DE19757828A1 - Schutzvorrichtung für Fahrzeuginsassen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schutz von Fahrzeuginsassen bei einem Aufprall auf Innenbereiche der Fahrzeugkarosserie.

Für derartige Zwecke sind sogenannte Airbags bekannt, die aus einer zusammengefalte­ ten Umhüllung bestehen, die mittels einer Gasfüllung explosionsartig aufblasbar sind und zwischen den Fahrzeuginsassen und den Innenbereichen der Fahrzeugkarosserie weiche, energieverzehrende Polster bilden, wenn entsprechende Sensoren das Über­ schreiten vorgegebener Verzögerungsgrenzwerte registrieren und über eine elektronische Steuereinrichtung das Aufblasen des Airbags bewirken. Am weitesten verbreitet sind die im Lenkrad untergebrachten Airbags für den Fahrzeuglenker. In zunehmenden Maße werden aber auch Airbags für die Beifahrerseite serienmäßig eingebaut. Darüber hinaus kann man bei einigen Fahrzeugtypen sogenannte Seitenairbags schon serienmäßig, bei anderen Fahrzeugtypen als Sonderausstattung erhalten. Schließlich sind auch schon spe­ zielle Airbags für bestimmte Körperbereiche, beispielsweise für den Kopf des Fahrers konzipiert und vorgestellt worden.

Mit derartigen Airbags will man die Sicherheit der Fahrzeuge erhöhen und die Verlet­ zungsgefahr herabsetzen. Dabei ist man sich bewußt, daß ein optimaler Schutz nur dann erreicht werden kann, wenn der Fahrer bei Auslösung des Airbags eine bestimmte Aus­ gangsposition einnimmt bzw. wenn eine bestimmte Unfallsituation vorliegt, wobei man sich vor allem auf schädliche Verzögerungen in normaler Fahrtrichtung und auf ver­ schiedene Formen des Seitenaufpralls konzentriert hat. Ein optimaler Schutz der Fahr­ zeuginsassen durch mehrere Airbags kann nur erreicht werden, wenn die Auslösung der Airbags in Abhängigkeit von den auftretenden Verzögerungswerten nach Größe und Richtung ausgelöst werden. Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß dazu eine entsprechende Anzahl von Sensoren und eine umfangreiche Auswert- und Ansteuerelektronik erforder­ lich sind. Dies führt dazu, daß ein möglichst weitgehender Schutz sehr kostenaufwendig ist und daher häufig nur wahlweise gegen Aufpreis zu erhalten ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen möglichst umfassenden Schutz von Fahrzeuginsassen bei einem Aufprall auf Innenbereiche der Fahrzeugkarosserie sicher­ zustellen ohne daß eine Vielzahl von Airbags, eine Vielzahl von Sensoren und eine ent­ sprechende Auswert- und Ansteuerelektronik zur Unterscheidung von Verzögerungskräf­ ten nach Größe und Richtung erforderlich sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung gelöst, die gekennzeichnet ist durch einen Hohlkörper mit deformierbarer Wandung, der mit einem Gas oder mit einer Flüssigkeit gefüllt ist, sowie mit einer Auslaßöffnung, durch die das eingeschlosse­ ne Gas bzw. die eingeschlossene Flüssigkeit bei einem Aufprall entweichen kann.

Derartige Hohlkörper können in verschiedener Größe und Anzahl überall dort angeord­ net werden, wo ein Aufprallen des Fahrzeuginsassen auf Innenbereiche der Fahrzeugka­ rosserie befürchtet werden muß. Mit anderen Worten, es werden bereits prophylaktisch Polster vorgesehen, die beim Aufprall unter Absorption von Energie verformbar sind. Die Unterbringung derartiger Vorrichtungen erfordert zwar einen gewissen Platz, dessen Bereitstellung aus Sicherheitsgründen jedoch nicht fraglich sein dürfte. Auf der anderen Seite kann dadurch die Karosserie innenseitig "ausgepolstert" werden, und es können insbesondere auch solche Gefahrdungsstellen entschärft werden, bei denen die bekannten Airbags nicht einsetzbar sind oder bei denen Verzögerungen unterhalb der Auslöse­ schwelle für Airbags zu Verletzungen führen können.

Die Auslaßöffnung des Hohlkörpers ist zweckmäßigerweise verschlossen, wobei ein Verschluß vorgesehen ist, der sich bei Erreichen eines definierten Überdrucks im Hohl­ körper selbsttätig öffnet. Besonders zweckmäßig ist es, wenn die Auslaßöffnung als Drosselstelle ausgebildet ist, durch die die pro Zeiteinheit austretende Gas- oder Flüssig­ keitsmenge auf ein vorgegebenes Maß begrenzt werden kann. Auf diese Weise kann man Einfluß auf das Energieabsorptionsverhalten der erfindungsgemäßen Vorrichtung neh­ men.

Vorteilhaft kann es auch sein, wenn im Hohlkörper ein höherer Druck herrscht, als au­ ßerhalb des Hohlkörpers, weil dann die deformierbare Wandung zwangsläufig eine hö­ here Formbeständigkeit hat, was für manche Anwendungsbereiche notwendig sein kann. Außerdem kann der Verschluß zweckmäßigerweise aus einer Membran mit definierter Aufreißfestigkeit bestehen, damit die deformierbare Wandung des gasgefüllten Hohlkör­ pers bei einem zufälligen, unbeabsichtigten Stoß weit unterhalb der gewünschten Auslö­ segrenze nicht deformiert wird.

Zusammenfassend kann festgestellt werden, daß sich mit der Anordnung erfindungsge­ mäßer Vorrichtungen die Fahrzeugkarosserie innen so gestalten läßt, daß die Verlet­ zungsgefahr bei einem Aufprall erheblich herabgesetzt ist. Außer der Gas- bzw. Flüssig­ keitsfüllung können noch Zusatzelemente vorgesehen werden, die unter Aufnahme von Formänderungsarbeit plastisch verformbar sind und dadurch eine weitere Verbesserung ergeben. Außerdem lassen sich selbstverständlich die erfindungsgemäßen Hohlkörper in ihrer Form an den abzudeckenden Bereich der Karosserie bzw. des Fahrzeuginnenraums sowie "oberflächlich" optisch und haptisch an die Karosserieumgebung anpassen. Für ihre Herstellung kommen insbesondere geeignete Kunststoffe und dafür gebräuchliche Verarbeitungsverfahren in Betracht.

Andere zweckmäßige und vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens sind in den Unteransprüchen 6 bis 18 beschrieben. Weitere Einzelheiten werden anhand der in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen einfachen gasgefüllten Hohlkörper gemäß der Erfindung im Schnitt und in perspektivischer Darstellung

Fig. 2 einen zusammengesetzten gasgefüllten Hohlkörper gemäß der Erfindung wiederum im Schnitt und in perspektivischer Darstellung

Fig. 3 einen Horizontalschnitt durch einen Hohlkörper gemäß Fig. 2.

Der gasgefüllte Hohlkörper 1 gemäß Fig. 1 hat eine im wesentlichen rechteckige Grund­ form mit einer deformierbaren Wandung 2 sowie einer Auslaßöffnung 3, die durch einen eingeformten Verschluß 4 verschlossen ist. Ein derartiger Hohlkörper kann eine größere Längserstreckung aufweisen und zur Abdeckung gefährlicher Kanten im Innenbereich eines Kraftfahrzeugs eingesetzt werden. Selbstverständlich ist ein derartiger Hohlkörper aber auch in jeder anderen Form ausführbar und an die jeweiligen örtlichen Gegebenheit anpaßbar.

Fig. 2 zeigt, wie ein erfindungsgemäßer, gasgefüllter Hohlkörper 1 mit einer deformier­ baren Wandung 2 durch Zusatzelemente in Form von Stegen 5 und/oder Zwischenwän­ den 6 unterteilt werden kann, um sein Aufnahmevermögen für Formänderungsarbeit zu erhöhen. Auf diese Weise können Teilhohlräume 7, 8, 9 geschaffen werden, deren Aus­ laßöffnungen 3 wiederum durch Verschlüsse 4 verschlossen sind, wobei je nach Auf­ prallstärke das eingeschlossene Gas nacheinander in die anderen Teilhohlräume und ggf. zuletzt in die Umgebung entweichen kann. In allen Fällen muß dafür gesorgt werden, daß die äußere Wandung 2 sowie die inneren Wandungsteile in Form von Stegen 5 bzw. Zwischenwänden 6 deformierbar sind, wodurch eine Struktur entsteht, die erhebliche Formänderungsarbeit aufnehmen kann und daher einen wirksamen Schutz für die Fahr­ zeuginsassen darstellt. Auf der zum Fahrgastraum weisenden Oberfläche ist eine Dekor­ schicht 10 aufgebracht, die optisch und haptisch an die Karosserieumgebung angepaßt ist. Auch die Strukturen mit Teilhohlräumen lassen sich selbstverständlich nicht nur in der dargestellten Quaderform, sondern in jeder beliebigen, an den jeweiligen Einbauort angepaßten Form herstellen.

Aus dem in Fig. 3 dargestellten Horizontalschnitt durch eine Struktur gemäß Fig. 2 ist ersichtlich, daß die Stege 5 in Wabenform angeordnet sind und eine unterschiedlich star­ ke Wandstärke aufweisen, wodurch der Formänderungswiderstand im Nutzbereich des gasgefüllten Hohlkörpers 1 unterschiedlich groß ausgebildet werden kann. Das gleiche gilt selbstverständlich für die Wandung 2 des Hohlkörpers 1. Auf der zum Fahrgastraum weisenden, äußeren Oberfläche ist wiederum eine Dekorschicht 10 angebracht.

Wie bereits erwähnt, können gemäß der Erfindung gas- oder flüssigkeitsgefüllte Hohl­ körper geschaffen werden, deren Füllvolumen in Verbindung mit der deformierbaren Wandung einen vorzüglichen Schutz von Fahrzeuginsassen bei einem Aufprall auf In­ nenbereiche der Fahrzeugkarosserie bilden. Durch Unterteilung des Hohlkörpers läßt sich dessen Vermögen zur Aufnahme von Formänderungsarbeit noch wesentlich stei­ gern.

Außerdem ist es möglich, zur Füllung ein Gas oder eine Flüssigkeit vorzusehen, das bzw. die hinsichtlich seiner bzw. ihrer physikalischen und chemischen Eigenschaft, wie Dichte, Viskosität, usw. auf den jeweiligen, konkreten Anwendungszweck abgestimmt ist.

Claims (18)

1. Vorrichtung zum Schutz von Fahrzeuginsassen bei einem Aufprall auf Innenbe­ reiche der Fahrzeugkarosserie, gekennzeichnet durch einen Hohlkörper (1) mit deformierbarer Wandung (2), der mit einem Gas oder mit einer Flüssigkeit gefüllt ist, sowie mit einer Auslaßöffnung (3), durch die das eingeschlossene Gas bzw. die eingeschlossene Flüssigkeit bei einem Aufprall entweichen kann.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßöffnung (3) verschlossen ist und daß ein Verschluß (4) vorgesehen ist, der sich bei Errei­ chen eines definierten Überdrucks im Hohlkörper (1) selbsttätig öffnet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaß­ öffnung (3) als Drosselstelle ausgebildet ist, die die pro Zeiteinheit austretende Gas- oder Flüssigkeitsmenge auf ein vorgegebenes Maß begrenzt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Hohlkör­ per (1) ein höherer Druck herrscht als außerhalb des Hohlkörpers.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschluß (4) aus einer Membran mit definierter Aufreißfestigkeit besteht.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung (2) des Hohlkörpers (1) aus Kunststoff besteht.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper (1) durch das Blasformverfahren hergestellt ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper durch das Spritzgießverfahren, vorzugsweise durch das Gasinnendruck-Spritzgießverfahren hergestellt ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß im Hohlkörper (1) Zusatzelemente (5) in Form von Rippen, Stege- oder dergl. vor­ gesehen sind, die unter Aufnahme von Formänderungsarbeit plastisch verformbar sind.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper (1) durch Zwischenwände (6) unterteilt ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilhohlräume (7, 8, 9) gegeneinander abgeschlossen und mit als Drosselstelle wirkenden Aus­ laßöffnungen (3) ausgestattet sind, durch die das eingeschlossene Gas bzw. die eingeschlossene Flüssigkeit nacheinander in die anderen Teilhohlräume (8, 9) und zuletzt in die Umgebung entweichen kann.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper (1) für die Abdeckung bestimmter Karosseriebereiche ausgebildet und in seiner Form an diese Karosseriebereiche angepaßt ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper (1) auf seine zum Fahrgastraum weisenden Oberfläche durch eine Dekorschicht (10) aus Folie, Stoff, oder dergl. optisch und haptisch an die Karosserieumgebung an­ gepaßt ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß zur Anpassung eine Dekorschicht (10) vorzugsweise durch Zweikomponenten-Spritztechnik aufge­ bracht ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper (1) auf eine Dekorschicht (10) mittels Folienhinter­ form- bzw. -hinterspritztechnik aufgebracht ist.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper (1) aus Polypropylen, kaltschlagzähen Thermoplasten oder thermoplastischen Elastomeren besteht.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung (2) des Hohlkörpers (1) in an sich bekannter Weise durch Einlagen aus Glasfasern oder dergl. verstärkt sind.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß zur Füllung ein Gas oder eine Flüssigkeit vorgesehen wird, das bzw. die hin­ sichtlich seiner bzw. ihrer physikalischen und chemischen Eigenschaft, wie Dichte, Viskosität, usw., auf den jeweiligen, konkreten Anwendungszweck ab­ gestimmt ist.