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Die Erfindung betrifft einen Airbag, insbesondere für einen Kraftwagen, nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
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Die
DE 10 2007 052 264 A1 offenbart einen Airbag für einen Kraftwagen, mit einer Stützstruktur, welche aus einer Aufbewahrungsposition in eine Rückhalteposition bewegbar ist, sowie mit einer Umhüllung, mittels welcher ein durch die Stützstruktur in ihrer Rückhalteposition gebildetes Rückhaltevolumen des Airbags umgeben ist.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Airbag der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass der Airbag einen reduzierten Bauraumbedarf aufweist.
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Diese Aufgabe wird durch einen Airbag mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Patentansprüchen angegeben.
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Ein solcher Airbag, insbesondere für einen Kraftwagen, umfasst eine Stützstruktur, welche aus einer Aufbewahrungsposition in eine Rückhalteposition bewegbar ist. Ferner umfasst der Airbag eine Umhüllung, mittels welcher ein durch die Stützstruktur in ihrer Rückhalteposition gebildetes Rückhaltevolumen des Airbags umgeben ist.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Umhüllung als von der Stützstruktur separates Element ausgebildet ist und Durchlassbereiche, in welchen die Umhüllung in wenigstens einer Strömungsrichtung zumindest im Wesentlichen luftdurchlässig ist, sowie demgegenüber verstärkte, gegebenenfalls luftundurchlässige, Verbindungsbereiche, in welchen die Umhüllung mit der Stützstruktur verbunden ist, aufweist. Die Umhüllung stellt somit einen Träger für die Stützstruktur dar, an welchem die Stützstruktur befestigt ist. Die Umhüllung ermöglicht es dabei einerseits, dass bei der Bewegung der Stützstruktur beziehungsweise des Airbags in die Rückhalteposition ein Medium, insbesondere Umgebungsluft, besonders schnell in die eine Strömungsrichtung durch die Umhüllung in das Rückhaltevolumen einströmen kann, so dass die Stützstruktur mit der Umhüllung in besonders kurzer Zeit ein besonders großes Volumen in einem Fahrgastraum des Kraftwagens einnehmen kann, um wenigstens einen Insassen bei einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung besonders gut auffangen, rückhalten und vor schwerwiegenden Verletzungen schützen zu können.
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Andererseits kann die Umhüllung insbesondere durch die insbesondere luftundurchlässigen Verbindungsbereiche, die gegenüber den Durchlassbereichen verstärkt ausgebildet sind, infolge der unfallbedingten Kraftbeaufschlagung entstehende Kräfte aufnehmen, um den oder mehrere Insassen in dem Fahrgastraum vorteilhaft rückhalten zu können.
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Aufgrund der voneinander unterschiedlichen Ausbildung der Durchlassbereiche und der Verbindungsbereiche ist die Umhüllung inhomogen und fungiert als inhomogener Träger für die Stützstruktur, bei welcher die Durchlassbereiche und die Verbindungsbereiche bedarfsgerecht ausgebildet und an ihren jeweiligen Zweck angepasst sind. Dies ermöglicht es, die Umhüllung besonders dünn aber gleichzeitig besonders reißfest auszubilden. Dadurch weist die Umhüllung und damit der gesamte Airbag insbesondere in der Aufbewahrungsposition einen nur sehr geringen Bauraumbedarf auf, was zur Lösung oder Vermeidung von Package-Problemen führt. Gleichzeitig gewährleistet der erfindungsgemäße Airbag jedoch einen besonders guten Schutz des beziehungsweise der Insassen im Falle einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung des Kraftwagens. Darüber hinaus kann durch die inhomogene Ausbildung der Umhüllung das Gewicht des Airbags gering gehalten werden, was einem geringen Gesamtgewicht des Kraftwagens und damit einen geringem Kraftstoffverbrauch sowie geringen CO2-Emissionen zugute kommt.
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In den Durchlassbereichen ist durch die Umhüllung vorteilhafterweise eine jeweilige Ventilfunktionalität bereitgestellt. Mit anderen Worten weist die Umhüllung in den Durchlassbereichen jeweils zumindest ein Ventil, insbesondere ein Schlauchventil, auf. Dieses Ventil ermöglicht es dabei, dass ein Medium, insbesondere Umgebungsluft, bei der Bewegung der Stützstruktur in die Rückhalteposition mit einem besonders großen Massenstrom in einer besonders geringen Zeit in der einen Strömungsrichtung die Umhüllung durchströmen und in das Rückhaltevolumen einströmen kann. Ferner ermöglicht es das Ventil beziehungsweise ermöglichen es die Ventile vorteilhafterweise, ein Strömen des Mediums, insbesondere der Umgebungsluft, in eine zweite, der einen Strömungsrichtung entgegengesetzte Strömungsrichtung durch die Umhüllung aus dem Rückhaltevolumen hinaus zumindest im Wesentlichen zu vermeiden oder einen Massenstrom des Mediums, insbesondere der Umgebungsluft, in die zweite Strömungsrichtung aus dem Rückhaltevolumen hinaus zuzulassen, welcher wesentlich geringer ist als ein Massenstrom des Mediums, insbesondere der Umgebungsluft, in die erste Strömungsrichtung in das Rückhaltevolumen hinein.
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Trifft beispielsweise ein Insasse auf die Stützstruktur und die Umhüllung auf, was als Eintauchen bezeichnet wird, so wird dadurch ein in dem Rückhaltvolumen herrschender Innendruck erhöht, was ein Ausströmen des Mediums, insbesondere der Umgebungsluft, aus dem Rückhaltevolumen hinaus bewirken würde, was durch die Ventile jedoch zumindest im Wesentlichen verhindert oder verlangsamt ist. Dieses zumindest im Wesentlichen Verhindern oder Verlangsamen des Ausströmens des Mediums aus dem Rückhaltevolumen hinaus gewährleistet eine besonders lange und gute Standzeit der Stützstruktur und der Umhüllung, so dass der eintauchende Insasse besonders gut aufgefangen und rückgehalten werden kann. Des Weiteren ermöglicht es die besonders lange Standzeit, die Stützstruktur und die Umhüllung besonders früh und gegebenenfalls sogar zeitlich vor der eigentlichen unfallbedingten Kraftbeaufschlagung des Kraftwagens in die Rückhalteposition zu bewegen, wobei die Stützstruktur und die Umhüllung beispielsweise aus der Aufbewahrungsposition heraus entfaltet werden.
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Die Stützstruktur umfasst beispielsweise eine Mehrzahl von Volumenelementen, insbesondere Röhrenelementen, welche in ihren jeweiligen Volumina vergrößerbar sind. Dazu sind die Volumenelemente beispielsweise mit einem Medium, insbesondere mit einem Gas, beaufschlagbar, insbesondere aufblasbar. Infolge der Beaufschlagung der Volumenelemente mit dem Medium, beispielsweise mittels zumindest eines pyrotechnischen Aktors, insbesondere eines Gasgenerators, wird die Stützstruktur aus der Aufbewahrungsposition hinaus bewegt und entfaltet und nimmt in der Rückhalteposition ein besonders großes Volumen in dem Fahrgastraum ein. Vorteilhafterweise ist zumindest eine Teilmenge der Volumenelemente fluidisch zu einem gemeinsamen Kanalsystem miteinander verbunden. Dies birgt den Vorteil, dass dadurch lediglich ein Aktor, insbesondere ein Gasgenerator, vonnöten ist, um die fluidisch miteinander verbundenen Volumenelemente mit dem Medium, insbesondere Gas, zu beaufschlagen und so in ihren jeweiligen Volumina zu vergrößern. Eine solche Stützstruktur hat dabei den Vorteil inne, dass ein mit dem Medium zu beaufschlagendes Gesamtvolumen, welches aus den einzelnen Volumina der jeweiligen Röhrenelemente besteht, wesentlich geringer ist als das Rückhaltevolumen, welches durch die Stützstruktur in ihrer Rückhalteposition gebildet ist. Dies ermöglicht zum einen ein besonders schnelles Bewegen der Stützstruktur in die Rückhalteposition, so dass diese besonders frühzeitig ein besonders großes Volumen in dem Fahrgastraum einnimmt und so den Insassen besonders gut auffangen und rückhalten kann. Zum anderen kann dadurch die Stützstruktur besonders schonend und sanft für den Insassen in die Rückhalteposition bewegt werden.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Umhüllung zumindest teilweise als Gewebe ausgebildet. Mit anderen Worten umfasst die Umhüllung zumindest eine Gewebelage, wobei das Gewebe beziehungsweise die Gewebelage in den Verbindungsbereichen gegenüber den Durchlassbereichen eine höhere Fadendichte und/oder eine höhere Fadenstärke aufweist. Die Verbindungsbereiche können dadurch eine lasttragende Funktion übernehmen und eine hohe Reißfestigkeit der Umhüllung gewährleisten, während die Durchlassbereiche vorteilhafterweise ein schnelles Einströmen des Mediums in das Rückhaltevolumen sowie die lange Standzeit des Airbags ermöglichen.
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Das Gewebe beziehungsweise die Gewebelage der Umhüllung ist dabei vorteilhafterweise luftdurchlässig ausgebildet, so dass das Medium, insbesondere die Umgebungsluft, besonders gut und schnell in das Rückhaltevolumen einströmen kann. Dabei umfasst die Umhüllung beispielsweise eine weitere Lage, insbesondere eine Folie, welche ein Strömen des Mediums in die eine Strömungsrichtung in das Rückhaltevolumen hinein ermöglicht und ein Strömen des Mediums in die der einen Strömungsrichtung entgegengesetzte Strömungsrichtung zumindest im Wesentlichen verhindert oder gegenüber dem Strömen in die eine Strömungsrichtung verlangsamt. Durch die Folie sind beispielsweise die Schlauchventile gebildet, welche infolge der Erhöhung des Innendrucks in dem Rückhaltevolumen zusammenfallen, Durchtrittsöffnungen der Folie zumindest im Wesentlichen verschließen oder ein Durchtrittsquerschnitt der Durchtrittsöffnungen verkleinern und somit ein Strömen des Mediums, insbesondere der Umgebungsluft, in die zweite Strömungsrichtung aus dem Rückhaltevolumen hinaus zumindest im Wesentlichen verhindern oder gegenüber dem Strömen in die eine Strömungsrichtung verlangsamen. Das Gewebe beziehungsweise die Gewebelage der Umhüllung hat dabei insbesondere die weitere Funktion, einen Durchschlagsschutz bereitzustellen, so dass die Folie beziehungsweise die Schlauchventile nicht durchschlagen und sich unerwünschterweise umstülpen, was zu einer unerwünschten und zur geschilderten Ventilfunktionalität gegenteiligen Ventilfunktionalität führen würde.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Die Zeichnung zeigt in der Figur ausschnittsweise eine schematische Draufsicht einer Umhüllung für einen Airbag eines Personenkraftwagens, mit einer Stützstruktur, durch welche in einer Rückhalteposition der Stützstruktur ein Rückhaltevolumen des Airbags gebildet ist, welches mittels der Umhüllung umgeben ist.
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Die Figur zeigt eine Umhüllung 10 eines Airbags eines Personenkraftwagens. Der Airbag umfasst eine in der Figur nicht dargestellte Stützstruktur, welche aus einer Aufbewahrungsposition in eine Rückhalteposition bewegbar ist. In der Aufbewahrungsposition sind die Stützstruktur und die Umhüllung 10 in einem Gehäuse des Airbags aufgenommen und weisen ein Volumen, welches als Packvolumen bezeichnet wird, auf, welches gegenüber einem Volumen, welches die Stützstruktur und die Umhüllung 10 in der Rückhalteposition einnehmen, wesentlich geringer ist.
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In der Rückhalteposition ist durch die Stützstruktur ein Rückhaltevolumen des Airbags gebildet, welches von der Umhüllung 10 umgeben ist. Zum Bilden des Rückhaltevolumens umfasst die Stützstruktur eine Mehrzahl von Röhrenelemente, welche in ihren jeweiligen Volumina vergrößerbar sind, indem sie mit einem Gas mittels zumindest eines Gasgenerators zu beaufschlagen und somit aufzublasen sind. Die Röhrenelemente sind dabei fluidisch miteinander zu einem gemeinsamen Kanalsystem verbunden. Auf diese Art und Weise ist die Stützstruktur fachwerkartig ausgebildet, weswegen sie auch als Fachwerkstruktur bezeichnet wird. In dieser Fachwerkstruktur stellen die Röhrenelemente sozusagen Balken der Fachwerkstruktur dar. Eine solche Fachwerkstruktur mit fluidisch miteinander verbundenen Röhrenelementen hat den Vorteil, dass ein aufzublasendes Gesamtvolumen, welches sich aus den einzelnen Volumina der jeweiligen Röhrenelemente zusammensetzt, wesentlich geringer ist als das Rückhaltevolumen, welches durch die aufgeblasene und entfaltete Stützstruktur in der Rückhalteposition gebildet ist. Auf diese Art und Weise kann die Stützstruktur besonders schnell und schonend für einen Insassen des Personenkraftwagens aufgeblasen werden.
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Zur Darstellung einer besonders schnellen Bewegung der Stützstruktur sowie der Umhüllung 10 in die Rückhalteposition ist es weiterhin vonnöten, das Umgebungsluft besonders gut und schnell durch die Umhüllung 10 in das Rückhaltevolumen einströmen kann. Dies hat zum Vorteil, dass dadurch ein aktives Beaufschlagen des Rückhaltevolumens mit einem Medium, insbesondere Gas, beispielsweise Luft, nicht vonnöten ist, sondern das Umgebungsluft vielmehr passiv beim Bewegen der Stützstruktur und der Umhüllung 10 in die Rückhalteposition in das Rückhaltevolumen eingesaugt wird.
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Darüber hinaus können bei einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung des Personenkraftwagens nicht unerhebliche Kräfte auftreten, die auf den Airbag und insbesondere die Umhüllung 10 wirken und die es aufzunehmen gilt, um den Insassen aufzufangen und rückzuhalten. Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, weist die Umhüllung 10 eine Gewebelage 12 auf, welche als Träger für die Stützstruktur fungiert. Die Umhüllung 10 ist dabei als von der Stützstruktur separates Element ausgebildet und weist Verbindungsbereiche 14 auf, in welchen die Umhüllung 10 mit der Stützstruktur verbunden ist.
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Ferner weist die Umhüllung 10 Durchlassbereiche 16 mit in die Gewebelage 12 integrierten Ventilen 18 auf, in welchen die Umhüllung 10 in einer ersten Strömungsrichtung luftdurchlässig ist, so dass die Umgebungsluft in der ersten Strömungsrichtung die Umhüllung 10 durchströmen und in das Rückhaltevolumen einströmen kann. Mit anderen Worten ist in den Durchlassbereichen 16 mit den Ventilen 18 eine Ventilfunktionalität der Umhüllung 10 bereitgestellt, welche das Strömen der Umgebungsluft in die erste Strömungsrichtung und somit ein schnelles Befüllen des Rückhaltevolumens mit Umgebungsluft erlaubt. Trifft der Insasse auf die Stützstruktur und die Umhüllung 10 auf, so erhöht sich ein in dem Rückhaltevolumen herrschender Innendruck, was ein Strömen der Umgebungsluft in eine zweite, der ersten Strömungsrichtung entgegengesetzten Strömungsrichtung aus dem Rückhaltevolumen hinaus bewirken würde. Die durch die Durchlassbereiche 16 mit den Ventilen 18 bereitgestellte Ventilfunktionalität verhindert nun ein unerwünschtes Ausströmen der Umgebungsluft aus dem Rückhaltevolumen hinaus in die zweite Strömungsrichtung zumindest im Wesentlichen oder verlangsamt ein solches Strömen in die zweite Strömungsrichtung gegenüber einem Strömen in die erste Strömungsrichtung. Dabei ist beispielsweise ein Massenstrom der Umgebungsluft aus dem Rückhaltevolumen hinaus in die zweite Strömungsrichtung wesentlich geringer als ein Massenstrom der Umgebungsluft in die erste Strömungsrichtung in das Rückhaltevolumen hinein. Dadurch ist eine besonders lange Standzeit des Airbags realisiert, welche ein besonders vorteilhaftes Auffangen und Rückhalten des Insassen erlaubt. Die Verbindungsbereiche 14 sind nicht notwendigerweise luftundurchlässig, können aber luftundurchlässig sein.
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Wie der Figur zu entnehmen ist, ist die Gewebelage 12 und damit die Umhüllung 10 in den Verbindungsbereichen 14 gegenüber den Durchlassbereichen 16 verstärkt. In den Verbindungsbereichen 14 weist die Gewebelage 12 eine höhere Fadendichte und/oder eine höhere Fadenstärke auf als in den Durchlassbereichen 16, so dass die Gewebelage 12 und damit die Umhüllung 10 in den Verbindungsbereichen 14 und damit insgesamt eine sehr hohe Reißfestigkeit aufweist, so dass auch hohe, bei der unfallbedingten Kraftbeaufschlagung auftretende Kräfte durch die Umhüllung 10 aufgenommen und der Insasse rückgehalten werden kann.
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Die Verbindungsbereiche 14 und die Durchlassbereiche 16 sind auf diese Art und Weise bedarfsgerecht an ihren jeweiligen Zweck angepasst. Dadurch kann die Umhüllung 10 mit einem sehr effizienten Materialeinsatz besonders leicht und besonders dünn ausgebildet werden, was das Gewicht sowie den Bauraumbedarf des Airbags gering hält. Gleichzeitig gewährleistet die Umhüllung 10 ein besonders gutes Bewegen der Stützstruktur und der Umhüllung 10 in die Rückhalteposition und ein sehr gutes und sicheres Auffangen und Rückhalten des Insassen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007052264 A1 [0002]