WO2022243240A1 - Fahrzeuginsassenrückhaltesystem mit einem beifahrergassack - Google Patents

Fahrzeuginsassenrückhaltesystem mit einem beifahrergassack Download PDF

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WO2022243240A1
WO2022243240A1 PCT/EP2022/063179 EP2022063179W WO2022243240A1 WO 2022243240 A1 WO2022243240 A1 WO 2022243240A1 EP 2022063179 W EP2022063179 W EP 2022063179W WO 2022243240 A1 WO2022243240 A1 WO 2022243240A1
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passenger airbag
vehicle occupant
vehicle
restraint system
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PCT/EP2022/063179
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Naoki Ando
Xu Yang
Ahmad Hafizi
Hidekazu Iida
Harish Kumar Reddy Tummala
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Zf Automotive Japan Co Ltd
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ZF Automotive Germany GmbH
Zf Automotive Japan Co Ltd
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Definitions

  • the invention relates to a vehicle occupant restraint system with a passenger airbag.
  • Gas bags are well suited to catching vehicle occupants in the event of a vehicle impacting an obstacle and thus protecting them from injury. However, efforts are still being made to further reduce, in particular, the load on the occupant's head in the event of an oblique impact.
  • the object of the invention is to provide improved protection for a passenger's head.
  • a vehicle occupant restraint system which has a passenger airbag with a first and a second inflatable chamber, the second chamber being provided for catching the head of a vehicle occupant assigned to the passenger airbag.
  • the first chamber In a completely inflated state of the passenger airbag arranged in a vehicle, the first chamber has a higher internal pressure than the second chamber.
  • the first chamber In an impact surface of the passenger airbag, the first chamber has a V-shape with two arms and a tip when viewed along a vehicle front-rear direction, the second chamber being arranged between the arms of the V and the tip of the V points downward with respect to a vehicle vertical direction.
  • the V-shape can at least largely prevent the head from evading sideways, particularly in the event of an oblique impact and from twisting the head.
  • the head is centered on the second chamber by the arms of the V. Due to the lower internal pressure, the impact surface in the area of the second chamber yields, so that the head can dip into the second chamber. In this way, the load acting on the head of the vehicle occupant can be kept as low as possible.
  • the first chamber is preferably arranged in such a way that it offers an impact surface for the shoulders, torso and possibly the lower body of the vehicle occupant.
  • the internal pressure of the second chamber should be chosen so low that the second chamber is compliant to allow head immersion.
  • the internal pressure of the first chamber should be chosen so high that this chamber remains rigid and dimensionally stable while the vehicle occupant hits the passenger airbag.
  • the angle at which the arms of the V of the first chamber enclose the second chamber can be, for example, about 60° to 85° and is preferably less than 90°.
  • the arms of the first chamber also serve as a catching surface and to stabilize the shoulder area of the vehicle occupant and also offer protection against twisting of the shoulder area in the event of an oblique impact. It is therefore advantageous if the arms in the vertical direction of the vehicle reach into the shoulder area of the associated vehicle occupant.
  • the portion of the passenger airbag formed by the apex of the V may be intended to cushion a torso and/or lower body of the vehicle occupant. As a result, a certain level of protection can also be achieved for vehicle occupants who are not wearing seat belts.
  • the first chamber preferably has a larger volume than the second chamber, since it must both stabilize the passenger airbag and do the main part of the containment work.
  • the filling volume of the first chamber can be, for example, about 1.5 to 4 times as large as that of the second chamber.
  • the baffle preferably consists of sections of an outer wall of the first or second chamber.
  • the portion of the outer wall of the second chamber at the baffle is, in one possible example, triangular to kite-shaped, with the apex of the triangle pointing downwards and the side surfaces joining the inside of the arms of the V of the first chamber, providing a suitable catching surface for the head is formed.
  • the height of the second chamber on the impact surface may be about 30% to 80% of the total height of the impact surface from the top of the V along the vehicle vertical direction, while the height of the first chamber is correspondingly about 70% to 20% of the total height.
  • the arms of the V of the first chamber can protrude at least in sections over the second chamber along the longitudinal direction of the vehicle when the front passenger airbag is in the completely inflated state.
  • the arms form side walls in the upper area, which represent a lateral boundary and support the head and lead to the first chamber.
  • the second chamber is surrounded on three sides by the first chamber in an upper side of the passenger airbag adjoining the impact surface.
  • the second chamber can partially protrude beyond the first chamber in the vertical direction of the vehicle.
  • the portion of the second chamber at the top is triangular, for example, with an apex of the triangle pointing toward the windshield of the vehicle and one side of the triangle adjoining the upper side of the triangular or kite-shaped portion of the second chamber in the impact surface.
  • the upper side of the second chamber is surrounded by the first chamber in a U-shape, the U being open towards the vehicle occupant.
  • the widest point of the second chamber in relation to a vehicle transverse direction is, for example, at the transition from the impact surface to the top.
  • the filling gas for the passenger airbag is usually supplied by a gas generator which is present in the vehicle occupant restraint system.
  • the gas generator is preferably only in direct flow communication with the first chamber.
  • the second chamber is only filled indirectly via the first chamber and does not have its own direct connection to a gas generator. This makes it easy to set a lower internal pressure for the second chamber than for the first chamber.
  • At least one valve can be arranged between the first and the second chamber, which valve only allows a gas flow from the first into the second chamber and which forms the only flow connection between the first and the second chamber. This makes it easy to regulate the internal pressure of the second chamber.
  • valve it is possible for the valve to form the only outflow opening from the first chamber in order to be able to keep the internal pressure of the first chamber at a high level for as long as possible.
  • the valve is in particular a check valve. If necessary, it would also be conceivable to provide a closable or a permanently open overflow opening instead of the valve.
  • At least one outlet opening is preferably arranged in an outer wall of the second chamber.
  • This outlet opening is advantageously permanently open, so that gas can flow out of the second chamber with little flow resistance and the internal pressure of the second chamber remains at a low level throughout the restraint situation.
  • the internal pressure of the second chamber can be adjusted via the size and/or number of the outlet openings.
  • the outlet opening is arranged, for example, on the upper side of the passenger airbag.
  • the first and second chambers are preferably separated from one another within the passenger airbag by an inner wall, with the first chamber directly adjoining the second chamber.
  • the valve is advantageously located in the inner wall.
  • the outer wall of the passenger airbag is formed by the outer sides of the first and second chambers, while the inner wall lies between the first and second chambers inside the passenger airbag.
  • the inner wall can also assume the function of tethers for shaping and stabilizing the shape of the passenger airbag.
  • the second chamber may be wedge or teardrop shaped when inflated, with the majority of the second chamber lying inside the passenger airbag.
  • the second chamber forms neither an independent further inflatable bag placed as a separate chamber on the gas bag formed by the first chamber, nor merely a fabric flap placed on the outer wall of the first chamber.
  • the second chamber when inflated and installed, protrudes with its sections defining the impact surface towards the rear of the vehicle, i.e. against the direction of travel, with the sections of the impact surface formed by the second chamber, so that the impact surface has a central indentation when viewed from above has the offset second chamber, with which the occupant is additionally stabilized in the lateral direction.
  • the second chamber can protrude upwards in the area of the impact surface in relation to the arms and, seen in the direction of travel, define an elevation on the airbag.
  • the first chamber forms a kind of base of the gas bag, from which the arms extend upwards.
  • the second chamber is received between the arms and protrudes upwards over the arms.
  • FIG. 1 shows a schematic perspective illustration of a completely filled passenger airbag of a vehicle occupant restraint system according to the invention in the position arranged in a vehicle;
  • FIG. 2 shows the passenger airbag from FIG. 1 in a plan view on its upper side
  • FIG. 3 shows a schematic side view of a vehicle occupant restraint system according to the invention with the passenger airbag from FIG. 1;
  • FIG. 4 shows a schematic side view of the passenger airbag from FIG. 1 in the completely inflated state
  • FIG. 5 shows a schematic top view of the passenger airbag from FIG. 1 in the completely inflated state
  • FIGs 6 to 11 the gas flow during the filling of the passenger airbag from Figure 1.
  • Figures 1 to 5 show a passenger airbag 10 of a vehicle occupant restraint system 12.
  • the passenger airbag 10 is assigned to an individual vehicle occupant 14, here a passenger, and before it is unfolded it is accommodated in an instrument panel 16 of the vehicle (only indicated schematically).
  • the passenger airbag 10 lies along a vehicle longitudinal direction L between the instrument panel 16 and the vehicle occupant 14 and extends along a vehicle vertical direction H up to a windshield 18 of the vehicle in order to support itself on the windshield 18 and instrument panel 16.
  • FIG. 1 shows the inflated passenger airbag 10 in a view along the longitudinal direction L of the vehicle, so that essentially an impact surface 20 can be seen, which serves to catch the vehicle occupant 14 .
  • FIG. 2 shows the passenger airbag 10 in a plan view along the vertical direction H of the vehicle, an upper side 22 being shown essentially.
  • FIG. 3 shows the passenger airbag 10 in a side view along a transverse direction Q of the vehicle. It can also be seen here that the impact surface 20 faces the vehicle occupant 14 while the upper side 22 is supported on the windshield 18 .
  • the entire interior volume of the passenger airbag 10 is formed by a first inflatable chamber 24 and a second inflatable chamber 26 .
  • the internal pressure of the second chamber 26 is lower than that of the first chamber 24.
  • the second chamber 26 is arranged such that it catches a head 28 of the vehicle occupant 14 when the latter dips into the passenger airbag 10 .
  • the impact surface 20 is composed of an approximately V-shaped section 30 of an outer wall of the first chamber 24 and an approximately triangular to kite-shaped section 32 of an outer wall of the second chamber 26, as can be seen in FIG.
  • the V-shaped section 30 is arranged below the section 32 with respect to the vertical direction H of the vehicle, the section 32 lying between the two arms 34 of the V.
  • the internal pressure in the first chamber 24 is chosen so high that the passenger airbag 10 remains dimensionally stable when the vehicle occupant 14 dives in, the arms 34 being arranged in such a way that they support a shoulder area 36 of the vehicle occupant 14 .
  • the two arms 34 converge to form a tip 38, which catches the torso 40 and/or lower body of the vehicle occupant 10 when the vehicle occupant dives in (see FIG. 1).
  • the first chamber 24 forms a kind of base of the gas bag 10, from which the plate-shaped arms 34 extend upwards.
  • the second chamber 26 is accommodated between the arms 34 and projects upwards over the arms 34 .
  • the arms 34 run towards each other towards the front of the vehicle, seen in plan view, and merge into one another in an arc (see FIG. 2).
  • the arms extend inwardly around the lateral edges of the second chamber 26.
  • the internal pressure of the second chamber 26 is chosen to be significantly lower, so that the section 32 yields when the head 28 hits it and the head 28 can dip into the impact surface 20 .
  • the higher internal pressure of the arms 34 of the first chamber 24 stabilizes the passenger airbag 10.
  • the upper ends of the arms 34 protrude a little beyond the section 32 along the longitudinal direction L of the vehicle, as is shown in FIGS.
  • the arms 34 develop an additional steering effect on the head 28 and limit its sideways movement and guide it into the center of the section 32 without additional twisting even in the event of an oblique impact. This is indicated in FIG.
  • Figure 2 shows that the upper side 22 of the passenger airbag 10 is composed of a section 42 of the outer wall of the first chamber 24 and a section 44 of the outer wall of the second chamber 26, the section 44 being triangular and the section 42 the section 44 U- surrounds shaped, with the open side of the U facing the vehicle occupant 14.
  • the side surfaces and the back of the passenger airbag 10 do not have any parts of the outer wall of the second chamber 26 here, but are formed exclusively by sections of the outer wall of the first chamber 24 .
  • the second chamber 26 is designed in the shape of a wedge or drop and protrudes, so to speak, from the top 22 into the passenger airbag 10 in.
  • the outer wall of the passenger airbag 10 is composed exclusively of sections of the outer wall of the first chamber 24 and the outer wall of the second chamber 26 . Further inflatable chambers are not provided in the passenger airbag 10 in this example.
  • the second chamber 26 protrudes far into the interior of the passenger airbag 10 .
  • the height of section 32 of second chamber 26 along vehicle vertical direction H on impact surface 20 accounts for 30-80% of the total height of impact surface 20 .
  • the arms 34 of the first chamber 26 here enclose an angle a of less than 90°, for example between 60° and 85°.
  • the extent of the section 32 along the vehicle transverse direction Q is equal to or greater than the dimension of the two arms 34 together, so that the section 32 of the second chamber 26 is wider than the head 28 of the vehicle occupant 14.
  • the filling volume of the first chamber 24 is larger than that of the second chamber 26.
  • the first chamber 24 and the second chamber 26 are directly connected to one another inside the passenger airbag 10 along an inner wall 46 or, in other words, they directly adjoin one another, with the inner wall 46 being at least largely gas-tight.
  • the inner wall 46 runs along the boundary to the impact surface 20 along the inside of the arms 34 and on the upper side 22 along the inside of the U (see Figure 2) and extends from there downwards into the depth of the passenger airbag 10, as in FIGS Figures 3 and 4 can be seen.
  • a conventional gas generator 48 is provided, which is in direct flow connection with the first chamber 24 and is inserted into it here (see FIGS. 4 to 11).
  • the second chamber 26 is connected to the first chamber 24 solely through one or more overflow openings 50 in the inner wall 46, es there is therefore no direct flow connection from the gas generator 48 to the second chamber 26.
  • a single overflow opening 50 is provided, in which a valve 52 is arranged (not shown in detail), which only allows gas to flow from the first chamber 24 into the second chamber 26 .
  • the valve 52 is a check valve that prevents gas from flowing back into the first chamber 24 .
  • An outlet opening 54 through which gas can escape from the second chamber 26 is arranged in the outer wall of the second chamber 26 .
  • the outlet opening 54 is arranged here at the transition from the impact surface 20 to the upper side 22 and is permanently open in this example.
  • the size, number and gas permeability of the overflow openings 50 or of the valve 52 and the outlet openings 54 determine the internal pressure that is established in the second chamber 26 when the gas generator 48 is activated.
  • filling gas initially flows exclusively into the first chamber 26, as the arrows 1 in FIGS. 6 and 7 illustrate. From there, the filling gas passes through the overflow opening 50 and the valve 52 into the second chamber 26 (see arrow 2 in FIGS. 8 and 9).
  • Part of the filling gas can escape from the second chamber 26 through the outflow opening 54 (see arrow 3 in FIGS. 10 and 11).
  • the vehicle occupant 14 can also be caught in the event of an oblique impact in such a way that his head 28 experiences only very small rotational loads.
  • the first chamber 24 with its sections defining the impact surface protrudes towards the rear of the vehicle, i.e. opposite to the direction of travel, with the sections of the impact surface formed by the second chamber 26, so that the impact surface in has a central indentation through the offset second chamber 26 in plan view, providing additional lateral stability to the occupant.
  • the second chamber 26 can protrude upwards in the area of the impact surface in relation to the arms (see FIG. 1) and define an elevation on the gas bag as seen in the direction of travel.
  • the first chamber 24 forms a kind of base of the gas bag, from which the arms 34 extend upwards.
  • the second chamber 26 is accommodated between the arms 34 and projects upwards over the arms 34 .

Landscapes

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

Ein Fahrzeuginsassenrückhaltesystem hat einen Beifahrergassack (10), der eine erste und eine zweite aufblasbare Kammer (24, 26) aufweist, wobei die zweite Kammer (26) dazu vorgesehen ist, den Kopf (28) eines dem Beifahrergassack (10) zugeordneten Fahrzeuginsassen (14) aufzufangen. In einem in einem Fahrzeug angeordneten und vollständig befüllten Zustand des Beifahrergassacks (10) weist die erste Kammer (24) einen höheren Innendruck auf als die zweite Kammer (26). In einer Prallfläche (20) des Beifahrergassacks (10), betrachtet entlang einer Fahrzeuglängsrichtung (L), weist die erste Kammer (24) eine V-Form mit zwei Armen (34) und einer Spitze (38) auf, wobei die zweite Kammer (26) zwischen den Armen (34) des V angeordnet ist, und die Spitze (38) des V bezüglich einer Fahrzeughochrichtung (H) nach unten weist.

Description

Fahrzeuginsassenrückhaltesystem mit einem Beifahrergassack
Die Erfindung betrifft ein Fahrzeuginsassenrückhaltesystem mit einem Beifahrergassack.
Gassäcke sind gut dazu geeignet, Fahrzeuginsassen bei einem Aufprall eines Fahrzeugs auf ein Hindernis aufzufangen und so vor Verletzungen zu schützen. Jedoch werden weiterhin Bestrebungen unternommen, um insbesondere die Belastung für den Kopf des Insassen bei einem schrägen Aufprall noch weiter zu reduzieren.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen verbesserten Schutz für den Kopf eines Beifahrers zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch ein Fahrzeuginsassenrückhaltesystem gelöst, das einen Beifahrergassack mit einer ersten und einer zweiten aufblasbaren Kammer aufweist, wobei die zweite Kammer dazu vorgesehen ist, den Kopf eines dem Beifahrergassack zugeordneten Fahrzeuginsassen aufzufangen. In einem in einem Fahrzeug angeordneten vollständig gefüllten Zustand des Beifahrergassacks hat die erste Kammer einen höheren Innendruck als die zweite Kammer. In einer Prallfläche des Beifahrergassacks weist die erste Kammer betrachtet entlang einer Fahrzeuglängsrichtung eine V-Form mit zwei Armen und einer Spitze auf, wobei die zweite Kammer zwischen den Armen des V angeordnet ist, und die Spitze des V bezüglich einer Fahrzeughochrichtung nach unten weist.
Die V-Form kann ein seitliches Ausweichen des Kopfs insbesondere bei einem Schrägaufprall und ein Verdrehen des Kopfes zumindest weitgehend verhindern. Der Kopf wird durch die Arme des V auf die zweite Kammer zentriert. Aufgrund des geringeren Innendrucks gibt die Prallfläche im Bereich der zweiten Kammer nach, sodass der Kopf in die zweite Kammer eintauchen kann. So kann die auf den Kopf des Fahrzeuginsassen wirkende Belastung möglichst gering gehalten werden.
Die erste Kammer ist dabei vorzugsweise so angeordnet, dass sie eine Aufprallfläche für Schultern, Torso und gegebenenfalls den Unterkörper des Fahrzeuginsassen bietet.
Der Innendruck der zweiten Kammer sollte so gering gewählt sein, dass die zweite Kammer nachgiebig ist, um ein Eintauchen des Kopfs zu ermöglichen. Der Innendruck der ersten Kammer ist hingegen so hoch zu wählen, dass diese Kammer steif und formstabil bleibt, während der Fahrzeuginsasse auf den Beifahrergassack auftrifft.
Der Winkel, in dem die Arme des V der ersten Kammer die zweite Kammer einschließen, kann beispielsweise etwa 60° bis 85° betragen und ist vorzugsweise kleiner als 90°.
Generell dienen die Arme der ersten Kammer auch als Auffangfläche und zur Stabilisierung des Schulterbereichs des Fahrzeuginsassen und bieten auch einen Schutz vor einem Verdrehen des Schulterbereichs bei einem Schrägaufprall. Daher ist es vorteilhaft, wenn die Arme in Fahrzeughochrichtung bis in den Schulterbereich des zugeordneten Fahrzeuginsassen reichen.
Der Bereich des Beifahrergassacks, der durch die Spitze des V gebildet ist, kann dazu vorgesehen sein, einen Torso und/oder Unterkörper des Fahrzeuginsassen aufzufangen. Hierdurch lässt sich ein gewisser Schutz auch für nicht angegurtete Fahrzeuginsassen erreichen.
Die erste Kammer hat bevorzugt ein größeres Volumen als die zweite Kammer, da sie sowohl den Beifahrergassack stabilisieren als auch den Hauptanteil der Auffangarbeit leisten muss. Das Füllvolumen der ersten Kammer kann beispielsweise etwa 1, 5 bis 4 mal so groß sein wie das der zweiten Kammer.
Die Prallfläche besteht vorzugsweise aus Abschnitten einer Außenwand der ersten der zweiten Kammer. Der Anteil der Außenwand der zweiten Kammer an der Prallfläche ist in einem möglichen Beispiel dreieckig bis drachenförmig, wobei die Spitze des Dreiecks nach unten weist und sich die Seitenflächen an die Innenseite der Arme des V der ersten Kammer anschließen, sodass eine passende Auffangfläche für den Kopf gebildet ist. Es sind in diesem Beispiel bevorzugt keine weiteren Zuschnittsteile außer einem V-förmigen Anteil der ersten Kammer und einem dreieckigen oder drachenförmigen Anteil der zweiten Kammer auf der Prallfläche vorhanden.
Die Höhe der zweiten Kammer auf der Prallfläche kann von der Spitze des V entlang der Fahrzeughochrichtung etwa 30 % bis 80 % der Gesamthöhe der Prallfläche betragen, während die Höhe der ersten Kammer dementsprechend etwa 70 % bis 20 % der Gesamthöhe ausmacht.
Um die Rückhaltewirkung für den Kopf noch zu verbessern, können in dem im Fahrzeug angeordneten vollständig gefüllten Zustand des Beifahrergassacks die Arme des V der ersten Kammer entlang der Fahrzeuglängsrichtung zumindest abschnittsweise über die zweite Kammer vorstehen. So bilden die Arme im oberen Bereich Seitenwangen, die eine seitliche Begrenzung darstellen und den Kopf abstützen und hin zur ersten Kammer führen.
In einer an die Prallfläche anschließenden Oberseite des Beifahrergassacks ist die zweite Kammer in einer möglichen Ausführungsform an drei Seiten von der ersten Kammer umgeben. Dabei kann die zweite Kammer in Fahrzeughochrichtung teilweise über die erste Kammer hinausragen.
In Draufsicht auf den Beifahrergassack ist der Anteil der zweiten Kammer an der Oberseite beispielsweise dreieckig, wobei eine Spitze des Dreiecks zur Windschutzscheibe des Fahrzeugs weist und sich eine Seite des Dreiecks an die obere Seite des dreieckigen oder drachenförmigen Anteils der zweiten Kammer in der Prallfläche anschließt. In diesem Fall ist die zweite Kammer auf der Oberseite U-förmig von der ersten Kammer umgeben, wobei das U zum Fahrzeuginsassen hin geöffnet ist.
Die breiteste Stelle der zweiten Kammer bezogen auf eine Fahrzeugquerrichtung befindet sich beispielsweise am Übergang von der Prallfläche zur Oberseite. Das Füllgas für den Beifahrergassack wird in der Regel wie herkömmlich bekannt durch einen Gasgenerator geliefert, der im Fahrzeuginsassen rückhaltesystem vorhanden ist. Der Gasgenerator steht vorzugsweise nur mit der ersten Kammer in direkter Strömungsverbindung. In diesem Fall wird die zweite Kammer nur indirekt über die erste Kammer befüllt und besitzt keine eigene, direkte Verbindung zu einem Gasgenerator. Dies erlaubt auf einfache Weise, für die zweite Kammer einen geringeren Innendruck einzustellen als für die erste Kammer.
Zwischen der ersten und der zweiten Kammer kann zumindest ein Ventil angeordnet sein, das ausschließlich eine Gasströmung von der ersten in die zweite Kammer zulässt und das die einzige Strömungsverbindung zwischen der ersten und der zweiten Kammer bildet. So lässt sich der Innendruck der zweiten Kammer einfach regulieren.
Es ist möglich, dass das Ventil die einzige Ausströmöffnung aus der ersten Kammer bildet, um den Innendruck der ersten Kammer möglichst lange auf hohem Niveau halten zu können.
Das Ventil ist insbesondere ein Rückschlagventil. Es wäre gegebenenfalls auch denkbar, anstelle des Ventils eine verschließbare oder eine permanent offene Überströmöffnung vorzusehen.
Damit aus der zweiten Kammer Gas abströmen kann, ist bevorzugt in einer Außenwand der zweiten Kammer zumindest eine Auslassöffnung angeordnet.
Diese Auslassöffnung ist vorteilhaft permanent offen, sodass Gas aus der zweiten Kammer mit geringem Strömungswiderstand abströmen kann und der Innendruck der zweiten Kammer während der gesamten Rückhaltesituation auf einem niedrigen Niveau bleibt.
Über Größe und/oder Anzahl der Auslassöffnungen lässt sich der Innendruck der zweiten Kammer einstellen.
Die Auslassöffnung ist beispielsweise auf der Oberseite des Beifahrergassacks angeordnet. Die erste und die zweite Kammer sind innerhalb des Beifahrergassacks vorzugsweise durch eine innere Wand voneinander getrennt, wobei die erste Kammer unmittelbar an die zweite Kammer angrenzt.
Das Ventil ist vorteilhaft in der inneren Wand angeordnet.
Die Außenwand des Beifahrergassacks ist durch die Außenseiten der ersten und der zweiten Kammer gebildet, während die innere Wand zwischen der ersten und der zweiten Kammer im Inneren des Beifahrergassacks liegt. Die innere Wand zwischen der ersten und der zweiten Kammer längs der Grenze zur Prallfläche insbesondere der V-Form der ersten Kammer. Neben einer strömungsmäßigen Trennung der ersten oder zweiten Kammer kann die innere Wand auch die Funktion von Fangbändern zur Formgebung und Stabilisierung der Form des Beifahrergassacks übernehmen.
Es ist auch möglich, die innere Wand zusätzlich durch Fangbänder in der gewünschten Position zu fixieren.
Die zweite Kammer kann aufgeblasen keil- oder tropfenförmig sein, wobei der Großteil der zweiten Kammer im Inneren des Beifahrergassacks liegt.
Es ist möglich, dass nur die Prallfläche und die Oberseite jeweils einen Wandabschnitt der ersten und der zweiten Kammer aufweisen, der Teil der Außenwand des Beifahrergassacks ist.
Die zweite Kammer bildet weder einen eigenständigen, als separate Kammer auf den durch die erste Kammer gebildeten Gassack aufgesetzten weiteren aufblasbaren Sack noch lediglich einen auf die Außenwand der ersten Kammer aufgesetzten Gewebelappen.
Im aufgeblasenen und eingebauten Zustand steht, gemäß einer Variante, die zweite Kammer mit ihren die Prallfläche definierenden Abschnitten gegenüber dem durch die zweite Kammer gebildeten Abschnitten der Prallfläche in Richtung Fahrzeugheck, also entgegen der Fahrtrichtung vor, so dass die Prallfläche in Draufsicht eine mittige Einbuchtung durch die versetzte zweite Kammer hat, womit der Insasse in Seitenrichtung zusätzlich stabilisiert wird. Ferner kann die zweite Kammer im Bereich der Prallfläche gegenüber den Armen nach oben vorstehen und eine, in Fahrrichtung gesehen, Erhebung am Gassack definieren.
Die erste Kammer bildet eine Art Sockel des Gassacks, von dem aus sich die Arme nach oben erstrecken. Zwischen den Armen ist die zweite Kammer aufgenommen, die über die Arme nach oben vorsteht.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und mit Bezug auf die beigefügten Figuren näher beschrieben. In den Zeichnungen zeigen:
Figur 1 eine schematische perspektivische Darstellung eines vollständig befüllten Beifahrergassacks eines erfindungsgemäßen Fahrzeuginsassen rückhaltesystems in der in einem Fahrzeug angeordneten Position;
Figur 2 den Beifahrergassack aus Figur 1 in einer Draufsicht auf dessen Oberseite;
Figur 3 eine schematische Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Fahrzeuginsassenrückhaltesystems mit dem Beifahrergassack aus Figur 1 ;
Figur 4 eine schematische Seitenansicht des Beifahrergassacks aus Figur 1 im vollständig befüllten Zustand;
Figur 5 eine schematische Draufsicht auf den Beifahrergassack aus Figur 1 im vollständig befüllten Zustand; und
Figuren 6 bis 11 den Gasfluss während des Befüllens des Beifahrergassacks aus Figur 1.
Die Figuren 1 bis 5 zeigen einen Beifahrergassack 10 eines Fahrzeuginsassenrückhaltesystems 12.
Wie Figur 3 offenbart, ist der Beifahrergassack 10 einem einzelnen Fahrzeuginsassen 14, hier einem Beifahrer, zugeordnet und ist vor seiner Entfaltung in einer Instrumententafel 16 des (nur schematisch angedeuteten) Fahrzeugs aufgenommen. Im vollständig befüllten Zustand liegt der Beifahrergassack 10 entlang einer Fahrzeuglängsrichtung L zwischen der Instrumententafel 16 und dem Fahrzeuginsassen 14 und erstreckt sich entlang einer Fahrzeughochrichtung H bis zu einer Windschutzscheibe 18 des Fahrzeugs, um sich an Wndschutzscheibe 18 und Instrumententafel 16 abzustützen.
Figur 1 zeigt den aufgeblasenen Beifahrergassack 10 in einer Ansicht entlang der Fahrzeuglängsrichtung L, sodass im Wesentlichen eine Prallfläche 20 zu sehen ist, die zum Auffangen des Fahrzeuginsassen 14 dient.
Figur 2 zeigt den Beifahrergassack 10 in einer Draufsicht entlang der Fahrzeughochrichtung H, wobei im Wesentlichen eine Oberseite 22 dargestellt ist.
Schließlich zeigt Figur 3 den Beifahrergassack 10 in einer Seitenansicht entlang einer Querrichtung Q des Fahrzeugs. Hier ist auch zu erkennen, dass die Prallfläche 20 dem Fahrzeuginsassen 14 zugewandt ist, während sich die Oberseite 22 an der Windschutzscheibe 18 abstützt.
Das gesamte Innenvolumen des Beifahrergassacks 10 wird durch eine erste aufblasbare Kammer 24 und eine zweite aufblasbare Kammer 26 gebildet.
Im vollständig befüllten Zustand ist der Innendruck der zweiten Kammer 26 kleiner als der der ersten Kammer 24.
Die zweite Kammer 26 ist so angeordnet, dass sie einen Kopf 28 des Fahrzeuginsassen 14 auffängt, wenn dieser in den Beifahrergassack 10 eintaucht.
Die Prallfläche 20 setzt sich aus einem in etwa V-förmigen Abschnitt 30 einer Außenwand der ersten Kammer 24 und einem in etwa dreieckigen bis drachenförmigen Abschnitt 32 einer Außenwand der zweiten Kammer 26 zusammen, wie in Figur 1 zu erkennen ist.
Der V-förmige Abschnitt 30 ist bezüglich der Fahrzeughochrichtung H unterhalb des Abschnitts 32 angeordnet, wobei der Abschnitt 32 zwischen den beiden Arme 34 des V liegt.
Der Innendruck in der ersten Kammer 24 ist so hoch gewählt, dass der Beifahrergassack 10 beim Eintauchen des Fahrzeuginsassen 14 formstabil bleibt, wobei die Arme 34 so angeordnet sind, dass sie eine Schulterpartie 36 des Fahrzeuginsassen 14 unterstützen. Die beiden Arme 34 laufen zu einer Spitze 38 zusammen, die beim Eintauchen des Fahrzeuginsassen 10 dessen Torso 40 und/oder Unterkörper auffängt (siehe Figur 1).
Die erste Kammer 24 bildet eine Art Sockel des Gassacks 10, von dem aus sich die plattenförmigen Arme 34 nach oben erstrecken. Zwischen den Armen 34 ist die zweite Kammer 26 aufgenommen, die über die Arme 34 nach oben vorsteht. Die Arme 34 verlaufen, in Draufsicht gesehen, zur Fahrzeugfront aufeinander zu und gehen in einem Bogen ineinander über (siehe Figur 2).
Im dem Insassen nahen Bereich erstrecken sich die Arme einwärts um die seitlichen Ränder der zweiten Kammer 26.
Der Innendruck der zweiten Kammer 26 ist deutlich niedriger gewählt, sodass der Abschnitt 32 beim Auftreffen des Kopfes 28 nachgibt und der Kopf 28 in die Prallfläche 20 eintauchen kann. Der höhere Innendruck der Arme 34 der ersten Kammer 24 stabilisiert dabei den Beifahrergassack 10.
In dem hier gezeigten Beispiel stehen die oberen Enden der Arme 34 (bezogen auf die Fahrzeughochrichtung H) entlang der Fahrzeuglängsrichtung L ein kleines Stück über den Abschnitt 32 über, wie in den Figuren 2 und 3 gezeigt ist. Hierdurch entfalten die Arme 34 eine zusätzliche Lenkwirkung auf den Kopf 28 und begrenzen dessen Seitwärtsbewegung und führen ihn auch bei einem Schrägaufprall ohne zusätzliche Verdrehung in die Mitte des Abschnitts 32. Dies ist in Figur 2 angedeutet.
Figur 2 zeigt, dass auch die Oberseite 22 des Beifahrergassacks 10 aus einem Abschnitt 42 der Außenwand der ersten Kammer 24 und einem Abschnitt 44 der Außenwand der zweiten Kammer 26 zusammengesetzt ist, wobei der Abschnitt 44 dreieckig ist und der Abschnitt 42 den Abschnitt 44 U-förmig umgibt, wobei die offene Seite des U zum Fahrzeuginsassen 14 zeigt.
Die Seitenflächen und die Rückseite des Beifahrergassacks 10 weisen hier keine Anteile der Außenwand der zweiten Kammer 26 auf, sondern sind ausschließlich durch Abschnitte der Außenwand der ersten Kammer 24 gebildet.
Insgesamt ist in diesem Beispiel die zweite Kammer 26 keil- oder tropfenförmig gestaltet und ragt sozusagen von der Oberseite 22 her in den Beifahrergassack 10 hinein. Die Außenwand des Beifahrergassacks 10 setzt sich hier ausschließlich aus Abschnitten der Außenwand der ersten Kammer 24 und der Außenwand der zweiten Kammer 26 zusammen. Weitere aufblasbare Kammern sind in diesem Beispiel im Beifahrergassack 10 nicht vorgesehen.
Wie die Figuren 1 bis 5 verdeutlichen, ragt die zweite Kammer 26 weit in das Innere des Beifahrergassacks 10 hinein.
Beispielsweise macht die Höhe des Abschnitts 32 der zweiten Kammer 26 entlang der Fahrzeughochrichtung H auf der Prallfläche 20 einen Anteil von 30 - 80 % der Gesamthöhe der Prallfläche 20 aus.
Die Arme 34 der ersten Kammer 26 schließen hier einen Winkel a kleiner als 90° ein, beispielsweise zwischen 60° und 85°.
Im Bereich der oberen Enden der Arme 34 ist hier die Ausdehnung des Abschnitts 32 entlang der Fahrzeugquerrichtung Q gleich oder größer der Abmessung der beiden Arme 34 zusammen, sodass der Abschnitt 32 der zweiten Kammer 26 breiter ist als der Kopf 28 des Fahrzeuginsassen 14.
Des Füllvolumen der ersten Kammer 24 ist hier größer als das der zweiten Kammer 26.
Die erste Kammer 24 und die zweite Kammer 26 sind im Inneren des Beifahrergassacks 10 entlang einer inneren Wand 46 direkt miteinander verbunden oder, in anderen Worten, sie grenzen unmittelbar aneinander an, wobei die innere Wand 46 zumindest weitgehend gasdicht ausgebildet ist.
Die innere Wand 46 verläuft längs der Grenze zur Prallfläche 20 entlang der Innenseite der Arme 34 und auf der Oberseite 22 entlang der Innenseite des U (siehe Figur 2) und erstreckt sich von dort jeweils in die Tiefe des Beifahrergassacks 10 nach unten, wie in den Figuren 3 und 4 zu erkennen ist.
Um den Beifahrergassack 10 zu befüllen, ist ein herkömmlicher Gasgenerator 48 vorgesehen, der in direkter Strömungsverbindung mit der ersten Kammer 24 steht und hier in diese eingesetzt ist (siehe Figuren 4 bis 11).
Die zweite Kammer 26 ist mit der ersten Kammer 24 ausschließlich durch eine oder mehrere Überströmöffnungen 50 in der inneren Wand 46 verbunden, es besteht also keine direkte Strömungsverbindung vom Gasgenerator 48 in die zweite Kammer 26.
In diesem Beispiel ist eine einzige Überströmöffnung 50 vorgesehen, in der ein Ventil 52 angeordnet ist (nicht näher dargestellt), das ausschließlich eine Gasströmung von der ersten Kammer 24 in die zweite Kammer 26 zulässt. Hier ist das Ventil 52 ein Rückschlagventil, das ein Rückströmen von Gas in die erste Kammer 24 verhindert.
In der Außenwand der zweiten Kammer 26 ist eine Auslassöffnung 54 angeordnet, durch die Gas aus der zweiten Kammer 26 austreten kann. Die Auslassöffnung 54 ist hier am Übergang der Prallfläche 20 zur Oberseite 22 angeordnet und ist in diesem Beispiel permanent offen.
Es ist möglich, nur eine oder aber mehrere Überströmöffnungen 50 sowie nur eine oder aber mehrere Auslassöffnungen 54 vorzusehen.
Größe, Anzahl und Gasdurchlässigkeit der Überströmöffnungen 50 bzw. des Ventils 52 sowie der Auslassöffnungen 54 bestimmen den Innendruck, der sich in der zweiten Kammer 26 einstellt, wenn der Gasgenerator 48 aktiviert wird.
Wird der Gasgenerator 48 aktiviert, so strömt Füllgas zunächst ausschließlich in die erste Kammer 26 ein, wie die Pfeile 1 in den Figuren 6 und 7 verdeutlichen. Von dort gelangt das Füllgas durch die Überströmöffnung 50 und das Ventil 52 in die zweite Kammer 26 (siehe Pfeile 2 in den Figuren 8 und 9).
Aus der zweiten Kammer 26 kann ein Teil des Füllgases durch die Ausströmöffnung 54 entweichen (siehe Pfeile 3 in den Figuren 10 und 11).
Erhöht sich der Innendruck in der zweiten Kammer 26 durch das Auftreffen des Kopfes 28, so kann eine zusätzliche Menge von Füllgas durch die Auslassöffnung 54 abströmen, um den Innendruck gering zu halten.
Aufgrund des niedrigeren Innendrucks in der zweiten Kammer 26 sowie der Bauform der ersten Kammer 24 kann der Fahrzeuginsassen 14 auch bei einem schrägen Aufprall so aufgefangen werden, dass sein Kopf 28 nur sehr geringe Drehbelastungen erfährt. Im aufgeblasenen und eingebauten Zustand steht, gemäß der Variante nach Figur 2, die erste Kammer 24 mit ihren die Prallfläche definierenden Abschnitten gegenüber dem durch die zweite Kammer 26 gebildeten Abschnitten der Prallfläche in Richtung Fahrzeugheck, also entgegen der Fahrtrichtung vor, so dass die Prallfläche in Draufsicht eine mittige Einbuchtung durch die versetzte zweite Kammer 26 hat, womit der Insasse in Seitenrichtung zusätzlich stabilisiert wird.
Ferner kann die zweite Kammer 26 im Bereich der Prallfläche gegenüber den Armen nach oben vorstehen (siehe Figur 1) und eine, in Fahrrichtung gesehen, Erhebung am Gassack definieren.
Die erste Kammer 24 bildet eine Art Sockel des Gassacks, von dem aus sich die Arme 34 nach oben erstrecken. Zwischen den Armen 34 ist die zweite Kammer 26 aufgenommen, die über die Arme 34 nach oben vorsteht.

Claims

Patentansprüche
1. Fahrzeuginsassenrückhaltesystem mit einem Beifahrergassack (10), der eine erste und eine zweite aufblasbare Kammer (24, 26) aufweist, wobei die zweite Kammer (26) dazu vorgesehen ist, den Kopf (28) eines dem Beifahrergassack (10) zugeordneten Fahrzeuginsassen (14) aufzufangen, und in einem in einem Fahrzeug angeordneten und vollständig befüllten Zustand des Beifahrergassacks (10) die erste Kammer (24) einen höheren Innendruck aufweist als die zweite Kammer (26) und in einer Prallfläche (20) des Beifahrergassacks (10), betrachtet entlang einer Fahrzeuglängsrichtung (L), die erste Kammer (24) eine V-Form mit zwei Armen (34) und einer Spitze (38) aufweist, wobei die zweite Kammer (26) zwischen den Armen (34) des V angeordnet ist, und die Spitze (38) des V bezüglich einer Fahrzeughochrichtung (H) nach unten weist.
2. Fahrzeuginsassenrückhaltesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Prallfläche (20) aus Abschnitten (30, 32) einer Außenwand der ersten und der zweiten Kammer (24, 26) besteht.
3. Fahrzeuginsassenrückhaltesystem nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bereich des Beifahrergassacks (10), der durch die Spitze (38) des V gebildet ist, ausgebildet und positioniert ist, einen Torso (40) und/oder Unterkörper des Fahrzeuginsassen (14) aufzufangen.
4. Fahrzeuginsassenrückhaltesystem nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem im Fahrzeug angeordneten und vollständig befüllten Zustand des Beifahrergassacks (10) die Arme (34) des V der ersten Kammer (24) entlang der Fahrzeuglängsrichtung (L) zumindest abschnittsweise über die zweite Kammer (26) vorstehen.
5. Fahrzeuginsassenrückhaltesystem nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einer an die Prallfläche (20) anschließenden Oberseite (22) des Beifahrergassacks (10) die zweite Kammer (26) an drei Seiten von der ersten Kammer (24) umgeben ist.
6. Fahrzeuginsassenrückhaltesystem nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gasgenerator (48) vorhanden ist, der nur mit der ersten Kammer (24) in direkter Strömungsverbindung steht.
7. Fahrzeuginsassenrückhaltesystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der ersten und der zweiten Kammer (24, 26) zumindest ein Ventil (52) angeordnet ist, das ausschließlich eine Gasströmung von der ersten in die zweite Kammer (24, 26) zulässt und das die einzige Strömungsverbindung zwischen der ersten und der zweiten Kammer (24, 26) bildet.
8. Fahrzeuginsassenrückhaltesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Außenwand der zweiten Kammer (26) zumindest eine Auslassöffnung (54) angeordnet ist.
9. Fahrzeuginsassenrückhaltesystem nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Kammer (24, 26) innerhalb des Beifahrergassacks (10) durch eine innere Wand (46) voneinander getrennt sind.
10. Fahrzeuginsassenrückhaltesystem nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass nur die Prallfläche (20) und die Oberseite (22) jeweils einen Abschnitt (30, 42, 32, 44) der ersten und der zweiten Kammer (24, 26) aufweisen, der Teil der Außenwand des Beifahrergassacks (10) ist.
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