DE10014730C2 - Aufprallschutzsystem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Aufprallschutzsystem gemäß dem Ober­ begriff des Patentanspruchs 1.

Aufprallschutzsysteme, insbesondere Insassenrückhaltesysteme werden seit längerer Zeit serienmäßig in Personenkraftwagen und dergleichen eingebaut. Hierbei findet unter anderem ein bei einem Unfall automatisch aufblasbarer Gassack bzw. Airbag Ver­ wendung, welcher bei Nichtgebrauch in zusammengelegtem Zustand in einem Unterbringungsraum unter der Windschutzscheibe, seit­ lich des Sitzes in der Türe oder auch im Fußraum angeordnet ist. Dieser tritt von dem Unterbringungsraum beim Aufblasen unter Aufschwenken zumindest einer den Unterbringungsraum ab­ schließenden Klappe aus. Der Gassack wird dabei mittels eines sensorgesteuerten Gasgenerators kurzzeitig aufgeblasen, so daß zum Schutz des Insassen, anderer Unfallbeteiligten oder der Karosserie ein ballonartiges Schutzkissen gebildet wird, das sodann erschlafft, um zu vermeiden, daß der auf das Kissen auf­ prallende Insasse vehement zurückgeworfen wird.

Die den Unterbringungsraum des zusammengelegten Gassacks ab­ deckende Klappe bzw. entsprechende Klappen haben in erster Li­ nie nur den Zweck, den Gassack gegen Beschädigungen bzw. Mani­ pulationen von außen zu schützen. Außerdem sollen diese Klappen einen einheitlichen optischen Gesamteindruck des Fahrzeuges schaffen. Wichtig ist jedoch, daß das Aufblasen des Gassackes nicht durch die Klappe behindert wird.

Daneben ist es weiterhin sehr wichtig, daß die Klappen beim Aufblasen des Gassackes nicht unkontrolliert herausgeschleu­ dert werden, da sie dabei beispielsweise gegen die Windschutz­ scheibe geschlagen werden könnten und dadurch die Windschutz­ scheibe zerstören würden.

In der DE 42 33 749 A1 wird dieses Problem dadurch gelöst, daß die Klappe an der Instrumententafel angeordnet ist und auch beim Aufblasen des Gassackes dort befestigt bleibt. Dabei ist die Klappe mit einer von ihrer Schwenkachse beabstandeten und zur Schwenkachse parallelen Biegezone ausgebildet, wobei der Gassack beim Aufblasen zunächst den schwenkachsenfernen Klap­ penteil neben der Biegezone beaufschlagt und die Klappe mit in Auswärtsrichtung bereits umgebogenem schwenkachsenfernen Klap­ penteil bei vermindertem Schwenkradius derart aufschwenkt, daß keine Berührung der Windschutzscheibe durch die Klappe er­ folgt. Es wird also hierbei durch das Aufblasen des Gassackes eine vorgegebene Verformung der Klappe bewirkt, um deren Schwenkradius zu vermindern.

Nachteilig ist hierbei, daß die Klappe beim Öffnen des Gassa­ ckes durch den Gasgenerator, das sehr schnell erfolgt, mit ei­ ner sehr großen Kraft beaufschlagt wird. In diesem Moment kann das Material der Klappe an seine Grenzen gelangen, d. h. die meist aus Kunststoff bestehende Klappe zerspringt, insbesonde­ re bei tiefen Temperaturen, da das Material dem schnellen Stoß durch den Gasgenerator, welcher zuerst einmal auf die gesamte Klappe wirkt und nicht sofort zur Öffnung der Klappe führt, eventuell nicht standhalten kann.

Des weiteren ist aus der DE 295 08 063 U1 ein Aufprallschutz­ system für Kraftfahrzeuge mit Gassack bekannt, bei dem der Gassack in zusammengelegtem Zustand hinter einer Klappe ange­ ordnet ist und wobei die Klappe über eine Lasche an einer Fahrzeugverkleidung angebunden ist. Die Lasche ist durch eine Öffnung in der Fahrzeugverkleidung geführt, hat zumindest teilweise einen Querschnitt, der größer ist als die Öffnung in der Fahrzeugverkleidung und weist Rippen bzw. Noppen auf. Die Lasche wird beim Öffnen der Klappe durch die Öffnung gezogen. Die Rippen bzw. Noppen erhöhen den Widerstand, den die Lasche der Öffnung entgegensetzt, wodurch Energie abgebaut wird.

An dem bekannten Aufprallschutzsystem hat sich als nachteilig herausgestellt, daß der Energieabbau aufgrund der punktuellen Querschnittserweiterung der Lasche durch Rippen bzw. Noppen diskontinuierlich erfolgt, so daß Kraftspitzen entstehen. Der Kraftfluss beim Energieabbau reißt immer wieder ab. Die Kraft­ spitzen können zu einem Reißen der Laschen führen.

Ausgehend von diesem bekannten Stand der Technik liegt der Er­ findung die Aufgabe zugrunde, bei einem Aufprallschutzsystem der eingangs angegebenen Art in besonders sicherer, neuer Weise ein Öffnen der Klappe zu gewährleisten.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Pa­ tentanspruches 1 gelöst.

Die Klappe zur Abdeckung eines Airbag ist dabei derart an der Fahrzeugverkleidung angebunden, daß sie mit mindestens einer sich mit zunehmender Entfernung vom Fahrzeug vergrößernden, durch die Fahrzeugverkleidung durchgeführten Lasche befestigt ist, wobei die Lasche die Öffnung in der Fahrzeugverkleidung hintergreift.

Unter Fahrzeugverkleidung ist gemäß der vorliegenden Erfindung neben der gesamten Fahrzeuginnenverkleidung auch der gesamte Fahrzeugaußenbereich, wie beispielsweise die Karosserie und nichttragende Außenbeblankung zu verstehen. Ein erfindungsgemä­ ßes Aufprallschutzsystem kann daher in allen Fahrzeugenberei­ chen eingesetzt werden, wie insbesondere im Fahrzeuginnenbe­ reich zum Schutz der am Unfall beteiligten Personen im Crash- Fall oder im Fahrzeugaußenbereich auch zum Schutz der Insassen oder auch von Fußgängern.

Beim Aufblasen das Gassackes im Crash-Fall z. B. mittels eines Gasgenerators wird innerhalb kürzester Zeit eine sehr hohe Energie auf die Klappe, die sich vor dem Gassack befindet, freigesetzt. Wird nun die vorzugsweise aus Kunststoff bestehen­ de Klappe mit einer sehr hohen Kraft beaufschlagt, findet nicht sofort die erwünschte Klappenöffnung statt, sondern die gesamte Kraft wirkt zuerst einmal auf die Klappe. Dadurch kann jedoch das Material an seine Grenzen gelangen und stark beeinträchtigt werden oder es kann sogar sein, daß das Material der Klappe versprödet und unkontrolliert zerspringt.

Mit der erfindungsgemäßen Lasche wird es möglich, die Kraft auf die Klappe im ersten Moment durch die Laschenkonstruktion etwas abzubremsen und sogar derart einzustellen, daß die Klappe nicht springt. Dies bedeutet, wird die Klappe durch den sich aufbla­ senden Gassack mit einem hohen Anfangsdruck beaufschlagt, so wird zuerst einmal die erfindungsgemäße Befestigung der Klappe die größte Energie am Anfang derart abbauen können, daß die Lasche sich immer weiter durch die Öffnung in der Fahrzeugver­ kleidung in Richtung des Fahrzeuges bewegt. Ab einem durch ge­ eignete Geometrie vorgebbaren Punkt ist die Größe bzw. Breite der Lasche größer als die Öffnung in der Fahrzeugverkleidung. Wenn die Lasche weiter durch diese Öffnung tritt, wird dadurch Energie in Form von Verformungsenergie abgegeben und somit der Druck auf die Klappe oder die Klappen etwas verringert. Dann erfolgt das Öffnen der Klappe bzw. Klappen gemäß vorgegebener Art. Dabei kann die Klappe ausreichend schnell geöffnet werden, um den Insassen oder auch außenstehenden Unfallbeteiligten ei­ nen optimalen Schutz durch den austretenden Gassack zu bieten. Dies kann wiederum durch Vorgabe der Größe der Laschen im Ver­ gleich zur Öffnung in der Fahrzeugverkleidung eingestellt wer­ den.

Die erfindungsgemäße Airbagklappenöffnung, bei der die schnell freigesetzte Klappenenergie durch die Lasche(n) langsamer und damit materialschonender abgebaut wird, hat sich insbesondere beim Einsatz bei tiefen Temperaturen als vorteilhaft erwiesen, da bei tiefen Temperaturen die Materialien schneller an ihre Ermüdungs- bzw. Bruchgrenzen gelangen können.

Des weiteren hat es sich insbesondere als vorteilhaft erwiesen, wenn die Klappe auch im geöffneten Zustand am Fahrzeug befe­ stigt ist, so daß sie bei einer Airbag-Auslösung nicht unkon­ trolliert umherfliegt.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiter­ bildungen der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprü­ chen, der Beschreibung und der Zeichnung.

Im folgenden soll die Erfindung anhand der Zeichnung erläutert werden, wobei die Zeichnung bevorzugte Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Aufprallschutzsystems zeigt.

Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf eine bevorzugte Aus­ führungsform des erfindungsgemäßen Aufprallschutzsy­ stems mit einer Klappe, welche einen Unterbringungs­ raum für einen Airbag abschließt;

Fig. 2 einen schematisierten Querschnitt durch das erfindungs­ gemäße Aufprallschutzsystem entlang der Linie A-A in Fig. 1; und

Fig. 3 einen vergrößerten Querschnitt entlang der Linie B-B in Fig. 1.

In Fig. 1 ist ein Aufprallschutzsystem in einer stark verein­ fachten Draufsicht, von außen gesehen, gezeigt. Dieses Auf­ prallschutzsystem soll in einem Kraftfahrzeug, insbesondere einem Personenkraftwagen, vorgesehen sein. Es kann beispiels­ weise in einer Motorhaube vor einer Windschutzscheibe, im Be­ reich einer Stoßstange, oben in einer Instrumententafel, in einem Lenkrad, seitlich des Insassen, jedoch auch, gemäß der gezeigten bevorzugten Ausführungsform im unteren Bereich der als Instrumententafel dienenden Fahrzeuginnenverkleidung 1 als ein sogenannter Knieairbag vorgesehen sein.

Wie der Fig. 2 zu entnehmen ist, die einen Schnitt entlang der Linie A-A in Fig. 1 zeigt, ist hinter einer Klappe 2 ein sich bei einem Unfall automatisch aufblasbarer Gassack 3 angebracht, der bei Nichtgebrauch in einem zusammengelegtem Zustand in ei­ nem Unterbringungsraum 4 hinter der Instrumententafel 1 ange­ ordnet ist und daraus beim Aufblasen unter Öffnen zumindest einer den Unterbringungsraum 4 abschließenden Klappe 2 aus­ tritt.

Die Klappe 2, die sich beim Öffnen des Gassackes 3 auch öffnet, soll gemäß dieser gezeigten Ausführungsform umfänglich insge­ samt etwas größer ausgebildet sein als eine abzuschließende Öffnung 5 in der Instrumententafel 1. Dies bedeutet, daß die Klappe 2 mit ihrem äußeren Bereich auf der Instrumententafel 1 aufliegt. Die Klappe 2 könnte jedoch ebenso zumindest an man­ chen Kanten formschlüssig an der Instrumententafel abschließen. Zumindest in dem Bereich, in dem die Klappe 2 mittels Laschen 6 an der Instrumententafel 1 befestigt ist, sollte die Klappe 2 jedoch auf der Instrumententafel 1 aufliegen, damit die Laschen 6 problemlos durch die Instrumententafel 1 geführt werden kön­ nen.

Die Klappe 2 ist dabei gemäß der gezeigten bevorzugten Ausfüh­ rungsform oben um eine Schwenkachse 7 beispielsweise mit Hilfe einer Scharnieranordnung oder einfach einer vorgesehenen Knick­ stelle in der Klappe 2 schwenkbeweglich an der Instrumententa­ fel 1 angeordnet.

Die Klappe 2 könnte jedoch ebenso derart vorgesehen sein, daß sie in der Mitte eine Schwächung aufweist, die beim Öffnen des Gassacks 3 die Sollbruchstelle der Klappe 2 bilden soll, so daß der Gassack mittig durch die Klappe 2 austreten kann und die Klappe 2 aus zwei Teilen, d. h. also als zwei Klappen 2, ausge­ bildet ist, die dann seitlich eine Schwenkachse aufweisen.

Gemäß der gezeigten bevorzugten Ausführungsform schwenkt die Klappe 2 beim Öffnen des Gassacks 3 um ihre Schwenkachse 7 nach oben in das Fahrzeuginnere 8. Oberhalb der Schwächung weist die Aufprallschutzvorrichtung weiterhin zwei der Laschen 6 auf, mittels derer sie an der Instrumententafel 1 angebunden ist. Im Bereich hinter der Klappe 2 und der Instrumententafel 1 ist in etwa auf Kniehöhe des Insassen ein wannenförmiges Gehäuse 9 angeordnet. Innerhalb des Gehäuses 9 ist ein Gasgenerator 10 angeordnet, der bei einem Unfall des Fahrzeuges automatisch gezündet wird und den im Gehäuse 9 zusammengelegt untergebrach­ ten Airbag bzw. Gassack 3 aufbläst.

Beim Aufblasen öffnet der Gassack 3 auch die Klappe 2 und bil­ det ein ballonartiges Auffangkissen zum Schutz des Insassen gegen Aufprall beispielsweise auf den Instrumententräger.

Die Laschen 6, welche zur Halterung der Klappe 2 vorgesehen sind, sind in Fig. 3 noch genauer dargestellt, wobei in Fig. 3 ein vergrößerter Ausschnitt des Schnittes entlang der Linie B-B in Fig. 1 gezeigt ist.

Gemäß der gezeigten Ausführungsform ist die Klappe 2 mittels zweier sich vergrößernden, durch die Instrumententafel 1 durch­ geführten, zapfenartigen Laschen 6 befestigt, wobei der Quer­ schnitt der Öffnung 5 in der Instrumententafel 1 zum Durchfüh­ ren der Lasche 6 deutlich kleiner ist als der Querschnitt des überwiegenden Teils der Länge der Lasche 6, welche die Instru­ mententafel 1 im Bereich ihrer Öffnung 5 hintergreift.

Die Lasche 6 weist dabei vorteilhafterweise einen sich stetig erweiternden Querschnitt auf, der im wesentlichen die Form ei­ nes Kegelstumpfes hat. Dabei ist die Lasche 6 derart geformt, daß sie im vorderen Bereich, in Richtung zum Insassen gesehen, einen Bereich 11 aufweist, an dem die Klappe 2 befestigt werden kann. Dies ist vorliegend eine hochwirksame Klebeverbindung, es könnte aber auch eine Kunststoffverschweißung oder jede andere Befestigungsvorrichtung an der Lasche 6 vorgesehen sein, wobei eine einteilige Ausführung mit der Klappe 2 optimal ist. Der Durchmesser der Lasche 6 im vorderen Bereich ist dabei relativ gering und gemäß der gezeigten Ausführungsform etwas kleiner als der der Öffnung 5.

An ihrem hinteren, sich verbreiternden Ende weist die Lasche 6 eine Wulst 12 auf, damit sichergestellt ist, daß auch bei einer sehr hohen Beanspruchung die Lasche 6 nicht durch die dafür vorgesehene Öffnung 5 in der Instrumententafel 1 durchgezogen werden kann und dann unkontrolliert in dem Fahrzeuginnenraum 8 geschleudert wird.

Da die Lasche 6 gemäß dieser bevorzugten Ausführung im wesent­ lichen kegelförmig ausgebildet ist, ist auch die Öffnung 5 in der Instrumententafel 1 zum Durchführen der Lasche 6 vorzugs­ weise im wesentlichen rund, damit beim Durchziehen der Lasche 6 bei einer Öffnung des Gassackes 3 diese Lasche 6 auch umfäng­ lich mit einer gleich großen Verformungskraft beaufschlagt wird.

Die Lasche 6 könnte jedoch ebenso eine andere Form aufweisen, mit der sie die Instrumententafel oder ein anderes Verklei­ dungselement hintergreift. Insbesondere wäre es denkbar, daß die Lasche 6 eine quaderähnliche Form aufweist, wobei der Qua­ der sich zumindest in der Höhe vergrößert (also nur in einer Art "zweidimensionalen Gestaltung"). Entsprechend wäre die Öff­ nung 5 in der Instrumententafel 1 zum Durchführen der Lasche 6 bevorzugterweise viereckig zu wählen.

Vorzugsweise ist das erfindunsgemäße Aufprallschutzsystem der­ art ausgestaltet, daß die Klappe 2 mit mindestens zwei Laschen 6 befestigt ist. Dies ist insbesondere aus Fig. 1 zu erkennen. Hierbei sind die Laschen 6 jeweils oben an der Klappe 2 vorge­ sehen. Es wäre jedoch ebenso denkbar, daß die Klappe 2 unten oder auch seitlich mittels der Laschen 6 an der Instrumententa­ fel 1 befestigt ist.

Weiterhin kann es selbstverständlich vorgesehen sein, daß die Klappe neben den Laschen 6 noch mittels weiterer Befestigungs­ vorrichtungen an die Instrumententafel 1 angebunden ist, wobei die Befestigung beim Öffnen des Gassackes 3 vorzugsweise leicht lösbar ist. So kann die Klappe 2 mit ihrem Rand auch in einem Falz, welcher die Öffnung 5 der Instrumententafel 1 umgibt, eingesetzt sein.

Bevorzugterweise ist die Lasche 6 aus dem gleichen Material gebildet wie die Klappe 2. Dies hat den Vorteil, daß alle durch den Gassack 3 beanspruchten Teile aus dem selben Material ge­ bildet sind und somit alle das selbe Verformungsverhalten auf­ weisen. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Material um einen Kunststoff.

Wie in den Figuren zu erkennen ist, ist das erfindungsgemäße Aufprallschutzsystem derart vorgesehen, daß die Klappe 2 einen Teil der Instrumententafel 1 bildet.

Dies ist insbesondere aus optischen Gründen sehr vorteilhaft. Dabei kann die Anbringung der Klappe 2 an die Instrumententafel 1 auch so erfolgen, daß Instrumententafel 1 und Klappe 2 auf der dem Insassen zugewandten Seite eine im wesentlichen gleich­ mäßige und ebene Fläche bilden.

Wie in Fig. 2 dargestellt ist, könnte dazu vorgesehen sein, daß die Instrumententafel 1 eine größere Tiefe aufweist als die Klappe 2 und am Rand zur Klappe 2 hin mit einem Absatz 13 aus­ gebildet ist, der wiederum der Tiefe der Klappe 2 entspricht. So kann die Klappe 2 zumindest im äußeren Bereich noch auf der Instrumententafel aufliegen, dennoch bilden Intrumententafel 1 und Klappe 2 im Fahrzeuginneren eine Ebene, so daß der optische Eindruck nicht gestört ist.

In Richtung des Fahrzeuginneren 8 gesehen wird dann die Instru­ mententafel 1 und die Klappe 2 üblicherweise zuerst mit einem Schaum 14 und dann mit einer Kaschierung 15, wie beispielsweise einer Folie überzogen. Dabei kann die Kaschierfolie 15 auch eine der Klappenöffnung entsprechende Schwächung aufweisen, damit die Öffnung der Klappe 2 beim Auslösen des Gassackes 3 nicht unnötig durch die Kaschierfolie 15 behindert wird.

Wenngleich die Ausführung des erfindungsgemäßen Aufprallschutz­ systems an der Instrumententafel 1 sehr vorteilhaft ist, so kann die aufgezeigte Befestigung der Klappe 2 an jeder anderen Fahrzeugverkleidung vorgesehen sein, in die ein Airbag inte­ grierbar ist.

Claims (7)

1. Aufprallschutzsystem für Kraftfahrzeuge mit Gassack, der im zusammengelegten Zustand hinter einer Klappe angeordnet ist, wobei die Klappe mittels einer Lasche an einer Fahrzeug­ verkleidung angebunden ist und die Lasche an der Klappe be­ festigt sowie durch eine Öffnung in der Fahrzeugverkleidung geführt ist, wobei die Lasche an ihrem von der Klappe abge­ wandten Ende einen Querschnitt aufweist, der größer ist als die Öffnung in der Fahrzeugverkleidung, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Lasche (6) ausgehend von der Befesti­ gung an der Klappe (2) stetig zunimmt.

2. Aufprallschutzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lasche (6) eine im wesentlichen kegelstumpfartige Form aufweist.

3. Aufprallschutzsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (5) in der Fahrzeugverkleidung (1) zum Durch­ führen der Lasche (6) rund ist.

4. Aufprallschutzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lasche (6) an ihrem größeren Ende zusätzlich mit ei­ ner Wulst (12) versehen ist.

5. Aufprallschutzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappe (2) mit mindestens zwei Laschen (6) an der Fahrzeugverkleidung (1) befestigt ist.

6. Aufprallschutzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lasche (6) aus dem gleichen Material gebildet ist wie die Klappe (2).

7. Aufprallschutzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrzeugverkleidung (1) wenigstens einen Teil einer Instrumententafel (1) bildet.