DE29804005U1

DE29804005U1 - Airbag for a vehicle occupant restraint system

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Publication number: DE29804005U1
Application number: DE29804005U
Authority: DE
Original assignee: TRW Occupant Restraint Systems GmbH
Current assignee: TRW Occupant Restraint Systems GmbH
Priority date: 1998-03-06
Filing date: 1998-03-06
Publication date: 1998-07-02
Anticipated expiration: 2008-03-07

Description

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6. März 19986 March 1998

TRW Occupant Restraint Systems
GmbH & Co. KG
Industriestraße 20
D-73551 Alfdorf
5TRW Occupant Restraint Systems
GmbH & Co. KG
Industriestrasse 20
D-73551 Alfdorf
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Unser Zeichen: T 8201 DE
JS/JS Our reference: T 8201 DE
JS/JS

Gassack für ein Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem
15Gasbag for a vehicle occupant restraint system
15

Die Erfindung betrifft einen Gassack für ein Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem, mit einer Gassackwandung, die wenigstens eine verschließbare Ausströmöffnung aufweist.The invention relates to a gas bag for a vehicle occupant restraint system, with a gas bag wall which has at least one closable outlet opening.

Bislang bekannte Gassäcke mit einer verschließbaren Ausströmöffnung sind so ausgelegt, daß die Ausströmöffnung ab einem bestimmten Innendruck freiliegt und Gas aus dem Inneren des Gassacks ausströmen kann, um den Gassackinnendruck abzubauen. Durch den verminderten Innendruck wird der Gassack weicher. Herkömmliche Ausführungen von Rückhaltesystemen mit derartigen Gassäcken sind auf ein durchschnittliches Körpergewicht und eine durchschnittliche Körpergröße ausgelegt. Für eine optimale Rückhaltefunktion müßte aber der Gässack z.B. bei leichteren Insassen weicher sein, während bei großem Körpergewicht ein harter Gassack benötigt wird, um ein Durchschlagen des Gassacks zu vermeiden.Previously known gas bags with a closable outlet opening are designed in such a way that the outlet opening is exposed from a certain internal pressure and gas can flow out of the inside of the gas bag in order to reduce the internal pressure of the gas bag. The reduced internal pressure makes the gas bag softer. Conventional versions of restraint systems with such gas bags are designed for an average body weight and an average body size. For an optimal restraint function, however, the gas bag would have to be softer for lighter occupants, for example, while a hard gas bag is needed for a large body weight to prevent the gas bag from penetrating.

Die Erfindung schafft deshalb einen Gassack, dessen Härte der Belastung durch den Insassen angepaßt ist. Dies wird bei einem GassackThe invention therefore creates a gas bag whose hardness is adapted to the load of the occupant. This is achieved with a gas bag

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der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß im Inneren des Gassacks ein Lappen vorgesehen ist, der die Ausströmöffnung bei Erreichen eines vorbestimmten Wertes des Gassackinnendrucks verschließt. Damit wird auch für eine Angleichung der Belastungswerte bedingt durch verschiedenene Unfallsituationen gesorgt.of the type mentioned at the beginning is achieved by providing a flap inside the gas bag which closes the outlet opening when a predetermined value of the gas bag's internal pressure is reached. This also ensures that the load values are equalized depending on the different accident situations.

Der innere Spannungszustand eines Gassacks ist von vielen Faktoren abhängig, insbesondere von der Auftreffgeschwindigkeit des Fahrzeuginsassen (z.B. davon abhängig, ob er angegurtet oder nicht angegurtet ist), von dessen Größe und Gewicht und von der speziellen Unfallsituation. Während des Eintauchens des Insassens ist aber für die Schutzwirkung des Gassacks dessen Härte in Abhängigkeit von genau diesen vorgenannten Faktoren von großer Bedeutung. Die Wirkungsweise des durch den Lappen gebildeten "Ventils" beruht daher auf der unterschiedlichen Spannung im Gewebe, hervorgerufen durch die verschiedenen Innendrücke im Gassack.The internal tension of an airbag depends on many factors, in particular on the speed at which the vehicle occupant hits the ground (e.g. whether they are wearing a seatbelt or not), their size and weight and the specific accident situation. However, when the occupant is immersed, the hardness of the airbag is of great importance for its protective effect, depending on precisely these factors mentioned above. The way the "valve" formed by the flap works is therefore based on the different tension in the fabric, caused by the different internal pressures in the airbag.

Vorzugsweise ist der Gassack so ausgebildet, daß der Lappen die Ausströmöffnung mit steigendem Gassackinnendruck unterhalb des vorbestimmten Wertes verkleinert. Dieser Effekt kann ausgenutzt werden, um die Härte des Gassacks an die Stärke des Aufpralls anzupassen. Bei hohem Innendruck des Gassacks, entsprechend einer großen Masse des zu schützenden Fahrzeuginsassen oder einem harten Aufprall, wird die Luftsackhärte vergrößert; bei geringerem Innendruck strömt das Gas schneller ab, so daß der Gassack relativ weich bleibt. Das Ventil wirkt also als Regelelement, durch welches die Härte des Gassacks optimal an die jeweiligen Verhältnisse angepaßt werden kann.The gas bag is preferably designed in such a way that the flap reduces the size of the outlet opening as the gas bag's internal pressure rises below the predetermined value. This effect can be used to adapt the hardness of the gas bag to the force of the impact. If the gas bag's internal pressure is high, corresponding to a large mass of the vehicle occupant to be protected or a hard impact, the air bag's hardness is increased; if the internal pressure is lower, the gas flows out more quickly, so that the gas bag remains relatively soft. The valve therefore acts as a control element, through which the hardness of the gas bag can be optimally adapted to the respective conditions.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung, auf die Bezug genommen wird. In der Zeichnung zeigen:Further features and advantages of the invention emerge from the following description and the drawing, to which reference is made. The drawing shows:

- Figur la eine seitliche schematische Schnittansicht einer Ausführungsform des Gassacks im aufgeblasenen Zustand mit einer offenen Ausströmöffnung;- Figure la is a side schematic sectional view of an embodiment of the gas bag in the inflated state with an open outlet opening;

- Figur Ib den Gassack aus Figur la mit einer teilweise verschlossenen Ausströmöffnung;- Figure Ib shows the gas bag from Figure la with a partially closed outlet opening;

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- Figur lc den Gassack aus Figur la mit einer verschlossenen Ausströmöffnung; - Figure lc shows the gas bag from Figure la with a closed outlet opening;

- Figur 2a und 2b eine schematische Drauf- bzw. seitliche Schnittansieht eines die Ausströmöffnung des Gassacks teilweise verschließenden rechteckigen Lappens gemäß einer Ausführungsform des Gassacks- Figures 2a and 2b show a schematic top view and a side sectional view of a rectangular flap partially closing the outlet opening of the gas bag according to an embodiment of the gas bag

- Figur 3 eine Draufsicht eines sternförmigen Lappens analog Figur 2a- Figure 3 is a top view of a star-shaped flap analogous to Figure 2a

- Figur 4 eine Draufsicht eines kreuzförmigen Lappens analog Figur 2a- Figure 4 is a plan view of a cross-shaped flap analogous to Figure 2a

In der Figur la ist eine Ausführungsform eines Gassacks im aufgeblasenen Zustand dargestellt. Der Gassack 10 weist eine Wandung 12 mit einer kreisförmigen Ausströmöffnung 14 auf. Im Inneren des Gassacks 10 ist im radialen Abstand hi von der Ausströmöffnung 14 ein Gewebelappen 16 mittels Fixiernähten 18 an der Gassackwandung 12 befestigt. Der Gewebelappen 16 weist eine Falte 20 auf, die durch zwei mit einer Reißnaht 22 zusammengenähte Abschnitte 24a, 24b des Gewebelappens 16 gebildet ist. Der Gewebelappen 16 ist durch die Fixiernähte 18 so gespannt, daß er die Ausströmöffnung 14 des Gassacks 10 nicht verschließt. Dabei ist die auf die Reißnaht 22 wirkende Kraft so gering, daß sie nicht geöffnet wird.Figure 1a shows an embodiment of a gas bag in the inflated state. The gas bag 10 has a wall 12 with a circular outlet opening 14. Inside the gas bag 10, a fabric flap 16 is attached to the gas bag wall 12 by means of fixing seams 18 at a radial distance hi from the outlet opening 14. The fabric flap 16 has a fold 20 which is formed by two sections 24a, 24b of the fabric flap 16 sewn together with a tear seam 22. The fabric flap 16 is tensioned by the fixing seams 18 in such a way that it does not close the outlet opening 14 of the gas bag 10. The force acting on the tear seam 22 is so small that it is not opened.

Wird nach dem Aufblasen der Innendruck des Gassacks 10 durch den Aufprall eines Fahrzeuginsassen erhöht, dann erfolgt eine zusätzliche Krafteinleitung auf die Reißnaht 22 des Gewebelappens 16. Bei einer leichten Belastung des Gassacks 10 bleibt die Reißnaht 22 geschlossen, so daß Gas aus der Ausströmöffnung 14 ungehindert ausströmen kann.If, after inflation, the internal pressure of the gas bag 10 is increased by the impact of a vehicle occupant, an additional force is introduced onto the tear seam 22 of the fabric flap 16. If the gas bag 10 is subjected to a slight load, the tear seam 22 remains closed, so that gas can flow out of the outlet opening 14 unhindered.

Somit ist der Gassack 10 bei einem leichten Aufprall relativ weich.Thus, the gas bag 10 is relatively soft in the event of a minor impact.

Bei einem mittleren Spannungszustand im Gewebe des Gassacks 10 wird, wie in Figur Ib gezeigt, die Reißnaht 22 teilweise geöffnet. Dies kann z.B. nach einem schweren Aufprall eines leichten Fahrzeuginsassen oder einem vergleichsweise leichteren Aufprall eines schwereren Insassen der Fall sein. Durch das teilweise Öffnen der Reißnaht 22When the fabric of the gas bag 10 is at a medium tension, the tear seam 22 is partially opened, as shown in Figure 1b. This can be the case, for example, after a severe impact of a light vehicle occupant or a comparatively lighter impact of a heavier occupant. By partially opening the tear seam 22

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wird ein Stück der Falte 20 des Gcwebelappens 16 freigegeben, so daß sich die Oberfläche des Gewebelappens 16 vergrößert. Dadurch kann sich der Gewebelappen 16 in Richtung der Ausströmöffnung 14 verlagern, wie in der Figur Ib durch den geringeren Abstand \\2 gezeigt, und behindert so das Ausströmen des Gases, wodurch der Gassack 10 härter bleibt und somit den schwereren Aufprall besser abfängt.a piece of the fold 20 of the tissue flap 16 is released, so that the surface of the tissue flap 16 is enlarged. As a result, the tissue flap 16 can move in the direction of the outlet opening 14, as shown in Figure 1b by the smaller distance \\2 , and thus hinders the outflow of the gas, whereby the gas bag 10 remains harder and thus absorbs the heavier impact better.

Bei hohen Überdruckwerten liegt ein harter Aufprall vor, beispielsweise bei einem nicht angegurteten Fahrzeuginsassen. Damit dieser den Gassack 10 nicht durchschlägt, muß der Gassack 10 hart sein. In diesem Fall reicht die eingeleitete Kraft aus, um die Reißnaht 22 vollständig aufzutrennen (siehe Figur Ic). Der Gewebelappen 16 wird mit der gänzlich freigegeben Falte 20 gegen die Ausströmöffnung 14 gedrückt und verschließt diese. Dadurch wird ein Ausströmen des Gases weitgehend verhindert, und der Gassack 10 behält die Härte bei, die er kurz nach dem Aufblasen erreicht hat.High overpressure values result in a hard impact, for example if a vehicle occupant is not wearing a seatbelt. To prevent the impact from penetrating the gas bag 10, the gas bag 10 must be hard. In this case, the force applied is sufficient to completely tear open the tear seam 22 (see Figure Ic). The fabric flap 16 is pressed against the outlet opening 14 with the fold 20 completely released and closes it. This largely prevents the gas from escaping and the gas bag 10 retains the hardness it achieved shortly after inflation.

In der oben beschriebenen Ausführungsform ist der Abstand hi des Gewebelappens 16 von der Ausströmöffnung 14 gleich dem halben Radius r der Ausströmöffnung 14. Somit ist die Mantelfläche Fm des imaginären Rings, der durch axiale Rotation einer nach innen, senkrecht zur Ausströmfläche gerichteten Strecke der Länge h entlang des Randes der Ausströmöffnung 14 beschrieben wird und der Fläche entspricht, die das Gas vor dem Ausströmen aus dem Gassack 10 zwangsläufig durchströmen muß, gleich der Fläche Fa der Ausströmöffnung 14:In the embodiment described above, the distance hi of the fabric flap 16 from the outflow opening 14 is equal to half the radius r of the outflow opening 14. Thus, the surface area Fm of the imaginary ring, which is described by axial rotation of a section of length h directed inwards, perpendicular to the outflow surface, along the edge of the outflow opening 14 and corresponds to the area through which the gas must necessarily flow before flowing out of the gas bag 10, is equal to the area Fa of the outflow opening 14:

Fm = FaFm = Fa

2r7rhi = &tgr;^&pgr;
302r7rhi = τ^π
30

Damit also der wirksame Ausströmquerschnitt durch den GewebelappenSo that the effective outflow cross-section through the tissue flap

16 und nicht durch die fixierte Ausströmöffnung 14 bestimmt ist, sollte somit der Abstand hi des Lappens 16 von der Ausströmöffnung 14 kleiner als der halbe Radius r der kreisförmigen Ausströmöffnung 14 oder höchstens gleich diesem halben Radius r sein.16 and not by the fixed outflow opening 14, the distance hi of the tab 16 from the outflow opening 14 should be smaller than half the radius r of the circular outflow opening 14 or at most equal to this half radius r.

Mit dem in den Fig. la bis Ic gezeigten Gassack 10 wird also ein selbstregelndes Verhalten erreicht. Das Rückhaltesystem benötigt zurWith the gas bag 10 shown in Fig. la to 1c, a self-regulating behavior is achieved. The restraint system requires

• · ·■· i• · ·■· i

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Angleichung der Belastungswerte nicht die Informationen einer Insassenerkennung, sondern kann auf die relevanten Parameter wie Insassengröße oder -gewicht allein durch den unterschiedlichen Innendruck im Gassack 10 auf oben beschriebene Weise reagieren.Alignment of the load values does not require information from occupant detection, but can react to the relevant parameters such as occupant size or weight solely through the different internal pressure in the gasbag 10 in the manner described above.

Die Figuren 2 bis 4 zeigen vorteilhafte Ausgestaltungen des Gewebelappens 16 relativ zur Lage der Ausströmöffnung 14, wie sie in einem Gassack 10 gemäß der Figuren la bis Ic verwendet werden können. Um ein sicheres Verschließen der Ausströmöffnung 14 zu gewährleisten ist die Ausdehnung des Lappens 16 unter der Ausströmöffnung 14 größer als der Ausströmquerschnitt.Figures 2 to 4 show advantageous embodiments of the fabric flap 16 relative to the position of the outflow opening 14, as can be used in a gas bag 10 according to Figures 1a to 1c. In order to ensure a secure closure of the outflow opening 14, the extent of the flap 16 under the outflow opening 14 is larger than the outflow cross-section.

Claims

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6 March 1998

TRW Occupant Restraint Systems
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Protection claims

1. Gas bag for a vehicle occupant restraint system, with a gas bag wall (12) which has at least one closable outflow opening (14), characterized in that a tab (16) is provided in the interior of the gas bag (10), which closes the outflow opening (14) when a predetermined value of the gas bag internal pressure is reached.

2. Gas bag according to claim 1, characterized in that several outflow openings (14) and tabs (16) are provided, which close the outflow openings (14) at different predetermined values of the gas bag internal pressure.

3. Gas bag according to claim 1, characterized in that the tab (16) reduces the size of the outflow opening (14) as the gas bag internal pressure increases below the predetermined value.

4. Gas bag according to claim 1 or 2, characterized in that the distance of the tab (16) from the outflow opening (14) decreases as the gas bag internal pressure increases below the predetermined value.

5. Gas bag according to one of the preceding claims, characterized in that the outflow opening (14) is circular and in the case of an air bag interior

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pressure below the predetermined value, the distance (hl) of the tab (16) to the outlet opening (14) is at most equal to half the radius (r) of the outlet opening (14).

6. Gas bag according to one of the preceding claims, characterized in that the flap (16) in the spread-out state has a larger flat surface than the outflow opening (14).

7. Gas bag according to one of the preceding claims, characterized in that the planar extension of the flap (16) increases with increasing gas bag internal pressure below the predetermined value.

8. Gas bag according to one of the preceding claims, characterized in that the flap (16) consists of textile material.

9. Gas bag according to one of the preceding claims, characterized in that the flap (16) is attached to the wall (12) of the gas bag (10) by fixing seams (18).

10. Gas bag according to one of the preceding claims, characterized in that the flap (16) has a fold (20) which is formed from two sections (24a, 24b) of the flap (16) sewn together with a tear seam (22).

11. Gas bag according to claim 10, characterized in that the tear seam (22) is designed such that it tears open successively below the predetermined value with increasing internal pressure, so that the tab (16) reduces the size of the outflow opening (14) with increasing gas bag internal pressure below the predetermined value.

12. Gas bag according to one of claims 1 to 7, characterized in that the flap (16) consists of plastic.

13. Gas bag according to one of claims 1 to 7, characterized in that the tab (16) consists of a metal foil.

14. Airbag according to one of the preceding claims, characterized in that the tab (16) has a generally rectangular shape.

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15. Airbag according to one of claims 1 to 13, characterized in that the tab (16) is generally cross-shaped.

16. Gas bag according to one of claims 1 to 13, characterized in that the tab (16) is generally star-shaped.