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Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einem Airbag nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Aus der
DE 10 2006 054 387 A1 ist ein Airbag für ein Kraftfahrzeug bekannt, der den unteren Bereich einer Frontscheibe auf der Fahrzeugaußenseite abdeckt, nachdem eine Kollision des Kraftfahrzeugs mit einem Fußgänger oder Radfahrer detektiert wurde.
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Auch aus der
WO 2011/021020 A2 ist ein solcher Airbag vor einer Frontscheibe eines Kraftfahrzeugs zum Schutz eines aufprallenden Fußgängers oder Radfahrers bekannt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, den bekannten Airbag für eine Frontscheibe eines Kraftfahrzeugs zum Schutz eines aufprallenden Fußgängers oder Radfahrers zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird mit einem Kraftfahrzeug mit einem Airbag mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Erfindungsgemäß weist ein Kraftfahrzeug einen Airbag auf, der im ausgelösten Zustand zumindest den unteren Bereich einer Frontscheibe auf der Fahrzeugaußenseite abdeckt, nachdem eine Kollision des Kraftfahrzeugs mit einem Fußgänger oder Radfahrer detektiert wurde. Dabei wird das Volumen des Airbags im ausgelösten Zustand, bevor der Fußgänger oder Radfahrer auf den Airbag prallt, durch zumindest eine mit der Hülle des Airbags ausschließlich auf der Außenseite verbundene Verstärkung begrenzt. Die gesamte Verstärkung befindet sich ausschließlich außerhalb des Airbags. Die Außenseite der Hülle ist die der Umgebung zugewandte Seite der Hülle des Airbags. Wenn nun der Fußgänger oder Radfahrer auf den Airbag aufprallt, kommt es zu einer Geometrieänderung des Airbags. Durch diese Geometrieänderung reißt die Verstärkung oder löst sich zumindest teilweise vom Airbag, wodurch das Volumen des Airbags größer wird. Vorteilhafterweise schnürt die Verstärkung den Airbag zumindest örtlich etwas ein, bevor der Fußgänger oder Radfahrer auf den Airbag aufprallt. Dies ist eine sehr einfache Möglichkeit sicherzustellen, dass das Volumen des Airbags sich vergrößert, wenn die Verstärkung reißt oder sich zumindest teilweise vom Airbag löst.
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Aufgrund des vergrößerten Volumens nach dem Reißen bzw. Lösen der Verstärkung sinkt der Druck im Airbag schlagartig ab. Dadurch kann der Airbag den Aufprall des Fußgängers oder Radfahrers gut auffangen, ohne dass dieser dabei stark zurückfedert.
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Die Verstärkung besteht günstigerweise aus zumindest einem Zugband oder einer flächigen beweglichen Struktur. Als flächige Strukturen können beispielsweise Netze oder Drahtgitter eingesetzt werden. Dabei ist die Verstärkung idealerweise praktisch nicht dehnbar, sodass sie aufgrund der Geometrieänderung des Airbags beim Aufprall des Fußgängers oder Radfahrers sicher reißt oder sich zumindest teilweise vom Airbag löst.
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Wenn die Verstärkung aus einem Zugband besteht, ist dieses auf der Außenseite der Hülle des Airbags bevorzugt mit beiden Enden so angebracht, dass es den Airbag zumindest etwas zusammenzieht, sodass sich der Airbag voll entfalten kann, sobald das Zugband reißt oder sich mit zumindest einem Ende vom Airbag löst.
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Wenn die Verstärkung dagegen aus einer flächigen Struktur besteht, kann diese gemäß einer ersten günstigen Ausgestaltung den Airbag auf der Außenseite umlaufend umgeben und dabei zumindest etwas einschnüren. Dazu ist die umlaufende Länge der flächigen Struktur etwas kürzer als der Umfang des Airbags in dem Bereich der flächigen Struktur. Gemäß einer zweiten günstigen Ausgestaltung ist die flächige Struktur zumindest mit zwei gegenüberliegenden Randbereichen an der Hülle des Airbags auf der Außenseite angebracht. Dabei ist idealerweise die Länge der flächigen Struktur zwischen den beiden mit der Hülle des Airbags verbundenen Randbereichen kürzer als die Länge der Hülle des Airbags zwischen den beiden Anbindungsstellen der Randbereiche der flächigen Struktur. Dadurch begrenzt die flächige Struktur das Volumen des ausgelösten Airbags, das sich schlagartig vergrößert, sobald die Verstärkung reißt oder sich vom Airbag aufgrund der Geometrieänderung des Airbags durch den aufprallenden Fußgänger oder Radfahrer löst.
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Wesentlich bei dieser Erfindung ist es, dass die Verstärkung durch die Geometrieänderung des Airbags und nicht durch die Druckänderung im Airbag während des Aufpralls des Fußgängers oder Radfahrers reißt bzw. sich löst. Ein solcher Airbag zum Abdecken des unteren Randbereichs einer Frontscheibe eines Kraftfahrzeugs weist im ausgelösten Zustand ein Volumen von ca. 100 oder mehr Litern auf. Wenn nun ein Kopf eines aufprallenden Fußgängers oder Radfahrers auf diesen Airbag aufprallt, werden nur wenige Liter durch den Kopf verdrängt, sodass der Druckanstieg im Airbag nur geringfügig ist. Diese Druckänderung ist aufgrund des großen Volumens des Airbags viel zu gering, um damit eine gezielte Veränderung des Volumens des Airbags beim Aufprall eines Fußgängers oder Radfahrers herbeiführen zu können.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand von Unteransprüchen.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, anhand dessen die Erfindung im Folgenden näher beschrieben wird. Die einzelnen Figuren zeigen in schematischer Darstellungsweise:
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1 eine perspektivische Ansicht eines ausgelösten Airbags eines Kraftfahrzeugs, der den unteren Bereich einer Frontscheibe des Kraftfahrzeugs auf der Fahrzeugaußenseite abdeckt, und
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2 eine grafische Darstellung des Druckverlaufs in dem Airbag ab dem Zeitpunkt des Auslösens.
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In der 1 ist ein Airbag 1 gezeigt, der zum Schutz eines auf ein Kraftfahrzeug aufprallenden Fußgänger oder Radfahrer dient. Der Airbag 1 befindet sich normalerweise in einer zusammengefalteten Ruhestellung, in der er beispielsweise an der Unterseite einer Frontklappe eines Kraftfahrzeugs im – in Fahrzeuglängsrichtung gesehen – hinteren Endbereich angebracht ist. Hinter der Frontklappe schließt sich eine Frontscheibe des Kraftfahrzeugs an, die sich in Fahrzeugquerrichtung annähernd über die gesamte Fahrzeugbreite nach hinten und in Fahrzeughöhenrichtung nach oben erstreckt.
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Wenn eine Kollision des Kraftfahrzeugs mit einem Fußgänger oder Radfahrer detektiert wird, wird der Airbag 1 ausgelöst. Ein Gasgenerator füllt dabei den Airbag 1 durch zwei Einströmkanäle 2 schlagartig mit Gas, sodass sich dieser entfaltet und im vollständig ausgelösten Zustand zumindest vor dem unteren Bereich der Frontscheibe auf der Fahrzeugaußenseite zum Liegen kommt. Der in 1 dargestellte Airbag 1 befindet sich im ausgelösten Zustand, in dem er so breit ist, dass er auch die beidseitig an die Frontscheibe angrenzenden A-Säulen mit abdeckt.
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Die Hülle des Airbags 1 besteht aus einer Oberseite 3 und einer Unterseite 4, die umlaufend miteinander verbunden sind. Im ausgelösten Zustand ist die Unterseite 4 der Frontscheibe zugewandt, während die Oberseite 3 der Unterseite 4 gegenüberliegend dem aufprallenden Fußgänger oder Radfahrer zugewandt ist. Auf der Außenseite der Oberseite 3 ist eine flächige, bewegliche Struktur 5 angebracht. Diese Struktur 5 besteht aus einem Netz aus einem nicht dehnbaren Material. Sie ist ausschließlich mit ihren beiden seitlichen Randbereichen 6 mit der Oberseite 3 des Airbags 1 verbunden. Die flächige Struktur 5 liegt auf der Außenseite der Oberseite 3 an der Hülle des Airbags 1 an. Die Randbereiche 6 der flächigen Struktur 4 können beispielsweise mit der Oberseite 3 des Airbags 1 vernäht oder verklebt sein. Die beiden Randbereiche 6 verlaufen in diesem Ausführungsbeispiel parallel zueinander, was allerdings in keinster Weise notwendig ist. Die Länge der flächigen Struktur zwischen den beiden mit der Oberseite 3 verbundenen Randbereichen 6 der flächigen Struktur 5 ist dabei kleiner als die Länge der Oberseite 3 des Airbags 1 zwischen den Anbindungsstellen der Randbereiche 6 der flächigen Struktur 5. Dadurch schnürt die flächige Struktur 5 den Airbag 1 etwas ein. Die flächige Struktur 5 liegt gespannt an der Hülle des Airbags 1 an. Sie begrenzt in diesem Fall das Volumen des Airbags auf ca. 130 Liter.
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Wenn nun tatsächlich der Fußgänger oder Radfahrer auf den Airbag 1 aufprallt, kommt es zu einer erheblichen Veränderung der Form des Airbags 1. Durch diese Geometrieänderung des Airbags 1 beim Aufprall reißt zumindest eine der beiden seitlichen Anbindungen der flächigen Struktur 5 an der Oberseite 3 des Airbags 1 ab. Nun begrenzt nicht mehr die flächige Struktur 5 das Volumen des Airbags. Es kommt zu einer Vergrößerung des Volumens des Airbags 1 auf ca. 150 Liter. Das Volumen des Airbags 1 wird nun nur mehr durch die Größe und Geometrie der Oberseite 3 und der Unterseite 4 begrenzt. Die Einschnürung des Airbags 1 durch die flächige Struktur 5 entfällt.
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Das vergrößerte Volumen nach dem Abreißen zumindest einer der beiden Anbindungen der flächigen Struktur 5 führt zu einem Absinken des Drucks des Gases im Airbag 1. Damit kann der Airbag 1 den Aufprall des Fußgängers oder Radfahrers besser dämpfen. Der Airbag 1 federt weniger stark zurück.
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In der 2 ist der Druckverlauf im Airbag 1 grafisch dargestellt. In dem Diagramm ist auf der Y-Achse der Druck im Airbag 1 aufgetragen, während die X-Achse den Zeitverlauf ab dem Zünden des Airbags 1 darstellt. Dabei ist neben der Kennlinie K des erfindungsgemäßen Airbags 1 mit der zusätzlichen flächigen Struktur 5 zum Vergleich die Kennlinie K' eines aus dem Stand der Technik bekannten Airbags ohne zusätzliche flächige Struktur dargestellt.
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Wie in dem Diagramm gut erkennbar ist, steigt unmittelbar nach dem Zünden des Airbags 1 zunächst der Druck im Airbag 1 stark an, bis dieser zum Zeitpunkt t1 aufgrund des hohen Drucks anfängt, sich aus der Ruhestellung heraus zu entfalten. Sobald sich der Airbag 1 etwas entfaltet hat, kann er sich mit Gas füllen. Mit zunehmender Befüllung steigt dann der Druck im Airbag 1 wieder an. Aufgrund des durch die flächige Struktur 5 erzwungene Einschnürung und damit einhergehende Volumenbegrenzung steigt dabei der Druck im erfindungsgemäßen Airbag 1 schneller t2 nun prallt und auch etwas stärker als im bekannten Airbag an. Zum Zeitpunkt ein Fußgänger oder Radfahrer auf den Airbag 1 auf. Aufgrund der dabei stattfindenden Geometrieänderung des Airbags 1 rußt zumindest eine der beiden Anbindungen der flächigen Struktur 5 ab, sodass diese das Volumen des Airbags 1 nicht mehr begrenzt. Das Volumen des Airbags 1 vergrößert sich von etwa 130 Litern auf ca. 150 Liter. Dadurch kommt es zu einem schnellen Druckabfall, sodass der Rückfederungseffekt des Airbags 1 nur gering ist. Bei dem aus dem Stand der Technik bekannten Airbag dagegen steigt der Druck durch den Aufprall des Fußgängers oder Radfahrers noch weiter an, sodass der Fußgänger oder Radfahrer am Airbag federnd abprallt.
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Der erfindungsgemäße Airbag 1 fängt also einen aufprallenden Fußgänger oder Radfahrer gut auf. Zudem kann beim erfindungsgemäßen Airbag 1 die Zeitspanne zwischen der Detektion der Kollision des Kraftfahrzeugs mit dem Fußgänger und dem tatsächlichen Aufprall auf dem Airbag 1 zeitlich stark variieren, da die volle Funktionsfähigkeit des Airbags 1 durch den höheren Anfangsdruck vor dem Aufprall zum Zeitpunkt t2 höher ist. Entsprechend verbleibt ein größeres Zeitfenster, bevor der Druck im Airbag 1 soweit abfällt, dass die Funktionsfähigkeit des Airbags 1 eingeschränkt ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006054387 A1 [0002]
- WO 2011/021020 A2 [0003]