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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Stabilisieren der Entfaltung eines Luftsacks.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Bei Kraftfahrzeugen ist es gut bekannt, einen Luftsack zu schaffen, der normalerweise in einer verborgenen Position aufbewahrt ist und sich dann im Fall einer erfassten Fahrzeugverzögerung schnell aufbläst.
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Der Luftsack wird typischerweise in einem Luftsackgehäuse aufbewahrt, das an der Fahrzeugstruktur, beispielsweise am Fahrzeugsitz, angebracht ist. Ein Gasgenerator ist im Gehäuse vorgesehen und liefert ein Aufblasgas, das bewirkt, dass sich der Luftsack schnell aufbläst. Wenn sich der Luftsack aufbläst, verlässt er das Gehäuse und schiebt eine Tür oder eine Membran auf, die dazu dient, den zusammengefalteten Luftsack abzudecken und zu verbergen.
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Eine optimale Leistung des Luftsacks wird erhalten, wenn die Richtung und Geschwindigkeit der Entfaltung in der Weise gesteuert werden, dass sichergestellt ist, dass der Luftsack die vollständig aufgeblasene Position schnell erreicht.
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Es wäre erwünscht, einen gut funktionierenden und kostengünstig herstellbaren Mechanismus zum Lenken und Stabilisieren der Entfaltungsrichtung des Luftsacks zu schaffen, wenn sich der Luftsack aus dem Luftsackgehäuse aufbläst.
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Herkömmliche Vorrichtungen zum Entfaltung eines Luftsacks sind aus den Druckschriften
GB 2 398 546 A ,
WO 2003/033 314 A1 und
DE 10 2005 059 510 A1 bekannt.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Eine Luftsackanordnung umfasst ein Luftsackgehäuse, in dem ein zusammengefalteter Luftsack aufgenommen ist. Das Gehäuse weist eine offene Seite auf, durch die der Luftsack entfaltet wird. Eine Tür ist am Gehäuse schwenkbar gelagert und schließt die offene Seite und liegt über dem zusammengefalteten Luftsack. Die Tür wird durch den sich entfaltenden Luftsack aufgeschwenkt. Eine Ausfahrplatte ist an der Tür durch einen Führungsmechanismus so angebracht, dass die Ausfahrplatte zwischen einer normalen zurückgezogenen Position längsseits der Tür und einer ausgefahrenen Position, in der sich die Ausfahrplatte über die Tür hinaus erstreckt, beweglich ist. Ein Ausfahrmechanismus ist vorgesehen, um zu bewirken, dass die Ausfahrplatte in die ausgefahrene Position bewegt wird, wenn sich der Luftsack entfaltet, so dass die kombinierte Länge der Tür und der Ausfahrplatte die Position des sich entfaltenden Luftsacks lenkt und stabilisiert.
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Gemäß einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist der Ausfahrmechanismus ein Halteseil mit einem Ende, das am Luftsack befestigt ist, und einem Ende, das an der Ausfahrplatte befestigt ist, so dass der sich entfaltende Luftsack am Halteseil zieht, das wiederum die Ausfahrplatte in die ausgefahrene Position zieht.
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Gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist der Ausfahrmechanismus ein Draht aus einer Formgedächtnislegierung mit einem Ende, das mit der Tür verbunden ist, und einem Ende, das mit der Ausfahrplatte verbunden ist, so dass ein an den Draht angelegter elektrischer Strom den Draht verkürzt, um die Ausfahrplatte in die ausgefahrene Position zu ziehen.
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Weitere Anwendungsgebiete der vorliegenden Erfindung werden aus der nachstehend gegebenen ausführlichen Beschreibung ersichtlich. Selbstverständlich sind die ausführliche Beschreibung und die spezifischen Beispiele, obwohl sie beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung angeben, nur für Erläuterungszwecke vorgesehen.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die vorliegende Erfindung wird umfassender aus der ausführlichen Beschreibung und den begleitenden Zeichnungen verständlich, wobei:
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1 eine perspektivische Ansicht eines Fahrzeugsitzes mit einem Seitenaufprallluftsack ist;
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2 eine Schnittansicht in der Richtung der Pfeile 2-2 von 1 ist.
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3 eine Schnittansicht in der Richtung der Pfeile 3-3 von 1 ist.
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4 eine Ansicht ähnlich zu 1 ist, die jedoch den Luftsack zeigt, der entfaltet wurde.
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5 eine Ansicht ähnlich zu 2 ist, die jedoch den Luftsack zeigt, der entfaltet wurde.
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6 eine Ansicht des Inneren der Tür und der Ausfahrplatte mit einem ausfahrenden Zylinder zum Ausfahren der Ausfahrplatte ist.
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7 eine Ansicht ähnlich zu 6 ist, die jedoch einen alternativen Führungsmechanismus und die Verwendung eines SMA-Drahts zum Bewegen der Ausfahrplatte in die ausgefahrene Position zeigt.
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8 eine weitere Ansicht des Inneren der Luftsacktür ist, die ein Paar von Druckschraubenfedern zum Bewegen der Tür in die ausgefahrene Position und ein Fangband zum Stoppen der Ausfahrbewegung zeigt.
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9 eine alternative Ausfahrplatte zeigt, die an der Abdeckung für eine Schwenkbewegung in eine ausgefahrene Position schwenkbar montiert ist.
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10 einen Anschlagmechanismus zum Stoppen der Ausfahrbewegung der Ausfahrplatte zeigt.
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11 einen weiteren Anschlagmechanismus zum Begrenzen der Bewegung der Tür zeigt, der auch Sperrklinken zum Verhindern einer Rückwärtsbewegung der Ausfahrplatte aufweist.
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12 ein weiterer Anschlagmechanismus zum Begrenzen der Ausfahrbewegung der Tür ist.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEISPIELHAFTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Die folgende Beschreibung von bestimmten beispielhaften Ausführungsformen ist dem Wesen nach lediglich beispielhaft.
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In 1 ist ein Fahrzeugsitz 10 gezeigt und umfasst einen unteren Sitzabschnitt 12 und einen Sitzrückenlehnenabschnitt 14. Eine Luftsackanordnung, die im Allgemeinen bei 18 angegeben ist, ist unter einem Sitzbezuggewebe verborgen, das eine Frontstoffbahn 19 und eine Seitenstoffbahn 20 umfasst, die an einer trennbaren Naht 21 verbunden sind, die die äußere Seitenkante der Sitzrückenlehne 14 verbindet.
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In 2 und 3 ist zu sehen, dass ein Luftsackgehäuse 22 an einem Sitzrahmen 24 angebracht ist. Das Luftsackgehäuse 22 ist eine kastenartige Struktur mit einer Basiswand 28, einer oberen Wand 30, einer unteren Wand 32, einer vorderen Wand 34 und einer hinteren Wand 36. Die kastenförmige Struktur des Gehäuses 22 öffnet sich nach außen vom Sitzrahmen 24 weg. Eine Tür 38 ist schwenkbar an der hinteren Wand 36 des Gehäuses 22 durch einen Gelenkzapfen 42 montiert. Das Gehäuse 22 und seine Tür 38 können aus Metall oder Kunststoff konstruiert sein. Der Gelenkzapfen 42 kann ein beliebiger bekannter Typ von Gelenk sein, einschließlich im Fall eines Kunststoffgehäuses eines beweglichen Gelenks. Wie in 5 gezeigt, weist ein Türfangband 46 ein äußeres Ende 48, das an der Tür 38 befestigt ist, und ein inneres Ende 50, das am Gehäuse 22 befestigt ist, auf, um die Schwenkbewegung der Tür 38 zu begrenzen. Ein Gasgenerator 52 ist innerhalb des Gehäuses 22 angebracht.
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2 und 3 zeigen auch eine Ausfahrplatte 60, die an der Innenseite der Tür 38 durch ein Paar von linearen Führungsmechanismen mit einem oberen Führungsmechanismus 62 und einem unteren Führungsmechanismus 64 angebracht ist. Wie in 3 zu sehen ist, ist der obere Führungsmechanismus 62 eine obere Führung 66, die einteilig mit der Tür 38 ausgebildet ist und in das Gehäuse 22 reicht, um einen oberen Kantenabschnitt 70 der Ausfahrplatte 60 zu ergreifen. Der untere Führungsmechanismus 64 ist ebenso eine untere Führung 68, die einteilig mit der Tür 38 konstruiert ist und einen unteren Kantenabschnitt 74 der Ausfahrplatte 60 ergreift. 2 zeigt auch einen Ausfahrmechanismus 78 zum Bewegen der Ausfahrplatte 60 in eine ausgefahrene Position relativ zur Tür 38. Gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform ist der Ausfahrmechanismus 78 ein Halteseil 80, bei dem ein Ende an der Ausfahrplatte 60 befestigt ist und das andere Ende an einem Luftsack 56 befestigt ist.
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In 4 und 5 ist nun die Luftsackkonstruktion von 1, 2 und 3 im entfalteten Zustand gezeigt. Insbesondere bewirkt die Entfaltung des Luftsacks 56, dass der Luftsack 56 die Tür 38 nach außen schiebt, wie durch ihr Schwenken um den Gelenkzapfen 42 und die Trennung der trennbaren Naht 21 ermöglicht. Die Auswärtsbewegung wird durch die Länge des Türfangbandes 46 begrenzt. Wenn der Luftsack 56 aus dem Gehäuse 22 ausbricht, springt der Luftsack 56 nach vorn vor und das Halteseil 80 wirkt zum Ziehen der Ausfahrplatte 60 entlang des oberen Führungsmechanismus 62 und des unteren Führungsmechanismus 64 nach vorn in eine ausgefahrene Position, die in 4 und 5 gezeigt ist, in denen zu sehen ist, dass die Ausfahrplatte 60 effektiv die Länge der Tür 38 fast verdoppelt hat. Somit führen die Tür 38 und die effektive hinzugefügte Länge, die durch die Ausfahrplatte 60 beigesteuert wird, zu einer verlängerten Länge der Tür, gegen die der sich aufblasende Luftsack 56 reagiert, so dass der Luftsack 56 während seiner Entfaltung und während seiner Beanspruchung gegen den Insassen wirksam geführt und stabilisiert wird.
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Wie in 5 zu sehen, kann die Ausfahrplatte 60 oder die Tür 38 mit einer benachbarten Fahrzeugstruktur 84 in Eingriff kommen, um dadurch die Auswärtsschwenkbewegung der Tür 38 und der Ausfahrplatte 60 zu stoppen, um eine weitere Stabilisierung der Luftsackentfaltung zu schaffen. Die benachbarte Fahrzeugstruktur 84 kann die Fahrzeugtür oder der Fahrzeugholm oder eine Armlehne oder ein benachbarter Sitz oder ein Fenster oder ein Lenkrad oder eine andere Fahrzeugstruktur sein.
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In 6 ist eine nicht erfindungsgemäße Ausführungsform einer Luftsacktür 38 und einer Ausfahrplatte 60 gezeigt, wobei die Luftsacktür 38 einen oberen Führungsmechanismus 62 und einen unteren Führungsmechanismus 64 mit einer oberen Führung 66 und einer unteren Führung 68 aufweist, die zu jenen von 1–5 identisch sind. In 6 ist der Ausfahrmechanismus 78 ein ausfahrbarer Zylinder 86 mit einer Kolbenstange 88, einem Zylinder 90 und einem Kolben 92, der an der Kolbenstange 88 befestigt ist und innerhalb des Zylinders 90 verschiebbar ist. Der Zylinder ist entweder an der Tür 38 oder am Gehäuse 22 angebracht. Die Kolbenstange 88 ist an der Ausfahrplatte 60 befestigt. Der Kolben 92 ist innerhalb des Zylinders 90 durch einen erhöhten Druck beweglich, der entweder durch Leiten von Aufblasgas vom Gasgenerator 52, oder durch Aktivieren einer pyrotechnischen Ladung, nicht gezeigt, die im Zylinder 90 aufgenommen ist, oder durch den schnellen Eintritt von Druckfluid oder Druckgas in den Zylinder 90 geliefert werden kann. In 6 kann die Ausfahrbewegung der Tür 38 durch den Kolben 92, der das Ende seiner Bewegung innerhalb des Zylinders 90 erreicht, aufgehalten werden. Als Alternative kann der ausfahrbare Zylinder 86 am Gehäuse an einem Ende und an der Ausfahrplatte am anderen Ende angebracht sein, so dass der ausfahrbare Zylinder auch verwendet werden kann, um zu helfen, die Entfaltungstür während oder vor der Luftsackentfaltung zu öffnen. Die Ausfahrplatten-Entfaltungstür-Schnittstelle könnte eine höhere Reibung oder irgendwelche zerbrechlichen/verformbaren Beeinflussungen aufweisen, so dass die Tür unterstützt werden würde, sich während der Kolbenbewegung zu öffnen, bevor sich die Ausfahrplatte zu weit relativ zur Tür bewegt.
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7 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform der Erfindung, in der die Ausfahrplatte 60 an der Tür 38 durch einen oberen Führungsmechanismus 62 angebracht ist, der aus einem Schlitz 96, der in der Ausfahrplatte 60 vorgesehen ist, und einem Niet 98, der sich von der Tür 38 in den Schlitz 96 erstreckt, besteht. Ebenso umfasst der untere Führungsmechanismus 64 einen Schlitz 102, der in der Ausfahrplatte 60 vorgesehen ist, und einen Niet 104, der an der Tür 38 vorgesehen ist und sich durch den Schlitz 102 erstreckt. In 7 erstreckt sich ein Draht 108 aus einer Formgedächtnislegierung (SMA) zwischen dem Ende der Tür 38 und dem inneren Ende der Ausfahrplatte 60. Ein weiterer SMA-Draht 110 ist an der Unterseite der Tür 38 vorgesehen und erstreckt sich zwischen der Tür 38 und der Ausfahrplatte 60. SMA-Drähte sind in der Industrie bekannt und haben die Eigenschaft, dass sie beim Anlegen eines elektrischen Stroms an den SMA-Draht in der Länge abrupt verkürzt werden. Folglich ist der SMA-Draht eine leichtgewichtige Festkörper-Alternative zu herkömmlichen Aktuatoren wie z. B. hydraulischen, pneumatischen Systemen und Systemen auf Motorbasis. In 7 wurde die Ausfahrplatte 60 durch das Anlegen eines elektrischen Stroms an die SMA-Drähte 108 und 110 in ihre ausgefahrene Position bewegt. In 7 wurde auch die Ausfahrbewegung der Ausfahrplatte 60 durch den Eingriff der Enden der Schlitze 96 und 102 mit den Nieten 98 und 104 der Tür 38 angehalten.
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8 zeigt eine weitere nicht erfindungsgemäße Anordnung der Tür 38 und der Ausfahrplatte 60, wobei der obere Führungsmechanismus 62 ein Paar von beabstandeten Winkelstützen 114 und 116 umfasst, die an der 38 befestigt sind und über die obere Kante der Ausfahrplatte 60 hängen. Der untere Führungsmechanismus 64 ist ähnlich aus einem Paar von Winkelstützen 118 und 120 konstruiert, die sich um die untere Kante der Ausfahrplatte 60 erstrecken. In 8 wurde die Ausfahrplatte 60 durch ein Paar von Druckschraubenfedern 124 und 126, die zwischen der Ausfahrplatte 60 und der Tür 38 wirken, in ihre ausgefahrene Position bewegt. In 8 wird die Ausfahrbewegung der Ausfahrplatte 60 durch ein Türfangband 130 begrenzt, bei dem ein Ende mit der Ausfahrplatte 60 verbunden ist und das andere Ende mit entweder der Tür 38 oder dem Luftsackgehäuse 22 verbunden ist. Als Alternative können die Druckschraubenfedern 124 und 126 am Gehäuse an einem Ende und an der Ausfahrplatte am anderen Ende angebracht sein, so dass die Druckschraubenfedern auch verwendet werden können, um zu helfen, die Entfaltungstür während oder vor der Luftsackentfaltung zu öffnen. Die Ausfahrplatten-Entfaltungstür-Schnittstelle könnte eine höhere Reibung oder irgendeine zerbrechliche/verformbare Beeinflussung aufweisen, so dass die Tür unterstützt werden würde, sich zu öffnen, bevor die Ausfahrplatte sich zu weit relativ zur Tür bewegt.
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In 9 ist eine alternative nicht erfindungsgemäße Ausführungsform gezeigt, in der die Ausfahrplatte 60 durch einen Drehzapfen 132 schwenkbar an der Tür 38 angebracht ist. Eine Torsionsfeder 134 umgibt den Drehzapfen 132 und hat die Ausfahrplatte 60 in ihre ausgefahrene Position gedrängt, in der die Ausfahrplatte 60 nach oben geschwenkt ist, um effektiv die Höhe der Tür 38 in der vertikalen Richtung zu erweitern. In 9 nimmt ein radialer Schlitz 136 in der Ausfahrplatte 60 einen Niet 138 auf, der an der Tür 38 befestigt ist. Der radiale Schlitz 136 und der Niet 138 sind wirksam, um die Schwenkbewegung der Ausfahrplatte 60 um den Drehzapfen 132 zu führen und zu stabilisieren und auch die Bewegung der Ausfahrplatte 60 in ihrer ausgefahrenen Position von 9 zu stoppen. Somit wirken der Drehzapfen 132, der Schlitz 136 und der Niet 138 zusammen, um den Führungsmechanismus zum Bestimmen der Bewegung der Ausfahrplatte 60 zu definieren, und die Torsionsfeder 134 stellt den Ausfahrmechanismus zum Bewegen der Ausfahrplatte 60 in die ausgefahrene Position bereit, wenn die Tür 38 aus dem Gehäuse 22 schwenkt. Außerdem kann ein Türfangband 140 vorgesehen sein, dessen Enden mit der Tür 38 und der Ausfahrplatte 60 verbunden sind, um die Schwenkbewegung der Ausfahrplatte 60 zu begrenzen.
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Obwohl 9 die Ausfahrplatte 60 an der oberen Kante der Tür 38 geschwenkt zeigt, kann die Ausfahrplatte 60 selbstverständlich als Alternative an der unteren Kante der Tür 38 geschwenkt werden. Alternativ können zwei Ausfahrplatten 60 an der Tür 38 schwenkbar gelagert sein, wobei eine nach oben schwenkt und eine andere Ausfahrplatte 60 nach unten schwenkt. Als Alternative kann der Drehzapfen 132 an der vordersten Kante der Tür 38 vorgesehen sein, so dass die Ausfahrplatte 60 in der Richtung schwenkt, um die effektive Länge der Tür 38 zu verlängern. Ferner kann die in 9 gezeigte Schwenkausfahrplatte 60 zu der in 1–6 gezeigten Ausführungsform hinzugefügt werden, so dass die Abmessungen der Tür 38 gleichzeitig in der Aufwärtsrichtung durch eine der Ausfahrplatten und in der Vorwärtsrichtung durch die andere Ausfahrplatte erweitert werden können.
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10, 11 und 12 zeigen verschiedene alternative Anschlagmechanismen zum Begrenzen der Ausfahrbewegung der Ausfahrplatte 60 relativ zur Tür. In 10 ist ein Widerlager 142, das von der Ausfahrplatte 60 getragen wird, mit einem Widerlageranschlag 144, der von der Tür 38 getragen wird, in Eingriff gekommen, um die Ausfahrbewegung der Tür 38 zu begrenzen. In 11 ist eine Reihe von Sperrklinkenfingern 148 an der Ausfahrplatte 60 vorgesehen und sie kommen fortschreitend mit einem Sperrklinkenfinger 150, der an der Tür 38 vorgesehen ist, in Eingriff, wodurch ein Einweg-Sperrklinkenmechanismus geschaffen ist, um irgendeine Rückzugbewegung der Ausfahrplatte 60 während der Luftsackentfaltung zu verhindern. In 12 ist eine Verriegelungskugel 152 innerhalb einer mit Rampe versehenen Aussparung 154 der Tür 38 eingeschlossen und kommt mit einer Rampenoberfläche 158 der Tür 38 in Eingriff, um die Ausfahrbewegung der Ausfahrplatte 60 relativ zur Tür 38 zu stoppen.
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Es wird eingesehen und anerkannt werden, dass, obwohl 1 die trennbare Naht 21 an der Verbindungsstelle der Türfrontstoffbahn 19 und der Seitenstoffbahn 20 angeordnet zeigt, die trennbare Naht 21 alternativ vollständig in der Seitenstoffbahn 20 angeordnet sein. Obwohl die Luftsackanordnung als unter dem Sitzbezuggewebe verborgen gezeigt ist, kann die Luftsackanordnung ferner so angebracht sein, dass vielmehr die Luftsacktür auf der Seite des Sitzes freiliegt, als dass sie unter dem Sitzbezug verborgen ist.
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Es sollte auch eingesehen und anerkannt werden, dass die gezeigten Ausführungsformen einen Seitenluftsack darstellen, der in einer Fahrzeugsitzanwendung angebracht ist. Dieses Konzept kann auf andere Luftsackstellen angewendet werden, wie z. B. am Armaturenbrett angebrachte Beifahrerluftsacks, am Lenkrad angebrachte Fahrerluftsacks, an der Fahrzeugtür angebrachte Seitenaufprallluftsacks, am Dachlängsträger angebracht, und eine andere Luftsackstelle.
