CN108698552B - 膝部安全气囊模块 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种车辆乘员约束系统的膝部安全气囊模块，包括：外部壳体(12)，其具有包括展开孔(18)的前侧(14)以及相对的后侧(16)；安全气囊(20)；以及充气机(32)，其提供用于展开安全气囊(20)的填充气体。安全气囊(20)折叠，并且通过柔性气囊包绕件(34)保持在折叠状态，同时形成安全气囊包(24)，其中安全气囊包(24)形成预安装单元，并且柔性安全气囊包绕件(34)至少部分地使膝部安全气囊模块(10)与外部隔离。提供一种刚性外部壳部分(42)，其包括定位在安全气囊包(24)的区域中的第一支承区(54)，安全气囊(20)在展开时抵靠该第一支承区(54)支承。

Description

膝部安全气囊模块
技术领域
本发明涉及一种车辆乘员约束系统的膝部安全气囊模块。
背景技术
在碰撞事故中，膝部安全气囊模块保护车辆乘员免受腿部区域的冲击。通常，膝部安全气囊模块放置在仪表板的下部或车辆内部的仪表板下方，并且在启动安全气囊模块时，膝部安全气囊沿着仪表板在车辆乘员的方向上在仪表板与车辆乘员的腿部之间展开。
由于膝部安全气囊模块隐藏在仪表板的后面或下方，因此考虑替换通常提供用于安全气囊的刚性壳体，并且仅用柔性包绕件完全围绕充气机和折叠的安全气囊包。然而，已经证明，在这样做时，与刚性壳体相比，安全气囊的展开行为将改变。
发明内容
本发明的目的是提供一种膝部安全气囊模块，其既可以低成本制造且尺寸小，并且展示出安全气囊的限定的可再现的展开和定位行为。
这个目的通过车辆乘员约束系统的膝部安全气囊模块来实现，该车辆乘员约束系统包括：外部壳体，该外部壳体具有包括展开孔的前侧以及相对的后侧；安全气囊；以及充气机，该充气机提供用于展开安全气囊的填充气体。安全气囊折叠并通过柔性安全气囊包绕件保持在折叠状态，同时形成安全气囊包。安全气囊包构成预装配单元。柔性安全气囊包绕件至少部分地使膝部安全气囊模块与外部隔离。外部壳体包括刚性外部壳体部分，该外部壳体部分包括定位在安全气囊包的区域中的支承区，安全气囊在展开期间抵靠该支承区支承。
这个目的同样通过车辆乘员约束系统的膝部安全气囊模块实现，该膝部安全气囊模块包括安全气囊和充气机，该充气机提供用于展开安全气囊的填充气体。安全气囊折叠并通过柔性安全气囊包绕件保持在折叠状态，同时形成安全气囊包。安全气囊包形成预装配单元。柔性安全气囊包绕件至少部分地使膝部安全气囊模块与外部隔离。在预装配单元的安装位置中，车辆环境的一部分形成定位在安全气囊包的区域中的支承区，安全气囊在展开期间抵靠该支承区支承。
因此，根据本发明，它弃用刚性外部壳体完全包围膝部安全气囊模块，这引起材料和构造空间的节省。在各部分中，膝部安全气囊模块的外部划界仅由柔性安全气囊包绕件形成，而该柔性安全气囊包绕件不被其它层或壳体部分封装。然而，在安全气囊包的区域中，在各部分中提供刚性稳定的第一支承区，该第一支承区在安全气囊展开期间形成对作用在安全气囊包上的初始状态的力的反支承，并且以这种方式提供了支承区，以便沿展开孔的方向实现限定的力分量。由于支承区是刚性的，因此能够有效地针对作用力施加可预先限定的反作用力。在沿着安全气囊包的外周的不需要刚性壳体的其它部分中，根据本发明可以省略刚性壳体，使得刚性外部壳体部分可以构成外部壳体的唯一刚性部分。
第一支承区优选地与展开孔相对。在安全气囊的初始展开期间，形成指向外部壳体的后侧的力分量。第一支承区生成指向展开孔的反作用力，使得最终在安全气囊包上形成指向展开孔的力，以将其余的仍然折叠的安全气囊推出外部壳体。
第一支承区可以形成与展开孔相对的外部壳体的后壁的一部分。然而，在外部壳体的后侧的区域中，刚性外部壳体部分优选地仅部分地使膝部安全气囊模块与外部隔离，使得安全气囊包的部分从刚性外部壳体部分突出。例如，刚性外部壳体部分可以是由金属片材制成的弯曲部件部分。
优选地，刚性外部壳体是单独的一件式部件部分。例如，刚性外部壳体部分可以附接到柔性安全气囊包绕件的外侧，但其也可以设置在柔性安全气囊包绕件内侧。还可以想象的是，柔性安全气囊包绕件不设置在刚性外部壳体部分的区域中，而是在其中部分地中断。
特别地，刚性外部壳体部分在横截面中可以是L形的，其中L的第一支腿形成后侧的至少一部分，并且L的第二支腿形成刚性外部壳体的侧壁的至少一部分。总的来说，刚性外部壳体部分可以呈L形弯曲的椭圆形，其中两个支腿优选地包围大约90°的角。刚性外部壳体部分的相对的端面优选地是敞开的。
同样可以设计两个单独元件的外部壳体部分，或者通过车辆环境的一部分(例如车身或衬里部分)设计两个支腿中的任一个。相应地，还可以偏离90°的角。
第一支承区优选地平坦地延伸，以便在安全气囊包的整个区域上垂直于展开孔施加明确指向的力。
安装位置中的第二支腿的下端特别地形成第二支承区，安全气囊在其展开期间和之后抵靠该第二支承区支承，以便采用其在车辆内部的最终位置。所述第二支承区可以使得使用其它的环境部件部分来定位安全气囊是多余的。在其展开期间，安全气囊可以仅接触刚性外部壳体部分，特别是其第一支腿和第二支腿以及仪表板的一部分，直到它已经采用其最终位置。
有利的是，当第二支承区沿垂直于第一支承区的方向从充气机突出时，使得形成用于沿仪表板定位安全气囊的足够的反作用力。
在膝部安全气囊模块的安装位置中，两个支承区的任一个或两个支承区也可以由车辆环境的一些部分(例如车身外壳的部分或车辆衬里的部分)形成。
刚性外部壳体部分可以构成例如膝部安全气囊模块的外部壳体的后侧的最大75％。优选地，刚性外部壳体部分还形成远离车辆乘员面向的侧壁的最多75％，而模块外表面的其余部分至少主要地、优选完全地由柔性安全气囊包绕件形成。
原则上，刚性外部壳体部分仅需要形成一个或两个足够大的支承区，当启动膝部安全气囊模块时，该支承区在安全气囊包上可再现地施加指向车辆内部的被限定的力。可以在外部壳体的不需要支承作用的区域处省略刚性外部壳体部分。
优选地，安全气囊包在其折叠的包部分中包括充气部分，该充气部分在展开操作开始时展开，其中充气部分邻近第一支承区布置。在安全气囊的初始填充期间，首先填充充气部分并增加其体积，这形成作用在第一支承区上的力和从第一支承区朝向展开孔形成的反作用力。以这种方式，充气部分可以将仍然部分折叠的安全气囊包移动到车辆内部，在车辆内部安全气囊然后将完全展开。
安全气囊包包括多个单独折叠的部分，例如，其中充气部分构成所述部分之一。经由各个安全气囊部分的折叠和布置，尤其可以影响安全气囊沿仪表板的展开行为。
例如，充气部分可以由安全气囊的一个单一折叠部形成。此外可以仅提供与第一支承区平行延伸的安全气囊的一个单独部分作为充气部分，其中在安全气囊的外壁之间流动的填充气体使充气部分膨胀，并且以这种方式，生成将其余的仍然折叠的安全气囊包通过展开孔推入仪表板前面的车辆内部所需的力。
膝部安全气囊模块优选地包括覆盖件，该覆盖件面向车辆内部并在展开安全气囊之前闭合展开孔。所述覆盖件可以是外部壳体的一部分，但是它也可以是仪表板的一部分或车辆的底板室中的衬里的一部分。
安全气囊包绕件优选地是不具有固有刚性的部分，并且特别地可以由织物材料或薄膜制成。
安全气囊包绕件也可以包绕充气机，使得充气机也是预装配单元的一部分。在这种情况下，折叠的安全气囊包和充气机可以由柔性安全气囊包绕件封装，并且随后可以插入刚性外部壳体部分中。当然，此外可以将刚性外部壳体部分首先放置在安全气囊包周围，并且然后用柔性安全气囊包绕件围绕由充气机、安全气囊包和刚性外部壳体部分构成的组件。柔性安全气囊包绕件紧密地紧固在安全气囊包上，以使安全气囊包保持在其折叠状态。
刚性外部壳体部分可包括紧固部分，外部壳体可经由该紧固部分固定到车辆。例如，紧固部分可以构成一个或多个刚性凸片，其在弯曲成L形的金属片材上向外弯曲，在每个凸片中设有紧固孔，例如，刚性外部壳体部分可以经由该紧固孔拧到本体构件。
替代地或附加地，可以在刚性外部壳体部分的第一支腿或第二支腿中设置紧固孔，充气机的通常用于将膝部安全气囊模块紧固到车辆的紧固螺栓通过该紧固孔突出。以这种方式，例如刚性外部壳体部分可以与充气机一起紧密地固定到车辆。同样地，充气机可以仅固定在右侧外部壳体部分上，而膝部安全气囊模块以经由在刚性外部壳体部分处的凸片固定在车辆上的方式紧固。
附图说明
在下文中，将通过附图详细描述本发明，其中：
图1示出了根据第一实施例的根据本发明的膝部安全气囊模块的示意性侧视图；
图2示出了图1的膝部安全气囊模块的刚性外部壳体部分的示意性透视图；
图3示出了根据第二实施例的根据本发明的膝部安全气囊模块的示意性透视图；
图4示出了图3的膝部安全气囊模块处于非释放状态的示意性截面图；以及
图5和图6示出了处于安全气囊的不同展开阶段中的图3的膝部安全气囊模块。
具体实施方式
图1示出了根据第一实施例的未详细示出的车辆乘员约束系统的膝部安全气囊模块10。膝部安全气囊模块10包括外部壳体12，该外部壳体12包括前侧14以及与其相对的后侧16。在前侧14设置有展开孔18，该展开孔18在膝部安全气囊模块10启动时被释放，并且容纳在外部壳体12内部的安全气囊20可以通过该展开孔18离开进入到车辆内部22中。
膝部安全气囊模块10布置在客车的底板室中，并且例如布置在仪表板23的凹部中或者布置在与仪表板的下端25相邻的底板室区域中(参见附图4至图6)。
在展开之前，将安全气囊20折叠成安全气囊包24，该安全气囊包24包括分别以不同类型的折叠所折叠的多个部分26、28、30。
用于使安全气囊20充气所需的填充气体由同样容纳在外部壳体12中的充气机32供给。
安全气囊包24以及在该实例中的充气机32被柔性安全气囊包绕件34围绕，该安全气囊包绕件34紧密地缠绕在安全气囊包24周围，使安全气囊包24保持在折叠状态。柔性安全气囊包绕件34可以由例如织物、特别是涂覆的安全气囊织物或薄膜构成。
柔性安全气囊包绕件34可以完全围绕由充气机32和安全气囊包24构成的组件。在这种情况下，充气机32和安全气囊包24形成预装配单元。
在前侧14处，在安全气囊20展开之前外部壳体12由覆盖展开孔18的覆盖件36闭合。覆盖件36例如由刚性合成材料制成。在覆盖件36中形成限定翻板40的一个或多个弱化区38，在启动膝部安全气囊模块10时翻板40摆动打开到车辆内部22中，并且以这种方式释放安全气囊20可以通过其进入车辆内部22的展开孔18。
覆盖件36可以是仪表板23或底板室覆盖件的一部分，但是它也可以是膝部安全气囊模块10的一部分。
此外，外部壳体12包括刚性外部壳体部分42，该外部壳体部分42是与外部壳体12的其余部件并与覆盖件36分开的固有刚性部件部分。刚性外部壳体部分42例如由金属片材或由合适的合成材料制成。
图2单独并更详细地示出了刚性外部壳体部分42。
在该示例中，刚性外部壳体部分42是大致弯曲成L形的部件部分，其包括第一支腿44和邻近第一支腿44并与第一支腿44大致成直角延伸的第二支腿46。刚性外部壳体部分42的端面47是敞开的。
在第二支腿46中设置有紧固部分48，该紧固部分48在这种情况下包括在第二支腿46中的两个紧固孔50以及从第二支腿46突出并具有另一紧固孔的刚性凸片52。
如从图1中显而易见的，通过凸片52中的紧固孔可以实现与车辆的本体构件(未示出)的拧紧，而充气机32的紧固螺栓53(经由该紧固螺栓将充气机32紧固地固定到车辆)通过紧固孔50突出。
刚性外部壳体部分42布置在膝部安全气囊模块10中，使得第一支腿44在外部壳体12的后侧16上部分地覆盖安全气囊包24，在这种情况下约为其75％。刚性外部壳体部分42的覆盖安全气囊包24的部分形成用于展开安全气囊20的第一支承区54。
紧固部分48可以容易地适应于车辆内部的不同紧固几何，而不必修改第一支承区54的几何形状。
然而，刚性外部壳体部分42不是完全封装充气机32和安全气囊包24的预装配单元，而是经由形成外部壳体12的侧壁的一部分的第二支腿46仅在一侧以及通过第一支腿44部分地在后侧16封装它。
因此，在端面处、在与支腿46相对的侧壁处以及在后侧16的一部分处，外部壳体12仅由柔性安全气囊包绕件34形成。该柔性安全气囊包绕件在所述部分中使膝部安全气囊模块10与外部隔离。
在这种情况下，膝部安全气囊模块10被覆盖件36限制在前侧14。
在所示的示例中，刚性外部壳体部分42位于柔性安全气囊包绕件34的外侧。然而，也可以将刚性外部壳体部分42布置在安全气囊包绕件34内侧或者在刚性外部壳体部分的区域中使安全气囊包绕件中断，并且将柔性安全气囊包绕件34的边缘固定到刚性外部壳体部分42。
在启动膝部安全气囊模块10时，由充气机32提供的填充气体首先到达最靠近充气机32的折叠的安全气囊部分26中并形成有助于将安全气囊包24从外部壳体12弹出的充气部分。在该示例中，该充气部分直接布置在外部壳体12的后侧16，并且直接布置在刚性外部壳体部分42的第一支承区54下方。
在这里所示的实施例中，充气部分26仅由安全气囊20的一个单一折叠部构成，并且相应地仅由安全气囊20的两个外壁彼此平行延伸的区域构成。当填充气体流入时，充气部分的体积增加，这还导致沿外部壳体12的后侧16的方向的力。此时，膨胀的充气部分撞击在设置在刚性外部壳体部分42的第一支腿44处的第一支承区54上，该第一支承区域54用作反向支承并生成反作用力F1，该反作用力F1垂直于支承区54沿相反方向(在图1中示意性地示出)指向。在所示的示例中，反作用力F1由此指向展开孔18，并且被大致垂直于展开孔18的平面指向。
以这种方式，提供了沿展开孔18的方向的限定的力分量，其确保覆盖件36在弱化区38处打开，并且翻板40能够摆动打开到车辆内部22中并释放展开孔18。
然后，延伸的充气部分将大部分仍然折叠的安全气囊包24推出外部壳体12，进入车辆内部22，其中继续流入安全气囊20的填充气体连续地填充并展开其它折叠部分28、30，使得安全气囊沿仪表板展开(未详细示出)。
因此，展开的安全气囊20抵靠第二支腿46并且特别是抵靠其自由边缘58支承，该自由边缘形成第二支承区56，并且施加使安全气囊20沿着仪表板23对准的反作用力F2(参见图5和图6)。自由边缘58以及因而的第二支承区56在安装位置处位于充气机32下方，使得当安全气囊20离开外部壳体12时，安全气囊具有它可以邻靠并可以在其上施加反作用力F2的区域。
图3至图6示出了膝部安全气囊模块10的第二实施例。由于它们仅在细节上与第一实施例不同，因此将继续使用已经引入的附图标记。
与第一实施例相比，为了将膝部安全气囊模块10紧固到固定到车辆的部件60(参见例如图4)，在这种情况下，紧固部分48包括从第一支腿44突出的两个凸片52，在每个凸片中提供紧固孔，正如与第一实施例中一样，，膝部安全气囊模块10可以经由该紧固孔拧到固定到车辆的部件60。
此外，紧固部分48包括在第一支腿44中的两个紧固孔50，其正如与第一实施例中一样用于固定充气机32的紧固螺栓53。选择相应的紧固选项确保在车辆内提供空间。这对膝部安全气囊模块10的功能没有影响。
同样在该实施例中，第二支腿46沿垂直于第一支腿44的延伸部的方向R延伸超过充气机32，使得第二支腿46的自由边缘58从充气机32的外周显著地突出。在这种情况下，第二支腿46的自由边缘同样形成第二支承区56，安全气囊20在展开期间和之后抵靠该第二支承区56支承。第二支承区56施加反作用力F2，该反作用力F2确保安全气囊20独立地定位(不需要在其环境中的其它部件部分的帮助)到其最终位置中(在图1、图5和6中示意性地示出)。
第二支承区56可以在膝部安全气囊模块10的整个宽度上延伸，即在折叠的安全气囊20的整个宽度上延伸，或者如此处所示，仅在其一部分上延伸。
除了刚性外部壳体部分42之外，不需要任何其它刚性壳体部分。
图4至图6示出了安全气囊20的展开，其中图4示出了膝部安全气囊模块10的未启动状态，图5示出了安全气囊20的展开的开始时的状态，其中折叠部分30以仍处于折叠状态已经离开外部壳体12，并且图6示出了已经处于其完全展开且最终定位状态的安全气囊20。
在该实施例中，没有设置刚性覆盖件36，而且在第一实施例中也可以使用这种覆盖件36或省略它。
柔性安全气囊包绕件34在弱化区域60处撕裂，该弱化区域60沿折叠的安全气囊20的宽度延伸，即进入图1和图4的图像平面。因此，柔性安全气囊包绕件34被分成两个部段62、64，该两个部段保持连接到其余的安全气囊包绕件34并且在这种情况下还经由充气机32的紧固螺栓53的固定而保持固定在车辆上。
两个部段62、64保护仪表板23的下端25，并且相应地在安全气囊20的展开期间通过围绕第二支腿46的自由边缘58保护第二支腿46的自由边缘58，使得展开的安全气囊20不会直接接触所述结构。这在图5和图6中示出。在第一实施例中这种构造也是可能的。

Claims (16)

1.一种车辆乘员约束系统的膝部安全气囊模块，包括：外部壳体(12)，其具有包括展开孔(18)的前侧(14)和相对的后侧(16)；安全气囊(20)；以及充气机(32)，其提供用于展开所述安全气囊(20)的填充气体，其中，所述安全气囊(20)折叠并在折叠状态下由不具有固有刚性的部分的柔性安全气囊包绕件(34)保持，同时形成安全气囊包(24)，其中，所述安全气囊包(24)构成预装配单元，并且所述柔性安全气囊包绕件(34)至少部分地使所述安全气囊模块(10)与外部隔离，并且其中，所述外部壳体(12)包括单独的刚性外部壳体部分(42)，所述刚性外部壳体部分包括定位在所述安全气囊包(24)的区域中的第一支承区(54)，所述安全气囊(20)在展开期间抵靠所述第一支承区(54)支承，
其中，所述展开孔(18)在安全气囊模块(10)启动时被释放，并且容纳在外部壳体(12)内部的安全气囊(20)能够通过该展开孔(18)离开进入到车辆内部中；
其中，当安全气囊(20)的膨胀的充气部分撞击在第一支承区(54)上时，该第一支承区(54)用作反向支承并生成朝向所述展开孔的反作用力；并且
所述膝部安全气囊模块(10)包括面向车辆内部(22)并闭合所述展开孔(18)的覆盖件(36)。
2.一种车辆乘员约束系统的膝部安全气囊模块，包括：外部壳体(12)，其具有包括展开孔(18)的前侧(14)以及相对的后侧(16)；并且包括安全气囊(20)和充气机(32)，所述充气机提供用于展开所述安全气囊(20)的填充气体，其中，所述安全气囊(20)折叠并在折叠状态下由不具有固有刚性的部分的柔性安全气囊包绕件(34)保持，同时形成安全气囊包(24)，其中，所述安全气囊包(24)构成预装配单元，并且所述柔性安全气囊包绕件(34)至少部分地使所述膝部安全气囊模块(10)与外部隔离，并且其中，在所述预装配单元的安装位置中，车辆环境的一部分包括定位在所述安全气囊包(24)的区域内的第一支承区(54)，所述安全气囊(20)在展开期间抵靠所述第一支承区(54)支承，
其中，所述展开孔(18)在安全气囊模块(10)启动时被释放，并且容纳在外部壳体(12)内部的安全气囊(20)能够通过该展开孔(18)离开进入到车辆内部中；
其中，当安全气囊(20)的膨胀的充气部分撞击在第一支承区(54)上时，该第一支承区(54)用作反向支承并生成朝向所述展开孔的反作用力；并且
所述膝部安全气囊模块(10)包括面向车辆内部(22)并闭合所述展开孔(18)的覆盖件(36)。
3.根据权利要求1或2所述的膝部安全气囊模块，其特征在于，所述第一支承区(54)与所述展开孔(18)相对。
4.根据权利要求1或2所述的膝部安全气囊模块，其特征在于，所述第一支承区(54)形成与所述展开孔(18)相对的外部壳体(12)的后侧(16)的一部分，其中，在所述后侧(16)的区域中，所述刚性外部壳体部分(42)仅部分地使所述膝部安全气囊模块(10)与外部隔离。
5.根据权利要求1或2所述的膝部安全气囊模块，其特征在于，所述刚性外部壳体部分(42)在横截面中为L形，并且第一支腿(44)形成所述外部壳体(12)的后侧(16)的至少一部分，并且第二支腿(46)形成所述外部壳体(12)的侧壁的至少一部分。
6.根据权利要求5所述的膝部安全气囊模块，其特征在于，所述第二支腿(46)形成第二支承区(56)。
7.根据权利要求2所述的膝部安全气囊模块，其特征在于，在所述预装配单元的安装位置中，车辆环境的第二部分形成第二支承区(56)，所述第二支承区(56)沿垂直于所述第一支承区(54)的方向(R)从所述充气机(32)突出。
8.根据权利要求6所述的膝部安全气囊模块，其特征在于，所述第二支腿(46)的自由边缘(58)形成所述第二支承区(56)。
9.根据权利要求1或2所述的膝部安全气囊模块，其特征在于，所述刚性外部壳体部分(42)形成所述膝部安全气囊模块(10)的外部壳体(12)后侧(16)和侧壁中的每个的最大75％，并且其余部分至少主要地由所述柔性安全气囊包绕件(34)形成。
10.根据权利要求9所述的膝部安全气囊模块，其特征在于，所述其余部分完全地由所述柔性安全气囊包绕件(34)形成。
11.根据权利要求1或2所述的膝部安全气囊模块，其特征在于，在其折叠包部分中，所述安全气囊包(24)包括充气部分(26)，所述充气部分在展开操作开始时展开，其中，所述充气部分(26)邻近所述第一支承区(54)布置。
12.根据权利要求10所述的膝部安全气囊模块，其特征在于，所述充气部分(26)由所述安全气囊(20)的一个单一折叠部形成。
13.根据权利要求1或2所述的膝部安全气囊模块，其特征在于，所述刚性外部壳体部分(42)是单独的一件式部件部分。
14.根据权利要求1或2所述的膝部安全气囊模块，其特征在于，所述柔性安全气囊包绕件(34)由织物材料或薄膜制成。
15.根据权利要求1或2所述的膝部安全气囊模块，其特征在于，所述柔性安全气囊包绕件(34)还包绕所述充气机(32)，使得所述充气机(32)是所述预装配单元的一部分。
16.根据权利要求1或2所述的膝部安全气囊模块，其特征在于，所述刚性外部壳体部分(42)包括紧固部分(48)，所述刚性外部壳体部分(42)能够经由所述紧固部分固定到车辆。
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