DE202006005872U1

DE202006005872U1 - Knieschutzeinrichtung

Info

Publication number: DE202006005872U1
Application number: DE200620005872
Authority: DE
Original assignee: Autoliv Development AB
Current assignee: Autoliv Development AB
Priority date: 2006-04-11
Filing date: 2006-04-11
Publication date: 2006-06-08
Anticipated expiration: 2016-04-12

Abstract

Knieschutzeinrichtung für Fahrzeuginsassen mit einem Gassack (20) und einem Gasgenerator (10), der über eine Einlassöffnung (23) mit dem Gassack (20) verbunden ist, wobei der Gassack (20) wenigstens zwei Kammern (22, 28) aufweist, die im eingebauten, aufgeblasenen Zustand im wesentlichen übereinander liegen, und die über wenigstens eine Überströmöffnung (26) miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlassöffnung (23) der oberen Kammer (22) zugeordnet ist und dass die Überströmöffnung (26) derart ausgebildet ist, dass das Überströmen des Gases von der oberen in die untere Kammer bis zum Erreichen eines einheitlichen Drucks mit einem bestimmten Zeitverzug geschieht.

Description

Die Erfindung betrifft eine Knieschutzeinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Solche zumeist als Knie-Airbag bezeichneten Knieschutzeinrichtung sind in der Technik bekannt. Ein solcher Knie-Airbag dient gemeinsam mit einem im Lenkrad bzw. im Bereich des Handschuhfachs untergebrachten Front-Airbag dem Schutz des ihm zugeordneten Insassen im Falle eines Frontalcrashs. Hierbei hat der Knie-Airbag zwei Aufgaben: Zum einen soll er verhindern, dass der Knie/Schienbeinbereich des Insassen in Kontakt mit der Innenstruktur des Fahrzeugs kommt. Weiterhin soll er in Zusammenarbeit mit dem Gurtsystem dafür sorgen, dass sich der Insasse nicht zu weit aus seinem Sitz herausbewegt. Hierzu blasen sich ein oder mehrere Gassäcke im Bedarfsfall vor den Knien und Schienbeinen des Insassen auf und bremsen deren in Fahrtrichtung gehende Bewegung.
Es hat sich gezeigt, dass die Belastung des Insassen dadurch minimiert werden kann, dass das Knieairbagsystem so ausgestaltet ist, dass der Großteil der Krafteinleitung im Bereich des Knies erfolgt und der Bereich der Schienbeine dadurch möglichst stark entlastet wird.
Aus der EP 0 952 043 A1 ist eine Knieschutzeinrichtung bekannt, mit der eine geringe Belastung des Schienbeinbereichs des Insassen erreicht werden soll. Die in dieser Schrift beschriebene Knieschutzeinrichtung hat einen Gasgenerator und einen drei Kammern aufweisenden Gassack. Eine Hauptkammer, deren Prallfläche den Knien des Insassen zugeordnet ist, ist mittels Überströmöffnungen mit zwei Nebenkammern verbunden, wobei diese oberhalb und unterhalb der Hauptkammer angeordnet sind. Eine Abströmöffnung, über die Gas aus dem Gassack ins Innere des Fahrzeugs entweichen kann, ist in der unteren Nebenkammer angeordnet. In der unteren Hälfte des Gassacks ist ein Gasgenerator mit diesem verbunden und füllt den Gassack im Bedarfsfall. Die Überströmöffnungen sind hierbei so ausgestaltet, dass beim Befüllen des Gassacks alle Kammern im wesentlichen gleichzeitig aufgeblasen werden. Treffen nun die Knie auf die Prallfläche der Hauptkammer, so kann Gas über die Überströmöffnungen in die Nebenkammern entweichen. Die geschieht aufgrund des Strömungswiderstandes, den die Überströmöffnungen entfalten, wenn der Gassack aufgeblasen ist, zeitversetzt, so dass sich eine relativ gute Formstabilität der Hauptkammer ergibt. Hierdurch wird eine zu starke Verformung der Hauptkammer und damit ein starkes Eindringen der Knie in den Gassack verhindert.
Durch die in der EP 0 952 043 A1 beschriebenen Ausgestaltung soll erreicht werden, dass die Schienbeine nur in geringen Kontakt zum Gassack kommen, so dass diese entlastet und der größte Teil der Kräfte im Bereich der Knie übertragen werden.
Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße Knieschutzeinrichtung dahingehend weiterzubilden, dass ein weiter verbesserter Schutz des Insassen erreicht werden kann.
Diese Aufgabe wird durch eine Knieschutzeinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Die erfindungsgemäße Knieschutzeinrichtung geht von der Überlegung aus, dass es, auch im Gesamtzusammenhang mit den weiteren sich im Fahrzeug befindenden Rückhalteeinrichtungen, günstiger sein kann, die Vorverlagerung des Kniebereichs des Insassen zu einem möglichst frühen Zeitpunkt zu unterbinden, anstatt eine Vorwärtsbewegung zu einem späteren Zeitpunkt stark abbremsen zu müssen.
Um das gewünschte Ziel zu erreichen, weist die erfindungsgemäße Knieschutzeinrichtung einen Gassack mit zwei im wesentlichen übereinander liegenden Kammern auf, wobei die obere Kammer im eingebauten Zustand im wesentlichen den Knien eines Insassen und die untere Kammer im wesentlichen dem Schienbeinbereich zugeordnet ist. Die beiden Kammern sind mittels wenigstens einer Überströmöffnung miteinander verbunden. Die Einlassöffnung ist der oberen Kammer zugeordnet, so dass sich auch der Gasgenerator im oberen Bereich des Gassacks befindet. Der Gassack wird also von oben befüllt. Die Überströmöffnungen sind so ausgelegt, dass bis zum Erreichen eines einheitlichen Drucks das Füllen der unteren Kammer mit einer gewissen Zeitverzögerung gegenüber der oberen Kammer geschieht. Durch diese Anordnung wird in der oberen Kammer sehr schnell ein entsprechender Arbeitsdruck erreicht, bzw. ist der Druck in der oberen Kammer anfangs höher als nach dem anschließend erfolgenden Druckausgleich. Dies hat zur Folge, dass die Positionierung des oberen Teils des Gassacks wesentlich schneller erfolgt, als wenn auf die erfindungsgemäße Ausführung verzichtet wird. Weiterhin wird durch den hohen Anfangs-Innendruck der oberen Kammer die Rückhaltekraft für mittelgroße bis große Personen erhöht. Die Kombination aus anfänglich höherer Rückhaltekraft und zeitlich sehr früher Positionierung hat zur Folge, dass der Insasse zu einem frühen Zeitpunkt zurückgehalten wird, so dass er bezogen auf das Fahrzeug eine wesentlich geringere kinetische Energie aufbaut. Somit ist es möglich, mit deutlich geringeren Rückhaltekräften, welche natürlich schonend für den Insassen sind, eine gute Rückhaltewirkung zu erzielen.
Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die Figuren näher erläutert. Es zeigen:
1 Eine an einer Innenstruktur eines Fahrzeugs befestigte Knieschutzeinrichtung in stark schematisierter Darstellung, wobei der Gassack vollständig aufgeblasen ist,
2–4 die Entfaltung des Gassacks aus 1 während eines Unfalls.
1 zeigt eine erfindungsgemäße Knieschutzeinrichtung, die an einer Innenstruktur 1 eines Fahrzeugs befestigt ist, in einem Zustand, in dem der Gassack 20 vollständig aufgeblasen ist. Die Knieschutzeinrichtung besteht aus einem Gasgenerator 10 und einem Gassack 20. Der Gassack 20 weist eine obere Kammer 22 und eine untere Kammer 28 auf. Jeder Kammer 22,28 ist eine Prallfläche zugeordnet, der oberen Kammer die obere Prallfläche 22a und der unteren Kammer die untere Prallfläche 28a. Der Gasgenerator 10 steht über die Einlassöffnung 23 mit der oberen Kammer 22 in Verbindung. Obere Kammer 22 und untere Kammer 28 sind durch die Trennwand 25 getrennt, die wenigstens eine Überströmöffnung 26 aufweist. Die Trennwand 25 kann entweder durch eine separate Gewebeschicht, oder durch ein Zusammennähen der Seitenwände ausgebildet sein. Das bedeutet, dass das vom Gasgenerator 10 kommende Gas zunächst in die obere Kammer 22 und von dort aus in die untere Kammer 28 strömt. In der Außenwandung der unteren Kammer 28 ist weiterhin die Ausströmöffnung 29 vorgesehen.
Die Überströmöffnung 26 ist so ausgebildet bzw. dimensioniert, dass das vom Gasgenerator 10 kommende Gas zunächst die obere Kammer 22 füllt und eine Füllung der unteren Kammer 28 erst dann in erheblichem Umfang einsetzt, wenn die obere Kammer im wesentlichen ihre vorgesehene Endasusdehnung erreicht, und der Innendruck einen gewissen Wert überschritten hat. Hierdurch ergibt sich im Falle eines Unfalls das in den 2 bis 4 dargestellte Verhalten:
2 zeigt die Fahrzeuginnenstruktur 1 und ein sich davor befindendes Bein B eines Insassen. Der Gassack 20 ist in einem sehr frühen Entfaltungszustand gezeigt. Zu diesem Zeitpunkt des Unfalls hat sich das Bein B im Verhältnis zur Innenstruktur 1 noch nicht wesentlich nach vorne bewegt.
Wie man anhand 3 sieht, wird zunächst die obere Kammer 22 zu ihrer Endgröße befüllt. Vorzugsweise kommt hierbei die obere Prallfläche 22a in Anlage mit dem Kniebereich des Beines B. Dadurch, dass zunächst nur die obere Kammer 22 befüllt wird, geschieht deren Entfaltung sehr schnell, so dass die obere Kammer ihre Größe bereits zu einem Zeitpunkt erreicht hat, zu dem sich das Bein B noch nicht wesentlich in Richtung der Innenstruktur bewegt hat. Dies bedeutet, dass das Rückhalten des Insassen durch den Gassack 20 schon zu einem Zeitpunkt erfolgt, zu dem sich der Kniebereich des Insassen noch nicht wesentlich bewegt hat. Dementsprechend sind die Kräfte, die von der oberen Prallfläche 22a auf den Kniebereich einwirken, relativ gering.
Nachdem die obere Kammer 22 vollständig gefüllt ist, beginnt nun auch der Füllprozess der unteren Kammer 28, bis diese ihren in 4 gezeigten Endzustand erreicht hat. Dieser Endzustand ist dann erreicht, wenn ein wesentlicher Teil des durch die Einlassöffnung 23 einströmenden Gases durch die Ausströmöffnung 29 wieder austritt, also ein Gleichgewichtszustand erreicht ist.

10: Gasgenerator
20: Gassack
22: obere Kammer
22a: obere Prallfläche
23: Einlassöffnung
25: Trennwand
26: Überströmöffnung
28: untere Kammer
28a: untere Prallfläche
29: Ausströmöffnung
F: Fahrzeuginnenstruktur
B: Bein

Claims

Knieschutzeinrichtung für Fahrzeuginsassen mit einem Gassack (20) und einem Gasgenerator (10), der über eine Einlassöffnung (23) mit dem Gassack (20) verbunden ist, wobei der Gassack (20) wenigstens zwei Kammern (22, 28) aufweist, die im eingebauten, aufgeblasenen Zustand im wesentlichen übereinander liegen, und die über wenigstens eine Überströmöffnung (26) miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlassöffnung (23) der oberen Kammer (22) zugeordnet ist und dass die Überströmöffnung (26) derart ausgebildet ist, dass das Überströmen des Gases von der oberen in die untere Kammer bis zum Erreichen eines einheitlichen Drucks mit einem bestimmten Zeitverzug geschieht.
Knieschutzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der unteren Kammer (28) eine Ausströmöffnung (29) zugeordnet ist.
Knieschutzeinrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasgenerator (10) im Bereich der oberen Kammer (22) angeordnet ist.
Knieschutzeinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gassack (20) in einem unteren Bereich der Armaturentafel eines Fahrzeugs angeordnet ist, und sich im wesentlichen entgegen der Fahrtrichtung des Fahrzeugs entfaltet.