DE102017108493A1

DE102017108493A1 - Kniegassackmodul und Verfahren zum Packen eines Kniegassackes in ein Gehäuse

Info

Publication number: DE102017108493A1
Application number: DE102017108493.2A
Authority: DE
Inventors: Jonas Gustafsson; Henrik Balague; Ivarsson Patrik
Original assignee: Autoliv Development AB
Current assignee: Autoliv Development AB
Priority date: 2017-04-21
Filing date: 2017-04-21
Publication date: 2018-10-25
Anticipated expiration: 2037-04-22
Also published as: JP7145172B2; DE102017108493B4; US20200047706A1; WO2018192958A1; JP2020512952A; US11433849B2

Abstract

Es wird ein Kniegassackmodul beschrieben, dessen Kniegassack zumindest teilweise zu einem gerollten Paket gerollt ist. Der ungepackte oder expandierte Kniegassack erstreckt sich in einer ersten Richtung von einem gehäusefernen ersten Ende zu einem gehäusenahen zweiten Ende. Um ein Entfaltungsverhalten zu erreichen, welches den Kniegassack in die Lage versetzt, eine relativ große Lücke zwischen dem Gehäuse (10) des Kniegassackmoduls und der Instrumententafel zu überwinden und in einer späteren Phase ein geeignetes Expansionsverhalten zeigt, ist ein sich an das erste Ende anschließender erster Abschnitt des Kniegassacks in einer ersten Drehrichtung gerollt und ein sich an den ersten Abschnitt anschließender zweiter Abschnitt des Kniegassacks ist in einer der ersten Drehrichtung entgegengesetzten zweiten Drehrichtung gerollt, so dass der verstaute Kniegassack ein wenigstens teilweise gerolltes Paket aufweist, wobei das Paket (54) den zu einem ersten Rollenabschnitt (50) gerollten ersten Abschnitt und den wenigstens einen Teil des ersten Rollabschnitts (50) umgreifenden oder zu dem ersten Rollabschnitt (50) benachbarten, zu einem zweiten Rollenabschnitt (52) gerollten zweiten Abschnitt aufweist (Fig. 9).

Description

Die Erfindung betrifft ein Kniegassackmodul nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zum Packen eines Kniegassackes in ein Gehäuse nach Anspruch 8.
Kniegassackmodule werden seit vielen Jahren in der Automobiltechnologie verwendet. Viele der heutzutage verwendeten Kniegassackmodule sind sogenannte tief angeordnete Kniegassackmodule (low mount knee airbag modules), welche eine Position innerhalb des Fahrzeuges haben, wie es beispielsweise in der DE 10 2006 040 177 A1 beschreiben ist. Das Gehäuse eines solchen „low mount“ Kniegassackmoduls ist normalerweise benachbart zum unteren Ende des Armaturenbrettes angeordnet, sodass sich das Gehäuse von diesem Ende der Instrumententafel im Wesentlichen in horizontaler Richtung in Richtung der Fahrzeugfront erstreckt. Der Kniegassack, welcher in seinem Lagerzustand in diesem Gehäuse angeordnet ist, hat ein recht komplexes Ausdehnungsverhalten. Im ersten Stadium der Ausdehnung tritt der Kniegassack in einer im Wesentlichen senkrechten Richtung in Richtung des Bodens des Fahrzeugs aus dem Gehäuse aus. Als nächstes dehnt sich der Kniegassack in einer im Wesentlichen horizontalen Richtung in Richtung des zu schützenden Insassen aus und abschließend „klettert“ der Kniegassack am unteren Teil des Armaturenbrettes hoch, sodass im vollständig aufgeblasenen Zustand der Schutzabschnitt des Kniegassackes zwischen dem unteren Teil des Armaturenbrettes und den Knie-Schienbein-Bereichen der Beine des Insassen positioniert ist. Ein unterer Teil des Kniegassackes, welcher den Schutzabschnitt mit dem Gehäuse verbindet, ist nicht dazu vorgesehen, von einem Körperteil des Insassen getroffen zu werden.
Der aufgeblasene Kniegassack eines solchen „low mount“ Kniegassackmodules ist normalerweise bananen- oder L-förmig. Ein „low mount“ Knieairbagmodul mit einem L-förmigen Kniegassack ist beispielsweise in der WO 2011/056810 A1 beschrieben.
Die gattungsbildende WO 2013/070524 A1 beschreibt ebenfalls ein Kniegassackmodul, dessen Kniegassack im Wesentlichen eine L-Form aufweist, wenn er vollständig aufgeblasen ist. In dieser Druckschrift sind verschiedene Möglichkeiten von Pack-Schemata für den Kniegassack beschrieben, welche zu einem erwünschten Entfaltungsverhalten führen. Es ist insbesondere beschrieben, dass ein gehäuseferner Abschnitt des Kniegassackes in einer ersten Richtung gerollt ist, um ein gerolltes Paket zu bilden und dass ein Abschnitt des Kniegassackes zwischen diesem gerollten Paket und dem Inflator gefaltet ist, um wenigstens eine sogenannte Auswurffalte zu bilden. Das gerollte Paket bildet eine Einwärtsrolle, was bedeutet, dass das gerollte Paket auf die gehäuseseitige Lage dieses Kniegassackes gerollt ist. Diese Rollrichtung führt dazu, dass der sich ausdehnende Kniegassack das Armaturenbrett „hinaufklettert“.
In manchen Fahrzeuggeometrien ist es erwünscht, das Gehäuse eines solchen „low mount“ Kniegassackmodules relativ weit weg vom unteren Ende des Armaturenbrettes in Richtung der Fahrzeugfront zu positionieren. Folglich kann eine relativ große Lücke zwischen dem fahrzeughinteren Ende des Gehäuses und dem unteren Ende des Armaturenbrettes bestehen.
Hiervon ausgehend stellt sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe, ein Kniegassackmodul der gattungsgemäßen Art zur Verfügung zu stellen, welches für eine Montagesituation optimiert ist, in welcher eine Lücke zwischen dem fahrzeughinteren Ende des Gehäuses und einem unteren Ende der Instrumententafel vorliegt.
Diese Aufgabe wird durch ein Kniegassackmodul mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Ein Faltverfahren für einen Kniegassack eines solchen Kniegassackmodules ist in Anspruch 8 angegeben.
Erfindungsgemäß weist der Kniegassack ein gerolltes Paket auf (wie der Kniegassack der gattungsbildenden WO 2013/070524 A1 ), aber dieses gerollte Paket weist zwei Abschnitte auf, welche in entgegengesetzte Drehrichtungen gerollt sind. Normalerweise bildet der gehäuseferne Abschnitt dieses gerollten Paketes eine Einwärtsrolle, was zu einem „traditionellen“ Ausdehnungsverhalten in einem späteren Ausbreitungsstadium führt, während der gehäuseseitige Abschnitt dem sich entfaltenden Kniegassack hilft, die Lücke zwischen dem fahrzeughinteren Ende des Gehäuses und dem unteren Ende der Instrumententafel zu überbrücken.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung wird nun anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles mit Blick auf die Figuren beschrieben. In den Figuren zeigen:

1a ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kniegassackmodules in einer detaillierten Draufsicht in einem Zustand, in welchem der Kniegassack des Kniegassackmodules vor dem Packen desselben in das Gehäuse vollständig ungefaltet ist,
1b das in 1a Gezeigte in einer Schnittdarstellung entlang der Ebene A-A in 1a, jedoch in einer stark schematischen und reduzierten Darstellung,
2a das in 1a Gezeigte nachdem ein ersten Packschritt durchgeführt wurde,
2b das in 1a Gezeigte in einer der 1b entsprechenden Darstellung,
3a das in 2a Gezeigte in einem nachfolgenden Packzustand,
3b das in 3a Gezeigte in einer der 2b entsprechenden Darstellung,
4a das in 3a Gezeigte in einem weiter nachfolgenden Packzustand,
4b das in 4a Gezeigte in einer der 3b entsprechenden Darstellung,
5a das in 4a Gezeigte nachdem das Kniegassackmodul herumgedreht wurde,
5b das in 5a Gezeigte in einer der 4b entsprechenden Darstellung,
6 das in 5a Gezeigte (jedoch ohne das Gehäuse), nachdem ein nachfolgender Packschritt dadurch durchgeführt wurde, dass Seitenbereiche nach innen gefaltet wurden,
7 das in 6 Gezeigte nach einem weiteren Packschritt,
8a das in 7 Gezeigte (jedoch einschließlich des Gehäuses), nachdem ein weiterer Packschritt durchgeführt wurde,
8b das in 8a Gezeigte in einer der 5b entsprechenden Darstellung,
9 das Kniegassackmodul, wobei der Kniegassack vollständig in das Gehäuse gepackt wurde,
10 das eben beschriebene Gassackmodul, welches in ein Fahrzeug montiert wurde, in einem Zustand, in welchem der Gassack vollständig entfaltet ist. Die Darstellung ist im Wesentlichen wie in 9, wobei jedoch Fangbänder des Gassackes gezeigt sind.
11 im Wesentlichen das in 10 Gezeigte zu einem frühen Zeitpunkt der Ausdehnung des Kniegsasackes in einer reduzierten Darstellung und
12 Das in 11 gezeigte zu einem späteren Zeitpunkt.

Die 1a und 1b zeigen ein vollständiges Kniegassackmodul in einem Zustand, in welchem das Kniegassackmodul 30 mit dem Gehäuse 10 verbunden ist (normalerweise mittels nicht gezeigter Bolzen des Inflators 20), jedoch noch nicht in das Gehäuse 10 gepackt ist. Wie man später sehen wird, hat der Kniegassack 30 im Wesentlichen einen L-förmigen Querschnitt, wenn er sich in seinem aufgeblasenen Zustand befindet. Der Kniegassack 30 ist beispielsweise hergestellt, wie dies beispielsweise aus bekannt ist. Er hat eine erste Lage 32 (gehäuseseitige Lage) und eine zweite Lage 34. Normalerweise erstrecken sich Fangbänder zwischen diesen beiden Lagen 32 und 34, aber diese Fangbänder sind in der schematischen Querschnittsdarstellung der 1a nicht gezeigt. Eine doppellagige Falte 36 erstreckt sich von der zweiten Lage 34. Im aufgeblasenen Zustand formt sich diese doppellagige Falte 36 in eine „Blase“ B (siehe 11) um, welche dafür verantwortliche ist, dem Kniegassack 30 seine L-Form zu geben, wenn dieser vollständig aufgeblasen ist. Ein Kniegassack mit einer sehr ähnlichen Struktur ist beispielsweise aus der WO 2014/16337 A1 bekannt.
Der Kniegassack 30 erstreckt sich in einer ersten Richtung X von einem gehäusefernen ersten Ende 42 zu einem gehäusenahen zweiten Endes 44. Der Kniegassack ist am oder nahe dem zweiten Ende 44 mit dem Gehäuse verbunden. In einer zweiten Richtung Y (Querrichtung), welche senkrecht zur ersten Richtung X ist, erstreckt sich der Kniegassack 30 von einer ersten Seitenkante 46 zu einer zweiten Seitenkante 48. Wie man in 1a sehen kann, übersteigt die maximale Breite des Kniegassacks die Breite des Gehäuses 10. Zusätzlich zum Modul ist in den 1a und 1b ein linealförmiges Faltwerkzeug T gezeigt.
Die 2a und 4b zeigen einen ersten Schritt in den Roll- und Falt-Prozess - auch als Packprozess bezeichnet - des Kniegassackes 30. Durch Rollen des Kniegassackes 30 von seinem ersten Ende 42 auf die erste Lage 42 wird ein erster Abschnitt 50 eines gerollten Paketes geformt. Die 4a und 4b zeigen den Zustand, wenn der Formungsprozess dieses ersten Rollenabschnitts 50 des gerollten Paketes abgeschlossen ist.
Im nächsten Schritt wird das Faltwerkzeug T aus dem ersten Rollenabschnitt 50 entfernt und das vollständige Kniegassackmodul wird herumgedreht. Die 5a und 5b zeigen diesen umgedrehten Zustand.
Nun werden der sich neben der ersten Seitenkante 46 befindende erste Seitenbereich 47 und der sich neben der zweiten Seitenkante 48 befindende zweite Seitenbereich 49 nach innen gefaltet. Das Ergebnis dieses Faltschrittes ist in 6 gezeigt. Im nächsten Schritt werden der äußere Abschnitt 47a des ersten Seitenbereichs 47 und der äußere Abschnitt 49a des zweiten Seitenbereiches 49 nach außen gefaltet. Das Ergebnis hiervon ist in 7 dargestellt. In den beiden eben beschreibenden Faltschritten werden der erste Rollenabschnitt 50 des gerollten Paketes und ein Teil des noch nicht gefalteten oder gerollten Kniegassackes 30 gefaltet, um die Breite des Kniegassackes in seiner zweiten Richtung Y im Wesentlichen auf die Breite des Gehäuses 10 zu reduzieren.
Nun wird der Kniegassack 30 wieder gerollt, aber in einer entgegengesetzten Drehrichtung als der erste Abschnitt 50 des gerollten Paketes. So wird ein zweiter Rollenabschnitt 52 des gerollten Paketes geformt. Dieser zweite Rollenabschnitt 54 ist benachbart zum ersten Rollenabschnitt 52 (8a und 8b).
Der verbleibende, noch nicht gerollte oder gefaltete Teil des Kniegassackes 30 wird gefaltet, sodass Wenigstens eine letzte Falte 60 erzeugt wird, und der nun vollständig gepackte Kniegassack 30 wird im Gehäuse 10 angeordnet, sodass der Kniegassack nun in seinem verstauten Zustand ist (9). Der Begriff „letzte Falte“ ist gewählt, das es die letzte während des Packprozesses erzeugte Falte ist. Bezüglich der Expansion ist es die erste Falte (Auswurffalte).
Normalerweise wird nun eine Abdeckung am Gehäuse 10 angeordnet, um seine Austrittsöffnung 11 zu verschließen.
In diesem Zustand kann das Kniegassackmodul in ein Motorfahrzeug montiert werden. Die 10 zeigt das beschriebene Gassackmodul, welches in ein Kraftfahrzeug montiert ist, wobei der Kniegassack vollständig aufgeblasen ist. Die Querschnittsdarstellung der 10 ist im Wesentlichen genauso schematisch wie beispielsweise 9, es sind jedoch die beiden Lagen 32 und 34 verbindende Fangbänder des Kniegassackes 30 gezeigt. Wie man in 10 sehen kann, ist das Gehäuse 10 nahe dem unteren Ende LE der Instrumententafel E auf der fahrzeugvorderen Seite der Instrumententafel E an der Fahrzeugstruktur befestigt. Die Austrittsöffnung 11 erstreckt sich im Wesentlichen in der Horizontalebene. Wie man ebenfalls in 11 sehen kann, kann eine Lücke G zwischen dem Gehäuse 10 und dem unteren Ende der Instrumententafel G bestehen. Durch die eben beschriebene Falt- und Rolltechnik kann der Kniegassack diese Lücke, anders als Kniegassäcke, welche gemäß dem Stand der Technik bekannten Faltmustern gefaltet sind, beim Expandieren leicht überbrücken, selbst wenn diese Lücke G relativ groß ist. Die Länge der Lücke G in der Längsrichtung des Fahrzeugs entspricht im Wesentlichen der Gesamtlänge der letzten Falte und des zweiten Rollenabschnittes 52.
Die 11 und 12 zeigen schematisch das Entrollen des Kniegassackes 30 während seiner Ausdehnung. Man kann sehen, dass nachdem der sich ausdehnende Kniegassack 30 das Gehäuse 10 verlassen hat, der sich ausdehnende Gassack 30 erst in einer „Auswärts-“ Drehrichtung und dann in einer zweiten, entgegengesetzten „Innen-“ Drehrichtung entrollt. Mittels dieses Entfaltungsverhaltens kann der Kniegassack mit der „Auswärts“-Rolle eine relativ große Lücke überbrücken, dehnt sich jedoch wie ein „regulärer“ Kniegassack mit einer „Innen“-Rolle zwischen den Knie-Schienbein-Bereichen des Insassen und der Instrumententafel aus. Ohne die „Auswärts“-Rolle wäre der Kniegassack nicht in der Lage die Lücke G zu überbrücken.
Bezugszeichenliste

10: Gehäuse
11: Austrittsöffnung
12: fahrzeugvorderes Ende
14: fahrzeughinteres Ende
20: Infiator
30: Kniegassack
32: erste Lage (gehäuseseitige Lage)
34: zweite Lage
36: doppellagige Falte
42: erstes Ende (gehäusefernes Ende)
44: zweites Ende (gehäusenahes Ende)
46: erste Seitenkante
47: erster Seitenbereich
47a: äußerer Abschnitt des ersten Seitenbereichs
48: zweite Seitenkante
49: zweiter Seitenbereich
49a: äußerer Abschnitt des zweiten Seitenbereichs
50: erster Rollenabschnitt des gerollten Pakets
52: zweiter Rollenabschnitt des gerollten Pakets
54: gerolltes Paket
60: letzte Falte
B: Blase
G: Lücke
I: Armaturenbrett
T: Faltwerkzeug

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 102006040177 A1 [0002]
WO 2011/056810 A1 [0003]
WO 2013/070524 A1 [0004, 0008]
WO 2014/16337 A1 [0011]

Claims

Kniegassackmodul, welches aufweist: - ein sich von einem vorfahrzeugvorderen Ende zu einem fahrzeughinteren Ende erstreckendes Gehäuse (10), - einen Kniegassack (30), welcher in seinem verstauten Zustand in dem Gehäuse (10) angeordnet ist und welcher aus dem Gehäuse (10) hinausexpandiert, wenn er mit Gas gefüllt wird, wobei der Kniegassack (30) eine erste Lage (32) und eine zweite Lage (34) aufweist und die erste Lage (32) die gehäuseseitige Lage ist, wenn sich der Kniegassack (30) in einem flachen, ungepackten Zustand befindet, sich der ungepackte oder expandierte Kniegassack (30) in einer ersten Richtung (X) von einem gehäusefernen ersten Ende (42) zu einem gehäusenahen zweiten Ende (44) und in einer zur ersten Richtung (X) senkrechten zweiten Richtung (Y) von einer ersten Seitenkante (46) zu einer zweiten Seitenkante (48) erstreckt, und ein sich an das erste Ende (42) anschließender erster Abschnitt des Kniegassacks (30) in einer ersten Drehrichtung gerollt ist, wenn sich der Kniegassack in seinem verstauten Zustand befindet, - einen Inflator zur Befüllung des Gassacks mit Gas, dadurch gekennzeichnet, dass ein sich an den ersten Abschnitt anschließender zweiter Abschnitt des Kniegassacks (30) in einer der ersten Drehrichtung entgegengesetzten zweiten Drehrichtung gerollt ist, so dass der verstaute Kniegassack (30) ein wenigstens teilweise gerolltes Paket (54) aufweist, wobei das Paket (54) den zu einem ersten Rollenabschnitt (50) gerollten ersten Abschnitt und den wenigstens einen Teil des ersten Rollabschnitts (52) umgreifenden oder zu dem ersten Rollabschnitt (52) benachbarten, zu einem zweiten Rollenabschnitt (52) gerollten zweiten Abschnitt aufweist.
Kniegassackmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Rollenabschnitt (50) auf die erste Lage (32) gerollt ist.
Kniegassack nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Lage (34), wenn sich der Gassack in seinem nicht gepackten, nicht-aufgeblasenen Zustand befindet, eine zusätzliche doppellagige Falte (36) aufweist, welche sich in eine Blase (B) umformt, wenn der Kniegassack (30) mit Gas gefüllt wird, so dass der vollständig expandierte Kniegassack (30) einen L-förmigen Querschnitt aufweist, wobei die Blase (B) die Verbindung zwischen den Schenkeln des L definiert.
Kniegassack nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich die zusätzliche doppellagige Falte (36) in einem Bereich zwischen dem zweiten Abschnitt und der Befestigung zwischen dem Kniegassack (30) und dem Gehäuse (10) erstreckt.
Kniegassack nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Abschnitt der doppellagigen Falte (36) benachbart zu wenigstens einem Teil des gerollten Paketes (54) ist.
Kniegassack nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der verstaute Kniegassack (30) zusätzlich wenigstens eine zwischen dem gerollten Paket (54) und dem Inflator angeordnete letzte Falte (60) aufweist.
Kniegassack nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teil wenigstens eines Seitenbereichs (47, 49) des Kniegassacks (30) nach innen gefaltet ist, um die Breite des Kniegassacks (30) zu reduzieren.
Verfahren zum Packen eines Kniegassacks (30) in ein Gehäuse (10), welches folgende Schritte aufweist: - Bereitstellen eines Gehäuses (10), - Bereitstellen eines Kniegassacks (30), welcher eine erste Lage (32) und eine zweite Lage (34) aufweist und welcher sich in einer ersten Richtung (X) von einem gehäusefernen ersten Ende (42) zu einem gehäusenahen zweiten Ende (44) und in einer zur ersten Richtung (X) senkrechten zweiten Richtung (Y) von einer ersten Seitenkante (46) zu einer zweiten Seitenkante (48) erstreckt, - Verbinden des Kniegassacks (30) mit dem Gehäuse (10) am oder nahe des zweiten Endes (44) des Gassack (30), derart, dass die erste Lage (32) die gehäuseseitige Lage bildet, wenn der Kniegassack (30) ungefaltet ist, - Rollen eines sich an sein erstes Ende (32) anschließenden ersten Abschnitts des Gassacks in einer ersten Drehrichtung, - Rollen eines zweiten Abschnitts des Kniegassacks (30) in einer zweiten Drehrichtung entgegen der ersten Drehrichtung, so dass der Kniegassack (30) nach dem Rollen in der zweiten Drehrichtung ein wenigstens teilweise gerolltes Paket (54) aufweist, welches einen zu einem ersten Rollenabschnitt (50) gerollten ersten Abschnitt und einen zu einem zweiten Rollenabschnitt (52) gerollten zweiten Abschnitt aufweist.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Rollen in der ersten Richtung und dem Rollen in der zweiten Richtung wenigstens ein einer Seitenkante (46, 48) benachbarter Seitenbereich (47, 49) einwärts gefaltet wird, um die Breite des Kniegassacks (30) in der zweiten Richtung (Y) zu reduzieren.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Einwärtsfalten des Seitenbereichs (47, 49) ein äußerer Abschnitt (47a, 49a) dieses Seitenbereichs (47, 49) zurück nach außen gefaltet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine letzte Falte (60) zwischen das gerollte Paket (54) und die Verbindung zwischen dem Kniegassack (30) und dem Gehäuse (10) in den Kniegassack (30) gefaltet wird.