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Dokumentenidentifikation DE102006027371A1 20.12.2007
Titel Aufblasbarer Gassack sowie Gassackmodul mit einem solchen Gassack
Anmelder TRW Automotive GmbH, 73553 Alfdorf, DE
Erfinder Aranzulla, Daniele, 73525 Schwäbisch Gmünd, DE;
Ißler, Bernd, 73660 Urbach, DE
Vertreter Prinz und Partner GbR, 80335 München
DE-Anmeldedatum 13.06.2006
DE-Aktenzeichen 102006027371
Offenlegungstag 20.12.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 20.12.2007
IPC-Hauptklasse B60R 21/239(2006.01)A, F, I, 20060613, B, H, DE
IPC-Nebenklasse B60R 21/23(2006.01)A, L, I, 20060613, B, H, DE   
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft einen aufblasbaren Gassack (10) mit einer Gassackwandung (12), in der mit wenigstens zwei übereinanderliegenden Wandungsteilen eine Falte (14) ausgebildet ist, wobei in den übereinanderliegenden Wandungsteilen wenigstens eine durch die Falte (14) geschlossene Abströmöffnung (16) vorgesehen ist und wobei die Falte (14) durch ein Haltemittel (18) fixiert wird, welches in seiner Festigkeit so dimensioniert ist, daß sich die Falte (14) bei einer vorbestimmten Haltemittelbeanspruchung öffnet. Über die Falte (14) erstreckt sich dabei ein Zugmittel (20), welches bis zu seiner Freigabe oder Zerstörung ein Erreichen der vorbestimmten Haltemittelbeanspruchung und Öffnen der Falte (14) verhindert.
Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Gassackmodul (8) mit einem solchen Gassack (10) und einem Modulgehäuse (22).

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen aufblasbaren Gassack mit einer Gassackwandung, in der mit wenigstens zwei übereinanderliegenden Wandungsteilen eine Falte ausgebildet ist, wobei in den übereinanderliegenden Wandungsteilen wenigstens eine durch die Falte geschlossene Abströmöffnung vorgesehen ist, und wobei die Falte durch ein Haltemittel fixiert wird, welches in seiner Festigkeit so dimensioniert ist, daß sich die Falte bei einer vorbestimmten Haltemittelbeanspruchung öffnet. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Gassackmodul mit einem solchen Gassack und einem Modulgehäuse.

Derartige Gassäcke und Gassackmodule sind bereits aus dem Stand der Technik bekannt. Die gattungsbildende DE 41 01 286 A1 offenbart beispielsweise einen aufblasbaren Gassack für Rückhaltesysteme in Fahrzeugen, bei dem eine Falte in der Gassackwandung durch ein Haltemittel, insbesondere eine Reißnaht fixiert ist, und wobei im Bereich der Falte eine Abströmöffnung in der Gassackwandung vorhanden sein kann. Die Reißnaht ist dabei so ausgeführt, daß sie bei einem vorbestimmten Innendruck aufreißt und damit die Abströmöffnung freigibt und eine vollständige Entfaltung des Gassacks ermöglicht. Diese Gassackkonstruktion bietet den Vorteil, daß der Gassack nach einer Auslösung des Rückhaltesystems ohne Gasverluste zunächst eine gewünschte, volumenreduzierte Gassackkontur annimmt und einen Gassackinnendruck aufbaut. Erst bei Überschreiten eines vorbestimmten Innendrucks reißt die Naht auf und gibt dadurch die Abströmöffnung sowie zusätzliches Gassackvolumen frei. Dabei sorgt die Volumenfreigabe für eine kurzfristige Druckentlastung im Gassack, wohingegen die Abströmöffnung kontinuierlich Gas abführt.

Um einen spürbaren Volumeneffekt durch abgenähte Falten in der Gassackwandung zu erhalten, sind in der Regel sehr lange Reißnähte erforderlich, die vor ihrem Aufreißen der gekrümmten Gassackkontur folgen. Aufgrund dieses gekrümmten Nahtverlaufs entsteht eine komplizierte, räumliche Spannungsverteilung mit Komponenten längs und quer der Naht, so daß eine Festlegung desjenigen Gassackinnendrucks, bei dem die Naht aufreißt, nur ungefähr erfolgen kann. Des weiteren ist in der DE 41 01 286 A1 lediglich eine rein passive, vom Gassackinnendruck abhängige Freigabe der Falte und der Abströmöffnung möglich. In einigen Rückhaltesituationen (z.B. bei einem ungünstig positionierten Insassen) wäre es jedoch wünschenswert, diese Freigabe aktiv zu beeinflussen.

Die Erfindung schafft daher einen Gassack der eingangs genannten Art, bei dem sich über die Falte ein Zugmittel erstreckt, welches bis zu seiner Freigabe oder Zerstörung ein Erreichen der vorbestimmten Haltemittelbeanspruchung und damit ein Öffnen der Falte verhindert. Das Haltemittel kann infolge der Entlastung durch das Zugmittel schwächer dimensioniert sein. Es dient in erster Linie der Fixierung der Falte, so daß kein Gas aus der Abströmöffnung austritt. Das Zugmittel bietet gegenüber dem Haltemittel den Vorteil, daß es durch seine im wesentlichen eindimensionale Belastung sehr präzise auf einen maximalen Belastungswert eingestellt werden kann. Bei einer passiven Freigabe bzw. Zerstörung des Zugmittels legt in der Regel das Zugmittel einen maximalen Gassackinnendruck fest, bei dem die Falte und die Abströmöffnung spätestens freigegeben werden. Dies bedeutet, daß das Haltemittel nach einer Freigabe bzw. Zerstörung des Zugmittels so stark beansprucht wird, daß es die Falte und die Abströmöffnung unmittelbar freigibt. Außerdem ist eine aktive Ansteuerung des Zugmittels möglich, so daß es bereits vor Erreichen seines maximalen Belastungswertes freigegeben werden kann.

In einer Ausführungsform weist das Zugmittel ein erstes Zugmittelende und ein entgegengesetztes zweites Zugmittelende auf, wobei das erste Zugmittelende nahe des Haltemittels an der Gassackwandung befestigt ist. Durch diese haltemittelnahe Befestigung eines Zugmittelendes ist eine zuverlässige und nahezu vollständige Entlastung des Haltemittels möglich.

In einer weiteren Ausführungsform ist auch das zweite Zugmittelende an der Gassackwandung befestigt, wobei das Zugmittel zwischen einer Befestigungsstelle des ersten Zugmittelendes an der Gassackwandung und einer Befestigungsstelle des zweiten Zugmittelendes an der Gassackwandung kürzer als die gefaltete Gassackwandung zwischen diesen Befestigungsstellen ist. Die beim Aufblasen des Gassacks entstehenden Spannungen in der Gassackwandung werden dadurch im Bereich der Falte bzw. des Haltemittels vom Zugmittel aufgenommen. Das kürzere Zugmittel wird zuerst gespannt und nimmt die gesamte Belastung auf, wohingegen die längere, gefaltete Gassackwandung zwischen den Befestigungsstellen weitgehend unbeansprucht und schlaff ist.

Vorzugsweise ist das erste Zugmittelende verbreitert, wobei sich das Zugmittel in Richtung zum zweiten Zugmittelende verjüngt. Durch die Verbreiterung liegt das erste Zugmittelende nach Art einer Haube großflächig über der Falte und kann im Bereich des Haltemittels Spannungen aus der Gassackwandung gut aufnehmen. Im Idealfall wird das gesamte Haltemittel dabei vollständig entlastet. Innerhalb des belasteten Zugmittels heben sich Spannungskomponenten in Querrichtung weitgehend auf, und Spannungskomponenten in Längsrichtung werden durch die Verjüngung des Zugmittels konzentriert, so daß am zweiten Zugmittelende im wesentlichen nur ein axialer Zug in Zugmittellängsrichtung auftritt.

Das Zugmittel kann eine Sollbruchstelle, insbesondere am zweiten Zugmittelende aufweisen. Über diese Sollbruchstelle ist ein Wert der maximalen Beanspruchbarkeit des Zugmittels sehr präzise einstellbar. Dies gilt insbesondere dann, wenn das Zugmittel im Bereich der Sollbruchstelle nur durch einen axialen Zug belastet ist. Daher ist die Sollbruchstelle besonders bevorzugt am zweiten Zugmittelende ausgebildet.

In einer weiteren Gassackausführung ist die Freigabe oder Zerstörung des Zugmittels aktiv gesteuert. Damit ist die Freigabe der Falte und der Abströmöffnung bereits vor Erreichen der Zugmittelfestigkeit zu variablen Zeitpunkten möglich.

Die Erfindung betrifft im weiteren ein Gassackmodul mit einem oben beschriebenen Gassack und einem Modulgehäuse, wobei das Zugmittel ein erstes Zugmittelende und ein entgegengesetztes zweites Zugmittelende aufweist, und wobei das erste Zugmittelende nahe des Haltemittels an der Gassackwandung befestigt ist.

Das zweite Zugmittelende ist in einer Ausführungsform am Modulgehäuse befestigt. Dies stellt eine Alternative zur Befestigung des zweiten Zugmittelendes an der Gassackwandung dar. Der Vorteil ist, daß das zweite Zugmittelende damit an einem starren, fahrzeugfesten Teil angebracht ist, so daß eine vom Gassackinnendruck abhängige Zugmittelbeanspruchung noch genauer vorhersagbar ist.

In einer anderen Ausführungsform des Gassackmoduls ist das zweite Zugmittelende an einer Auslöseeinheit befestigt, welche das zweite Zugmittelende auf ein Signal hin freigibt. Somit kann das Zugmittel abhängig von gewünschten Parametern und unabhängig von seiner Belastung jederzeit freigegeben werden. Als Auslöseeinheit werden beispielsweise Zylinder-Kolben-Einheiten oder Sprengbolzen eingesetzt.

Die Auslöseeinheit ist dabei bevorzugt eine pyrotechnische Auslöseeinheit. Derartige Auslöseeinheiten sind preiswert und weisen kurze Reaktionszeiten auf.

Die Auslöseeinheit kann am Modulgehäuse befestigt sein. Als starres, fahrzeugfestes Bauteil bietet sich das Modulgehäuse für die Befestigung einer solchen Auslöseeinheit an.

In einer alternativen Ausführungsform ist die Auslöseeinheit an einem Gasgenerator befestigt. Der Gasgenerator hat in der Regel eine sehr massive Druckkammer- und/oder Brennkammerwand. In dieser Wand oder einem Wandungsfortsatz können daher mit geringem Aufwand Auslöseeinheiten, insbesondere auch pyrotechnische Auslöseeinheiten aufgenommen werden.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. In diesen zeigen:

1a und b jeweils einen schematischen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Gassackmodul mit einem erfindungsgemäßen Gassack;

2a und b jeweils eine Schnittansicht einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gassackmoduls mit erfindungsgemäßem Gassack; und

3a und b jeweils eine Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gassackmoduls mit erfindungsgemäßem Gassack.

Die 1a und b zeigen ein erfindungsgemäßes Gassackmodul 8 mit einem erfindungsgemäßen, aufblasbaren Gassack 10. Der Gassack 10 weist eine Gassackwandung 12 auf, in der mit wenigstens zwei übereinanderliegenden Wandungsteilen eine Falte 14 ausgebildet ist, wobei in den übereinanderliegenden Wandungsteilen wenigstens eine durch die Falte 14 geschlossene Abströmöffnung 16 vorgesehen ist. Die Falte 14 wird durch ein Haltemittel 18 fixiert, welches in seiner Festigkeit so dimensioniert ist, daß sich die Falte 14 bei einer vorbestimmten Haltemittelbeanspruchung öffnet. In der 1a sind als Haltemittel 18 zwei Reißnähte angedeutet.

Über die Falte 14 erstreckt sich in 1a ein Zugmittel 20, welches bis zu seiner Freigabe oder Zerstörung ein Erreichen der vorbestimmten Haltemittelbeanspruchung verhindert.

Neben dem Gassack 10 umfaßt das Gassackmodul 8 ein Modulgehäuse 22, in dem sich ein Gasgenerator 24 befindet. In dem dargestellten Beispiel ist ein erstes Zugmittelende 26 nahe des Haltemittels 18 an der Gassackwandung 12 angebracht. Ein entgegengesetztes zweites Zugmittelende 28 ist am Modulgehäuse 22 befestigt. Alternativ sind Modulausführungen denkbar, bei denen das zweite Zugmittelende 28 am Gasgenerator 24 oder an der Gassackwandung 12 befestigt ist. Die Zugmittelenden 26, 28 werden zur Befestigung vorzugsweise vernäht oder verklebt, wobei aber auch andere geeignete Befestigungen möglich sind.

Da das Zugmittel 20 in der 1a noch nicht zerstört oder freigegeben ist, wird die vorbestimmte Haltemittelbeanspruchung nicht erreicht. Daher ist die Falte 14 vom Haltemittel 18 so fixiert, daß die Abströmöffnung 16 infolge der Faltung verschlossen ist und der Gassack 10 eine erste Gassackkontur mit einem ersten Gassackvolumen einnimmt.

Wird das Zugmittel 20 zerstört oder freigegeben, so müssen im Bereich der Falte 14 alle Spannungen aus der Gassackwandung 12 vom Haltemittel 18 aufgenommen werden. Falls dabei eine vorbestimmte Haltemittelbeanspruchung überschritten wird, gibt das Haltemittel 18 die Falte 14 und damit die Abströmöffnung 16 frei. Im vorliegenden Fall des als Reißnaht ausgebildeten Haltemittels 18 bedeutet dies anschaulich, daß die Reißnaht in ihrer Festigkeit so dimensioniert ist, daß sie bei der vorbestimmten Beanspruchung aufreißt. Mit dem Öffnen der Falte 14 nimmt der Gassack 10 eine zweite Gassackkontur mit einem vergrößerten, zweiten Gassackvolumen ein. Dieser Effekt wird in der 1b deutlich, in der die erste Gassackkontur gestrichelt und die zweite Gassackkontur durchgezogen eingezeichnet ist.

Die 2a und b zeigen beispielhaft Schnittansichten einer ersten Ausführungsform des Gassackmoduls 8. Zu sehen ist jeweils die Draufsicht auf einen Beifahrer-Gassack 10, der sich aus einem geschnittenen Modulgehäuse 22 heraus erstreckt.

Das erste Zugmittelende 26 ist in dieser ersten Ausführungsform verbreitert, wobei sich das Zugmittel 20 in Richtung zum zweiten Zugmittelende 28 verjüngt. Da das erste Zugmittelende 26 außerdem nahe des Haltemittels 18 an der Gassackwandung 12 befestigt ist, erstreckt sich das Zugmittel 20 im Bereich seines ersten Zugmittelendes 26 nach Art einer Haube über die Falte 14 und kann somit auftretende Spannungen aus der Gassackwandung 12 gut aufnehmen und das Haltemittel 18 entlasten. Spannungskomponenten in Längsrichtung des Zugmittels 20 werden durch die Verjüngung des Zugmittels mehr und mehr konzentriert, Spannungskomponenten quer zur Längsrichtung des Zugmittels 20 heben sich im wesentlichen gegenseitig auf. Somit liegt im Bereich des zweiten Zugmittelendes 28 im wesentlichen ein axialer Zug vor. Durch diese konzentrierte eine axiale Zugbelastung läßt sich am Zugmittel eine Grenzbeanspruchung bei der das Zugmittel freigegeben oder zerstört werden soll, sehr genau einstellen. In der 2a wird diese Einstellung über eine Sollbruchstelle 30 am zweiten Zugmittelende 28 vorgenommen.

Steigt die Beanspruchung des Zugmittels 20 infolge steigenden Gassackinnendrucks über eine Zugmittelfestigkeit im Bereich der Sollbruchstelle 30, so wird das Zugmittel 20 zerstört, d.h. es reißt an der Sollbruchstelle 30 auf (2b). In dieser ersten Ausführungsform wird das Zugmittel 20 passiv, also ausschließlich innendruckabhängig freigegeben. Bei derartigen passiven Ausführungsformen liegt die vorbestimmte Haltemittelbeanspruchung, bei der die Falte 14 öffnet, in der Regel deutlich unterhalb der Festigkeit des Zugmittels 20 an der Sollbruchstelle 30. Somit wird der (Öffnungszeitpunkt ausschließlich vom Zugmittel 20 bestimmt. Nach der Zerstörung des Zugmittels 20 steigt die Haltemittelbeanspruchung sofort über den vorbestimmten Wert, so daß die Falte 14 geöffnet und die Abströmöffnung 16 freigegeben wird (1b). Das Haltemittel 18 dient in diesem Fall also lediglich einer Fixierung und Abdichtung der Falte 14, um einen vorzeitigen Gasverlust durch die Abströmöffnung 16 zu minimieren bzw. weitgehend zu verhindern.

Über die Sollbruchstelle am zweiten Zugmittelende 28 kann der Gassackinnendruck, bei dem die Falte 14 und die Abströmöffnung 16 freigegeben werden, genauer festgelegt werden als über eine Festigkeit des Haltemittels 18.

Die 3a und b zeigen eine zweite Ausführungsform des Gassackmoduls 8, wobei sich diese zweite Ausführungsform von der ersten Ausführungsform gemäß den 2a und b lediglich dadurch unterscheidet, daß die Freigabe oder Zerstörung des Zugmittels 20 aktiv gesteuert ist. In der 3a ist zur aktiven Ansteuerung eine pyrotechnische Auslöseeinheit 32, insbesondere ein Sprengbolzen vorgesehen. Die pyrotechnische Auslöseeinheit 32 ist am Modulgehäuse 22 befestigt und gibt das zweite Zugmittelende 28 auf ein Signal hin frei. Die Auslösung dieses Signals erfolgt beispielsweise abhängig von Sensordaten, die verschiedene relevante Insassen- oder Fahrzeugparameter erfassen.

Das Zugmittel 20 ist in der 3a durch eine am zweiten Zugmittelende 28 ausgebildete Schlaufe 34 am Sprengbolzen gehalten. Nach einer Aktivierung des Sprengbolzens ist die Schlaufe 34 freigegeben (3b), so daß das Zugmittel 20 zwischen seinen Zugmittelenden 26, 28 keine Zugkräfte mehr aufnehmen kann. Die Belastungen infolge des Gassackinnendrucks müssen im Bereich der Falte 14 folglich vom Haltemittel 18 aufgenommen werden. Bei Überschreiten der vorbestimmten Haltemittelbeanspruchung öffnet sich die Falte 14 und gibt die Abströmöffnung 16 frei.

Auch in dieser Ausführungsform dient das Haltemittel 18 hauptsächlich der Fixierung und Abdichtung der Falte 14, sodaß ein vorzeitiger Gasverlust durch die Abströmöffnung 16 weitgehend verhindert ist. Wird das Zugmittel 20 allerdings sehr frühzeitig, z.B. gleichzeitig mit einer Auslösung des Gasgenerators 24 freigegeben, so bestimmt die Festigkeit des Haltemittels 18 allerdings auch den Freigabezeitpunkt der Falte 14 bzw. der Abströmöffnung 16. Die Festigkeit des Haltemittels 18 wird allerdings in der Regel sehr niedrig sein, da bei einer frühen aktiven Zugmittelfreigabe gewöhnlich auch ein frühes Öffnen der Falte 14 und der Abströmöffnung 16 erwünscht ist.

Die Auslöseeinheit 32 ist in der zweiten Ausführungsform gemäß den 3a und b am Modulgehäuse 22 befestigt. Alternativ ist eine solche Befestigung jedoch auch an einem Gehäuse des Gasgenerators 24 oder an der Gassackwandung 12 möglich.

Darüber hinaus sind selbstverständlich auch Ausführungsformen denkbar, bei denen ein passiver Freigabemechanismus, z.B. über eine Sollbruchstelle 30 gemäß den 2a und b und ein aktiver Freigabemechanismus, z.B. über eine Auslöseeinheit 32 gemäß den 3a und b des Zugmittels kombiniert sind.


Anspruch[de]
Aufblasbarer Gassack mit einer Gassackwandung (12), in der mit wenigstens zwei übereinanderliegenden Wandungsteilen eine Falte (14) ausgebildet ist, wobei in den übereinanderliegenden Wandungsteilen wenigstens eine durch die Falte (14) geschlossene Abströmöffnung (16) vorgesehen ist, und wobei die Falte (14) durch ein Haltemittel (18) fixiert wird, welches in seiner Festigkeit so dimensioniert ist, daß sich die Falte (14) bei einer vorbestimmten Haltemittelbeanspruchung öffnet, dadurch gekennzeichnet, daß sich über die Falte (14) ein Zugmittel (20) erstreckt, welches bis zu seiner Freigabe oder Zerstörung ein Erreichen der vorbestimmten Haltemittelbeanspruchung und Öffnen der Falte (14) verhindert. Gassack nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zugmittel (20) ein erstes Zugmittelende (26) und ein entgegengesetztes zweites Zugmittelende (28) aufweist, wobei das erste Zugmittelende (26) nahe des Haltemittels (18) an der Gassackwandung (12) befestigt ist. Gassack nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auch das zweite Zugmittelende (28) an der Gassackwandung (12) befestigt ist, wobei das Zugmittel (20) zwischen einer Befestigungsstelle des ersten Zugmittelendes (26) an der Gassackwandung (12) und einer Befestigungsstelle des zweiten Zugmittelendes (28) an der Gassackwandung (12) kürzer als die gefaltete Gassackwandung zwischen diesen Befestigungsstellen ist. Gassack nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Zugmittelende (26) verbreitert ist, wobei sich das Zugmittel (20) in Richtung zum zweiten Zugmittelende (28) verjüngt. Gassack nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Zugmittel (20) eine Sollbruchstelle (30), insbesondere am zweiten Zugmittelende (28) aufweist. Gassack nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Freigabe oder Zerstörung des Zugmittels (20) aktiv gesteuert ist. Gassackmodul mit einem Modulgehäuse (22) und einem Gassack (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Zugmittel (20) ein erstes Zugmittelende (26) und ein entgegengesetztes, zweites Zugmittelende (28) aufweist, wobei das erste Zugmittelende (26) nahe des Haltemittels (18) an der Gassackwandung (12) befestigt ist. Gassackmodul nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Zugmittelende (28) am Modulgehäuse (22) befestigt ist. Gassackmodul nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Zugmittelende (28) an einer Auslöseeinheit (32) befestigt ist, welche das zweite Zugmittelende (28) auf ein Signal hin aktiv freigibt. Gassackmodul nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslöseeinheit (32) eine pyrotechnische Auslöseeinheit ist. Gassackmodul nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslöseeinheit (32) am Modulgehäuse (22) befestigt ist. Gassackmodul nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslöseeinheit (32) an einem Gasgenerator (24) befestigt ist.






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