Airbageinrichtung für ein Kraftfahrzeug
Die Erfindung betrifft eine Airbag-Einrichtung für ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einem als Rückhaltemittel zum Schutz eines Fahrzeuginsassen dienenden Airbag mit einer gesteuerten Entfaltung desselben nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Airbageinrichtungen für Kraftfahrzeuge mit einem oder mehreren Airbags in den verschiedensten Ausführungsformen und für die verschiedensten Zwecke sind bekannt. Bestandteil dieser Einrichtungen können Sensorsysteme sein, die zum Auslösen der Entfaltung des oder der Airbags die Sitzposition des zu schützenden Insassen in Relation zum jeweiligen Airbag messen und aus dem Ergebnis dieser Messungen den Zeitpunkt und den Umfang der Airbagentfaltung ableiten. Die DE 44 20 114 A1 hat eine Airbag-Einrichtung für den Front- und Seitenschutz zum Gegenstand, bei der als Auslösegerät eine Steuerelektronik angeordnet ist, die die Richtung und die Intensität eines Aufpralles, aber auch die Sitzbelegung erfaßt und die in Abhängigkeit von den Signalen die Airbags einzeln oder in Kombination auslöst.
Es ist auch bekannt, Druckentlastungsventile einzusetzen, die mit einer Sitzbelegungssensorik über eine Steuereinrichtung in Wirkverbindung stehen, um den Gasstrom für den Airbag in Abhängigkeit von der Sitzposition eines Fahrzeuginsassen zu steuern, insbesondere zu verringern, wenn sich der Fahrzeuginsasse bei einem Aufprall nicht in seiner vorbestimmten Sitzposition, sondern in vorgebeugter Position (out-of-position) befindet oder ein Kinderrückhaltesystem auf dem betreffenden Fahrzeugsitz angeordnet ist oder sich gar ein Kind in der Entfaltungszone (keep-out- Zone) des Airbag aufhält, damit der Airbag nicht mit vollem Gasdruck auf den Fahrzeuginsassen wirkt. Des weiteren ist es bekannt, Stufengeneratoren zur Steuerung des Gasmassenstromes in einen Airbag und damit des Gasdruckes in diesem einzusetzen.
Um bei einem komplexen Unfallgeschehen den Fahrzeuginsassen über die Dauer des ersten Fahrzeugaufpralls hinaus auch bei einem Sekundäraufprall schützen zu können,
ist in der DE 92 11 421 U1 ein Gassack-Rückhaltesystem mit einem wenigstens zwei Kammern aufweisenden Gassack vorgeschlagen worden, von denen die erste, größere Kammer die zweite umgibt und durch eine Wandung begrenzt ist, deren Material eine größere Gasdurchlässigkeit aufweist als das die zweite Kammer begrenzende Material. Die erste Kammer schützt den Fahrzeuginsassen bei dem Primäraufprall, fällt jedoch anschließend schnell zusammen, während die zweite, innere Kammer so lange gefüllt bleibt, daß sie auch noch bei einem Sekundäraufprall ein schützendes Gaspolster bildet.
Ferner ist in der DE 43 20 147 eine Sicherheitsvorrichtung für einen Fahrzeuginsassen beschrieben, die einen Airbag und eine Einrichtung zum Bewegen des Fahrzeuginsassen von einer out of position in die Rückhalteposition vor der vollen Aktivierung des Airbags aufweist. Diese Einrichtung kann mit einem in Richtung auf die Rückhalteposition bewegbaren und vorzugsweise gepolsterten Teil oder einem sog. Positions-Airbag ausgestattet sein.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Airbageinrichtung mit wenigstens einem Airbag als Rückhaltemittel nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, bei der mit mechanischen Mitteln der Gasmassenstrom in den Airbag gesteuert wird, um dessen Aggressivität zu verringern.
Diese Aufgabe wird bei einer Airbag-Einrichtung für ein Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen dargestellt.
Die Erfindung besteht darin, daß bei einer Airbageinrichtung mit einem hinter einer Verkleidung zusammengefaltet angeordneten und durch einen Gasgenerator aufblasbaren Airbag und mit einer Auslösesensorik für den Gasgenerator und einem Erkennungsmittel für ein Hindernis in der Airbagentfaltungszone (keep out Zone), als Erkennungsmittel ein Tastelement vorgesehen ist, das mit dem Gasgenerator in Wirkverbindung steht und vom Airbag eingeschlossen ist. Das Tastelement ist durch freigesetztes Gas aktivierbar und so angeordnet, daß es bis zu einer vorbestimmten Grenze in die Airbagentfaltungszone vordringt, dabei eine an diesem anliegende Partie des nicht entfalteten Airbags mitnehmend. In Abhängigkeit vom Tastweg in der Airbagentfaltungszone steuert das Tastelement in Wirkverbindung mit dem Gasgenerator die Entfaltung des Airbags, indem bei Auftreffen auf ein im Tastweg
- 3 - befindliches Hindernis das weitere Vordringen des Tastelementes behindert und dadurch der Gasstrom in den Airbag unterbunden oder stark reduziert wird. Das heißt, daß bei Präsenz einer Person in der Airbagentfaltungszone bzw. bei Vorhandensein eines Hindernisses in dieser die Entfaltung des Airbags verhindert oder zumindest stark verzögert wird. Wenn das Tastelement unbehindert bis an seine vorbestimmte Grenze vordringen kann, wird auch der Weg für den freigesetzten Gasmassenstrom in den Airbag völlig freigegeben, und der Airbag wird zweckentsprechend entfaltet. Mit dieser mechanischen Steuerung des Gasmassenstromes in den Airbag nach einer Aktivierung des Systems wird die Aggressivität des Airbags erheblich reduziert.
Der Airbag kann dabei das Tastelement vollständig einschließen, derart, daß er sowohl im nichtaktivierten Zustand als auch bei einer Aktivierung des Systems während des Vordringens des Tastelementes in die Airbagentfaltungszone fahrgastzellenseitig an diesem anliegt.
Der Gasgenerator mit seinem Diffusor ist zweckmäßigerweise im wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung angeordnet und kann von einer Schiebehülse umgeben sein, die fahrgastraumseitig geschlossen und somit durch freigesetztes Gas in Richtung des Fahrgastraumes beaufschlagbar und bewegbar ist. An dieser Schiebehülse ist das Tastelement angeordnet oder ausgebildet. Sie bestimmt in Abhängigkeit von ihrer Stellung am Gasgenerator und damit am Diffusor die pro Zeiteinheit freigesetzte Gasmenge. Ihr Verschiebeweg kann in einfacher Weise durch einen Anschlag begrenzt sein. Dieser kann auch als elektrischer Kontakt zur Zündung einer gegebenenfalls vorgesehenen zweiten Generatorstufe ausgebildet sein. Alternativ dazu kann er aber auch als elektrischer Signalgeber für einen Algorithmus verwendet werden, bei dem z.B. das Δt zwischen einem ersten und diesem Kontakt zur Auslösung der zweiten Generatorstufe berücksichtigt wird.
Das Tastelement selbst kann als Tastpolster ausgebildet sein, das in seiner Ruhe-/ Nichtgebrauchsstellung in der Abdeckung der Schalttafel integriert ist und das, ähnlich einem Puffer, bei einer Aktivierung des Systems in die Airbagentfaltungszone vordringt. Das Tastelement kann aber auch ein Tastbag sein, der über die Schiebehülse aktivierbar ist und wiederum diese durch die Gasbeaufschlagung in Richtung der Airbagentfaltungszone verschiebt. Auf einfache Weise ist dieser Tastbag mit Haltebändern versehen, die an der Verschiebehülse oder an einem festen Widerlager
- 4 - angreifen, um seine Ausdehnung zu begrenzen. Beispielsweise ist ein solches Halteband mit dem Anschlag für die Verschiebehülse verbunden. Das Tastpolster oder auch der Tastbag können bei einem Sekundäraufprall als Rückhaltemittel ausgebildet sein, wobei die Schiebehülse zum Zwecke einer Energieabsorption ein Deformationselement ist.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Airbageinrichtung ist der Gasgenerator von einem Gehäuse umgeben, in dem die das Tastelement tragende Schiebehülse angeordnet ist und fahrgastraumseitig mit einer gasgeneratorseitig am Airbag ausgebildeten Ausgleichskammer verbunden ist, die über Gasdurchtrittsöffnungen und/ oder Ventile mit dem Airbag verbunden und gleichzeitig mit diesem aktivierbar ist. Dabei wird die Ausgleichskammer durch freigesetztes Gas aus dem dem Fahrgastraum abgewandten Bereich des Gasgenerators befüllt und die Schiebehülse durch aus der fahrgastraumseitigen Stirnseite desselben. Die Ausgleichskammer als Teil des Airbag wird in radialer Richtung zum Gasgenerator und zum Tastelement entfaltet, und der Airbag im weiteren Entfaltungsablauf. Trifft das Tastelement auf ein Hindernis in der Airbagentfaltungszone und ist dadurch der Tastweg der Schiebehülse verkürzt, werden die Entfaltung der Ausgleichskammer verlangsamt und die Airbagentfaltung verzögert. Letztere kann auch ausbleiben, nämlich dann, wenn Druckventile zwischen der Ausgleichskammer und dem Airbag angeordnet sind und ein diese öffnender Gasdruckstoß ausbleibt.
Ist die Airbagentfaltungszone frei und wird das Tastelement nicht behindert, gibt die Schiebehülse den Diffusor des Gasgenerators ganz frei, und die Ausgleichskammer wird explosionsartig radial zum Insassen befüllt und durch diese auch der Airbag. Die radiale Entfaltung der Ausgleichskammer hat auch den Vorteil, daß gegebenenfalls die Hände eines Fahrzeuginsassen aus der Airbagentfaltungszone gestoßen werden, die nicht im Tastweg befindlich sind. Ist die Ausgleichskammer aus einem elastischen Material oder zum Teil aus einem solchen gefertigt, wird dieses bei der Befüllung gedehnt. Das „vorgespannte" Material gibt dann seine gespeicherte Energie bei der Befüllung des Airbags wieder ab und beschleunigt so dessen Entfaltung. Vorteilhaft bei dieser Ausführung ist auch, daß die befüllte Ausgleichskammer als Rückhaltemittel für eine mögliche zweite Kollision dient.
- 5 - Ist das Tasteiement ein Tastbag, kann dieser ebenfalls, also zusätzlich zum Gasgenerator, mit der Ausgleichskammer über Gasdurchtrittsöffnungen und/ oder Ventile verbunden sein, wodurch die Befüllung der Ausgleichskammer beschleunigt wird. Auch kann der Tastbag zusätzlich oder ausschließlich mit dem Airbag über Ventile direkt verbunden sein, die einen Gasstrom in diesen erst bei Überschreitung eines vorbestimmten Gasdruckes ermöglichen. Durch diese Maßnahme wird nach einer anfänglichen Verzögerung der Airbagentfaltung infolge eines geringeren Gasmassenstromes (Hindernis in der Airbagentfaltungszone) die Airbagentfaltung infolge des aufgebauten Gasüberdruckes nachfolgend unterstützt. Bei der vorbeschriebenen bevorzugten Ausführungsform wird die Schiebekraft der Schiebehülse durch den zwischen dieser und dem Diffusor des Gasgenerators gegebenen Spalt und die gasbeaufschlagte Fläche in Axialrichtung beeinflußt und kann vorbestimmt werden.
Bei einer weiteren, sehr vorteilhaften Ausführungsform können das als Tastbag ausgebildete Tastelement und der Airbag über einen konzentrisch zum Gasgenerator entfaltbaren Refillbag aus einem elastischen Material miteinander verbunden sein, wobei die Verbindung zwischen dem Tastbag und dem Refillbag über Überdruckventile und zwischen dem Refillbag und dem Airbag über Gasdurchtrittsöffnungen gegeben ist. Bei einer Aktivierung des Gasgenerators wird, gesteuert beispielsweise durch die vorbeschriebene Schiebehülse, zunächst der Tastbag befüllt, und anschließend bei einem vorbestimmten Überdruck durch entsprechende Überdruckventile der Refillbag und über diesen und die Gasdurchtrittsöffnungen der Airbag. Fällt bei einer Kollision der Fahrzeuginsasse in den entfalteten Airbag, wird ein Teil des Gases aus diesem in den Refillbag zurückgedrängt, was dazu führt, daß sich der Gasdruck in diesem erhöht, sich die Überdruckventile schließen und der Refillbag unter Energieaufnahme ausgedehnt wird. Löst sich der Fahrzeuginsasse wieder vom Airbag, der dadurch entlastet wird, drückt das elastisch aufgeweitete und somit energiegeladene Gewebe unter Energieabgabe einen Teil des Gases in den Airbag zurück, der dadurch wieder befüllt wird und auch bei einer nachfolgenden möglichen Sekundärkollision erneut Schutz bieten kann. Um Gasverluste zu vermeiden, sollte der Airbag aus einem weitestgehend gasundurchlässigen Gewebe gefertigt sein. Zur Insassenschutzverbesserung kann der Tastbag gasgeneratorseitig- und dort auf seiner Innenseite mit einer durch das Treibgas aufschäumbaren Beschichtung versehen sein. Diese bildet nach der Aktivierung des Gasgenerators eine energieabsorbierende Schicht aus, die als weiteres Rückhaltemittel wirken kann. Der Gasgenerator kann bei dieser Ausführung auch als Stufengenerator
ausgebildet sein, der nach der ersten Kollision für eine bevorstehende Sekundärkollision weiteres Treibgas in das System speist und den vorbeschriebenen Refillvorgang durch einen zusätzlichen Gasmengenstrom in den Tastbag unterstützt.
In vorteilhafter Weise kann die Airbageinrichtung auch einen Nebenbag aufweisen, der mit dem Gasgenerator über ein Überdruckventil befüllbar ist. Dieser Nebenbag dient der Aufnahme freigesetzten und für die Airbagentfaltung nicht benötigten Gases, das sonst insbesondere in den Fußraum entweichen würde. Das Überdruckventil öffnet sich, wenn das jeweilige Tastelement auf ein Hindernis stößt und in Folge der durch freigesetztes Gas aufgebaute Druck im Gasgenerator den Öffnungsdruck für das Ventil überschreitet.
Alternativ zu dem an einer Schiebehülse angeordneten Tastelement kann das Tastelement auch ein vom Fahrgastraum her über den Gasgenerator bzw. dessen Diffusor gezogener strumpfförmiger und koaxial in Falten gelegter Tastbag sein, der von einem separaten Diffusor von im wesentlichen glockenförmiger Gestalt mit nach dem Fahrgastraum weisender Öffnung umgeben ist. Dieser wiederum ist vom Airbag eingeschlossen und weist an der dem Fahrgastraum abgewandten Seite ein Überdruckventil auf. Bei einer Aktivierung des Gasgenerators strömt aus der fahrgastraumseitigen Stirnseite desselben Gas in den Tastbag, der dadurch in Richtung auf die Airbagentfaltungszone vordringt. Stößt er auf ein Hindernis, wird die Freilegung weiterer Diffusoröffnungen am Gasgenerator gestoppt, und das noch gefaltete Tastbaggewebe verbleibt im separaten Diffusor und verschließt dort den Großteil der in diesem ausgebildeten Öffnungen, so daß der um den Diffuser angeordnete Airbag nur mit einem geringen Gasdruck entfaltet wird, und zwar wegen der Glockenform des Diffusors zunächst vorwiegend in radialer Richtung zum Gasgenerator. In der Folge steigt der Gasdruck innerhalb des separaten Diffusors so an, daß sich das Überdruckventil öffnet und das Gas, auch das weiterhin vom Gasgenerator freigesetzte, entweicht.
Das entweichende Gas kann aber vorteilhaft für die Einrichtung genutzt werden. Wenn das Überdruckventil in eine mit dem Airbag verbundene Vorkammer mündet, kann das Gas über diese Vorkammer und mit Verzögerung zur Entfaltung des Airbags genutzt werden, so daß dieser gewollt verzögert und damit weniger aggressiv entfaltet wird.
- 7 - Auch kann der separate Diffusor in seinem dem Fahrgastraum abgewandten Bereich mit einer am Airbag vorgesehenen Nebenkammer verbunden sein, die in Wirkverbindung mit einer schwenkbaren Abdeckklappe steht und zwischen dem Diffusor und der Schwenkhalterung derselben zusammengefaltet angeordnet ist. Bei einer Aktivierung des Gasgenerators wird sofort auch die Nebenkammer befüllt und löst eine Schwenkbewegung der Abdeckklappe aus, so daß das Tastelement in die Airbagentfaltungszone stoßen kann. Die Klappe ist vorzugsweise in Richtung ihrer Schließstellung vorgespannt, beispielsweise federkraftbeaufschlagt, damit zwischen der geöffneten Abdeckklappe und dem separaten Diffusor eine Gasdurchströmöffnung zum Airbag gebildet wird, deren Größe von der Befüllung der Nebenkammer abhängig ist. Befindet sich ein Hindernis in der Airbagentfaltungszone, bleibt der Gasstrom in die Nebenkammer reduziert, und die Gasdurchströmöffnung bleibt geschlossen oder ist klein, so daß der Airbag nicht oder nur langsam befüllt wird. Stößt das Tastelement nicht auf ein Hindernis, wird die Nebenkammer mit großem Gasdruck befüllt, und die Gasdurchströmöffnung wird weit geöffnet, so daß auch der Airbag nachfolgend zügig befüllt und wegen der Glockenform des separaten Diffusors zunächst vorwiegend in radialer Richtung und nachfolgend erst in axialer Richtung entfaltet wird.
Schließlich kann die Airbageinrichtung sowohl eine Nebenkammer als auch eine Vorkammer aufweisen, die miteinander verbunden sind.
Durch die Anordnung der Nebenkammer, auch der Vorkammer, in Verbindung mit einer federkraftbeaufschlagten (vorgespannten) Abdeckklappe wird auch eine Refillfunktion erfüllt. Wird der Fahrzeuginsasse durch den entfalteten Airbag zurückgehalten, drückt er das Gas über die Gasdurchströmöffnung in die Nebenkammer, gegebenenfalls auch über die Vorkammer, zurück, wobei sich die Gasdurchströmöffnung weitet. Bei einer zweiten Kollision steht diese zurückgedrängte Gasmenge momentan zur Verfügung, wobei die Nebenkammer als Puffer dient, um den Airbag möglichst weich aufzublasen. Wenn ein Mehrstufengenerator in die Airbageinrichtung eingesetzt ist, wird bei einer zweiten Kollision eine weitere Stufe desselben gezündet, ausgelöst durch ein Crashsignal. Dazu kann der Tastbag mit elektrischen Kontakten versehen sein, die durch Kontaktfolienstreifen gebildet sind, um die Zündung der zweiten und gegebenenfalls einer weiteren Generatorstufe auszulösen.
Auch kann die Aktivierung des Systems derart erfolgen, daß durch Zünden einer ersten Stufe zunächst die Nebenkammer aufgeblasen und dadurch die Abdeckklappe geöffnet wird. Durch Zünden einer zweiten Stufe wird der Tastbag aktiviert. Wenn ein an diesem ausgebildeter oder angeordneter elektrischer Kontakt geschlossen wird, wird eine dritte Stufe gezündet, die den Airbag entfaltet. Anstelle der Kontakte sind auch andere Maßnahmen vorsehbar, beispielsweise Reißschnüre.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen schematisch:
Fig. 1 : eine Airbageinrichtung mit einem Tastbag und einem Nebenbag,
Fig. 2: ein Tastpolster,
Fig. 3: eine Airbageinrichtung mit einem strumpfförmigen Tastbag,
Fig. 4: eine Airbageinrichtung mit einer Ausgleichskammer im Airbag,
Fig. 5: eine Airbageinrichtung mit einem Refillbag und
Fig. 6: eine weitere Airbageinrichtung mit Refillbag.
Fig. 1 zeigt eine Airbageinrichtung mit einem als Erkennungsmittel für ein Hindernis in der Airbagentfaltungszone dienenden Tastbag 1 , der mit einem in Fahrzeuglängsrichtung angeordneten Gasgenerator 2 (Mehrstufengasgenerator) mit einem Diffusor in Wirkverbindung steht und vom Airbag 3 eingeschlossen ist. Der Airbag 3 ist an einem Gehäuse 4 angeordnet, das den Gasgenerator 2 und eine diese einschließende Schiebehülse 5 umschließt, an der fahrgastraumseitig der Tastbag 1 angeordnet ist. Das Gehäuse weist einen koaxial angeordneten Anschlag 6 für einen an der Schiebehülse 5 auf der dem Tastbag abgewandten Seite ausgebildeten Anschlag 7 zur Begrenzung ihres Schiebeweges und damit des Tastbags 1 in die Airbagentfaltungszone auf. Die Schiebehülse 5 ist gegenüber dem Gehäuse 4 durch eine Druckfeder F vorgespannt. Am Gehäuse 4 ist ein flexibler elektrischer Kontakt K angeordnet, der von einem am Anschlag 7 durch eine Kontaktfolie ausgebildeten zweiten Kontakt kontaktierbar ist, um eine zweite Generatorstufe zu zünden. Zwischen
der Schiebehülse 5 und dem Gehäuse 4 ist ein Spalt S1 zum Gasdurchtritt ausgebildet. An der Rückseite des Gasgenerators 2 befindet sich ein Überdruckventil 8, das in einen am Gehäuse 4 angeordneten Nebenbag 9 mündet. Die Airbageinrichtung ist im aktivierten Zustand mit dem auf dem Tastweg gestoppten Tastbag 1 und dem fahrgastseitig an diesem anliegenden Airbag 3 sowie dem entfalteten Nebenbag 9 gezeigt. An der nebenbagseitigen Stirnseite des Gehäuses 4 können zusätzlich Ventile angeordnet sein, über die bei einer Kollision des Fahrzeuginsassen mit dem Airbag 3 Gas aus diesem in den Nebenbag 9 strömen kann, das vor einer Nachfolgekollision teilweise wieder zurückströmt und für diese zur Verfügung steht.
Durch die Aktivierung des Gasgenerators 2 ist Gas in den Spalt S2 zwischen der Schiebehüise 5 und dem Gasgenerator 2 freigesetzt worden, das zum einen fahrgastraumseitig den Tastbag 1 aktiviert und diesen (1) mit der Schiebehülse 5 in die Airbagentfaltungszone gedrückt hat und das zum anderen über den Spalt S1 den Airbag 1 in einem Anfangsstadium entfaltet hat. Ist der Tastbag 1 auf ein nicht dargestelltes Hindernis gestoßen, so wird sein weiteres Vordringen verhindert, die Schiebehülse 5 umgibt den Diffusor des Gasgenerators 2 fast noch vollständig, und der Gasdruck ist in diesem (2) gestiegen. Dadurch hat sich das Überdruckventil 8 geöffnet, und der Nebenbag 9 ist befüllt worden (Fig. 1). Der Airbag kann nicht weiter entfaltet werden. Befindet sich nun kein Hindernis im Tastweg, wäre der Nebenbag 9 nicht befüllt worden, und im weiteren Verlauf wird die Schiebehülse durch den Tastbag 1 mit ihrem Anschlag 7 bis zum Anschlag 6 am Gasgenerator 2 verschoben, die zweite Generatorstufe wird beim Passieren des Kontaktes K durch den Anschlag 7 gezündet und der Airbag 1 bei geschlossen gebliebenem Überdruckventil 8 voll entfaltet (gestrichelte Linie).
Der Nebenbag 9 kann auch als Refillairbag für eine Multikollision dienen. Das durch den Fahrzeuginsassen aus dem Airbag 3 verdrängte Gas kann in den Nebenbag 9 ausweichen und nach der Entlastung des Airbags 3 teilweise wieder in diesen zurückströmen. Sind Drosselbohrungen anstelle von Ventilen angeordnet, kann der Nebenbag 9 als zusätzlicher Puffer dienen, wenn sich ein Hindernis in der keep out Zone befindet.
In Fig. 2 ist ein als Tastpolster 10 ausgebildetes Tastelement dargestellt, das in die Abdeckung 11 für den Airbag in der Armaturentafel integriert ist. Das Tastpolster 10 ist, wie der Tastbag in Fig. 1, mit einer am Gasgenerator 12 angeordneten Schiebehülse 13
verbunden und dringt bei einer Aktivierung der nicht weiter dargestellten Airbageinrichtung in die Airbagentfaltungszone vor. Ein angedeuteter Airbag 14 wird durch das Tastpolster 10 mitgeführt und bei Nichtvorhandensein eines Hindernisses voll entfaltet.
Die in Fig. 3 gezeigte Ausführung weist einen von der Fahrgastraumseite her strumpfförmig auf einen Gasgenerator 15 gezogenen und koaxial in Falten gelegten Tastbag 16 als Tastelement auf. Dieser Tastbag 16 ist von einem glockenförmig gestalteten und mit der Öffnung zum Fahrgastraum angeordneten separaten Diffusor 17 umgeben, der wiederum vom Airbag 18 eingeschlossen ist. Der Diffusor 17 weist an der dem Fahrgastraum abgewandten Seite ein Überdruckventil 19 auf, das in eine Vorkammer 20 mündet. Sowohl der Diffusor 17 in seinem dem Fahrgastraum abgewandten Bereich als auch die Vorkammer 20 sind mit einer am Airbag 18 ausgebildeten Nebenkammer 21 verbunden. Diese (21) steht mit einer um eine quer zur Fahrzeuglängsachse angeordnete Achse A schwenkbaren Abdeckklappe 22 in Wirkverbindung, die durch eine Druckfeder 23 in Richtung ihrer Schließstellung beaufschlagt ist. Der Airbag 18 ist mit Reißbändern 24 versehen und über einen Spalt 25 mit dem Diffusor 17 und dem Gasgenerator 15 verbunden.
Bei einer Aktivierung des Gasgenerators 15 strömt aus dem dem Fahrgastraum abgewandten Bereich des Gasgenerators 15 freigesetztes Gas in die Nebenkammer 21 , die in Folge durch ihre Entfaltung die Abdeckklappe 21 gegen die Druckfeder 23 um die Achse A schwenkt und öffnet. Gleichzeitig strömt aus der fahrgastraumseitigen Stirnseite des Gasgenerators 15 Gas in den Tastbag 16, der dadurch in Richtung auf die Airbagentfaltungszone vordringt. Bei einer Kollision mit einem Hindernis wird das Vordringen des Tastbags 16 und damit die weitere Freilegung des Diffusors am Gasgenerator 15 gestoppt. Der Gasstrom in die Nebenkammer 21 und auch über den Spalt 25 in den Airbag 18 bleibt reduziert. Die zwischen der Nebenkammer 21 und dem Airbag 18 gegebene Gasdurchströmöffnung 26 bleibt geschlossen oder ist klein, so daß der Airbag 18 nicht oder nur langsam befüllt wird. Diesen Zustand zeigt Fig. 3. Stößt der Tastbag 16 nicht auf ein Hindernis, werden der Diffusor des Gasgenerators 15 völlig freigegeben und die Nebenkammer 21 mit großem Gasdruck befüllt. Dadurch wird die Gasdurchströmöffnung 26 weit geöffnet, so daß auch der Airbag 18 nachfolgend zügig befüllt und die gestrichelt angedeutete Form annimmt. Der glockenförmige Diffusor sorgt für einen vorwiegend radialen Gasstrom bei der Befüllung des Airbags 18.
In Fig. 4 ist die Ausführung einer erfindungsgemäßen Airbageinrichtung gezeigt, die einen über eine Schiebehülse 28 mit einem Gasgenerator 29 zusammenwirkenden Tastbag 27 aufweist. Die Schiebehülse 28 ist von einem Gehäuse 30 umschlossen. Beide (28, 30) weisen Anschläge 31 und 32 auf, um den Tastweg der Schiebehülse 28 in die Airbagentfaltungszone zu begrenzen. Überdies ist der Tastbag 27 mit Haltebändern 33 versehen, die seine Ausdehnung in Richtung des Fahrgastraumes begrenzen. Der den Tastbag 27 einschließende Airbag 34 weist gasgeneratorseitig eine Ausgleichskammer 35 auf, über die der Airbag 34 am Gehäuse 30 angeordnet ist und die über Ventile 36 mit dem Airbag 34 und über Gasdurchtrittsöffnungen 37 mit dem Tastbag 27 verbunden ist. Die zum Teil aus einem elastischen Gewebe bestehende Ausgleichskammer 35 ist über einen zwischen dem Gehäuse 30 und der Schiebehülse 28 gebildeten Spalt 38 und auch über die Gasdurchtrittsöffnungen 37 mit radialem Gasstrom befüllbar und kann bei ausreichendem Gasdruck Energie speichern (gestrichelte Linien).
Befindet sich ein Hindernis in der Airbagentfaltungszone, wird, nach dem Prinzip der vorbeschriebenen Ausführungen, zunächst nur die Ausgleichskammer 35 in radialer Richtung und mit geringem Gasmassenstrom entfaltet (Pfeile). Der Airbag 34 wird nur entfaltet, wenn der Gasdruck in der Ausgleichskammer 35 so hoch ist, daß sich die Überdruckventile 36 öffnen. Bei Nichtvorhandensein eines Hindernisses in der genannten Zone gibt die Schiebehülse 28 den Diffusor des Gasgenerators völlig frei. Die Ausgleichskammer 35 wird fast gleichzeitig mit dem Tastbag 27 explosionsartig gefüllt und durch diese und die Ventile 36 auch der Airbag 34, wobei die gedehnten elastischen Bereiche der Ausgleichskammer 35 die Befüllung des Airbags 34 unterstützen, indem sie nach Öffnung der Ventile 36 in diesen befindliches Gas verdrängen. Fig. 4 zeigt den voll entfalteten Airbag 34. Die radiale Entfaltung der Ausgleichskammer 35 kann bei einem frontalen Schrägaufprall schutzverbessernd wirken, da der Rückhaltebereich bei dieser Ausführung in radialer Richtung vergrößert ist und der Fahrzeuginsasse bei einem Schrägaufprall abweichend von der axialen Richtung auf den Airbag 34 stößt und von dem äußeren Bereich der Ausgleichskammer 35 aufgefangen wird. Auch für eine Nachfolgekollision ist bei dieser Ausführung noch ein Schutzpotential gegeben. Der Fahrzeuginsasse drückt bei einer ersten Kollision Gas aus dem Airbag 34 über die Ventile 36 in die Ausgleichskammer 35 zurück. Diese dehnt sich aus. Das in der Ausgleichskammer 35 verbleibende Gas steht dann teilweise für eine
Nachfolgekollision zur Verfügung, indem eine Teilmenge desselben in den Airbag 34 zurückgedrückt wird. Durch das Zünden einer zweiten Generatorstufe infolge eines Crashsignals bei einer zweiten Kollision kann die Rückhaltefunktion zusätzlich gezielt beeinflußt werden.
In Fig. 5 ist eine Ausführung gezeigt, die einen Tastbag 39 aufweist, der über eine durch eine Zugfeder vorgespannte Schiebehülse 28 mit einem Gasgenerator 29 zusammenwirkt. Die Schiebehülse 28 ist von einem Gehäuse 30 umschlossen, an dem der Tastbag 39 und, diesem fahrgastzellenseitig nachgeordnet, ein Airbag 40 aus einem luftundurchlässigen Material angeordnet sind, um Gasverluste weitestgehend zu vermeiden. Die Schiebehülse 28 und das Gehäuse 30 weisen Anschläge 31 und 32 auf, um den Tastweg der Schiebehülse 28 in die Airbagentfaltungszone zu begrenzen. Überdies ist der Tastbag 39 mit an der Schiebehülse 28 befestigten Haltebändern 33 versehen, die seine Ausdehnung in Richtung des Fahrgastraumes begrenzen, und weist gasgenerator- und innenseitig eine durch das Treibgas aufschäumbare Beschichtung 44 auf. Der Tastbag 39 und der Airbag 40 sind über einen konzentrisch zum Gasgenerator 29 entfaltbaren Refillbag 41 aus einem elastischen luftundurchlässigen Material verbunden, wobei die Verbindung zwischen dem Tastbag 39 und dem Refillbag 41 über Überdruckventile 42 und zwischen dem Refillbag 41 und dem Airbag 40 über Gasdurchtrittsöffnungen 43 gegeben ist.
Der Tastbag 39 ist über einen zwischen dem Gehäuse 30 und der Schiebehülse 28 gebildeten Spalt 38 durch am Umfang des Gasgenerators 29 freigesetztes Gas und auch durch stirnseitig aus diesem (29) freigesetztes Gas befüllbar, insbesondere in radialer Richtung. Bei ausreichendem Gasdruck im Tastbag 39, also dann, wenn kein Hindernis mehr in der Airbagentfaltungszone befindlich ist, werden nacheinander der Refillbag 41 über die Überdruckventile 42 und der Airbag 40 über die Gasdurchtrittsöffnungen 43 befüllt. Bei einer Befüllung des Tastbags 39 strömt Treibgas über die Beschichtung 44, die dadurch nach und nach zu einer energieabsorbierenden Schicht aufgeschäumt wird und bei einem Sekundäraufprall als zusätzliches Rückhaltemittel zur Verfügung steht.
Wird nun der Fahrzeuginsasse bei einer Primärkollision in den entfalteten Airbag 40 gedrückt, entsteht in diesem ein Überdruck, durch den Gas über die Gasdurchtrittsöffnungen 43 in den Refillbag 41 gedrückt wird, der sich in Folge bei
- 13 - geschlossenen Überdruckventilen 42 energiespeichernd elastisch ausdehnt (gestrichelt dargestellt). In der sich anschließenden Phase, in der sich der Fahrzeuginsasse vom Airbag 40 wieder löst, wird dieser entlastet. Durch diese Entlastung und die im Gewebe des Refillbags 41 gespeicherte Energie wird ein Teil des im Refillbag 41 gespeicherten Gases aus diesem zurück in den Airbag 40 gedrückt, der dadurch wieder befüllt wird und bei einer Sekundärkollision, die in der Regel weniger heftig erfolgt, erneut als Rückhaltemittel zur Verfügung steht.
Bei einer weiteren, nicht dargestellten Ausführung ist die Verbindung zwischen dem Tastbag 39 und dem Refillbag 41 durch die Anordnung weiterer Überdruckventile, die bei einem im Refillbag 41 gegebenen vorbestimmten Überdruck in Richtung des Tastbags 39 öffnen, so gestaltet, daß bei einer Sekundär- oder Multikollision auch der Tastbag 39 aus dem Refillbag 41 nachgefüllt wird und zusätzlich zum Airbag 40 als Rückhaltemittel dient. Bei entsprechender Gestaltung des Gasdurchtritts zwischen dem Refillbag 41 und dem Airbag 40 unter Einbeziehung der vorstehend beschriebenen Maßnahme kann die Airbageinrichtung auch so ausgeführt sein, daß für eine sekundär- oder Multikollision nur der Tastbag 39 als Rückhaltemittel dient.
Bevorzugt wird zumindest für die mit elastischen Abschnitten (z. B. Ausgleichskammer 35 in Figur 4 oder Refillbag 41 in Figur 5) versehenen Airbags ein sogenannter Kaltgasgenerator oder Hybridgasgenerator zur Befüllung vorgesehen wie beispielsweise in den Schriften DE 197 00 713, DE 19621 045, EP 0449 506, US 5,516,144, EP 0 715 993 oder DE 44 40 247 beschrieben. Die mit derartigen Gasgeneratoren eingefüllten Luftmassen sind so kühl, daß das in der Regel wärmeempfindliche elastische Material (Kautschuk, EPDM oder dergleichen) durch den Gasstrom nicht geschädigt wird und so dem Erschlaffen der Hauptkammer des Airbags 34 durch elastische Selbstrückstellung entgegenwirken kann. Durch erfinderseitige Untersuchungen konnte festgestellt werden, daß dieser Gasmassenrückstrom aus den gedehnten elastischen Bereichen groß genug ist, um die Hauptkammerwandungen gespannt zu halten, so daß für eine Nachfüllung mit Heißgas aus einem zweiten Generator nur noch wenig Gasmasse notwendig ist und damit für Multikollisionsereignisse mit geringem Aufwand und ohne großen Zeitverzug weiterer Aufprallschutz zur Verfügung gestellt wird. Ein solcher Zusatzgenerator 45 (siehe Figur 6) kann mit handelsüblichen Heißgas-Treibsätzen bestückt sein, wie sie beispielsweise in Fahrzeugen der Anmelderin bereits im Einsatz sind.
BEZUGSZEICHENLISTE
Tastbag Gasgenerator
Airbag
Gehäuse
Schiebehülse
Anschlag
Anschlag
Überdruckventil
Nebenbag
Tastpolster
Abdeckung
Gasgenerator
Schiebehülse
Airbag
Gasgenerator
Tastbag
Diffuser
Airbag
Überdruckventil
Vorkammer
Nebenkammer
Abdeckklappe
Druckfeder
Reißband
Spalt
Gasdurchströmöffnung
Tastbag
Schiebehülse
Gasgenerator
30 Gehäuse
31 Anschlag
32 Anschlag
33 Halteband
34 Airbag
35 Ausgleichskammer
36 Ventil
37 Gasdurchtrittsöffnung
38 Spalt
39 Tastbag
40 Airbag
41 Refillbag
42 Überdruckventil
43 Gasdurchtrittsöfnungen
44 Beschichtung
45 Zusatzgasgenerator
A Achse
F Druckfeder
S1 Spalt
S2 Spalt
K Kontakt