DE29700804U1 - Airbags for motor vehicles, in particular cars - Google Patents
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Ha-9090/GM 17. Januar 1997 ke-pw DipL-Ing. Karl Gercken Ha-9090/GM 17 January 1997 ke-pw DipL-Ing. Karl Gercken
Thalerweg 21 82041 OberhachingThalerweg 21 82041 Oberhaching
Die Erfindung betriffi einen Airbag fiir Kraftfahrzeuge, insbesondere Pkws, deren Airbags in nicht aufgeblasenem Zustand im Lenkrad, Handschuhkasten, den Sitzlehnen und/oder Kopf bzw. Nackenstützen verstaut sind und sich beim Frontalaufprall oder Seitenaufprall des Fahrzeugs explosionsartig aufblasen, um insbesondere Kopf und Brustkorb sowie Becken der Fahrzeuginsassen zu schützen.The invention relates to an airbag for motor vehicles, in particular cars, whose airbags are stowed in the steering wheel, glove compartment, seat backs and/or head or neck supports in the non-inflated state and inflate explosively in the event of a frontal or side impact of the vehicle in order to protect in particular the head, chest and pelvis of the vehicle occupants.
Bekanntlich besteht für Pkws seitens der Hersteller Ausstattungspflicht mit diversen Sicherheitssystemen, zu denen insbesondere der Anschnallgurt gehört, und für den Fahrzeugbenutzer Anschnallpflicht. Li den letzten Jahren wurden die Sicherheitssysteme fur Pkws durch Airbags komplettiert, die sich bei Frontalaufprafl und Seitenaufprall des Fahrzeugs auf Hindernisse in Sekundenbruchteilen mittels Treibgasen explosionsartig aufblasen, ohne daß solche Airbags jedoch den Gurt bzw. die Anschnallpflicht überflüssig machen, da der Gurt insbesondere dann schützt, wenn der Airbag noch nicht ausgelöst hat oder, systembedingt, bei leichten oder nicht frontalen Kollisionen auch nicht auslösen wird. Außerdem schützt nur der Gurt davor, bei Kollisionen aus dem Fahrzeug herausgeschleudert zu werden, insbesondere dann, wenn sich das Fahrzeug überschlägt.As is well known, manufacturers are required to equip cars with various safety systems, including seat belts, and vehicle users are required to wear seat belts. In recent years, safety systems for cars have been supplemented by airbags, which inflate explosively in a fraction of a second using propellant gases when the vehicle collides with obstacles from the front or from the side. However, such airbags do not make seat belts or the obligation to wear seat belts superfluous, as the seat belt provides protection especially when the airbag has not yet been triggered or, due to the system, will not be triggered in the event of a minor or non-frontal collision. In addition, the seat belt is the only protection against being thrown out of the vehicle in the event of a collision, particularly if the vehicle rolls over.
Es hat sich nun gezeigt, daß die bisher benutzten Airbags nicht der Tatsache Rechnung tragen, daß die einzelnen Körperteile der Fahrzeuginsassen, also insbesondere Kopf, Brustkorb und Becken, wenn die Insassen ihre Sitzposition einnehmen, unterschiedlich weit von den Räumen entfernt sind, die den nicht aktivierten Airbag enthalten, also beispielsweise von J^enkrad, Hand-It has now become apparent that the airbags used to date do not take into account the fact that the individual body parts of the vehicle occupants, in particular the head, chest and pelvis, when the occupants assume their seated position, are at different distances from the spaces that contain the non-activated airbag, for example from the motorcycle, hand-
schubkasten, den Sitztehnen oder Kopf- bzw. Nackenstützen. Diese unterschiedlichen Distanzen sind aber auch im Moment des Auslösens des Airbags, also des Aufblasens oder Aufpumpens mit HSlfe des verwendeten Trelbgases vorhanden, so daß die aufgrund der Massenträgheit bei einem Frontakufprall sich in Fahrtrichtung weiterbewegenden menschlichen Körperteile mehr oder weniger starken Zug- und Biegekräöen ausgesetzt sind, die sie gesundheitsschädigend verformen können. Letzteres trifft insbesondere auf den Kopf des Fahrzeuginsassen zu, da dieser im Gegensatz zu Brustkorb und Becken nicht durch Gurte zurückgehalten wird und darüber hinaus - betrachtet man den Lenkradairbag - von der üblichen Sitzposition bis zur Anlage an der Airbagoberfläche den weitesten Weg zurückzulegen hat.drawer, the seat backrests or head or neck rests. These different distances are also present at the moment the airbag is triggered, i.e. when it is inflated or pumped up with the help of the propellant gas used, so that the human body parts that continue to move in the direction of travel due to the inertia of the mass in a frontal collision are exposed to more or less strong tensile and bending forces that can deform them in a way that is detrimental to health. The latter applies in particular to the head of the vehicle occupant, since, unlike the chest and pelvis, it is not held back by belts and, in addition - if you look at the steering wheel airbag - has to travel the furthest distance from the usual sitting position to the contact with the airbag surface.
Durch diese relativ große KopfVerlagerung treten jedoch oftmals irreparable Schaden an der Halswirbelsäule auf Das gleiche Problem ergibt sich bei den Fahrzeuginsassen, die auf dem Beifahrersitz oder im Fond sitzen, da auch dort der Kopf derjenige Teil des menschlichen Körpers ist, der durch die derzeit benutzten Gurte nicht an der Vorwärtsbewegung beim frontalen Fahrzeugaufprall gehindert wird und außerdem den größten Abstand zu den eingebauten Airbags aufweist.However, this relatively large displacement of the head often causes irreparable damage to the cervical spine. The same problem arises for vehicle occupants sitting in the front passenger seat or in the rear, since the head is the part of the human body that is not prevented from moving forward in the event of a frontal vehicle impact by the belts currently in use and is also the furthest away from the built-in airbags.
Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, einen Airbag zu entwickeln, der insbesondere den Kopf der Fahrzeuginsassen besser schützt, jedoch auch seine Schutzfunktion, was insbesondere den Brustkorb anbelangt, in der üblichen Weise erfüllt.The object of the invention is therefore to develop an airbag which, in particular, provides better protection for the head of the vehicle occupants, but also fulfils its protective function, in particular with regard to the chest, in the usual way.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Airbag im aufgeblasenen Zustand ein Gaspolster bildet, das im Bereich des Kopfes der Fahrzeuginsassen ein größeres Volumen aufweist als im Brustkorb- und Beckenbereich, so daß beim Frontalaufprall des Fahrzeugs der Verkgerungsweg des Kopfes in Richtung auf die Windschutzscheibe des Fahrzeugs nicht größer ist als der Verkgerungsweg des Brustkorbs.This object is achieved according to the invention in that the airbag, when inflated, forms a gas cushion which has a larger volume in the area of the vehicle occupant's head than in the chest and pelvic area, so that in the event of a frontal impact of the vehicle, the extension path of the head in the direction of the vehicle's windshield is not greater than the extension path of the chest.
Dies bedeutet, daß der Airbag, sofern es sich um einen Lenkradairbag handelt, im aufgebksenen Zustand in Bezug auf die Lenkradsäule bei schräg angestelltem Lenkrad radial asymmetrisch gefüllt ist, derart, daß die dem Fahrer zugewandte Frontfläche des Airbags oberhalb der Lenkradsäule von der Lenkradoberfläche einen größeren Abstand aufweist als unterhalb der Lenkradsäule, wobei, gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung, die Frontfläche des aufgebksenen Airbags lotrecht oder nahezu lotrecht verkufen kann, so daß der Airbag in lotrechter Richtung und in Axialrichtung der Lenkradsäule eine Querschnittsfläche aufweist, die nahezu dreieckförmig ist.This means that the airbag, if it is a steering wheel airbag, is filled radially asymmetrically in relation to the steering wheel column when the steering wheel is tilted in the inflated state, such that the front surface of the airbag facing the driver above the steering wheel column is at a greater distance from the steering wheel surface than below the steering wheel column, whereby, according to a further embodiment of the invention, the front surface of the inflated airbag can be vertical or almost vertical, so that the airbag has a cross-sectional area in the vertical direction and in the axial direction of the steering wheel column that is almost triangular.
Andererseits sind auch Ausgestaltungen des Airbags denkbar, bei denen der Airbag im aufgeblasenen Zustand eine sich aus seiner dem Fahrzeuglenker bzw. Fahrzeugänsassen zugewandten Oberfläche im Bereich des Kopfes des Fahrzeuginsassen vorhandene Auswölbung besitzt, aufgrund derer die Kopfverlagerung im Kollisionsfäll in Richtung Windschutzsclieibe auf ein Mindestmaß beschränkt wird.On the other hand, designs of the airbag are also conceivable in which the airbag, when inflated, has a bulge in the area of the vehicle occupant's head on its surface facing the driver or occupant, which limits the displacement of the head towards the windshield to a minimum in the event of a collision.
Ahnliche Airbagfoimen sind auch flir die Fahrzeuginsassen denkbar, die auf dem Beifährersitz und im Fond des Fahrzeugs Platz nehmen, wobei dann der Airbag entsprechend im Handschuhfach bzw. unterhalb des Armaturenbrettes bzw. in den Vordersitzlehnen oder Kopf- bzw. Nakkenstützen verstaut ist und im Kollisionsfall sich aus diesen Behältnissen heraus explosionsartig entöltet und aufbläst bzw. aufgepumpt wird.Similar airbag shapes are also conceivable for the vehicle occupants who sit in the passenger seat and in the rear of the vehicle, whereby the airbag is then stowed in the glove compartment or underneath the dashboard or in the front seat backrests or head or neck rests and in the event of a collision it is explosively released from these containers and inflated or pumped up.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausfuhrungsbeispiele näher erläutert, lh der Zeichnung zeigen:The invention is explained in more detail below using the exemplary embodiments shown in the drawing, in which:
Fig. 1 eine perspektivische Seitenansicht einer auf dem Fahrersitz plazierten Person bei aktiviertem, also aufgeblasenem Airbag;Fig. 1 is a perspective side view of a person placed on the driver’s seat with the airbag activated, i.e. inflated;
Fig. 2 eine schematische Seitenansicht des prinzipiellen FühVolumens und seiner Ausbildung in Bezug auf die Lenkradsäule des erfindungsgemäßen Airbags undFig. 2 is a schematic side view of the basic guide volume and its design in relation to the steering column of the airbag according to the invention and
Fig. 3 eine der Fig. 1 vergleichbare Ansicht mit einem herkömmlichen Airbag.Fig. 3 is a view comparable to Fig. 1 with a conventional airbag.
Der in Fig. 1 auf dem Fahrersitz 13 sitzende Fahrer 4 umgreift mit seinen Händen 12 das Lenkrad 2, in dem ein Airbag 1 angeordnet ist, welcher in der gezeigten Darstellung aufgrund einer Frontalkollision des Fahrzeugs sich explosionsartig aufbläst bzw. bereits aufgeblasen hat. Dabei bildet der Airbag ein Gaspolster, das im Bereich des Kopfes C2 des Fahrers ein größeres Volumen K aufweist als im Brustkorbbereich D und Beckenbereich J (Fig. 2). Diese asymmetrische Ausbildung des Airbags, die dadurch gekennzeichnet ist, daß der Airbag im aufgeblasenen Zustand in Bezug auf die Lenkradsäule 3 bei schräg angestelltem Lenkrad 2, wie aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich, eine dem Fahrer 4 zugewandte Frontfläche 5 aufweist, die oberhalb der Lenkradsäule 3 von der Lenkradoberfläche 6 einen größeren Abstand FG aufweist als unterhalb der Lenkradsäule 3, bewirkt, daß die Verlagerung des Kopfes beim Frontalaufprall aus der normalen Sitzposition, die in den Zeichnungsfiguren mit Cl bezeichnet ist, in Richtung E auf die Windschutzscheibe des Fahrzeugs erheblich verkürzt wird, so daß Whbelsäulenverletzungen, wie sie bei der in Fig. 3 dargestellten, bisher verwendeten symmetrischen Form des Airbags 1 häufig aufgetreten sind, vermieden werden. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die BewegungsstreckeThe driver 4 sitting on the driver's seat 13 in Fig. 1 has his hands 12 around the steering wheel 2 in which an airbag 1 is arranged, which in the illustration shown inflates explosively or has already inflated due to a frontal collision of the vehicle. The airbag forms a gas cushion that has a larger volume K in the area of the driver's head C2 than in the chest area D and pelvic area J (Fig. 2). This asymmetrical design of the airbag, which is characterized in that the airbag in the inflated state has a front surface 5 facing the driver 4 in relation to the steering wheel column 3 when the steering wheel 2 is angled, as can be seen from Fig. 1 and 2, which has a greater distance FG from the steering wheel surface 6 above the steering wheel column 3 than below the steering wheel column 3, means that the displacement of the head in the event of a frontal impact from the normal sitting position, which is designated by Cl in the drawing figures, in the direction E towards the windshield of the vehicle is significantly shortened, so that injuries to the spine, such as those that frequently occurred with the symmetrical shape of the airbag 1 shown in Fig. 3 and used up to now, are avoided. This is due to the fact that the movement path
AB des Kopfes gegen die Oberfläche 5 des Airbags beim Vorschleudem des Körpers des Fahrers gegen das Lenkrad aufgrund der asymmetrischen Ausbildung des Airbags nicht oder nicht wesentlich größer ist als die Strecke, die sein Brastkorbbereich D und Beckenbereich J zurücklegen, bis sie vom Airbag abgefangen werden.AB of the head against the surface 5 of the airbag when the driver's body is thrown forward against the steering wheel due to the asymmetrical design of the airbag is not or not significantly greater than the distance that his thoracic region D and pelvic region J cover until they are intercepted by the airbag.
In Fig. 2 sind die Bewegungsverhältnisse des Körpers des Fahrers 4 insbesondere seines Kopfes, beim Frontalaufprafl des Fahrzeugs und beim oder nach dem Auslösen des Airbags 1 nochmals schematisch dargestellt. EHe Wirbelsäule 7 des Fahrers nimmt ursprünglich die Sitzposition ein, in der sie an der Sitzlehne 11 anliegt und der Kopf Cl entweder an der Kopfstütze 14 ruht oder leicht nach vorne geneigt ist, wie aus den Fig. 1 und 3 ersichtlich.In Fig. 2, the movement conditions of the driver's body 4, in particular his head, are again shown schematically during a frontal impact of the vehicle and during or after the airbag 1 is triggered. The driver's spine 7 initially assumes the sitting position in which it rests against the seat back 11 and the head C1 either rests on the headrest 14 or is slightly tilted forward, as can be seen from Figs. 1 and 3.
Bern Frontalaufprall bewegt sich die Wirbelsäule um den Hüßpunkt 9 des Beckenbereiches J infolge der Massenträgheit gegen das Lenkrad bzw. den sich momentan aufblasenden Airbag 1 in die Position T, wobei die Oberschenkel 8 und Unterschenkel 10 des Fahrers 4 in etwa in ihrer ursprünglichen Lage verharren. Gleichzeitig bewegt sich der Kopf des Fahrers aus der Position Cl in die Position C2 bis zur Anlage an der Frontfläche 5 des aufgeblasenen Airbags, die aufgrund der asymmetrischen Konstruktion des Airbags näher am Kopf des Fahrers liegt als die Oberfläche 51 eines Airbags herkömmlicher Konfiguration, der in Fig. 3 dargestellt ist. Dadurch werden die Halswirbel des Fahrers in einem weitaus geringerem Maße nach vome, also in Richrung E auf die Windschutzscheibe zu abgebogen wie bisher üblich, was bedeutet, daß die in Fig.In the event of a frontal impact, the spine moves around the hip point 9 of the pelvic region J as a result of the inertia of the mass against the steering wheel or the currently inflating airbag 1 into position T, with the thighs 8 and lower legs 10 of the driver 4 remaining more or less in their original position. At the same time, the driver's head moves from position C1 into position C2 until it rests on the front surface 5 of the inflated airbag, which, due to the asymmetrical design of the airbag, is closer to the driver's head than the surface 5 1 of an airbag of conventional configuration, which is shown in Fig. 3. As a result, the driver's cervical vertebrae are bent forwards, i.e. in direction E towards the windshield, to a much lesser extent than was previously the case, which means that the deflection shown in Fig.
2 mit C3 bezeichnete Position des Kopfes und damit eine weitaus stärkere Abknickung der Halswirbel vermieden wird. Der Kopf des Fahrers bewegt sich somit beim Aufprall gegen die Oberfläche des Airbags nur noch um die Strecke AB und nicht mehr um die Strecke AB1, wie in Fig. 2 dargestellt.2, the position of the head designated C3 is avoided, thus preventing a much greater bending of the cervical vertebrae. When the driver's head hits the surface of the airbag, it therefore only moves by the distance AB and no longer by the distance AB 1 , as shown in Fig. 2.
Der erfindungsgemäße Airbag weist somit im aufgeblasenen Zustand eine Frontfläche 5 aiu; die lotrecht oder nahezu lotrecht verläuft und nicht mehr parallel zur schräggestellten Oberfläche des Lenkrads 2. Dies bedeutet, daß der erfindungsgemäße Airbag im aufgeblasenen Zustand in lotrechter Richtung und Axialrichtung der Lenkradsäule 3 eine Querschnittsfläche H aufweist, die nahezu dreieckförmig ist.The airbag according to the invention thus has a front surface 5 aiu in the inflated state; which runs vertically or almost vertically and no longer parallel to the inclined surface of the steering wheel 2. This means that the airbag according to the invention has a cross-sectional area H in the vertical direction and axial direction of the steering wheel column 3 in the inflated state which is almost triangular.
Das Aufblasvolumen des Airbags 1 kann variabel und einstellbar sein, und zwar in Abhängigkeit von der Sitzposition des Fahrers 4 bzw. Fahrgastes derart, daß bei größerer Entfernung eines Sitzes 13 vom Lenkrad 2 bzw. Armaturenbrett im Auslösefall des Airbags mit Hilfe einer hier nicht beschriebenen Elektronik ein größeres Volumen aufgeblasen wird als bei einer geringeren Entfernung des Sitzes. Zu diesem Zweck kann der Airbag in mehrere Kammern unterteilt sein.The inflation volume of the airbag 1 can be variable and adjustable, depending on the seating position of the driver 4 or passenger, such that if a seat 13 is further away from the steering wheel 2 or dashboard, a larger volume is inflated when the airbag is triggered with the help of electronics not described here than if the seat is closer. For this purpose, the airbag can be divided into several chambers.
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