DE102012023928A1

DE102012023928A1 - Fußgänger- und Insassenschutzsystem eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102012023928A1
Application number: DE201210023928
Authority: DE
Inventors: Ulrich Rick; Ronald Büttner
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2012-12-06
Filing date: 2012-12-06
Publication date: 2014-06-12

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fußgängerschutzsystem eines Kraftfahrzeuges (6) aufweisend: – einen Innenluftsack (12, 12', 12''), welcher in seinem expandierten Zustand keilförmig einen durch eine Frontscheibe (9), einen unteren Frontscheiben-querträger (20) und eine Armaturenabdeckung (19) gebildeten Zwischenraum-auffüllt; – einen Außenluftsack (11, 11' 11''), welcher in seinem expandierten Zustand den unteren Frontscheibenquerträger (20), einen unteren Frontscheibenbereich (17) der Frontscheibe (9) und einen Motorhaubenbereich über einem Wasserkanal (22) abdeckt; wobei sich der Außenluftsack (11') und der Innenluftsack (12') über die Gesamtbreite der Frontscheibe (9) innerhalb und außerhalb des Kraftfahrzeugs (6) erstrecken und ein Schutzsystem für Fußgänger bei einem Frontalaufprall bildet.

Description

Es wird ein Fußgänger- und Insassenschutzsystem eines Kraftfahrzeugs beschrieben.
Aus der Druckschrift DE 10 2005 040 358 A1 ist ein Fußgängerschutz-Airbagsystem mit einem in lateraler Richtung einer Fahrzeugkarosserie verlaufendem Airbagmodul zwischen einer hinteren Kante einer Motorhaube und einer vorderen Kante eines Verschalungsaufsatzes angeordnet, ohne die Anordnung von Ansaugöffnungen für Luft oder die Anordnung von Wischern zu beeinflussen. Linke und rechte Enden des Airbagmoduls werden durch die oberen Teile der linken und rechten Stoßdämpfergehäuse getragen. Durch die Stoßdämpfergehäuse ergibt sich eine hohe Steifigkeit, welche eine Reaktionskraft während des Entfaltens des Airbags ermöglicht, ohne dass die Steifigkeit des Verschalungsaufsatzes besonders verstärkt wird.
Ein derartiges Fußgängerschutz-Airbagsystem mit einem in lateraler Richtung einer Fahrzeugkarosserie verlaufendem Airbagmodul weist eine Mehrzahl von Abdeckklappen auf, die beim Entfalten des Airbags entgegen der Fahrtrichtung um entsprechende Scharniere umklappen müssen und bei dem Aufklappvorgang ein zusätzliche Verletzungsgefahr für einen frontalaufprallenden Fußgänger aufgrund der Steifigkeit des Verschalungsaufsatzes bilden. Außerdem geht der Stand der Technik davon aus, dass ein einziges äußeres Airbagmodul ausreicht, um einen frontalaufprallenden Fußgänger wirksam zu schützen.
Aus der Druckschrift DE 101 54 694 A1 sind darüber hinaus ein Verfahren und eine Airbageinrichtung zum Schutz eines Fahrzeuginsassen bekannt. Bei der Ausbildung und/oder Anordnung der Austrittsöffnung für einen Toraxairbag und einen Kopfairbag als Aufprallschutz für jeden Frontinsassen findet zunächst eine Entfaltung des Toraxairbags zu Beginn der Aktivierung der Airbageinrichtung in Richtung zur Frontscheibe und anschließend die Entfaltung des Kopfairbags zur Frontscheibe zwischen Frontscheibe und dem bereits entfalteten Toraxairbags statt. Dennoch verbleibt ein Zwischenraum zwischen dem Kopfairbag und dem unteren Bereich der Windschutzscheibe in dem die Wahrscheinlichkeit des Auftreffens eines Fußgängerkopfes von außen auf diesen ungeschützten inneren Bereich hinter der Windschutzscheibe am größten ist.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, den Platzbedarf für Rückhaltemittel bei einem Frontalaufprall zu vermindem und zusätzliche Design-Freiräume in der Armaturenbrett- und Mittenkonsolengestaltung bei gleichzeitiger Kosteneinsparung und Erweiterung der Sicherheitsschutzfunktionen von Sicherheitsschutzvorrichtungen zu schaffen. Darüber hinaus ist es Aufgabe der Erfindung den Schutz für einen Frontalaufprall eines Fußgängers weiter zu verbessen.
Diese Aufgabe wird mit dem Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch ein Fußgängerschutzsystem eines Kraftfahrzeuges mit einem Innenluftsack und einem Außenluftsack, welches ein Schutzsystem für Fußgänger bei einem Frontallaufprall bildet. Der Innenluftsack ist dabei derart ausgebildet, in seinem expandierten Zustand keilförmig einen durch eine Frontscheibe, einen unteren Frontscheibenquerträger und eine Armaturenabdeckung gebildeten Zwischenraum auszufüllen. Der Außenluftsack ist weiter derart ausgebildet, in seinem expandierten Zustand den unteren Frontscheibenquerträger, einen unteren Frontscheibenbereich der Frontscheibe und einen Motorhaubenbereich über einem Wasserkanal abzudecken. Sowohl der Innenluftsack als auch der Außenluftsack erstrecken sich dabei über die Gesamtbreite innerhalb und außerhalb des Kraftfahrzeuges.
Ein derartiger Fußgängerschutz hat den Vorteil, dass sich der Raumbedarf für den Einbau dieses Schutzsystems gegenüber herkömmlichen bekannten Rückhaltesystemen deutlich verkleinert und die Funktionalität trotz des verminderten Raumbedarfs vergrößert ist. Dazu ist es vorgesehen, dass sich ein, die gesamte Breite des Kraftfahrzeugs überdeckender Schutz für einen auf dem unteren Frontscheibenbereich aufprallenden Kopf oder Körper eines Fußgängers ausbildet, zumal bei einer derartigen frontalen Aufprallcharakteristik nicht nur ein Außenluftsack aktiviert wird, sondern gleichzeitig sich ein Innenluftsack über die gesamte Frontbreite in dem Zwischenraum zwischen der Frontscheibe, dem Frontscheibenquerträger und der Armaturenabdeckung ausbreitet, sodass weder Kopf noch Körper eines Fußgängers ungedämpft auf die Frontscheibe aufprallen oder die Frontscheibe ungedämpft durchdringen können.
Da jedoch gemäß dieser ersten Ausführungsform der Erfindung sich der Innenluftsack des Luftsackmoduls von einer zentralen Position in der Frontmitte des Kraftfahrzeugs über den Zwischenraum ausbreitet, und den bisher ungeschützten freien Zwischenraum zwischen einem unteren Frontscheibenbereich und der Armaturenabdeckung auffüllt, wird ein Frontalaufprall eines Fußgängers selbst nach Bersten der Frontscheibe noch wirkungsvoll gedämpft. Dabei ist es entscheidend, dass der Innenluftsack nicht der Abstützung oder dem Schutz der Frontscheibe, sondern ausschließlich einen verbesserten Schutz des frontal aufprallenden Fußgängers bildet, indem der Innenluftsack ebenfalls wie der Außenluftsack eine volle Auffang- und Dämpfungswirkung entfaltet.
In einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass der Innenluftsack und der Außenluftsack in einem Luftsackmodul angeordnet sind und in einem Modulgehäuse des Luftsackmoduls der komprimierte Außenluftsack, der komprimierte Innenluftsack und ein Gaserzeuger angeordnet sind. Dieser kompakte Aufbau ist relativ raumsparend und kann als Zubehör vorgefertigt werden. Für ein derartiges kompaktes Fußgängerschutzsystem ist eine zentrale Anordnung unterhalb eines unteren Querträgers der Frontscheibe vorteilhaft, bei der ein in einen Wasserkanal hineinragender Teil des Luftsackmoduls den Außenluftsack aufweist und ein in den Innenraum des Kraftfahrzeugs unterhalb einer Armaturenabdeckung hineinragender Teil des Luftsackmoduls den Innenluftsack in komprimiertem Zustand aufweist.
Dabei kann das Luftsackmodul platzsparend in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges vor und nach sowie unterhalb des Frontscheibenquerträgers in einem zentralen Frontbereich integriert sein.
Weiterhin weist eine Ausführungsform der Erfindung eine Motorhaube mit federelastisch vorgespannte Spreizscharniere oberhalb des Wasserkanals auf, wobei die Spreizscharniere die Motorhaube bei Frontalaufprall eines Fußgängers aufspringen lassen. Die Spreizscharniere ermöglichen in einem nicht aktivierten Zustand ein normales Öffnen der Motorhalbe um eine Schwenkachse der Scharniere. Erst bei einer Erfassung eines Frontalaufpralls eines Fußgängers wird die federelastische Vorspannung freigegeben und die Motorhaube in dem Scharnierbereich um eine vorgegebene Spreizung angehoben.
Mit der Erfindung wird weiter ein Fußgänger- und Insassenschutzsystem eines Kraftfahrzeugs angegeben, welches ein oben beschriebenes Fußgängerschutzsystem und einen ersten zentralen Luftsack aufweist, der sich als Insassenschutz in einem expandierten Zustand über eine Gesamtbreite eines Frontsitzbereichs des Kraftfahrzeugs zwischen einer Frontscheibe und Frontinsassen erstreckt.
Das Fußgänger- und Insassenschutzsystem des Kraftfahrzeugs weist den ersten zentralen Luftsack auf, der sich als Insassenschutz nach Entfaltung über eine Gesamtbreite eines Frontsitzbereichs eines Kraftfahrzeugs zwischen einer Frontscheibe und Frontinsassen erstreckt. Das Luftsackmodul, das einen Außenluftsack und einen Innenluftsack aufweist, dient vorrangig als Fußgängerschutzsystem. Ferner weist das Fußgänger- und Insassenschutzsystem ein Gehäuse in dem mindestens der erste komprimierte Luftsack und ein Gaserzeuger angeordnet sind. Das Gehäuse des ersten zentralen Luftsacks ist in einem zentralen Frontbereich unterhalb der Frontscheibe des Kraftfahrzeugs angeordnet, und bildet eine Rückhaltesystem für die Frontinsassen aus. Von diesem Gehäuse örtlich getrennt weist das Fußgänger- und Insassenschutzsystem ein Modulgehäuse für das Luftsackmodul auf. Das Luftsackmodul mit dem Außenluftsack und dem Innenluftsack wird bei einem Frontalaufprall eines Fußgängers aktiviert.
Ein Vorteil dieses Fußgänger- und Insassenschutzsystems eines Kraftfahrzeugs ist es, dass sich der Raumbedarf für den Einbau dieses Schutzsystems gegenüber herkömmlichen bekannten Rückhaltesystemen für die Frontinsassen deutlich verkleinert und die Funktionalität trotz des verminderten Raumbedarfs vergrößert ist. Dazu ist es vorgesehen, dass sich zusätzlich zum Schutz der Frontinsassen ein weiterer, die gesamte Breite des Kraftfahrzeugs überdeckender Schutz für einen auf dem unteren Frontscheibenbereich aufprallenden Kopf oder Körper eines Fußgängers ausbildet, zumal bei einer derartigen frontalen Aufprallcharakteristik nicht nur ein Außenluftsack aktiviert wird, sondern gleichzeitig ein Innenluftsack sämtliche Zwischenräume zwischen der Frontscheibe und dem ersten zentralen Luftsack auffüllt, sodass weder Kopf noch Körper eines Fußgängers ungedämpft auf die Frontscheibe aufprallen oder die Frontscheibe ungedämpft durchdringen können.
Da jedoch gemäß dieser ersten Ausführungsform der Erfindung sich der Innenluftsack des Luftsackmoduls von einer zentralen Position in der Frontmitte des Kraftfahrzeugs über die gesamte Frontbreite zwischen der Frontscheibe, dem Lenkrad und dem ersten Luftsack ausbreitet, und den bisher ungeschützten freien Zwischenraum zwischen einem unteren Frontscheibenbereich und der Armaturenabdeckung und dem Insassenluftsack auffüllt, wird ein Frontalaufprall eines Fußgängers selbst nach Bersten der Frontscheibe noch wirkungsvoll gedämpft. Dabei ist es entscheidend, dass der Innenluftsack nicht der Abstützung oder dem Schutz der Frontscheibe, sondern ausschließlich einen verbesserten Schutz des frontal aufprallenden Fußgängers bildet, indem der Innenluftsack des Luftsackmoduls ebenfalls wie der Außenluftsack des Luftsackmoduls eine volle Auffang- und Dämpfungswirkung entfalten.
Der erste Luftsack und die beiden Luftsäcke des Luftsackmoduls können unabhängig voneinander oder gleichzeitig und miteinander expandieren, je nachdem, wie die separaten Gasgeneratoren aktiviert werden. In jedem Fall müssen die Luftsäcke bei einem Aufprallunfall auf ein entsprechendes Volumen gebracht werden, damit sie in Wirkverbindung miteinander treten können und ihre Rückhaltefunktion bei gleichzeitigem Fußgängerschutz voll entfalten können.
Dabei kann eine Beeinträchtigung der Rückhaltefunktion eintreten, wenn einer der Frontinsassen durch Vorbeugen oder andere Bewegungen sich außerhalb einer normalen Sitzposition bei Aktivierung des Rückhaltesystems befindet. Deshalb kann ein Bestandteil des Fußgänger- und Insassenschutzsystems ein Sensorsystem sein, das beim Auslösen der Entfaltung der Luftsäcke die Sitzposition der zu schützenden Insassen in Relation zu dem jeweiligen Luftsack anpasst und aus dem Ergebnis dieser Anpassung Zeitpunkt und Umfang der Luftsackexpansion ableitet.
Darüber hinaus kann auch ein Auslösegerät vorgesehen werden, das die Richtung und die Intensität eines Aufpralls und auch die Sitzbelegung erfasst und in Abhängigkeit von derartigen Signalen die Luftsäcke einzeln oder in Kombination auslöst. Ferner kann das Fußgänger- und Insassenschutzsystem Druckentlastungsventile aufweisen, die mit einer Sitzbelegungssensorik über eine Steuereinrichtung in Wirkverbindung stehen, um den Gasstrom für die Luftsäcke in Abhängigkeit von der Sitzposition und der Sitzbelegung im Frontbereich des Kraftfahrzeugs beispielsweise verringert, wenn sich beispielsweise ein Kind in der Expansionszone des ersten zentralen Luftsacks aufhält.
Auch kann der erste zentrale Luftsack eine innere und eine äußere Kammer aufweisen, wobei die äußere Kammer nach einem Primäraufprall zusammenfällt und die innere Kammer noch solange einen Gasdruck aufrechterhält, dass sie für einen eventuellen Sekundäraufprall noch ein schützendes Rückhaltepolster bildet. Zusätzlich kann die Expansionsgeschwindigkeit des ersten Luftsacks und des Außenluftsacks durch ein Anbringen von Tastelementen geregelt sein, so dass Berührungssignale beim Entfalten des Luftsacks eine Verringerung der Expansionsgeschwindigkeit bewirken können.
Darüber hinaus können Gasverteilungseinrichtungen für das Fußgänger- und Insassenschutzsystem vorgesehen sein, um die Gesamtbreite des Frontbereichs zwischen Windschutzscheibe und Frontinsassen gleichmäßig mit dem ersten und dem Innenluftsack aufzufüllen. Darüber hinaus kann der Gasgenerator Stufen aufweisen, so dass der erste Luftsack oder das Luftsackmodul mit dem Außen- und dem Innenluftsack stufenweise expandieren.
Darüber hinaus ist es vorgesehen, dass der expandierte erste Luftsack derart strukturiert ist, dass er im expandierten Zustand jeweils eine Bauchigkeit zu den Frontinsassen hin aufweist und eine Einschnürung im Bereich einer Mittenkonsole des Kraftfahrzeugs ausbildet, so dass der erste Luftsack flügelartig zu den Frontsitzen expandiert.
Darüber hinaus ist es möglich, dass der erste komprimierte Luftsack mit einem ersten Gaserzeuger in einem Gehäuse und das Luftsackmodul mit den komprimierten Außen- und Innenluftsäcken mit einem zweiten Gaserzeuger in einem räumlich getrennten Modulgehäuse angeordnet sind. Diese Anordnung beziehungsweise Trennung der Positionen des Gehäuses und des Modulgehäuses hat den Vorteil, dass sie jeweils räumlich näher zu ihrem endgültigen Expansionsbereich angeordnet werden können.
Wenn auch der erste komprimierte Luftsack und das Luftsackmodul in räumlich getrennten Gehäusen angeordnet sind, so ist es dennoch möglich, dass sie mit einem gemeinsamen Gaserzeuger in Wirkverbindung stehen. Das hat nicht nur den Vorteil, dass ein Gaserzeuger eingespart werden kann, sondern auch den Vorteil, dass eine absolute Gleichzeitigkeit der Expansion der drei Luftsäcke erreicht werden kann. Dennoch ist es bei gemeinsamer Gaserzeugung mittels einem gemeinsamen Gaserzeuger auch möglich, durch Verzögerungsklappen oder Verzögerungsventile in den Zuleitungen zu den räumlich getrennt angeordneten Luftsäcken in den getrennten Gehäusen ein gezieltes zeitliches nacheinander erfolgendes Expandieren des ersten Luftsacks und der Luftsäcke des Luftsackmoduls zu ermöglichen.
Für den ersten Luftsack in dem Gehäuse ergeben sich im zentralen Mittenbereich des Frontbereichs mehrere unterschiedliche Integrationsmöglichkeiten des Luftsackgehäuses.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es deshalb vorgesehen, dass das Luftsackgehäuse mit dem komprimierten ersten Luftsack in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs nach und unterhalb des Frontscheibenquerträgers sowie unterhalb einer Armaturenabdeckung in dem zentralen Frontbereich angeordnet ist.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der erste Luftsack derart strukturiert, dass er in dem expandierten Zustand jeweils eine Bauchigkeit zu den Frontinsassen hin aufweist und in vorteilhafter Weise ein flügelartige Struktur aufweist. Ferner ist es vorgesehen, dass der erste Luftsack in komprimiertem Zustand in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs zwischen einem Querträger der Armaturenabdeckung und dem Frontscheibenquerträger oder nach dem Querträger der Armaturenabdeckung integriert ist.
Darüber hinaus ist es vorgesehen, das Gehäuse des ersten Luftsacks an einer Befestigungstraverse, die zwischen einer Stirnwand und dem Querträger der Armaturenabdeckung fixiert ist, in beliebiger Position an der Befestigungstraverse zu integrieren. Mit dem Einbau einer derartigen Befestigungstraverse kann eine Abdeckung einer Auslassöffnung für eine Expansion des ersten Luftsacks an das Design des Cockpits des Kraftfahrzeugs angepasst werden.
Ferner ist es möglich mindestens einen der Luftsäcke in dem komprimierten Zustand als gummielastische Membran auszubilden, die unter einem Druck des Gaserzeugers einen expandierten stoßdämpfenden Zustand einnimmt. Dabei kann der mindestens eine Luftsack nach einer Expansion und nach einem Auslassen des Gasdruckes über eine Auslassventil in den komprimierten Zustand der gummielastische Membran zurückkehren, was den Vorteil einer mehrfachen Wiederverwendung des Luftsackes aufweist, wobei lediglich der Gaserzeuger nach einer Expansion auszutauschen ist. Ein derartiger Gaserzeuger kann sich aus mehreren Mikrogasgeneratoren zusammensetzen, was den Vorteil einer Gewichts- und Raumersparnis aufweist.
Für diese Erfindung wird eine Verwendung des Fußgänger- und Insassenschutzsystems in einem Kraftfahrzeug beansprucht, wobei das Kraftfahrzeug ein der Ausführungsformen dieses Fußgänger- und Insassenschutzsystem im Frontbereich aufweist.
Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Figuren näher erläutert.
1 zeigt eine Prinzipskizze eines Fußgänger- und Insassenschutzsystems gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
2 zeigt eine Prinzipskizze des Fußgänger- und Insassenschutzsystems gemäß 1 mit einem Fußgängerschutzsystem, das einen expandierten Außen- und einen Innenluftsack aufweist;
3 zeigt eine Prinzipskizze eines Fußgänger- und Insassenschutzsystems gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
4 zeigt eine Prinzipskizze des Fußgänger- und Insassenschutzsystems gemäß 3 mit einem Fußgängerschutzsystem, das einen expandierten Außen- und einen expandierten Innenluftsack aufweist;
5 zeigt eine Prinzipskizze eines Fußgänger- und Insassenschutzsystems gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung mit einer Befestigungstraverse für das Gehäuse des ersten Luftsacks;
6 zeigt eine Prinzipskizze des Fußgänger- und Insassenschutzsystems 3 gemäß 5 mit expandiertem Fußgängerschutzsystem und einem Insassen Rückhaltesystem.
1 zeigt eine Prinzipskizze eines Fußgänger- und Insassenschutzsystems 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Das Fußgänger- und Insassenschutzsystem 1 weist einen ersten zentralen Luftsack 7 auf, der sich als Insassenschutz in einem expandierten Zustand über eine Gesamtbreite eines Frontsitzbereichs 8 des Kraftfahrzeugs 6 zwischen einer Frontscheibe 9 und Frontinsassen 10 erstreckt. Ferner weist das Fußgänger- und Insassenschutzsystem 1 ein Luftsackmodul 25 mit einem Innenluftsack 12 und einem Außenluftsack 11 auf, das ein Schutzsystem für Fußgänger bei einem Frontalaufprall bildet.
Bei dieser ersten Ausführungsform der Erfindung ist das Fußgänger- und Insassenschutzsystem 1 unter einer Armaturenabdeckung 19 in zwei getrennten Gehäusen, einem Gehäuse 14 und einem Modulgehäuse 14', wie es 1 zeigt, angeordnet. Zur Orientierung zeigt 1 ein Kartesisches Koordinatensystem, wobei x die Fahrtrichtung ist, y ist die Richtung quer zur Fahrtrichtung, und z ist die vertikale Richtung in Bezug auf ein Kraftfahrzeug 6.
Die Ausdrücke ”nach” oder ”hinter” in Bezug auf die Fahrtrichtung beziehen sich auf die x-Achse des Koordinatensystems und liegen in entgegengesetzten Richtungen zu der positiven x-Achse. Die Ausdrücke ”vor” oder ”entgegen” in Bezug auf die Fahrtrichtung beziehen sich auf die positive x-Achse des Koordinatensystem. Die Ausdrücke ”unter” und ”unterhalb” oder ”über” und ”oberhalb” beziehen sich auf die Z-Achse des Koordinatensystem.
Die prinzipielle Darstellung der 1 konzentriert sich auf die Darstellung des Luftsackmoduls 25 mit einem Außenluftsack 11 und einem Innenluftsack 12, die zusammen einen unteren Querträger 20 der Frontscheibe 9 in einem unteren Frontscheibenbereich 17 umhüllen und einen Frontalaufprall eines Fußgängers im expandierten Zustand beider Luftsäcke 11 und 12 wirkungsvoll dämpfen können.
Dazu zeigt 1 eine Prinzipskizze des Fußgänger- und Insassenschutzsystems 1 gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung. Diese erste Ausführungsform unterscheidet sich von dem Stand der Technik dadurch, dass das Fußgänger- und Insassenschutzsystems 1 vor dem unteren Frontscheibenquerträger 20 im Bereich des Wasserkanals 22 einen Außenluftsack 11 und zusätzlich oberhalb einer Stirnwand 21, die den Motorraum von dem Fahrgastraum trennt, einen Innenluftsack 12 aufweist. Diese beiden Luftsäcke 11 und 12 sind zusammen in einem gemeinsamen Modulgehäuse 14' angeordnet. Die beiden Luftsäcke 11 und 12 werden von einem gemeinsamen Gaserzeuger 15' versorgt und zum Expandieren gebracht. Der Gaserzeuger 15' kann sich aus Mikrogaserzeugern zusammensetzen, die den Raumbedarf des Luftsackmoduls 25 verringern.
Bei dem Fußgängerschutz wurde besonderes Augenmerk auf den Kopfaufschlag oder dem so genannten ”Pedpro-Impact” gelegt, wobei der untere Frontscheibenquerträger 20 besonders energieverzehrend ausgeführt ist. Die dabei benötigten freien Raumtiefen, die für einen Kopf eines Fußgängers 40 mm oder auch mehr betragen, erfordern zusätzlich die Anpassung der Gestaltung der Verkleidungsteile wie beispielsweise hier die Gestaltung des Wasserkanals 22, der ebenfalls energieaufzehrend ausgebildet sein kann.
Dazu zeigt 1 eine Integrationsmöglichkeit des Fußgänger- und Insassenschutzsystems 1, wobei das Luftsackmodul 25 teilweise unterhalb des unteren Querträgers der Frontscheibe angeordnet ist und mit dem Außenluftsack 11 in den Wasserkanal 22 hineinragt, während der Innenluftsack 12 unter der Armaturenabdeckung 19 und der Instrumententafel und in x-Richtung hinter dem Querträger 20 der Frontscheibe 9 und hinter der Stirnwand 21 in den Innenraum des Kraftfahrzeugs 6 hineinragt. Damit ist der Innenluftsack 12 des Luftsackmodul 25 in unmittelbarer Nähe eines aufzufüllenden Zwischenraums 13 zwischen dem unterem Fronscheibenbereich 17 und Armaturenabdeckung 19, sowie dem expandierten ersten zentralen Luftsack 7 in den Frontbereich des Kraftfahrzeugs integriert.
Dabei expandieren die beiden Luftsäcke 11 und 12 über ihre Auslässe 26 beziehungsweise 27 in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs 6 vor und hinter dem unteren Frontscheibenträger 20 im unteren Frontscheibenbereich 17, wie es die nächste 2 veranschaulicht.
Während der Außenluftsack 11 und der Innenluftsack 12 in einem komprimierten Zustand in dem Modulgehäuse 14' mit dem gemeinsamen Gaserzeuger 15' angeordnet sind, ist das erste Gehäuse 14 mit dem ersten zentralen Luftsack 7 zwischen einem Querträger 18 der Armaturenbrettabdeckung 19 und dem unteren Querträger 20 der Frontscheibe 9 unterhalb der Armaturenbrettabdeckung 19 fixiert, so dass das Gehäuse 14 mit seinem komprimierten Luftsack 7 und einem ersten Gaserzeuger 15 unter der Armaturenabdeckung 19 verschwindet.
In Querrichtung y ist dieser Insassenschutz in einem zentralen Frontbereich 16 angeordnet, wobei der erste zentrale Luftsack 7 im expandierten Zustand ein Schutzsystem für beide Frontinsassen bildet und sich nicht nur in die gezeigte Pfeilrichtung A ausbreitet, sondern vor allem gleichzeitig auch quer zu dieser Pfeilrichtung A, nämlich in beiden Richtungen der Querachse y, so dass beide Frontinsassen bei einem Frontalunfall durch diesen einzelnen expandierten zentral angeordneten Luftsack 7 geschützt werden.
Mit dieser zentralen Anordnung des kombinierten Fußgänger- und Insassenschutzsystems 1 in der Fahrzeugmitte wird nicht nur künftigen Gesetzesanforderungen genüge getan, sondern auch gleichzeitig eine neue Integrationsstrategie für ein neues Konzept für den Insassenschutz geschaffen, bei dem durch die zentrale Anordnung des ersten Luftsackes 7 im Mittenbereich 16 des Kraftfahrzeugs 6 eine weitreichende Designfreiheit für den Innenraum im Frontbereich des Kraftfahrzeugs 6 bereitgestellt wird.
Diese Designfreiheit betrifft primär die Instrumententafel mit der Armaturenabdeckung 19, das Cockpit sowie das Lenkrad 23. Mit dieser zentralen Lage im Mittenbereich 16 des Kraftfahrzeugs 6 kann das kombinierte Fußgänger- und Insassenschutzsystem 1 einfacher in das Umfeld im zentralen Frontbereich 16 des Kraftfahrzeugs 6 integriert werden und der Einbau wirtschaftlicher und kostengünstiger ausgeführt werden, wobei dennoch eine verbesserte Schutzfunktion für Fußgänger und Insassen erfüllt wird.
Das zugehörige Gehäuse 14 des ersten zentralen Luftsackes 7 kann weiterhin auch an unterschiedlichen Positionen zwischen dem Querträger 18 der Armaturenabdeckung 19 und dem unteren Querträger 20 der Frontscheibe 9 sowie entgegen der Fahrtrichtung x sogar hinter dem Querträger 18 der Armaturenabdeckung angeordnet sein. Dabei deckt der zentrale expandierte Luftsack 7 praktisch den Zwischenraum zwischen den Frontinsassen 10 und der Frontscheibe 9 des Kraftfahrzeugs 6 ab. Dabei bildet sich ein freibleibender Zwischenraum 13 zwischen der Windschutzscheibe 9 hinter einem unteren Frontscheibenbereich 17 aus, der nicht von dem expandierten ersten zentralen Luftsack 7 geschützt oder abgedeckt ist.
Dieser Frontscheibenbereich 17 ist jedoch ein Bereich, in dem bei einem Frontalaufprall mit einem Fußgänger ohne Fußgängerschutzsystem der Fußgänger mit dem Kopf oder seinem Körper durch die Scheibe schlagen und hart auf der Armaturenabdeckung 19 landen und eventuell ungeschützt frontseitig auf das Lenkrad 23 prallen kann. Um diesen Aufprall zu dämpfen, weist das Fußgänger- und Insassenschutzsystem 1 das oben beschriebene Luftsackmodul 25 in dem Modulgehäuse 14' mit dem Innenluftsack 12 und dem Außenluftsack 11, sowie dem Gaserzeuger 15' auf.
2 zeigt eine Prinzipskizze des Fußgänger- und Insassenschutzsystems 1 gemäß 1 mit expandiertem Fußgängerschutzsystem. Komponenten mit gleichen Funktionen wie die Komponenten in 1 werden mit den gleichen Bezugszeichen in den nachfolgenden Figuren gekennzeichnet und nicht extra erörtert.
Dazu expandiert in 2 der Außenluftsack 11 über den Außenauslass 26, der in einem Mittenbereich des in den Wasserkasten 22 hineinragenden Teilbereichs des Luftsackmoduls 25 angeordnet ist. Da der Außenauslass 26 zwar unterhalb des unteren Frontscheibenquerträgers 20, jedoch in Fahrtrichtung vor der Frontscheibe 9 im unteren Frontscheibenbereich 17 angeordnet ist, kann somit ein Frontalaufprall eines Fußgängers noch vor dem Frontscheibenbereich 17 abgefangen und gedämpft werden. Gleichzeitig füllt der expandierte Innenluftsack 12' den bereits oben beschriebenen Zwischenraum 13, so dass der für einen Fußgänger gefährliche untere Querträger 20 der Frontscheibe 9 vollständig von dem aufpralldämpfenden Fußgängerschutzsystem umhüllt ist.
3 zeigt eine Prinzipskizze eines Fußgänger- und Insassenschutzsystems 2 gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Diese zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der Ausführungsform gemäß 1 dadurch, dass das gemeinsame Modulgehäuse 14' des Innen- und Außenluftsackes 12 bzw. 11 im Bereich des Außenluftsackes 11 innerhalb des Wasserkanals 22 in Bezug auf die vertikale Richtung z nach oben ausgerichtet ist und einen Außenauslass 26 für ein Expandieren des Außenluftsacks 11 aufweist, der auf den unteren Frontscheibenbereich 17 ausgerichtet ist. Ein Innenauslass 27 des Modulgehäuses 14' ist in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs 6 hinter dem Frontscheibenbereich 17 zum Zwischenraum 13 hin für ein Expandieren des Innenluftsacks 12 ausgerichtet. Somit bildet das Modulgehäuse 14' im Querschnitt ein U mit einem Außenschenkel für den Außenluftsack 11 und einem Innenschenkel für den Innenluftsack 12, wobei der Gaserzeuger 15' des Luftsackmoduls 25 zwischen Außen- und Innenschenkel angeordnet ist.
Darüber hinaus zeigt diese zweite Ausführungsform der Erfindung eine neue Variante eines wiederverwendbaren Luftsackes für beispielsweise den ersten zentralen Luftsack 7, der zur Auslassöffnung hin im komprimierten Zustand eine elastomere Membran 30 aufweist, die bei Druckbeaufschlagung durch den Gaserzeuger 15 einen gummielastischen stoßdämpfenden expandierten Zustand ausbildet, und sich zu einen gummielastischen Luftsack aufbläht, und sich nach der Expansion und nach Öffnen eines Auslassventils wieder zu der elastomere Membran 30 in den komprimierten Zustand zusammenzieht. Lediglich der Gaserzeuger ist nach einer Expansion auszutauschen. In analoger Weise können auch die Auslässe 26 und 27 durch entsprechende Membranen im komprimierten Zustand geschlossen sein und sich bei Druckbeaufschlagung zu dem Außenluftsack 11 und dem Innenluftsack 12, wie es die nachfolgende 4 zeigt aufblähen.
4 zeigt eine Prinzipskizze des Fußgänger- und Insassenschutzsystems 2 gemäß 3 mit expandiertem Fußgängerschutzsystem, wobei der Außenluftsack 11' zielgerichtet den unteren Frontscheibenbereich 17 abdeckt. Der expandierte Innenluftsack 12' beziehungsweise 12'' füllt den Zwischenraum 13 auf und nimmt in dem Bereich zum Lenkrad 23 hin die strichpunktierte Kontur an.
Dennoch wird beim Expandieren des ersten Luftsacks 7 in Richtung des hier gezeigten Frontinsassen 10 eine Schutzzone und eines hier nicht gezeigten Beifahrers eine weitere Schutzzone beibehalten und somit die jeweils eine zugeordnete Rückhaltewirkung sowohl für den hier gezeigten Insassen 10 in dem Fahrersitz 24 als auch in der Beifahrerposition sichergestellt.
5 zeigt eine dritte Ausführungsform der Erfindung eines Fußgänger- und Insassenschutzsystems 3 mit einer weiteren Integrationsmöglichkeit des ersten zentralen Luftsacks 7 unter der Armaturenabdeckung 19 des Kraftfahrzeugs 6. Diese Integrationsmöglichkeit unterscheidet sich von den vorhergehenden dadurch, dass eine Befestigungstraverse 28 zwischen der Stirnwand 21 und dem Querbalken 18 vorgesehen ist, an der in beliebiger Position zwischen der Stirnwand 21 und dem Querträger 18 der erste zentrale Luftsack 7 fixiert werden kann. Wenn auch in 5 nur eine mittige Position des ersten Luftsacks 7 zwischen der Stirnwand 21 und dem Querträger 18 der Armaturenabdeckung 19 gezeigt wird, so ist es mittels der Befestigungstraverse 28 möglich den ersten zentralen Luftsack 7 an einer beliebigen Stelle zur optimalen Gestaltung des Cockpits zwischen der Stirnwand und dem Querträger 18 der Armaturenabdeckung 19 anzuordnen.
6 zeigt eine Prinzipskizze des Fußgänger- und Insassenschutzsystems 3 gemäß 5 mit expandiertem Fußgängerschutzsystem und Insassen Rückhaltesystem. Dabei hat sich beim Expandieren des komprimierten Luftsacks 12 des gemeinsamen Modulgehäuse 14' der Luftsack 12 keilförmig zwischen die Armaturenabdeckung 19 und den unteren Frontscheibenbereich 17 geschoben und kann sich über die hier gezeigte Position des entfalteten Luftsacks 12' bis zu einer weiteren Position 12'', die mit strichpunktierter Linie markiert ist, insbesondere in Fahrtrichtung vor dem Lenkrad 23 und versetzt in Querrichtung y zur Mittenposition 16, ausbreiten.
Dadurch ist gewährleistet, dass jeglicher Zwischenraum 13 zwischen dem sich nahezu gleichzeitig entfaltenden ersten Luftsack 7 und der Frontscheibe 9 frontal aufpralldämpfend aufgefüllt werden kann. Die hier mit strichpunktierter Linie entfaltete Kontur des zweiten Luftsacks 12'' in Querrichtung y versetzt von dem entfalteten Luftsackbereich 12' kann sich ungehindert ausbreiten, zumal der entsprechend expandierte Bereich des ersten Luftsacks 7'' den Zwischenraum in Fahrtrichtung x vor dem Lenkrad 23 nicht erreichen bzw. auffüllen kann, wie es eine doppeltstrichpunktierte Linie zeigt.
Das Auffüllen dieses Bereichs mit dem Zwischenraum 13 in Fahrrichtung vor dem Lenkrad 23 ist für den Fahrer des Kraftfahrzeugs auf dem hier gezeigten Fahrersitz 24 nicht erforderlich, wobei auch bei herkömmlichen Front-Luftsack-Lösungen üblicherweise der Raum in Fahrtrichtung x vor dem Lenkrad 23 nicht durch den expandierenden ersten Luftsack 7' vollständig aufgefüllt wird. Die hier gezeigte Kontur des expandierten Luftsacks 7'' mit der Begrenzung im Lenkradbereich ist vollständig ausreichend für die Sicherheit des Fahrers auf dem Fahrersitz 24, jedoch zum Schutz des Fußgängers wird auch in dem Zwischenraum 13 in Fahrrichtung hinter dem Lenkrad der Innenluftsack 12'' beim Expandieren eindringen.
Durch die Luftsackexpansionen ergänzen sich die geschützten Bereiche 7', 11' und 12' sowie 7'' und 12'' vollständig zueinander und stellen somit eine vollständige Dämpfung auch für einen bei einem Frontalaufprall in Höhe des Frontscheibenbereichs 17 auf den expandierten Außenluftsack 11' aufprallenden Körper eines angefahrenen Fußgängers bereit, da die beiden Luftsäcke 11 und 12 von einem gemeinsamen Gaserzeuger 15' versorgt und expandiert werden. Dabei expandieren die beiden Luftsäcke 11 und 12 wie bereits oben erwähnt in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs 6 vor und hinter dem unteren Frontscheibenbereich 17.
Obwohl zumindest beispielhafte Ausführungsformen in der vorhergehenden Beschreibung gezeigt wurden, können verschiedene Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden. Die genannten Ausführungsformen sind lediglich ein Beispiel und nicht dazu vorgesehen, den Gültigkeitsbereich, die Anwendbarkeit oder die Konfiguration des Fußgänger- und Insassenschutzsystems in irgendeiner Weise zu beschränken. Vielmehr stellt die vorhergehende Beschreibung dem Fachmann einen Plan zur Umsetzung von beispielhaften Ausführungsformen des Fußgänger- und Insassenschutzsystems zur Verfügung, wobei zahlreiche Änderungen in der Funktion und der Anordnung des Fußgänger- und Insassenschutzsystems gemacht werden können, ohne den Schutzbereich der angefügten Ansprüche und ihrer rechtlichen Äquivalente zu verlassen.
Bezugszeichenliste

1: Schutzsystem (1. Ausführungsform)
2: Schutzsystem (2. Ausführungsform)
3: Schutzsystem (3. Ausführungsform)
6: Kraftfahrzeug
7, 7', 7'': erster Luftsack
8: Frontsitzbereich
9: Frontscheibe
10: Frontinsasse
11, 11', 11'': Außenluftsack
12, 12', 12'': Innenluftsack
13: Zwischenraum
14: Gehäuse
14': Modulgehäuse
15, 15': Gaserzeuger
16: zentraler Frontbereich
17: Frontscheibenbereich
18: Querträger
19: Armaturenbrettabdeckung
20: Frontscheibenquerträger
21: Stirnwand
22: Wasserkanal
23: Lenkrad
24: Fahrersitz
25: Luftsackmodul
26: Außenauslass
27: Innenauslass
28: Befestigungstraverse
29: Motorhaube
30: Membran

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102005040358 A1 [0002]
DE 10154694 A1 [0004]

Claims

Fußgängerschutzsystem eines Kraftfahrzeuges (6) aufweisend: – einen Innenluftsack (12, 12', 12''), welcher in seinem expandierten Zustand keilförmig einen durch eine Frontscheibe (9), einen unteren Frontscheibenquerträger (20) und eine Armaturenabdeckung (19) gebildeten Zwischenraumauffüllt; – einen Außenluftsack (11, 11' 11''), welcher in seinem expandierten Zustand den unteren Frontscheibenquerträger (20), einen unteren Frontscheibenbereich (17) der Frontscheibe (9) und einen Motorhaubenbereich über einem Wasserkanal (22) abdeckt; wobei sich der Außenluftsack (11') und der Innenluftsack (12') über die Gesamtbreite der Frontscheibe (9) innerhalb und außerhalb des Kraftfahrzeugs (6) erstrecken und ein Schutzsystem für Fußgänger bei einem Frontalaufprall bildet.
Fußgängerschutzsystem nach Anspruch 1, wobei der Außenluftsack (11, 11' 11'') und der Innenluftsack (12, 12', 12'') in einem komprimierten Zustand zusammen mit einem Gaserzeuger (15') in einem Modulgehäuse (14'), angeordnet sind.
Fußgängerschutzsystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Innenluftsack (12, 12', 12'') und der Außenluftsack (11, 11' 11'') in einem Luftsackmodul (25) angeordnet sind und das Luftsackmodul (25) in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs vor und nach sowie unterhalb des Frontscheibenquerträgers (20) in einem zentralen Frontbereich (16) integriert ist.
Fußgängerschutzsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Motorhaube (29) federelastisch vorgespannte Spreizscharniere oberhalb des Wasserkanals aufweist, wobei die Spreizscharniere die Motorhaube (29) bei Frontalaufprall eines Fußgängers aufspringen lässt.
Fußgängerschutzsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Luftsackmodul (5) als Gasgenerator Mikrogasgeneratoren aufweist.
Fußgänger- und Insassenschutzsystem eines Kraftfahrzeugs (6) aufweisend: – ein Fußgängerschutzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5; – einen ersten zentralen Luftsack (7'), der sich als Insassenschutz in einem expandierten Zustand über eine Gesamtbreite eines Frontsitzbereichs (8) des Kraftfahrzeugs (6) zwischen einer Frontscheibe (9) und Frontinsassen (10) erstreckt.
Schutzsystem nach Anspruch 6, wobei der erster Luftsack (7) in einem komprimierten Zustand zusammen mit einem Gaserzeuger (15) in einem Gehäuse (14) in dem zentralen Frontbereich (16) unterhalb der Frontscheibe (9) des Kraftfahrzeugs (6) angeordnet ist.
Schutzsystem nach Anspruch 6 oder 7, wobei der erste Luftsack (7') derart strukturiert ist, dass er in dem expandierten Zustand jeweils eine Bauchigkeit zu den Frontinsassen (10) hin aufweist.
Schutzsystem nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei der erste Luftsack (7) in komprimiertem Zustand und das Luftsackmodul (25) mit dem Innenluftsack (12) und dem Außenluftsack (11) in komprimiertem Zustand räumlich getrennt angeordnet sind und mit einem einzigen gemeinsamen Gaserzeuger (15) in Wirkverbindung stehen.
Schutzsystem nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei der erste Luftsack (7) in komprimiertem Zustand in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs (6) zwischen einem Querträger (18) der Armaturenabdeckung und dem Frontscheibenquerträger (20) oder nach dem Querträger (18) unter der Armaturenabdeckung (19) integriert ist.
Schutzsystem nach einem der Ansprüche 6 bis 10, wobei das Gehäuse (14) des ersten Luftsacks (7) an einer Befestigungstraverse (26) die zwischen einer Stirnwand (21) und dem Querträger (18) der Armaturenabdeckung fixiert ist, in beliebiger Position der Befestigungstraverse (26) integriert ist.
Schutzsystem nach einem der Ansprüche 6 bis 11, wobei mindestens einer der Luftsäcke (7, 11, 12) in dem komprimierten Zustand als gummielastische Membran ausgebildet ist, die unter einem Druck des Gaserzeugers einen expandierten stoßdämpfenden Zustand aufweist.
Schutzsystem nach Anspruch 12, wobei der mindestens eine Luftsack (7, 11, 12) nach einer Expansion und nach einem Auslassen des Gasdruckes über eine Auslassventil den komprimierten Zustand der gummielastische Membran ausweist.
Schutzsystem nach Anspruch 13, wobei mindestens die Gaserzeuger (15, 15') nach einer Expansion austauschbar sind.
Kraftfahrzeug mit einem Fußgänger- und Insassenschutzsystem (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 14.