DE3934588C2 - Restraint system with a hollow deformation element for the knees of a motor vehicle occupant - Google Patents

Restraint system with a hollow deformation element for the knees of a motor vehicle occupant

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Rückhaltesystem mit einem hoheln Deformationselement für die Knie eines Kraftfahrzeuginsassen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a restraint system a hollow deformation element for the knees one Motor vehicle occupants according to the preamble of the claim 1.

Bei passiven Sicherheitssytemen, beispielsweise bei selbstanlegenden, diagonal verlaufenden Sicherheitsgurten oder bei einem Beifahrer-Gassack tritt das Problem auf, daß die Sicherheitseinrichtung nur den Brustbereich zurückhält und deshalb der Körper nach unten wegtaucht (sog. "Submarining-Effekt"). Um dies zu verhindern, hat man sog. Kniefänger entwickelt, welche in Verbindung mit den genannten passiven Sicherheitssystemen verwendet werden. Bei den Kniefängern besteht allerdings das Problem, daß sie sehr nahe an den Knien des Insassen angeordnet sein sollen, um den Untertauch-Effekt mit Sicherheit zu unterbinden. Diese Forderung steht im Gegensatz zu der Forderung nach einer ausreichenden Beinfreiheit, welche eine knieferne Anordnung des Kniefängers bedingt. Um dennoch den angestrebten Effekt zu erreichen, ist in der DE-OS 21 62 153 vorgeschlagen worden, für die Knie des Insassen ein Gaskissen vorzusehen, welches im Normalbetrieb eine größtmögliche Beinfreiheit erlaubt und andererseits bereits zu Beginn einer Vorverlagerungsphase auf die Knie des Insassen einwirkt. Solche Einrichtungen haben sich aber unter anderem deshalb nicht bewährt, weil die Knie eines Insassen eine hohe Flächenpressung auf das Luftkissen ausüben und andererseits nur wenig Energie umwandelbar ist. In der Praxis haben sich deshalb solche Kniefänger durchgesetzt, welche vornehmlich aus deformierbaren Blechträgern gebildet sind.With passive safety systems, for example with self-attaching, diagonally running seat belts or the problem occurs with a passenger gas bag on that the safety device only the Chest area restrains and therefore the body down dives away (so-called "submarining effect"). To prevent this, has developed so-called knee-catchers, which in Connection with the passive safety systems mentioned be used. This is the case with the knee pads Problem that they are very close to the knees of the occupant should be arranged to ensure the immersion effect prevent. This requirement is contrary to the Demand for sufficient legroom, which requires a knee arrangement of the knee. To still To achieve the desired effect is in DE-OS 21 62 153 proposed to provide a gas cushion for the knees of the occupant which allows the greatest possible legroom in normal operation and on the other hand already at the beginning of a phase of advance acts on the occupant's knees. Such facilities among other things, have not proven themselves, because the knees of an occupant have high surface pressure exert on the air cushion and on the other hand only little energy  is convertible. In practice, therefore, there are Knee protectors enforced, which mainly consist of deformable Sheet metal supports are formed.

Aus der DE 26 06 640 A1 ist ein im Aufprallbereich der Knie von Fahrer und Beifahrer angeordnetes Deformationsglied bekannt, welches als etwa senkrecht zu seiner Längsache beaufschlagbares Wellrohr ausgebildet ist. In dem Wellrohr wird beim Auslösen eines auf bestimmte Kriterien ansprechenden Sensors ein Überdruck aufgebaut. Dieser Überdruck kann auch dazu benutzt werden, um auf der Beifahrerseite einen Gassack zu befüllen, der sich in Richtung des Kopfraumes hin aufbläht und den Brust- und Kopfbereich des Beifahrers auffängt. Zum Übertritt des Treibgases von dem Wellrohr in den sich schräg nach oben anschließenden Gassack sind in der entsprechenden Wandung des Wellrohres Öffnungen vorgesehen.From DE 26 06 640 A1 is a in the impact area Deformation member arranged by driver and front passenger known as being approximately perpendicular to its Corrugated tube which can be acted upon in the longitudinal direction is. In the corrugated tube, one is triggered when it is triggered Criteria responsive sensor overpressure built up. This overpressure can also be used to to fill a gas bag on the passenger side, which inflates towards the headspace and catches the chest and head area of the passenger. To transfer the propellant gas from the corrugated pipe into the the gas bag that adjoins at an angle are in the corresponding wall of the corrugated pipe openings intended.

Ferner ist durch die DE 26 06 641 A1 ein Knieaufprallschutz für Fahrzeuginsassen bekannt, bei dem an einem Deformationshohlkörper ein Gassack befestigt ist, der von dem Deformationshohlkörper aus mit Gas versorgt wird.Furthermore, DE 26 06 641 A1 provides knee impact protection is known for vehicle occupants, in which a gas bag is attached to a hollow deformation body, the is supplied with gas from the hollow deformation body.

Schließlich zeigt die US 35 52 770 einen als Aufprallschutz vorgesehenen Blechhohlkörper, der mit Falten versehen ist und aufblasbar ist. Nach dem Aufblasen verbleibt der Blechhohlkörper in seiner auseinandergezogenen Form, so daß beim Aufprall eines Insassen durch bleibende Verformung Energie absorbiert wird.Finally, US 35 52 770 shows an as impact protection provided hollow sheet metal body with folds is provided and is inflatable. After inflation the sheet metal hollow body remains in its pulled apart Shape so that when an occupant hits through permanent deformation energy is absorbed.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Rückhaltesystem für die Knie eines Fahrers oder Beifahrers in einem Kraftfahrzeug so auszubilden, daß es bei Nichtgebrauch wenig Platz beansprucht und die Beinfreiheit nicht beeinträchtigt, bei Aktivierung jedoch bereits zu einem sehr frühen Zeitpunkt auf die Knie des Insassen einwirkt, so daß ein relativ langer Weg zur Energieumwandlung verbleibt. The invention has for its object a restraint system for the knees of a driver or passenger in train a motor vehicle so that when not in use takes up little space and the legroom not affected, but already activated when activated to the knees of the occupant at a very early stage acts so that a relatively long way to energy conversion remains.  

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved through the features of the patent claim 1 solved.

Der ausdehnbare Blechhohlkörper ist auf einer Seite durch eine einen Gasgenerator aufnehmende Grundplatte und auf der gegenüberliegenden Seite durch eine Wandung verschlossen, an der Öffnungen zum Befüllen eines Gassackes ausgebildet sind. Durch den Gassack wird erreicht, daß die Knie des zu schützenden Insassen bereits zurückgehalten werden, bevor eine Vorverlagerung des Insassen stattfindet.The expandable hollow sheet metal body is on one side by a base plate receiving a gas generator and on the opposite side through a wall closed, at the openings for filling a gas bag are trained. Through the gas bag is achieved that the knees of the occupant to be protected already be held back before an advance of the occupant takes place.

Das durch einen zusammengefalteten Blechhohlkörper gebildete Deformationsglied gelangt durch Überdruck in seine Wirkstellung. Somit wird bei Nichtgebrauch nur wenig Platz beansprucht; im aktivierten Zustand hingegen steht ein Deformationselement zur Verfügung, welches über einen langen Weg die Aufprallenergie der Knie umwandeln kann, dem aus der DE 26 06 640 A1 bekannten Derformationsglied zwar der Innendruck des das Deformationsglied bildenden Blechhohlkörpers vergrößert, der zur Verfügung stehende Verformungsweg bleibt jedoch gleich.That by a folded Hollow sheet metal formed deformation member passes through overpressure in its active position. Thus, when not in use takes up little space; in the activated state however, a deformation element is available, which is a long way impact energy the knee can convert that from DE 26 06 640 A1 known deformation element, the internal pressure of the sheet metal hollow body forming the deformation member enlarged, the available deformation path remains the same, however.

Je nach dem gewünschten Derformationsweg für den Blechhohlkörper kann dieser mit unterschiedlich vielen Falten ausgebildet sein. Die Blechstärke des Blechhohlkörpers bestimmt im wesentlichen die Energieaufnahmefähigkeit. Die Öffnungen an der den Knien des Insassen zugewandten Wandung des Blechhohlkörpers sind abzustimmen auf das Volumen des Gassackes und darauf, welche Energie zum Auseinanderfalten des Blechhohlkörpers benötigt wird. Sind die Querschnitte der Öffnungen zu groß gewählt, dann hat dies zur Folge, daß nur der Gassack aufgeblasen wird, nicht jedoch eine Auseinanderfaltung des Blechhohlkörpers eintritt.Depending on the desired deformation path for the hollow sheet metal this can have different folds be trained. The sheet thickness of the hollow sheet metal body essentially determines the energy absorption capacity.  The openings on the knees facing the occupant The wall of the hollow sheet metal body must be coordinated on the volume of the gas bag and on what energy needed to unfold the sheet metal hollow body becomes. If the cross sections of the openings are too large, then this means that only the Airbag is inflated, but not an unfolding of the sheet metal hollow body occurs.

Besonders vorteilhaft wird das Rückhaltesystem als selbsttragende, vormontierte Baugruppe ausgebildet, welche durch an der Grundplatte des Blechhohlkörpers angeordnete Halteeinrichtungen an einem Querträger im Armaturenbrettbereich des Kraftfahrzeuges befestigbar ist. Dadurch läßt sich das Rückhaltesystem an einem Nebenband oder einer Nebenstelle komplettieren, so daß am Endmontageband nur wenig Zeit für den Einbau des Rückhaltesystems notwendig ist. Dieser Umstand ist besonders dann von Bedeutung, wenn sowohl Fahrzeuge mit dem Rückhaltesystem, als auch Fahrzeuge ohne ein solches wechselweise montiert werden, da die Montagezeit für die umfangreichste Ausstattung die Taktzeit bestimmt.The restraint system is particularly advantageous as self-supporting, pre-assembled assembly designed, which by on the base plate of the hollow sheet metal body arranged holding devices on a cross member in Dashboard area of the motor vehicle attachable is. This allows the restraint system on one Complete the sub-band or an extension so that on the final assembly line only little time for the installation of the Restraint system is necessary. This fact is especially important when both vehicles with the restraint system, as well as vehicles without one can be assembled alternately because of the assembly time the cycle time is determined for the most extensive equipment.

An der Grundplatte des Blechhohlkörpers sind Halteeinrichtungen für die gesamte Einheit vorgesehen, mit denen sich schnell und zuverlässig an einem Querträger im Armaturenbrettbereich befestigbar ist. Der Querträger leitet die auf den Blechhohlkörper einwirkenden Kräfte in die Fahrzeugkarosserie ein.Holding devices are on the base plate of the hollow sheet metal body intended for the entire unit, with which can be quickly and reliably attached to a cross member can be fastened in the dashboard area. The cross member directs those acting on the sheet metal hollow body Forces in the vehicle body.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben, Es zeigt An embodiment of the invention is in the drawing shown and described in more detail below, It shows  

Fig. 1 schematisch den Innenraum eines Personenkraftwagens mit einem im Armaturenbrett angeordneten Rückhaltesystem für die Knie des Fahrers bzw. Beifahrers, Fig. 1 shows schematically the interior of a passenger vehicle with a dashboard arranged in the restraining system for the driver's knees or passenger,

Fig. 2 das Rückhaltesystem aus Fig. 1 in der Ausgangslage und Fig. 2 shows the restraint system of Fig. 1 in the initial position and

Fig. 3 das Rückhaltesystem aus Fig. 1 im aktivierten Zustand. Fig. 3, the restraint system of FIG. 1 in the activated state.

Ein in Fig. 1 schematisch dargestellter Innenraum eines Personenkraftwagens ist mit einem Armaturenbrett 5 versehen, welches in seinem unteren Bereich ein Rückhaltesystem 7 aufnimmt. Das Rückhaltesystem 7 dient dazu, um in Verbindung mit einem passiven Sicherheitssystem, wie z. B. einem selbstanlegenden Zweipunktgurt oder einem Beifahrergassack, zu verhindern, daß der Körper des zu schützenden Insassen bei einem Frontaufprall nach unten wegtauchen kann (Submarining-Effekt).An interior of a passenger vehicle, shown schematically in FIG. 1, is provided with a dashboard 5 which accommodates a restraint system 7 in its lower region. The restraint system 7 is used to in conjunction with a passive safety system, such as. B. a self-attaching two-point belt or a passenger gas bag to prevent the body of the occupant to be protected from diving down in a front impact (submarining effect).

Das in Fig. 2 in der Ausgangsstellung näher gezeigte Rückhaltesystem 7 umfaßt einen mit dem Bezugszeichen 9 gekennzeichneten Blechhohlkörper. Dieser setzt sich zusammen aus einer einen Gasgenerator 11 aufnehmenden Grundplatte 13, einer der Grundpaltte 13 gegenüberliegenden Wandung 15 und einem beide Bauteile verbindenden, aus Blech hergestellten Faltenbelag 17.The restraint system 7 shown in more detail in the starting position in FIG. 2 comprises a hollow sheet metal body identified by the reference number 9 . This is composed of a base plate 13 receiving a gas generator 11 , a wall 15 opposite the base gap 13 and a pleated covering 17 which connects the two components and is made of sheet metal.

An der Wandung 15, welche im eingebauten Zustand des Rückhaltesystems 7 den Knien des Insassen gegenüberliegt, sind mehrere Öffnungen 19 ausgebildet. In dem Randbereich der Wandung 15 ist ein Gassack 21 befestigt, welcher in der in Fig. 2 dargestellten Ruhelage zusammengefaltet und mit einer Schutzhülle 23 überzogen ist. A plurality of openings 19 are formed on the wall 15 , which lies opposite the knees of the occupant when the restraint system 7 is installed. A gas bag 21 is fastened in the edge region of the wall 15, which is folded up in the rest position shown in FIG. 2 and is covered with a protective cover 23 .

Das komplett vormontierte Rückhaltesystem 7 kann mittels an seiner Grundplatte 13 angeordneter Halter 25 an einem Querträger 27 (Fig. 1) in einfacher Weise befestigt werden. Neben dem Befestigen dieser kompletten Baugruppe muß nur noch der Gasgenerator 11 über sein Verbindungskabel 29 angeschlossen werden.The completely preassembled restraint system 7 can be attached in a simple manner to a cross member 27 ( FIG. 1) by means of holders 25 arranged on its base plate 13 . In addition to attaching this complete assembly, only the gas generator 11 has to be connected via its connecting cable 29 .

Fig. 3 zeigt das Rückhaltesystem, wenn es aktiviert ist, d. h. wenn der Gasgenerator 11 durch einen auf bestimmte Kriterien ansprechenden Sensor (nicht gezeigt) gezündet wurde. Fig. 3 shows the restraint system when it is activated, ie, when the gas generator 11 (not shown) by a sensor responsive to certain criteria has been ignited.

Durch den Gasdruck wird zunächst der aus Blech bestehende Faltenbalg 17 des Blechhohlkörpers 9 durch Dehnung der Falten auseinandergezogen. Die Wandung 15 entfernt sich dadurch von der Grundplatte 13 des Blechhohlkörpers 9. Die Öffnungen 19 in der Wandung 15 sind so ausgebildet, daß sich zunächst ein ausreichend großer, den Faltenbalg 17 auseinander ziehender Druck aufbaut und erst anschließend soviel Gas in den sich an die Wandung 15 anschließenden Faltenbalg 21 gedrückt wird, daß sich der Gassack 21 aufbläht. Erst wenn dies geschehen ist, baut sich der Druck ab, indem das Gas durch das Gewebe des Gassackes 21 oder spezielle Öffnungen in dem Gassack 21 entweicht. Sofern ein gasdichter Gassack Verwendung findet, sind in an sich bekannter Weise andere Abströmöffnungen oder eine bei einem vorbestimmten Wert reagierende Platzmembran vorzusehen.The bellows 17 of the hollow sheet metal body 9 consisting of sheet metal is first pulled apart by expansion of the folds by the gas pressure. The wall 15 thereby moves away from the base plate 13 of the hollow sheet metal body 9 . The openings 19 in the wall 15 are designed so that a sufficiently large pressure, which pulls the bellows 17 apart, is built up and only then is so much gas pressed into the bellows 21 adjoining the wall 15 that the gas bag 21 inflates. Only when this has been done does the pressure decrease, in that the gas escapes through the fabric of the gas bag 21 or special openings in the gas bag 21 . If a gas-tight gas bag is used, other outflow openings or a space membrane reacting at a predetermined value must be provided in a manner known per se.

Im aktivierten Zustand fängt der Gassack 21 die Knie des Insassen auf und verhindert dadurch sein "Untertauchen", d. h. sein Abrutschen vom Vordersitz. Im weiteren Bewegungsablauf wird der Gassack 21 durch die Knie so weit zusammengedrückt, daß die Knie an der Wandung 15 des Blechhohlkörpers 9 anliegen. Der Blechhohlkörper 9 wirkt dabei als Deformationselement, indem er die Aufprallenergie durch die Faltenbalg 17 in Verformungsenergie umwandelt.In the activated state, the airbag 21 catches the knees of the occupant and thereby prevents his "submersion", ie his slipping off the front seat. In the further course of movement, the gas bag 21 is pressed together by the knees so far that the knees rest against the wall 15 of the hollow sheet metal body 9 . The hollow sheet metal body 9 acts as a deformation element in that it converts the impact energy through the bellows 17 into deformation energy.

Claims (2)

1. Rückhaltesystem mit einem hoheln Deformationsglied für die Knie eines Kraftfahrzeuginsassen, wobei in dem Deformationsglied beim Auslösen eines auf bestimmte Kriterien ansprechenden Sensors ein Überdruck aufgebaut wird, und mit einem an dem Deformationsglied angeordneten Gassack, welcher mittels eienr Druckquelle von dem Deformationsglied her aufblasbar ist, wozu an der dem Insassen zugewandten Wandung des Deformationsgliedes Gasaustrittsöffnungen vorgesehen sind, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:
  • a) das Deformationsglied ist als im Ruhezustand zusammengefalteter Blechhohlkörper (9), der an seinem Umfang wenigstens eine umlaufende Falte aufweist, ausgebildet;
  • b) der Blechhohlkörper (9) ist durch den inneren Überdruck in eine auseinandergezogene Wirkstellung bringbar;
  • c) der ausdehnbare Blechhohlkörper (9) ist auf einer Seite durch eine einen Gasgenerator (11) aufnehmende Grundplatte (13) und auf der gegenüberliegenden Seite durch eine Wandung (15) verschlossen, an der die Öffnungen zum Befüllen des Gassackes (21) ausgebildet sind.
1. Restraint system with a hollow deformation member for the knees of a motor vehicle occupant, an overpressure being built up in the deformation member when a sensor responding to certain criteria is triggered, and with an airbag arranged on the deformation member, which can be inflated from the deformation member by means of a pressure source, for which purpose gas outlet openings are provided on the wall of the deformation member facing the occupant, characterized by the combination of the following features:
  • a) the deformation member is designed as a folded sheet metal hollow body ( 9 ) in the rest state, which has at least one circumferential fold on its circumference;
  • b) the hollow sheet metal body ( 9 ) can be brought into an extended operative position by the internal overpressure;
  • c) the expandable sheet metal hollow body ( 9 ) is closed on one side by a base plate ( 13 ) receiving a gas generator ( 11 ) and on the opposite side by a wall ( 15 ) on which the openings for filling the gas bag ( 21 ) are formed .
2. Rückhaltesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückhaltesystem eine selbsttragende, vormontierte Baugruppe bildet, welche durch an der Grundplatte (13) angeordnete Halter (25) an einem Querträger (27) im Armaturenbrettbereich des Kraftfahrzeuges befestigbar ist.2. Restraint system according to claim 1, characterized in that the restraint system forms a self-supporting, preassembled module which can be fastened to the cross member ( 27 ) in the dashboard region of the motor vehicle by means of a holder ( 25 ) arranged on the base plate ( 13 ).
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