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QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
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Nicht zutreffend.
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ERKLÄRUNG ÜBER STAATLICH GEFÖRDERTE FORSCHUNG
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Nicht zutreffend.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Aktivpolster zum Aufprallschutz von Insassen in Kraftfahrzeugen und im Einzelnen auf die Lenkung der Verteilung von Aufblasgas während des Aufblasens des Polsters.
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Ein Aktivpolster ist eine Art von Fahrzeuginsassenschutzvorrichtung, die eine mit Gas aufblasbare Blase zur Aufnahme von Stößen und Reduzierung von Insassentrauma während eines Zusammenpralls aufweist. Im Gegensatz zur Entfaltung von Airbag-Kissen durch verschiedene Öffnungen nutzen Aktivpolster die Innenauskleidungsoberfläche selbst, um sich zu Beginn eines Zusammenprallereignisses durch die Wirkung eines Aufblasgases auszudehnen, um den Aufprall aufzunehmen und Energie abzuführen. In der gleichzeitig anhängigen, am 26. Juni 2010 eingereichten US-Anmeldungsveröffentlichung US 2011/0316300 A1 mit dem Titel ”Active Knee Bolster for Automotive Vehicle”, die hiermit in ihrer Gesamtheit aufgenommen wird, wird ein in eine Handschuhfachklappe integriertes Aktivkniepolster offenbart, das leicht und optisch ansprechend ist. Aktivpolster werden gemeinhin zum Seitenaufprallschutz auch in Türverkleidungen integriert.
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Bei einer typischen Struktur enthält ein Aktivpolster eine Blase, die aus einer äußeren oder vorderen Wand besteht, die einem Fahrzeuginsassen zugewandt ist und entlang einem versiegelten Umfang an einer inneren oder hinteren Wand angebracht ist. Eine der Wände oder beide Wände ist/sind zur Bereitstellung einer aufblasbaren Blase verformbar. Die Wände sind anfangs nur geringfügig voneinander beabstandet, wenn sie sich in ihrem nicht aufgeblasenen Zustand befinden. Dies ermöglicht das Einströmen von Aufblasgas auf eine Art und Weise, durch die ein gleichmäßiges Aufblasen über die Platte hinweg erzielt wird.
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Die innere und äußere Wand eines typischen Aktivpolsters bestehen aus geformten Thermoplasten wie Polyethylen, Polyolefin oder PVC. Sie können blasgeformt oder spritzgegossen sein. Die innere Wand weist gewöhnlich eine plissierte Struktur auf, die sich während des Aufblasens ziehharmonikaartig entfaltet, um das sich vergrößernde Blasenvolumen zur Bildung eines Aufprallkissens bereitzustellen. Ein zentraler Abschnitt der inneren Wand wird gegen eine Reaktionsfläche wie einen Strukturrahmen oder eine Strebe des Fahrzeugs abgestützt.
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Das zum Aufblasen eines Aktivpolsters während eines Zusammenprallereignisses benötigte Druckgas wird durch eine Aufblaseinrichtung (Inflator) bereitgestellt. Die Aufblaseinrichtung weist einen Behälter auf, der ein pyrotechnisches Material und andere Substanzen zur schnellen Erzeugung einer großen Menge an sich ausdehnendem Gas bei Auslösung enthält. Das Gas wird durch eine Düse in die Blase abgegeben.
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Typischerweise ist in der inneren Wand eine Einbuchtung oder Ausnehmung zur Unterbringung der Aufblaseinrichtung vorgesehen. Ein Grund für die Platzierung der Düse innerhalb der Blase bestand darin, das Aufblasgas direkt mit der Blase zu koppeln, wodurch keine Kanäle oder anderen Mittel zur Beförderung des Gases erforderlich sind.
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Da das Aufblasen sehr schnell erfolgen muss, steht das abgegebene Gas unter einem hohen Druck. Die sich daraus ergebende auf die Kunststoffwände der Blase ausgeübte Strukturbelastung gerade in den Bereichen, auf die das Gas direkt aufprallt, ist ausreichend hoch, um eine zusätzliche Dehnung dieser Bereiche zu bewirken. Die lokalisierten Spannungen erzeugen entsprechende Auswölbungen in den Wänden, die zu unregelmäßiger Entfaltung, Energieverlust und möglichem Reißen führen. Energieverluste erfordern möglicherweise die Verwendung einer größeren, kostenintensiveren Aufblaseinrichtung. Zur Beseitigung dieser Probleme könnte zum Zerstreuen des abgegebenen Gases eine Ablenkkappe an der Düse befestigt werden; jedoch würden sich die Herstellungskosten und der erforderliche Montageaufwand negativ auf die Gesamtkosten des Polsters auswirken.
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KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Bei einem Aspekt der Erfindung wird ein Aktivpolster zum Schutz einer Person in einem Fahrgastsitzraum in einem Kraftfahrzeug während eines Zusammenprallereignisses bereitgestellt. Eine ausdehnbare innere Wand liegt an einer Reaktionsfläche des Fahrzeugs an, wobei die innere Wand eine Einbuchtung aufweist, die ein erstes und ein zweites Ende, die einander gegenüberliegen, und eine zentrale Mulde aufweist. Eine ausdehnbare äußere Wand liegt über der inneren Wand und stellt eine Class-A-Innenauskleidungsoberfläche des Fahrzeugs bereit. Die äußere Wand und die innere Wand weisen äußere Umfangsränder auf, die miteinander verbunden sind, um einen Haupthohlraum dazwischen bereitzustellen. Die Einbuchtung in der inneren Wand erstreckt sich von der äußeren Wand weg. Eine Aufblaseinrichtung ist zumindest teilweise in der Einbuchtung eingebaut und weist eine Auslassdüse mit mehreren Auslassdurchgängen zum radialen Abgeben eines Aufblasgases gegen die Einbuchtung und die äußere Wand als Reaktion auf das Zusammenprallereignis, um den Haupthohlraum aufzublasen, auf. Die innere Wand der zentralen Mulde enthält mehrere erste Verteilerrippen, die von der inneren Wand zur Düse hin vorstehen, wobei die ersten Verteilerrippen im Wesentlichen parallel zueinander sind und bogenförmigen Bahnen folgen, so dass mindestens ein Gaskanal mit einander gegenüberliegenden Enden bereitgestellt wird, die sich aus der zentralen Mulde in den Haupthohlraum entleeren. Die äußere Wand enthält mehrere zweite Verteilerrippen, die von der äußeren Wand zur zentralen Mulde hin vorstehen. Die zweiten Verteilerrippen sind so ausgerichtet, dass sie Aufblasgas von der zentralen Mulde zu den äußeren Umfangsrändern hin leiten.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Es zeigen:
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1 eine Perspektivansicht eines Aktivpolsters der Erfindung von hinten;
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2 einen Querschnitt eines Polsters des Standes der Technik, in dem eine Aufblaseinrichtung vor ihrer Aktivierung gezeigt wird;
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3 einen Querschnitt des Polsters des Standes der Technik von 2 zu Beginn des Aufblasens;
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4 einen Querschnitt eines Aktivpolsters der Erfindung im Anfangsstadium des Aufblasens;
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5 eine Perspektivteilansicht von innen, die Verbreitungsrippen an der äußeren Wand zeigt;
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6 einen Querschnitt, der einen sich durch die Verteilerrippen der Erfindung ergebenden verteilten Aufblasgasstrom zeigt.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Unter Bezugnahme auf 1 umfasst ein Aktivpolster 10 eine innere Wand 11 und eine äußere Wand 12, die an ihren äußeren Umfangsrändern 13 verbunden sind. Die Wände 11 und 12 sind aus einem geeigneten Thermoplast (wie Polyethylen, Polyolefin oder PVC) hergestellt und werden vorzugsweise unter Einsatz von Spritzgieß- oder anderen Formverfahren ausgebildet, die für die Ausbildung einer als Gasverteilerkanäle wirkenden gerippten Oberfläche geeignet sind, wie im Folgenden beschrieben werden wird. Bei der Verwendung einer inneren und äußeren Wand 11 und 12, die getrennt geformt wurden, sind die äußeren Umfangsränder 13 durch eine Verschweißung versiegelt (z. B. Vibrationsschweißen oder Heizelementschweißen).
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Die innere Wand 11 weist eine Reihe von Falten 14 auf, die dazu ausgeführt sind, sich während des Aufblasens so auszuweiten, dass sich die äußere Wand 12 nach außen zu einem Fahrzeuginsassen hin ausdehnt. Die innere Wand 11 enthält zum Erzeugen einer sich von der äußeren Wand 12 weg erstreckenden Ausnehmung zur Aufnahme einer Aufblaseinrichtung 20 auch eine Einbuchtung 15. Die Einbuchtung 15 weist einander gegenüberliegende Enden 16 und 17, an denen die Aufblaseinrichtung 20 angebracht ist, auf. Eine zentrale Mulde 18 zwischen den Enden 16 und 17 nimmt den Hauptkörper der Aufblaseinrichtung 20 auf. Eine elektrische Signalleitung 21 ist mit der Aufblaseinrichtung 20 und mit einer/einem nicht gezeigten Steuerung/Treiber auf herkömmliche Weise gekoppelt.
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Wie im Querschnitt in 2 gezeigt ist, enthält die Aufblaseinrichtung 20 einen länglichen Zylinder mit einer Düse 22 an einem Ende und einem Verbindungskörper 23 am anderen Ende. Die Enden 16 und 17 der Einbuchtung weisen Befestigungsöffnungen 25 bzw. 24 auf. Bei der Montage kann die Aufblaseinrichtung 20 durch die Öffnung 24 eingeführt werden, bis sich eine mit einem Gewinde versehene Verlängerung 26 durch die Öffnung 25 erstreckt. Eine Mutter 27 befestigt die Verlängerung 26, und die Öffnungen 24 und 25 sind versiegelt, um einen Gasverlust während des Aufblasens zu vermeiden.
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Die Wände 11 und 12 sind voneinander beabstandet, um einen Haupthohlraum 30 bereitzustellen. Bei Aktivierung der Aufblaseinrichtung 20 wird ein Aufblasgas erzeugt, das, wie in 3 gezeigt, durch die Düse 22 in den Haupthohlraum 30 abgegeben wird. Obwohl eine gleichmäßige Entfaltung, bei der sich die Wände 11 und 12 entsprechend einer vordefinierten Form trennen, erwünscht ist, haben an verschiedene Abschnitte der Wände 11 und 12 angelegte ungleichmäßige Spannungen möglicherweise zu unerwünschten Auswölbungen 31 und 32 geführt. Derartige Auswölbungen entsprechen einer zusätzlichen Dehnung der Kunststoffwände und Verlusten an Energie, die eher zum Erwirken der Gesamtausdehnung der Blase verwendet werden könnten. Darüber hinaus wiesen Ausführungen des Standes der Technik auch scharfe Ecken 33 und 34 auf, an denen sich Spannungen konzentrieren und wodurch Energieverlust und Risspotenzial weiter erhöht werden.
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Ein verbessertes Polster 39 der vorliegenden Erfindung ist in 4–6 gezeigt. Ein Haupthohlraum 40 ist zwischen einer inneren Wand 41 und einer äußeren Wand 42, die an ihren äußeren Umfangsrändern miteinander verbunden sind, bereitgestellt. Die äußere Wand 42 stellt eine Class-A-Oberfläche in einer Kraftfahrzeuginnenauskleidung bereit (und kann mit einer Außenhaut bedeckt sein oder nicht bedeckt sein). Die innere Wand 41 ist an einer Reaktionsfläche wie einer Handschuhfachklappe, einem Armaturenbrettrahmen oder einem Fahrzeugtürrahmen befestigt und/oder stützt sich daran ab. Eine Einbuchtung 43 ist als eine Ausnehmung in der inneren Wand 41 ausgebildet und erstreckt sich von der äußeren Wand 42 weg. Die Einbuchtung 43 weist einander gegenüberliegende Enden 44 und 45 und eine zentrale Mulde 46 auf. Wie zuvor beschrieben, ist eine Aufblaseinrichtung 47 in der Einbuchtung 43 eingebaut. Eine Düse 48 der Aufblaseinrichtung 47 weist mehrere Auslassdurchgänge 57 auf, die das Aufblasgas als Reaktion auf die Aktivierung während eines Zusammenprallereignisses gegen die Einbuchtung 43 und die äußere Wand 42 radial abgeben.
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Die Einbuchtung 43 weist eine Innenfläche 50 auf, von welcher mehrere erste Verteilerrippen 51 vorstehen. Die Verteilerrippen 51 sind im Wesentlichen parallel zueinander. Da die zentrale Mulde 46 ein gekrümmtes Profil aufweist, folgen die Verteilerrippen 51 bogenförmigen Bahnen und stellen dazwischen mindestens einen Gaskanal mit einander gegenüberliegenden Enden 56 und 57 zum Entleeren aus der mittleren Mulde 46 in den Haupthohlraum 40 bereit. Gleichermaßen weist die äußere Wand 42 eine Innenfläche 52 auf, von der sich mehrere zweite Verteilerrippen 53 zur zentralen Mulde 46 hin erstrecken. Die Verteilerrippen 53 sind so ausgerichtet, dass sie von der zentralen Mulde 46 empfangenes Aufblasgas zu den äußeren Umfangsrändern leiten, derart, dass sich keine Auswölbungen bilden und die Energie des Aufblasgases gleichmäßig im Haupthohlraum 40 verteilt wird.
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Wie in 5 gezeigt, umfassen die Verteilerrippen 53 vorzugsweise Paare benachbarter Rippen, deren laterale Beabstandung sich mit Führen des Aufblasgases zu den Umfangsrändern hin vergrößert. Somit ist eine laterale Beabstandung D1 in der Nähe der Stelle, an der Aufblasgas in den Gaskanal zwischen den benachbarten Rippen eintritt, geringer als eine laterale Beabstandung D2 da, wo das Aufblasgas aus dem Gaskanal austritt. Durch das Bereitstellen einer lateralen Beabstandung, die an den einander gegenüberliegenden Enden des Gaskanals zwischen den benachbarten Rippen 53 am größten ist, ist ein Durchflussquerschnitt des Gaskanals an den Ausgängen am größten, so dass kein Druckaufbau an den Ausgängen auftritt.
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Wie in 6 gezeigt, können die beiden Sätze von Verteilerrippen 51 und 53 zusammen das Aufblasgas zerstreuen, um die innere Kammer der Blase auf effizientere Art und Weise zu füllen. Die geformten Rippen 51 und 53 erhöhen die Kosten der jeweiligen Komponenten nicht oder nur geringfügig und machen eine Kappe oder eine andere Modifikation der Aufblaseinrichtungsdüse unnötig.
