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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Ausrüstung für ein Kraftfahrzeug der Art
mit:
- – einer
aufblasbaren Struktur,
- – einem
Element, das einen Träger
für die
aufblasbare Struktur bildet,
- – einem
Element, das eine Platte zur Verteilung der Druckbelastung während des
Aufpralls eines Insassen des Kraftfahrzeugs auf die entfaltete aufblasbare
Struktur bildet,
- – zumindest
einem zerbrechbaren Bauteil zur Befestigung der Verteilungsplatte
an dem Träger, wobei
das zerbrechbare Bauteil dafür
bestimmt ist während
des Entfaltens der aufblasbaren Struktur zu zerbrechen.
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Die
Erfindung betrifft insbesondere Ausrüstungen mit aufblasbaren Strukturen
zum Schutz der Knie der Insassen von Kraftfahrzeugen.
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Eine
Ausrüstung
der zuvor genannten Art ist in einer solchen Anwendung aus der Schrift
US-6 131 950 bekannt.
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In
dieser Schrift umfasst die aufblasbare Struktur ein an dem Träger befestigtes,
erstes offenes Ende und ein zweites Ende, das von einen aus einem
Stück geformten
Boden gebildet ist. Der Boden der Struktur ist an der Verteilungsplatte
für die Druckbelastung
befestigt. Diese Befestigung ist entlang der Kante der Verteilungsplatte
dank eines in die Struktur eingenähten Verstärkungsringes, der in einer
Randleiste der Verteilungsplatte aufgenommen ist, sichergestellt.
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Diese
Ausrüstung
ist teuer in der Herstellung, denn sie benötigt eine große Anzahl
von Teilen und eine große
Materialmenge, ganz wie die in der Schrift EP-A-1 122 133 beschriebene
Ausrüstung.
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Es
ist ein Ziel der Erfindung dieses Problem zu lösen, indem eine Ausrüstung der
zuvor genannten Art geliefert wird, die geringe Herstellungskosten aufweist.
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Hierzu
hat die Erfindung eine Ausrüstung
der zuvor genannten Art zum Gegenstand, dadurch gekennzeichnet,
dass die Ausrüstung
eine Hülle
aufweist, deren eines offenes Ende an dem Träger befestigt ist und deren
zweites offenes Ende an der Verteilungsplatte befestigt ist, wobei
die aufblasbare Struktur von der Hülle und der Verteilungsplatte,
die das zweite Ende der Hülle
verschließt,
gebildet ist, und dass das zerbrechbare Bauteil eine Abdeckung aufweist,
deren Umfangsbereich an einem ersten Element aus Verteilungsplatte
und Träger
befestigt ist, und deren Mittelbereich an einem zweiten Element
aus Verteilungsplatte und Träger
befestigt ist.
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Gemäß besonderen
Ausführungsformen kann
die Ausrüstung
eine oder mehrere der folgenden Eigenschaften, einzeln oder gemäß allen
technisch möglichen
Kombinationen, aufweisen:
- – ein Zwischenbereich der Abdeckung,
der zwischen dem Mittelbereich und dem Umfangsbereich angeordnet
ist, ist ein Bereich von geringerem Widerstand,
- – der
Umfangsbereich der Abdeckung ist an dem ersten Element mit Hilfe
von Klemmvorrichtungen befestigt,
- – der
Mittelbereich der Abdeckung ist an dem zweiten Element mit Hilfe
von Klemmvorrichtungen befestigt,
- – die
Klemmvorrichtungen umfassen zumindest einen Ansatz, der mit einem
vergrößerten Kopf versehen
ist,
- – das
erste Ende der Hülle
ist durch Einklemmen zwischen dem ersten Element und dem Umfangsbereich
der Abdeckung befestigt,
- – das
zweite Ende der Hülle
ist durch Einklemmen zwischen dem zweiten Element und dem Mittelbereich
der Abdeckung befestigt,
- – das
erste Element ist der Träger
und das zweite Element ist die Verteilungsplatte,
- – die
Ausrüstung
bildet eine Schutzausrüstung
für die
Knie eines Insassen eines Kraftfahrzeugs.
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Die
Erfindung hat außerdem
ein Kraftfahrzeug zum Gegenstand, dadurch gekennzeichnet, dass es
eine Ausrüstung
wie hier oben definiert aufweist.
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Die
Erfindung wird besser verstanden werden bei der Lektüre der nachfolgenden,
allein beispielhaft gegebenen Beschreibung, die unter Bezugnahme
auf die 1 bis 3 erstellt
ist:
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1 ist
ein schematischer Längsquerschnitt
durch eine Ausrüstung
gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung,
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2 ist
eine schematische Perspektivansicht der Abdeckung zur Befestigung
der Verteilungsplatte für
die Druckbelastung an dem Träger
der Ausrüstung
der 1 und
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die 3 und 4 sind
analoge Ansichten zu 1 in verkleinerten Maßstab, wobei
sie die Entfaltung der aufblasbaren Struktur der Ausrüstung der 1 illustrieren.
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Im
gesamten nachfolgenden Teil sind die verwendeten Ausrichtungen die
gewöhnlichen
Ausrichtungen eines Kraftfahrzeugs. So verstehen sich die Begriffe „vorne", „hinten", „oben" und „unten" in Bezug zu der
Position eines Fahrers des Kraftfahrzeugs und zu seiner Fahrrichtung.
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1 illustriert
schematisch eine Ausrüstung 1 für ein Kraftfahrzeug
in Form einer Tür
eines Ablagefaches oder einer Aufnahme zur Lagerung von Gegenständen. Dieses
Ablagefach ist in dem Instrumentenbrett vorgesehen. Die Tür 1 bildet
somit einen Teil des Instrumentenbretts. Sie ist praktisch gegenüber den
Knien eines Insassen des Kraftfahrzeugs angeordnet.
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Die
Tür 1 ist
in klassischer Weise gelenkig an dem Rest des Instrumentenbretts
angebracht, um einen Zugang zu dem Ablagefach zu ermöglichen.
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Die
anderen Elemente des Instrumentenbretts als die Tür 1 sind
klassisch ausgebildet. Sie sind daher nicht in den Abbildungen dargestellt
und werden nachfolgend nicht näher
in Einzelheiten beschrieben.
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Die
Tür 1 weist
im Wesentlichen auf:
- – eine aufblasbare Struktur 2
- – einen
vorderen Träger 4 für die aufblasbare Struktur 2,
- – Vorrichtungen 6 zum
Aufblasen der Struktur 2,
- – eine
hintere Platte 8 zur Verteilung der Druckbelastung während des
Aufpralls des Insassen auf die Struktur 2, und
- – eine
zerbrechbare Abdeckung 10 zur Befestigung der Verteilungsplatte 8 an
dem Träger 4.
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Die
aufblasbare Struktur 2 umfasst einerseits eine Hülle 12,
die ihre Seitenwand bildet, und andererseits den Mittelbereich 14 der
Verteilungsplatte 8, der ihren Boden bildet, wie dies nachfolgend
beschrieben werden wird.
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Die
Hülle 12 besteht
beispielsweise aus einem geflochtenen oder gewebten Material und
weist ein erstes vorderes offenes Ende 16 und ein zweites hinteres
offenes Ende 18 auf.
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Die
Struktur 2 besitzt eine in 1 dargestellte
zusammengefaltete Konfiguration und eine in 4 dargestellte
entfaltete Konfiguration.
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In
der entfalteten Konfiguration konvergiert die Hülle 12 von ihrem vorderen
Ende 16 zu ihrem hinteren Ende 18 hin.
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Die
Hülle 12 ist
so zwischen ihren Enden 16 und 18 gespannt und
erstreckt sich entlang einer Mittelleitlinie L, die in 4 praktisch
horizontal liegt. In der Nähe
zu dem vorderen Ende 16 und um die Linie L herum weist
die Hülle 12 einen
praktisch rechteckigen Umriss auf.
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In
der Nähe
zu dem hinteren Ende 18 und um die Linie L herum weist
die Hülle 12 einen
analogen Umriss, aber mit kleineren Abmessungen auf.
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Der
obere Bereich 20 der Hülle 12 ist
in der Draufsicht der 4 erheblich kürzer als
der untere Bereich 22 der Hülle 12.
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Es
ist zu bemerken, dass die hier oben beschriebenen geometrischen
Besonderheiten der Ausführungsform
der 1 bis 4 zueigen sind und in Varianten
fehlen können.
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Der
Träger 4 bildet
eine innere Verkleidung der Tür 1.
Der Träger 4 weist
einen Umfangsrahmen 24 auf, der im Inneren eine Öffnung 26 begrenzt,
und eine Abdeckung 28 zum Verschließen der Öffnung 26.
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Der
Umfangsrahmen 24 und die Abdeckung 28 bestehen
beispielsweise aus Kunststoff.
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Die
Abdeckung 28 ist auf dem Rahmen 24 durch Einrasten
von Zapfen 30 befestigt, welche die Abdeckung 28 nach
hinten hin verlängern,
und welche in Öffnungen 32 aufgenommen
sind, die in dem Rahmen 24 ausgebildet sind.
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Die
Abdeckung 28 ist vor dem Rahmen 24 angeordnet
und das Einrasten wurde durch Verschiebung der Abdeckung 28 nach
hinten und nach unten bezüglich
des Rahmens 24 sichergestellt.
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Die
Vorrichtungen 6 zum Aufblasen der Struktur 2 umfassen
beispielsweise einen an der Abdeckung 28 befestigten Gasgenerator.
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Der
Generator 6 ist von klassischer Art und sein Aufbau wird
folglich nachfolgend nicht näher
in Einzelheiten beschrieben.
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Der
Generator 6 ist auf der Hinterseite der Abdeckung 28 befestigt
und liegt somit der Verteilungsplatte 8 gegenüber.
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Die
Verteilungsplatte 8 bildet, wenn die Struktur 2 sich
in zusammengefalteter Konfiguration befindet und die Tür 1 geschlossen
ist, wie in 1 dargestellt, einen Teil der
Außenfläche des
Instrumentenbretts, und sie kann somit wie diese beispielsweise
eine Schicht aus Kunststoff, die mit einer Verkleidungsschicht beschichtet
ist, aufweisen.
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Wie
besonders in 2 illustriert, umfasst die Befestigungsabdeckung 10 einen
hinteren Mittelbereich 34 mit praktisch rechteckigem Umriss,
einen Zwischenbereich 36, der den hinteren Mittelbereich 34 nach
vorne hin verlängert,
und einen vorderen Umfangsbereich 38, der den Zwischenbereich 36 nach
außen
hin verlängert,
und der beispielsweise vier jeweils auf einer Seite des Zwischenbereiches 36 angeordnete
Anhängsel 40 aufweist.
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Der
Zwischenbereich 36 ist ein Bereich von geringerem Widerstand.
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In
einer Ausführungsform
wird dieser Bereich von geringerem Widerstand dank Aussparungen 42 erhalten,
die in dem Bereich 36 ausgebildet sind und zwischen sich
zerbrechbare Brücken 44 begrenzen,
die den Mittelbereich 34 mit dem Umfangsbereich 38 verbinden.
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Dieser
Bereich von geringerem Widerstand funktioniert mit reiner Zugkraft.
Diese Ausführungsform „mit zerbrechbaren
Brücken" weist gegenüber den
gewöhnlich
in den Abdeckungen von Airbags verwendeten V-förmig angeritzten Linien einen
Vorteil auf, denn da die Abschnitte der zerbrechbaren Brücken 44 leicht
zu kalibrieren sind, ist die Bruchkraft stark reproduzierbar und
weniger von der Temperatur und den Aufblasbedingungen der Struktur abhängig.
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Die
Befestigungsabdeckung 10 wurde beispielsweise durch Formen
eines Kunststoffs hergestellt.
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Der
Umfangsbereich 38 der Abdeckung 10 ist an dem
Rahmen 24 des Trägers 4 befestigt.
Diese Befestigung wird in dem dargestellten Beispiel durch Ansätze 46 sichergestellt,
welche den Umfangsbereich 38 nach vorne hin verlängern, und
welche in Öffnungen 48 des
Rahmens 24 aufgenommen werden. Die vorderen Enden 50 der
Ansätze 46 sind
beispielsweise durch Schmelzen verformt worden, um verbreiterte
Köpfe auszubilden,
die eine feste Verbindung zwischen dem Umfangsbereich 38 der
Abdeckung 10 und dem Rahmen 24 des Träger 4 sicherstellen.
Die Ansätze 46 und
ihre Köpfe 50 bilden
somit Klemmnieten für
die Abdeckung 10 auf dem Träger 4.
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Das
vordere Ende 16 der Hülle 12 ist
zwischen dem Rahmen 24 und dem Umfangsbereich 38 der
Abdeckung 10 eingeklemmt, wodurch die Befestigung dieses
vorderen Endes 16 an dem Träger 4 sichergestellt
wird.
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Es
ist festzustellen, dass die Ansätze 46 Öffnungen
durchqueren, die in dem vorderen Ende 16 der Hülle 12 senkrecht
zu den Öffnungen 48 angeordnet
sind.
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Ebenso
ist der Mittelbereich 34 der Abdeckung 10 an dem
Mittelbereich 14 der Verteilungsplatte 8 mit Hilfe
von Ansätzen 52 befestigt,
die den Bereich 14 nach vorne hin verlängern, und die in Öffnungen 54 des
Mittelbereiches 34 der Abdeckung 10 aufgenommen
sind. Die vorderen Enden 56 der Ansätze 52 sind durch
Schmelzen verformt worden, um verbreiterte Köpfe auszubilden. Die Ansätze 52 bilden
somit Klemmnieten für
die Abdeckung 10 auf der Platte 8.
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Das
hintere Ende 18 der Hülle 12 ist
zwischen dem Mittelbereich 34 der Abdeckung 10 und dem
Mittelbereich 14 der Platte 8 eingeklemmt. So
ist das Ende 18 an der Verteilungsplatte 8 befestigt.
Außerdem
verschließt
der Bereich 14 der Verteilungsplatte 8 das hintere
Ende 18 der Hülle 12 und
bildet somit den Boden der Struktur 2.
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Zur
Herstellung der Tür 1 wird
die Hülle 12 auf
die Abdeckung 10 aufgefädelt
und dann wird der Mittelbereich 34 der Abdeckung 10 an
der Verteilungsplatte 8 befestigt, wobei gleichzeitig die
Befestigung des hinteren Endes 18 der Hülle 12 an der Platte 8 sichergestellt
wird. Es ist festzustellen, dass die auf die Abdeckung 10 aufgefädelte Hülle 12 so
vorpositioniert ist. In einer nicht dargestellten Variante kann
die Abdeckung 10 zusätzlich
zu den Ansätzen 46 Positionierungsansätze aufweisen,
die dafür
bestimmt sind in Öffnungen
der Hülle 12 eingeschoben zu
werden.
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Dann
wird der Rahmen 24 an dem Umfangsbereich 38 der
Abdeckung 10 befestigt, was ermöglicht gleichzeitig die Befestigung
des vorderen Endes 16 der Hülle 12 an dem Rahmen 24 zu
erreichen.
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Dann
wird die Abdeckung 28, die zuvor mit dem Gasgenerator 6 versehen
wurde, durch Einrasten auf dem Rahmen 24 befestigt.
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Im
Falle eines Aufpralls, der durch einen nicht dargestellten, an den
Gasgenerator 6 angeschlossenen Beschleunigungsmesser erfasst
wird, wird der Betrieb des Generators 6 ausgelöst. Das
von dem Generator 6 erzeugte Gas füllt das Innenvolumen der Struktur 2,
die sich zu Anfang in der zusammengefalteten Konfiguration befindet,
bis dass der auf den Mittelbereich 34 der Abdeckung 10 ausgeübte Druck
ausreicht, um die Brücken 44 der
Abdeckung 10 zu zerbrechen.
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Wenn
die Brücken 44 einmal
zerbrochen sind, wird der Mittelbereich 34 der Abdeckung 10 von seinem
Umfangsbereich 38 getrennt und die Verteilungsplatte 8 kann
sich bezüglich
des Trägers 4 verschieben.
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Die
Struktur 2 beginnt sich somit zu entfalten, wie in 3 illustriert.
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Dieses
anfängliche
Entfalten findet entlang einer Aufblasrichtung D statt, die praktisch
rechtwinklig zu der Abdeckung 28 des Trägers 4 liegt und somit nach
unten und nach hinten geneigt ist. Im Verlauf dieser Anfangsphase
des Entfaltens der Struktur 2 hat die Verteilungsplatte 8 somit
die Tendenz sich nach hinten und nach unten zu verschieben, wie durch
den Pfeil 58 in 3 illustriert.
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Die
Diagonale d1 (in gestrichelter Linie), welche die obere Kante des
vorderen Endes 16 der Hülle 12 mit
der unteren Kante des hinteren Endes 18 der Hülle 12 verbindet,
spannt sich vor die Diagonale d2 (in gestrichelter Linie), welche
die untere Kante des vorderen Endes 16 mit der oberen Kante
des hinteren Endes verbindet.
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Die
Seitenbereiche der Hülle 12,
welche den oberen Bereich 20 und unteren Bereich 22 verbinden,
und welche entlang der Diagonalen d1 gespannt sind, lösen nunmehr
eine Schwenkbewegung der Verteilungsplatte 8 nach oben
aus, bis dass die Seitenbereiche entlang der Diagonalen d2 gespannt sind.
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Somit
bewegt sich die Verteilungsplatte 8 in der Endphase des
Entfaltens nicht mehr entlang der Aufblasrichtung D, sondern entfernt
sich schrittweise von dieser, um sich in der entfalteten Konfiguration der 4 auf
der Linie L zu zentrieren.
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Die
Verteilungsplatte 8 ist somit am Ende des Entfaltens der
Struktur oberhalb der Aufblasrichtung D genau gegenüber den
Knien des Insassen angeordnet. Die Hülle 12 ist dann von
ihrem vorderen Ende 16 bis zu ihrem hinteren Ende 18 derart
gespannt, dass sich die Leitlinie L praktisch horizontal unter Bildung
eines Winkels θ bezüglich der
Aufblasrichtung D erstreckt.
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Dann
wenn die Knie des Insassen auf die Verteilungsplatte 8 aufschlagen,
verteilt diese die von den Knien verursachte Druckbelastung über praktisch
ihre gesamte Oberfläche
und ermöglicht
so der Struktur 2 in zufrieden stellender Weise den Aufprall der
Knie des Insassen auf das Instrumentenbrett abzufangen.
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Die
hier oben beschriebene Ausrüstung 1 weist
die folgenden Vorteile auf.
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Dank
der Verwendung der zerbrechbaren Abdeckung 10 ist die Verteilungsplatte 8 an
dem Träger 4 befestigt,
ohne dass ein Nachstellen notwendig wäre.
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Außerdem ist
diese Befestigung zuverlässig, so
dass die mit der Zeit auftretenden Spielräume und Verschiebungen begrenzt
sind. So sind die Vibrierbewegungen, die im Laufe der Zeit auftreten
können, wenn
das Fahrzeug fährt,
begrenzt.
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Das ästhetische
Aussehen der Ausrüstung 1 ist
somit zufrieden stellend und zwar bei geringeren Kosten.
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Außerdem dient
die Befestigungsabdeckung 10 zugleich der Vorpositionierung
und der Befestigung der Hülle 12 und
erlaubt somit geringere Herstellungskosten zu erreichen.
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Außerdem ist
die Anzahl von benutzten Teilen gering, was ermöglicht in gleichem Maße die Herstellungskosten
zu verringern. Es ist ebenfalls festzustellen, dass das Formen der
Abdeckung 10 wenige bewegliche Teile in der Form erfordert,
und dass die Abdeckung 10 leicht aus der Form herausgenommen werden
kann. Ihre Herstellungskosten sind somit geringer.
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Ebenso
ermöglicht
die Abdeckung 10 unter einer relativ leichten und gut bestimmten
Beanspruchung ein Zerbrechen zu erreichen.
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Außerdem bildet
die Abdeckung 10 ein Verstärkungselement für die Verteilungsplatte 8,
was ermöglicht
ihre Dicke und somit die Kosten der Ausrüstung 1 zu verringern.
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In
weiteren nicht dargestellten Varianten kann die Befestigung des
Mittelbereiches 34 und des Umfangsbereiches 38 der
Abdeckung 10 an der Verteilungsplatte 8 und dem
Träger 4 durch
andere Vorrichtungen als die beschriebenen sichergestellt werden.
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Insbesondere
können
Schweiß-
und/oder Einrasttechniken eingesetzt werden.
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In
einer weiteren nicht dargestellten Ausführungsform kann die Abdeckung 10 mit
ihrem Mittelbereich an dem Träger 4 und
mit ihrem Umfangsbereich an der Verteilungsplatte 8 befestigt
sein.
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Außerdem bildet
die Hülle 12,
die in der entfalteten Konfiguration der Struktur 2 gespannt
ist, selbst die Führungsvorrichtungen
für die
Struktur während
ihres Entfaltens, was ermöglicht
die Kosten der Ausrüstung 1 noch
weiter zu reduzieren.
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Es
ist festzustellen, dass diese Eigenschaft unabhängig von der Verwendung der
zerbrechbaren Abdeckung 10 und der Herstellung der Struktur 2 in Form
einer Hülle
mit zwei offenen Enden verwendet werden kann.
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So
kann die Struktur 2 eine klassische Struktur mit einem
Boden sein, der aus einem Stück
mit ihrer Seitenwand geformt ist, welche die Führungsvorrichtungen für die Struktur
während
ihres Entfaltens bildet.
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Allgemeiner
ist festzustellen, dass diese Prinzipien verwendet werden können, um
die Struktur 2 entlang einer Leitlinie L zu führen, welche
seitlich und/oder vertikal bezüglich
der Aufblasrichtung D versetzt sein kann, um die gewünschte Endposition für die Druckbelastungs-Verteilungsplatte 8 zu
erreichen.
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In
ebenfalls allgemeiner Weise kann die Hülle 12 zusätzlich zu
der bereits beschriebenen Führung
der Struktur eine Modifizierung der Ausrichtung der Druckbelastungs-Verteilungsplatte 8 gegenüber dem
Träger 4 sicherstellen.
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In
der Tat bleibt die Platte 8 in dem hier oben beschriebenen
Beispiel praktisch parallel zu dem Träger 4 angeordnet.
Allerdings kann durch Spielen mit den Längen des oberen Bereiches 20,
des unteren Bereiches 22 und des Seitenbereiches der Seitenwand
der Struktur die Ausrichtung der Platte 8 bezüglich des
Trägers 4 verändert werden.
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In
noch allgemeinerer Weise können
Führungshilfsvorrichtungen
mit den Führungsvorrichtungen
verbunden werden, die von der Seitenwand der Struktur gebildet sind,
welche sich praktisch zwischen dem vorderen Ende 16 und
dem Boden 14 der Struktur spannt. Diese Führungshilfsvorrichtungen können eine
Randleiste des Instrumentenbretts umfassen, welche die untere Kante
und die obere Kante der Verteilungsplatte 8 zu Beginn des
Aufblasens der Struktur festhält.