücken
erhalten werden können,
wobei die Größe des Mittelabschnitts
des Verschlussstücks
die einzige Variable ist.
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Das
erfindungsgemäße Verschlussstück besteht
aus Silikon.
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Andererseits
ist das Verschlussstück
an der Wand des Sacks durch Klebe-, Näh- oder Schweißverfahren
oder dergleichen Verfahren angebracht.
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Diese
und andere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich deutlicher
aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der Ausführungsbeispiele
der Erfindung, die illustrativen und nicht einschränkenden
Zwecken dient, sowie aus den zugehörigen Zeichnungen.
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Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine perspektivische Darstellung eines Airbags, dessen Sack eine
Auslassöffnung
mit einem Verschlussstück
aufweist.
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2a, 2b und 2c sind
schematische Darstellungen eines bekannten Verschlussstücks mit
konstanter Dicke in Draufsicht und im Schnitt, sowohl im Ruhezustand,
als auch im aufgeblasenen Zustand.
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3a, 3b und 3c sind
schematische Darstellungen eines erfindungsgemäßen Verschlussstücks mit
unterschiedlicher Dicke in Draufsicht und im Schnitt, sowohl im
Ruhezustand, als auch im aufgeblasenen Zustand.
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4a, 4b und 4c sind
schematische Darstellungen eines erfindungsgemäßen Verschlussstücks mit
drei Abschnitten unterschiedlicher Dicke in Draufsicht und im Schnitt,
sowohl im Ruhezustand, als auch im aufgeblasenen Zustand.
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5a, 5b und 5c sind
schematische Darstellungen eines erfindungsgemäßen Verschlussstücks mit
zwei Abschnitten unterschiedlicher Dicke in Draufsicht und im Schnitt,
sowohl im Ruhezustand, als auch im aufgeblasenen Zustand.
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Detaillierte
Erfindungsbeschreibung
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1 zeigt
einen Airbag mit einem expandierbaren Sack 1, der herkömmliche
Merkmale hat, und einem ebenfalls herkömmlichen Gasgenerator 2, um
den Sack sobald erforderlich aufzublasen, so dass dieser eine Position
einnimmt, die geeignet ist, die durch einen Stoß oder eine ähnliche
Situation bewirkte Verschiebung des Fahrzeuginsassen zu begrenzen,
wobei er dessen ki netische Energie im Falle einer abrupten Verlangsamung
absorbiert. Der Sack 1 hat eine für den Gasauslaß vorgesehene Öffnung 3 in
seiner Wand, die von einem an der Wand des Sacks angebrachten Verschlussstück 4 bedeckt
ist, wobei dieses Verschlussstück 4 aus
einem schwächeren
Material besteht als der Sack 1. Das Verschlussstück 4 hat
die Funktion, dem Gasgenerator 2 das schnelle Aufblähen des
Sacks 1 zu ermöglichen und
die während
des Aufblasens des Sacks aus dem Loch 3 austretende Gasströmung zu
begrenzen.
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Erfindungsgemäß ermöglicht ein
Verschlussstück
unterschiedlicher Dicke im Vergleich mit einem Verschlussstück konstanter
Dicke eine Verringerung des im aufgeblasenen. Zustand vor dem durch
den Gasdruck bewirkten Bersten erreichten Volumens des Verschlussstücks.
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Zu
Referenzzwecken zeigen die 2a, 2b und 2c ein
bekanntes Verschlussstück 4 konstanter
Dicke, das über
einem Auslassloch angebracht ist und kreisrunde Form aufweist. Das
aufgeblasene Verschlussstück 4' nimmt von den
Rändern des
Sacks 1 ausgehend Hufeisenform an und weist ein erhebliches
Volumen auf.
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Zwar
können
erfindungsgemäße Verschlussstücke unterschiedlicher
Dicke mehrere Formen aufweisen, jedoch handelt es sich bei den bevorzugten Formen
um solche, die Abschnitte unterschiedlicher Dicke verwenden, wie
sie in den auf die Erfindung bezogenen Figuren dargestellt sind.
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Die 3a, 3b und 3c zeigen
ein erfindungsgemäßes Verschlussstück 14 mit
Abschnitten 10 und 11 unterschiedlicher Dicke.
Das unterschiedliche Dicken aufweisende Verschlussstück 14' entfaltet ein
Volumen, das erheblich kleiner als das von einem Verschlussstück 4' konstanter
Dicke entfaltete Volumen ist. Entgegen ersten Vermutungen neigt
das Verschlussstück
dazu, in der Mitte des Abschnitts 11' und nicht an den Seitenbereichen 10' zu reißen, obwohl
deren Dicke geringer ist.
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Ein
in den 4a, 4b und 4c dargestelltes
anderes Ausführungsbeispiel
betrifft ein Verschlussstück 24 mit
drei Abschnitten 20, 21 und 22 unterschiedlicher
Breite. Bei dem aufgeblasenen Verschlussstück 24' ist ersichtlich, dass die Bereiche 21' größerer Dicke
das während
des Aufblasens entfaltete Volumen im Vergleich zu einem Verschlussstück 4' konstanter
Dicke erheblich begrenzen. Durch verwenden dieser Art von Verschlussstück hat sich
gezeigt, dass der Berstdruck von der Größe des Mittelbereichs abhängt. Bei
einer bestimmten Auslassfläche
und einigen spezifischen Dicken der Abschnitte 20, 21 und 22 bedeutet
eine Vergrößerung des
Durchmessers D22 von 5 mm eine Verringerung des Öffnungsdrucks um ungefähr 50 mbar.
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Ein
anderes Ausführungsbeispiel,
das ebenfalls die Aufgaben des Verringerns des durch das aufgeblasene
Verschlussstück
entfalteten Volumens und des Regelns des Berstdrucks erfüllt, ist
in den 5a, 5b und 5c dargestellt,
welche ein Verschlussstück 34 mit
zwei Bereichen 30 und 31 unterschiedlicher Dicke
zeigen. In diesem Fall bestimmt die Abmessung des Mittelbereichs,
d.h. D31, bei einigen spezifischen Dicken der Bereiche 30 und 31 nicht
den Berstdruck des Verschlussstücks.
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Ein
wesentlicher Vorteil dieser Verschlussstücke mit einem Mittelabschnitt
geringerer Dicke und variabler Abmessung entsprechend dem erforderlichen
Berstdruck ist, dass sie es ermöglichen,
mit der gleichen Ausbildungsform einen weiten Bereich verschiedener
Auslasslöcher
und Berstdrücke
abzudecken. Dieser Vorteil ist insbesondere im Vergleich mit Verschlussstücken konstanter
Dicke bedeutsam, bei denen, neben dem Entfalten erheblicher Aufblasvolumina,
jedes Mal, wenn der Berstdruck erhöht oder verringert werden soll,
die Dicke angepasst werden muss.
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Das
erfindungsgemäße Verschlussstück wird
vorzugsweise durch Formen von Silikon gebildet.
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Eine
weitere Ausführung
der Beschreibung zu dem Zweck, einem Fachmann auf diesem Gebiet den
Rahmen und die Vorteile der Erfindung sowie die Aus führung eines
praktischen Ausführungsbeispiels der
Erfindung nahe zu bringen, wird als unnötig erachtet.
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Zwar
wurden einige Ausführungsbeispiele der
Erfindung beschrieben und dargestellt, aber es ist ersichtlich,
dass Modifikationen im Rahmen der Erfindung vorgenommen werden können, der
nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele
beschränkt
zu verstehen ist, sondern durch den Inhalt der nachfolgenden Ansprüche bestimmt
ist.