DE60309126T2 - Insassenschutzanordnung für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Insassenschutzanordnung für ein Kraftfahrzeug, die mindestens einen aufblasbaren Airbag mit einer Vorderfläche umfasst, die zu einem Insassen weist, wenn der Airbag in einem Notfall aufgeblasen und entfaltet ist.
  • Technischer Hintergrund
  • Insassenschutzanordnungen für Kraftfahrzeuge mit einem aufblasbaren Airbag sind wohlbekannt und werden weithin als Standardeinrichtung für moderne Fahrzeuge verwendet. Der Zweck einer Insassenschutzanordnung besteht darin, bei einem Zusammenstoß eine Verletzung des Insassen des Fahrzeugs zu vermindern und möglicherweise zu eliminieren. Es sei zu diesem Zeitpunkt darauf hingewiesen, dass das Hinzufügen von Airbags zu einer Insassenschutzanordnung den Gesamtschutz des Fahrzeuginsassen bedeutend verbessert hat.
  • Unter gewissen Umständen kann der Fahrzeuginsasse jedoch durch den Airbag verletzt werden. Insbesondere werden kleinere Fahrzeuginsassen aufgrund der Entfaltungsrichtung des Airbags leichter verletzt als größere Fahrzeuginsassen. Der Airbag ist so ausgeführt, dass er sich in einer Richtung zum Brustkorb-/Brustbein-Bereich eines erwachsenen 50-Perzentil-Manns (1,75 m, 77 kg) entfaltet, wobei Kräfte aufgrund der natürlichen Steife und Aufnahme im menschlichen Körper leicht absorbiert werden können. Kleinere Fahrzeuginsassen sind verletzungsanfälliger, weil der Airbag in Richtung ihres Kopfs und Kinns anstatt ihres Brustkorb-/Brustbein-Bereichs entfaltet wird, wodurch möglicherweise eine Hyperextension der Halsregion der Wirbelsäule verursacht wird.
  • Der erwachsene 50-Perzentil-Mann repräsentiert jedoch nicht geschlechterübergreifend das 50-Perzentil. Dies bedeutet, dass der Großteil der erwachsenen Bevölkerung eigentlich kleiner ist als der zur Einstellung des Airbags verwendete Standard. Somit weist ein entfalteter Airbag einen anfänglichen Berührungspunkt auf, der höher liegt als der Brustkorb-/Brustbein-Bereich. Mit anderen Worten, da der Airbag dazu ausgeführt ist, den Brustkorb mit einer angemessenen Belastung zu beaufschlagen, ist die Belastung am Kopf unnötig groß, was ein Biegen des Halses und hohe Halsbelastungen verursachen kann.
  • Um das Ungleichgewicht der Belastungseigenschaften zwischen Brustkorb-Belastung und Kopf-Belastung zu überwinden, ist zum Beispiel aus der generischen US 2001/0033072 bekannt, eine Aussparung in der Mitte der Vorderfläche des Airbags vorzusehen, die zu einem Insassen weist, wenn der Airbag in einem Notfall aufgeblasen und entfaltet ist. Die Aussparung ist in Form eines Tals ausgebildet, um dem Airbag eine herzförmige Form zu verleihen. Diese Ausführung soll die Vorwärtsbewegung des Insassen verstärken, bis der Insasse mit dem Airbag in Berührung kommt, wodurch der Insasse erst dann mit dem Airbag in Berührung kommt, wenn eine Menge an kinetischer Energie des Insassen von einem Sicherheitsgurt aufgenommen worden ist.
  • Diese bekannte Lösung kann für den erwachsenen 50-Perzentil-Mann funktionieren, für den dieser Airbag konstruiert worden ist, aber der anfängliche Berührungspunkt mit dem Airbag für kleinere und größere Insassen, die in der Mehrzahl sind, ist immer noch höher oder niedriger als die Aussparung, wodurch eine Hyperextension des Halsbereichs der Wirbelsäule verursacht wird. Des Weiteren wird ein Teil des Abstands, der zur Aufnahme der Aufprallenergie zur Verfügung steht, verschwendet. Dadurch wird der Bedarf an einem steiferen Airbag als in dem Fall, in dem der ganze Abstand verwendet werden könnte, geschaffen.
  • Des Weiteren ist eine Insassenschutzvorrichtung mit einem Airbag bekannt, der mit mehreren Kammern ausgeführt ist, wie in der US 6,158,765 beschrieben. Dieser bekannte Airbag weist eine einzige aufblasbare Thoraxschutzkammer und eine einzige Kopfschutzkammer auf. Die Thoraxschutzkammer wird zum Thoraxschutz des Insassen zuerst aufgeblasen. Die Kopfschutzkammer wird über die Thoraxschutzkammer zum Kopfschutz des Insassen indirekt aufgeblasen. Durch dieses schrittweise Aufblasen der verschiedenen Kammern könnte eine Hyperextension des Halsbereichs der Wirbelsäule vermieden werden. Jedoch ist selbst diese Lösung für den erwachsenen 50-Perzentil-Mann ausgeführt und wird deshalb für den Großteil der erwachsenen Bevölkerung nicht perfekt funktionieren. Im Übrigen wird ein Teil des zur Aufnahme der Aufprallenergie zur Verfügung stehenden Abstands verschwendet, wodurch der Bedarf an einem steiferen Airbag als in dem Fall, in dem der ganze Abstand verwendet werden könnte, geschaffen wird.
  • Eine andere bekannte Lösung zur Minimierung von Kopf- und Halsverletzungen eines Fahrzeuginsassen ist aus der WO 01/44026 bekannt. Ein Fahrzeuginsassenrückhaltesystem stellt die Entfaltungsrichtung eines Airbags gemäß der Größe der Fahrzeuginsassen im Sitzen und/oder der vorhergesagten Bewegungsbahn ein. Die Größe eines Fahrzeuginsassen im Sitzen kann durch Infrarot-, elektromagnetische oder akustische Sensoren direkt gemessen werden, oder indirekt durch Messen des Gewichts des Insassen. Durch Einstellung der Entfaltungsausrichtung des Airbags ist der anfängliche Berührungspunkt unabhängig von der Größe der Insassen der Brustkorb-/Brustbeinbereich des Insassen. Diese bekannte Lösung erfordert jedoch zusätzliche Investitionen in Erfassungsmittel und technische Einrichtungen zur Einstellung der Entfaltungsrichtung des Airbags. Infolgedessen ist diese Lösung teurer und erfordert aufgrund der großen Anzahl von zusammenwirkenden Teilen einen größeren technischen Aufwand. Des Weiteren kann die Erfassung der Größe und/oder vorhergesagten Bewegungsbahn nicht perfekt sein, wodurch eine Fehlerspanne verbleibt.
  • Kurze Darstellung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung beruht auf der Aufgabe, eine Insassenschutzanordnung für ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, das mindestens einen aufblasbaren Airbag mit einer Vorderfläche umfasst, die zu einem Insassen weist, wenn der Airbag in einem Notfall aufgeblasen und entfaltet ist, wodurch Kopf- und Halsverletzungen des Insassen unabhängig von der Größe des Insassen minimiert werden.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst.
  • Dadurch wird bewirkt, dass die Membrankräfte im Airbag-Gewebe, die gemäß der überraschenden Entdeckung der Erfinder in erster Linie für das Ungleichgewicht der Belastungseigenschaften zwischen Brustkorb-Belastung und Kopf-Belastung verantwortlich sind, unabhängig von der Größe des Insassen deutlich reduziert oder sogar beseitigt werden.
  • Der Druck in einem herkömmlichen Airbag wird, wie oben erwähnt, so eingestellt, dass er eine angemessene Belastung des Brustkorbs ergibt, und die Größe eines herkömmlichen Airbags wird zum Zusammenwirken mit dem Brustkorb ausgeführt. Deshalb ist die auf den Brustkorb wirkende Kraft des Airbags (FBrust) ungefähr gleich dem Druck im Airbag (p) multipliziert mit der Fläche des Airbags, die mit dem Brustkorb in Berührung steht (A): FBrust ≈ p × A
  • Die auf den Kopf wirkende Kraft des Airbags (FKopf) ist jedoch viel größer als der Druck im Airbag (p) multipliziert mit der Fläche des Airbags, die mit dem Kopf in Berührung steht (AKopf) FKopf >> p × AKopf
  • Der direkte Druck vom Airbag macht nur einen kleinen Teil der Airbagbelastung am Kopf aus. Der Hauptteil der auf den Kopf wirkenden Kraft ist die Membrankraft (FMembran) im Airbag-Gewebe: FKopf ≈ p × AKopf + FMembran
  • Die auf den Kopf einwirkende Membrankraft (FMembran) wird durch den auf das Gewebe um den Kopf herum (ASeite) wirkenden Druck des Airbags erzeugt: FMembran = p × ASeite
  • Die Membrankraft (FMembran) tritt auf, wenn sich der Airbag nach oben und zu den Seiten des Kopfs erstreckt. Mehr überschüssiges Gewebe um den Kopf herum erzeugt mehr Membrankraft (FMembran) und erhöht somit die Belastung am Kopf. Daraus geht hervor, dass kleinere Insassen ein größeres Ungleichgewicht zwischen Brustkorb-Belastung und Kopf-Belastung aufweisen, da sie mehr überschüssiges Gewebe um den Kopf herum haben.
  • Dies wird in 9 gezeigt, bei der es sich um eine schematische Darstellung der Kopf-Belastung einer Vorderfläche (22) eines herkömmlichen Airbags handelt. Die auf den Kopf (12) wirkende Kraft (FKopf) ist der direkte Druck vom Airbag (P × AKopf) plus den Membrankräften (FMembran), die durch die überschüssigen Gewebebereiche des sich über und zu den Seiten des Kopfs (12) erstreckenden Airbags erzeugt werden. Dies bedeutet jedoch, dass es zwischen der Brustkorb-Belastung und der Kopf-Belastung ein großes Ungleichgewicht gibt, was zu einer viel größeren Kraft (FKopf) führt, die auf den Kopf (12) wirkt.
  • Durch Einbau von Vorsprüngen, die durch kleine längliche Einkerbungen begrenzt werden, in der Vorderfläche eines Airbags, um die Membrankräfte in der Vorderfläche des Airbags zu begrenzen, wird die Möglichkeit, dass die in den überschüssigen Gewebebereichen der Vorderfläche erzeugte Membrankraft auf den Kopf einwirkt, verringert oder sogar beseitigt. Das Gewebe eines Airbags kann nur Zugbelastungen befördern. Diese Zugbelastungen werden von den durch die Einkerbungen begrenzten Vorsprüngen befördert, aber nicht von einer Seite der Einkerbung auf ihre andere Seite übertragen. Wenn ein Kopf gegen einen durch Einkerbungen begrenzten Vorsprung prallt, werden deshalb Membrankräfte von den überschüssigen Gewebebereichen, die nicht von dem Kopf des Insassen belastet werden, durch die Einkerbungen aufgenommen. wenn ein Kopf gegen den ganzen durch die Einkerbungen begrenzten Vorsprung prallt, wird deshalb die auf den Kopf wirkende Kraft (FKopf) nur der Airbagdruck (P) mal der von dem Kopf berührten Fläche (AKopf) sein: FKopf = p × AKopf
  • Wenn der Kopf nur gegen einen Teil des durch die Einkerbungen begrenzten Vorsprungs prallt, dann wird die zusätzliche Membrankraft nur die durch den überschüssigen Gewebebereich des durch die Einkerbungen begrenzten Vorsprungs sein, da die Einkerbungen die Membrankräfte auf den lokal durch die Einkerbungen begrenzten Vorsprung begrenzen. Mit anderen Worten, die Membrankräfte sind auf lokal begrenzte Bereiche beschränkt. Infolgedessen sind die Membrankräfte bedeutend reduziert oder sogar beseitigt.
  • Die durch die länglichen Einkerbungen begrenzten Bereiche könnten als lokale Vorsprünge bezüglich der Einkerbungen gesehen werden. Die Membrankräfte von den die kleinen länglichen Einkerbungen umgebenden Bereichen werden durch die Einkerbungen befördert, bis die lokalen Vorsprünge vollständig umgedreht sind. Wenn der lokale Vorsprung aufgrund des Aufpralls des Kopfs des Insassen vollständig umgedreht ist, werden die Einkerbungen ausgelöscht und befördern somit nicht länger die Membrankräfte von den umgebenden Bereichen der Vorderfläche des Airbags. Zu diesem Zeitpunkt verhält sich der Airbag wie ein herkömmlicher Airbag, was bedeutet, dass das Ungleichgewicht zwischen der Kopf-Belastung und der Brustkorb-Belastung wiederhergestellt ist. Dazu kommt es jedoch nur bei Unfällen mit sehr hoher Gewalteinwirkung und wird bei solchen Unfällen dann eine positive Wirkung haben. Die vergrößerte Kraft zum Kopf wird am Ende die Gefahr eines Kopfaufpralls aufgrund eines Anschlagens des Airbags reduzieren. Kopfaufpralle sind gefährlicher als Halsverletzungen, so dass die zusätzliche Kraft am Ende die Gesamtverletzungsgefahr reduziert, obgleich sie die Gefahr für den Hals erhöht.
  • Die durch kleine längliche Einkerbungen begrenzten Vorsprünge, die sich nur in einem Zielbereich für den Kopf des Insassen befinden, und die die Membrankräfte in der Vorderfläche des Airbags begrenzen, verschlechtern nicht die Brustkorb-Belastungseigenschaften des Airbags. Wie zuvor erwähnt, ist der Airbag in erster Linie für Brustkorb-Belastung ausgeführt, was bedeutet, dass der Großteil der Kraft des Brustkorbs vom Airbagdruck auf den Berührungsbereich zwischen dem Brustkorb und dem Airbag stammt. Deshalb haben die durch längliche Einkerbungen begrenzten Vorsprünge keine Wirkung auf das Zurückhalten des Brustkorbs, sondern verbessern im Wesentlichen unabhängig von der Größe des Insassen den Kopf- und Halsschutz.
  • Durch die durch kleine längliche Einkerbungen begrenzten Vorsprünge kann eine im Wesentlichen ebene Vorderfläche aufrechterhalten werden, die sich bei Aufblasen und Entfalten des Airbags neben dem Insassen befindet. Der Insasse wird deshalb von der ganzen Fläche direkt getroffen und nicht nur von einem Teil davon, so dass der ganze Abstand, der zur Aufnahme der Aufprallenergie zur Verfügung steht, verwendet wird. Infolgedessen kann der Airbag „weicher" sein, wobei ein etwas verringerter Druck ihn etwas „insassenfreundlicher" macht und so die Verletzungsgefahr weiter reduziert wird.
  • Die länglichen Einkerbungen, die die die Membrankräfte in der Vorderfläche des Airbags begrenzenden Vorsprünge beschränken, könnten auf verschiedenste Weise angeordnet sein, was zum Beispiel von dem Airbagdruck, der Airbaggröße, der Position des Airbags im Fahrzeug, der Entfaltungsrichtung des Airbags usw. abhängig ist. Zum Beispiel können die länglichen Einkerbungen horizontal oder vertikal angeordnet sein, oder sie können in einer Kombination von horizontalen und vertikalen Einkerbungen angeordnet sein, die ein Netz auf der Vorderfläche des Airbags bilden. Des Weiteren kann die Menge der länglichen Einkerbungen in der Vorderfläche des Airbags sowie die Größe und Tiefe der Einkerbungen variiert werden, um verschiedenen Ausführungen gerecht zu werden. Die optimale Ausführung der länglichen Einkerbungen hängt von den verschiedenen Airbag- und Fahrzeugeigenschaften ab und ist für einen Fachmann offensichtlich.
  • Hinsichtlich der Tiefe der Einkerbungen ist offensichtlich, dass eine gewisse Tiefe erforderlich ist, um die Membrankräfte im Airbag-Gewebe zu reduzieren oder zu beseitigen. Die Einkerbungen dürfen jedoch nicht zu tief sein, um zu gestatten, dass die Einkerbungen bei einem Unfall mit hoher Gewalteinwirkung ausgelöscht werden, wobei der lokale Vorsprung zwischen den Einkerbungen vollständig umgedreht wird, wie oben erläutert.
  • Die kleinen länglichen Einkerbungen, die die Vorsprünge in der Vorderfläche des Airbags begrenzen, wodurch die Membrankräfte in der Vorderfläche begrenzt werden, können auf verschiedene Weise erreicht werden. Zum Beispiel können Streifen hinzugefügt werden, die die Airbagvorderseite in den gewünschten Einkerbungsbereichen oder -stellen zurückhalten. Der Airbag könnte auch aus Gewebeflächen genäht sein, die die gewünschte Form erzeugen. Weiterhin ist es möglich, die Airbagform durch Befestigen von Bändern zu ändern, die die Nähte verkürzen, wodurch das Airbag-Gewebe an der Naht zerknittert wird und somit die Airbagform so geändert wird, dass die Einkerbungen durch die Nähte erzeugt werden. Des Weiteren ist es möglich, einen Airbag herzustellen, bei dem jede Einkerbung oder genauer jeder lokale Vorsprung zwischen den Einkerbungen von einer getrennten Kammer erzeugt wird, wodurch ein Airbag mit mehreren Kammern erzeugt wird.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen genauer erläutert; darin zeigen:
  • 1 eine schematische Seitenansicht eines zu einem entfalteten Airbag weisenden Insassen nicht gemäß der vorliegenden Erfindung,
  • 2 die Vorderfläche des entfalteten Airbags von 1,
  • 3 die Vorderfläche eines entfalteten Airbags, ebenfalls nicht gemäß der vorliegenden Erfindung,
  • 4 die Vorderfläche eines entfalteten Airbags ebenfalls nicht gemäß der vorliegenden Erfindung,
  • 5 die Vorderfläche eines entfalteten Airbags gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
  • 6 die gewöhnliche Vorderfläche entfalteter Airbags nicht gemäß der vorliegenden Erfindung,
  • 7 eine schematische Darstellung der Kopf-Belastung,
  • 8 eine schematische Darstellung einer anderen Kopf-Belastungssituation, und
  • 9 eine schematische Darstellung der Kopf-Belastung mit einem Airbag gemäß dem Stand der Technik, der von den Erfindern entdeckt worden ist.
  • Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
  • 1 zeigt eine schematische Seitenansicht eines Insassen (10) in einem Kraftfahrzeug, der zu einem entfalteten und aufgeblasenen Airbag (20) einer Insassenschutzanordnung nicht gemäß der Erfindung weist. Der Airbag (20) in seinem normalen luftleeren und gefalteten Zustand sowie der Teil der Insassenschutzanordnung, der das Entfaltungsmittel umfasst, sind auf eine wohlbekannte und deshalb nicht beschriebene Weise in einem Armaturenbrett (3) unter einer Windschutzscheibe (1) angeordnet. Als Alternative dazu könnte der luftleere und gefaltete Airbag (20) in der (nicht gezeigten) Lenkradanordnung des Fahrzeugs verstaut sein. Der Insasse (10) ist mit einem herkömmlichen Sicherheitsgurt (5) angegurtet.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass die Erfindung auch mit nicht angegurteten Insassen funktioniert, obgleich sie in Kombination mit einem angegurteten Insassen (10) erläutert wird. Nicht angegurtete Insassen erfahren die meisten Vorzüge der Ausführung, da das Ungleichgewicht zwischen Brustkorb-Belastung und Kopf-Belastung deutlich reduziert oder sogar eliminiert ist.
  • Der aufgeblasene und entfaltete Airbag (20) weist eine zum Insassen (10) weisende Vorderfläche (22) auf. Die Vorderfläche (22) umfasst mehrere längliche Einkerbungen (24) sowie lokale Vorsprünge (28), die durch die kleinen länglichen Einkerbungen (24) erzeugt werden und dazwischen angeordnet sind. Wie aus 1 hervorgeht, ist die Vorderfläche (22) eine im Wesentlichen ebene Fläche neben dem Insassen (10) mit lokalen Vorsprüngen (28), die in der gleichen ebenen Fläche liegen.
  • Die schematische Seitenansicht in 1 zeigt das Stadium kurz nach Auftreten eines Unfalls, in dem der Airbag (20) bereits entfaltet ist, aber der Insasse (10) nur von dem Sicherheitsgurt (5) gehalten wird und die Vorderfläche (22) des Airbags (20) noch nicht berührt hat. Da die Vorderfläche (22) eine im Wesentlichen ebene Fläche neben dem Insassen (10) ist, wird der Insasse (10) durch die ganze Vorderfläche (22) direkt aufgefangen. Dadurch wird der zur Aufnahme der Aufprallenergie zur Verfügung stehende ganze Abstand ausgenutzt.
  • Der Insasse (10) berührt die Vorderfläche (22) mit dem Kopf (12) und dem Brustkorb (14). Da der Airbag (20) jedoch nicht für Brustkorb-Belastung, sondern für Brustkorb- und Kopf-Belastung („Insassen-Belastung") ausgeführt ist, wird eine Kopf- und Halsverletzung auf ein Minimum reduziert. Die kleinen länglichen Einkerbungen (24) begrenzen die Membrankräfte in der Vorderfläche (22), wodurch das Ungleichgewicht der Belastungseigenschaften zwischen Brustkorb-Belastung und Kopf-Belastung deutlich reduziert oder sogar beseitigt wird.
  • Die Vorderfläche (22) des Airbags (20) wird in 2 gezeigt. Die kleinen länglichen Einkerbungen (24) sind in der Vorderfläche (22) horizontal angeordnet, wodurch lokale Vorsprünge (28) dazwischen erzeugt werden. Die kleinen länglichen Einkerbungen (24) können auch auf andere Weise, zum Beispiel vertikal, wie in 3 gezeigt, oder horizontal und vertikal, wie in 4 gezeigt, angeordnet werden.
  • 3 zeigt die Vorderfläche (22) eines Airbags (30) nicht gemäß der Erfindung. Wie erwähnt, sind die kleinen länglichen Einkerbungen (24) bei dieser Ausführungsform vertikal angeordnet und erzeugen lokale Vorsprünge (28) dazwischen.
  • 4 zeigt die Vorderfläche (22) eines Airbags (40) nicht gemäß der Erfindung. Wie erwähnt, sind die kleinen länglichen Einkerbungen (24) bei dieser Ausführungsform horizontal und vertikal angeordnet und erzeugen eine Netzstruktur auf der Vorderfläche (22) mit den lokalen Vorsprüngen (28) zwischen den länglichen Einkerbungen (24).
  • 5 zeigt die Vorderfläche (22) eines Airbags (50) gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Wie erwähnt, sind die kleinen länglichen Einkerbungen (24) nur im Zielbereich für einen Kopf des Insassen (10) horizontal und vertikal angeordnet. Dadurch wird nur im Zielbereich für den Kopf in der Vorderfläche (22) eine Netzstruktur mit lokalen Vorsprüngen (28) zwischen den länglichen Einkerbungen (24) erzeugt.
  • 6 zeigt mehrere Airbags (60, 70, 80, 90, 100) nicht gemäß der Erfindung, die so angeordnet sind, dass ihre Vorderflächen (62, 72, 82, 92, 102) eine gemeinsame Vorderfläche (22) erzeugen und zur Bildung von länglichen Einkerbungen (24) zwischen den Airbags (60, 70, 80, 90, 100) zusammenwirken. Die Airbags sind mittels Nähten (26) aneinander befestigt, wobei die Nähte (26) die kleinen länglichen Einkerbungen (24) bilden. Des Weiteren handelt es sich hier bei der gemeinsamen Vorderfläche (22) um eine im Wesentlichen ebene Fläche, die lokale Vorsprünge (28) umfasst, welche durch die länglichen Einkerbungen (24) begrenzt werden.
  • 7 zeigt eine schematische Darstellung der Kopf-Belastung der Vorderfläche (22) der oben beschriebenen Airbags (20, 30, 40, 50; 60, 70, 80, 90, 100). Sie stellt das Stadium dar, in dem der Kopf (12) einen lokalen Vorsprung (28) zwischen in der Vorderfläche (22) angeordneten Einkerbungen (24) berührt hat. Wie aus 7 hervorgeht, wird, wenn der Kopf (12) auf den lokalen Vorsprung (28), bei dem es sich um einen durch die kleinen länglichen Einkerbungen (24) begrenzten Bereich handelt, aufprallt, der lokale Vorsprung (28) komprimiert, und die sich ergebende Kraft (FKopf) auf den Kopf (12) ist der Airbagdruck (P) multipliziert mit der von dem Kopf berührten Fläche (AKopf). Die Bereiche der Vorderfläche (22), die nicht durch den Kopf (12) belastet werden, sind nicht an der sich ergebenden Kraft (FKopf) auf den Kopf (12) beteiligt und vergrößern diese nicht. Keine überschüssigen Bereiche der Vorderfläche (22) und somit keine zusätzlichen Membrankräfte wirken auf den Kopf (12).
  • Wenn der Kopf (12) nur auf einen Teil eines lokalen Vorsprungs (28), der durch die länglichen Einkerbungen (24) begrenzt wird, aufprallt, wie in 8, bei der es sich um eine schematische Darstellung handelt, gezeigt, ist die zusätzliche Membrankraft (FMembran) nur die durch die überschüssige Gewebefläche (ASeite) des lokalen Vorsprungs (28) erzeugte begrenzte Membrankraft, da die kleinen länglichen Einkerbungen (24) die Membrankraft auf den durch die Einkerbungen (24) begrenzten Bereich begrenzen. Mit anderen Worten, die Membrankräfte sind auf lokal begrenzte Bereiche beschränkt. Infolgedessen sind die Membrankräfte wesentlich reduziert, und die auf den Kopf (12) wirkende Kraft (FKopf) ist der Druck (P) im Airbag multipliziert mit der durch den Kopf (12) berührten Fläche (AKopf) plus der begrenzten Membrankraft (FMembran).
  • Bei einem herkömmlichen Airbag mit einer Vorderfläche (22) ohne längliche Einkerbungen zur Begrenzung der Membrankräfte, wie zum Beispiel in 9 gezeigt, bei der es sich auch um eine schematische Darstellung handelt, ist die auf den Kopf (12) wirkende Kraft (FKopf) der direkte Druck von dem Airbag (P × AKopf) plus den Membrankräften (FMembran), die durch die überschüssigen Gewebeflächen des Airbags, die sich über und zu den Seiten des Kopfs (12) erstrecken, erzeugt werden. Das heißt jedoch, dass ein großes Ungleichgewicht zwischen der Brustkorb-Belastung und der Kopf-Belastung besteht, was zu einer viel größeren auf den Kopf (12) wirkenden Kraft (FKopf) führt.
    • 1
    Windschutzscheibe
    3
    Armaturenbrett
    5
    Sicherheitsgurt
    10
    Insassen
    12
    Kopf
    14
    Brustkorb
    20
    Airbag
    22
    Vorderfläche
    24
    Einkerbung
    26
    Naht
    28
    lokaler Vorsprung
    30
    Airbag
    40
    Airbag
    50
    Airbag
    60
    Airbag
    62
    Vorderfläche
    70
    Airbag
    72
    Vorderfläche
    80
    Airbag
    82
    Vorderfläche
    90
    Airbag
    92
    Vorderfläche
    100
    Airbag
    102
    Vorderfläche

Claims (4)

  1. Insassenschutzanordnung für ein Kraftfahrzeug, das Folgendes umfasst: mindestens einen aufblasbaren Airbag (20) mit einer Vorderfläche (22), die zu einem Insassen (10) weist und sich neben ihm befindet, wenn der Airbag (20) in einem Notfall aufgeblasen und entfaltet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorderfläche (22) bei aufgeblasenem Airbag eine im Wesentlichen ebene Fläche bildet und einen Aufprallbereich umfasst, der aus lokalen Vorsprüngen (28) besteht, die durch längliche Einkerbungen (24) nur in einem Zielbereich für einen Kopf des Insassen (10) begrenzt werden, wobei die Einkerbungen (24) dazu angeordnet sind, die Membrankräfte in der Vorderfläche (22) zu begrenzen und dadurch das Ungleichgewicht der Belastungseigenschaften zwischen Brustkorb-Belastung und Kopf-Belastung zu reduzieren, und wobei die lokalen Vorsprünge (28) in der im Wesentlichen ebenen Fläche liegen.
  2. Insassenschutzanordnung für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die länglichen Einkerbungen (24) im Bereich der Vorderfläche (22) horizontal und vertikal angeordnet sind.
  3. Insassenschutzanordnung für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die länglichen Einkerbungen (24) durch Nähte (26) im Airbag-Gewebe gebildet werden.
  4. Insassenschutzanordnung für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die länglichen Einkerbungen (24) durch Gurte im Airbag gebildet werden.
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