-
Die
Erfindung betrifft eine Frontgassack-Einheit nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
-
Sogenannte
Frontgassäcke sind in der Technik wohlbekannt und seit
vielen Jahren Teil der Standard-Sicherheitsausrüstung eines
Personenkraftwagens. Ein solcher Frontgassack ist entweder im Lenkrad
(Fahrer) oder in der Instrumententafel (Beifahrer) angeordnet und
schützt den zugeordneten Insassen im Falle eines Frontalzusammenstoßes.
Frontgassäcke sind in erster Linie so ausgelegt, dass sie
ihre ideale Schutzwirkung dann entfalten, wenn der zu schützende
Insasse in seiner Standard-Sitzposition, also im wesentlichen aufrecht
und mit dem Rücken an der Sitzlehne, sitzt und mit dem
Sicherheitsgurt angeschnallt ist.
-
Ein
bekanntes Problem bei Frontgassäcken ist, dass sie dann,
wenn sich der Insasse nicht in seiner Standard-Sitzposition befindet,
wenn er beispielsweise vornüber gebeugt auf seinem Sitz
sitzt (sogenannte OoP-Situation "Out of Position") der Frontgassack,
welcher mit großer Geschwindigkeit aus seinem Gehäuse
herausschießt, selbst eine Verletzungsquelle für
den Insassen darstellt. Um dieses Verletzungsrisiko zu minimieren,
wurden schon zahlreiche Vorschläge gemacht, hierzu zählen
beispielsweise mehrstufige Gasgeneratoren, steuerbare Auslassventile
und dergleichen mehr. Viele dieser gemachten Vorschläge
erfordern einen hohen technischen Aufwand, sind daher entsprechend
teuer und auch störungsanfällig. Es wurden auch
schon Vorschläge gemacht, welche sich ausschließlich
auf die Geometrie und die Ausgestaltung des Gassacks beziehen. Ein
grundsätzliches Problem ist hierbei, dass die geometrischen
Verhältnisse und Rückhalteanforderungen an den
Gassack von Fahrzeug zu Fahrzeug sehr verschieden sein können,
so dass die Lösungen häufig sehr spezifisch sind.
-
Aus
der gattungsbildenden
DE
100 48 953 A1 ist eine Frontgassack-Einheit bekannt, welche sich
zum Ziel setzt, den Kopf des Insassen möglichst welch aufzufangen.
Bei der dort vorgeschlagenen Frontgassack-Einheit ist der Gassack
kelchförmig ausgestaltet, wobei eine im wesentlichen trichterförmige
Füllkammer vorhanden ist, in welche das vom Gasgenerator
kommende Gas zunächst einströmt. Von dieser Füllkammer
strömt das Gas in den innen liegenden Hauptgasraum. Dieser
wird nach vorne von einer Prallfläche abgeschlossen, welche
gegenüber dem vorderen Rand der Füllkammer zurückgesetzt
ist.
-
Die
vorliegende Erfindung stellt sich die Aufgabe, eine Frontgassack-Einheit
zu schaffen, welche in einer normalen Unfallsituation eine gute
Rückhaltekraft zur Verfügung stellt, welche bei
einer OoP-Situation den Insassen nur wenig belastet, welche ohne
aktive Steuerungen auskommt, welche einen geringen Fertigungsaufwand
hat und welche leicht auf unterschiedliche Fahrzeugtypen anpassbar
ist.
-
Diese
Aufgabe wird durch eine Frontgassack-Einheit mit den Merkmalen des
Anspruchs 1 gelöst.
-
Es
hat sich herausgestellt, dass der Gassack, welcher aus der
DE 100 48 953 A1 bekannt
ist, eine Struktur aufweist, welche, sofern sie erfindungsgemäß weitergebildet
wird, zu einem Gassack mit den gewünschten Eigenschaften
führt.
-
Die
Gassack-Einheit weist also eine Gassack (10) und eine Aufblaseinrichtung
zum Aufblasen dieses Gassacks, welcher eine Außenhülle,
einen Hauptgasraum und wenigstens eine Füllkammer, in welche
das von der Aufblaseinrichtung kommende Gas zunächst strömt,
auf. Hierbei ist zwischen Füllkammer und Hauptgasraum wenigstens
eine Überströmöffnung vorgesehen. Erfindungsgemäß weist die
Füllkammer wenigstens eine Abströmöffnung
auf, aus der Gas bei Überschreiten eines vorbestimmten Drucks
in der Füllkammer in die Umgebung oder in eine weitere
Kammer des Gassacks abströmt. Die Füllkammer ist
so ausgebildet und angeordnet, dass der Gasfluss von der Füllkammer
in den Hauptgasraum zumindest gedrosselt wird, wenn die Gassackhülle
während der Expansion auf ein Hindernis trifft. Stößt
nun insbesondere die Prallfläche des Gassacks bei seiner
Ex pansion auf ein Hindernis, beispielsweise auf einen vornüber
gebeugten Insassen, so wird der Gasfluss in den Hauptgasraum unterbunden
oder zumindest gedrosselt und der Druck in der Füllkammer
steigt an und Gas strömt aus der Füllkammer ab,
so dass es für den Hauptgasraum nicht mehr zur Verfügung
steht. Hierdurch wird dann natürlich auch die Kraft, welche
vom Gassack auf den Insassen übertragen wird, vermindert,
was das Verletzungsrisiko für den Insassen herabsetzt.
-
Wie
erwähnt, ist wenigstens eine Abströmöffnung
vorgesehen, welche die Füllkammer mit der Umgebung oder
einer weiteren Kammer verbinden. Diese Abströmöffnung
ist vorzugsweise als Ventil ausgebildet, welches sich erst dann öffnet,
wenn der Innendruck in der Füllkammer einen vorbestimmten Wert überschreitet.
Eine solche Abströmöffnung kann sich im Gehäuse
oder, was in der Regel einfacher ist, im Mantelabschnitt der Außenhülle
befinden.
-
Vorzugsweise
ist wenigstens ein Abschnitt einer Füllkammer schlauchartig
ausgebildet und der Gassack ist im Ruhezustand so gefaltet, dass
dieser schlauchartige Abschnitt, welcher sich bevorzugt entlang
der Außenhülle erstreckt, abgeknickt ist. Entfaltet
sich der Gassack frei von äußeren Kräften,
so entfaltet sich die Knickstelle und das Gas kann von der Füllkammer
in den Hauptgasraum eintreten. Trifft die Außenhülle – insbesondere
die Prallfläche – jedoch während der
Expansion auf ein Hindernis, so bleibt der Knick im schlauchartigen
Abschnitt erhalten und der schlauchartige Abschnitt ist "nach Art
eines Gartenschlauches" abgeknickt, so dass kein Gas in den Hauptgasraum
strömen kann. Hierbei bedarf es nur einer verhältnismäßig
geringen äußeren Kraft, um den Gasfluss von der
Füllkammer in den Hauptgasraum zu unterbinden. Das heißt,
dass der Gassack mit einfachen Mitteln sehr sensibel auf ein Hindernis während
der Expansion reagiert. Kann sich der Gassack jedoch frei von äußeren
Kräften entfalten, so wird der Knick aufgehoben und Gas
kann mit großem Massenstrom in den Hauptgasraum strömen.
-
In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist weiterhin
eine Niederdruckkammer innerhalb der Außenhülle
vorhanden. Eine solche Niederdruckkammer wird mit weniger Druck
als der Hauptgasraum beaufschlagt. Durch gezielte Anordnung und Dimensionierung
einer solchen Niederdruckkammer, oder solcher Niederdruckkammern,
ist auf einfache Weise eine Feinabstimmung des Gassacks für
den gewünschten Anwendungsfall möglich. Vorzugsweise
liegt eine solche Niederdruckkammer zwischen Füllkammer
und Hauptgasraum.
-
Die
Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels mit
Bezug auf die Figuren näher erläutert. Hierbei
zeigen:
-
1 Eine
schematische Darstellung einer Frontgassack-Einheit, wobei sich
der Gassack in einem frühen Expansionszustand befindet,
-
2 das
in 1 Gezeigte bei vollständig expandiertem
Gassack,
-
3 einen
Schnitt durch das in 2 Gezeigte entlang der Ebene
A-A,
-
4 eine
Abströmöffnung und
-
5 das
in 2 Gezeigte in einer Situation, wenn der Gassack
während der Expansion auf einen Insassen trifft.
-
Die 1 zeigt
eine Frontgassack-Einheit in einer schematischen Darstellung zu
einem frühen Zeitpunkt der Expansion. Die Frontgassack-Einheit besteht
aus einem Gassack 10, einem Gehäuse 40 und
einem als Aufblaseinrichtung dienenden Gasgenerator 45.
Der Gasgenerator 45 ist hierbei in diesem Ausführungsbeispiel
als sogenannter U-Boot-Gasgenerator ausgebildet, wobei der Gaserzeugungsbereich
außerhalb des Gehäuses 40 und der Gasausströmbereich
innerhalb des Gehäuses liegt. Das hier dargestellte Ausführungsbeispiel
ist eine Beifahrer-Frontgassack-Einheit, wobei das Gehäuse 40 in der
Instrumententafel I angeordnet ist. Die 1 zeigt
den Gassack 10 zu einem frühen Entfaltungszeitpunkt,
in dem die Prallfläche 12 noch gefaltet ist.
-
Die
Struktur des Gassacks 10 lässt sich am besten
den 2 und 3 entnehmen, wobei die 3 einen
Schnitt durch die 2 entlang der Linie A-A ist.
Der Gassack 10 weist eine Außenhülle
mit einem vorderen Abschnitt, welcher die Prallfläche 12 bildet,
und einem Mantelabschnitt 14, welcher sich zwischen Gehäuse 40 und
Prallfläche 12 erstreckt, auf. Innerhalb der Außenhülle
befindet sich der Hauptgasraum 30. Dieser wird jedoch nicht
direkt, sondern über eine Füllkammer 32 befüllt.
Diese Füllkammer 32 weist einen hinteren Abschnitt 32a auf,
in welchem sich der Ausströmbereich des Gasgenerators 45 befindet.
Dieser hintere Abschnitt 32a erstreckt sich im wesentlichen
parallel zum Boden des Gehäuses 40. Von diesem
hinteren Abschnitt 32a erstrecken sich in diesem Ausführungsbeispiel
vier vordere Abschnitte 32b entlang des Mantelabschnitts 14 der
Außenhülle. Die vorderen Abschnitte 32b werden dadurch
gebildet, dass jeweils eine erste Innenwand 20 mit dem
Mantelabschnitt 14 vernäht, verklebt oder verschweißt
ist.
-
Jeder
vordere Abschnitt 32b der Füllkammer 32 endet
in einer stirnseitigen Überströmöffnung 24, welche
gegenüberliegend der Prallfläche 12 angeordnet
ist. Das vom Gasgenerator 45 kommende Gas strömt
somit, wenn es aus dem Gasgenerator 45 austritt, zunächst
in radialer Richtung parallel zum Gehäuseboden (und somit
auch parallel zur Prallfläche 12) anschließend
im wesentlichen parallel zum Mantelabschnitt 14 der Außenhülle
(senkrecht zur Prallfläche) und dann von oben in den Hauptgasraum 30.
Diese Gasführung führt auch dazu, dass zunächst
sehr schnell der Gassack aus dem Gehäuse gezogen und positioniert
wird und sich erst anschließend der Hauptgasraum 30 mit
Gas füllt.
-
Zwischen
den vorderen Abschnitten 32b der Füllkammer 32 und
dem Hauptgasraum 30 befindet sich noch jeweils eine Niederdruckkammer 34,
welche dadurch gebildet wird, dass jeweils eine zweite Innenwand 22 mit
dem Mantelabschnitt 14 verbunden ist, wie man dies insbesondere
der 3 entnehmen kann. Die Niederdruckkammern 34,
welche sich also zwischen den vorderen Abschnitten 32b der Füllkammern
und dem Hauptgasraum 30 befinden, können über
Verbindungsöffnungen 26 verfügen, welche
die Niederdruckkammern 34 mit dem Hauptgasraum 30 verbindet.
Somit herrscht während des Aufblasens in der Füllkammer 32 der
höchste Druck, in den Niederdruckkammern 34 der
niedrigste Druck und im Hauptgasraum 30 ein Druck, welcher
zwischen dem Druck in der Füllkammer 32 und in
den Niederdruckkammern 34 liegt. Durch die Anordnung und
Dimensionierung der Niederdruckkammern 34 sowie durch die
Dimensionie rung der Verbindungsöffnungen 26 lässt
sich sehr einfach das Verhalten des Gassacks, insbesondere seine
Gesamthärte, einstellen.
-
Der
Mantelabschnitt 14 der Außenhülle weist Abströmöffnungen 16 auf,
welche die Füllkammer 32 mit der Umgebung verbinden.
Die Abströmöffnungen 16 sind, wie sich
insbesondere der 4 entnehmen lässt,
wie folgt aufgebaut:
Der Mantelabschnitt 14 weist
eine Durchbrechung 17 auf und auf den Mantelabschnitt 14 ist
außen mittels eines Reißnaht 19 ein Gewebelappen 18 aufgenäht, welcher
die Durchbrechung 17 abdeckt. Übersteigt der Innendruck
in der Füllkammer 32 einen vorbestimmten Wert,
so reißt die Reißnaht 19 auf und Gas kann
durch die Durchbrechung 17 austreten.
-
Geht
man zurück zur 1, so sieht man, dass die schlauchartigen
vorderen Abschnitte 32b der Füllkammer im gefalteten
Zustand in den Bereichen B jeweils eine Knickstelle aufweisen. Diese Knickstellen
bleiben auch zu einem frühen Expansionszeitpunkt des Gassackes
noch erhalten, wenn der hintere Abschnitt 32a der Füllkammer
bereits gefüllt ist.
-
Die 5 zeigt
die Situation, welche dann eintritt, wenn sich ein Insasse zu nah
am expandierenden Gassack befindet. In diesem Fall trifft die Prallfläche 12 vor
der vollständigen Entfaltung auf die Person – hier
ist der Kopf einer Person dargestellt – so dass eine Bewegung
und Entfaltung der Prallfläche 12 verzögert
bzw. unterbunden wird. Hierdurch bleiben die schlauchartigen vorderen
Abschnitte der Füllkammer in den Bereichen B "wie Gartenschläuche"
abgeknickt und es kann kein Gas von der Füllkammer in den
Hauptgasraum strömen. Dadurch steigt der Druck in der Füllkammer 32,
was dann zu einem Aufplatzen der Reißnähte 19 führt,
so dass Gas ins Innere des Kraftfahrzeugs abströmt. Durch diesen
Effekt wird das Ziel erreicht, nämlich dass die Krafteinleitung
in den Insassen in einer OoP-Situation verringert wird. Ist kein
Hindernis vorhanden, so werden die Knickstellen in den Bereichen
B aufgehoben und Gas kann ungehindert und mit hohem Massenstrom
in den Hauptgasraum einströmen, so dass der Gassack schnell
seine vollständige Schutzwirkung entfaltet.
-
Die
Außenhülle weist in der Regel weitere Abströmöffnungen
auf, welche den Hauptgasraum mit der Umgebung verbinden, so dass
sich der Gassack beim Eintauchen eines Insassen nach vollständiger
Entfaltung des Gassacks wie ein gewöhnlicher Gassack verhält.
-
- 10
- Gassack
- 12
- Prallfläche
- 14
- Mantelabschnitt
- 16
- Abströmöffnung
- 17
- Durchbrechung
- 18
- Gewebelappen
- 19
- Reißnaht
- 20
- erste
Innenwand
- 22
- zweite
Innenwand
- 24
- Überströmöffnung
- 26
- Verbindungsöffnung
- 30
- Hauptgasraum
- 32
- Füllkammer
- 32a
- hinterer
Abschnitt
- 32b
- schlauchförmiger
vorderer Abschnitt
- 34
- Niederdruckkammer
- 40
- Gehäuse
- 45
- Gasgenerator
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 10048953
A1 [0004, 0007]