CZ307740B6 - Zařízení pro tlumení nárazu, zejména vozidla - Google Patents

Abstract

Vynález se týká zařízení pro tlumení nárazu, zejména vozidla, obsahující nosnou lištu (1), na které jsou uloženy vyvíječe (2) plynu a airbag (3). Airbag (3) obsahuje nafukovací těleso (30), které je během procesu výroby airbagu (3) dočasně nafouknuto a je v tomto stavu podélně ovinuto alespoň jednou první vrstvenou fólií (4) a příčně ovinuto alespoň jednou druhou vrstvenou fólií (5).

Description

Oblast techniky

Vynález se týká zařízení pro tlumení nárazu, zejména vozidla, obsahujícího nosnou lištu, na které jsou uloženy vyvíječe plynu a airbag.

Dosavadní stav techniky

Problematika ochrany účastníků silniční dopravy před úrazy v důsledku dopravních nehod je dlouhodobě řešena pomocí prvků pasivní i aktivní bezpečnosti. Mezi takové prvky patří i systémy nafukovacích vaků (airbagů). Kromě airbagů se na bezpečnosti vozidle podílí také konstrukce vozidel, zejména použití deformačních zón v kombinaci s tuhými zónami a airbagy atd. Airbagy jsou dlouhodobě řešeny zejména z hlediska interiéru vozidla, kde jsou známé čelní airbagy, boční airbagy, kolenní airbagy atd.

Jsou však známé i bezpečnostní systémy s airbagy umístěnými vně vozidla, jejichž cílem je zejména dále snížit dopad případného střetu vozidla s chodcem nebo zvětšit deformační zóny vozidla.

Takové systémy jsou známé např. z CN 103738281 A, JP 2013001386 A, JPH 11170965 A, KR 101198842 Bl, KR 101382294 Bl, KR 20100028309 A, KR 20100029911 A, KR 20100052139 A, KR 20110018051 A-l, KR 20120056431 A, KR 20130063095 A nebo US 2003075373 AI.

Problémem u airbagů, a to jak vnitřních, tak i vnějších jsou v podstatě protichůdné požadavky na malý rozměr sestavy airbagu ve stavu připraveném k nafouknutí a dostatečně velký objem a rozměry airbagu ve stavu po nafouknutí. Specifickým problémem je pak řízené zmenšení objemu airbagu po nafouknutí, kdy je žádáno, aby airbag v návaznosti na ostatní ochranné prvky a systémy vozidla postupně samovolně zmenšil svůj nafouknutý objem nebo se i zcela vyfoukl. Známé vnější airbagy obsahují základní nosnou lištu, na které jsou ostatní části sestavy airbagu, tj. vlastní nafukovací vak a vyvíječe plynu pro nafouknutí uloženy. Stávající systémy vnějších airbagů jsou však stále příliš rozměrné, např. proto neumožňují montáž dostatečně objemného airbagu do ozdobných bočních lišt na dveřích automobilu nebo na čelní masce automobilu. Např. jsou známé boční vnější airbagy pro osobní automobily, které jsou však uloženy v prahové části karoserie pod dveřmi, takže se nafukují od spodku vozidla a postupně se teprve rozevírají do kritické části nárazu, tj. do oblasti boku dveří vozidla. U velkých nákladních automobilů a zejména u autobusů zase hrozí při dopravní nehodě i převrácení autobusu s následnými škodami na zdraví a životech cestujících, protože neexistuje systém dostatečně objemných airbagů, které by bylo možno použít na boční straně autobusu bez toho, že by se výrazně ovlivnil profil boční strany autobusu atd.

Cílem vynálezu je odstranit nebo alespoň minimalizovat nevýhody dosavadního stavu techniky.

Podstata vynálezu

Cíle vynálezu je dosaženo zařízením pro tlumení nárazu vozidla, jehož podstata spočívá v tom, že airbag obsahuje nafukovací těleso, které je během procesu výroby airbagu dočasně nafouknuto a je v tomto stavu podélně ovinuto alespoň jednou první vrstvenou fólií a příčně je ovinuto alespoň jednou druhou vrstvenou fólií.

- 1 CZ 307740 B6

Takto vytvořené zařízení umožňuje sbalení airbagu i do velmi malého útvaru umožňujícího vytvoření velmi subtilní konstrukce např. i do ozdobné lišty na čelní nebo boční nebo zadní straně vozidla, takže airbag se od prvopočátku nafukuje přímo v prostoru mezi vozidlem a překážkou do oblasti očekávané srážky. Současně ale zařízení podle vynálezu umožňuje vytvoření velkoobjemového airbagu zabírajícího v připraveném stavu pouze malý prostor a umožňujícího instalaci např. na boční vnější stěny autobusu jako ochranu před převrácením autobusu atd. Vrstvené fólie, zejména nanofólie, umožňují dosažení potřebných mechanických vlastností airbagu i při jednoduché konstrukci a výrobě pomocí svařování, lepení atd. plošného materiálu, tj. bez šití vytvářejícího relativně objemné švy ve srovnání se svařovanými nebo lepenými švy vrstvených fólií. Další výhodou je značná odolnost vrstvených fólií proti proražení i při relativně malých tloušťkách.

Objasnění výkresů

Vynález je schematicky znázorněn na výkrese, kde ukazuje obr. 1 prostorové uspořádání zařízení podle vynálezu, obr. 2 čelní pohled na zařízení podle vynálezu, obr. 3 boční pohled na zařízení podle vynálezu, obr. 4 čelní pohled na zařízení podle vynálezu po nafouknutí na čelní straně automobilu, přičemž airbag obsahuje dvojici vedle sebe uspořádaných samostatných nafukovacích těles ovinutých v podélném i příčném směru vrstvenou fólií, obr. 5 boční pohled na nafouknutý airbag podle vynálezu obsahující tříkomorové nafukovací těleso se vzájemně propojenými komorami, obr. 6 pohled shora na nafouknutý airbag podle vynálezu obsahující dvojici vedle sebe uspořádaných samostatných nafukovacích těles, z nichž každé je tříkomorové se vzájemně propojenými komorami, obr. 7 schematické prostorové znázornění postupného kladení podélné a příčné vrstvené fólie v nafouknutém stavu airbagu před zpětným vysátím vzduchu z airbagu a sbalením airbagu na nosnou lištu podle obr 1 až 3, obr. 8 použití zařízení podle vynálezu na čelní (nafouknutý stav) a boční (připravený stav) straně autobusu a obr. 9 půdorys zařízení na boční straně autobusu po nafouknutí airbagu.

Příklady uskutečnění vynálezu

Vynález bude popsán na příkladech uskutečnění pro použití na osobním vozidle nebo na autobusu.

Zařízení pro tlumení nárazu vozidla obsahuje nosnou lištu 1, na které jsou uloženy ostatní prvky zařízení. Nosná lišta 1_ současně slouží pro upevnění zařízení ke konstrukci vozidla. Přední strana zařízení je buď překryta přední deskou ozdobné lišty vozidla, nebo je překryta částí karoserie vozidla, nebo je překryta samostatnou krycí lištou, která společně s nosnou lištou dotváří zařízení podle vynálezu do podoby samostatného uzavřeného tělesa, v jehož vnitřním prostoru jsou uspořádány jednotlivé prvky zařízení podle vynálezu, které budou popsány dále. Přední deska ozdobné lišty vozidla nebo část karoserie vozidla překrývající přední stranu zařízení podle vynálezu nebo samostatná krycí lišta jsou také uzpůsobeny k tomu, aby nafukovací část zařízení, tj. vlastní airbag 3, při nafukování co nejsnadněji pronikl touto přední stranou ozdobné lišty vozidla nebo příslušnou překrývající částí karoserie nebo řečenou samostatnou krycí lištou. V dalším neznázoměném příkladu provedení je sestava nosné lišty se sbaleným airbagem a vyvíječi 2 plynu celá vložena do samonosného pouzdra, čímž se vytvoří samonosná jednotka obsahující airbag, která je vhodná pro integraci do konstrukce vodila. Pro přední stranu samonosného pouzdra přitom platí obdobná pravidla umožňující airbagu při jeho nafukování při nárazu proniknout přední stranou pouzdra atd.

Na nosné liště 1 je uložen alespoň jeden vyvíječ 2 plynu, který svojí přední stranou, kterou produkuje plyn pro nafouknutí airbagu 3, zasahuje do vnitřního prostoru airbagu 3.

-2CZ 307740 B6

Airbag 3 obsahuje nafukovací těleso 30, které je v připraveném stavu složeno na nosné liště laje svým zadním koncem na nosné liště 1 upevněno. V různých příkladech provedení, ať již znázorněných nebo neznázoměných, je nafukovací těleso 30 jednokomorové (obr. 1 až 3), nebo je vícekomorové (obr. 5) se vzájemně propojenými komorami. V případě vícekomorového uspořádání je více vzájemně propojených komor nafukovacího tělesa 30 situováno buď ve směru délky nosné lišty 1 vedle sebe, nebo je více vzájemně propojených komor nafukovacího tělesa 30 situováno ve směru před nosnou lištu 1, tj. ve směru, ve kterém se nafukovací těleso 30 především rozpíná směrem X proti směru nárazu, viz. obr. 5. V dalším neznázoměném příkladu provedení je více vzájemně propojených komor nafukovacího tělesa 30 situováno v obou směrech současně, tj. jak v směru délky nosné lišty 1, tak i ve směru před nosnou lištu 1, tj. ve směru X proti nárazu.

V příkladu provedení na obr. 4 airbag 3 obsahuje soustavu samostatných a po délce nosné lišty 1 vedle sebe natěsno nebo se vzájemnými rozestupy umístěných nafukovacích těles 30, z nichž každému je přiřazen alespoň jeden samostatný vyvíječ 2 plynu atd. Tato nafukovací tělesa 30 jsou vzájemně oddělená, tj. tvoří samostatná nafukovací tělesa 30 se samostatnými vyvíječi 2 plynu. Samostatná nafukovací tělesa 30 jsou opět buď jednokomorová, nebo jsou vícekomorová se vzájemně propojenými komorami, jak je patrno z obr. 6, atd. V neznázoměném příkladu provedení airbag 3 obsahuje soustavu samostatných nafukovacích těles 30, z nichž alespoň jedno je vícekomorové a alespoň jedno je jednokomorové atd.

Vlastní vytvoření nafukovacích těles 30 je tak z hlediska prostorového uspořádání a rozložení po délce nosné lišty 1 značně variabilní a umožňuje přizpůsobit velikost nafukovacích těles 30 jak ve složeném, tak i nafouknutém stavu každé instalaci, ať už se jedná o instalaci na čelní nebo zadní straně vozidla nebo na boční straně vozidla, ať už se jedná o vozidlo osobní, nákladní nebo o autobus atd.

Nafukovací těleso 30 (nebo tělesa 30) airbagu 3, dále jen nafukovací těleso 30, je vytvořeno z vrstvené fólie, tj. tenkého plošného materiálu obsahujícího alespoň dvě vrstvy spojené do jedné vrstvené fólie. V konkrétním příkladu provedení je nafukovací těleso airbagu 3 vytvořeno z nanofólie.

Nafukovací těleso 30 je jako duté objemové těleso vytvořeno svařováním a/nebo lepením a/nebo jinou vhodnou technologií spojování plochých dílů vrstvené fólie, které tvoří stěny nafukovacího tělesa 30 a vymezují dutý vnitřní prostor nafukovacího tělesa 30.

Airbag 3 dále obsahuje alespoň jednu první vrstvenou fólii 4 pro podélné ovinutí nafukovacího tělesa 30 a alespoň jednu drahou vrstvenou fólii 5 pro příčné ovinutí nafukovacího tělesa 30, které jsou v dále popsaných směrech uspořádány na (ovinuty kolem) vnější straně nafukovacího tělesa 30.

První vrstvená fólie 4 je na vnější stranu nafukovacího tělesa 30 uložena (navinuta) v procesu výroby airbagu 3, kdy je vyrobené nafukovací těleso 30 dočasně nafouknuto na svůj plný objem, načež je nafukovací těleso 30 po tomto dočasném nafouknutí ovinuto alespoň jednou první vrstvenou fólií 4 ve směru Sl, který je kolmý na směr D délky nosné lišty 1, jak je znázorněno na obr. 7. Směr D délky nosné lišty 1 je přitom kolmý na směr X proti nárazu, takže směr Sl ovíjení první vrstvené fólie 4 kolem nafukovacího tělesa 30 je shodný se směrem X proti nárazu.

Druhá vrstvená fólie 5 je na vnější stranu nafukovacího tělesa 30 uložena (navinuta) rovněž v procesu výroby airbagu 3, kdy je vyrobené nafukovací těleso 30 dočasně nafouknuto na svůj plný objem, přičemž drahá vrstvená fólie 5 je na takto dočasně nafouknuté nafukovací těleso 30 ovinuté již první vrstvenou fólií 4 navinuta ve směru S2, který je kolmý vůči směru Sl první vrstvené fólie 4, tj. je prakticky shodný se směrem D délky nosné lišty T

-3 CZ 307740 B6

V neznázoměném příkladu provedení je pořadí první a druhé vrstvené fólie 4, 5 obrácené, tj. druhá vrstvená fólie 5 je ovinuta přímo na vnější straně nafukovacího tělesa 30 a první vrstvená fólie 4 je kolem nafukovacího tělesa 30 ovinuta až na druhé vrstvené fólii 5.

Po ovinutí dočasně nafouknutého nafukovacího tělesa 30 první a druhou vrstvenou fólií 4, 5 se z takto připraveného airbagu 3, tj. sestava nafukovacího tělesa 30 a první a druhé vrstvené fólie 4,

5, vysaje vzduch, airbag se složí, upevní se na nosnou lištu 1, do které se nainstalují vyvíječe 2 plynu zasahující do vnitřního prostoru vyfouknutého airbagu 3, čímž se vytvoří zařízení pro tlumení nárazu vozidla, přičemž samotný airbag 3, jakožto nafukovací prostředek tlumicí náraz a jeho následky je tvořen nafukovacím tělesem 30 z vrstvené fólie a dvojicí obalových vrstvených fólií 4, 5, nejlépe všechny tři části 30, 4, 5 pak vytvořené z nanofólie.

Obdobně jako v případě nafukovacího tělesa 30, je i v případě první a druhé vrstvené fólie 4, 5 použita vrstvené fólie jakožto tenký plošný materiál obsahující alespoň dvě vrstvy spojené do jedné vrstvené fólie. V konkrétním příkladu provedení první a druhá vrstvená fólie 4, 5 vytvořeny z nanofólie.

Materiálem jednotlivých vrstev vrstvené fólie je buď stejný materiál, nebo se jedná o sendvič vrstev alespoň dvou materiálů. Z hlediska zlepšení odolnosti vrstvené fólie zejména proti chemickým látkám a teplu z plynu vytvářeného vyvíječi 2 plynu při nafukování airbagu 3 před nárazem je alespoň jedna vnitřní vrstva alespoň nafukovacího tělesa 30 opatřena ochranným povrchem, např. vhodným zátěrem, a/nebo je tato alespoň jedna vnitřní vrstva vrstvené fólie vytvořena ze speciálního materiálu odolného, nebo majícího zvýšenou odolnost, proti působení tepla a chemických látek z plynu z vyvíječů 2 plynu.

Na obr. 8 a 9 je znázorněno použití zařízení podle vynálezu na čelní a boční straně autobusu 6, přičemž na čelní straně autobusu 6 je uložena nosná lišta 1 s ostatními prvky zařízení a zařízení je v již aktivovaném stavu, kdy je airbag 3 nafouknutý. Na obou bočních stranách autobusu 6 je ve směru délky autobusu 6 uložena nosná lišta 1 s ostatními prvky zařízení podle vynálezu. U autobusu 6_zde má nosná lišta 1_ a tím pádem i ostatní prvky zařízení adekvátně zvětšené rozměry oproti použití zařízení podle vynálezu na osobním vozidle, proto i airbag 3 může mít v nafouknutém stavu podstatně větší rozměry a objem, což odpovídá větším celkovým rozměrům autobusu. Autobus 6 se zařízením podle vynálezu tak může získat boční ochrannou zónu Z v délce i desítek centimetrů až 1 m při nafouknutém airbagu 3. Použití zařízení podle vynálezu na bočních stranách autobusu 6 chrání posádku autobusu 6 zejména v situacích převrácení autobusu

6, ale i bočním nárazu, přičemž zařízení podle vynálezu má na boční straně autobusu 6 v připraveném stavu (tj. na nosné liště 1. sbalený a nenafouknutý airbag 3) v podstatě zanedbatelný objem i velikost vůči rozměrům autobusu 6._

Pro zlepšení tlumicího účinku, při kterém je vhodné, aby se po nafouknutí airbagu 3 a během nárazu nebo po něm snižoval, nejlépe řízené, tlak plynu uvnitř airbagu 3 (upouštěl nafukovací plyn) je vhodné, jestliže je nafukovací těleso 30 opařeno nejlépe na celé své ploše pravidelně rozloženou soustavou malých průchozích otvorů 300, které tvoří plošnou perforaci nafukovacího tělesa 30, která umožňuje postupné unikání nafukovacího plynu z nafukovacího tělesa 30 a tedy i z airbagu 3 po jeho nafouknutí, protože případné mezery mezi první a druhou vrstvenou fólií 4, 5, tj. v rohových částech airbagu 3, nejsou nijak dodatečně utěsňovány a nafukovací plyn zde může unikat z airbagu 3 do okolního prostředí. Pro umožnění unikání nafukovacího plynu z nafukovacího tělesa 30 je velikost jednotlivých otvorů 300 větší, než je velikost molekul nafukovacího plynu z vyvíječe 2 plynu. Zařízení pro tlumení nárazu pracuje tak, že nosná lišta 1 s vyvíječi 2 plynu a airbagem 3 ve sbaleném stavu se umístí do konstrukce vozidla a napojí se na iniciační zařízení vozidla, tj. na zařízení vozidla určující okamžik zahájení vyvíjení plynu a nafukování airbagu 3. Po iniciaci vyvíječů 2 plynu dochází k prudkému rozpínáním vyvíjených plynů uvnitř sbaleného nafukovacího tělesa 30, čímž se airbag 3 nafukuje a zvětšuje tak svůj objem až na mezní hodnotu danou objemem nafukovacího tělesa 30. Při nafukování brání podélně a příčně ovíjecí vrstvená fólie 4, 5 podstatné deformaci materiálu (vrstvené fólie)

-4CZ 307740 B6 nafukovacího tělesa 30, čímž se dosáhne nafouknutí airbagu 3 na požadovanou (předem nastavenou) velikost a tvar. Jakmile tlak vyvíjených plynů uvnitř nafukovacího tělesa 30 přesáhne určitou hodnotu, ať už před samotným nárazem nebo až v důsledku nárazu, začne vyvíjený plyn unikat z nafukovacího tělesa 30 perforací pomocí otvorů 300, dostává se mezi nafukovací těleso 30 a první a druhou vrstvenou fólii 4, 5 a dále uniká mezerami mezi první a druhou vrstvenou fólií 4, 5, čímž se tlak plynu v airbagu 3 cíleně snižuje. Při tomto a také při nárazu může dojít k deformaci, plošnému protažení, první a druhé vrstvené fólie 4, 5, ale vzhledem k odolnosti materiálu je možnost porušení těchto první a druhé vrstvené fólie 4, 5 minimální. Z výše uvedeného je zřejmé, že proces nafukování airbagu nafukovacího tělesa 30 před nárazem a proces snižování tlaku plynu v airbagu 3 po nárazu lze modifikovat nebo i přímo nastavit pro konkrétní podmínky a použití zařízení pro tlumení nárazu, kdy např. materiál, počet a tloušťka jednotlivých vrstev použitých vrstvených fólií určují mechanické vlastnosti příslušné fólie, zejména pevnost a rozsah elastické a plastické deformace každé vrstvené fólie, podobně tak i počet ovinutí první a druhou vrstvenou fólií 4, 5.

Průmyslová využitelnost

Vynález je využitelný zejména v automobilovém průmyslu, obecně pak v dopravě nebo v ochraně osob a majetku.

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims (10)

1. Zařízení pro tlumení nárazu, zejména vozidla, obsahující nosnou lištu (1), na které jsou uloženy vyvíječe (2) plynu a airbag (3), vyznačující se tím, že airbag (3) obsahuje nafukovací těleso (30), které je během procesu výroby airbagu (3) dočasně nafouknuto a je v tomto stavu podélně ovinuto alespoň jednou první vrstvenou fólií (4) a příčně ovinuto alespoň jednou druhou vrstvenou fólií (5).

2. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že první vrstvená fólie (4) je na nafukovacím tělese (30) situována ve směru (Sl), který je kolmý na směr (D) délky nosné lišty (1), přičemž druhá vrstvená fólie (5) je na nafukovacím tělese (30) s první vrstvenou fólií (4) situována ve směru (S2), který je kolmý vůči směru (Sl) první vrstvené fólie (4).

3. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že druhá vrstvená fólie (5) je na nafukovacím tělese (30) situována ve směru (S2), který je shodný se směrem délky (D) nosné lišty (1), a který je kolmý vůči směru (Sl) první vrstvené fólie (4), která je situována na druhé vrstvené fólii (5).

4. Zařízení podle kteréhokoli z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že nafukovací těleso (30), první vrstvená fólie (4) a druhá vrstvená fólie (5) jsou vytvořeny z vrstvené fólie obsahující alespoň dvě vrstvy.

5. Zařízení podle nároku 4, vyznačující se tím, že vrstvená fólie je tvořena nanofólií.

6. Zařízení podle kteréhokoli z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že alespoň jedna vnitřní vrstva alespoň nafukovacího tělesa (30) je opatřena ochranným povrchem a/nebo je vytvořena ze speciálního materiálu odolného proti působení tepla a chemických látek z plynu z vyvíječů (2) plynu.

7. Zařízení podle kteréhokoli z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že nafukovací těleso (30) je opatřeno soustavou malých průchozích otvorů (300) tvořících plošnou perforaci nafukovacího tělesa (30).

-5 CZ 307740 B6

8. Zařízení podle kteréhokoli z nároků 1 až 7, vyznačující se tím, že nafukovací těleso (30) je jednokomorové.

9. Zařízení podle kteréhokoli z nároků 1 až 7, vyznačující se tím, že nafukovací těleso (30) je 5 vícekomorové.

10. Zařízení podle kteréhokoli z nároků 1 až 9, vyznačující se tím, že sestava nosné lišty (1), vyvíječů (2) plynu a airbagu (3) je uzavřena v samonosném pouzdře.