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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Sicherheitsvorrichtung und insbesondere
eine Sicherheitsvorrichtung in Form eines aufblasbaren Elements,
das in einem Kraftfahrzeug wie z.B. einem Automobil vorgesehen ist,
um den Insassen des Fahrzeugs im Fall eines seitlichen Aufpralls
oder Überschlags
Schutz zu gewähren.
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Es
wurde früher
vorgeschlagen, ein aufblasbares Element bzw. einen Airbag in einem
Kraftfahrzeug so an einer Position vorzusehen, daß im Fall
eines Unfalles, bei dem ein seitlicher Aufprall auftritt, das aufgeblasene
Element zwischen der Fahrzeugseite und dem Kopf eines Fahrzeuginsassen
angeordnet ist, um Schutz dagegen zu bieten, daß der Kopf des Insassen mit
einem Fenster in der Fahrzeugseite in Berührung kommt oder dieses durchschlägt.
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Es
wurde vorgeschlagen, das aufblasbare Element in eine Vielzahl von
miteinander verbundenen "Zellen" zu unterteilen,
indem das Element aus zwei Gewebeschichten eines Tuches gebildet
wird, wobei ausgewählte
Bereiche der beiden Tuchschichten miteinander verwoben sind, um
die beiden Schichten miteinander zu verbinden und dadurch den Umfang
jeder der Zellen zu bestimmen. Die miteinander verwobenen Bereiche,
die den Umfang jeder der Zellen bestimmen, können relativ groß sein, so
daß dadurch
das Gesamtvolumen der aufblasbaren Zellen und das Gasvolumen, das
zum Aufblasen des Elements erforderlich ist, reduziert wird, so
daß das
Element rascher aufgeblasen werden kann. Die Unterteilung dieser
aufblasbaren Elemente in eine Vielzahl von Zellen verhindert, daß das Element
beim Aufblasen eine "Ballonbildung" erfährt, womit
ermöglicht
wird, die aufgeblasene Form des Elements zu steuern.
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Das
Unterteilen des aufblasbaren Elements in eine Vielzahl von Zellen
durch das Verweben der beiden Tuchlagen, die das Element bilden,
in ausgewählten
Bereichen miteinander hat auch bestimmte Nachteile. Das Aufblasen
einer großen
Anzahl von kleinen Zellen ist nicht so leicht zu steuern, wie das Aufblasen
von einer oder zwei größeren Kammern
zu steuern ist. Somit kann zwar das zum Aufblasen des Elements erforderliche
Gasvolumen reduziert werden, aber die Bereiche, wo die beiden Tuchlagen
miteinander verwoben sind, bilden "Hindernisse" für
den natürlichen
Gasstrom in das aufblasbare Element während des Aufblasens und diese
miteinander verwobenen Bereiche können daher den Gasfluß "behindern" und dazu führen, daß das Element
in einer Weise aufgeblasen wird, die nicht exakt der erwünschten
Axt entspricht.
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Aus
der
DE 41 34 995 C1 ist
ein Seitenaufpxallschutzsystem bekannt, wobei dieses einen Aufprallsensor
sowie eine Schutzmatratze aufweist, die zwischen einem Insassen
eines Kraftfahrzeugs und einer Karosserieseite bzw. einer Tür des Kraftfahrzeugs
zu einem Schutzkissen aufblasbar ist. Die Schutzmatratze besteht
aus einem aufblasbaren Zweiwandgewebe mit Abstandsfäden, wobei
in den Hohlräumen
der Matratze eine Gaserzeugerschnur angeordnet ist. Durch Anzündung mittels
eines elektrischen Zünders
entsteht Druckgas, welches das Zweiwandgewebe aufbläst.
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Bei
dieser Anordnung ist es nicht möglich, besonders
gefährliche
Bereiche, wie z. B. die B-Säule
eines Fahrzeugs, gegenüber
einem Fahrzeuginsassen vorrangig abzusichern.
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Die
vorliegende Erfindung soll eine verbesserte Sicherheitsvorrichtung
der vorstehend beschriebenen Bauart schaffen.
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Die
vorliegende Erfindung stellt eine Sicherheitsvorrichtung in einem
Kraftfahrzeug bereit, welche Vorrichtung ein aufblasbares Element
enthält, das
so ausgelegt ist, daß es
zwischen einem Fahrzeuginsassen und der Fahrzeugseite angeordnet
ist, wenn es aufgeblasen ist, um im Fall eines seitlichen Aufpralls
oder eines Überschlags
Schutz zu bieten, eine Einrichtung zum Aufblasen des aufblasbaren Elements
und eine Einrichtung zum Erfassen eines seitlichen Aufpralls oder
eines Überschlags
und zum Aktivieren der Aufblaseinrichtung, wobei das aufblasbare
Element aus zwei Tuchschichten gebildet ist, wobei das aufblasbare
Element mit einer Naht oder einem Bereich gebildet ist, in dem die
beiden Tuchschichten, die das aufblasbare Element bilden, aneinander
befestigt sind, so daß das
aufblasbare Element zwei miteinander verbundene Kammern umfaßt, wobei
ausgewählte
Bereiche der beiden Tuchschichten ferner mittels Bändern miteinander
verbunden sind, die im Inneren innerhalb des aufblasbaren Elements
angeordnet sind, wobei das aufblasbare Element einen oberen Randbereich
hat, der an einem Teil des Türrahmens
des Fahrzeugs befestigt ist, welcher Teil des Türrahmens nicht linear ist.
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Die
Bereiche der beiden Tuchschichten, die durch die Bänder verbunden
sind, können
eine Vielzahl von "Punkten" oder relativ kleine
Bereiche umfassen, die in Linien angeordnet sein können.
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Vorzugsweise
sind die Bänder
aus einem Material gebildet, das nicht schrumpft oder das in einem
geringeren Ausmaß schrumpft
als das Material, aus dem das aufblasbare Element gebildet ist.
Die Bänder
können
aus einer Aramidfaser, wie z.B. Kevlar, gebildet sein.
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Vorteilhafterweise
umfaßt
das aufblasbare Element eine vordere Kammer und eine hintere Kammer,
wobei die hintere Kammer mit der Einrichtung zum Aufblasen des aufblasbaren
Elements verbunden ist und im aufgeblasenen Zustand in der Nähe der B-Säule der Fahrzeugkarosserie
angeordnet ist.
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Der
Randbereich des aufblasbaren Elements, der mit dem Teil des Türrahmens
des Fahrzeugs verbunden ist, kann direkt an diesem befestigt sein.
Alternativ kann er über
mindestens einen Teil seiner gesamten Länge durch ein Zwischennetz
oder eine Zwischenstoffbahn daran befestigt sein.
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Zum
besseren Verständnis
der vorliegenden Erfindung und zur Darlegung weiterer Merkmale derselben
wird die Erfindung nachfolgend im Rahmen eines Beispiels unter Bezug
auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
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1 ist
eine Seitenansicht eines Teiles des Innenraumes eines Kraftfahrzeugs,
die eine nicht erfindungsgemäße Sicherheitseinrichtung
im Betriebszustand zur Erläuterung
grundsätzlicher
Sachverhalte zeigt, sowie von Aspekten, die die Erfindung betreffen;
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2 ist
eine 1 entsprechende Ansicht, die jedoch eine modifizierte
Ausführungsform
der nicht erfindungsgemäßen Sicherheitsvorrichtung
zur Erläuterung
grundsätzlicher
Sachverhalte zeigt, sowie von Aspekten, die die Erfindung betreffen;
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3 ist
eine Seitenansicht eines Teiles des Innenraumes eines Kraftfahrzeugs,
die eine Sicherheitseinrichtung gemäß vorliegender Erfindung im Betriebszustand
zeigt;
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4 ist
eine Schnittansicht der in 3 gezeigten
Sicherheitsvorrichtung entlang der Linie 4-4;
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5 ist
eine Schnittansicht der in 3 gezeigten
Sicherheitsvorrichtung entlang der Linie 5-5; und
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6 ist
eine weitere 3 entsprechende Ansicht, die
eine weitere erfindungsgemäße, modifizierte
Anordnung zeigt.
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1 zeigt
lediglich zur Erläuterung
grundsätzlicher
Sachverhalte eine nicht erfindungsgemäße Sicherheitsvorrichtung,
die einer Person 1, die in einem Sitz 2 in einem
Kraftfahrzeug sitzt, Schutz bieten soll. Bei einem Frontalunfall,
bei welchem das Fahrzeug rasch verzögert wird, wird sich die Person
vorwärts
auf das Lenkrad 3 zu bewegen, wird jedoch von einem herkömmlichen
Sitzgurt oder Airbag zurückgehalten.
Bei einem Seitenaufprall oder Überschlag
besteht das Risiko, daß der
Kopf einer Person 1 auf der Seite des Fahrzeugs aufschlägt und insbesondere auf
einem Fenster, das in der Seitentür vorgesehen ist, oder daß der Kopf
der Person auf der B-Säule aufschlägt. Ferner
besteht das Risiko, daß dann, wenn
das Glas eines Fensters in der Tür
nahe der Person 1 bricht, wie es häufig vorkommt, der Kopf der Person
insbesondere im Fall eines Überschlags
aus dem Fenster geschleudert wird.
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Die
Sicherheitsvorrichtung ist in 1 in ihrem
Betriebszustand dargestellt, in dem ein aufblasbares Element 4 zwischen
dem Kopf der Person 1 und der Fahrzeugseite positioniert
ist. Wenn die Sicherheitsvorrichtung nicht verwendet wird, ist sie
in einer Ausnehmung festgehalten, die in dem Türrahmen 5 des Kraftfahrzeugs
vorgesehen ist. Die Ausnehmung erstreckt sich über einen nicht linearen Abschnitt
des Türrahmens,
so daß die
entgegengesetzten Enden der Ausnehmung nicht in derselben horizontalen
Ebene liegen.
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Die
Sicherheitsvorrichtung umfaßt
das aufblasbare Element 4, einen Gasgenerator 6,
der mit dem aufblasbaren Element 4 mittels eines Schlauches
oder einer Leitung 7 verbunden ist, und einen Sensor (nicht
dargestellt), der einen Seitenaufprall und/oder eine Überschlagsituation
erfaßt
und der dazu dient, den Gasgenerator im geeigneten Moment zu aktivieren.
Der Gasgenerator 6 kann in dem Türrahmen 5 oder an
der B-Säule
der Fahrzeugkarosserie angeordnet sein. Das aufblasbare Element 4 ist
aus zwei Tuchschichten gebildet, die in vorbestimmten Bereichen
miteinander verwoben sind, so daß sie den Umfang des Sackes
oder des Behälters bilden,
der das aufblasbare Element bildet. Somit kann das aufblasbare Element
so betrachtet werden, daß es
einen vorderen Teil und einen hinteren Teil hat, die jeweils aus
einer gewobenen Tuchschicht gebildet sind. Eine Technik zur Herstellung
eines aufblasbaren Elements aus verwobenem Tuch ist im Detail in
der internationalen Patentveröffentlichung WO90/09295
beschrieben.
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Es
ist zu erkennen, daß der
obere Rand des aufblasbaren Elements 4 an einem Teil des
Türrahmens 5 befestigt
ist und das aufblasbare Element in dem in 1 gezeigten
aufgeblasenen Zustand nach unten von dem Türrahmen verläuft, so
daß es zwischen
dem Kopf der Person 1 und der Fahrzeugseite positioniert
ist. Das aufblasbare Element 4 ist in seitlicher Richtung
relativ dünn,
das heißt
in einer Richtung, die in die Zeichnungsebene von 1 verläuft, und
kann eine Dicke von annähernd
30 bis 40 mm in dieser Richtung haben.
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Die
Sicherheitsvorrichtung umfaßt
ferner ein Netz oder eine Stoffbahn 8, die von dem vorderen Rand
des aufblasbaren Elements 4 nach vorne verläuft und
ebenfalls mit dem Türrahmen 5 in
dem Bereich über
der Fahrzeugtüre
und in dem Bereich der A-Säule
der Fahrzeugkarosserie verbunden ist. Der vordere Rand des aufblasbaren
Elements 4 erstreckt sich nicht vertikal von dem Türrahmen 5 nach
unten, sondern verläuft
nach unten und vorne, wie in 1 deutlich
dargestellt ist.
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Es
ist zu erkennen, daß der
obere Rand der Sicherheitsvorrichtung, der von dem oberen Rand des
aufblasbaren Elements 4 und dem oberen Rand des Netzes
oder der Stoffbahn 8 gebildet wird, an dem Türrahmen 5 über einen
Abschnitt des Türrahmens
befestigt ist, der nicht linear ist. Die Sicherheitsvorrichtung
erstreckt sich somit von festgelegten Punkten an entgegengesetzten
Enden der Ausnehmung in dem Türrahmen,
wobei diese festgelegten Punkte an einem nicht linearen Teil des
Türrahmens angeordnet
sind. Der obere Rand der Sicherheitsvorrichtung hat daher eine nicht
lineare Konfiguration, die der nicht linearen Konfiguration des
oberen Teiles des Türrahmens 5 entspricht
und die Sicherheitsvorrichtung ist an einem nicht linearen Teil
des Türrahmens
befestigt und daran gehaltert. Da das Netz oder die Stoffbahn 8 den
Rand 9 des aufblasbaren Elements mit dem Türrahmen
verbindet, versteht sich von selbst, daß der gesamte obere Rand des
aufblasbaren Elements 4 als an dem oberen Teil des Türrahmens über einen
Bereich des Türrahmens,
der nicht linear ist, befestigt betrachtet werden kann.
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Der
untere Rand der Sicherheitsvorrichtung erstreckt sich im wesentlichen
horizontal, wobei sowohl der untere Rand des aufblasbaren Elements 4 als
auch der untere Rand des Netzes oder der Stoffbahn 8 fluchtend
ausgerichtet und linear sind. Die Sicherheitsvorrichtung erstreckt
sich von der A-Säule 10 der
Fahrzeugkarosserie zu einer Position geringfügig hinter der B-Säule der
Fahrzeugkarosserie, so daß bei
Benutzung die Sicherheitsvorrichtung nicht nur Schutz dagegen bietet,
daß der
Kopf der Person 1 auf ein Fenster in der Fahrzeugseite
aufschlägt, sondern
auch dagegen, daß der
Kopf der Person 1 auf die B-Säule der Fahrzeugkarosserie
aufschlägt.
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Um
eine Ballonbildung des aufblasbaren Elements 4 zu verhindern,
sind die beiden Tuchschichten, die die gegenüberliegenden Seiten des Elements 4 bilden,
an ausgewählten
Positionen 11 durch Bänder 12 (siehe 4)
miteinander verbunden, die zwischen den gegenüberliegenden Tuchschichten
verlaufen. Die Bänder 12 sind
aus einem Material gebildet, das nicht schrumpft oder in einem geringeren
Ausmaß als
das Tuchmaterial schrumpft, aus dem das aufblasbare Element 4 gebildet
ist. Während
die Bänder 12 die
gegenüberliegenden
Materialschichten verbinden, die das aufblasbare Element bilden,
dienen sie nicht dazu, die beiden Schichten zusammenzufügen oder
einzelne Zellen innerhalb des aufblasbaren Elements zu "unterteilen". Im Gegensatz dazu
erlauben es die Bänder 12, daß das aufblasbare
Element einen offenen inneren Aufbau beibehält, während die Ballonbildung durch die
Bildung von einzelnen Bereichen, die als einzelne Zellen betrachtet
werden können,
weiterhin verhindert wird. Die Bänder
können
aus Aramidfasern, wie z.B. Kevlar, gebildet sein, das eine höhere Wärmebeständigkeit
und eine geringere Schrumpfung als das Material aufweist, das für das aufblasbare
Element verwendet wird. Die Bänder
können
in die Tuchschichten, die das aufblasbare Element bilden, eingewoben
oder eingenäht
sein. In jedem Fall verbinden die Bänder 12 dauerhaft
die gegenüberliegenden
Tuchschichten in ausgewählten
Bereichen.
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In
einer Unfallsituation, wie z.B. einem Seitenaufprall, wird der Gasgenerator 6 aktiviert
und Gas aus dem Generator bläst
das aufblasbare Element 4 auf, welches sich aus seiner
ursprünglichen Lagerposition
in der Ausnehmung in dem Türrahmen 5 in
den aufgeblasenen Zustand oder Betriebszustand, der in 1 dargestellt
ist, bewegt. Der "offene" Innenaufbau des
aufblasbaren Elements 4, der durch die Bänder 12 gegeben
ist, erlaubt es dem Gas, rasch und leicht in alle Bereiche des aufblasbaren
Elements zu fließen.
In diesem Betriebszustand erstreckt sich das aufblasbare Element 4 von
der Oberseite des Türrahmens 5 nach
unten und bildet eine allgemein flache Struktur zwischen dem Kopf der
Person 1 und der Seite des Fahrzeugs.
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Es
ist zu erkennen, daß der
gesamte obere Rand des aufblasbaren Elements 4 an einem
nicht linearen Teil des Türrahmens
befestigt ist, und zwar entweder dadurch, daß der obere Rand direkt an dem
Türrahmen
befestigt ist oder über
das Netz oder die Stoffbahn 8 an dem Türrahmen befestigt ist.
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In
einer Unfallsituation wird das aufblasbare Element aus der nicht
aufgeblasenen Position bzw. Lagerposition innerhalb von etwa 15
ms in den vollständig
aufgeblasenen Zustand bewegt. Das aufblasbare Element 4 ist
absichtlich nicht mit einem Entlüftungsloch
versehen, um Gas aus dem Inneren des Elements in die Atmosphäre abzulassen,
so daß das
Element über
einen relativ langen Zeitraum aufgeblasen bleibt, um im Fall eines
fortgesetzten Überschlagunfalles
Schutz zu bieten. Die Tatsache, daß das aufblasbare Element im
Inneren einen allgemein offenen Aufbau hat, bei welchem die Bänder 12 nicht zum
Unterteilen von einzelnen Zellen dienen, bedeutet, daß dann,
wenn der Kopf der Person 1 auf das aufgeblasene Element
aufschlägt,
der Gasdruck innerhalb des gesamten Elements oder mindestens eines
wesentlichen Teiles des Elements ansteigt, so daß ein "weicher" Aufprall erzielt wird.
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Das
Gewicht des Tuches, das zum Bilden des aufblasbaren Elements verwendet
wird, sollte so niedrig wie möglich
gehalten werden, so daß dann, wenn
beim Aufblasen das Tuch auf den Kopf der Person 1 aufschlägt, keine
ernsthafte Verletzung verursacht wird. Es wird ins Auge gefaßt, daß ein Tuch
mit einem Gewicht von weniger als 300 Gramm pro Quadratmeter und
vorzugsweise annähernd
175 Gramm pro Quadratmeter verwendet wird.
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Um
die aufgeblasene Sicherheitsvorrichtung in der in 1 dargestellten
Position sicher festzuhalten, können
Spanneinrichtungen vorgesehen sein, um sie zu spannen und sie in
ihrer Position zu halten. So kann beispielsweise der obere Rand
des Netzes oder der Stoffbahn 8 an seinem vordersten Ende
mit einem Kabel verbunden sein, das zu einer Spanneinrichtung verläuft. In ähnlicher
Weise kann der hinterste Bereich des aufblasbaren Elements 4 nahe
an seinem unteren Ende ein Kabel oder ein Band tragen, das zu einer
Spanneinrichtung oder einem Befestigungselement führt, das
an dem Türrahmen
hinter dem Gasgenerator 6 montiert ist. Eine oder beide
Einrichtungen können
dazu dienen, den unteren Rand der Sicherheitsvorrichtung zu spannen und
dadurch diese zu strecken und sicher in ihrer Position zu halten,
sobald sie aufgeblasen ist.
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In
der in 1 der Zeichnungen dargestellten Ausführungsform
sind die Bänder 12,
die zum Verbinden der beiden Tuchschichten dienen, welche das aufblasbare
Element 4 bilden, an ausgewählten "Punkten" positioniert, die durch die Bezugszeichen 11 bezeichnet
sind. Diese Punkte oder Bereiche sind in allgemein vertikal verlaufenden
Linien gebildet. In einer alternativen, ebenfalls nicht erfindungsgemäßen Ausführungsform,
die in 2 der Zeichnungen dargestellt ist, können die
Bänder 12 in
vertikalen Linien vorgesehen sein, die in den durch die Bezugszeichen 11 bezeichneten
Bereichen über
beinahe die gesamte Tiefe des aufblasbaren Elements nach unten verlaufen.
Selbstverständlich
sind auch andere Anordnungen möglich,
wie z.B. eine Anordnung, in der die Bänder 12 nicht horizontal
verlaufen, sondern in einem Winkel zu der Horizontalen verlaufen,
um so eine Zick-Zack-Anordnung zwischen den beiden Tuchlagen zu
bilden, die die verbundenen Bereiche 11 des aufblasbaren
Elements 4 bilden, wie 5 zeigt.
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In
einer erfindungsgemäßen Ausführungsform
gemäß 3 verläuft das
aufblasbare Element 4 über
eine größere Distanz
in Rich tung von der Vorder- zur Rückseite des Fahrzeugs und verläuft an der Vorderkante
des aufblasbaren Elements im wesentlichen vertikal. Es sei angemerkt,
daß gegebenenfalls das
Netz oder die Stoffbahn 8 vollständig weggelassen werden könnte, wobei
das aufblasbare Element so weit nach vorne verläuft, daß sein unterer Rand in dem
Bereich der A-Säule
des Türrahmens
an seinem vordersten Punkt befestigt wird. Die Sicherheitsvorrichtung
kann die gesamte Länge
der vorderen und hinteren Türlinie
mit aufblasbaren Elementen 4 in ausgewählten Bereichen bedecken.
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Die
Anordnung von 3 unterscheidet sich auch insofern
von denjenigen in 1 und 2, als das
aufblasbare Element 4 mit einer allgemein mittig angeordneten
Naht 13 versehen ist, die von dem untersten Rand des aufblasbaren
Elements allgemein nach oben verläuft und in einer geringen Distanz
von dem oberen Rand des Elements endet. Die Naht 13 teilt
das aufblasbare Element 4 in zwei miteinander verbundene
Kammern. Das Element 4 ist ferner in derselben Weise wie
die Ausführungsform
von 1 mit Bändern 12 versehen.
Die Naht verbindet die beiden Tuchschichten, die das aufblasbare
Element bilden, und dient während
des Aufblasens des Elements dazu, daß der hintere Abschnitt, der
nahe an der B-Säule
der Fahrzeugkarosserie liegt, zuerst aufgeblasen wird, womit zum
frühestmöglichen
Zeitpunkt ein Schutz dagegen gewährt
wird, daß der Kopf
der Person 1 auf die B-Säule auftrifft.
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4 zeigt
im Querschnitt die erfindungsgemäße Anordnung
der Naht 13, die anstelle einer genähten Naht tatsächlich eine
Verbindung zwischen den beiden Tuchschichten sein könnte, die
während der
Herstellung des aufblasbaren Elements 4 gewoben wird.
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Es
sei angemerkt, daß verschiedene
erfindungsgemäße Anordnungen
vorgesehen werden können
und die in den beiliegenden Zeichnungen dargestellten und vorstehend
beschriebenen Ausführungsformen
nur einige Beispiele darstellen. So kann die exakte Form und Konfiguration
des aufblasbaren Elements 4 variieren, solange sein oberer
Rand mit einem nicht linearen Teil des Türrahmens verbunden ist. 6 zeigt
als Beispiel eine weitere erfindungsgemäße, modifizierte Anordnung
der in 3 gezeigten Konstruktion, bei welcher das Materialnetz 8 nur
ein dünnes,
allgemein vertikal verlaufendes Netz ist und ein weiteres Band oder
ein ähnliches
längliches
Element 14 von dem untersten Rand des Netzes 8 nach
vorne zur Verbindung mit der A-Säule
des Fahrzeugs verläuft.
Bei dieser Anordnung ist eine Öffnung
bzw. Aussparung zwischen dem Türrahmen 5,
dem Netz 8 und dem Band 14 belassen. Eine derartige
Anordnung kann zum Verringern des Gesamtgewichts der Anordnung durch
Weglassen von überschüssigem Material
dienen. Auch würde
sich die Möglichkeit
bieten, die Verbindung mit der A-Säule durch
ein Element aus einem anderen Material als demjenigen, aus welchem
das Netz 8 gebildet ist, zu bilden. So könnte ein
Material mit größerer Festigkeit verwendet
werden, sofern erforderlich. Ferner kann die exakte Art und Weise,
in der die Bänder 12 in
dem aufblasbaren Element 4 befestigt sind, variieren.