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Die Erfindung betrifft ein Airbagmodul, vorzugsweise Knieairbagmodul, für ein Kraftfahrzeug.
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Allgemein bekannt sind Airbagmodule zur Verminderung unfallbedingter Verletzungen von Fahrzeuginsassen bei Aufprallereignissen. Hier sind insbesondere Airbags für den Kopfbereich der Insassen bekannt, aber auch Airbags, insbesondere für die Frontsitze, welche Verletzungen beim Aufprall der Knie im Bereich der Instrumententafel bzw. deren Verblendung vermindern sollen.
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Aus der
DE 199 46 477 A1 ist ein Airbagmodul bekannt, welches unterhalb der Instrumententafel im Fußbereich des Fahrers angebracht ist. Der Gassack wird durch eine sich in den Fußraum öffnende Abdeckung geschossen und entfaltet sich entlang der Instrumententafel nach oben. Nachteilig hier ist, dass eine Blende oder Abdeckung durchschossen wird, welche sich ungesichert lösen kann und das Verletzungsrisiko erhöht.
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Aus der
DE 44 45 737 A1 ist ein Airbagmodul bekannt, welches in einem verschwenkbaren Gehäuse angeordnet ist, wobei mit dem Auslösen eines Aufprallsignals das Airbagmodul durch eine Betätigungsvorrichtung unterstützt in eine Schussposition gebracht wird, in der im entfalteten Zustand der Gassack eine Rückhaltefunktion auf den oberen Teil des Rumpfes und den Kopf ausübt. Der Aufprallschutz im Kniebereich erfolgt durch den gegen die Bewegungsrichtung der Knie bewegten Gehäusebereich. Der Gassack selbst dient nicht der Aufpralldämpfung im Kniebereich. Die Aufpralldämpfung erfolgt durch das dem Knie entgegen öffnende Gehäuseteil. Weiterhin ist ein zusätzlicher Aktuator zum Öffnen des Airbagmoduls notwendig.
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Aus der
DE 602 07 932 T2 ist ein Airbag bekannt welcher sich ausgehend vom Fußraum eines Fahrzeuges entlang der Innenraumkontur in Richtung Knie eines Fahrzeuginsassen entfaltet. Der Airbag ist in einem fahrzeugfesten Gehäuse angeordnet und wird durch Sollbruchstellen der Innenraumverkleidung in den Fahrzeuginnenraum entfalten.
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Weiterhin vorbekannt ist aus der
DE 42 17 174 C2 ein Airbagmodul, das durch Verschwenken in seine Schussposition gebracht wird, wobei ein Aktuator das Verschwenken des Moduls bewirkt und gleichzeitig mit dem Schwenken des Moduls eine Abdeckung des Airbagmoduls aus der Schussrichtung geschwenkt wird. Nachteilig ist auch hier die Verwendung eines zusätzlichen Aktuators, der koordiniert zur Gassacköffnung angesteuert werden muss. Der Gassack kann erst öffnen, wenn der Aktuator verlagert ist, so dass zusätzlich ein Zeitraum für die Öffnung der Abdeckung benötigt wird, bevor der Gassack entfaltet werden kann.
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Aus der
DE 198 46 853 A1 ist ein Airbagmodul bekannt, bei dem ein Gassack beim Aufblasen eine Abdeckung verschwenkt, welche nicht in Richtung der Entfaltungsrichtung des Gassacks bewegt wird.
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Aus der
DE 10 2006 050 842 A1 ist ein Airbag im Fußbereich eines Insassen bekannt, der sich entlang der Instrumententafel zum Schutz der Knie des Fahrers entfaltet. Nachteilig ist, dass der Gassack durch eine geschlossene Abdeckung geschossen wird und das Modul im Fußbereich zusätzlichen Bauraum beansprucht.
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Aus der
DE 601 07 831 T2 ist ein Airbagmodul bekannt, welches in einem Handschuhfachdeckel angeordnet ist und mit diesem verschwenkt werden kann. Beim Auslösen erfolgt jedoch kein Verschwenken des Airbagmoduls, sondern ein Durchdringen einer Abdeckung zum Aufblasen für den Insassenschutz.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Airbagmodul zu schaffen, welches einen Aufprallschutz für den Kniebereich eines Fahrzeuginsassen bereitstellt, eine geringe Entfaltungszeit aufweist und im Fußraum des Fahrzeuges nur geringen zusätzlichen Bauraum beansprucht.
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Die Aufgabe wird bei gattungsgemäßen Airbagmodulen durch die kennzeichnenden Merkmale der unabhängigen Ansprüche 1, 6 und 7 sowie durch ein Verfahren gemäß den Verfahrensmerkmalen des Anspruchs 8 gelöst.
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Allen Lösungen gemein, ist das zugrundeliegende Problem, das Airbagmodul möglichst platzsparend unterzubringen, ohne die Bewegungsfreiheit des Fahrers einzuengen und somit Komforteinbußen hinzunehmen oder sicherheitsrelevante Mindestabstände zu Aufprallstrukturen einzuschränken. Dabei ist eine Anbringung im Fußraum oberhalb der durch die untere Kante der Kontur der Instrumententafel bzw. deren Verblendung vorgegebenen, den Fußraum definierenden Bauraumbegrenzung wünschenswert. Diese Anbringung bereitet jedoch das Problem, dass der Gassack ausgehend von einer Lage oberhalb dieser Struktur um diese herum entfaltet werden muss oder eine nicht gewünschte Durchdringung einer Verblendungsstruktur mit der Gefahr sich lösender Strukturteile erfolgen muss.
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Erfindungsgemäß wird daher ein Airbagmodul für den Fußraum eines Fahrzeuges geschaffen, das ein verschwenkbares Modulgehäuse aufweist, in welchem sich ein Gassack befindet. Das Modulgehäuse umschließt zumindest teilweise den Gassack und weist eine zum Fahrzeuginsassen weisende Öffnung auf. Bei einer Entfaltung des Gassacks wird dieser durch die Wandungen des Modulgehäuses begrenzt und kann sich nur durch die Öffnung des Modulgehäuses entfalten, wobei die Entfaltungsrichtung entsprechend der Lage des Modulgehäuses erfolgt. Das Modulgehäuse ist mit dem Gassack schwenkbeweglich in einem fahrzeugfesten Halterahmen angeordnet, der Teil der Instrumententafel oder ein gesondertes sich daran anschließendes, fahrzeugfestes, in Richtung Fahrzeugboden offenes Strukturteil sein kann. Das Airbagmodul ist im Fußraum eines Fahrzeuges angeordnet und weist gegenüber der zum Fahrzeuginsassen weisenden Öffnung des Modulgehäuses eine das Modulgehäuse beweglich lagernde fahrzeugfeste Aufhängung auf. Die Aufhängung ist auf der Seite, welche der Öffnung gegenüberliegt, ausgebildet und weist in Richtung Fahrzeugfront. Sie ist in diese Richtung entlang der Fahrzeuglängsachse zur Öffnung versetzt angeordnet. Das Modulgehäuse weist dadurch im unbetätigten Zustand mit eingeschlossenem Gassack vorzugsweise eine waagerechte Lage parallel zur Fahrzeuglängsachse auf oder ist gegen diese in Richtung Fahrzeugboden geneigt. Bei Entfaltung des Gassacks wird das Modulgehäuse durch den Gassack aus seiner Ruhelage betätigt und vertikal zur Lage des Modulgehäuses im unbetätigten Zustand in Richtung des Fahrzeugbodens verlagert. Es entsteht dadurch eine, verglichen mit der Ruhelage vor Betätigung des Airbagmoduls, weiter in Richtung Fahrzeugboden geneigte Lage des Modulgehäuses. Dies dient einer Schuss-/Entfaltungsrichtung in Richtung Fahrzeugboden orientiert, so dass in einer ersten Phase der nur teilentfaltene Airbag sich unterhalb der durch die Instrumententafel oder deren diese in Richtung Fahrzeugboden nach unten begrenzenden Verblendung entfalten kann. Dies erlaubt eine Entfaltung um diese Kontur herum in Richtung Knieaufprallbereich, ohne an dieser Kontur hängen zu bleiben oder diese vor Entfaltung beseitigen zu müssen. Weiterhin werden keinerlei Konturen durch den Airbag durchdrungen, da die Entfaltungsbewegung und das dadurch ausgelöste Herausschwenken des Airbags die Öffnung zum Entfalten des Airbags automatisch freigeben. Die einseitige Aufhängung mit einer Schwenkbewegung der Öffnung des Modulgehäuses bildet dabei eine bevorzugte Ausbildung der Erfindung. Eine Gesamtverlagerung des Airbagmoduls entlang einer diesen halternden Führung wäre alternativ möglich. Die Verlagerung des Modulgehäuses bringt den Airbag in eine optimierte nach unten geneigte Schussposition.
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In einer vorteilhaften Gestaltung liegt der Öffnung des Modulgehäuses eine Prallfläche gegenüber: Diese ist ausgehend von der Öffnung des Modulgehäuses dieser in Richtung Fahrzeuginsassen gegenüberliegend am Modulgehäuse ausgebildet. Die Prallfläche ist zu einer durch Ober- und Unterseite des Modulgehäuses bestimmten Lage geneigt ausgeführt, wobei der Boden des Modulgehäuses mit der Prallfläche einen spitzen Winkel einschließt. Diese Ausgestaltung erlaubt ein für die Entfaltung optimiertes Anliegen des Gassacks bei der durch dessen Entfalten bewirkten Verlagerung des Modulgehäuses. Der Gassack stützt sich bei seiner Entfaltung an dieser Fläche ab, bewirkt dabei ein Verlagern des Modulgehäuses.
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In einer möglichen Weiterbildung ist der zum Fahrzeugboden weisende Boden des Modulgehäuses über dessen Öffnung hinausragend bis nahe an den fahrzeugfesten Halterahmen heranreichend ausgeführt. Hierdurch wird beim Entfalten des Gassacks ein Abstützen am Bodenteil und an der Prallfläche bewirkt, welches zur Verlagerung des Modulgehäuses führt.
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Das Modulgehäuse ist im Fußraum des Fahrzeuges so angeordnet, dass es oberhalb oder abschließend mit der Unterkante der den Fahrzeuginnenraum zur Instrumententafel hin begrenzenden Abschlusskontur ausgebildet ist. Diese Kontur kann die untere Begrenzung der Instrumententafel selbst oder eine daran angeordnete Blende sein. Diese Anordnung ermöglicht eine Anbringung des Airbagmoduls in einem Bauraum, der den Insassenfußraum nicht weiter eingrenzt, als es durch die bereits durch die Instrumententafel bzw. deren Verblendung vorgegebene Kontur notwendig ist.
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In einer vorteilhaften Ausbildung des Airbagmoduls im Fußraum eines Fahrzeuges befindet sich vor der Öffnung des Modulgehäuses ein sich in Richtung Fahrzeuginsassen verjüngender Entfaltungsraum für den Airbag. Dieser ist im Ruhezustand leer und wird erst mit Betätigen des Airbags durch diesen ausgefüllt. Der Entfaltungsraum wird durch die Prallfläche am Modulgehäuse und den Boden des Modulgehäuses begrenzt und erlaubt durch seine Formung ein Anlegen des Gassacks zum schnellen Öffnen des Modulgehäuses. In der ersten Entfaltungsphase bildet sich durch die Prallfläche und den erweiterten Boden des Modulgehäuses ein Schusskanal, der mit der Lage des Airbagmoduls die Schussrichtung des Gassacks in der ersten Entfaltungsphase in Richtung auf den Fahrzeugboden geneigt bestimmt.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der teilweise vom verlagerbaren Modulgehäuse umschlossene Gassack so ausgeführt, dass er mehrere Segmente aufweist, wobei wenigstens ein Teilsegment des Gassacks einer Prallfläche am fahrzeugfesten Halterahmen gegenüberliegend ausgebildet ist. Dieses Teilsegment weist eine von der Schussrichtung des Gassacks, die in der ersten Entfaltungsphase zum Fahrzeugboden hin geneigt ist, abweichende Entfaltungsrichtung entgegen der Prallfläche auf. Dieses Segment bildet eine Ausbeulung, welche sich in waagerechte oder nach oben orientierte Richtung zur Prallfläche hin erweitert. Dieses Segment sorgt für ein schnelles Verlagern oder Verschwenken des Modulgehäuses, so dass bereits in der ersten Entfaltungsphase des Gassacks das Modulgehäuse in seine optimierte Schussposition gebracht wird und eine erste Entfaltung in Richtung Fahrzeugboden geneigt erfolgen kann.
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Erfindungsgemäß vorteilhaft ermöglicht das verlagerbare Modulgehäuse ein optimiertes Verfahren zum Entfalten des Gassacks eines Airbagmoduls. Der Gassack wird dabei in einer ersten Entfaltungsphase in eine relativ zur Fahrzeugachse nach unten geneigte Richtung entfaltet. Das in seiner unbetätigten Stellung in einem fahrzeugfesten Halterahmen fixierte Modulgehäuse wird durch die Entfaltung des Gassacks gegen den fahrzeugbeweglichen Halterahmen relativ zu diesem verlagert. Erfindungsgemäß vorteilhaft wird das Modulgehäuse durch die Entfaltungsbewegung des Gassacks verlagert oder verschwenkt, wobei das Modulgehäuse durch diese Relativbewegung zum fahrzeugfesten Halterahmen eine in Richtung des Fahrzeugbodens geneigte Lage einnimmt, so dass ein Entfalten des Gassacks in einer ersten Entfaltungsphase in Richtung zum Fahrzeugboden geneigt erfolgt.
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Erfindungsgemäß vorteilhaft erfolgt die Entfaltung des Gassacks in mehreren Phasen, wobei in einer ersten Entfaltungsphase der Gassack in eine in Bezug zur Fahrzeuglängsachse in Richtung des Fahrzeugbodens geneigte Richtung entfaltet wird und nachfolgend wenigstens ein vorgefaltenes Segment durch die weitere Gasfüllung des Gassacks sich dem Fahrzeuginsassen entgegen in eine in Bezug zur Fahrzeuglängsachse in Richtung des Fahrzeugdachs geneigte Richtung nach oben erweitert. Diese Entfaltung erlaubt ein Anlegen des Gassacks um die gegenüber der Lage des Airbagmoduls tiefer liegende Kontur der Instrumententafel oder deren Verblendung herum, bei der der Gassack gleichzeitig eine aufprallwirksame Position oberhalb dieser Kontur vor dem Knieaufprallbereich erreicht.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens wird vor oder parallel zur ersten Entfaltungsphase ein mit dem Gassack strömungsverbundenes Teilsegment entfaltet, welches zum überwiegenden Teil innerhalb des durch den Modulgehäuseboden und die Prallfläche am Modulgehäuse gebildeten Entfaltungsraums verbleibt. Dieses Teilsegment entfaltet sich abweichend von der Schussrichtung des ersten Teilsegments von der Öffnung des Modulgehäuses hin zur Prallfläche des Halterahmens, wodurch ein schnelles Verlagern des Modulgehäuses bewirkt wird, indem sich nicht der zur Entfaltung vor den Knieaufprallbereich bestimmte Teil des Gassacks am Halterahmen bzw. dessen Prallfläche abstützt, sondern ein bezüglich dessen Entfaltungsrichtung optimiertes zum Aufdrücken bzw. Verlagern des Modulträgers bestimmtes Teilsegment genutzt wird.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den nachfolgend beispielhaft dargestellten Ausführungsbeispielen und werden gemeinsam mit deren vorteilhaften Wirkungen erläutert.
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Hierbei zeigt 1 ein Airbagmodul 1, welches beweglich in einem Halterahmen 2 relativ zu diesem verlagerbar fixiert ist. Das Airbagmodul 1 befindet sich in seiner Ruheposition im nicht ausgelösten Zustand und ist vollständig oberhalb der Unterkante der Verblendung der Instrumententafel 3 im Fußraum 14 eines Fahrzeuges angeordnet. Das Airbagmodul 1 besteht aus einem einen Gassack 6 enthaltenden Modulgehäuse 4, welches in der dargestellten Ausführungsform schwenkbeweglich auf einer Schwenkachse 5 gelagert ist und in seiner Ruhestellung im Halterahmen 2 fixiert ist. Das Modulgehäuse 4 umschließt den Gassack 6 mit einer Öffnung 9 an der zu einem nicht dargstellten Insassen weisenden Seite des Modulgehäuses 4. Vor der Öffnung 9 wird ein Entfaltungsraum 10 für den Gassack 6 gebildet, der durch eine Erweiterung 8 des Modulgehäusebodens 7 und den angrenzenden Teil des Halterahmens 2 begrenzt wird. Der Halterahmen 2 ist im Bereich des Entfaltungsraums 10 so ausgebildet, dass er in Richtung der Erweiterung 8 des Modulgehäusebodens 7 geneigt verläuft, so dass sich der Entfaltungsraum 10 zum Insassen hin in Entfaltungsrichtung des Gassacks 6 verjüngt. Der Modulgehäuseboden 7 bzw. dessen Erweiterung 8 schließen damit einen Spitzen Winkel W ein. Damit wird beim Entfalten des Gassacks 6 ein beschleunigtes Verlagern des Airbagmoduls 1 bewirkt, wobei gleichzeitig eine Führung des sich entfaltenden Gassacks 6 um die tiefer liegende Unterkante der Verblendung der Instrumententafel 3 erfolgt. Das Airbagmodul 1 bzw. dessen Modulgehäuse 4 weist im Ruhezustand in der dargestellten Ausführung eine zur Fahrzeuglängsachse A parallele Anordnung auf. Das Modulgehäuse 4 ist im Ruhezustand in seiner Lage im Halterahmen 2 arretiert und kann durch den sich entfaltenden Gassack 6 aus seiner Ruheposition in eine zur Fahrzeuglängsachse A geneigte Position verschwenkt werden. Der Bewegungsablauf beim Entfalten des Airbags ist nachfolgend in verschiedenen Phasen der Entfaltung in den 2–4 dargestellt. In diesen Figuren wird jeweils nur die Abweichung zur 1 erläutert, wobei gleiche Bezugszeichen entsprechend 1 Verwendung finden.
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2 zeigt das Airbagmodul 1 in einem Zustand, in welchem der Airbag bereits gezündet und damit die Entfaltung des Gassacks 6 begonnen hat. Das Modulgehäuse 4 befindet sich zwar noch in der in 1 beschriebenen Lage, wobei der Gassack 6 aus der Öffnung 9 ausgetreten ist und den Entfaltungsraum 10 ausfüllt. Der Gassack 6 legt sich dabei an eine Prallfläche 11 des Haltrahmens 2 und die Erweiterung 8 des Modulgehäusebodens 7 an und erzeugt beim weiteren Entfalten eine Öffnungskraft, die das Modulgehäuse 4 aus seiner Arretierung löst, wobei es dieses mit der Öffnung 9 in Richtung Fahrzeugboden RB verschwenkt, wie in den nachfolgenden 3 und 4 dargestellt ist.
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3 zeigt das Airbagmodul 1 in einer Position, bei welcher der Gassack 6 teilentfaltet ist. Das Modulgehäuse 4 ist durch den sich entfaltenden Gassack 6 aus seiner Ruhelage in eine zur Fahrzeuglängsachse A in Richtung Fahrzeugboden RB geneigte Lage verschwenkt und tritt aus dem Modulgehäuse 4 und dem Entfaltungsraum 10 aus. Das Verschwenken erfolgt um die Schwenkachse 5, wobei sich der Entfaltungsraum 10 durch Verdrängen der Erweiterung 8 des Modulgehäusebodens 7 öffnet. Das Modulgehäuse 4 und die Erweiterung 8 des Modulgehäusebodens 7 und die Prallfläche 11 bilden eine Führung für den sich entfaltenden Gassack 6. Entsprechend dieser Führung entfaltet sich der Gassack 6 in einer ersten Entfaltungsphase in eine in Bezug zur Fahrzeuglängsachse A in Richtung Fahrzeugboden RB geneigte Richtung. Der Gassack 6 weist weiterhin ein Teilvolumen in Form eines Teilsegments 12 auf, welches der Prallfläche 11 gegenüberliegend ausgebildet ist und sich an dieser abstützt. Dieses Teilsegment 12 des Gassacks 6 weist damit eine zur Entfaltungsrichtung des Gassacks 6 abweichende Ausdehnungsrichtung beim Entfalten auf. Während der Gassack 6 sich in Richtung Fahrzeugboden RB neigt und in Richtung Insasse RI hin erweitert, strebt das Teilsegment 12 dem Halterahmen 2 bzw. dessen Prallfläche 11 entgegen und weist damit eine nahezu orthogonale Entfaltungsrichtung zum übrigen Gassack 6 zumindest während der ersten Phase der Entfaltung auf. Dies bewirkt ein wirksames Abstützen an der Prallfläche 11 und sorgt für ein schnelles Verlagern des Modulgehäuses 4 und damit ein optimales Öffnen des Entfaltungsraumes 10. Das Teilsegment 12 ist dabei in seinem Volumen so ausgebildet, dass es eine wirksame Abstützung an der Prallfläche 11 ermöglicht, jedoch nahezu vollständig im Entfaltungsraum 10 verbleibt, so dass nur eine geringe Gasmenge für die Entfaltung des Teilsegments 12 benötigt wird.
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4 zeigt das Airbagmodul 1 mit vollständig entfaltetem Gassack 6. Ausgehend von der in Richtung Fahrzeugboden RB geneigten Entfaltungsrichtung bei einer ersten Entfaltungsphase des Gassacks 6 erfolgt bei der weiteren Entfaltung in Richtung Fahrzeuginsasse RI nachfolgend eine Entfaltung in Bezug zur Fahrzeuglängsachse A nach oben geneigt. Der Gassack 6 wird damit in einen Bereich vor den Knieaufprallbereich 13 entfaltet. Im entfaltenen Zustand ist zu erkennen, dass ausgehend von der in Bezug zur Fahrzeuglängsachse A nach unten geneigten ersten Teilerstreckung des Gassacks 6 eine Anlage um die Unterkante der Verblendung der Instrumententafel 3 herum und eine nachfolgende Ausdehnung in Richtung Fahrzeugdach RD geneigt erfolgt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Airbagmodul
- 2
- Halterahmen
- 3
- Verblendung Instrumententafel
- 4
- Modulgehäuse
- 5
- Schwenkachse
- 6
- Gassack
- 7
- Boden des Modulgehäuses 4
- 8
- Erweiterung
- 9
- Öffnung
- 10
- Entfaltungsraum
- 11
- Prallfläche
- 12
- Teilsegment
- 13
- Knieaufprallbereich
- 14
- Fußraum
- A
- Fahrzeuglängsachse
- RB
- Richtung zum Boden des Fahrzeuges
- RI
- Richtung zum Insassen des Fahrzeuges
- RF
- Richtung zur Fahrzeugfront
- RD
- Richtung zum Fahrzeugdach
- W
- Winkel
