DE202014103870U1

DE202014103870U1 - Aktivpolster mit integrierter Entlüftungsöffnung

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Publication number: DE202014103870U1
Application number: DE202014103870.1U
Authority: DE
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2013-08-26
Filing date: 2014-08-21
Publication date: 2014-09-08
Anticipated expiration: 2024-08-22
Also published as: US20150054268A1; CN204236410U; US8973942B1

Abstract

Aktivpolster zur Montage an einer Innenverkleidungsoberfläche eines Fahrgastraums in einem Kraftfahrzeug, umfassend: eine aus Kunststoff geformte, expandierbare vordere Wand, die sich zu einem Fahrgast im Fahrgastraum hin entfaltet, eine aus Kunststoff geformte hintere Wand, die um einen im Wesentlichen abgedichteten Umfang herum mit der vorderen Wand verbunden ist, um eine aufblasbare Blase zu bilden, wobei die hintere Wand eine durch eine erhabene Aussparungswand definierte Generatoraufnahme mit einer Generatoröffnung aufweist, und einen Generator mit einem Gasauslassende und einem elektrischen Verbinderende, wobei der Generator in der Generatoröffnung aufgenommen ist, wobei das Gasauslassende in der aufblasbaren Blase liegt, wobei die Aussparungswand eine vorbestimmte Dicke hat, damit sie während des Aufblasens der Blase ihre Form im Wesentlichen beibehält, und wobei die Generatoraufnahme eine flexible Dichtung aufweist, die um einen inneren Rand der Generatoröffnung herum angeordnet ist und aus einem Anschlussrand besteht, der an dem Generator anliegt und dessen Dicke kleiner als die vorbestimmte Dicke der Aussparungswand ist, um eine variable Entlüftungsöffnung zu bilden.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Aktivpolster zum Insassenaufprallschutz in Kraftfahrzeugen und im Einzelnen auf ein Aktivpolster mit einer durch Kunststoffwandplatten gebildeten aufblasbaren Blase, die zur Bewerkstelligung der Entleerung während eines Aufpralls entlüftet wird.
Ein Aktivpolster ist eine Fahrzeuginsassenschutzvorrichtung mit einer mit Gas aufblasbaren Blase zur Aufnahme von Stößen und zur Reduzierung von Insassentrauma bei einem Aufprall. Im Gegensatz zu entfaltbaren aus verschiedenen Geweben hergestellten Airbag-Kissen, die beim Aufblasen aus verschiedenen Öffnungen heraus hervortreten, wird bei Aktivpolstern die Innenverkleidungsoberfläche selbst verwendet, die zu Beginn eines Aufprallereignisses durch die Wirkung eines Aufblasgases expandiert, um den Aufprall aufzunehmen und Energie abzuführen. Aus der am 26. Juni 2012 erteilten US-PS 8, 205,909 , auf die hierin Bezug genommen wird, ist ein in eine Handschuhfachklappe integriertes Aktivkniepolster bekannt, das leicht und optisch ansprechend ist. Aus der am 2. Juli 2013 erteilten US-PS 8,474,868 , auf die ebenfalls hierin Bezug genommen wird, ist eine typische Struktur bekannt, bei der ein Aktivpolster eine vordere Wand oder Platte (d. h. eine Verkleidungsplatte) aufweist, die einem Fahrzeuginsassen zugewandt ist und entlang einem versiegelten Umfang an einer hinteren Wand oder Platte (d. h. Blasenwand) angebracht ist. Eine der Wände oder beide Wände sind deformierbar, um eine aufblasbare Blase bereitzustellen. Beispielsweise kann die hintere Wand einen gefalteten (d. h. ziehharmonikaartigen) Bereich haben, der sich beim Aufblasen geradezieht. Die Wände sind in ihrem nicht aufgeblasenen Zustand vor dem Entfalten anfangs geringfügig beabstandet. Dadurch kann das Aufblasgas so einströmen, dass ein gleichmäßiges Aufblasen über die Platte hinweg erzielt werden kann.
Die vorderen und hinteren Wände einer üblichen Blase für ein Aktivpolster bestehen aus geformten Thermoplasten wie Polyethylen, Polyolefin oder PVC. Sie sind überlicherweise spritzgegossen, könnten aber auch blasgeformt sein. Bei getrennter Ausbildung müssen die vorderen und hinteren Wände zur Bildung der aufblasbaren Blase um ihren Umfang herum hermetisch verbunden werden. Die Verbindung muss so fest sein, dass sie sich durch die hohen Drücke beim Aufblasen nicht auftrennt. Die Umfangsdichtung wird beispielsweise durch Warmschweißen gebildet.
Es ist bekannt, dass zur Optimierung der Abführung von Energie, wenn ein Insasse einen Airbag oder ein Aktivpolster berührt, Aufblasgas entlüftet werden sollte, um ein kontrolliertes Zusammenfallen des Airbags zu gestatten, der den aufprallenden Insassen sicher verlangsamt. Aus der am 11. Dezember 2012 erteilten US-PS 8,328,233 , auf die hierin Bezug genommen wird, ist eine variable Entlüftungsöffnung für ein Aktivpolster bekannt, wobei die Entlüftungsöffnung eine niedrige Strömungsrate bei niedrigen Drücken und eine höhere Strömungsrate bei höheren Drücken durch die Entlüftungsöffnung hat. Die reduzierte Strömungsrate der Entlüftungsöffnung während der Anfangsstadien des Aufblasens gestattet die Verwendung eines kleineren (weniger teuren) Generators, während die höhere Entlüftungsöffnungsströmungsrate bei höheren Drücken zur Gewährleistung der Integrität der Umfangsschweißnaht beiträgt, indem die Druckerhöhung begrenzt und große Reißkräfte, die ein Versagen der Dichtung verursachen könnten, vermieden werden.
Zum Entlüften einer angepassten Menge an Aufblasgas während des Aufblasens und während der Beanspruchung durch einen aufprallenden Fahrgast sind verschiedene Arten von Strukturen offenbart worden. Beispielsweise sind angelenkte Klappen, die eine kleine Öffnung bei niedrigem Druck und eine größere Öffnung bei höherem Druck bereitstellen, in der hinteren Blasenwand ausgebildet worden. Die Größe, Platzierung und erwünschten Leistungseigenschaften für eine Aktivblase sind üblicherweise für jeden Fahrzeugtyp, der von einem Fahrzeughersteller entwickelt wird, spezifisch. Da die Blasenwand möglicherweise für jede neue Fahrzeugauslegung neu ausgelegt wird, erfordert es einen beträchtlichen Entwicklungsaufwand, um eine geeignete Platzierung und Konfiguration für ein oder mehrere Entlüftungsmerkmale gemäß den einzigartigen Auslegungsspezifikationen zu finden. Es wäre wünschenswert, eine Entlüftungsstruktur bereitzustellen, die bei vielen verschiedenen Auslegungen einsetzbar ist und die zuverlässig und zu angemessenen Zeiten für ein angemessenes Maß an Entlüftung (einschließlich keine Entlüftung, d. h. ein abgedichteter Zustand) sorgt.
In einem Aspekt der Erfindung wird ein Aktivpolster zur Montage an einer Innenverkleidungsoberfläche eines Fahrgastraums in einem Kraftfahrzeug bereitgestellt. Eine aus Kunststoff geformte, expandierbare vordere Wand entfaltet sich zu einem Fahrgast im Fahrgastraum hin. Eine aus Kunststoff geformte, hintere Wand ist um einen im Wesentlichen abgedichteten Umfang herum mit der vorderen Wand verbunden, um eine aufblasbare Blase zu bilden. Die hintere Wand weist eine durch eine erhabene Aussparungswand definierte Generatoraufnahme mit einer Generatoröffnung auf. Ein Generator mit einem Gasauslassende und einem elektrischen Verbinderende ist in der Generatoröffnung aufgenommen, wobei das Gasauslassende in der aufblasbaren Blase liegt. Die Aussparungswand hat eine vorbestimmte Dicke, damit sie während des Aufblasens der Blase ihre Form im Wesentlichen beibehält. Die Generatoraufnahme weist eine flexible Dichtung auf, die um einen inneren Rand der Generatoröffnung herum angeordnet ist und aus einem Anschlussrand besteht, der an dem Generator anliegt und dessen Dicke kleiner als die vorbestimmte Dicke der Aussparungswand ist, um eine variable Entlüftungsöffnung zu bilden.
1 ist eine Perspektivansicht einer bekannten aufblasbaren Blasenanordnung eines Aktivpolsters von hinten.
2 ist eine Perspektivansicht eines Abschnitts einer hinteren Blasenwand mit einer Generatoraufnahme nach der vorliegenden Erfindung von hinten.
3 ist ein Querschnitt durch die Generatoraufnahme von 2 ohne einen Generator.
4 ist ein Querschnitt durch die Generatoraufnahme von 2 mit einem Generator.
5 ist eine Teilquerschnittsansicht mit einer Darstellung des Entlüftens von Aufblasgas an einer um den Generator herum gebildeten flexiblen Dichtung.
6 zeigt die Einführung eines Generators in eine Generatoraufnahme zur Ineingriffnahme der flexiblen Dichtung.
Unter Bezug auf 1 hat eine aufblasbare Blase 10 für ein Aktivpolster eine aus Kunststoff geformte, vordere Wand 11 und eine aus Kunststoff geformte, expandierbare hintere Blasenwand 12. Die Wände 11 und 12 sind um einen geschlossenen Umfangsbereich 13 herum miteinander verbunden, um eine aufblasbare Blase zu bilden, die zwischen den Wänden 11 und 12 ein offenes mittleres Volumen oder einen mittleren Hohlraum hat, um während eines Aufprallereignisses Aufblasgas von einem in einer Aufnahme oder Aussparung 15 der hinteren Wand 12 montierten Generator 14 aufzunehmen. Die hintere Wand 12 weist mehrere Falten wie 16 und 17 auf, damit die hintere Wand 12 beim Aufblasen expandieren kann. Mehrere Buckel 18 dienen zur Montage der hinteren Wand 12 an einer Reaktionsfläche. Entlüftungslöcher 20 in einem durch die innere Wand 12 geschnittenen sternförmigen Muster dienen dem Entlüften des mittleren Volumens vor dem und während des Aufblasens.
Während eines Aufprallereignisses wird der Generator ausgelöst und setzt Aufblasgas frei, das die Blase expandiert und die vordere Verkleidungswand zum Insassen hin bewegt. Die Steuerung des Drucks in der Blase und der sich daraus ergebenden Spannung, mit der die hermetische Schweißnaht beaufschlagt wird, in einer Weise, in der gleichzeitig die erforderlichen Kniebelastungen erzielt werden, ist eine diffizile Aufgabe. Wenn innerhalb des Systems nicht genug Druckentlastung vorliegt, kann die Spannung an der Schweißnaht, wenn die Blase durch einen Aufprall der Knie eines Insassen belastet wird, so hoch sein, dass die hermetische Schweißnaht platzt, was zu einem totalen Druckverlust im System führt. Wenn die Entlüftung innerhalb des Systems zu stark ist, bleibt zwar die Schweißnaht intakt, aber das System kann nicht die erforderlichen Kniebelastungen zur Insassenrückhaltung aufbringen.
Entlüftungsöffnungen wie die sternförmigen Löcher 20 können bei der Entfaltung zu viel Gas entlüften, was zu einem unerwünscht hohen Druckverlust im System führt. Die Aufrechterhaltung von hinreichendem Druck zur Erzielung der zur guten Insassenrückhaltung erforderlichen Kniebelastungen war daher schwierig.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden in den Blasenwänden keine eingeformten Entlüftungslöcher erzeugt. Stattdessen wird am Rand eines einen Generator aufnehmenden Lochs der Blase eine Anschlusshülse vorgesehen, um bei der Installierung für eine gute Passung mit dem Generator zu sorgen. Diese Hülse hält eine anfängliche Abdichtung aufrecht, die der Blase gestattet, zu expandieren und auf einen hohen Druck aufgeblasen zu werden. Wenn die Blase durch einen Knieaufprall belastet wird, wird Druck durch einen sich zwischen dem Generator und der Anschlusshülse öffnenden Spalt abgelassen. Die sich ergebende Druckentlastung der Blase steht in direkter Beziehung zu der durch den Knieaufprall auf die Blase wirkenden Kraft. Die Weichheit des Blasenmaterials und die Dicke der Anschlusshülse sind so gewählt, dass für eine gewünschte Flexibilität gesorgt ist, so dass eine selbstregulierende Entlüftungsöffnung mit gewünschten Druckeigenschaften geschaffen wird.
2 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei der eine aus Kunststoff geformte hintere Wand 25 (die um einen im Wesentlichen abgedichteten Umfang herum mit einer nicht gezeigten vorderen Wand verbunden ist, um eine aufblasbare Blase zu bilden) eine durch eine erhabene Aussparungswand definierte Generatoraufnahme 26 hat. Eine Generatoreinheit 27 ist in einer in der erhabenen Aussparungswand gebildeten Generatoröffnung 28 installiert. Ein elektrischer Verbinder 30 ist über eine zusammenpassende Verbindung und Verdrahtung 31 an ein nicht gezeigtes Steuermodul gekoppelt. Ein sich von der Generatoreinheit 27 erstreckender Montagegewindestift 32 geht durch die erhabene Aussparungswand der Aufnahme 26 hindurch, um eine Mutter 33 aufzunehmen, die hinreichend angezogen wird, um eine Abdichtung gegen leckendes Aufblasgas zu erhalten.
3 zeigt einen Querschnitt der Aufnahme 26 durch die Generatoröffnung 28, aus dem eine flexible Dichtung sichtbar ist, die umfangsmäßig um den inneren Rand der Generatoröffnung 28 herum angeordnet ist und aus einem Anschlussrand 35 besteht, der am Generator anliegt. Im Einzelnen kann der Anschlussrand 35 durch eine Verdünnung in der Wand entlang dem Rand der Öffnung 28 auf eine Dicke T₂ gebildet sein, wobei die umliegenden Abschnitte der Aufnahme 26 eine größere Dicke T₁ haben. Die Dicke T₁ hat einen vorbestimmten Wert, der dazu konfiguriert ist, dass die Form der Aufnahme 26 während des Aufblasens der Blase im Wesentlichen beibehalten wird. Die Dicke T₂ ist kleiner als der vorbestimmte Wert von T₁, so dass sie die zur Bildung einer variablen, selbstregulierenden Entlüftungsöffnung notwendige Flexibilität hat. Dank seiner Flexibilität beginnt die elastische Dehnung des Anschlussrands 35, wenn in der Aufnahme 26 ein vorbestimmter Druck erreicht wird, nachdem die vordere Wand der Blase während eines Aufblasereignisses entfaltet worden ist. Ferner ist das erzielte Maß an elastischer Dehnung zu dem Maß, um das der momentan ausgeübte Druck über dem vorbestimmten Druck liegt, vorzugsweise proportional.
4 zeigt einen zylindrischen Körper 36 des Generators 27 nach seiner Installierung in die Generatoröffnung, so dass der Anschlussrand 35 deshalb umgelenkt wird, weil der Durchmesser des Körpers 36 größer als der Durchmesser der durch den Anschlussrand 35 geschaffenen Öffnung ist. In einer Ausführungsform wurde ein Generator mit einem Durchmesser von ungefähr 20 mm verwendet. Der Durchmesser der Öffnung ohne den Anschlussrand (d. h. wo die Wand beginnt, dünner zu werden) war 21 mm und der Durchmesser der Öffnung innerhalb des Anschlussrands war 18 mm.
Durch seine Umlenkung liegt der Anschlussrand 35 ausreichend fest am Generatorkörper 36 an, um eine Abdichtung aufrechtzuerhalten, so lange der Blaseninnendruck unter dem vorbestimmten Druck liegt. Wenn sich der Innendruck über den vorbestimmten Druck hinaus erhöht, wird der Anschlussrand 35 wie in 5 gezeigt elastisch gedehnt, um eine Entlüftungsbahn 37 zu schaffen. Die variable Größe der Bahn 37 hängt vom Innendruck ab (ist beispielsweise dazu proportional).
Eine bevorzugte Montage der Generatoreinheit 27 in die erhabene Aussparung der Aufnahme 26 wird in 6 gezeigt. Der Generator 27 hat ein elektrisches Verbinderende 40 und ein Gasauslassende 41. Von der Innenseite der hinteren Blasenwand 25 wird das Verbinderende 40 aus der gestrichelt gezeichneten Position durch die Generatoröffnung bewegt, wodurch der Anschlussrand 35 zum Verbinderende 40 hin umgelenkt wird, während es sich in seine durchgezogen gezeigte Endposition bewegt. Ein elektrischer Stecker 42 wird dann mit dem Verbinderende 40 verbunden, und ein nicht gezeigter Montagestift in der Nähe des Gasauslassendes 41 wird durch ein Montageloch 43 in der Seite der Aufnahme 26 eingeführt. Eine Dichtung und eine Mutter werden auf den Stift geschraubt, um das Gasauslassende 41 in der aufblasbaren Blase zu befestigen.
Eine Generatoraufnahme ist ein Merkmal, das üblicherweise in fast jeder Aktivpolsterauslegung für verschiedene einzigartige Fahrzeuganwendungen eingesetzt werden würde. Eine selbstregulierende Entlüftungsöffnung, die durch einen Anschlussrand um das Äußere der Öffnung, in der der Generatorkörper aufgenommen ist, gebildet wird, sorgt für leichte Auslegung und Entwicklung, was zu geringen Kosten und verbesserten Ergebnissen führt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 8205909 [0002]
US 8474868 [0002]
US 8328233 [0004]

Claims

Aktivpolster zur Montage an einer Innenverkleidungsoberfläche eines Fahrgastraums in einem Kraftfahrzeug, umfassend: eine aus Kunststoff geformte, expandierbare vordere Wand, die sich zu einem Fahrgast im Fahrgastraum hin entfaltet, eine aus Kunststoff geformte hintere Wand, die um einen im Wesentlichen abgedichteten Umfang herum mit der vorderen Wand verbunden ist, um eine aufblasbare Blase zu bilden, wobei die hintere Wand eine durch eine erhabene Aussparungswand definierte Generatoraufnahme mit einer Generatoröffnung aufweist, und einen Generator mit einem Gasauslassende und einem elektrischen Verbinderende, wobei der Generator in der Generatoröffnung aufgenommen ist, wobei das Gasauslassende in der aufblasbaren Blase liegt, wobei die Aussparungswand eine vorbestimmte Dicke hat, damit sie während des Aufblasens der Blase ihre Form im Wesentlichen beibehält, und wobei die Generatoraufnahme eine flexible Dichtung aufweist, die um einen inneren Rand der Generatoröffnung herum angeordnet ist und aus einem Anschlussrand besteht, der an dem Generator anliegt und dessen Dicke kleiner als die vorbestimmte Dicke der Aussparungswand ist, um eine variable Entlüftungsöffnung zu bilden.
Aktivpolster nach Anspruch 1, wobei der Anschlussrand durch den Generator zum Verbinderende hin umgelenkt wird.
Aktivpolster nach Anspruch 1, wobei der Anschlussrand als Reaktion auf einen vorbestimmten Druck bei Entfaltung der vorderen Wand elastisch gedehnt wird.
Aktivpolster nach Anspruch 3, wobei die elastische Dehnung zu einem ausgeübten Druck, der höher als der vorbestimmte Druck ist, proportional ist.
Aktivpolster nach Anspruch 1, wobei der Generator eine am Gasauslassende angeordnete Befestigungsvorrichtung umfasst, die an der Aussparungswand befestigt ist.
Aktivpolster, umfassend: eine vordere und eine hintere Wand, die um einen Umfang herum miteinander verbunden sind und einen aufblasbaren Hohlraum definieren, und einen Generator mit einem im Wesentlichen zylindrischen Körper, wobei der Generatorkörper durch eine Öffnung in der hinteren Wand eingeführt wird, wobei die Öffnung eine flexible Dichtung aufweist, die um einen inneren Rand herum angeordnet ist und aus einem am Generator anliegenden Anschlussrand besteht, der sich als Reaktion auf einen vorbestimmten Druck im Hohlraum dehnt und entlüftet.
Aktivpolster nach Anspruch 6, wobei der Anschlussrand durch den Generator vom Hohlraum weg umgelenkt wird.
Aktivpolster nach Anspruch 6, wobei die elastische Dehnung zu einem ausgeübten Druck, der höher als der vorbestimmte Druck ist, proportional ist.
Aktivpolster nach Anspruch 6, wobei der Generator eine am Gasauslassende angeordnete Befestigungsvorrichtung umfasst, die an der hinteren Wand befestigt ist.