DE2111898C2 - "Aufprallschutzvorrichtung für den Insassen eines Kraftfahrzeuges" - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Aufprallschutzvorrichtung für den Insassen eines Kraftfahrzeuges mit einem Gassack, der in der Ausgangslage zusammengefaltet an bzw. in einer fahrzeugfesten Aufnahme angeordnet und bei Überschreiten einer vorgegebenen Fahrzeugverzögerung mittels eines Gases, dessen Hauptströmungsrichtung gegen den dem Insassen zugekehrten Boden des Gassackes gerichtet ist, selbsttätig aufblasbar ist und dem eine innenliegende, die Ausdehnung des Gassackes in der Hauptströmrichtung des Gases begrenzende und mittels des Gasstromes in ihre Arbeitslage überführbare Rückhalteeinrichtung zugeordnet ist, die eine dem Gassackboden vorgelagerte Prallfläche sowie gegenüber der Aufnahme verankerte Rückhaltemittel umfaßL Das Aufblasen des Gassacks soll bei Schutzvorrichtungen der genannten Art in Sekundenbruchteilen, und zwar ir. der Regel in etwa 0,025 Sekunden beendet sein. Hierfür ist eine nahezu schlagartige Füllung des Gassackes erforderlich. Es hat sich nun gezeigt, daß der bei der schlagartigen Füllung des Gassackes und der entsprechend schnellen Aufblähung desselben auftretende Knall eine Intensität erreicht, die bei Menschen, und zwar insbesondere bei älteren Menschen, physische Schäden verursachen kann.

Aus der US-PS 34 73 824 ist eine Aufprallschutzvorrichtung bekannt, bei der die Rückhalteeinrichtung ebenso wie die Prallfläche unmittelbar mit dem Gassack verbunden ist, so daß die Rückhalteeinrichtung letztlich nur eine elastische Wandversteifung des Gassackes darstellt und zumindest in Teilen derselben überlagerte Belastungen auftreten, die eine entsprechende konstruktive Abstimmung im Aufbau der Gassackwandung notwendig machen. Bezüglich des Gassackes läßt sich damit von der Funktion her zwar erreichen, daß dieser nicht keulenartig gegen den jeweils zu schützenden Insassen vorschießt, dieser Vorteil wird aber mit konstruktiven Nachteilen im Hinblick auf die Gestaltung des Gassackes erkauft, die es erschweren, diesen allein auf die Bedürfnisse zum Schutz des Insassen auszulegen.

Der vorliegenden Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, eine Aufprallschutzvorrichtung der eingangs beschriebenen Gattung so auszugestalten, daß die beim Aufblasen des Gassackes auftretende Geräuschentwicklung bei optimaler sicherheitsgerechter Ausbildung derselben auf ein erträgliches Maß reduziert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Rückhaltemittel mit der Prallfläche eine selbständige Einlage in Form einer Umhüllung bilden, die den in der Ausgangslage ausgestülpten, in einer muldenförmigen Aufnahme ruhenden Gassack schützend umhüllt.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den weiteren Patentansprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles mit weiteren erfindungsgemäßen Merkmalen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung eines Teiles eines Personenkraftwagens, der mit einem Lenkrad

so versehen ist und bei dem zum Schütze des Fahrers vor dem Lenkrad ein Gassack aufblasbar ist, und

F i g. 2 einen Längsschnitt durch den oberen Bereich der Lenksäule, in dem ebenfalls schematisiert die erfindungsgemäße Ausgestaltung der den Gassack umfassenden Schutzvorrichtung gezeigt ist.

In dem in F i g. 1 schematisiert dargestellten Ausschnitt aus der Zelle eines Personenkraftwagens 1 ist mit 2 die Lenkspindel bezeichnet, an der mittels eines hohl ausgebildeten Verformungsgliedes 3, eines sogenannten Pralltopfs, das Lenkrad 4 angebracht ist. Über dem Lenkrad 4 ist ein Gassack 5 gezeigt, der bei einem etwaigen Aufprall des Fahrzeugs eine Schutz- und Auffangvorrichtung für den Fahrer 6 bildet. Der Gassack 5 ist bei Überschreiten einer vorgegebenen Fahrzeugverzögerung mittels unter Druck stehenden Gases selbsttätig aufblasbar und hier in einer Zwischenpause während des Aufblasvorganges dargestellt. In s. liier Ruhelage ist der Gassack 5, was im folgenden

anhand der F i g. 2 näher beschrieben werden soll, in das hohle Verformungsglied 3 eingefaltet, dessen muldenförmige Aufnahme in F i g. 2 mit 7 bezeichnet ist.

Der in der Aufnahme 7 eingefaltete Gassack, von dem aus zeichnerischen Gründen hier nur einige Faltlagen strichliert angedeutet sind, liegt innerhalb einer Umhüllung 8, die Stulpenform aufweist und die ebenso wie der Gassack 5 mit ihrem freien Rand im Bereich der freien Randzone 9 der Aufnahme 7 angebracht ist. Die Umhüllung 8 weist im Ausführungsbeispiel Netzstruktur auf und ist in ihrem randfernen Mittelbereich als Prallfläche 10 so ausgestaltet, daß sie für Gase hoher Strömungsgeschwindigkeit zumindest weitgehend undurchlässig ist. Diese relative Gasundurchlässigkeit ist beispielsweise durch eine verdichtete Struktur des Netzes oder aber auch durch eine Auflage erreichbar.

Innerhalb der Aufnahme 7 ist im Ausführungsbeispiel ein Gaserzeuger 11 angeordnet, der beispielsweise durch einen pyrotechnischen Treibsatz gebildet sein kann, der unmittelbar nach seiner Zündung eine starke Gasentwicklung aufweist

Wird der Gaserzeuger 11 aktiviert so baut sich zunächst innerhalb der Aufnahme 7 ein Druck auf, durch den zunächst der die öffnung 12 der Aufnahme 7 abdeckende und hier nur in seiner Öffnungslage bezeichnete deckelartige Verschluß 14 abgedrückt wird und durch den nachfolgend der Gassack 5 nach außen gedrängt und entfaltet wird. Hierbei wird gleichzeitig auch die Umhüllung 8 nach außen gestülpt, da sich nach dem Freilegen der öffnung 12 der Aufnahme 7 eine Gasströmung ergibt deren Richtung durch die Pfeile 13 angedeutet ist. Entsprechend dem Erfordernis, daß der Gassack 5 nach Auslösen eines hier nicht dargestellten Sensorsystems durch Überschreiten einer vorgegebenen Fahrzeugverzögerung in etwa 0,025 Sekunden gefüllt sein muß, sind vom Gaserzeuger 11 in kürzester Zeit große Gasmengen zu produzieren, die über die öffnung 12 aus der Aufnahme 7 austreten. Hierdurch ergeben sich hohe Gasgeschwindigkeiten. Die mit derartig hohen Geschwindigkeiten in Richtung der Pfeile 13 aus der Aufnahme 7 ausströmenden Gase werden nun bei der erfindungsgemäßen Konstruktion an ihrer geradlinigen Fortbewegung durch die Prallfläche 10 der ausgestülpten Umhüllung gehindert, die für Gase hoher Strömungsgeschwindigkeit zumindest weitgehend undurchlässig ist. In ausgestülptem Zustand stellt die Umhüllung 8 somit ein fallschirmähnliches Teil dar, in dessen als Prallfläche 10 ausgebildetem Mittelbereich zumindest ein großer Teil der im wesentlichen geradlinig ausströmenden Gase gefangen und seitlich abgelenkt wird, was durch die Pfeile 15 angedeutet ist.

Durch dieses Abfangen des Gasstromes wird vermieden, daß sich der Gassack beim Aufblasvorgang zunächst im wesentlichen nur geradlinig entsprechend der Hauptströmungsrichtung des Gases ausdehnt und lanzenähnlich gegen den Fahrer vorschnellt bevor es zu der eigentlich angestrebten ballonförmigen Aufblähung des Sackes kommt Die Ausdehnung in der Hauptströmungsrichtung ist nicht nur deshalb unerwünscht, weil bei einer derartigen Ausdehnung des Sackes besonders hohe und ungünstige Belastungen in der Hülle des Sackes, wirksam werden, sondern weil die Dehnung des Sackes in Hauptströmungsrichtung des Gases auch mit so hoher Geschwindigkeit, nämlich im Überschallbereich erfolgt daß sich in Dehnungsrichtung vor dem Sack ein Druckkegel aufbaut der den bekannten Überschallknall zur Folge hat, dessen Intensität weit größer ist als die übrigen beim Aufblasen des Gassackes auftretenden Geräusche.

Dadurch, daß bei der erfindungsgemäßen Lösung der Gasstrom abgefangen und, wie durch die Pfeile 15 dargestellt, umgelenkt und verteilt wird, wird eine über den Mantel des Gassackes im wesentlichen gleichmäßige Ausdehnung desselben erreicht Hierdurch ist die Geschwindigkeit, mit der sich der Mantel des Gassackes 5 beim Aufblasen nach außen bewegt, weitgehend vergleichmäßigt und liegt in allen Bereichen unterhalb der Schallgeschwindigkeit, so daß der gefürchtete Überschallknall vermieden und damit die Geräuschentwicklung beim Aufblasen des Sackes wesentlich verringert wird.

Anstelle des unterhalb der Umhüllung 8 in der Aufnahme 7 angeordneten Gaserzeugers 11 oder auch zusätzlich zu diesem können einer oder mehrere Gaserzeuger 16 auch seitlich an die Aufnahme 7 anschließend vorgesehen werden, und zwar beispielsweise innerhalb oder im Übergang zu den Speichen des Lenkrades. Der Übertritt der bei Aktivierung der Gaserzeuger 16 entwickelten Gase in die Aufnahme 7 kann durch im Verformungsglied 3 vorgesehene Ausnehmungen erfolgen. Auch bei dieser Anordnung von Gaserzeugern ergibt sich eine den Pfeilen 13 entsprechende Hauptströmungsrichtung für das Gas beim Übertritt aus der Aufnahme 7 in den entfaltenden Gassack 5, da bei der in kürzester Zeit zu entwickelnden Gasmenge, die über die öffnung 12 in den Sack übertreten muß, diese Öffnung trotz ihrer Größe eine düsenähnliche Wirkung hat. Im Rahmen der Erfindung können anstelle pyrotechnischer Treibsätze selbstverständlich auch Gaserzeuger anderer Art vorgesehen werden, und zwar beispielsweise solche, bei denen ein Gas, beispielsweise ein Kältemittel, aus seinem flüssigen Zustand durch Zuführung von Wärme in einen gasförmigen Zustand überführt wird. Die erforderliche Verdampfungswärme wird bei Gaserzeugern dieser Art mittels einer Patrone entwickelt, die über ein Sensorsystem in Abhängigkeit von einem vorgegebenen Grenzwert der Fahrzeugverzögerung gezündet werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Aufprallschutzvorrichtung für den Insassen eines Kraftfahrzeuges mit einem Gassack, der in der Ausgangslage zusammengefaltet an bzw. in einer fahrzeugfesten Aufnahme angeordnet und bei Überschreiten einer vorgegebenen Fahrzeugverzögerung mittels eines Gases, dessen Hauptströmungsrichtung gegen den dem Insassen zugekehrten Boden des Gassackes gerichtet ist, selbsttätig aufblasbar ist und dem eine innenliegende, die Ausdehnung des Gassackes in der Hauptströmungsrichtung des Gases begrenzende und mittels des Gasstromes in ihre Arbeitslage überführbare Rückhalteeinrichtung zugeordnet ist, die eine dem Gassackboden vorgelagerte Prallfläche sowie gegenüber der Aufnahme verankerte Rückhaltemittel umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückhaltemittel mit der Prallfiäche (10) eine selbständige Einlage in Form einer Umhüllung (8) bilden, die den in der Ausgangslage ausgestülpten, in einer muldenförmigen Aufnahme (7) ruhenden Gassack (5) schützend umhüllt.

2. Aufprallschutzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung (8) außerhalb ihres die Prallfläche (10) bildenden Mittelbereiches eine offene Struktur aufweist.

3. Aufprallschutzvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung (8) außerhalb ihres die Prallfläche (10) bildenden Mittelbereiches durch Halteleinen gebildet ist.

4. Aufprallschutzvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung (8) außerhalb ihres die Prallfläche (10) bildenden Mittelbereiches netzartig ausgebildet ist.

5. Aufprallschutzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Kraftfahrzeug mittels eines mit einer Lenkspindel verbundenen Lenkrades lenkbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die muldenförmige Aufnahme (7) durch ein in an sich bekannter Weise am oberen Ende der Lenkspindel (2) angeordnetes Verformungsglied (3) gebildet ist.

6. Aufprallvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung des Gases ein innerhalb der Aufnahme (7) angeordneter und unterhalb der Umhüllung (8) liegender Gaserzeuger (11) vorgesehen ist.

7. Aufprallschutzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung des Gases wenigstens ein angrenzend an die Aufnahme (7) angeordneter Gaserzeuger (16) vorgesehen ist.