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Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einem Knieairbag nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Moderne, hochwertige Kraftfahrzeuge werden zunehmend auch mit Knieairbags ausgestattet, die verhindern sollen, dass der Fahrer bzw. Beifahrer bei einem Crash mit seinen Knien zu weit nach vorne geschleudert wird. Konkret geht es um einen Knieairbag, der in einem unteren Bereich einer Instrumententafel des Kraftfahrzeugs angeordnet ist, der bei normaler Nutzung des Kraftfahrzeuges vom Insassen nicht eingesehen werden kann. Bei der Auslösung des Knieairbags entfaltet sich dieser zunächst ein Stück weit nach unten und anschließend entlang der Instrumententafelverkleidung schräg nach oben.
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Aus der
DE 10 2010 030 194 A1 ist bereits ein Kraftfahrzeug mit einem Knieairbag bekannt, der in einem unteren, nicht einsehbaren Bereich einer Instrumententafel des Kraftfahrzeugs angeordnet ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es, das bekannte Kraftfahrzeug mit einem Knieairbag weiterzubilden.
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Diese Aufgabe wird mit einem Kraftfahrzeug mit einem Knieairbag mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Erfindungsgemäß ist ein Knieairbag in einem Kraftfahrzeug im unteren, nicht einsehbaren Bereich einer Instrumententafel des Kraftfahrzeugs untergebracht. Der Knieairbag entfaltet sich beim Auslösen entlang der Instrumententafel zum Passagier hin. Die Hülle des Knieairbags weist dabei eine Oberseite, die nach dem Auslösen der Instrumententafel zugewandt ist, und eine Unterseite auf, die nach dem Auslösen dem Passagier zugewandt ist. Die Oberseite und die Unterseite sind über zumindest eine Gasleitwand miteinander verbunden, wobei die Form der zumindest einen Gasleitwand der Kontur der Instrumententafel folgt. Derartige Gasleitwände bestehen üblicherweise aus einem Gewebematerial. Sie begrenzen zugleich den maximalen Abstand zwischen der Oberseite und der Unterseite und bestimmen somit auch das maximale Gesamtvolumen des Knieairbags.
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Ein Knieairbag soll im Falle eines Crashs das Vorrutschen des Passagiers mit seinen Knien zur Instrumententafel hin verhindern. Dazu muss der Knieairbag den Raum zwischen den Knien und der Instrumententafel möglichst vollständig ausfüllen. Daher ist es wichtig, dass sich der Knieairbag im Falle eines Crashs möglichst von Anfang an an der Instrumententafel anliegend entfaltet. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass die zumindest eine Gasleitwand der Kontur der Instrumententafel folgt, sodass bereits beim Auslösen des Knieairbags sich die Hülle des Knieairbags an der Instrumententafel anliegend entfaltet. Dabei entfaltete sich der Knieairbag aus einem für den Passagier nicht einsehbaren Bereich heraus.
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Günstigerweise erstreckt sich die zumindest eine Gasleitwand beim ausgelösten Knieairbag annähernd lotrecht von der Instrumententafel weg. Durch die erfindungsgemäße geometrische Ausbildung der zumindest einen Gasleitwand wird gewährleistet, dass die Hülle des Knieairbags schon zu Beginn des Auslösevorgangs annähernd seine Endform erreicht und sich beim Entfalten sehr eng an der Instrumententafel entlang nach oben entfaltet.
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Vorteilhafterweise ist der Zuschnitt der zumindest einen Gasleitwand bogenförmig. Der im ausgelösten Zustand des Knieairbags an der Instrumententafel anliegende Bereich der Gasleitwand kann dabei 1:1 der Kontur der Instrumententafel folgen. Beispielsweise ist die zumindest eine Gasleitwand so ausgeformt, dass sich der Knieairbag beginnend aus der Lage des verbauten Knieairbags aus einer unteren, nicht einsehbaren Lage des Knieairbags bis über den Knieaufprallbereich des Insassen nach hinten und oben erstreckt. Dadurch wird neben der sich engen Entfaltung des Knieairbags entlang der Instrumententafel auch das notwendige Gasvolumen im Knieaufprallbereich erzeugt. Gleichzeitig kann das Gasvolumen in den sonstigen Bereichen des Knieairbags auf ein Minimum reduziert werden. Mit dieser geometrischen Gestaltung der Gasleitwände wird gesamthaft das notwendige Gasvolumen im gesamten Knieairbag auf ein Minimum reduziert und ein zum Auslösen des Knieairbags erforderlicher Gasgenerator kann so klein wie möglich gestaltet werden, sodass der Gasgenerator wenig Bauraum beansprucht und leicht und kostengünstig ausgeführt werden kann.
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Idealerweise sind die Ober- und Unterseite der Hülle des Knieairbags an ihren beiden seitlichen Randabschnitten jeweils über eine Gasleitwand miteinander verbunden, die zugleich jeweils eine Seitenwand der Hülle des Knieairbags bilden. Die erfindungsgemäßen Gasleitwände sind also nicht ausschließlich im inneren des Knieairbags angeordnet, sie können auch Bestandteil der Hülle des Knieairbags sein. Insbesondere wenn erfindungsgemäße Gasleitwände sowohl als Seitenwände der Hülle als auch im Inneren der Hülle angeordnet sind, wird ein optimales Entfalten des Airbags entlang der Instrumententafel und Anliegen des ausgelösten Knieairbags an der Instrumententafel gewährleistet.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung sind der Zuschnitt der Oberseite und der Zuschnitt der Unterseite so gewählt, dass sie ein vollflächiges Anliegen des ausgelösten Knieairbags an der Instrumententafelverkleidung unterstützen. Diese geometrische Gestaltung des Knieairbags hat zur Folge, dass wenn ein Knie des Passagiers in den Knieairbag eintaucht, dieser nicht erst an die Instrumententafel gedrückt werden muss. Ein zeitlich verzögertes Zurückhalten des Beckens des Passagiers wird dadurch vermieden. Der Passagier kann somit kaum nach vorne Rutschen, vielmehr versucht der Oberkörper des Passagiers nach vorne zu klappen, sodass sich eine verbesserte Rückhaltewirkung für den Passagier ergibt.
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Bevorzugt entspricht der Zuschnitt der Unterseite einem in Längsrichtung gestreckten Zuschnitt der Oberseite. Der ausgelöste Knieairbag soll bogenförmig an der Instrumententafel anliegen. Dabei ist die Bogenlänge der an der Instrumententafel anliegenden Oberseite kürzer, als die Bogenlänge des beabstandet zur Oberseite und damit auch beabstandet zur Instrumententafel verlaufenden Unterseite. Durch die Streckung des Zuschnitts der Unterseite in Längsrichtung wird diesem Umstand Rechnung getragen, sodass die Unterseite nicht die gewünschte bogenförmige Form des Knieairbags behindert.
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Idealerweise ist der Knieairbag zur Unterbringung vor dem Auslösen in seiner Breitenerstreckung mindestens einmal z-förmig zusammengefaltet. Dabei kann die z-förmige Faltung entweder nach innen zur Rollrichtung gefaltet oder nach außen gefaltet sein. Der so zusammengefaltete Knieairbag ist ungefähr genauso breit, wie das Gehäuse, in dem er zusammen mit dem Gasgenerator vor dem Auslösen in der Unterseite der Instrumententafel untergebracht ist. Der so gefaltete Knieairbag ist in dem Gehäuse vom freien Ende her aufgerollt untergebracht.
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Dabei kann es vorteilhaft sein, wenn die erste Rolle zuerst von der Instrumententafel weggerollt ist, und die weiteren Rollen dann entgegengesetzt ausgeführt werden. Der Vorteil dieser alternativen Ausführung der ersten Rolle nach außen besteht darin, dass beim Öffnungsvorgang der letzte Entfaltungsschlag des Knieairbags zur Instrumententafel hin erfolgt.
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Für eine schnelle Entfaltung des Knieairbags eng an der Instrumententafel entlang ist es vorteilhaft, wenn der Knieairbag in zwei Bereiche unterteilt ist, wobei in den ersten Bereich der Einströmer einmündet, während der zweite Bereich in Längsrichtung hinter dem ersten Bereich angeordnet ist. Der Einströmer ist mit dem Gasgenerator verbunden, sodass beim Auslösen des Knieairbags über den Einströmer zunächst das Gas in den ersten Bereich strömt. Dabei sind die beiden Bereiche bevorzugt durch zumindest eine Trennwand mit zumindest einer Durchströmöffnung und/oder durch zumindest eine Reißnaht zumindest abschnittsweise voneinander abgetrennt. Dadurch ist sichergestellt, dass sich beim Auslösen zunächst der erste Bereich zumindest größtenteils füllt, bevor durch die zumindest eine Durchströmöffnung in der Trennwand auch der zweite Bereich füllt. Bei der zumindest teilweisen Abtrennung mitzumindest einer Reißnaht muss zunächst ein entsprechend hoher Druck im ersten Bereich entstehen, bevor die zumindest eine Reißnaht aufreißt, sodass das Gas in den zweiten Bereich überströmen kann.
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Auf diese Weise kann erreicht werden, dass sich der erste Bereich zunächst größtenteils mit Gas füllt, bevor sich der zweite Bereich nennenswert füllt. Beispielsweise kann der erste Bereich dabei den Bereich von der Unterseite der Instrumententafel bis zum eigentlichen Knieaufprallbereich bilden. Hier geht es beim Auslösen des Knieairbags nur darum, den ersten Bereich des Knieairbags schnell abzurollen und zu entfalten. Erst dann kann sinnvoll der zweite Bereich gefüllt werden, der den eigentlichen Knieaufprallbereich bildet.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand von Unteransprüchen.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, anhand dessen die Erfindung im Folgenden näher beschrieben wird. Die einzelnen Figuren zeigen in schematischer Darstellungsweise:
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1 einen Schnitt durch eine Instrumententafel eines Kraftfahrzeugs mit einem unten an der Instrumententafel angebrachten Knieairbag,
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2 eine perspektivische Ansicht des ausgelösten Knieairbags und
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3 eine perspektivische Ansicht des teilweise zusammengefalteten Knieairbags.
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In 1 ist ein Längsschnitt durch eine Instrumententafel 1 eines Personenkraftfahrzeugs im Bereich des Lenkrads 2 gezeigt, das über eine Lenksäule 3 mit der Lenkung verbunden ist. Die Instrumententafel 1 grenzt in Fahrtrichtung F des Personenkraftfahrzeugs gesehen vorne an eine Stirnwand 4 der Karosserie des Personenkraftfahrzeugs an. Oberhalb der Instrumententafel 1 erstreckt sich eine Frontscheibe schräg von vorne unten nach hinten oben. Hinter der Instrumententafel 1 und dem Lenkrad 2 sitzt während der Fahrt der Fahrer des Personenkraftfahrzeugs auf einem Vordersitz. Dabei befinden sich die Knie des Fahrers in Höhenrichtung des Personenkraftfahrzeugs gesehen etwa auf gleicher Höhe wie der untere Bereich der Instrumententafel 1 unterhalb der Lenksäule 3.
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Bei einem Crash des Personenkraftfahrzeugs ist es wichtig, dass der Fahrer möglichst gut mit den Beinen auf dem Vordersitz gehalten wird und möglichst nicht auf dem Vordersitz nach vorne rutscht. Dadurch kann nur mehr der Oberkörper des Fahrers um sein Becken nach vorne rotieren, bis der Oberkörper durch den Sicherheitsgurt gehalten wird. Nur so ist eine biomechanisch verträgliche Verzögerung des Passagiers möglich, sodass größere Verletzungen vermieden werden können.
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Um dieses unerwünschte nach vorne Rutschen des Fahrers auf dem Vordersitz bei einem Crash zu vermeiden, ist in die Unterseite 5 der Verkleidung der Instrumententafel 1 ein Knieairbagmodul 6 eingelassen. Das Knieairbagmodul 6 umfasst zumindest einen Knieairbag 7 und einen Gasgenerator 8, die in einem Gehäuse 9 angeordnet sind. Im nicht ausgelösten Zustand des Knieairbags 7 ist das Knieairbagmodul 6 oberflächenbündig in die Unterseite 5 der Verkleidung der Instrumententafel 1 eingelassen. Die Verkleidung der Instrumententafel 1 überdeckt das Knieairbagmodul 6 nicht.
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Wenn ein Crash des Personenkraftfahrzeugs detektiert wird, wird der Gasgenerator 8 des Knieairbagmoduls 6 ausgelöst, sodass sich der Knieairbag 7 schlagartig mit Gas füllt. Dadurch tritt der Knieairbag 7 aus dem Gehäuse 9 des Knieairbagmoduls 6 aus und nimmt die in 1 dargestellte Position ein. In dieser Position erstreckt sich der Knieairbag 7 entlang der Instrumententafel 1 in Fahrtrichtung F nach hinten und nach oben bis zur Lenksäule 3. Dabei liegt er flächig an der Instrumententafel 1 an oder erstreckt sich zumindest mit geringem Abstand parallel zur Instrumententafel 1. Auf diese Weise füllt der Knieairbag 7 einen wesentlichen Teil des Raums zwischen der Instrumententafel 1 und den Knien des Fahrers. Beim Crash kann deshalb der Fahrer mit seinen Knien, und damit mit seinen Beinen, nur ein kleines Stück nach vorne rutschen, bis die Knie am Knieairbag 7 anliegen. Danach können die Beine des Fahrers nicht mehr weiter nach vorne rutschen. Aufgrund der Massenträgheit wird daher ab diesem Zeitpunkt der Oberkörper des Fahrers nach vorne kippen. Dieses nach vorne Kippen des Oberkörpers wird wiederum durch den Sicherheitsgurt auf biomechanisch verträgliche Weise verzögert. Die Knieairbag 7 stellt also einerseits sicher, dass die Beine des Fahrers so gut wie möglich vor Verletzungen geschützt sind, andererseits gewährleistet der Knieairbag, dass der Fahrer nicht unter dem Sicherheitsgurt unten durch „tauchen” kann, sondern sicher von diesem gehalten wird.
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Der Knieairbag 7 weist zwei Bereiche auf. Der obere Bereich 10, der sich bis zur Lenksäule 3 erstreckt, bildet den eigentlichen Aufprallbereich für die Knie des Fahrers. Der untere Bereich 11 bildet quasi einen Verbindungsbereich zwischen dem oberen Bereich 10 und dem Gasgenerator 8 auf der Unterseite 5 der Instrumententafel 1. Die beiden Bereiche 10 und 11 sind untereinander durch eine Trennwand 12 mit Durchgangslöchern voneinander abgetrennt. Dadurch füllt sich beim Auslösen des Knieairbags 1 zuerst der untere Bereich 11 des Knieairbags 7. Erst wenn in dem unteren Bereich 11 ein gewisser Druck erreicht ist, strömt das Gas durch die Durchgangslöcher in der Trennwand 12 in den oberen Bereich 10 über.
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Die Hülle des Knieairbags 7 besteht – wie es in 2 gut erkennbar ist – aus einer Oberseite 13 und einer Unterseite 14. Die Oberseite 13 des Knieairbags 7 liegt im ausgelösten Zustand an der Instrumententafel 1 an oder erstreckt sich mit geringem Abstand parallel zur Instrumententafel 1. Die Oberseite 13 und die Unterseite 14 der Hülle des Knieairbags 7 sind beidseitig jeweils über eine Gasleitwand 15 miteinander verbunden. Die beiden Gasleitwände 15 erstrecken sich im ausgelösten Zustand des Knieairbags 7 etwa lotrecht von der Instrumententafel 1 weg. In Abhängigkeit der Kontur der Instrumententafel 1 können die Gasleitwände 15 gegebenenfalls auch leicht nach vorne oder hinten schräg gestellt ausgebildet sein. Sie bilden zugleich die Seitenwände der Hülle des Knieairbags 7. Die Form der beiden Gasleitwände 15 folgt dabei der Kontur der Instrumententafel 1. Dazu sind sie bogenförmig gestaltet. Der im ausgelösten Zustand des Knieairbags 7 an der Instrumententafel 1 anliegende Rand der Gasleitwände 15 folgt 1:1 der Kontur der Instrumententafel 1. Zusätzlich ist der Zuschnitt der Unterseite 14 so gestaltet, dass er einem in Längsrichtung gestreckten Zuschnitt der Oberseite 13 entspricht.
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Beim Auslösen des Knieairbags 7 entfaltet sich dieser aufgrund der Form der Gasleitwände 15 eng entlang der Instrumententafel nach hinten und oben. Die Gasleitwände 15 geben die Form des ausgelösten Knieairbags 7 vor. Sie gewährleisten aufgrund der Form ihres Zuschnitts, die der Kontur der Instrumententafel 1 folgt, dass der ausgelöste Knieairbag 7 an der Instrumententafel 1 anliegt, oder mit minimalem Abstand zu dieser sich im Wesentlichen parallel dazu erstreckt. Das Anliegen des Knieairbags 7 an der Instrumententafel 1 hat den großen Vorteil, dass der Passagier mit seinen Knien nicht mehr zunächst den Knieairbag 7 nach vorne drücken kann, bis dieser an der Instrumententafel 1 anliegt, da dies von Anfang an der Fall ist. Der ausgelöste Knieairbag 7 liegt dabei aufgrund der Form der Gasleitwände 15, die zugleich die Seitenwände der Hülle des Knieairbags 7 bilden, an der Instrumententafel 1 an. Zusätzlich wird dieses Anliegen des ausgelösten Knieairbags 7 noch durch die Gestaltung der Unterseite 14 als in die Länge gezogene Oberseite 13 der Hülle unterstützt, die ebenfalls zu einer bogenförmigen Form des Knieairbags 7 im ausgelösten Zustand beiträgt.
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Zur Unterbringung der Hülle des Knieairbags 7 im Gehäuse 9 vor einem Auslösen ist die Hülle in ihrer Breitenerstreckung beidseitig z-förmig zusammengefaltet, wie es in 3 dargestellt ist. Die Breite der so zusammengefalteten Hülle ist geringfügig kleiner als die Breite des Gehäuses 9. Die zusammengefaltete Hülle ist von ihrem freien Ende – und damit vom oberen Bereich 10 – her aufgerollt, sodass sie vollständig in dem Gehäuse 9 zusammen mit dem Gasgenerator 8 unterbringbar ist. Alternativ könnte die Hülle des Knieairbags 7 vom freien Ende her eingerollt und die zusammengerollte Hülle anschließend zusammengefaltet im Gehäuse 9 verstaut sein.
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Beim Auslösen des Knieairbags 7 ist zuerst der untere Bereich 11 abgerollt und füllt sich mit Gas. Dieser untere Bereich 11 dient primär als Verbindungsbereich zwischen dem Gasgenerator in der Unterseite 5 der Instrumententafel 1 und dem oberen Bereich 10. Damit sich der obere Bereich 10 möglichst schnell mit Gas füllen kann, soll das maximale Volumen des unteren Bereichs 11 möglichst klein sein. Dazu sind im mittleren Bereich des unteren Bereichs 11 die Oberseite 13 und die Unterseite 14 der Hülle mit einer Verbindungsnaht 16 miteinander verbunden. Diese Verbindungsnaht 16 limitiert das maximale Volumen des unteren Bereichs 11, sodass dieser sehr schnell vollständig gefüllt ist. Dabei erstreckt sich der untere Bereich 11 aufgrund der Form der Gasleitwände 15 in Fahrtrichtung F nach hinten und oben entlang der Instrumententafel 1. Anschließend wird der obere Bereich 10 des Knieairbags 7 abgerollt und füllt sich mit Gas. Dabei nimmt der Knieairbag 7 seine gewünschte Position aufgrund der Form der Gasleitwände 15 entlang der Instrumententafel 1 ein. Sobald auch der obere Bereich 10 vollständig abgerollt ist, kann sich die Hülle auch seitlich entfalten, sodass der Knieairbag seine endgültige reite einnehmen kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010030194 A1 [0003]
