DE19915974B4

DE19915974B4 - Insassenschutzvorrichtung mit einem Airbag für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE19915974B4
Application number: DE1999115974
Authority: DE
Inventors: Martin Dipl.-Phys. Neff
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 1999-04-09
Filing date: 1999-04-09
Publication date: 2006-04-06
Anticipated expiration: 2019-04-10
Also published as: DE19915974A1

Abstract

Insassenschutzvorrichtung mit einem Airbag für ein Kraftfahrzeug,
mit einer hinter einer Austrittwand angebrachten Airbaganordnung, die mindestens einen im Grundzustand zusammengefalteten Airbag und mindestens einen zugeordneten Gasgenerator umfaßt, und
mit einer in die Austrittwand von außen nicht sichtbar integrierten, aufreißbaren Airbagabdeckung, der wenigstens ein beweglich hinter der Austrittwand gelagertes Aufreißelement zugeordnet ist, welches von einer Grundposition in eine die Airbagabdeckung randseitig zumindest in einem Teilrandbereich materialschwächende und/oder aufreißende Aufreißposition bewegbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Aufreißelement (8) in seiner Grundposition mit einem in Richtung seiner Aufreißposition vorgespannten und durch eine Verriegelungseinrichtung (15) arretierten Kraftspeicher (13) verbunden ist, und
daß die Verriegelungseinrichtung (15) bei einer Airbagaktivierung durch den sich entfaltenden Airbag unmittelbar oder mittelbar entriegelbar ist und das Aufreißelement (8) durch die freigesetzte Kraft des Kraftspeichers (13) in die Aufreißposition überführbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Insassenschutzvorrichtung mit einem Airbag für ein Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine bekannte, gattungsgemäße Insassenschutzvorrichtung mit einem Airbag für ein Kraftfahrzeug ( US-PS 5,316,335 ) umfaßt eine hinter einer Austrittwand angebrachte Airbaganordnung mit einem im Grundzustand zusammengefalteten Airbag und einem zugeordneten Gasgenerator. In die Austrittwand ist eine im Grundzustand von außen nicht sichtbare, aufreißbare Airbagabdeckung integriert. In Teilrandbereichen dieser aufreißbaren Airbagabdeckung sind beweglich hinter der Austrittwand gelagerte Aufreißelemente als Schneidmesser angebracht, welche von einer Grundposition in eine die Airbagabdeckung randseitig materialschwächende und/oder aufreißende Aufreißposition bewegbar sind. Eine solche Aufreißbewegung wird durch einen aktivierten und sich dabei entfaltenden Airbag bewirkt.

Konkret ist hier die Austrittwand ein Teil einer Instrumententafel und die Airbagabdeckung deckt einen Beifahrerairbag ab. Die Instrumententafel besteht im Bereich der Austrittwand aus einem stabilen Trägerwandteil und einer auf dessen Außenseite angebrachten Schaumschicht mit einer Außenhaut. Im randseitigen Bereich der Airbagabdeckung, insbesondere im Trägerwandteil, sind als Sollaufreißlinien bereits Spalte und/oder Materialschwächungen angebracht, um zusammen mit der Wirkung der Schneidmesser die erforderliche Kraft für einen Aufreißvorgang zu reduzieren.

In einer ähnlichen, gattungsgemäßen Anordnung ( US-PS 5,108 128 ) sind U-förmig angeordnete Aufreißelemente in der Art von Sägezahnprofilen drei Randkanten einer rechteckigen Airbagabdeckung als Airbagklappe zugeordnet, wobei die vierte Randkante ein ortsfestes Filmscharnier bildet.

Die Aufreißkraft für die Airbagabdeckung wird bei den vorstehenden bekannten Anordnungen ausschließlich durch den Druckaufbau des sich entfaltenden Airbags aufgebracht, der die Airbagabdeckung in den Innenraum aufdrückt. Trotz der bekannten Maßnahmen zur Reduzierung dieser Aufreißkraft mit Schneidmessern und Materialschwächungen an Sollaufreißlinien ist die vom Airbag zu erbringende Aufreißkraft relativ groß. Dies führt dazu, daß der Airbag vor und beim Austritt durch den Gasgenerator mit relativ großer Entfaltungsenergie zu beaufschlagen ist, was ungünstig eine Airbagaggressivität gegenüber einem zu schützenden Insassen erhöhen kann.

Bei einer weiter bekannten Airbagabdeckung für einen Beifahrerairbag in einer Instrumententafel ( DE 196 53 512 A1 ) ist diese aus einem stabilen Kunststoffträgerkörper mit einem Überzug aus einer Schaumschicht und einer Schaumhaut hergestellt. Am Kunststoffträgerkörper ist ein Klappdeckel mit einer Filmscharnierverbindung als ortsfeste Klappachse angeformt. Die bei einer Airbagentfaltung ausklappbaren Deckelrandseiten sind mit den Öffnungrändern einer Durchtrittöffnung über eine dünne, aufreißbare Filmbrücke verbunden und zudem mit in die Ausklapprichtung weisenden Schneidkanten versehen. Zudem sind an der Innenseite der Außenhaut umlaufende Einkerbungen als Sollaufreißlinien eingeformt. Diese Materialschwächungen zur Reduzierung einer Aufreißkraft können bei der Herstellung einer Instrumententafel durch ein von außen sichtbares Einfallen des Kunststoffs zu einer optisch ungünstigen Abzeichnung der Deckelränder führen.

Eine weiter bekannte Airbagabdeckung besteht aus einer Deckelblende, die einfach vor ein Airbagmodul gesetzt ist. Die Deckelblende ist von der Rückseite her durch einen Kraftspeicher in der Art einer zusammengedrückten Schraubendruckfeder in die Öffnungsrichtung vorgespannt und durch eine Verriegelungseinrichtung in ihrem geschlossenen Grundzustand arretiert. Die Verriegelungseinrichtung besteht aus einem Magnetschalter, der von einem separaten Sensorsystem unabhängig vom Sensorsystem für die Aktivierung des Airbags ansteuerbar ist. Ein solches zusätzliches Sensorsystem für die Steuerung des Magnetschalters und die Öffnung des Blendendeckels ist erforderlich, damit dieser bereits sicher vor der Aktivierung des Airbags mittels der Schraubendruckfeder geöffnet ist. Eine solche Anordnung ist aufwendig und kostenintensiv.

Weiter ist eine Airbagabdeckung in der Art eines Springdeckels bekannt ( DE 197 03 470 A1 ), der jedoch in keine durchgehende Wand integriert ist, so dass keine aufreißbaren Randbereiche mit zugeordneten Aufreißelementen vorhanden sind. Eine ähnliche bekannte Springdeckelanordnung ( DE 197 24 628 A1 ) wird durch einen Magnetschalter ausgelöst.

Bei einer weiter bekannten Airbagabdeckung ( US 5,641,178 A ) ist eine airbagausgelöste Verriegelung für eine Klappe vorgesehen. Diese Klappe ist nicht in eine Austrittwand integriert, so dass auch hier keine aufreißbaren Randbereiche vorliegen.

Zudem sind öffenbare Klappenteile einer Airbagabdeckung bekannt ( DE 297 21 682 U1 ), die beweglich mit einem Gasgeneratorgehäuse verbunden sind. Das Gasgeneratorgehäuse ist im Falle einer Airbagauslösung in den Bereich eines Armaturenbretts hineinbewegbar, so dass die Klappenteile aus einem möglichen Einflussbereich für einen Insassen weggezogen werden. In eine Austrittwand integrierte Airbagabdeckung und zugeordnete Aufreißelemente sind hier nicht vorhanden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Insassenschutzvorrichtung mit einem Airbag für ein Kraftfahrzeug so weiterzubilden, daß bei sicherer Aufreißfunktion einer Airbagabdeckung die Aufblasenergie für den zugeordneten Airbag und damit eine mögliche Airbagaggressivität reduzierbar sind.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Gemäß Anspruch 1 ist das Aufreißelement in seiner Grundposition mit einem in Richtung seiner Aufreißposition vorgespannten und durch eine Verriegelungseinrichtung arretierten Kraftspeicher verbunden. Die Verriegelungseinrichtung ist bei einer Airbagaktivierung durch den Airbag unmittelbar oder mittelbar entriegelbar, wodurch das Aufreißelement durch die freigesetzte Kraft des Kraftspeichers in die Aufreißposition überführbar ist.

Damit ist vorteilhaft zumindest ein Großteil der erforderlichen Aufreißkraft nicht mehr vom sich entfaltenden Airbag aufzubringen sondern wird durch den entriegelten Kraftspeicher geliefert. Vom Airbag ist lediglich unmittelbar oder mittelbar eine relativ geringe Kraft zur Entriegelung der Verriegelungseinrichtung abgeleitet. Insgesamt kann damit der Airbag mit vorteilhaft reduzierter Energie und damit reduzierter Airbagaggressivität aktiviert werden.

Dem Fachmann stehen für eine konkrete Realisierung der Erfindung eine Reihe bekannter und verwendbarer Kraftspeicher und Veriegelungseinrichtungen zur Verfügung. Als Kraftspeicher können dabei mechanische und/oder pneumatische und/oder hydraulische sowie ggf. pyrotechnische Speicherelemente verwendet werden. Eine einfache, funktionsfähige und preiswerte Ausführungsform ist durch die Verwendung von Federn, wie Schenkelfedern, Druckfedern oder Zugfedern mit Umlenkungen nach Anspruch 2 erreichbar. Als Feder kann auch eine direkte Materialbiegung eines Aufreißelements aus Federmaterial verwendet werden.

Mit dem Merkmalen des Anspruchs 3 wird ein U-bügelförmiges Aufreißelement für eine etwa rechteckige Airbagabdeckung in der Form eines aufreißbaren Klappdeckels vorgeschlagen, wobei ein Deckelrand eine ortsfeste Klappachse vorzugsweise als Filmscharnier bildet. Alternativ kann das Aufreißelement auch als durchgehender rechteckiger Rahmen ausgeführt sein, der einen insgesamt aufreißbaren Deckel umgibt, wobei dieser mittels Fangbändern in an sich bekannter Weise an einem unkontrollierten Flug in den Insassenraum gehindert wird. Das oder die Aufreißelemente können je nach den Gegebenheiten und insbesondere je nach der im Kraftspeicher gespeicherten Kraft relativ stumpf zur Vermeidung von Insassenbeeinträchtigungen ausgebildet sein. Falls durch geeignete Anordnungen für Insassen keine Beeinträchtigungen möglich sind, können Aufreißelemente nach Anspruch 4 in an sich bekannter Weise auch mit in Richtung Aufreißposition weisenden Schneidelementen versehen sein.

Die Entriegelung der Verriegelungseinrichtung ist nach Anspruch 5 von der Entfaltung des aktivierten Airbags und/oder durch eine Rückstoßbewegung des damit verbundenen Gasgenerators abgeleitet. Zudem kann auch ein separater Antrieb, vorzugsweise ein pyrotechnischer, über einen Stufengenerator aktivierbarer Antrieb für die Entriegelung der Verriegelungseinrichtung vorgesehen sein, wobei auch ein solcher separater Antrieb vom aktivierten Airbag ausgelöst wird.

Grundsätzlich stehen dem Fachmann eine Vielzahl allgemein bekannter Verriegelungseinrichtungen für eine erfindungsgemäße Verwendung zur Verfügung. Besonders einfach kann eine solche Verriegelungseinrichtung nach Anspruch 6 durch einen Schwenkriegel mit einer Hakennase realisiert werden, die an einem durch den Kraftspeicher vorgespannten Aufreißelement zu dessen Abstützung in der Grundposition eingreift.

In einer kompakten Anordnung nach Anspruch 7 sind der Airbag, der Gasgenerator, der Kraftspeicher, das Aufreißelement und die Verriegelungseinrichtung in einem Modulgehäuse als Airbagmodul zusammengefaßt. Die Verriegelungseinrichtung kann hier insbesondere als Schwenkriegel durch eine abgelenkte Rückstoßbewegung eines im Modulgehäuse beweglich gehaltenen Gasgenerator-Airbag-Modulteils entriegelbar sein.

Besonders vorteilhaft sind die vorstehend erläuterten Anordnungen einer Airbagabdeckung bei einem an sich bekannten Aufbau einer Austrittwand nach Anspruch 8 aus einem stabilen Trägerwandteil und einer auf dessen Außenseite aufgebrachten Schaumschicht mit einer Außenhaut verwendbar, wobei ggf. auch Spalte und/oder Materialschwächungen als Sollaufreißlinien vorgebbar sind. Eine solche Austrittwand kann gemäß Anspruch 9 beispielsweise ein Teil einer Instrumententafel sein, wobei die Airbagabdeckung einen Beifahrerairbag abdeckt.

Anhand einer Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert.
Es zeigen:
1 eine schematische Schnittansicht einer Insassenschutzvorrichtung mit einem Airbag für ein Kraftfahrzeug, und
2 eine schematische Ansicht eines U-bügelförmig ausgebildeten Aufreißelementes.
In der 1 ist schematisch eine Insassenschutzvorrichtung 1 im Beifahrerbereich eines Kraftfahrzeugs dargestellt. Wie dies aus der 1 ersichtlich ist, ist hinter einer Austrittwand 2, die einen Teil einer Instrumententafel bildet, ein Airbagmodul 3 angeordnet. Dieses Airbagmodul 3 weist einen im Grundzustand zusammengefalteten und hier nicht dargestellten Airbag sowie einen dem Airbag zugeordneten Gasgenerator 4 auf.
Die Austrittwand 2 ist aus einem Kunststoffträgerkörper 5 und einer, auf dessen Außenseite aufgebrachten Schaumschicht 6 mit einer Schaumhaut als Außenhaut 7 aufgebaut.
Das Airbagmodul 3 umfaßt weiter ein U-bügelförmig ausgebildetes Aufreißelement 8, das in einer Vorderansicht schematisch in 2 dargestellt ist. Dieses Aufreißelement 8 ist mit den Enden seiner U-Schenkel 9, 10 klappbar an einem Modulgehäuse 11 im Bereich einer Gehäuseaustrittöffnung 12 gelagert.
Wie dies in 1 lediglich schematisch dargestellt ist, ist das U-bügelförmige Aufreißelement 8 in der in der 1 dargestellten Grundposition durch eine Schenkelfeder 13 als Kraftspeicher in Richtung auf seine durch den Pfeil 14 dargestellte Aufreißposition vorgespannt und durch einen Schwenkriegel 15 mit Hakennase 16 in dieser Grundposition gehalten.
Wie dies aus 1 weiter ersichtlich ist, ist in einem mittleren Bereich einer Modulgehäusewand 17 eine Erhebung 18 ausgebildet, der eine entsprechende Erhebung 19 an einer Unterseite des Gasgenerators 4 zugeordnet ist. Bei einer crashbedingten Zündung des Gasgenerators 4 wird dieser durch eine Rückstoßbewegung in Richtung des Pfeiles 20 nach hinten in dem Modulgehäuse 11 bewegt. Durch ein Zusammenwirken der Erhebung 18 an der Hakennase 16 und der Erhebung 19 am Gasgenerator 4 wird die Hakennase 16 des Schwenkriegels 15 in Richtung des Pfeils 21 außer Eingriff mit dem Aufreißelement 8 gebracht. Dadurch wird das Aufreißelement 8 durch die Federvorspannung mittels der Schenkelfeder 13 in Richtung des Pfeiles 14 bewegt, so daß in der Austrittwand 2 eine im Grundzustand nicht sichtbare Airbagabdeckung 22 durch ein Aufreißen der Austrittwand entlang der Kontur des U-förmigen Aufreißelementes 8 ausgebildet wird und zur Freigabe einer Airbagaustrittöffnung 23 abgeklappt wird, wie dies in der 1 strichliert eingezeichnet ist.
Zur Unterstützung des Aufreißens der Austrittwand entlang der Airbagabdeckung 22 ist im Kunststoffträgerkörper 5 ein Spalt 24 ausgebildet, der vorzugsweise entlang der U-Schenkel 9, 10 und der U-Basis 25 des Aufreißelements 8 verläuft.
Wie dies aus 1 weiter ersichtlich ist, ist in einem Klappachsenbereich der Airbagabdeckung 22 an dem Kunststoffträgerkörper 5 eine Einkerbung 26 zur Ausbildung einer Klappachse als Filmscharnier der Airbagabdeckung 22 vorgesehen.
Weiter können an der in Richtung Austrittwand 2 weisenden Außenseite des Aufreißelements 8 zur Unterstützung des Aufreißens zusätzliche Schneidelemente 27, die in den Darstellungen der 1 und 2 lediglich strichliert eingezeichnet sind, angeordnet sein.

Claims

Insassenschutzvorrichtung mit einem Airbag für ein Kraftfahrzeug, mit einer hinter einer Austrittwand angebrachten Airbaganordnung, die mindestens einen im Grundzustand zusammengefalteten Airbag und mindestens einen zugeordneten Gasgenerator umfaßt, und mit einer in die Austrittwand von außen nicht sichtbar integrierten, aufreißbaren Airbagabdeckung, der wenigstens ein beweglich hinter der Austrittwand gelagertes Aufreißelement zugeordnet ist, welches von einer Grundposition in eine die Airbagabdeckung randseitig zumindest in einem Teilrandbereich materialschwächende und/oder aufreißende Aufreißposition bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufreißelement (8) in seiner Grundposition mit einem in Richtung seiner Aufreißposition vorgespannten und durch eine Verriegelungseinrichtung (15) arretierten Kraftspeicher (13) verbunden ist, und daß die Verriegelungseinrichtung (15) bei einer Airbagaktivierung durch den sich entfaltenden Airbag unmittelbar oder mittelbar entriegelbar ist und das Aufreißelement (8) durch die freigesetzte Kraft des Kraftspeichers (13) in die Aufreißposition überführbar ist.
Insassenschutzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftspeicher durch wenigstens eine Feder (13) gebildet ist.
Insassenschutzvorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufreißelement (8) U-bügelförmig aufgebildet und an den U-Schenkelenden klappbar gelagert ist, wodurch drei entsprechend angrenzende Ränder einer etwa rechteckigen Airbagabdeckung (22) als Klappdeckel aufreißbar sind und ein vierter Rand eine ortsfeste Klappachse vorzugsweise als Filmscharnier bildet.
Insassenschutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das wenigstens eine Aufreißelement (8) in seine Aufreißposition weisende Schneidelemente (27) als Schneidmesser und/oder Sägezahnprofile aufweist.
Insassenschutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungseinrichtung (15) durch eine Anlage des sich entfaltenden Airbags und/oder durch eine Rückstoßbewegung des Gasgenerators (4) und/oder durch einen vom aktivierten Airbag ausgelösten separaten Antrieb, vorzugsweise einen über einen Stufengenerator betätigbaren, pyrotechnischen Antrieb entriegelbar ist.
Insassenschutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungseinrichtung aus einem Schwenkriegel (15) mit einer die Bewegung des Aufreißelements (8) arretierenden Hakennase (16) besteht.
Insassenschutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Airbag, der Gasgenerator (4), der Kraftspeicher (13), das Aufreißelement (8) und die Verriegelungseinrichtung (15) ein Airbagmodul (3) in einem Modulgehäuse (11) bilden und die Verriegelungseinrichtung als Schwenkriegel (15) durch eine in Richtung des Schwenkriegels (15) ablenkbare Rückstoßbewegung eines im Modulgehäuse (11) beweglich gehaltenen Gasgenerator-Airbag-Modulteils (28) entriegelbar ist.
Insassenschutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittwand (2) aus einem stabilen Trägerwandteil (5), vorzugsweise einem Kunststoffträgerkörper und einer auf dessen Außenseite aufgebrachten Schaumschicht (6) mit einer Außenhaut (7), vorzugsweise einer Schaumhaut besteht und das Trägerwandteil (5) im Bereich der Airbagabdeckung (22) randseitig zumindest teilweise einen Spalt (24) und/oder eine Materialschwächung aufweist, die sich gegebenenfalls noch in den Bereich der Schaumschicht (6) fortsetzt, wobei dort das aktivierte Aufreißelement (8) angreift.
Insassenschutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittwand (2) ein Teil einer Instrumententafel ist und die Airbagabdeckung (22) einen Beifahrerairbag abdeckt.