DE602004010441T2

DE602004010441T2 - Knie-airbag

Info

Publication number: DE602004010441T2
Application number: DE602004010441T
Authority: DE
Inventors: Flor Neira Sarmiento; Rene Hipolito Del Valle Alonso; Alfredo Gonzalo Lopez; Ruth Munoz Melgar
Original assignee: Dalphi Metal Espana SA
Current assignee: Dalphi Metal Espana SA
Priority date: 2004-09-21
Filing date: 2004-09-21
Publication date: 2008-10-16
Anticipated expiration: 2024-09-22
Also published as: ES2297468T3; EP1792790A1; WO2006040361A1; US20080252051A1; DE602004010441D1; EP1792790B1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft einen Airbag, der dazu bestimmt ist, die Knie des Insassen eines Kraftfahrzeugs bei einem Aufprall oder einer Kollision des Fahrzeugs oder in jeder anderen Situation zurückzuhalten, in der die persönliche Sicherheit gefährdet ist.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die Funktion eines Knie-Airbags besteht darin, die unteren Gliedmaße des Insassen bei einer Kollision zu schützen sowie zur guten Positionierung des Insassen beizutragen, so daß die übrigen Rückhaltesysteme richtig funktionieren.
Dazu ist entscheidend, daß der Knie-Airbag möglichst schnell in der Endposition plaziert wird.
Gewöhnlich sind die bekannten Knie-Airbags unter der Lenksäule des Fahrzeugs plaziert. In diesem Bereich sind zahlreiche Teile vorhanden. Daher ist das vom Knie-Airbag eingenommene Volumen ein wichtiger Parameter angesichts dessen, daß er nicht nur kein anderes umgebendes Teil haben darf, das ihn stört, sondern auch minimales Spiel respektiert werden muß. Ist der Sack dicht gepackt und gefaltet, um sein Volumen zu reduzieren, benötigt seine Entfaltung lange Zeit, wodurch er zu spät positioniert wird, ohne die unteren Gliedmaße und die Beckenbewegung des Fahrzeuginsassen richtig zu schützen. Im Hinblick auf diesen Nachteil sind Vorschläge bekannt, die auf einer Optimierung des Faltens des Sacks zum geeigneten Steuern seiner Entfaltung basieren.
Bekannt sind Knie-Airbags aus der EP-A-1310408 , die die Merkmale des Oberbegriffs von Anspruch 1 zeigt und aufweist:
ein mit einem Gasgenerator verbundenes Diffusorrohr, das am aufblasbaren Sack befestigt ist, wobei dieser Sack gefaltet ist, und ein Gehäuse zum Abstützen der Airbag-Anordnung am Fahrzeug. Aus der EP-A-0957007 ist ein Faltverfahren für Airbags bekannt.
Andererseits werden Gasgeneratoren normalerweise in bekannten Knie-Airbags mit Durchmessern zwischen 25 und 30 mm verwendet, was zusätzlich zum Rest der Komponenten bedeutet, daß das Volumen des Airbags größer als gewünscht ist. Für diesen Nachteil im Stand der Technik bereitgestellte Lösungen beruhen auf dem Gebrauch von Materialien, mit denen die Volumenverkleinerung erleichtert wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung schlägt einen Knie-Airbag vor, der zufriedenstellende Lösungen für die genannten Probleme bereitstellt: Er hat ein reduziertes Volumen und läßt sich leicht in die Automobilkonstruktion integrieren.
Der erfindungsgemäße Airbag verfügt wie bekannte Airbags über einen aufblasbaren Sack, einen Gasgenerator und eine Schutzabdeckung und im Gegensatz zu diesen über ein Diffusorrohr, das mit dem Gasgenerator verbunden und am aufblasbaren Sack entlang einer seiner Seiten befestigt ist, ein Metallgehäuse zum Abstützen der Airbag-Anordnung und zu ihrem Befestigen am Fahrzeug. Seinerseits ist der Sack so gefaltet, daß er im gefalteten Zustand einen entfalteten Teil in Y-Richtung hat.
In seiner Endkonfiguration muß der Airbag die größtmögliche Breite in Y-Richtung und die kleinstmögliche Höhe haben, die mit der Konfiguration des Fahrzeugbereichs verträglich sind, in dem er befestigt ist.
Angesichts der unterschiedlichen Möglichkeiten, den Airbag in die Fahrzeugkonstruktion zu integrieren, werden zwei Varianten als Ausführungsformen betrachtet: In der ersten ist die Abdeckung am Metallgehäuse starr befestigt; in der zwei ten ist die Abdeckung mit Hilfe von Einrichtungen befestigt, die ein gewisses Bewegungsspiel in Relation zum Gehäuse ermöglichen.
Eine Möglichkeit zum Falten des Sacks, mit der die erwähnten Merkmale erhalten werden können, berücksichtigt ein erstes Falten der Seitenkanten des Airbags, wobei wie angegeben ein entfalteter Teil in Y-Richtung verbleibt, um das Entfalten maximal zu erleichtern, und anschließend ein Falten in Entfaltungsrichtung der in einem ersten Helix- bzw. Rollteil und einem zweiten Wellenteil.
Das Vorhandensein des genannten Diffusorrohrs ermöglicht einerseits, den Gasgenerator an einer geeigneten Stelle in der Fahrzeugkonstruktion anzuordnen, was eine bessere Nutzung des verfügbaren Volumens im Fahrzeug erlaubt, und begünstigt andererseits die Gasströmung.
Weiterhin ermöglichen der reduzierte Packungsgrad des Sacks und sein praktisch entfalteter Zustand in Y-Richtung, ihn sehr schnell zu positionieren, was das Risiko minimiert, daß er sich möglicherweise zwischen den Knien des Insassen entfaltet.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden näheren Beschreibung einer veranschaulichenden und keineswegs einschränkenden Ausführungsform ihres Gegenstands im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen hervor.
BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt eine schematische Ansicht der Grundelemente eines erfindungsgemäßen Knie-Airbags.
2 zeigt eine schematische explodierte Perspektivansicht eines erfindungsgemäßen Knie-Airbags.
3 zeigt eine schematische Perspektivansicht eines vollständig zusammengebauten Knie-Airbags gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung.
4 zeigt eine Perspektivansicht des Metallgehäuses des Knie-Airbags gemäß 3.
5 zeigt eine Perspektivansicht des Sacks des Knie-Airbags gemäß 3 im gefalteten Zustand.
6 zeigt eine Querschnittansicht des Knie-Airbags gemäß 3, der in einem Kraftfahrzeug angeordnet ist.
7 zeigt eine schematische Perspektivansicht eines Knie-Airbags gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
8 zeigt eine Perspektivansicht der Abdeckung des Knie-Airbags gemäß 7 von innen.
9 zeigt eine schematische Ansicht der Abdeckung des Knie-Airbags gemäß 7 von außen, die in die Instrumententafel des Fahrzeugs integriert ist.
10 zeigt eine schematische Ansicht der beiden Seiten eines Sacks, die im erfindungsgemäßen Knie-Airbag verwendet werden können.
11, 12 und 13 zeigen schematische Ansichten der drei Schritte eines Faltverfahrens des Sacks des erfindungsgemäßen Knie-Airbags.
NÄHERE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Aus 1 können die wesentlichen Elemente des erfindungsgemäßen Knie-Airbags entnommen werden: ein Gasgenerator 7, ein Diffusorrohr 9 und ein Sack 11. Das Diffusorrohr 9 ist in den Sack 11 eingeführt, und kommt es zu einer Kollision, strömt durch den Generator 7 erzeugtes Gas in das Innere des Sacks 11 durch im Diffusorrohr 9 hergestellte Löcher, um das Aufblasen auszulösen, damit er seine Funktion zum Schützen der Knie des Fahrzeuginsassen erfüllt.
Wie in 1 schematisch gezeigt ist, hat der Sack 11 im gefalteten Zustand eine stark reduzierte Höhe H und eine große Breite W in Y-Richtung des Fahrzeugs.
Aus 2 wird deutlich, daß der Airbag auch ein Gehäuse 13 und eine Abdeckung 15 aufweist. Das Diffusorrohr 9 ist am Metallgehäuse 13 mit Hilfe des Zusammenwirkens einer Schraube 21 mit einer Mutter 23 befestigt. Weiterhin erfolgt ihrerseits die Befestigung des Sacks 11 am Diffusorrohr 9 mit Hilfe von Klemmen 25.
Das Diffusorrohr 9 weist ein Element 27 an seinem Ende zu seiner Befestigung an der Fahrzeugkonstruktion in Zusammenarbeit mit einem Element 29 auf.
Der Gasgenerator 7 weist Befestigungselemente 26 zu seiner Befestigung an der Konstruktion des Fahrzeugs unabhängig vom Gehäuse 13 auf, was die Möglichkeit veranschaulicht, den Gasgenerator 7 und die übrigen Elemente des Airbags an unterschiedlichen Positionen der Fahrzeugkonstruktion anzuordnen.
Das Gehäuse 13, das durch ein Blech gebildet ist, ist als Abstützung für die wesentlichen Elemente des Airbags – die Anordnung aus dem Rohrdiffusor 9 und dem Sack 11 – und des Ablenkelements von Nutzen, das verhindert, daß der Sack 11 im Moment der Entfaltung in die Instrumententafel eindringt.
Das Gehäuse 13 kann zur Umgebung des Fahrzeugs gehören, wenn es die Erfüllung der angegebenen Funktionen ermöglicht.
4, 5 und 6 zeigen die unterschiedlichen Komponenten des Airbags in einer ersten Ausführungsform der Erfindung, in der die Abdeckung 17 am Gehäuse 13 starr befestigt ist.
Das Gehäuse 13 ist durch Blech gebildet, das Rippen zum Verhindern seiner Verformung während der Entfaltung des Sacks 11 aufweist, und erfüllt drei Funktionen:

– Abstützen des Gasgenerators 7.
– Abstützen des Diffusorrohrs 9 und des Sacks 11.
– Befestigen der Airbag-Anordnung an der Fahrzeugkonstruktion.

Das Diffusorrohr 9 ist mit dem Gasgenerator 7 an einem Ende verbunden und am anderen Ende verschlossen und erfüllt zwei Funktionen:

– Führen des Gases vom Generator 7 zum Sack 11.
– Befestigen des Sacks 11 am Gehäuse 13.

Der Gasgenerator 7 ist ein einfacher Hybridgenerator.
Der Sack 11, der im gefalteten Zustand gezeigt ist, was mit Hilfe eines solchen Verfahrens geschieht, wie es später näher erläutert wird, ist aus PA 6.6 hergestellt und hat im entfalteten Zustand ein Fassungsvermögen von 25 Litern.
Die Abdeckung 17 ist aus LDPE hergestellt.
6 zeigt eine mögliche Stelle für den Airbag in der Fahrzeugkonstruktion unter der Kunststoffabdeckung 18 der Lenksäule 31 und hinter der Instrumententafel 19.
7, 8 und 9 zeigen eine zweite Ausführungsform der Erfindung, deren wesentlicher Unterschied zur ersten Ausführungsform auf dem Vorhandensein einer sichtbaren Abdeckung 35 des Airbags beruht, die an die Gestaltung der Instrumententafel 38 angepaßt ist. Die Verbindung der Abdeckung 35 mit dem Gehäuse 39 ist nicht starr, sondern ermöglicht Relativbewegungen, wodurch sie Toleranzen im Hinblick auf die Instrumententafel 38 absorbieren kann.
10 zeigt schematisch die Vorderseite 41 und Rückseite 43 des Sacks 11 mit Bändern 45 und 47 zum Steuern der Form des Sacks bei seiner Entfaltung. Obwohl der Gebrauch von Bändern für diesen Zweck bekannt ist, muß darauf verwiesen werden, daß die Strukturierung des Knie-Airbags der Erfindung die Lage der Bänder 47 im unteren Bereich des Airbags nahe dem Diffusorrohr und zwischen dessen Auslaßöffnungen 8 ermöglicht, was eine Verkleinerung des Volumens in diesem Bereich und eine schnelle Diffusion des Gases zum oberen Bereich ermöglicht, der mit den Knien des Fahrzeuginsassen in Berührung kommt.
Die drei Schritte zum Falten des Sacks sind jeweils in 11 bis 13 dargestellt.
Der erste Schritt besteht darin, die Seiten 51, 52 des Sacks mit einer Anfangsbreite WT in einem solchen Maß nach innen zu falten, das zum Erreichen der maximalen Breite W notwendig ist, die mit der Lage des Airbags im Fahrzeug verträglich ist.
Der zweite Schritt besteht aus einem Einrollen nach innen mit einem 40-mm-Stab 45, wobei ein Teil P des Sacks 11 entfaltet bleibt.
Der dritte Schritt besteht aus einem Falten auf gewellte Weise zum Teil P.
Auf diese Weise wird im erfindungsgemäßen Airbag ein wesentlicher Teil des Sacks 11 nicht in Y-Richtung gefaltet, was einerseits das Entfalten des Sacks und andererseits den wirksamen Airbag-Schutz für die Knie des Fahrzeuginsassen erleichtert, da die Breite W ausreicht, sie zu bedecken, wodurch die Gefahr gebannt ist, daß sich der Airbag zwischen ihnen entfaltet, was bei einigen im Stand der Technik bekannten Airbags passiert. Die Breite W muß die größtmögliche und die Höhe H die kleinstmögliche sein, die mit der Konfiguration des Fahrzeugbereichs verträglich sind, in dem der Airbag angeordnet ist. Zur Durchführung der Erfindung wäre auch jedes andere Faltverfahren zulässig, mit dem die gleichen Ergebnisse erhalten werden können.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird geschätzt, daß

– W/WT > 0,5,
– W > 35 cm und
– H < 3,5 cm beträgt.

Obwohl mehrere Ausführungsformen der Erfindung beschrieben und dargestellt wurden, ist deutlich, daß Abwandlungen in ihrem Schutzumfang vorgenommen werden können und der Schutzumfang nicht als auf diese Ausführungsformen, sondern auf den Inhalt der nachfolgenden Ansprüche beschränkt zu betrachten ist.

Claims

Airbag, der zum Rückhalten der Knie der Insassen von Kraftfahrzeugen während einer Kollision bestimmt ist, mit einem Sack (11), der mit dem durch einen Gasgenerator (7) bereitgestellten Gas aufgeblasen werden kann, einer Schutzabdeckung (15, 17, 35) des Airbags, einem mit dem Gasgenerator (7) verbundenen Diffusorrohr (9), das am aufblasbaren Sack (11) entlang einer seiner Seiten befestigt ist, und einem Metallgehäuse (13, 39) zum Abstützen der Airbag-Anordnung und zu ihrem Befestigen am Fahrzeug, wobei der aufblasbare Sack (11) so gefaltet ist, daß in Y-Richtung ein Teil einer Breite W entfaltet bleibt, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis zwischen der Breite W des gefalteten Teils des aufblasbaren Sacks (11) und der Breite WT des entfalteten Sacks in Y-Richtung größer als 0,5 ist.
Airbag, der zum Rückhalten der Knie der Insassen von Kraftfahrzeugen während einer Kollision bestimmt ist, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzabdeckung (17) am Gehäuse (13) starr befestigt ist.
Airbag, der zum Rückhalten der Knie der Insassen von Kraftfahrzeugen während einer Kollision bestimmt ist, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzabdeckung (35) am Gehäuse (39) mit Hilfe einer Einrichtung befestigt ist, die ein Spiel zwischen beiden ermöglicht, um so die Ausrichtung der Abdeckung (35) zur Au ßenseite des Fahrzeugbereichs zu erleichtern, in dem der Airbag befestigt ist.
Airbag, der zum Rückhalten der Knie der Insassen von Kraftfahrzeugen während einer Kollision bestimmt ist, nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sack (11) mehrere Bänder aufweist, die im Bereich nahe dem Diffusorrohr (9) und zwischen dessen Öffnungen (8) angeordnet sind.
Airbag, der zum Rückhalten der Knie der Insassen von Kraftfahrzeugen während einer Kollision bestimmt ist, nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der aufblasbare Sack (11) in drei Schritten gefaltet ist: – im ersten Schritt werden seine Seitenkanten (51, 52), die so bemessen sind, daß der gefaltete Sack die genannte Breite W hat, nach innen gefaltet; – im zweiten Schritt wird der Sack nach innen eingerollt, wobei ein Teil P entfaltet bleibt; – im dritten Schritt wird der Teil P auf gewellte Weise nach innen gefaltet.