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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Bereich der Erfindung
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Die
Erfindung bezieht sich auf Rückhaltesysteme,
welche einen selbstzentrierenden Airbag mit einbeziehen. Die Erfindung
ist besonders auf Airbags gerichtet, welche, wenn sie entfaltet
sind, um eine vorbestimmte Position zentriert sind.
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Hintergrund
der Erfindung
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Frühere Passagiersicherheitssysteme,
welche sich in Vehikeln wie Automobilen oder Flugzeugen befinden,
sind gewöhnlich
Rückhaltesysteme zweier
Haupttypen, Sicherheitsgurte und Airbags. Möglicherweise war der am frühesten verwendete Typ
der Passagierbeckengurt, welcher an jedem Ende an eine fixierte
Substruktur befestigt war und über
dem Becken des Benutzers durch eine geeignete Gurtschlossbaugruppe
zusammengefügt
wurde. Normalerweise hatte eines der zwei Teile, welche den Gurt
bilden, eine feste Länge,
während
die Länge
des anderen Teils eingestellt werden konnte, damit der Gurt Benutzer
aller Größen aufnehmen
konnte. Dieser Typ Gurt wurde viele Jahre in Automobilen verwendet
und bleibt bis zu diesem Tag der Haupttyp eines Rückhaltesystems,
welcher zur Passagiersicherheit in privaten und gewerblichen Flugzeugen benutzt
wird.
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Später, zum
weiteren Schutz gegen eine mögliche
Verletzung, wurden die Beckengurte in Automobilen modifiziert, um
einen Schultergurt einzuschließen,
welcher an einem dritten festen Punkt befestigt wurde, um den oberen
Rumpf des Passagiers gegen eine Vorwärtsbewegung im Crashfall zurückzuhalten.
Die letzten signifikanten Schutzvorrichtungen, welche zu Personenkraftwagen
hinzugefügt wurden,
waren passive Rückhaltungen
oder Airbags. Airbags, welche durch komprimiertes Gas aufgeblasen
werden, sind in der Automobillenksäule und anderen festen Positionen
in dem Automobil montiert, wie der Instrumententafel und Seitenverkleidungen. Im
Falle einer plötzlichen
Verzögerung,
wie in einem Crashfall, identifizieren Sensoren das Ereignis und das
komprimierte Gas wird freigesetzt, um die Airbags mit hohen Geschwindigkeiten
in Richtung des Passagiers auszudehnen, um eine Vorwärtsbewegung
des Passagiers zu verhindern. Im Allgemeinen haben sich Airbags
effektiv bewährt,
um einem Passagier Schutz zu bieten, insbesondere wenn sie in Verbindung
mit Sicherheitsgurten genutzt werden.
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Während Airbags
nun als passive Rückhaltungen
für Passagiere
auf den Vordersitzen eines Automobils alltäglich sind, ist ihr Gebrauch
in Lastkraftwagen, ähnlichen
Nutzfahrzeugen oder auf den Rücksitzen
von Automobilen nicht gleichermaßen weit verbreitet. Darüber hinaus
werden keine an Sitzen montierte Airbags in Flugzeugen zum Passagierschutz
verwendet, aus Gründen,
welche primär
mit dem Flugzeugdesign und -gebrauch, Sitzdesign und Sitzposition
zu tun haben. Sitze in einem gewerblichen Flugzeug, ungleich denen
in Landfahrzeugen, sind nicht in einer permanenten Position fixiert.
Die Sitze sind zum Beispiel zu verschiedenen Lagen verstellbar und
entfernbar. Zusätzlich
sind die Lehnen von Flugzeugsitzen nicht starr montiert, sondern
sie schwingen stattdessen im Crashfall vorwärts und abwärts, sodass sie nicht zum Beherbergen
von Airbags verwendet werden können.
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Um
den Gebrauch von Airbags in einem Flugzeug durch Vorsehen eines
Rückhaltesystems, welches
nicht von dauerhafter Natur ist, zu ermöglichen, haben spätere Designs
eine Airbag-/Sicherheitsgurtrückhaltung
verwendet. US Pat. No. 5,984,350, auf welchem die Präambel des
Anspruchs 1 basiert, erläutert
solch ein System, wobei der Airbag in dem Beckengurt eingebettet
ist. Dieses System verwendet Elektronik zum Wahrnehmen eines Crashfalles,
worin ein Airbag, welcher in dem Beckengurt eingebettet ist, in
eine Richtung weg von dem Passagier entfaltet wird, welcher den
Beckengurt trägt.
Der Beckengurt hat ein erstes und ein zweites Teil, die jeweils
an einem Ende an einer Fahrzeugsubstruktur befestigt sind und an
dem anderen Ende eines an das andere über dem Becken des Benutzers
miteinander verbindbar sind. Ein Gurtteil ist vorzugsweise von fester
Länge,
während
die Länge des
anderen Gurtteils vorzugsweise einstellbar ist, sodass die kombinierte
Länge der
zwei Gurtteile wie erforderlich verändert werden kann. Der Airbag
ist vorzugsweise in dem Gurtteil mit fester Länge eingebettet.
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Jedoch
aufgrund des weiten Bereichs der möglichen Passagiergrößen ist
es nicht möglich
sicherzustellen, dass der Airbag, welcher in dem Gurtteil fester
Länge eingebettet
ist, hinsichtlich dem nach vorne zugewandten Teil des Körpers des
Passagiers zentriert ist, wenn der Beckengurt getragen wird. Da Airbags
typischerweise eine symmetrische Form haben, ist es schwierig einen
Airbag zu entwerfen, der, wenn er entfaltet ist, optimalen oder überhaupt
ausreichenden Schutz für
Passagiere aller Größen im Crashfall
bietet.
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Zusätzlich wird
in einigen Anwendungen ein Airbag benötigt, welcher an eine Struktur
an einem Punkt befestigt werden kann, welcher im Abstand zur Mittellinie
des Airbags versetzt ist. Deshalb ist es ein selbstzentrierender
Airbag, der benötigt
wird. Ein selbstzentrierender Airbag ist ein Airbag, welcher, wenn
er sich entfaltet, um einen gewünschten
Punkt zentriert wird, welcher nicht notwendigerweise der Punkt ist,
an dem er befestigt ist.
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Dokument
DE 22 51 493 A offenbart
einen Airbag in der Instrumententafel über dem Lenkrad. Der Airbag
ist an der Instrumententafel befestigt und wird zu seiner asymmetrischen
Form aufgeblasen.
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Der
Airbag von
DE 93 03
231 U ist an der Seite eines Sitzes befestigt. Der Airbag
besteht aus einem Airbagvorderteil
5 zum Abdecken der Vorderseite
des Passagiers. An dem Sitzteil
1 ist ein Kasten
16 angeordnet,
in welchem der Airbag
3 gefaltet ist.
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In
US-A-5 575 497 entfaltet sich der Airbag für einen Passagierssitz zuerst
am Fahrzeugkörper nach
vorne, entlang der Innenseite der Seitentür D und dann entfaltet er sich
nach innen oder seitlich bezüglich
des Fahrzeugkörpers,
entlang der hinteren Fläche
der Instrumententafel P.
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AUFGABEN DER
ERFINDUNG
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Es
ist eine Aufgabe der Erfindung ein Rückhaltesystem vorzusehen, welches
Fahrzeugpassagiere von einer großen Vielfalt von Größen schützt.
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Darüber hinaus
ist es Aufgabe der Erfindung ein Rückhaltesystem vorzusehen, welches
besonders für
einen Gebrauch in einem Flugzeug und auch für einen Gebrauch in Landfahrzeugen
geeignet wird.
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Darüber hinaus
ist es Aufgabe der Erfindung ein Rückhaltesystem mit einem Airbag
vorzusehen, welcher sich selbst zentriert, wenn er entfaltet ist.
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Das
System, Gerät
und die Verfahren dieser Erfindung, beziehen sich auf selbstzentrierende
Airbags, insbesondere Einkammerairbags. Eine Formung, was das Ausbilden
mindestens eines Ausschnitts in dem Airbag einschließt, wird
verwendet um einen Airbag auszubilden, der, wenn er entfaltet ist,
eine Mittellinie hat, welche nicht notwendigerweise um den Punkt
zentriert ist, an welchem der Airbag an einer Struktur befestigt
ist (Befestigungspunkt). Der selbstzentrierende Airbag kann als
Teil eines Rückhaltesystems
verwendet werden, worin der selbstzentrierende Airbag in einer Struktur,
wie einem Sicherheitsgurt, eingebettet ist. Da die Mittellinie des
selbstzentrierenden Airbags eingestellt oder abgestimmt werden kann,
muss der selbstzentrierende Airbag nicht im Sicherheitsgurt in einer
Lage eingebettet sein, die, wenn der Sicherheitsgurt von einem Passagier
getragen wird, zentral ist hinsichtlich dem relevanten Teil des
Körpers
des Passagiers. Die Lage der Mittellinie des entfalteten selbstzentrierenden
Airbags kann auch durch Variieren des Abstands zwischen der Mittellinie
des selbstzentrierenden Airbags und den Befestigungspunkt, des Winkels,
mit welchem der selbstzentrierende Airbag an der Struktur befestigt
ist, und der Methode, mit welcher der selbstzentrierende Airbag
in Vorbereitung auf ein Entfalten gefaltt ist, eingestellt oder
abgestimmt werden.
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Während die
Vorrichtungen und Verfahren, welche hierin offenbart sind, vielleicht,
wie vorher angemerkt ist, in irgendeinem Typ von Passagierfahrzeug
verwendet werden, ist es insbesondere in denen Situationen anwendbar,
wo Zweipunktbefestigungen, wie Beckengurte, als alleiniges Instrument zum
Schutz verwendet werden. Diese Situationen beinhalten zum Beispiel
Flugzeug- und jene Automobilanwendungen, wo eine starre Struktur
zur Airbaginstallation gewöhnlich
nicht verfügbar
ist.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine schematische Darstellung einer Beispielsausführungsform
des selbstzentrierenden Airbags in Übereinstimmung mit der Erfindung.
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2 ist
eine schematische Darstellung einer Beispielsausführungsform
des Rückhaltesystems
bevor sich der selbstzentrierende Airbag entfaltet hat in Übereinstimmung
mit der Erfindung.
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3 ist
eine schematische Darstellung eines Teils des Rückhaltesystems, welches in 2 gezeigt
ist, nachdem sich der selbstzentrierende Airbag entfaltet hat. Diese
Ansicht ist eine 180°-Rotation um
die Vertikale der Ansicht, welche in 2 gezeigt ist.
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DETAILIERTE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Nun
wird detailliert auf die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung
Bezug genommen, wobei ein Beispiel von diesen in den angefügten Zeichnungen
abgebildet ist. Das Verfahren und die entsprechenden Ablaufschritte
der Erfindung werden in Verbindung mit der detaillierten Beschreibung
des Systems beschrieben. Die Verfahren, das Gerät und System, welche hierin
dargelegt werden, können
für Passagiersicherheitssysteme
für Fahrzeuge
verwendet werden. Die Erfindung ist besonders geeignet zum Schützen von
Passagieren unterschiedlicher Größen und
für Anwendungen,
wo ein selbstzentrierender Airbag an einer Struktur befestigt werden
soll, derart, dass, wenn er entfaltet ist, er nicht um den Punkt
zentriert ist, an welchem er befestigt wurde.
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Zum
Zweck der Erklärung
und Veranschaulichung, und nicht der Einschränkung, ist eine exemplarische
Ausführungsform
des Geräts
in 1 gezeigt, und eine exemplarische Ausführungsform
des Systems in Übereinstimmung
mit der Erfindung in 2 und 3 gezeigt.
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1 zeigt
einen selbstzentrierenden Airbag 10 in seinem völlig entfalteten
Zustand in Übereinstimmung
mit der Erfindung. Der Airbag 10 kann eine einzelne Kammer
haben. Der selbstzentrierende Airbag hat eine Form oder Profil 18,
ein Mittellinie 14 des selbstzentrierenden Airbags und
einen Befestigungspunkt 12. Das spezielle Profil 18,
welches in 1 gezeigt ist, ist nur illustrativ
und es soll verstanden werden, dass das Profil eine große Vielfalt
von Formen annehmen kann. In dieser Ausführungsform hat der selbstzentrierende
Airbag 10 eine erste vertikale Umrandung 24 mit
einem ersten Ausschnitt 20 und eine zweite vertikale Umrandung 26 mit
einem zweiten Ausschnitt 22. Der selbstzentrierende Airbag hat
auch ein Druckentlastungsventil 28, welches vorzugsweise
so positioniert ist, dass wenn der selbstzentrierende Airbag 10 entfaltet
ist, das Druckentlastungsventil 28 den Passagier nicht
berührt.
Der Befestigungspunkt 12 ist der Punkt, wo der selbstzentrierende
Airbag an einer Struktur befestigt ist, so wie einem Sicherheitsgurt,
einem Sitz oder einer anderen Struktur. Der Befestigungspunkt 12 ist
um einen Abstand, den Versatzabstand 16, von der Mittellinie 14 des
selbstzentrierenden Airbags verschoben.
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Wie
gezeigt in 2 und 3, kann
der selbstzentrierende Airbag 10 als Teil eines Rückhaltesystems
verwendet werden. In einer Ausführungsform
hat das Rückhaltesystem 40 gewöhnlich einen Sicherheitsgurt 42 und
einen selbstzentrierenden Airbag 10, welcher in dem Sicherheitsgurt 42 eingebettet
ist. 2 zeigt das System, wenn der selbstzentrierende
Airbag 10 nicht entfaltet ist, während 3 das System
zeigt, welches um 180° um
die Vertikale rotiert ist, nachdem sich der selbstzentrierende Airbag
entfaltet hat. Der Sicherheitsgurt 42, welcher in 2 und 3 als
Beckengurt gezeigt ist, umfasst einen Gurt 50 mit fester
Länge,
einen Gurt 51 mit einstellbarer Länge und eine Schnalle 53,
welche die Gurte mit fester Länge
und mit einstellbarer Länge um
das Becken des Passagiers herum sichert. Der Sicherheitsgurt 42 hat
auch eine Mittellinie 44 und eine horizontale Mittellinie 56.
In 2 und 3 ist der selbstzentrierende
Airbag 10 an dem Gurt mit fester Länge 50 befestigt,
jedoch ist seine Position deshalb nicht begrenzt. In 2 ist
der selbstzentrierende Airbag 10 in dem Gurt 42 eingebettet
in einem Abstand 46 von der Mittellinie 44. Der
selbstzentrierende Airbag ist an den Gurt 42 an seinem
Befestigungspunkt 12 fest angeschlossen, was in 1 gezeigt
ist. Der selbstzentrierende Airbag 10 ist an dem Gurt 42 befestigt,
um einen Winkel 30 zwischen der Mittellinie 14 des
selbstzentrierenden Airbags und der horizontalen Mittellinie 56 des
Gurts 42 zu erzeugen. Das Profil 18 des selbstzentrierenden
Airbags 10 ist so gewählt,
dass, wenn der selbstzentrierende Airbag 10 entfaltet ist,
die Mittellinie 14 des selbstzentrierenden Airbags so positioniert
ist, dass der Passagier in einem Crashfall mit optimalem Schutz versehen
ist. Wie gezeigt in 2 ist der selbstzentrierende
Airbag 10 gewöhnlich
durch eine beständige Gewebehülle 48 abgedeckt,
welche eine Reißnaht 49 hat.
Bei einer Entfaltung des selbstzentrierenden Airbags 10 verursacht
der Druck des sich ausdehnenden selbstzentrierenden Airbags ein
Aufteilen bzw. Auftrennen der beständigen Gewebehülle 48 entlang
der Reißnaht 49,
um dadurch dem selbstzentrierenden Airbag zu ermöglichen sich in seinen völlig aufgeblasenen
Zustand zu entfalten, wie gezeigt in 3.
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Um
sicherzustellen, dass, wenn er entfaltet ist, die Mittellinie 14 des
selbstzentrierenden Airbags in der gewünschten Position zu liegen
kommt, (das wird „Tuning" des Airbags genannt)
wird zur Fertigung des selbstzentrierenden Airbags Formung verwendet.
Formung des selbstzentrierenden Airbags führt zur Schaffung von Ausschnitten
mit sich, so wie jene, die in 1 gezeigt
und mit Bezugszeichen 20 und 22 gekennzeichnet
sind. Die Form, Größe, Position
und Anzahl der Ausschnitte wird, neben anderen Faktoren, basierend
auf dem Material, welches zum Herstellen des selbstzentrierenden
Airbags verwendet wird, und der gewünschten Position der Mittellinie des
selbstzentrierenden Airbags gewählt,
wenn der selbstzentrierende Airbag entfaltet ist. Im Allgemeinen,
wenn er entfaltet ist, wird der selbstzentrierende Airbag dazu tendieren
in die Richtung eines Ausschnitts zu ziehen bzw. sich zu bewegen. 1 zeigt ein
mögliches
Profil 18, welches das Ergebnis einer Formung des selbstzentrierenden
Airbags ist.
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Zusammen
mit einer Formung des selbstzentrierenden Airbags, kann der selbstzentrierende Airbag
auch durch mehrere andere Verfahren abgestimmt werden. Diese Verfahren
können
alleine oder in irgendeiner Kombination verwendet werden. Ein Verfahren
umfasst ein Modifizieren des Versatzabstands 16 zwischen
der Mittellinie 14 des selbstzentrierenden Airbags und
dem Befestigungspunktes 12. Ein anderes Verfahren beinhaltet
das Variieren des Winkels 30. Der selbstzentrierende Airbag 10 kann auch
durch Variieren der Art, in welcher der selbstzentrierende Airbag 10 in
Vorbereitung für
eine Entfaltung gefaltet ist, abgestimmt werden. Zum Beispiel ist
in 3 der selbstzentrierende Airbag zuerst entlang
einer Linie A-B gefaltet, sodass die erste vertikale Umrandung 26 in
die Seite gefaltet wird. Der selbstzentrierende Airbag 10 wird
dann, beginnend an einem kurzen Abstand von seiner Spitze, horizontal
gefaltet. Diese Prozedur wird wiederholt bis die Höhe des selbstzentrierenden
Airbags kleiner ist als die Breite des Gurts 42, sodass
der selbstzentrierende Airbag in dem Gurt eingebettet werden kann.