DE4121659C2 - Aufprallschutzeinrichtung für Fahrzeuginsassen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Aufprallschutzeinrichtung für Fahrzeuginsassen nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Die Abdeckung dient dazu, das insbesondere bei Verwendung un­ beschichteter Gewebe hitzeempfindliche Schutzkissengewebe vor den hohen Temperaturen zu schützen, wie sie am Gasgenerator auftreten.

Aus der DE 39 00 931 A1 ist als Hitzeschutz die Anordnung eines starren Deflektorringes bekannt, der sich einen ausreichenden Abstand in das Innere des Kissens hineinerstreckt, um zu ver­ hindern, daß die im Gasgenerator erzeugten heißen Verbrennungs­ gase und Feststoffe direkt gegen die innere Oberfläche des Kis­ sengewebes aufschlagen. Eine solche starre Deflektoreinrichtung erhöht den Raumbedarf bei zusammengefaltetem Schutzkissen über die Ausdehnung des Gasgenerators und des gefalteten Schutzkis­ sens hinaus. Eine funktionell analoge, starre Abschirmung ist in Form eines Maschendraht-Schirmsacks, eines porösen Rohrs, eines Zylinders oder dergleichen bei einer in der DE-OS 23 17 032 beschriebenen Luftsackanordnung vorgesehen.

Bei einer Aufprallschutzeinrichtung nach der DE 37 42 383 A1 ist zwischen Gasgenerator und Kissengewebe ein Filter in Form einer gewirkten oder gestrickten metallischen Moduleinheit vor­ gesehen, der aufgrund der hohen metallischen Wärmeleitfähigkeit dem durchströmenden Gas Wärme entzieht und somit dessen Tempe­ ratur senkt. Allerdings erhitzt sich dadurch der Filter, so daß dafür zu sorgen ist, daß das aufgeblasene Kissengewebe nicht mit diesem in Berührung kommt. Hierfür gegebenenfalls erforder­ liche Abstandshalter und die starre Ausbildung des Filters be­ stimmen auch in dieser Einrichtung den erforderlichen Raumbe­ darf.

Bei einer ähnlichen, aus der DE-PS 21 07 859 bekannten Einrich­ tung sind mit gaserzeugenden, entzündlichen Gemischen gefüllte Rohre als Gasgeneratoren vorgesehen, die jeweils von einer aus einem Drahtnetz oder einem gelochten Blech bestehenden Hülle umgeben sind.

In der DE-OS 25 47 724 ist als Hitzeschutz ein Schutzglied zwi­ schen Kissengewebe und Gasgenerator vorgesehen, welches vor dem Auslösen der Aufprallschutzeinrichtung das zylindrische Gasge­ neratorgehäuse kappenartig umschließt und sich beim Auslösen der Aufprallschutzeinrichtung blütenblattartig auffaltet und die am Zylindermantel vorgesehenen Gasgeneratoröffnungen frei­ gibt. Das aufgespreizte Schutzglied soll eine Berührung von Teilen des Kissengewebes mit dem aufgeheizten Gasgeneratorge­ häuse verhindern.

Eine aus der Patentschrift US 3 814 458 bekannte Luftsackanord­ nung beinhaltet neben dem außenliegenden Rückhalte-Schutzkissen einen inneren Sack zur Absorption von Wärme und kinetischer Energie des einströmenden Gases. Der innere, geschlossen ausge­ bildete Sack ist nicht elastisch und besteht aus einem im we­ sentlichen nicht porösen oder nur schwach porösen Material. Die Form des entfalteten, inneren Sacks nach dem Aufblasen ent­ spricht derjenigen des äußeren Schutzkissens.

In der Offenlegungsschrift DE-OS 21 52 668 ist eine Luftsackanord­ nung beschrieben, bei der innerhalb eines aufblasbaren äußeren Schutzkissens ein geschlossener, innerer Sack aus elastischem Material vorgesehen ist, der Öffnungen zum Durchtritt des in den inneren Sack eingeblasenen Gases in den Raum zwischen inne­ rein Sack und äußerem Schutzkissen aufweist. Der elastische, innere Sack, der den zugehörigen Gasgenerator geschlossen um­ gibt, dient als Energieabsorber.

Bei einer aus der Offenlegungsschrift DE-OS 21 50 743 bekannten Einrichtung ist zwischen Gasgenerator und aufblasbarem Schutz­ kissen ein fallschirmartig geformter Verteilersack angeordnet, der mit ovalen Durchtrittsöffnungen versehen ist, deren Längs­ achsen zur Längsachse des Verteilersacks schräg geneigt verlau­ fen. Durch diese Maßnahme soll ein anfängliches Aufblasen des am Außenrand des rotationssymmetrischen Verteilersacks einge­ spannten Schutzkissens bevorzugt im Bereich der Einspannstelle unterstützt werden.

Bei einer in der Offenlegungsschrift DE-OS 21 59 449 offenbarten Einrichtung sind zwischen Gasgenerator und aufblasbarem Schutz­ kissen mehrere Bremsbänder aus flexiblem Material vorgesehen, welche die Ausströmöffnungen des Gasgenerators mit Abstand schlaufenartig umgeben, ohne selbst mit Durchtrittsöffnungen versehen zu sein. Die sich jeweils im vorderen Bereich über­ kreuzenden Bänder sollen einen Verwirbelungseffekt für das aus­ tretende Gas bereitstellen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für eine Aufprall­ schutzeinrichtung der eingangs genannten Art mit geringem Auf­ wand und Raumbedarf eine Abdeckung so auszubilden, daß sie die Entfaltung des Kissens nicht negativ beeinflußt und das Kissen­ gewebe auch nach dessen Entfaltung zuverlässig vor schädlichen Temperatureinflüssen schätzt.

Diese Aufgabe wird durch eine Aufprallschutzeinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Auch wenn Teile des entfalteten Kissengewebes in Richtung des heißen Generatorge­ häuses gedrückt werden, sind diese durch die dazwischen befind­ liche hitzeschützende Abdeckung aus wärmeisolierendem Material vor zu hohen Temperaturen geschützt, im Gegensatz zur Verwen­ dung eines metallischen, gut wärmeleitenden und sich daher selbst durch das heiße Gas erwärmenden Hitzeschutzes. Da die Abdeckung aus flexiblem, elastisch dehnbarem Material besteht, kann sie in der Einbaulage ebenso wie das faltbare Kissen den Gasgenerator eng umgebend auf sehr geringem Raum untergebracht werden. Die Einhaltung eines festen Abstandes zwischen der Ab­ deckung und dem Gasgeneratorgehäuse ist nicht erforderlich. Dies verringert den Raumbedarf für die Unterbringung der Auf­ prallschutzeinrichtung beträchtlich. Außerdem trägt die elasti­ sche Dehnbarkeit der Abdeckung vorteilhaft zur Entfaltungscha­ rakteristik des Schutzkissens bei, da es eine schnelle einsei­ tige Expansion des Kissens in Richtung des Gasstromes abdämpft und so die Entfaltungsgeschwindigkeit in dieser Richtung durch Abbau interner Druckspitzen reduziert. Günstige Elastizitäts­ eigenschaften ergeben sich für einen Hitzeschutz aus Kautschuk­ material. Die Verwendung der dem Ausströmbereich lappenartig vorgelagerten Abdeckung eignet sich besonders für in einer Vor­ zugsrichtung gasemittierende Generatoren.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sowie ein deren bes­ serem Verständnis dienendes, andersartiges Ausführungsbeispiel sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend be­ schrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine nicht erfindungsgemäße Aufprallschutzeinrichtung für den Fahrer eines Kraft­ fahrzeuges mit einer blasenförmigen Gasgeneratorabdeckung,

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II der Fig. 1 und

Fig. 3 eine Schrägansicht einer erfindungsgemäßen Ausführungs­ form der Gasgeneratorabdeckung.

Die in den Fig. 1 und 2 nach deren Auslösung dargestellte, nicht erfindungsgemäße, Auf­ prallschutzeinrichtung (1) ist an einem durch die strichpunk­ tierte Linie (7) nur schematisch angedeuteten Lenkrad eines Kraftfahrzeuges befestigt. Sie beinhaltet ein aufblasbares Schutzkissen (2), einen Gasgenerator (5) und eine Gasgenerator­ abdeckung (4).

In der nicht gezeigten Einbaulage vor einer Auslösung ist das Aufprallschutzkissen (2), das aus einem unbeschichteten Gewebe besteht, raumsparend an der Frontseite des Gasgenerators (5) zusammengefaltet. Dabei verhindert die zwischen dem Gasgenera­ tor (5) und dem Kissengewebe (2) angeordnete Abdeckung (4) ei­ nen direkten Kontakt von Kissengewebe (2) und Gasgeneratorge­ häuse (5). Die Abdeckung (4) besteht aus Neopren und paßt sich daher beim Zusammenfalten des Aufprallschutzkissens (2) flexi­ bel der Vorderfront des Gasgenerators (5) an. Die in diesem Einbauzustand eng am Gasgenerator (5) anliegende Abdeckung (4) erhöht ersichtlich den Raumbedarf der Aufprallschutzeinrichtung (1) nicht wesentlich.

Das Gasgeneratorgehäuse (5) besitzt frontseitig eine zylindri­ sche Gestalt, wobei Öffnungen (6) im Zylindermantel vorgesehen sind. Sowohl die Abdeckung (4) als auch das Kissengewebe (2) sind diese Gasgeneratoröffnungen (6) hintergreifend an Teilen der Aufprallschutzeinrichtung (1) befestigt.

Im Einsatzfall bei Auslösung leitet der Gasgenerator (5) Gas unter hohem Druck durch die Öffnungen (6) hindurch. Das Gas strömt zunächst in den durch die Gasgeneratorvorderfront und die Abdeckung (4) umgrenzten Raum (9) ein. Von dort gelangt das Gas durch Öffnungen (8), die auf der gesamten Fläche der ge­ lochten Abdeckung (4) angebracht sind, in den von Abdeckung (4) einerseits und Kissengewebe (2) andererseits gebildeten Gasraum (3). Dies führt zur Entfaltung des Aufprallschutzkissens (2), welches sich hierdurch sowohl quer als auch entgegen der durch den Pfeil F angedeuteten Fahrtrichtung aufbläst und so dem hin­ ter dem Lenkrad sitzenden Fahrzeugführer Aufprallschutz bietet.

Da der Aufblasvorgang innerhalb eines kurzen Zeitraumes zu er­ folgen hat, muß das Gas unter sehr hohem Druck zugeführt werden und weist vor und beim Durchtritt durch die Gasgeneratoröffnun­ gen (6) hohe Temperaturen auf. Dies heizt zudem das metallische Gasgeneratorgehäuse (5) auf. Die Abdeckung (4) verhindert, daß das Kissengewebe (2) während oder nach dem Aufblasvorgang in direkten Kontakt mit heißen Flächen des Gasgenerators (5) kommt. Aufgrund der Flammen- und Hitzebeständigkeit des Neoprenmate­ rials ist hingegen eine Berührung der Abdeckung (4) mit heißen Gasgeneratorflächen unschädlich. Die wärmeisolierenden Eigen­ schaften der Neoprenabdeckung (4) tragen zusätzlich dazu bei, daß die hohen Temperaturen im Bereich der Vorderfront des Gas­ generators (5) vom Kissengewebe (2) ferngehalten werden. Im Ge­ gensatz zu einer metallischen Abdeckung, die sich während des Aufblasvorgangs aufheizen würde, vermag die Neoprenabdeckung (4) das Kissengewebe (2) auch noch nach dem Aufblasvorgang zu schützen, wenn z. B. Teile des Kissengewebes (2) im entfalteten Zustand durch Einwirkung des aufprallenden Insassen in die Nähe der Gasgeneratorvorderfront gedrückt werden.

Die gelochte, elastisch dehnbare Abdeckung (4) wirkt sich zudem vorteilhaft auf die Entfaltungscharakteristik des gegenüber der Abdeckung (4) wesentlich größervolumigen Aufprallschutzkissens (2) aus. Das schlagartig unter hohem Überdruck in den Hohlraum (9) einströmende Gas führt im ersten Moment zu einer Aufblähung der elastisch dehnbaren Neoprenabdeckung (4), bevor das Gas allmählich weiter durch die Öffnungen (8) der Abdeckung (4) hindurch in den eigentlichen Gasraum (3) zum Entfalten des Schutzkissens (2) gelangt. Dieser Druckausgleich bewirkt gleichzeitig wiederum eine Rückbildung der Ausdehnung der Abdeckung (4) zu der in Fig. 1 dargestellten, vorbestimmten Form. Die Fig. 1 und 2 zeigen die Aufprallschutzeinrichtung (1) nach Beendigung des Aufblasvorgangs. Aufgrund der temporären Dehnung der Abdeckung (4) vermag diese zu Beginn des Entfal­ tungsvorgangs einen Teil der kinetischen Gasenergie zu spei­ chern und in einem späteren Zeitraum während des Aufblasvor­ ganges wieder abzugeben. Dies vermeidet innere Druckspitzen und vermindert die Spitzenwerte der Entfaltungsgeschwindigkeit des Schutzkissens (2), was zu einem gleichmäßigeren Entfaltungsvor­ gang beiträgt. Die Abdeckung (4) verhindert damit eventuelle schlagartige Vorverlagerungen von Teilen des Aufprallschutzkis­ sens (2) in Richtung des Insassen.

In Fig. 3 ist für eine erfindungsgemäße Aufprallschutzein­ richtung eine lappenförmige Neoprenabdeckung (41) vorgesehen, die das Aufprallschutzkissen von einem frontseitig abstrahlen­ den Gasgenerator (5′) abdeckt. Die Abdeckung (4′) umgibt die gasabstrahlende Vorderfront des Generators (5′) lappenförmig, wobei sie die Generatorvorderfront hintergreifend am Generator (5′) in nicht näher gezeigter Weise befestigt ist. Sie weist in ihrem Frontbereich ovale Durchtrittsöffnungen (8′) auf, durch die das vom Gasgenerator (5′) zugeführte Gas hindurchtritt und das nicht gezeigte Schutzkissen aufbläst. Im übrigen entspricht die Abdeckung (4′) in ihren Eigenschaften und in ihrer Funk­ tionsweise vollkommen derjenigen (4) in den Fig. 1 und 2, so daß diesbezüglich auf das oben Gesagte verwiesen werden kann. Diese Ausführung ermöglicht ebenfalls eine gezielte Steuerung der Airbagentfaltung. Das Nichtvorhandensein von seitlichen Wänden der Abdeckung (4′) führt zu einer primär seitlichen Aus­ dehnung während des Entfaltungsvorgangs. Dies reduziert wiederum die Richtung Insasse erfolgende Ausdehnung des Airbags und schützt somit vor einem Kontakt Insasse/Airbag in der Ent­ faltungsphase.

Claims (1)

1. Aufprallschutzeinrichtung für Fahrzeuginsassen, mit einem Gasgenerator (5), einem unter Entfaltung durch den Gasgenerator aufblasbaren Schutzkissen (2) sowie einer zwischen Gasgenerator und Schutzkissengewebe angeordneten, temperaturbeständigen und mit Gasdurchtrittsöffnungen (8′) versehenen, wärmeisolierenden und aus flexiblem und elastisch dehnbarem Material bestehenden Abdeckung, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung als ein einzelner Lappen (4′) ausgebildet ist, der die gasabgebende Vorderseite des Gasgenerators unter Freilassung von Seitenbereichen bandförmig abdeckt, wobei der bandförmige Lappen (4′) mit ovalen Durchtrittsöffnungen (8′) versehen ist, deren Längsachsen quer zur Längsrichtung des bandförmigen Lappens (4′) verlaufen.