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Die Erfindung betrifft eine Sicherheitseinrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Sicherheitseinrichtungen für Kraftfahrzeuge, in denen zum Insassenschutz bei einer Crashsituation ein als Airbag bezeichneter Gassack aufgeblasen wird, sind allgemein bekannt. Derartige Airbags sind in vielfältigsten Ausführungsformen für verschiedenste Anwendungsfälle bekannt, so zum Beispiel als sogenannter Knieairbag, der im Bereich einer Armaturen- bzw. Instrumententafel eines Fahrzeugs angeordnet ist. Ein Beispiel für eine derartige Knieairbagmodulanordnung ist in der den Stand der Technik zeigenden 3 dargestellt. Konkret ist hier ein Knieairbagmodul 100, das aus einem Gasgenerator 101 mitsamt Knieairbag 102 besteht, im, bezogen auf die Fahrzeughochachsenrichtung z unteren Bereich einer Instrumententafel 103 hinter dieser angeordnet. In der 3 ist weiter noch ein Beifahrerairbagmodul 104 gezeigt, das herkömmlicher Bauart sein kann.
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Im Fall einer durch den Blitz 105 lediglich äußerst schematisch dargestellten Aktivierung des Knieairbagmoduls 100 wird eine hier nicht im Detail dargestellte Airbagaustrittöffnung 106 im unteren Wandbereich 109 der Instrumententafel 103 freigegeben, zum Beispiel durch Wegverlagerung einer hier nicht gezeigten Abdeckung, so dass sich der Knieairbag 102 durch die Knieairbagaustrittöffnung 106, wie durch die beiden Pfeile 107 dargestellt, im Innenraum des Fahrzeugs vor einem zugeordneten, zu schützenden Kniebereich 108 eines hier nicht weiter dargestellten Fahrzeuginsassen entfalten kann. Der Knieairbag 102 erstreckt sich hierbei vom unteren Wandbereich 109 ausgehend nach oben im Wesentlichen entlang eines vorderen, stirnseitigen Wandbereichs 110 der Instrumententafel, um einen großflächigen Aufprallschutz für den Kniebereich 108 auszubilden. Bei einem derartigen Aufbau wird der Knieairbag 102, wie dies in der 3 lediglich schematisch und strichliert durch den Pfeil 111 eingezeichnet ist, regelmäßig in Fahrzeuglängsachsenrichtung x nach vorne vom Insassen weg in den Fußraumbereich verschoben, was gegebenenfalls sogar dazu führen kann, dass, je nach Aufprallsituation, der Insasse mit seinem Unterbein- bzw. Kniebereich in den Bereich unterhalb der Instrumententafel 103 „abtaucht”. Um dieses Abtauchen zu verhindern, werden die Instrumententafeln 103, wie in der 3 lediglich schematisch gezeigt, mit einer relativ großen Höhe, bezogen auf die Fahrzeughochachsenrichtung z, ausgebildet, oder es wird ein sehr großvolumiger Airbag vorgesehen, was jedoch wiederum die konstruktiven und designerischen Freiheiten beim Aufbau von Fahrzeugen, insbesondere von Fahrzeuginnenräumen, reduziert.
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Demgegenüber ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Sicherheitseinrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem im Fahrzeuginnenraum im Bereich einer Instrumententafel angeordneten Knieairbagmodul zu schaffen, das bei einem einfachen Aufbau erhöhte konstruktive und designerische Freiheitsgrade bei der Auslegung einer Instrumententafel und/oder eine hohe Abstützsicherheit für einen mit einem Kniebereich in den Airbag eintauchenden Fahrzeuginsassen zur Verfügung stellt.
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Diese Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der darauf rückbezogenen Unteransprüche.
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Gemäß Anspruch 1 wird eine Sicherheitseinrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem im Fahrzeuginnenraum im Bereich einer Instrumententafel angeordneten Knieairbagmodul vorgeschlagen, das einen Knieairbag aufweist, der im aktivierten Zustand im Wesentlichen im Bereich unterhalb der Instrumententafel aufblasbar ist. Erfindungsgemäß weist die Sicherheitseinrichtung weiter ein Abstützelement auf, das bei einer Aktivierung eines Knieairbagmoduls mittels einer Betätigungseinrichtung dergestalt aus einer Ruhestellung in eine von der Instrumententafel aus nach unten in den Fußraum einragende Abstützstellung überführbar ist, dass sich der aufgeblasene Knieairbag bei einer Kraftbeaufschlagung am Abstützelement abstützt und von diesem im Wesentlichen in der vorgesehenen Abstützposition gehalten ist. Mittels einer derartigen erfindungsgemäßen Lösung wird der Knieairbag mittels des wenigstens einen Abstützelements so in der Abstützposition abgestützt und gehalten, dass der Knieairbag bei einem Aufprall eines Fahrzeuginsassen nicht aus seiner Abstützposition nach vorne vom Insassen weg in den Fußraumbereich verschoben werden kann. Weiter wird mit einem derartigen Aufbau auch auf einfache Weise ein Abtauchen eines Beinbereiches eines Fahrzeuginsassen unterhalb die Instrumententafel vermeidbar.
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Dadurch ergeben sich wesentliche konstruktive und designerische Freiheiten bei der Auslegung und Konstruktion von Instrumententafeln, zum Beispiel dergestalt, dass diese in Fahrzeughochachsenrichtung gesehen wesentlich schlanker ausgebildet werden kann als dies bei herkömmlichen, einen Kniebereich schützenden Knieairbagmodulanordnungen der Fall ist und wie sie beispielsweise in der zuvor gewürdigten 3 dargestellt sind. Weiter kann der Knieairbag hier mit einem reduzierten Volumen ausgebildet werden, da keine eventuelle Verlagerung des Knieairbags mehr auftreten kann.
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Gemäß einer besonders bevorzugten erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass das Abstützelement und/oder der Knieairbag, letzterer insbesondere hinsichtlich seines Volumens, so ausgelegt und/oder angeordnet ist oder sind, dass zwischen dem am Abstützelement abgestützten Knieairbag und dem Fußboden des Fahrzeugs lediglich noch ein solcher definierter Freiraum verbleibt, der insbesondere ein Abtauchen des Fahrzeuginsassen in den Fußraumbereich unterhalb der Instrumententafel zuverlässig verhindert.
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Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten konkreten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Sicherheitseinrichtung eine Halterichtung und/oder ein Anschlagelement aufweist, mittels der bzw. mittels dem das Abstützelement bei einer Kraftbeaufschlagung durch den Knieairbag funktionssicher in der Abstützstellung gehalten ist. Die Halteeinrichtung und/oder das Anschlagelement können dabei entweder durch die Betätigungseinrichtung selbst, was nachfolgend noch in Verbindung mit einzelnen Ausführungsbeispielen näher erläutert wird, oder aber auch durch eine separate Baueinheit zusätzlich zur Betätigungseinrichtung gebildet sein.
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Das Abstützelement selbst ist bevorzugt plattenförmig ausgebildet. Eine derartige Abstützplatte bietet eine funktionssichere, relativ großflächige Möglichkeit der Abstützung.
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Gemäß einer ersten konkreten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Sicherheitseinrichtung ist das Abstützelement durch eine Schwenkplatte gebildet, die um eine Schwenk- bzw. Scharnierachse in die Abstützstellung schwenkbar ist, wobei bevorzugt vorgesehen ist, dass die Schwenkplatte im Ruhezustand einen Wandbereich der Instrumententafel ausbildet.
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Beispielsweise kann die Schwenkplatte über Sollbruchstellen, wie diese zum Beispiel in Verbindung mit der Ausbildung von Airbagdeckeln bekannt sind, integralen Bestandteil einer Instrumententafelwand bilden, so dass bei einer Aktivierung des Abstützelementes dieses auf einfache Weise aus der Ruhestellung in die Abstützstellung überführt werden kann. Dadurch ergibt sich eine hochintegrative Lösung, die einfachst in bestehende Instrumententafelaufbauten integriert werden kann.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung hierzu ist vorgesehen, dass die Schwenkplatte mit einem bei einer Airbagaktivierung betätigbaren Kraftspeicher als Betätigungseinrichtung gekoppelt ist. Ein derartiger Kraftspeicher kann zum Beispiel ein Federelement oder aber auch eine Zylinder-Kolben-Einheit sein. Mit einem derartigen Kraftspeicher kann die Schwenkplatte in die Abstützstellung überführt und bevorzugt dort auch gehalten werden, so dass der Kraftspeicher hier in einer bevorzugten Doppelfunktion gleichzeitig als Betätigungseinrichtung und Halteeinrichtung fungiert. Mit einem derartigen Kraftspeicher, insbesondere mittels einer Zylinder-Kolben-Einheit, kann bei einer Kraftbeaufschlagung der Schwenkplatte zudem eine Aufpralldämpfung mit einer gewünschten Kraft-Weg-Kennung eingestellt bzw. vorgegeben werden.
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Gemäß einer konkreten alternativen Ausführungsform kann das Abstützelement auch durch eine im Wesentlichen linear verlagerbare Prallplatte gebildet sein, insbesondere durch eine im Ruhezustand, bezogen auf den Fahrzeuginnenraum, hinter der Instrumententafel aufgenommene Prallplatte gebildet sein, die bei einer Betätigung mittels der Betätigungseinrichtung im Wesentlichen linear und/oder geführt mittels einer Führungseinrichtung in die Abstützstellung ausfährt bzw. ausgefahren wird.
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In Verbindung mit einem derartigen Aufbau, bei dem eine Prallplatte im Wesentlichen linear verlagert und, lässt sich auf einfache Weise ein instrumententafelseitiger Anschlag vorsehen, an dem die Prallplatte in ihrer Abstützstellung bei einer Kraftbeaufschlagung durch den Knieairbag anliegt und sich abstützt. Alternativ oder zusätzlich dazu kann die Prallplatte auch mit einem bei einer Airbagaktivierung betätigbaren Kraftspeicher als Betätigungseinrichtung gekoppelt sein, mittels dem die Prallplatte in die Abstützstellung überführbar sowie gegebenenfalls dort auch haltbar ist. Auch hier kann somit wieder in einer vorteilhaften Doppelfunktion die Prallplatte mit einer gleichzeitig als Betätigungseinrichtung und Halteeinrichtung fungierenden Baueinheit sowohl in die Abstützstellung überführt als auch dort gehalten werden, wodurch sich die Bauteilvielfalt vorteilhaft reduzieren lässt. Auch hier kann wiederum, wie bereits zuvor in Verbindung mit der Schwenkplatte ausgeführt, der Kraftspeicher zum Beispiel durch ein Federelement oder aber besonders bevorzugt durch eine stabil bauende Zylinder-Kolben-Einheit gebildet sein, die gegebenenfalls als separat ansteuerbare Einheit zur zum Beispiel Änderung der Dämpfungs- und Abstützwirkung ausgebildet sein kann.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass das Abstützelement benachbart zu und unabhängig von einer ein- oder mehrteiligen Abdeckung, die eine Airbagaustrittöffnung im nicht aktivierten Zustand des Knieairbagmoduls verschließt und die die Airbagaustrittöffnung im aktivierten Zustand des Knieairbagmoduls freigibt, im Bereich der Instrumententafel gelagert und/oder angeordnet sein. Durch eine derartige unabhängige Ausgestaltung des Airbagmoduls einerseits und der Abstützeinrichtung andererseits wird eine hohe Funktionssicherheit gewährleistet. Alternativ dazu kann in Verbindung mit einer hochintegrativen und bauteilsparenden Lösung aber auch vorgesehen sein, dass das Abstützelement durch eine eine Airbagaustrittöffnung verschließende oder freigebende, ein- oder mehrteilige Abdeckung gebildet ist, die von dem Knieairbag als Betätigungseinrichtung in ihre Abstützstellung überführbar ist.
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In diesem Fall kann dann die Abdeckung zum Beispiel durch eine um eine Schwenk- oder Scharnierachse aufschwenkbare Abdeckplatte gebildet sein. Um die Abstützfunktion der Abdeckklappe sicherzustellen kann vorgesehen sein, dass sich diese Abdeckklappe in der kraftbeaufschlagten Abstützstellung an einem Anschlag im Bereich der Instrumententafel abstützt und/oder im Bereich der Scharnierachse mit solchen Anschlägen ausgebildet ist, dass die Abdeckklappe nur bis zu einem definierten Schwenkwinkel aufschwenkbar ist, zum Beispiel nur soweit aufschwenkbar ist, dass die Abdeckklappe im Wesentlichen in Fahrzeughochachsenrichtung verläuft.
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Weiter kann das Abstützelement grundsätzlich ein- oder mehrteilig ausgebildet sein, wobei es in der Abstützstellung, wie bereits zuvor ausgeführt, bevorzugt im Wesentlichen vertikal, bezogen auf die Fahrzeughochachsenrichtung, nach unten in den Fußraum einragt. Gegen diese senkrechte Stellung geneigte Ausgestaltungen sind selbstverständlich jederzeit möglich und sollen ausdrücklich vom Schutzumfang mitumfasst sein.
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Gemäß einer besonders bevorzugten konkreten Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass das Knieairbagmodul einem Beifahrerbereich einer Instrumententafel zugeordnet ist und dort in einem, bezogen auf die Fahrzeughochachsenrichtung unteren Wandbereich angeordnet ist. Alternativ dazu kann das Knieairbagmodul jedoch auch zum Beispiel fahrerseitig im Bereich links und/oder rechts einer Lenksäule angeordnet sein bzw. werden.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung näher erläutert.
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Es zeigen:
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1a schematisch eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Sicherheitseinrichtung,
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1b schematisch eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Sicherheitseinrichtung,
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2 schematisch eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgmäßen Sicherheitseinrichtung, und
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3 schematisch eine Sicherheitseinrichtung mit einem Knieairbagmodul gemäß dem Stand der Technik.
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In der 1 ist schematisch und beispielhaft ein Querschnitt durch eine Instrumententafel 1 eines Fahrzeugs gezeigt, hinter deren unteren Wandbereich 2 ein Knieairbagmodul 3 mit Gasgenerator 4 und Airbag 5 angeordnet ist. Oberhalb des Knieairbagmoduls 3 ist hier lediglich beispielhaft schematisch ein Beifahrerairbagmodul 6 gezeigt und angeordnet.
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Wird im Falle eines Unfalls das Knieairbagmodul 3 aktiviert, was schematisch durch den Blitz 7 dargestellt ist, dann wird eine Airbagaustrittöffnung 8 im unteren Wandbereich 2 der Instrumententafel freigegeben, in dem zum Beispiel eine die Airbagaustrittöffnung 8 verschließende und hier nicht dargestellte Abdeckung von dieser weg verlagert wird, so dass der Airbag 5 vor einem Kniebereich 9 eines hier nicht weiter dargestellten Fahrzeuginsassen in einer gewünschten, definierten Weise aufgeblasen wird, insbesondere dergestalt aufgeblasen wird, dass sich der Airbag 5 vom unteren Wandbereich 2 ausgehend bis zu einem vorderen, stirnseitigen Wandbereich 10 der Instrumententafel 1 erstreckt und einen großflächigen Aufprallschutz ausbildet.
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Im Wesentlichen gleichzeitig mit der Aktivierung des Knieairbagmoduls 3 wird, was in der 1a ebenfalls wiederum lediglich äußerst schematisch und beispielhaft durch einen Blitz 11 dargestellt ist, eine hier durch eine Zylinder-Kolben-Einheit 12 symbolisch dargestellte Betätigungseinrichtung dergestalt aktiviert, dass eine in der nicht gezeigten Ruhestellung integraler Bestandteil des unteren Wandbereichs 2 bildende Schwenkklappe 13 entsprechend des strichlierten Pfeils 14 aus ihrer Ruheposition in die in der 1a gezeigte Abstützstellung 15 ausgeschwenkt und dort von der Zylinder-Kolben-Einheit 12 gehalten wird. In dieser Abstützstellung 15 ragt die Schwenkklappe 13 als Abstützelement von der Instrumententafel 1 bzw. dem unteren Wandbereich der Instrumententafel 1 ausgehend nach unten entlang einer definierten Wegstrecke in einen Fußraum 16 ein, so dass sich der aufgeblasene Knieairbag 5, wie dies in der 1a lediglich äußerst schematisch und beispielhaft dargestellt ist, bei einer Kraftbeaufschlagung durch den Kniebereich 9 des Fahrzeuginsassen an der Schwenkklappe 13 abstützt und von dieser Schwenkklappe 13 in der vorgesehenen Airbag-Abstützposition 23 gehalten wird und somit der Knieairbag 5 nicht aus der gezeigten Airbag-Abstützposition 23 nach vorne vom Insassen weg in den Fußraumbereich verschoben werden kann bzw. ein Abtauchen eines Beinbereichs des Fahrzeuginsassen unter die Instrumententafel 1 zuverlässig bzw. weitestgehend vermieden werden kann.
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Die Aktivierung von sowohl dem Knieairbagmodul 3 als auch von der hier symbolisch die Betätigungseinrichtung und Halteeinrichtung symbolisierenden Zylinder-Kolben-Einheit 12 erfolgt dabei bevorzugt gesteuert mittels einer Steuereinrichtung, bevorzugt mittels einer gemeinsamen Steuereinrichtung, die wiederum Eingangssignale zur Aktivierung der Module von einer entsprechenden Crash- bzw. Pre-Crash-Sensorik erhält.
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Um zu vermeiden, dass die Schwenkklappe 13 bei einer Kraftbeaufschlagung durch den Knieairbag 5 wieder aus der Abstützstellung 15 in Richtung Ruheposition zurückverschwenkt wird, ist die Zylinder-Kolben-Einheit 12 hier so ausgelegt, dass diese die Schwenkklappe 13 im Wesentlichen in der Abstützstellung 15 hält. Mit der Zylinder-Kolben-Einheit 12 kann in diesem Zusammenhang gegebenenfalls auch eine zusätzliche Dämpfungsmöglichkeit vorgesehen sein, und zwar dergestalt, dass diese kraftbegrenzt nachgibt, wenn besonders hohe Kraftspitzen und Kraftbeaufschlagungen vorliegen sollten.
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In der 1b ist eine alternative Ausgestaltung zur Ausführungsform nach 1b gezeigt, die für übereinstimmende Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen ist.
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Im Unterschied zur Ausgestaltung nach 1a ist hier anstelle einer Schwenkklappe 13 eine linear verlagerbare Prallplatte 17 als Abstützelement vorgesehen, die mittels eines Aktuators und/oder einer Zylinder-Kolben-Einheit oder auch anderer Kraftspeicher aus der in der 1b mit strichlierten Linien eingezeichneten Ruheposition in die in der 1b eingezeichnete Abstützposition, und zwar linear bzw. geführt entlang einer hier nicht dargestellten Führungseinrichtung, in die Abstützstellung 15 überführt werden kann. Lediglich äußerst schematisch ist in der 1b zudem ein Anschlagelement 18 im Bereich der Instrumententafel 1 dargestellt, an dem sich die Prallplatte bei einer Kraftbeaufschlagung vorzugsweise mehr oder weniger flächig abstützt, um ein Verlagern der Prallplatte 17 vom Kniebereich 9 und damit vom Insassen weg zu vermeiden. Weiter kann auch die Betätigungseinrichtung hier zudem unterstützend als Halteeinrichtung wirken, so dass bei einer Kraftbeaufschlagung vermieden wird, dass die Prallplatte 17 wieder zurück in ihre Ruheposition verlagert wird.
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Sowohl bei der Ausgestaltung nach der 1b als auch bei der Ausgestaltung nach der 1a kann zum Beispiel vorgesehen sein, dass im Falle einer Zylinder-Kolben-Einheit diese in an sich bekannter Weise pyrotechnisch aktiviert wird.
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Ansonsten entspricht der Aufbau der Ausführungsform gemäß 1b demjenigen gemäß 1a.
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In der 2 ist schließlich eine weitere alternative Ausführungsform gezeigt, bei der das in der 1a durch die Schwenkklappe 13 und in der 1b durch die Prallplatte 17 gebildete Abstützelement nun nicht mehr benachbart zu- und unabhängig von einer Airbagaustrittöffnung bzw. einer Abdeckung einer Airbagaustrittöffnung ausgebildet und angeordnet ist. Vielmehr ist hier das Abstützelement durch eine die Airbagaustrittöffnung 8 im nicht aktivierten Zustand des Knieairbagmoduls 3 verschließende Abdeckklappe 19 gebildet, die bei einer Airbagaktivierung (Blitz 20) von dem Knieairbag 5 als Betätigungseinrichtung in ihre Abstützstellung 15 entsprechend dem Pfeil 14 überführbar ist.
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Die Abdeckklappe 19 wird dabei um eine Scharnierachse 21 geschwenkt, die beispielsweise so ausgebildet ist, dass diese nur bis zu dem in der 2 gezeigten, definierten Schwenkwinkel aufschwenkbar ist, bei dem die Abdeckklappe 19 im Wesentlichen vertikal nach unten in den Fußraum einragt.
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Auch hier könnten alternativ zu der gezeigten Anschlagvariante im Bereich der Scharnierachse 21 zusätzliche Abstützelemente und/oder Halteeinrichtungen vorgesehen sein, die die Halterung der Abdeckklappe 19 in der gezeigten Abstützposition 15 unterstützen und/oder sicherstellen.
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In Verbindung mit der 2 ist eine weitere alternative Anordnungsmöglichkeit des Knieairbagmoduls 3 gezeigt, nämlich im Bereich einer Wandeinschnürung 22 des unteren Wandbereichs der Instrumententafel 1. Dadurch soll ausdrücklich zum Ausdruck gebracht werden, dass die Anordnung des Knieairbagmoduls 3 im Bereich der Instrumententafel 1 auf unterschiedlichste und vielfältigste Weise erfolgen kann und jedwede Positionierungsmöglichkeit vom Schutzumfang umfasst sein soll.
