DE19640151A1 - Aufblasbares Sicherheitsmodul für ein Fahrzeug - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein aufblasbares Sieherheitsmodul für die Sicherheitseinrichtung eines Fahrzeugs und insbesondere ein Gehäuse für ein solches Sicherheitsmodul, das für ein rasches Entweichen und ein korrektes Posi­ tionieren eines Luftkissens sorgt, um einen zugehörigen Fahrzeuginsassen bei einem frontalen oder seitlichen Aufprall zu schützen.

Aufblasbare Sicherheitssysteme sind heutzutage in Fahrzeugen weit verbreitet. Diese Systeme enthalten einen Aufprallsensor, der bei einem Aufprall ein Auslösesignal an das aufblasbare Sicherheitsmodul ab gibt. In Abhängigkeit von dem Auslösesignal wird ein Gaserzeuger aktiviert, um ein textiles Luftkissen auf­ zublasen, welches sich in das Fahrzeuginnere hinein entfaltet, um die Aufprallener­ gie des Fahrzeuginsassen im Fahrzeug zu absorbieren. Derartige Sicherheitsmodule sind meistens am Lenkrad oder an der Instrumententafel angebracht, um vorne sit­ zende Fahrzeuginsassen zu schützen. Wenn sich diese Luftkissenmodule, insbeson­ dere wenn sie zusammen mit Sicherheitsgurten verwendet werden, als sehr erfolg­ reich erwiesen haben, sind weitere Verbesserungen wünschenswert.

Erhöhte Aufmerksamkeit ist in neuerer Zeit der Konstruktion von aufblasbaren Sicherheitsmodulen als Seitenaufprallschutz gewidmet worden. Stati­ stisch gesehen, führen Seitenaufprallkollisionen häufiger zu schweren bzw. tödli­ chen Verletzungen als frontale Aufprallkollisionen bei entsprechender Aufprall­ energie. Dies wird zum Teil auf die geringere Menge an Fahrzeugstruktur zwischen dem Fahrzeuginsassen und dem Fahrzeug selbst zurückgeführt. Es wird daher ange­ nommen, daß aufblasbare Sicherheitseinrichtungen für Seitenaufprallkollisionen ähnlich vorteilhaft wie die für frontale Aufprallkollisionen haben können.

Im übrigen ist es nach wie vor wünschenswert, die Herstellbarkeit, Kosten, Funktionsfähigkeit und Zuverlässigkeit solcher aufblasbarer Sicherheitsmo­ dule zu weiter verbessern. Der Erfolg solcher Sicherheitsmodule als seitlicher oder frontaler Aufprallschutz hängt unter anderem davon ab, daß das Luftkissen so rasch wie möglich an die richtige Stelle gelangt. Früher wurde dies durch Schnüre ge­ macht, die dem Luftkissen beim Aufblasen eine bestimmte Form verleihen. Diese Schnüre erhöhen jedoch den Aufwand und die Kosten des Sicherheitsmoduls. Außerdem verlassen diese Sicherheitsmodule sich auf die Form des Fahrzeuginne­ ren, um das Luftkissen an die richtige Stelle zu lenken, was den Einsatz eines stär­ keren Gasgenerators erfordert.

Durch die vorliegende Erfindung sollen diese Nachteile vermieden werden. Die Erfindung sowie vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen definiert.

Das erfindungsgemäß ausgebildete aufblasbare Sicherheitsmodul ist insbesondere als Seitenaufprallschutz geeignet, kann jedoch auch bei anderen An­ wendungen wie z. B. als Frontalaufprallschutz verwendet werden. Vorzugsweise besitzt das Modul ein einteiliges, mit Scharnier versehenes Gehäuse, das an einem Fahrzeugrahmenteil, beispielsweise einem Rückenlehnenteil, befestigt ist, ein Luft­ kissen und einen Gaserzeuger. Eine das Entfalten des Luftkissens "führende" Leit­ rampe wird von der Innenfläche des Gehäuses gebildet, um den Impuls des Luftkis­ sens beim Entfalten in einer gewünschten Richtung zu lenken. Der Gehäuserand, an dem sich das Luftkissen entfaltet, ist so ausgebildet, daß es mit der Leitrampe und den Endabschnitten des Gehäuses zusammenwirkt, um das Luftkissen zwischen dem Fahrzeuginsassen und dem Fahrzeuginneren korrekt zu positionieren. Diese Merkmale erleichtern ein rasches Entweichen und eine korrekte Führung und Posi­ tionierung des sich aufblasenden Luftkissens, indem die Energie des expandieren­ den Luftkissens in Richtung auf den vorderen Abschnitt des Gehäuses fokussiert wird, um dort das Luftkissen zu entfalten.

Anhand der Zeichnungen wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines fahrerseitigen Vordersitzes eines Kraftfahrzeugs mit einem innen angebrachten aufblasbaren Sicherheitsmodul;

Fig. 2 eine Querschnittsansicht entlang der Linie 2-2 in Fig. 1;

Fig. 3 eine Querschnittsansicht durch das Gehäuse an einem Schlitz, wobei die Luftkissenanordnung entfernt wurde;

Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht der Innenseite des Gehäuses;

Fig. 5 ist eine perspektivische Ansicht der Außenseite des Gehäuses;

Fig. 6 ist eine Explosionsdarstellung des Sicherheitsmodul mit Ge­ häuse, Gaserzeuger und Luftkissen.

Das in den Fig. 1 und 2 dargestellte aufblasbare Sicherheitsmodul 10 ist innerhalb der Rückenlehne 14 eines Fahrzeugsitzes 12 eines Fahrzeuges ange­ ordnet. Insbesondere ist das Sicherheitsmodul 10 an dem äußeren Rahmenteil 16 der Rückenlehne 14 befestigt und wird von weichem Schaummaterial 18 umgeben, das außen von textilen Abschnitten 20a, 20b bedeckt ist. Die textilen Abschnitte 20a, 20b sind längs einer Reißnaht 22 verbunden, die aufgeht, wenn Druck von einem sich aufblasenden Luftkissen ausgeübt wird, so daß die textilen Abschnitte 20a, 20b das Sicherheitsmodul 10 freigeben.

Es wird nun auf die Fig. 2 bis 5 Bezug genommen. Das Gehäuse 24 des Sicherheitsmoduls 10 bildet eine Umhüllung für eine Luftkissenanordnung. Das Gehäuse 24 hat eine allgemein zylindrische Form mit einem sich verjüngenden el­ liptischen Querschnitt (einem tropfenförmigen Querschnitt) und besteht aus einer äußeren Gehäusehälfte 26 und einer inneren Gehäusehälfte 30, die längs eines rückwärtigen Randes durch ein Scharnier 36 miteinander verbunden sind. Das Ge­ häuse 24 öffnet und schließt sich ähnlich wie eine Muschel entlang eines Öffnungs­ randes 38, der von dem dem Scharnier 36 gegenüberliegenden Rand der äußeren Gehäusehälfte 24 und inneren Gehäusehälfte 30 gebildet wird.

Wie insbesondere in Fig. 3 zu sehen ist, schneiden sich die Innenflä­ che 28 der äußeren Gehäusehälfte 26 und die Innenfläche 34 der inneren Gehäuse­ hälfte 30 unter einem spitzen Winkel θ an dem Öffnungsrand 38, wenn sich das Ge­ häuse 24 in seinem geschlossenen Zustand befindet, wodurch die von dem sich aufblasenden Luftkissen erzeugte Energie in Richtung auf den Öffnungsrand 38 und weg von dem Scharnier 36 fokussiert wird. Wie in Fig. 3 gezeigt, schneiden sich die Innenflächen 28 und 34 beispielsweise unter einem Winkel zwischen 30 und 60°, vorzugsweise von ungefähr 45°. Es lassen sich jedoch auch Innenflächenkonfigura­ tionen, die sich unter einem Winkel von weniger als 90° schneiden, verwenden, vorausgesetzt, daß die von dem Luftkissen erzeugte Energie in Richtung auf den Öffnungsrand 38 fokussiert wird.

Eine äußere Leitrampe 48 wird von der Innenfläche 28 der äußeren Gehäusehälfte 26 gebildet. In der gleichen Weise wird eine innere Leitrampe 50 von der Innenfläche 34 der inneren Gehäusehälfte 30 gebildet. Die Leitrampen 48, 50 konvergieren in Richtung des Öffnungsrandes 38, um eine sich verjüngende innere Kammer 52 zu bilden, die dem Gehäuse 24 den sich verjüngenden elliptischen (tropfenförmigen) Querschnitt verleihen. Die innere Leitrampe 50 erstreckt sich an dem Öffnungsrand 38 an der äußeren Leitrampe 48 vorbei, um einen glatten Über­ gang am Gehäuserand zu bilden, der das Entfalten des Luftkissens 60 unterstützt. In der gleichen Weise helfen die Endabschnitte 54, 56 der beiden Gehäusehälften 26, 30 beim Entfalten des Luftkissens 60 dadurch mit, daß sie das Luftkissen 60 nach außen an dem Öffnungsrand 38 vorbei "fokussieren", und ein Entfalten des Luftkis­ sens 60 in der vertikalen Richtung zu unterbinden.

Wie sich der Fig. 4 entnehmen läßt, besitzt die innere Gehäusehälfte 30 außerdem einen Befestigungsflansch 40, der sich von der Außenfläche 32 in der Nähe des vorderen Abschnittes der inneren Gehäusehälfte 30 weg erstreckt. In dem Befestigungsflansch 40 ist eine Öffnung 42 zur Aufnahme eines mit Gewinde ver­ sehenen Befestigungselementes gebildet, die das Gehäuse 24 an dem Rahmenteil 16 der Rückenlehne befestigt. Der Befestigungsflansch 40 verleiht dem Gehäuse 24 entlang des Öffnungsrandes 38 zusätzliche örtliche Steifigkeit, um eine Verformung während des Entfaltens des Luftkissens zu verhindern. Außerdem sind zwei Rippen 44 in der inneren Gehäusehälfte 30 gebildet; sie erstrecken sich von dem Befesti­ gungsflansch 40 nach hinten, um den Befestigungsflansch 40 wie auch die innere Gehäusehälfte 30 zu versteifen. Laschen 68 eines Befestigungsteils 66 erstrecken sich durch Schlitze in der inneren Gehäusehälfte 30 und dienen zur Befestigung des Gehäuses 24 an dem Rahmenteil 16 der Rückenlehne, angrenzend an dem Scharnier 36.

Es wird nun auf Fig. 5 Bezug genommen. Die äußere Gehäusehälfte 26 ist im wesentlichen wie die innere Gehäusehälfte 30 ausgebildet, abgesehen da­ von daß sie keine Mittel zum Befestigen des Gehäuses 24 an dem Rahmenteil 16 besitzt. Wenn auch das Gehäuse 24 mittels einer Vielzahl von Techniken hergestellt werden kann, wird es jedoch vorzugsweise aus thermoplastischem Material gegos­ sen, so daß es sich als einstückiges Teil herstellen läßt. Genauer gesagt, können die äußere Gehäusehälfte 26 und die innere Gehäusehälfte 30 in einer gemeinsamen Gießform hergestellt werden, in der das Scharnier 36 jedes entsprechende Teil ver­ bindet. Der Befestigungsflansch 40 und die Rippen 44 können ebenfalls in der Gießform hergestellt werden, so daß ein einstückiges Gehäuse gebildet wird. Der gegossene thermoplastische Kunststoff hat zusätzlich die adäquate Steifigkeit, um die beim Entfalten des Luftkissens erzeugte Energie aufzunehmen und einer merkli­ chen Verformung der beiden Gehäusehälften 26, 30 zu widerstehen, während er gleichzeitig für ein relativ geringes Gewicht sorgt.

Es wird nun auf Fig. 6 Bezug genommen, in der die Luftkissenanord­ nung 58 des Sicherheitsmoduls 10 in Explosionsdarstellung gezeigt ist. Das Luftkis­ sen 60 kann aus verschiedenen Materialien hergestellt werden, wie sie üblicher­ weise für Luftkissen verwendet werden, beispielsweise aus Polyerster- oder Nylon­ geweben, die beschichtet oder unbeschichtet sein können, um die erwünschten Gasleckage-Eigenschaften zu haben. Ein Halteteil 62 ist innerhalb des Luftkissens 60 angeordnet und bildet eine Aufnahme für einen Gasgenerator 70. Eine blattför­ mige Hülle 74 (TYVEK®) ist um das Luftkissen 60 und das Halteteil 62 geschla­ gen, um das Luftkissen 60 in gefaltetem Zustand montieren zu können. Eine Reihe von in der Hülle 74 gebildeten Löchern arbeitet mit Fingern 64 des Halteteils 62 zusammen, um das Luftkissen 60 in seinem gefalteten Zustand zu halten. Die Finger 64 greifen außerdem in das Befestigungsteil 66, um das Halteteil 62 daran zu befe­ stigen. Der Gasgenerator 70 ist innerhalb des Halteteils 62 angeordnet und an dem Befestigungsteil 66 durch eine Haltemutter 72 befestigt. Die Laschen 68 erstrecken sich von dem Befestigungsteil 66 durch das Gehäuse 24, wie bereits beschrieben, um das Sicherheitsmodul 10 an dem Rahmenteil 16 der Rückenlehne zu sichern.

Wie oben erwähnt, sorgt das beschriebene Sicherheitsmodul für ein rasches Entweichen und eine korrekte Führung sowie Positionierung des Luftkis­ sens 60 beim Entfalten. Im Betrieb wird der Gaserzeuger 70 durch ein elektrisches Signal gezündet, und er beginnt damit, Gas zu erzeugen, das durch die zwischen dem Gaserzeuger 70 und dem Halteteil 62 gebildete Aufnahme strömt. Das Luftkis­ sen 60 beginnt zu expandieren, wenn das Gas durch die Löcher in dem Halteteil 64 in das Luftkissen 60 strömt. Die Hülle 74 reißt auf, und das Luftkissen 60 übt einen Druck auf die Innenflächen 28, 32 des Gehäuses 24 aus. Das Luftkissen 60 expan­ diert weiter, wobei es an den Leitrampen 48, 50 gleitet, die die Richtung des Luft­ kissens beim Entfalten steuern, wodurch die Energie auf den Öffnungsrand 38 fo­ kussiert wird. Die Energie des expandierenden Luftkissens 60 dreht die äußere Ge­ häusehälfte 26 um das Scharnier 36 von der inneren Gehäusehälfte 36 weg, um das Gehäuse 24 zu öffnen und das Luftkissen 60 zu entfalten.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Sicherheitsmodul 10 innerhalb des Sitzes 12 untergebracht. Es wird von dem Schaummaterial 18 und dem textilen Gebilde 20 verdeckt. Der Impuls des sich entfaltenden Luftkissens 60 ist gegen die Reißnaht 22 gerichtet, so daß diese aufgeht. Das Luftkissen 60 bewegt sich in das Fahrzeug hinein zwischen die Außenseite des Fahrzeuginsassen und der Seitenwand der Fahrzeugtür. Wenn sich das Luftkissen 60 in dieser Stellung befin­ det, wird es weiter aufgeblasen, um einen Schutz für den Fahrzeuginsassen zu bil­ den.

Bei einem anderen Ausführungsbeispiel ist das Gehäuse nicht von Schaumstoff oder einem textilen Gebilde verdeckt; vielmehr liegt es zum Fahrzeug­ inneren hin offen. Bei diesem anderen Ausführungsbeispiel wird die äußere Gehäu­ sehälfte ein integraler Bestandteil der Oberfläche des Fahrzeugsitzes. Im Betrieb entfaltet sich das Luftkissen aus dem Gehäuse unmittelbar ins Fahrzeuginnere hin­ ein zwischen den Fahrzeuginsassen und die Seitenwand der Fahrzeugtür. Das Posi­ tionieren des Luftkissens wird dadurch erleichtert, daß die Energie des Luftkissens, wie oben beschrieben, unter Verwendung von inneren und äußeren Leitrampen ge­ führt wird.

Wenn auch die vorliegende Erfindung in Verbindung mit einem Sei­ tenaufprall-Sicherheitsmodul beschrieben wurde, versteht es sich jedoch, daß die vorliegende Erfindung auch bei anderen Anwendungen wie z. B. einem Frontalauf­ prall-Sicherheitsmodul eingesetzt werden kann. In diesem Fall wird das Luftkissen nicht durch den Fahrzeugsitz, sondern durch die Instrumententafel entfaltet. Wie im Fall des Seitenaufprall-Sicherheitsmoduls kann die Außenfläche des Gehäuses ent­ weder eine sichtbare Fläche oder eine von der oberen Abdeckung der Instrumenten­ tafel verdeckte unsichtbare Fläche sein.

Claims (10)

1. Aufblasbares Sicherheitsmodul für ein Fahrzeug mit:
einer Luftkissenanordnung mit einem Luftkissen (60) und einem Gas­ erzeuger (70) zum Aufblasen des Luftkissens, das aus einem gefalteten Zustand in einen aufgeblasenen Zustand entfaltbar ist;
einem Gehäuse (24) mit einer ersten Gehäusehälfte (26) und einer zweiten Gehäusehälfte (30), die längs eines Schamierrandes (36) gelenkig mitein­ ander verbunden sind und eine sich verjüngende innere Kammer (52) bildet, die in Richtung auf einem dem Scharnierrand (36) gegenüberliegenden Entfaltungsrand (38) konvergiert;
wobei das Gehäuse (24) die Luftkissenanordnung im Schließzustand so um gibt, daß die sich verjüngende Kammer (52) die beim Aufblasen des Luftkis­ sens (60) erzeugte Energie in Richtung auf den Entfaltungsrand (36) fokussiert, so daß die beiden Gehäusehälften (26, 30) sich relativ zueinander in den Öffnungszu­ stand drehen, um ein Entfalten des Luftkissens (60) zu ermöglichen, wobei die sich verjüngende Kammer (52) mithilft, das Luftkissen (60) in seinen aufgeblasenen Zu­ stand zu lenken.

2. Sicherheitsmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die sich verjüngende Kammer (52) eine allgemein zylindrische Form mit einem sich verjüngenden elliptischen Querschnitt hat.

3. Sicherheitsmodul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (24) eine Leitrampe (48) aufweist, die an einer (28) seiner Innen­ flächen gebildet ist, um die sich verjüngende Kammer (52) zu bilden.

4. Sicherheitsmodul nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitrampe (48) an einer Innenfläche (28) der ersten Gehäusehälfte (26) gebildet ist und sich zu dem Entfaltungsrand (36) erstreckt, um einen glatten Übergang zwi­ schen der Kammer (52) und dem Entfaltungsrand (36) zu bilden.

5. Sicherheitsmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (24) eine an der ersten Gehäusehälfte (26) gebil­ dete erste Leitrampe (48) und eine an der zweiten Gehäusehälfte (30) gebildete zweite Leitrampe (50) aufweist, die gemeinsam die sich verjüngende Kammer (52) bilden.

6. Sicherheitsmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (24) eine Versteifungsrippe (44) angrenzend an dem Entfaltungsrand (36) aufweist.

7. Sicherheitsmodul nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Versteifungsrippe (44) eine Stelle zum Befestigen des Gehäuses (24) an einem Teil des Fahrzeuginneren bildet.

8. Sicherheitsmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (24) ein einstückig gegossenes thermoplastisches Teil ist.

9. Sicherheitsmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftkissenanordnung ferner aufweist:
ein Halteteil (62), das innerhalb des Luftkissens (60) angeordnet ist und eine Aufnahme bildet;
ein Befestigungsteil (66), das mit dem Halteteil (62) verbunden ist und eine Befestigungslasche (68) aufweist, und
einen Gaserzeuger (70), der in der Aufnahme angeordnet und an dem Befestigungsteil (66) befestigt ist.

10. Sicherheitsmodul nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (24) einen Schlitz (46) aufweist, durch das sich die Befestigungslasche (68) des Befestigungsteils (66) erstreckt, um die Luftkissenanordnung an dem Ge­ häuse (24) zu befestigen und eine Stelle zum Befestigen des Sicherheitsmoduls am Fahrzeug zu bilden.