DE2037141A1

DE2037141A1 - Luftsack zur Verwendung im Innenraum von Kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE2037141A1
Application number: DE19702037141
Authority: DE
Inventors: William J Livonia Mich Sobkow (V St A) B60h
Original assignee: Ford Werke AG, 5000 Köln Deutz
Priority date: 1969-09-29
Filing date: 1970-07-27
Publication date: 1971-04-08
Also published as: US3614128A

Description

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Patentanmeldung

Luftsack zur Verwendung im Innenraum von Kraftfahrzeugen

Die Erfindung betrifft einen Luftsack zur Verwendung im Innenraum von Kraftfahrzeugen, dessen Zweck das Auffangen der Fahrzeuginsassen bei grossen Verzogerungen des Kraftfahrzeuges ist.

Zu den passiven Sicherheitsmassnahmen im Inneren des Kraftfahrzeuges gehört auch die Anordnung von Abdeckungen auf Armaturenbrettern und ähnlichem zum Zwecke der Polsterung dieser Teile. Abpolsterungen dieser Art sind Jedoch nicht geeignet* die bei grösseren Verzögerungen auftretenden Aufprallenergien in gewünschtem Umfang aufzunehmen.

Es sind auch Luftsäcke bekannt, die bei Erreichen einer bestimmten Verzögerung sehr rasch aufgeblasen werden und für ein Abfangen des menschlichen Körpers in einem breiten Bereich sorgen sollen. Diese Konstruktionen sind Jedoch relativ aufwendig und die Sicherung ihrer Punktion unter allen Umständen ist technisch sohwierig zu erreichen.

Es ist Ziel der Erfindung, eine Konstruktion vorzuschlagen, die innerhalb der Qrosserle in breitem Umfang Verwendung finden kann und die mit relativ einfachen technischen Mitteln und zuverlässig in der Punktion eine sichere und wirkungsvolle Abfederung dor Fahrzeugineasaen bei grossen Verzögerungen

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des Kraftfahrzeuges erlaubt. Ausserdem soll diese Einrichtung in stilistisch akzeptabler Weise im.Inneren des Kraftfahrzeuges untergebracht werden kennen.

Dieses Ziel wird dadurch erreicht, dass der Luftsack unter Atmosphärendruck oder leicht im Überdruck stehend, am Armaturenbrett des Kraftfahrzeuges befestigt ist und einen ersten Teil besitzt, der im Bereich der Knie des Fahrzeuginsassen und einen zweiten Teil, der im Bereich der Brust desselben angeordnet ist, wobei die Form des Luftsackes so gestaltet ist, dass bei einem Auftreffen der Knie des Fahrzeuginsassen auf den ersten Teil des Luftsackes der zweite Teil desselben so verformt wird, dass er vor dem Gesicht des Fahrzeuginsassen zu liegen kommt.

Vorteilhafterweise besitzt der Luftsack eine Drosselöffnung, die das Ausströmen von Luft aus dem Luftsack drosselt. Diese Drosselöffnung kann so gestaltet sein, dass die Öffnung erst bei Erreichen eines vorherbestimmten Innendruckes offenbar ist.

Das Innere des Luftsackes kann mit einem offenzelligen, elastisch verformbaren Kunststoffschaum mit einem Porositätsgrad von zumindest 90 % ausgefüllt sein. Aufgabe des Schaumes ist es, dem Luftsack nach Auftreffen des menschlichen Körpers wieder die normale Gestalt zu geben, dergestalt, dass die Sicht für den Fahrzeuginsassen nach vorne nicht mehr behindert ist.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann der Luftsack am Armaturenbrett schwenkbar um eine quer zur Fahrzeugmittelaehse angeordnete Achse angeordnet sein, so dass beim Auftreffen des Fahrzeuginsassen auf den Luftsack dieser vor das Gesicht/desselben schwenkbar ist.

und die Brust

Die Erfindung wird erläutert anhand von in den Figuren dargestellten AusfUhrungsbeisplelen.

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Es zeigen: ■

Pig. 1 eine Seitenansicht der erfindungsgemässen Anordnung, teilweise geschnitten;

Fig. 2 eine Ansicht der Anordnung nach Figur 1, Jedoch gezeigt in der

in

Position,/der der Körper des Fahrzeuginsassen gegen den Luftsack schlägt;

Fig. 3 eine andere Ausfuhrungsform der Erfindung; .

Fig. 4 eine Ansicht der Anordnung nach Fig. 3, jedoch gezeigt in einer Position, in der der Fahrzeuginsasse gegen den Luftsack gedrückt wird;

Fig. 5 eine andere Ausfuhrungsform der Erfindung;

Fig. 6 eine Ansicht der Ausführungsform nach Fig. 5, jedoch gezeigt in der Position, in der sich der Körper des Fahrzeuginsassen gegen den Luftsack bewegt.

Mit 10 ist insgesamt ein Kraftfahrzeug bezeichnet, bestehend aus einem Dach 12, einer Bodengruppe l4 und einer Windschutzscheibe 16. Der Innenraum des Kraftfahrzeuges ist mit 18 bezeichnet. Ein nach vorn gerichteter Fahrzeugsitz trägt die Bezeichnung 20. Der Fahrzeugsitz ist innerhalb des Innenraumes 18 an der Bodengruppe 14 befestigt. Vor dem Sitz 20 liegt ein Armaturenbrett 22, das in üblicher Weise eine Blechkonstruktion darstellen kann. Ein auf dem Sitz 20 befindlicher Fahrzeuginsasse ist mit 24 bezeichnet.

Ein Luftsack 26 ist vor dem "Fahrzeuginsassen 24 am Armaturenbrett 22 durch Kleben oder auf andere Weise befestigt.

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Der Luftsack 26 besitzt eine Aussenhaut 28 aus einem Material, das luftundurchlässig ist und das seine Form nicht selbst aufrecht erhalten kann. Diese Form wird dem Luftsack durch Schaumstoff 3ß gegeben, der von der Aussenhaut 28 umschlossen ist. Dieser Schaumstoff ist offenzellig ausgeführt und elastisch verformbar. Es hat sich herausgestellt, dass für diesen Zweck Urethanschaum geeignet ist. Vorzugsweise besitzt der Schaum einen Porositätsgrad von 90 % oder darüber aus Gründen, die unten erläutert werden.

Der Luftsack 26 steht im Normalfall im Inneren unter Atmosphärendruck. Das Innere des Luftsackes ist mit der Atmosphäre durch eine Drosselöffnung 32 in der Aussenhaut 28 verbunden. Die Drosselöffnung 32 sitzt über einer Öffnung 33 im Armaturenbrett 22. Es ist hier darauf hinzuweisen, dass der Luftsack 26 auch im Inneren einen etwas über dem Atmosphärendruck liegenden Druck besitzen kann. In diesem Fall ist mit der Drosselöffnung 32 ein geeignetes Ventil verbunden, das den Überdruck im Luftsack aufrecht erhält, Jedoch eine Öffnung vornimmt, wenn im Luftsack ein vorher bestimmter Druck erreicht ist. Dieser Druckwert kann empirisch ermittelt werden anhand der gewünschten Eigenschaften.

Wie insbesondere aus der Figur 1 hervorgeht, ist der Luftsack 26 innerhalb des Innenraumes 18 des Kraftfahrzeuges so angeordnet, dass die Oberkante des Luftsackes nicht wesentlich über die Höhe der Gürtellinie 34 des Kraftfahrzeuges hinausragt. Diese Gürtellinie des Kraftfahrzeuges ergibt sich aus der Höhe der Unterkante der Seitenscheiben des Kraftfahrzeuges über dem unteren Bereich des Fahrzeuges. Diese Anordnung des Luftsackes trägt dafür Sorge, dass dieser nicht in den Sichtbereich des Fahrzeuginsassen 24 hineinragt, so dass dieser eine unbehinderte Sicht durch die Fahrzeugfenster behält. Durch diese Anordnung des Luftsackes wird weiter erreicht, dass die Gestaltung dieses Teiles in stilistischer und ästhetischer Hinsicht zufriedenstellend vorgenommen werden kann als ein Teil der Innenausstattung des Kraftfahrzeuges, das sich in den Innenraum l8 integriert einfügt.

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Wie aus der Darstellung nach Figur 2 hervorgeht, wird bei einer starken Verzögerung des Fahrzeuges, wie sie während eines Unfalles auftreten kann, der Fahrzeuginsasse 24 aus der normalen Sitzposition nach vorne bewegt. Bei dieser Bewegung stossen die Knie des Fahrzeuginsassen nach vorne und berühren den Luftsack 26. Diese Berührung des Luftsackes durch die Knie des Fahrzeuginsassen geht voraus einer Berührung des Luftsackes durch den Rumpf des Fahrzeuginsassen, der auf den oberen Bereich des Luftsackes aufschlägt. Durch diese zwei Aufschlagbewegungen wird eine Deformation des Luftsackes herbeigeführt und die Aufprallenergie wird dadurch aufgenommen, dass die Luft oder das Gas Innerhalb des Luftsackes durch die offenen Zellen des Schaumstoffes 30 hindurchbewegt und weiterhin durch die Drosselöffnung 32 hinausgeführt werden muss. Diese Luftbewegung erfolgt natürlich ausgelöst durch den Druckanstieg im Inneren des Luftsackes, wenn dieser infolge des Aufprallens des Fahrzeuginsassen auf ihn verformt wird. Die Verformung des elastisch verformbaren Schaumstoffes infolge des Aufpralles ist unwesentlich im Bezug auf die Energieabsorption durch den Luftsack 26. Die hohe porösität des Schaumstoffes sorgt lediglich dafür, dass zu seiner Deformation nur ein unwesentlicher Betrag an Energie erförderlich ist. Die Elastizität des Schaumstoffes hat jedoch die Aufgabe, den Luftsack 26 wieder in die Normalform zu bringen, wenn der Aufprall des Fahrzeuginsassen 24 auf den Luftsack stattgefunden hat.

In den Figuren 3 und 4 ist eine andere Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Die dort gezeigte Ausführungsform ist insbesondere für die Fahrzeuge geeignet, bei denen der Innenrauns des Fahrzeuges begrenzte Abmessungen besitzt. Die Anordnung nach den Figuren 3 und 4 sorgt insbesondere dafür, dass der Kopf und das Gesicht des Fahrzeuginsassen nicht gegen die Windschutzscheibe oder andere Teile des Kraftfahrzeuges schlagen. In der Figur 3 ist mit 36 generell ein Kraftfahrzeug bezeichnet, das einen Innenraura 38 besitzt, in dem ein nach vorwärts gewandter Sitz 40 befestigt ist zur Aufnahme eines Fahrzeuginsassen 42. Vor dem Fahrzeuginsassen 42 und .befestigt am Armaturenbrett 44 ist ein Luftsack 46, Der Luftsack 46 ist identisch in der Konstruktion mit dem Luftsack 26 der Anordnung nach den Figuren 1 und 2, mit Ausnahme des Merkmales, dass die Form des Luftsackes anders gestaltet ist.

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Der Luftsack 46 besitzt ein Unterteil 48, das vor den Knien 50 des Fahrzsuginsassen 42 liegt. Das Oberteil 52 des Luftsackes 46 liegt im wesentlichen vor dem Rumpf des Fahrzeuginsassen 42 und erstreckt sich nicht über die Gürtellinie 56 des Kraftfahrzeuges 36.

Während einer starken Verzögerung des Kraftfahrzeuges bewegt sich der Fahrzeuginsasse 42 so nach vorne, dass seine Knie 50 sich nach vorne und oben bewegen und in Kontakt mit dem Unterteil 48 des Luftsackes 46 kommen. Der Luftsack 46 ist ausreichend flexibel, so dass eine daraus resultierende Deformation des Unterteiles 48 das Oberteil 52 nach oben in eine Position bringt, wie sie in der Figur 4 dargestellt ist. In dieser Position liegt dieser Teil vor dem Gesicht des Fahrzeuginsassen 42. Das Anstossen des Gesichtes des Fahrzeuginsassen auf das Oberteil 52 erfolgt nach dem Anstossen der Knie 50 an das Unterteil 48. Auf diese Weise wird das Oberteil 52 die gewünschte Position vor dem Gesicht dss Fahrzeuginsassen einnehmen, und zwar zu einem Zeitpunkt, der früher ist als ein Kontakt des Kopfes des Fahrzeuginsassen mit dem Oberteil des Luftsackes.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist in den Figuren 5 und 6 gezeigt. Diese Anordnung ist ebenfalls insbesondere dazu geeignet, ein Aufstossen des Kopfes und Gesichtes des Fahrseuginsassen auf die Windschutzscheibe zu verhindern.

In den Figuren 5 und 6 ist mit 58 ein Kraftfahrzeug bezeichnet, das- einen Innenraum 60 besitzt, in dem ein Fahrzeuginsasse 62 sitzend angeordnet ist. Vor dem Fahrzeuginsassen 62 befindet sich ein Armaturenbrett 64, an dem ein Luftsack 66 befestigt ist, der in der Form dem Luftsack 26 der Figuren 1 und 2 ähnlich ist.

Die Verbindung zwischen dem Luftsack 66 und dem Armaturenbrett 64 ist eine Schwenkverbindung, wobei der Luftsack um eine Schwenkachse bewegt wird, die mit 68 bezeichnet ist und die sich' quer sur Längsmittelachse des Kraftfahrzeuges erstreckt. Es ist darauf hinzuweisen« dass diese Schwenkachse etwa in derselben Höhe liegt wie -die obere Kante 70 des Luftsackes 66, wobei

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die Oberkante des Luftsaokes normalerweise unterhalb der Gürtellinie 72 des Kraftfahrzeuges liegt.

Der Luftsack 66 ist aus einem Material gefertigt, das etwas steifer ist verglichen mit der Aussenhaut 28 des Luftsackes 2.6 gemäss den Figuren 1 und 2. Diese grössere Steifigkeit des Materials des Luftsackes 66 trägt dafür Sorge, dass eine Deformation dieses Teiles nur dann stattfindet, wenn grössere Kräfte auf den Luftsack einwirken.

Wie aus der Figur 6 hervorgeht, wird bei einer Verzögerung des Fahrzeuges der Fahrzeuginsasse 62 nach vorne geworfen und die Knie 76 des Fahrzeuginsassen bewegen sich nach vorne und nach oben und kommen in Kontakt mit dem Bereich 74 des Luftsackes 66, der normalerweise vor den Knien 76 des Fahrzeuginsassen liegt. Der Kontakt zwischen den Knien 76 und dem Bereich jk des Luftsackes bewirkt eine Drehung des Luftsackes im Uhrzeigersinn um die Achse 68. Diese Drehung bewirkt, dass der Bereich 78 des Luftsackes, der normalerweise den weitesten Abstand vom Armaturenbrett 64 besitzt, nun eine Position einnimmt, wie sie in Figur 6 gezeigt ist und vor das Gesicht des Fahrzeuginsassen zum Liegen kommt. Hat der Luftsack 66 die in der Figur 6 gezeigte Position eingenommen, so ist mit grosser Wahrscheinlichkeit das Gesicht und der Kopf des Fahrzeuginsassen daran gehindert, auf die Windschutzscheibe des Fahrzeuges aufzuschlagen.

Durch die Erfindung wird somit ein Luftsack vorgeschlagen, der so ausgebildet ist, dass er einfach und verlässlich in der Konstruktion ist und leicht an Kraftfahrzeugen mit modernen Fertigungsverfahren angebracht werden kann. Durch den erfindungsgemässen Luftsack wird insbesondere das Gesicht und der Kopf von Fahrzeuginsassen daran gehindert, auf die Windschutzscheibe oder auf andere Teile des Kraftfahrzeuges in diesem Bereich während einer starken Verzögerung etwa während Unfällen aufzuschlagen.

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Claims

Patentansprüche /03/

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V ^/angensder Fahrzeuginsassen bei grossen Verzögerungen des Kraftfahr-

ij 1. Luftsack zur Verwendung im Innenraum von Kraftfahrzeugen zwecks Auf-

zeuges, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftsack (26, 46, 66) unter Atmosphärendruck oder leicht im Überdruck stehend am Armaturenbrett (22, 44, 64) des Kraftfahrzeuges (10) befestigt ist und einen ersten Teil besitzt, der im Bereich der Knie der Pahrzeuginsassen und einen zweiten. Teil der im Bereich der Brust derselben angeordnet ist, wobei die Form des Luftsackes so gestaltet ist, dass bei einem Auftreffen der Knie der Fahrzeuginsassen auf den ersten Teil des Luftsackes der zweite Teil desselben so verformt wird, dass er vor dem Gesicht der Pahrzeuginsassen zu liegen kommt.
2. Luftsack nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftsack (26, 46) eine Drosseloffnung (33) besitzt, die das Ausströmen von Luft aus dem Luftsack drosselt.
3- Luftsack nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosselöffnung {33) so ausgebildet ist, dass sie erst nach Erreichen eines vorbestimmten Innendruckes offenbar ist.
4. Luftsack nach Anspruch 1 bis 3» dadurch gekennzeichn et, dass das Innere des Luftsackes (26, 46, 66) mit einem offenzelligen, elastisch verformbaren Kunststoffschaum mit einem Porositätsgrad von mindestens 90 % ausgefüllt ist.

5· ·Luftsack nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftsack (66) am Armaturenbrett (64) schwenkbar um eine quer zur Fahrzeugmittelachse angeordnete Achse (68) angeordnet ist, so dass beim Auftreffen von Fahrzeuginsassen auf den Luftsack (6) dieser vor Brust und Gesicht der Fahrzeuginsassen schwenkbar ist.

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^109815/1290 MDoRWKM.

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