DE19701709A1 - Knieschutzeinrichtung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Knieschutzeinrichtung für eine auf einem im Inneren eines Fahrzeuges angeordneten Sitz sitzenden Person, die ihre Wirkung im Fall einer unfallbedingten Verformung des Beinraumes des Kraftfahrzeuginnenraumes entfaltet.

Eine derartige Knieschutzeinrichtung ist beispielsweise bekannt aus der EP-A-0 684 164. Darin wird vorgeschlagen, als Knieschutzeinrichtung eine Prallplatte vorzusehen, die bei einer unfallbedingten Verformung des Bein- oder Knieraumes der Fahrgastzelle in Kontakt mit dem Knie des Fahrzeuginsassen kommt. Rückseitig, d. h. zum Armaturenbrett hin ist die Prallplatte mit einem Airbag verbunden, der auf ein Auslösesignal hin schlagartig mit Gas von einem Gasgenerator befüllt wird. Diese Lösung erlaubt es, im nichtaktivierten Zustand der Schutzeinrichtung den Bein- und Knieraum des Fahrzeugs möglichst groß zu gestalten, gleichwohl aber bei einem Aufprall des Fahrzeuges die Prallplatte als passive Rückhaltekomponente schlagartig in Richtung des Kraftfahrzeuginsassen zu verlagern. Die Prallplatte verhindert eine hohe lokale Krafteinleitung in den Airbag durch einen Kniekontakt und vergrößert die an der Energieabsorption beteiligte Fläche erheblich. Dementsprechend kann der erforderliche Innendruck im Airbag gegenüber einem Knieairbag ohne Prallplatte deutlich vermindert ausfallen. Dies bedeutet, daß der Airbag aus handelsüblichem Gewebe bestehen kann und kein teueres Spezialmaterial verwendet werden muß, welches für wesentlich höhere Innendrücke ausgelegt wäre. Darüber hinaus kommt man mit einer erheblich geringeren Gasmenge aus im Vergleich zu Systemen ohne Prallplatte. Dies kann einen günstigen Einfluß auf die Reduzierung der Baugröße des Generators haben, so daß genügend Raum für beispielsweise Ablageflächen im Armaturenbrett des Fahrzeugs verbleibt.

Als nachteilig bei der bekannten Knieschutzeinrichtung wird es empfunden, daß die Prallplatte oder auch Lastverteilerplatte in einen direkten Kontakt mit den Knien kommt. Demnach schlägt die starre Masse der Platte direkt auf das Knie.

Vor diesem Hintergrund ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die vorstehend beschriebene Knieschutzeinrichtung dahingehend weiter zu entwickeln, daß der Schlag der Platte auf die Knie abgedämpft wird.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die Knieschutzeinrichtung gemäß dem Anspruch 1. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Dementsprechend wird vorgesehen, daß die Lastverteilerplatte auf der dem Fahrzeuginneren zugewandten Seite mit einem dämpfenden Polster versehen ist. Das dämpfende Polster kann beispielsweise aus einem dämpfenden Hartschaum bestehen, was jedoch den Bauraum für das System konstruktionsabhängig erhöht.

Besonders bevorzugt wird daher, die folgende Ausführungsform: Hierbei besteht das dämpfende Polster aus einem zweiten Gassack, der auf das Auslösesignal hin ebenfalls mit Gas befüllt wird, wobei jedoch die zeitliche Abstimmung so gewählt ist, daß der zweite Gassack vor dem ersten, im Armaturenbrett untergebrachten Gassack auf seine volle Größe aufgeblasen ist. Der genannte zweite Airbag befindet sich also auf der Lastverteilerplatte und ist dem Knieraum zugewandt. Der die Lastverteilerplatte in Richtung auf den Knieraum verlagernde Gassack befindet sich zwischen dem Armaturenbrett und der Lastverteilerplatte. Bei Aktivierung wird also zunächst der zweite Airbag als dämpfendes Polster mit Gas befüllt, bevor die Lastverteilerplatte in Richtung auf die Knie des Kraftfahrzeuginsassen verlagert wird. Der Kontakt zwischen den Knien und der Lastverteilerplatte wird deutlich abgedämpft durch den zweiten Airbag, bevor die Lastverteilerplatte ihre maximale Verlagerungsposition einnimmt, um dann ihre Rückhaltewirkung und Kraftverteilungswirkung zu entfalten. Gegenüber dem bekannten System erhöht sich der Bauraum und das Gewicht des Systems nur geringfügig, so daß bei einer optimalen Dämpfungswirkung ein maximaler Knie- und Beinraum im Fahrzeug im inaktivierten Zustand der Einrichtung erhalten bleibt.

Die vorerwähnte besonders bevorzugte Ausführungsform der Knieschutzeinrichtung weist vorzugsweise ein Airbagmodul mit einem mehrkammerigen Gassack auf, bei dem eine Kammer den ersten Gassack zwischen Armaturenbrett und Lastverteilerplatte und eine andere Kammer den zweiten Gassack als dämpfendes Polster bildet. Hierdurch wird der apparative Aufwand beträchtlich vermindert gegenüber der denkbaren Lösung, daß beide Gassäcke unabhängig voneinander ausgeführt sind.

Die vorerwähnte Ausführungsform kann vorteilhaft dadurch weitergebildet werden, daß beide Gassäcke strömungstechnisch miteinander verbunden sind und von demselben Gasgenerator mit Gas befüllt werden, wobei das Gas zunächst in den zweiten Gassack, also in das dämpfende Polster, geleitet wird, von wo aus es in den ersten Gassack übertritt. Hierdurch wird die zeitliche Vorgabe erfüllt, daß das dämpfende Polster vor dem Gassack zwischen Armaturenbrett und Lastverteilerplatte aufgeblasen wird. Der Ansatz nur eines Gasgenerators vermindert wiederum den apparativen Aufwand und reduziert die Kosten.

Bei der vorerwähnten Ausführungsform kann die strömungstechnische Verbindung zwischen den beiden Gassäcken vorteilhaft gebildet sein durch wenigstens eine Durchtrittsöffnung in der Lastverteilerplatte, in deren Bereichen beide Gassäcke mit entsprechenden Übergangsöffnungen mit der Lastverteilungsplatte befestigt sind.

Darüber hinaus wird gemäß einer noch weiteren vorteilhaften Ausführungsform vorgesehen, daß das Gas auf das Auslösesignal hin von dem einzigen Gasgenerator durch einen Schlauch zunächst in den zweiten Gassack, also in das dämpfende Polster, geleitet wird. Nach Aufblasen des dämpfenden Polsters kann das Gas durch die erwähnten Durchtrittsöffnungen in der Lastverteilungsplatte in den ersten Gassack strömen und der Gassack seine Verlagerungsfunktion und natürlich die Energieabsorptionsfunktion ausüben.

Schließlich kann bei der Ausführungsform, bei der das dämpfende Polster von einem zweiten Gassack gebildet wird, vorgesehen werden, den Innendruck des ersten Gassackes auf Insassenparameter zu adaptieren und die daraus resultierende variable Geschwindigkeit der Lastverteilerplatte durch Adaption des Druckes im zweiten Gassack zu kompensieren.

Parameter des Insassen kann beispielsweise dessen Gewicht oder dessen Position auf dem Sitz sein. Durch die vorerwähnte Weiterbildung ist es möglich, durch vorherige Bestimmung der Insassenparameter einen bestimmten Ablauf bei der Aktivierung der Knieschutzeinrichtung im voraus zu berechnen und festzulegen, wie dies im übrigen aus dem Bereich der Frontalairbags ansatzweise bereits bekannt ist.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels gemäß der einzigen Zeichnungsfigur näher erläutert.

Die einzige Zeichnungsfigur zeigt schematisch in perspektivischer Ansicht eine Knieschutzeinrichtung im entfalteten, d. h. aktivierten Zustand.

Am Armaturenbrett des Fahrzeugs ist ein Airbagmodul mit einem hier zweikammerigen Gassack mit dem ersten Gassack 1 und dem zweiten Gassack 4 befestigt, wobei der Gassack 4 als dämpfendes Polster 3 dem Kraftfährzeuginsassen zugewandt ist. Dem ersten Gassack 1 in Richtung auf den Fahrgastraum vorgelagert ist die Lastverteilerplatte 2, die am ersten Gassack 1 befestigt ist. Der zweite Gassack 4 ist an der Lastverteilerplatte 2 befestigt, so daß die Knieschutzeinrichtung einen sandwichartigen Aufbau aufweist. In der Lastverteilerplatte 2 sind Durchtrittsöffnungen 5 vorgesehen, die mit entsprechenden Übergangsöffnungen in den beiden Gassäcken 1 und 4 korrespondieren.

Durch den ersten Gassack 1 verläuft ein Schlauch 6 vom Armaturenbrett durch die Lastverteilerplatte 2 hindurch und mündet im zweiten Gassack 4. Das armaturbrettseitige Ende des Schlauches ist mit einem Gasgenerator (nicht dargestellt) verbunden.

Auf ein Auslösesignal hin leitet der Gasgenerator Gas durch den Schlauch 6, wie durch den entsprechenden Pfeil angedeutet, zunächst in den zweiten Gassack 4, welcher daraufhin seine dämpfende Funktion als dämpfendes Polster 3 wahrnimmt. Erst nachdem das Gas in den zweiten Gassack 4 geströmt ist, kann es durch die Durchtrittsöffnungen 5 in der Lastverteilerplatte 2 (und durch die entsprechenden Öffnungen in den Gassäcken 1 und 4) in den Gassack 1 strömen, woraufhin dieser die Lastverteilerplatte 2 schlagartig in Richtung der Knie des Kraftfährzeuginsassen verlagert. Die Strömung des Gases aus dem Gassack 4 durch die Durchtrittsöffnungen 5 ist durch entsprechende Pfeile angedeutet.

Dieser konstruktive Aufbau gestattet es, daß der erste Kontakt der Knie mit der Knieschutzeinrichtung in abgedämpfter Weise zunächst mit dem befüllten Gassack 4 vonstatten geht und erst hernach die Lastverteilerplatte 2 zusammen mit dem ersten Gassack 1 die gewünschte Rückhaltefunktion ausübt und die Krafteinleitung in den Gassack 1 bzw. in die diese tragende Struktur stattfindet. Der Erstkontakt mit der Knieschutzeinrichtung wird also durch den aufgeblasenen Gassack 4 erheblich abgedämpft. Hierbei ist zu bemerken, daß der zweite Gassack 4 keine Funktion der Lastverteilerplatte 2 wahrnimmt, sondern den harten Kontakt zwischen Lastverteilerplatte 2 und den Knien des Kraftfahrzeuginsassen abmildert.

Wie aus dem Frontalairbagbereich bereits ansatzweise bekannt, kann die Schutzwirkung des Gassackes durch Adaption des Airbaginnendruckes an verschiedene Insassenparameter, wie beispielsweise das Insassengewicht oder die Insassenposition, optimiert werden. Dies ist auch vorliegend für den ersten Gassack 1 zur Energieabsorption möglich. Vorliegend ist dann allerdings auch eine Adaption des Innendruckes in dem zweiten Gassack 4 notwendig. Nicht dargestellte Sensoren bestimmen die Insassenparameter, wie Gewicht oder Sitzposition und teilen die ermittelten Werte einer Elektronik einer Auswerteeinheit im voraus, d. h. vor einer Zündung des Gasgenerators mit. Im Zündzeitpunkt des Gasgenerators steht damit bereits der Solldruck für den energieabsorbierenden ersten Gassack 1 fest. Die Höhe dieses Solldruckes im ersten Gassack 1 bestimmt die Vorverlagerungsgeschwindigkeit und damit die kinetische Energie der Lastverteilerplatte. Um deren Kontakt mit dem Knie des Insassen optimal, d. h. möglichst gedämpft zu gestalten, muß auch der zweite Gassack 4 eine an die Vorverlagerungsgeschwindigkeit der Lastverteilerplatte 2 angepaßte Härte aufweisen. Dies kann durch einen variablen Innendruck des zweiten Gassackes 4 erreicht werden.

Zum Zeitpunkt der Zündung der Knieschutzeinrichtung sind - wie erwähnt - die Insassenparameter bekannt und somit auch der Innendruck des energieabsorbierenden ersten Gassackes 1 und die Vorverlagerungsgeschwindigkeit der Lastverteilerplatte 2 vorherbestimmt. Aus diesem Grunde kann der zweite Gassack 4, das dämpfende Polster 3, an das nachfolgende Geschehen adaptiert werden, obwohl es vor dem ersten Gassack 1 aktiviert wird.

Claims (7)

1. Knieschutzeinrichtung für eine auf einem im Inneren eines Fahrzeuges angeordneten Sitz sitzenden Person für den Fall einer unfallbedingten Verformung des Beinraumes, aufweisend ein dem Beinraum zugeordnetes Airbagmodul mit wenigstens einem ersten Gassack (1), in den ein diesem zugeordneter Gasgenerator auf ein Auslösesignal hin schlagartig Gas einleitet und der auf der dem Fahrzeuginneren zugewandten Seite mit einer ihm verbundenen Lastverteilerplatte (2) versehen ist, die während des Befüllungsvorganges des Gassackes (1) in das Fahrzeuginnere in Richtung auf den Kniebereich der Person verschoben wird, bei der die Lastverteilerplatte (2) auf der dem Fahrzeuginneren zugewandten Seite mit einem dämpfenden Polster (3) versehen ist.

2. Knieschutzeinrichtung nach Anspruch 1, bei der das dämpfende Polster (3) von einem zweiten Gassack (4) gebildet wird, der auf das Auslösesignal hin ebenfalls mit Gas befüllt wird, wobei die zeitliche Abstimmung so gewählt ist, daß der zweite Gassack (4) vor dem ersten Gassack (1) auf seine volle Größe aufgeblasen ist.

3. Knieschutzeinrichtung nach Anspruch 2, bei der das Airbagmodul einen mehrkammerigen Gassack aufweist, bei dem eine Kammer den ersten Gassack (1) und eine andere Kammer den zweiten Gassack (4) bildet.

4. Knieschutzeinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, bei dem beide Gassäcke (1, 4) strömungstechnisch miteinander verbunden sind und von demselben Gasgenerator mit Gas befüllt werden, wobei das Gas zunächst in den zweiten Gassack (4) geleitet wird, von wo es in den ersten Gassack (1) übertritt.

5. Knieschutzeinrichtung nach Anspruch 4, bei der die strömungstechnische Verbindung zwischen beiden Gassäcken (1, 4) gebildet ist durch wenigstens eine Durchtrittsöffnung (5) in der Lastverteilerplatte (2), in deren Bereichen beide Gassäcke (1, 4) mit entsprechenden Übergangsöffnungen an der Lastverteilungsplatte (2) befestigt sind.

6. Knieschutzeinrichtung nach Anspruch 4 oder 5, bei der das Gas auf das Auslösesignal hin vom Gasgenerator durch einen Schlauch (6) zunächst in den zweiten Gassack (4) geleitet wird.

7. Knieschutzeinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, bei der der Innendruck des ersten Gassackes (1) auf Insassenparameter adaptierbar ist und eine daraus resultierende variable Vorverlagerungsgeschwindigkeit der Lastverteilerplatte (2) durch Adaption des Druckes im zweiten Gassack (4) kompensierbar ist.