Frontgassack-Modul für ein Kraftfahrzeug
Beschreibung
Technisches Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Frontgassack-Modul für ein Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Das Modul für einen Beifahrer-Gassack befindet sich in der Regel im Armaturen¬ brett oberhalb des Handschuhfaches. Im vollständig expandierten Zustand weist die Gassackhülle einen in Richtung des Beifahrers weisenden Prallbereich und einen Abstützbereich auf, der an Bestandteilen des Fahrzeuges anliegt. Die Gas¬ sackhülle kann hierbei so ausgebildet sein, dass ein Teil des Abstützbereichs an der Innenseite der Windschutzscheibe und ein anderer Teil am Armaturenbrett anliegt.
Ein grundsätzliches Problem beim Einsatz von Gassäcken besteht darin, dass sich nicht in Standard-Sitzposition befindende Insassen (out of position - OoP -) durch den herausschießenden Gassack nicht zu stark, belastet werden dürfen. Einen besonders kritischen Fall stellt hierbei die Situation dar, in der ein Kind von beispielsweise 6 Jahren vorgebeugt auf dem Beifahrersitz sitzt und dessen Kopf sich unmittelbar vor dem Armaturenbrett befindet.
Das Problem des Schutzes von Out-of-Position-lnsassen wird noch dadurch ver¬ schärft, dass beispielsweise von der US-amerikanischen Gesetzgebung ein ver¬ besserter Schutz ungegurteter Insassen gefordert wird, was in der Regel nur durch eine Erhöhung der Gasgeneratorleistung erfüllt werden kann. Die Erhöhung der Gasgeneratorleistung wirkt sich wiederum negativ auf den Schutz des Out-of- Position-Insassen aus. Naheliegend ist daher eine Reduzierung der in den Airbag eingebrachten Gasgeneratorleistungen im Fall eines Out-of-Position-lnsassen. Hierzu gibt es eine Vielzahl von Lösungen, die im wesentlichen eine Gasableitung
aus dem Gassack oder dem Modulgehäuse vorsehen. Diese Lösungen beruhen weitestgehend auf aktiven Systemen, die eine Sensierung der Out-of-Position- Situation erfordern. Der Schwachpunkt solcher Systeme ist die Zuverlässigkeit der Out-of-Position-Sensierung.
Stand der Technik
Aus der EP 1 415 868 A2 ist ein zweilagig aufgebauter Gassack bekannt. Der innere Gassack dient hier zum Öffnen einer Abdeckung des Gassackgehäuses bei sich entfaltendem Gassack.
Gegenstand der Erfindung
Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, ein passiv arbeitendes System zu schaffen, das insbesondere den Schutz eines nach vorne gebeugten Kindes verbessert.
Diese Aufgabe wird durch ein Frontgassack-Modul mit den Merkmalen des An¬ spruchs 1 gelöst.
Der Gassack des erfindungsgemäßen Gassack-Moduls ist zweiteilig mit einer Außenhülle und einer Innenhülle ausgebildet. Die Innenhülle schließt sich hierbei unmittelbar an den Einströmbereich des Gases an, so dass sämtliches Gas oder zumindest ein großer Teil des Gases zunächst den von der Innenhülle umschlos- senen Teilgasraum durchströmen muss, bevor es in den Hauptgasraum gelangt, der sich zwischen Innenhülle und Außenhülle befindet. Das maximale Volumen des Teilgasraums ist gegenüber dem maximalen Volumen des Gesamtgasraums verhältnismäßig gering, d.h., die maximale Ausdehnung der Innenhülle in den Fahrgastraum ist klein im Vergfeich zur maximalen Ausdehnung der Außenhülle.
Wenigstens eine Öffnung in der Innenhülle ist als Leitelement ausgebildet, die das Gas in einen Bereich zwischen Prallbereich und einem unteren Abstützbereich der Außenhülle lenkt. Dies wird dadurch erreicht, dass sich von einem zentralen
Abschnitt der Innenhülle wenigstens ein schlauchartiger Abschnitt (19) erstreckt, dessen offenes Ende, welches die Öffnung bildet, sich bei vollständig expandier¬ tem Gassack im Bereich des dem Insassen zugewandten Endes des Prallab¬ schnitts befindet.
Aufgrund der Tatsache, dass sämtliches Gas, oder zumindest ein großer Teil des Gases, durch den von der Innenhülle umschlossenen Teilgasraum strömt, herrscht hier der größte Druck innerhalb des Gesamtgasraums. Bei geeigneter Ventilation kann der Druck im Teilgasraum deutlich höher als der Druck im Hauptgasraum sein. Dadurch, dass die Ausdehnung der Innenhülle relativ klein ist, ist das Verletzungsrisiko für ein vornüber gebeugtes Kind selbst dann gering, wenn dessen Kopf auf einem vorderen Abschnitt des Armaturenbrettes aufliegt. Dennoch kann die Innenhülle verhindern, dass der Kopf des Kindes in Kontakt zur Windschutzscheibe kommt.
Dadurch, dass ein Kontakt des Kopfes des Kindes selbst dann ausgeschlossen werden kann, wenn das Kind ungegurtet ist, kann die Entfaltung der Außenhülle mit relativ geringer Kraft erfolgen, so dass der Oberkörper des Kindes mit verhält¬ nismäßig geringer Kraftein leitung in eine aufrechte Position gedrückt werden kann. Dies wird insbesondere dadurch erreicht, dass das Gas ganz oder teilweise zunächst in einen unteren Bereich der sich entfaltenden Außenhülle gelenkt wird. Durch geeignete Formgebung der Innenhülle kann hierbei der Gasstrom so ge¬ lenkt werden, dass die Entfaltung der Außenhülle in einer Art und Weise erfolgt, die für den OoP-Insassen schonend ist. Hierfür ist es insbesondere bevorzugt, dass zwei gasleitende Öffnungen in der Innenhülle vorhanden sind, die das Gas links und rechts eines Zentralbereichs in den Hauptgasraum einleiten. Liegt keine Out-of-Position-Situation vor, kann sich der Gassack also frei entfalten, ist das Vorhandensein der Innenhülie von außen her nicht merklich.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den weiteren Unteran¬ sprüchen sowie aus dem nun mit Bezug auf die Figuren näher dargestellten Aus¬ führungsbeispiel. Hierbei zeigen:
- A -
Kurzbeschreibunα der Zeichnungen
Figuren 1-5 die Entfaltung eines eine Innenhülle aufweisenden Gassacks bei Vorhandensein eines vornüber gebeugten Dummys eines ca. 6-jährigen Kindes,
Figur 5a einen Schnitt entlang der Ebene B-B aus Figur 5.
Figuren 6-10 ein Frontgassack-Modul gemäß des beschriebenen Ausfüh¬ rungsbeispiels in einer der Figuren 1-5 entsprechenden Dar¬ stellung und Figur 11 einen Schnitt entlang der Ebene A-A aus Figur 10.
Die Figuren 1 bis 5 zeigen ein Frontgassack-Modul, dessen Gassack eine Au¬ ßenhülle und eine Innenhülle aufweist, und seine Wirkungsweise bei Vorhanden- sein eines ein 6-jähriges Kind repräsentierenden Dummys D, welcher vornüber gebeugt auf dem Beifahrersitz sitzt. Zunächst werden die Bestandteile des Front¬ gassack-Moduls mit Bezug auf die Figur 5 erläutert:
Das Gassack-Modul weist ein im Armaturenbrett A untergebrachtes Gassackge- häuse 10 mit einem Gasgenerator 12 auf. Der Gassack besteht aus einer Außen¬ hülle 14 und einer Innenhülle 16. Die Innenhülle 16 schließt sich unmittelbar an das Gassack-Gehäuse 10 an, so dass sämtliches vom Gasgenerator 12 kom¬ mende Gas durch den von der Innenhülle 16 umschlossenen Teilgasraum 17 strömen muss. Von dort aus strömt das Gas durch gasleitende Öffnungen 18 in den sich zwischen Innenhülle 16 und Außenhülle 14 befindenden Hauptgasraum 15. Der Gesamtgasraum ist also in den Hauptgasraum 15 und den Teilgasraum 17 unterteilt.
Die Außenhülle 14 weist in der Regel wenigstens eine Ventilationsöffnung auf, durch die das Gas abströmt. Hierdurch wird der Druck im Hauptgasraum 15 be¬ grenzt. Dadurch, dass das Gas zunächst in den Teilgasraum 17 strömt und von da in den Hauptgasraum 15 gelangt, aus welchem es erst dann wieder entwei¬ chen kann, ist der Druck im Teilgasraum 17 höher als im Hauptgasraum 15. Die
Gasgenerator-Leistung und Ventilationsöffnung werden in der Regel so dimensio¬ niert, dass der Druck im Hauptgasraum 15 dem eines "normalen" Beifahrer- Gassacks entspricht. Fällt in einer Standard-Situation der gegurtete oder unge- gurtete Insasse in den vollständig expandierten Gassack, reagiert dieser wie ein gewöhnlicher Gassack. Das Vorhandensein der Innenhülle 16 ist nicht zu spüren.
Die Verbesserung kommt in Out-of-Position-Situationen, insbesondere bei Out-of- Position-Positionen von Kindern, zum Tragen. In den Figuren 1 bis 5 ist das Ver¬ halten des Systems dargestellt, wenn ein Dummy, der ein 6-jähriges Kind reprä- sentiert, zu Beginn der Gassack-Entfaltung vornüber gebeugt auf dem Armatu¬ renbrett aufliegt.
Wie in Figur 1 gezeigt, entfaltet sich zunächst sehr schnell die Innenhülle 16, die den relativ kleinen Teilgasraum 17 umschließt. Hierdurch wird ein Auftreffen des Kopfes des Dummys D auf der Windschutzscheibe W zuverlässig verhindert. Da¬ durch, dass der Teilgasraum 17 relativ klein ist, ist die Krafteinwirkung der sich entfaltenden Innenhülle 16 auf den Kopf trotz des hohen Innendruckes gering. Der Teilgasraum hat einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt.
Wie in Figur 1 gezeigt, liegt der Kopf an der Innenhülle 16 und somit auch an der Außenhülle 14 an und klemmt die Außenhülle 14 ein. Hierdurch kann sich die Au¬ ßenhülle 14 nicht nach oben hin ausdehnen und beginnt sich deshalb zunächst, wie insbesondere in den Figuren 2 und 3 zu sehen ist, nach vorne und nach unten auszudehnen. Hierdurch entfaltet sich die Außenhülle 14 zwischen Armaturen- brett A und dem Dummy D, so dass der Oberkörper des Dummys nach und nach mit relativ geringer Kraft in eine aufrechte Position gedrückt wird. Diese Art der Entfaltung wird wesentlich durch die Position der gasleitenden Öffnungen 18 un¬ terstützt. Die gasleitenden Öffnungen befinden sich an einer Stelle der Innenhülle 16, die an den unteren Abstützbereich 14c der Außenhülle grenzt. Hierdurch ist der Gasstrom in einen Bereich gerichtet, der sich zwischen dem Prallbereich 14a und dem unteren Abstützbereich 14c befindet. Der Hauptgasraum wird hierdurch in gewisser Weise von unten nach oben gefüllt. Im gezeigten Ausführungsbeispiel
sind noch weitere Öffnungen 18a in der Innenhülle vorhanden, die einen Teil des Gases seitlich in den Hauptgasraum strömen lassen.
Wie man anhand Figur 5a sieht, sind zwei gasleitende Öffnungen 18 in der In- nenhülle 16 vorhanden. Diese sind so angeordnet, dass sich zwei Gasströme links und rechts eines zentralen Bereichs 15a im Hauptgasraum 15 ausbreiten. Dies bewirkt eine zusätzliche Entlastung des Kopf- und Brustbereichs des Dum- mys beziehungsweise des Insassen, da der Dummy/Insasse nicht direkt ange¬ strömt wird.
In einem zentralen Bereich 15a sind unterer Abstützbereich 14c und Prallbereich 14a über Opfernähte 20 miteinander vernäht. Diese reißen während der Gassak- kentfaltung auf, wobei Energie in diesem Abschnitt dissipiert wird. Dies führt zu einer weiteren Schonung insbesondere des Brustbereichs des Insassen.
Durch den zweischaligen Aufbau wird also erreicht, dass trotz der Bereitstellung der hohen Rückhaltekraft in einer Anfangsphase die Krafteinleitung in den Insas¬ sen vergleichsweise sanft erfolgt.
Beschreibung eines bevorzugten Ausführunαsbeispiels
Die Figuren 6 bis 11 zeigen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Hier ist die belastungsarme Krafteinleitung im Falle einer Out-of-Position-Situation gegenüber dem eben Beschriebenen noch verbessert. Die Innenhülle 16 weist einen zentra- len Abschnitt 16a und zwei sich von diesem zentralen Abschnitt 16a erstreckende schlauchartige Abschnitte, im folgenden als Schlauchabschnitte 19 bezeichnet, auf. Die beiden Schlauchabschnitte 19 erstrecken sich links und rechts des zen¬ tralen Bereichs 15a des Hauptgasraums 15. Die Schlauchabschnitte 19, deren Stirnseiten offen sind und somit die gasleitenden Öffnungen 18 der Innenhülle 16 bilden, enden in der Nähe des Prallbereichs 14a der Außenhülle 14 und zwar in einem Übergangsbereich zwischen dem Prallbereich 14a und dem unteren Ab¬ stützbereich 14c, der am Armaturenbrett A anliegt. Hierdurch wird, wie insbeson¬ dere in den Figuren 8 und 9 zu erkennen ist, die Entfaltung der Außenhülle 14 von
unten her besonders unterstützt, so dass der Kopf des Insassen zusätzlich entla¬ stet wird.
Dadurch, dass sich die beiden Schlauchabschnitte 19 links und rechts des Zen- tralbereichs des Hauptgasraums erstrecken, spürt der Brustbereich des Insassen nur den Innendruck des Hauptgasraums und nicht den höheren Druck des Teil¬ gasraums 17. Eine direkte Anströmung des Insassen erfolgt nicht.
Es kann sinnvoll sein die Schlauchabschnitte mit der Außenhülle 14, insbesonde- re mit dem unteren Abstützbereich 14 zu verbinden, beispielsweise zu vernähen.
Auch hier können Opfernähte 20 wie oben beschrieben vorhanden sein.
Da das Vorhandensein der Innenhülle 16 bei vollständig expandierter Außenhülle 14 nicht spürbar sein soll, muss das Volumen des Teilgasraums 17 wesentlich geringer als das Volumen des Gesamtgasraums sein. Vorzugsweise beträgt das Volumen weniger als 25% des Gesamtvolumens.
Bezugszeichenliste
10 Gassackgehäuse
12 Gasgenerator
14 Außenhülle
14a Prallbereich
14b oberer Abstützbereich
14c unterer Abstützbereich
15 Hauptgasraum
15a zentraler Bereich
16 Innenhülle
16a zentraler Abschnitt
17 Teilgasraum
18 Öffnung
18a weitere Öffnung
19 Schlauchabschnitt
20 Opfernähte
A Armaturenbrett
W Windschutzscheibe
D Dummy