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Beschreibung der Erfindung
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Diese Erfindung betrifft ein zur Verwendung als Teil einer Sicherheitseinrichtung in einem Kraftfahrzeug geeignetes Airbagmodul. Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung betrifft ein Airbagmodul, bei dem der Airbag vakuumgepackt ist.
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Es ist bekannt, ein Airbagmodul in einem Kraftfahrzeug, zum Beispiel am Lenkrad eines Kraftfahrzeuges, anzubringen, so dass der Airbag im Falle einer Unfallsituation aus dem Airbagmodul heraus aufgeblasen werden kann, um dem Fahrer oder Beifahrer des Kraftfahrzeuges einen Grad an Sicherheit zu bieten.
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In solchen Airbagmodulen ist ein Airbag vorgesehen, der anfangs eine dicht gepackte Struktur aufweist und in Strömungsverbindung mit einem Inflator steht, so dass der Airbag aufgeblasen wird, wenn der Inflator nach Erhalt eines Signals von einem Sensor aktiviert wird, wobei das Signal auf eine gegenwärtige oder erwartete Unfallsituation schließen lässt. Der Airbag und der Inflator sind üblicherweise in einem Gehäuse vorgesehen und der Airbag wird während der Aktivierung des Inflators in Position gehalten, indem er im Bereich seiner Gaseinlassöffnung zwischen einem Rückhaltering und dem Gehäuse geklemmt wird. Der Rückhaltering kann die Form eines von dem Inflator getragenen Flansches haben und ist üblicherweise mittels Muttern und Bolzen oder ähnlichem an einem Bereich des Gehäuses befestigt.
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Es besteht ein zunehmender Bedarf an immer kleineren Airbagmodulen, insbesondere diejenigen, welche im Lenkrad eines Kraftfahrzeuges angebracht sind, um die Anforderungen von Fahrzeugherstellern zu erfüllen, die die Kraftfahrzeuge mit immer eleganteren und platzsparenderen Innenverkleidungen ausstatten möchten. Airbagmodule enthalten üblicherweise einen anfangs dicht gepackten Airbag. Ein derartiger gepackter Airbag ist oft mit einer flexiblen Hülle versehen, die dazu dient, den Airbag vor dem Anbringen einer festen Abdeckung in seiner dicht gepackten Faltung zu halten und außerdem Schutz vor äußeren Elementen zu bieten. Diese dicht gepackten gefalteten Airbags bedingen jedoch Airbagmodule, die immer noch relativ groß sind und möglicherweise schwer in das Gehäuse eines Kraftfahrzeuges einzubauen sind.
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Um noch kleinere Airbagmodule zu schaffen, wurden Verfahren zum Packen des Airbags mittels Vakuumpackung vorgeschlagen, wie zum Beispiel das in der
US2002/0135160-A1 offenbarte Verfahren. Die Vakuumpackung des Airbags verringert zusätzlich die Gesamtgröße des Airbagpakets, wodurch noch kleinere Airbagmodule hergestellt werden können. Eine vakuumgepackte Airbaganordnung erfordert von Natur aus die Verwendung einer um den Airbag herum hermetisch abgedichteten Hülle, um den Druck innerhalb der abgedichteten Hülle unterhalb des atmosphärischen Drucks zu halten. Genau wie bei den oben beschriebenen gefalteten Airbaganordnungen bietet die abgedichtete Hülle dem Airbag auch hier zusätzlichen Schutz.
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Ein bei vakuumgepackten Airbagmodulen auftretendes Problem ist, dass für das herkömmliche Festklemmen zur Befestigung des Airbags an dem Inflator ein oder mehrere Rückhalteelemente die abgedichtete Hülle durchdringen müssen, was es schwierig macht, die hermetische Abdichtung aufrechtzuerhalten. Wenn die hermetische Abdichtung und damit die Vakuumpackung nicht aufrechterhalten werden können, hat das eine unerwünschte Vergrößerung der räumlichen Abmaße des Airbagmoduls zur Folge. Dies kann auch zu einer unerwünschten Verunreinigung des Airbags durch äußere Elemente/Faktoren führen.
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Ferner ist aus der
DE 195 27 788 A1 ein Airbagmodul bekannt, bei dem der Airbag durch einen Haltering gesichert ist.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Airbagmodul zu schaffen.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Airbagmodul mit den Merkmalen des Anspruchs 1 geschaffen.
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Der Airbag ist vorzugsweise innerhalb einer flexiblen Hülle gepackt. Weiter bevorzugt ist die Hülle um den Airbag herum im Wesentlichen hermetisch abgedichtet. Der Airbag und die Hülle sind vorteilhaft vakuumgepackt, so dass der Druck innerhalb der abgedichteten Hülle unterhalb des atmosphärischen Drucks liegt.
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Der Halter ist vorteilhaft außerhalb der aufblasbaren Kammer angeordnet.
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Der Halter definiert vorzugsweise eine Öffnung, durch die sich ein Teil des Airbags erstreckt, aber durch welche das Rückhaltemittel nicht hindurchtritt.
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Weiter bevorzugt ist das Rückhaltemittel an dem Airbag befestigt.
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Das Rückhaltemittel ist zweckdienlich um den Rand der Einlassöffnung herum angeordnet.
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Das Rückhaltemittel ist vorteilhaft ringförmig ausgebildet.
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Das Rückhaltemittel ist zweckdienlich an dem Airbag befestigt, indem es sich durch in der aufblasbaren Kammer vorgesehene Schlaufen und/oder Löcher erstreckt.
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Der Inflator und der Halter sind zweckdienlich außerhalb der Hülle angeordnet.
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Die Hülle ist vorzugsweise eine Plastikfolie.
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Der Halter ist vorteilhaft relativ zu dem Inflator lösbar befestigt.
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Damit die Erfindung leichter verstanden werden kann und um weitere Merkmale der Erfindung zu würdigen, wird nachfolgend beispielhaft eine Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
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1 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Airbagmoduls vor der Aktivierung,
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2 zeigt eine grundsätzlich gleiche Ansicht wie in 1 während einer frühen Phase der Aktivierung, und
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3 zeigt eine weitere grundsätzlich gleiche Ansicht wie in den 1 und 2 während einer späteren Phase der Aktivierung.
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1 zeigt ein Airbagmodul 1 enthaltend ein Gehäuse 2, das darauf ausgelegt ist, an einem Teil der Struktur eines Kraftfahrzeuges angebracht zu werden, zum Beispiel der zentralen Nabe eines Lenkrades (nicht gezeigt). Das Gehäuse 2 kann aus Metall oder aus Plastik hergestellt sein und besitzt eine im Wesentlichen flache Grundplatte 3 und eine nach oben gerichtete seitliche Umfangswand 4. Die Grundplatte 3 hat in der Mitte eine Öffnung 5 zur Aufnahme eines Teils eines Inflators, wie nachfolgend beschrieben wird. Eine Vielzahl von Befestigungsöffnungen 6 ist an voneinander beabstandeten Stellen um die mittige Öffnung 5 herum durch die Grundplatte 3 hindurch ausgebildet, um die Befestigung eines Inflators an der Grundplatte 3 zu ermöglichen. Eine Vielzahl von Öffnungen 7 ist auch an voneinander beabstandeten Stellen durch die Seitenwand 4 hindurch ausgebildet.
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Ein Inflator 8 ist vorgesehen, der vorzugsweise die Form eines herkömmlichen Gasgenerators zum Aufblasen von Airbags aufweist und eine allgemein zylindrische Form mit einer Vielzahl von an radial voneinander beabstandeten Stellen um das obere Ende 10 des Inflators 8 herum vorgesehenen Gasauslassöffnungen 9 aufweist. Auf im Wesentlichen halber Länge des Inflators 8 befindet sich ein nach außen gerichteter Randflansch 11. Eine Vielzahl von Befestigungsöffnungen 12 ist an voneinander beabstandeten Stellen um den Flansch 11 herum ausgebildet. Die Befestigungsöffnungen 12 sind darauf ausgelegt, nach den entsprechenden durch die Grundplatte 3 des Gehäuses 2 hindurch ausgebildeten Befestigungsöffnungen 6 ausgerichtet zu sein.
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Der untere Teil 13 des Inflators 8 wird durch die Öffnung 5 des Gehäuses 2 hindurch aufgenommen, so dass der Flansch 11 aufliegt und an der Oberfläche der Grundplatte 3 anliegt. Der Inflator wird unter Drehung relativ zu dem Gehäuse 2 angeordnet, so dass die Befestigungsöffnungen 12 nach den in der Grundplatte 3 ausgebildeten Befestigungsöffnungen 6 ausgerichtet sind. Der Inflator 8 wird dann an dem Gehäuse 2 befestigt, indem eine Vielzahl von Mutter- und Bolzenverbindungen 14 durch jeweils ein Paar ausgerichteter Öffnungen 6, 12 hindurchtritt. Nach der Montage sind die Gasauslassöffnungen 9 innerhalb des Gehäuses 2 und oberhalb der Grundplatte 3 angeordnet.
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Es ist ein allgemein ringförmiger Halter 15 mit einem L-förmigen radialen Querschnitt vorgesehen. Der L-förmige Querschnitt weist einen Befestigungsabschnitt 16 in Form einer im Wesentlichen senkrechten Umfangswand und einen Halteabschnitt 17 auf, der so angeordnet ist, dass er sich von dem oberen Bereich des Befestigungsabschnittes 16 nach innen erstreckt. Die äußeren Abmaße des Befestigungsabschnittes 16 sind so bemessen, dass sie geringfügig kleiner sind als die inneren Abmaße des Gehäuses 2 zwischen den Seitenwänden 4. Der Befestigungsabschnitt 16 weist eine Vielzahl von radial um den Halter 15 herum angeordneten Befestigungsöffnungen 18 auf, wobei diese Öffnungen darauf ausgelegt sind, nach entsprechenden durch die Seitenwand 4 hindurch ausgebildeten Öffnungen 7 ausgerichtet zu werden. Der Halter 15 wird innerhalb des Gehäuses 2 aufgenommen und daran befestigt, indem die Öffnungen 7 in der Seitenwand 4 des Gehäuses 2 nach den Befestigungsöffnungen 18 in dem Befestigungsabschnitt 16 des Halters 15 ausgerichtet werden und eine Mutter- und Bolzenanordnung 19 durch die Öffnungen 7, 18 hindurch befestigt wird. Nach der Befestigung in dem Gehäuse 2 in der in 1 dargestellten Ausrichtung des Airbagmoduls ist der Halteabschnitt 17 in einer allgemein horizontalen Ebene angeordnet. Der Halteabschnitt 17 definiert eine relativ große mittige Halteöffnung 20 mit einem Durchmesser d, durch welche sich der obere Bereich 10 des Inflators erstreckt.
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Das Airbagmodul 1 weist zusätzlich einen Airbag 21 von allgemein herkömmlicher Bauart auf, der am meisten bevorzugt aus einem gewebten Stoff hergestellt ist. Der Airbag 21 ist gefaltet, um die Gesamtgröße des Airbags 21 zu verringern. Der Airbag 21 definiert eine innere Kammer 22 mit einem sich zu einer Kehle verengenden unteren Bereich, dessen unterer Teil eine Einlassöffnung 23 definiert. Die Kehle des Airbags 21 wird durch die Halteöffnung 20 hindurch aufgenommen und die Einlassöffnung 23 ist allgemein um den Inflator 8 herum unterhalb der Gasauslassöffnungen 9 angeordnet.
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Innerhalb der aufblasbaren Kammer 22 des Airbags 21 ist ein Rückhaltemittel 24 vorgesehen, das in der in 1 dargestellten Ausrichtung des Airbagmoduls unmittelbar unterhalb des Halters 15 zwischen der Halteöffnung 20 und der Grundplatte 3 des Gehäuses 2 angeordnet ist. Das in 1 dargestellte Rückhaltemittel 24 hat die Form eines Ringes, der so um den Rand der Einlassöffnung 23 herum angeordnet ist, dass sich das Rückhaltemittel 24 im Wesentlichen unterhalb der Gasauslassöffnungen 9 befindet. Das Rückhaltemittel 24 ist mittels Niet, Bolzen oder ähnlichem 25 an dem Airbag 21 befestigt. Das Rückhaltemittel 24 hat einen Durchmesser D, der größer ist als der Durchmesser d der Halteöffnung 20, wodurch verhindert wird, dass das Rückhaltemittel durch die Halteöffnung hindurchtritt, damit nach der Aktivierung des Inflators 8 die Bewegung der Einlassöffnung 23 weg von dem Inflator 8 beschränkt wird, wodurch das Rückhaltemittel 24 (und die Einlassöffnung 23) wirksam relativ zu dem Inflator gehalten werden.
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Der gefaltete Airbag 21 ist in einer flexiblen Hülle 27 gepackt, welche um den Airbag 21 herum im Wesentlichen hermetisch abgedichtet ist, so dass die Hülle 27 durch die Halteöffnung 20 hindurchtritt und eine Ausnehmung 28 zur Aufnahme des Teils des Inflators 8 bildet, der in dem Gehäuse 2 angeordnet ist und der sich im Wesentlichen unterhalb des Airbags 21 befindet. Der Airbag 21 und die Hülle 27 sind vakuumgepackt, so dass der Druck innerhalb der abgedichteten Hülle unterhalb des atmosphärischen Drucks liegt. Die Hülle 27 ist vorzugsweise eine Plastikfolie.
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Das Airbagmodul 1 weist zusätzlich eine an dem Gehäuse 2 angebrachte Abdeckung 29 auf. Die Abdeckung 29 ist darauf ausgelegt, die Entfaltung des Airbags 21 aus dem Inneren des Gehäuses 2 heraus zu ermöglichen. Die Abdeckung kann beispielsweise mit einer oder mehreren Sollbruchstellen (wie beispielsweise mit 30 gezeigt) versehen sein, die darauf ausgelegt sind, beim Aufblasen des Airbags 21 zu brechen, so dass in der Abdeckung 29 eine Öffnung geschaffen wird, durch die der Airbag 21 sich entfalten kann.
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Die 2 und 3 zeigen einen Airbag der in 1 dargestellten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung während einer frühen Phase und einer späteren Phase der Aktivierung des Inflators nach Erhalt eines Signals von einem Sensor, welches auf eine gegenwärtige oder erwartete Unfallsituation schließen lässt.
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Wie in 2 gezeigt, wird während der frühen Phase der Aktivierung Aufblasgas von den Gasauslassöffnungen 9 des Inflators 8 in die Ausnehmung 28 freigesetzt. Das Aufblasgas kann eine hohe Ausgangstemperatur aufweisen, die die innerhalb der Ausnehmung 28 befindliche Hülle 27 schmilzt oder alternativ kann der enorme Druck des Aufblasgases die Hülle 27 in diesem Bereich einfach zerreißen. Das zerstört wirksam die Abdichtung der Hülle 27, wie in 2 gezeigt.
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Sobald die Abdichtung der Hülle zerstört ist, wird das von den Gasauslassöffnungen 9 mit einem enormen Druck freigesetzte Aufblasgas durch die Einlassöffnung 23 in die aufblasbare Kammer 22 geleitet. Indem der Airbag 21 aufgeblasen wird und der Druck innerhalb des Airbagmoduls 1 ein vorbestimmtes Niveau erreicht, bricht die Sollbruchstelle 30 der Abdeckung 29, um ein weiteres Aufblasen des Airbags 21 zu ermöglichen, währenddessen der obere Bereich der Hülle 27 gewaltsam aufgerissen wird, um ein im Wesentlichen uneingeschränktes Entfalten des Airbags 21 zu ermöglichen, wie in 3 schematisch dargestellt ist, wobei die Abdeckung der Übersichtlichkeit halber weggelassen wurde.
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Wie oben erläutert, ist der Durchmesser D des Rückhaltemittels 24 größer als der Durchmesser d der Halteöffnung 20, was bedeutet, dass das Rückhaltemittel 24 während der Aktivierung des Inflators nicht durch die Halteöffnung 20 hindurchtreten kann. Diese Anordnung gewährleistet, dass während der Aktivierung und trotz des enormen Drucks des Aufblasgases die Einlassöffnung 23 des Airbags 21 ihre Position relativ zu dem Inflator 8 beibehält. Die Anordnung erhält auch die Position des Airbags 21 und der Hülle 27 vor der Aktivierung des Inflators 8 aufrecht, ohne die Abdichtung der Hülle zu zerstören.
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Während die Erfindung oben unter Bezugnahme auf eine bestimmte Ausführungsform erläutert wurde, ist zu beachten, dass Modifizierungen vorgenommen werden könnten, ohne vom Anwendungsbereich der Erfindung abzuweichen. Während zum Beispiel in der oben behandelten bevorzugten Ausführungsform das Rückhaltemittel 24 mittels Niet, Bolzen oder ähnlichem 25 an dem Airbag 21 befestigt ist, könnte das Rückhaltemittel 24 in anderen Ausführungsformen an dem Airbag 21 befestigt werden, indem es sich durch in der aufblasbaren Kammer 22 vorgesehene Schlaufen und/oder Löcher erstreckt. Solche Schlaufen und/oder Löcher können in dem Gewebe des Airbags 21 selbst vorgesehen sein.
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Während in der oben behandelten bevorzugten Ausführungsform der Halter 15 mittels einer Mutter- und Bolzenanordnung 14 durch ausgerichtete Öffnungen 6, 12 hindurch an dem Gehäuse 2 befestigt ist, könnte der Halter 15 in anderen Ausführungsformen lösbar befestigt sein. Der Halter 15 kann zum Beispiel mittels Bajonett oder Haken-und-Schlitz-Befestigung befestigt sein.
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In anderen Ausführungsformen müssen der Airbag 21 und die abgedichtete Hülle 27 nicht zwingend vakuumgepackt sein. In alternativen Ausführungsformen ist der Airbag 21 in einer nicht abgedichteten Hülle gepackt. In weiteren Ausführungsformen ist der Airbag 21 überhaupt nicht in einer Hülle gepackt.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann der Airbag 21 ein gewöhnlicher Fahrerairbag mit um die Einlassöffnung 23 herum zusätzlichen Gewebeschichten zur Verstärkung sein. Außerdem kann der Airbag 21 ein Beifahrerairbag, ein Knieairbag oder ein Seitenairbag sein.
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Die in dieser Beschreibung und in den Ansprüchen verwendeten Begriffe „aufweist” und „enthaltend” sowie Abwandlungen davon bedeuten, dass die aufgeführten Merkmale, Schritte oder Zahlen mit umfasst sind. Die Begriffe sind nicht so zu verstehen, dass andere Merkmale, Schritte oder Bestandteile ausgeschlossen sind.
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Die in der vorhergehenden Beschreibung oder in den nachfolgenden Ansprüchen oder in den beigefügten Zeichnungen offenbarten, in deren spezifischer Form oder in Form eines Mittels zur Durchführung der offenbarten Funktion oder einer Methode oder eines Verfahrens zur Erzielung des offenbarten Ergebnisses zum Ausdruck gebrachten Merkmale können, soweit erforderlich, einzeln oder in beliebiger Kombination solcher Merkmale verwendet werden, um die Erfindung in verschiedenen Formen davon zu verwirklichen.