ES2222635T3 - Dispositivo de proteccion de las rodillas para los ocupantes de un vehiculo. - Google Patents

Abstract

UN DISPOSITIVO DE PROTECCION DE LAS RODILLAS PARA LOS PASAJEROS DE UN VEHICULO COMPRENDE UN SACO DE GAS (3) CON UNA PARED DE SACO DE GAS (5) QUE EN ESTADO INFLADO SE EXTIENDE DELANTE DE LAS RODILLAS DE LOS PASAJEROS DEL VEHICULO, QUE QUEDA ADOSADA A LAS RODILLAS COMO RETENCION Y QUE TRATA DE EVITAR PRACTICAMENTE EL DESPLAZAMIENTO HACIA ADELANTE DE LAS RODILLAS. EN EL SACO DE GAS ESTAN PREVISTOS MEDIOS QUE UNEN TRAMOS OPUESTOS (21, 25) DE LA PARED DEL SACO DE GAS (5), EN CUYOS TRAMOS (21, 25) VA FIJADA LA PARED DEL SACO DE GAS (5) Y QUE ESTAN DISPUESTAS DE TAL MANERA QUE CONTRARRESTAN LA VARIACION DE FORMA DEL SACO DE GAS (3) CUANDO PENETRAN EN EL LAS RODILLAS.

Description

Dispositivo de protección de las rodillas para los ocupantes de un vehículo.

La invención se refiere a un dispositivo de protección para las rodillas para ocupantes de un vehículo, con un airbag con una pared de airbag que en estado inflado se extiende delante de las rodillas del ocupante del vehículo en un caso de retención que asienta contra las rodillas en un caso de retención y trata de impedir en gran manera que éstas se puedan desplazar hacia delante.

Hasta la fecha existen diversos principios de dispositivos de protección para las rodillas. Por una parte se conocen sistemas en los que en caso de retención se desplaza una placa acolchada en dirección hacia las rodillas del ocupante, para impedir que éstas se desplacen. Por otra parte existen dispositivos de protección para las rodillas con airbags de forma tubular, que en un caso de retención salen del salpicadero y se extienden delante de las rodillas del ocupante, de manera que las rodillas asientan directamente contra el airbag y no a través de la placa de impacto, quedando retenidas por el airbag. En el segundo sistema, al que se refiere la presente invención, existen sin embargo algunos inconvenientes. El efecto de retención de este sistema depende mucho de las dimensiones de la superficie de contacto entre el airbag y el ocupante. Al penetrar las rodillas en el airbag aumenta la presión interna del airbag. Pero si el contacto del ocupante tiene lugar a través de una superficie muy reducida se puede desplazar solamente un volumen de gas pequeño de manera que el aumento de presión en el airbag es escaso. Este efecto se intensifica además por el hecho de que al penetrar las rodillas el airbag se abomba en otros puntos, lo que da lugar a una reducción de la variación de volumen y reduce el aumento de presión. Pero con un aumento de presión reducido solamente se pueden conseguir unas fuerzas de retención reducidas. Otro inconveniente se refiere a la aplicación de la fuerza de retención sobre el ocupante del vehículo. En el sistema convencional, gran parte de la fuerza no se transmite a las rodillas, tal como resulta necesario, sino a las espinillas, ya que en un caso de retención el ocupante está adosado al airbag desde una gran parte de las espinillas hasta llegar a las rodillas. Por razones biomecánicas (peligro de lesiones) hay que reducir al mínimo la transmisión de fuerzas a las espinillas.

Por la patente US-A-5.513.877 conforme a esta especie se conoce un dispositivo de protección combinado para las rodillas y el torso, con un airbag de gran volumen que trata de retener las rodillas y el torso. Por encima de las rodillas discurre una pared de separación en el interior del airbag, de manera que se obtiene una cámara para el torso y una cámara para las rodillas.

La invención crea un dispositivo de protección para las rodillas que se caracteriza por la aplicación de una fuerza de retención elevada y controlada en la zona de las rodillas. Esto se consigue en un dispositivo de protección para las rodillas conforme a la reivindicación 1. Los medios están fijados a los tramos de la pared del airbag y están dispuestos de tal manera que contrarrestan una variación de forma del airbag cuando las rodillas penetran en el airbag. La invención está basada entre otras cosas en el hecho de que precisamente en los airbags en los que las fuerzas de inercia, debidas al ocupante del vehículo que se desplaza hacia delante, actúan sobre él, sobre una superficie reducida, es muy importante estabilizar su forma. Los medios para estabilizar la forma del airbag son, por ejemplo, cintas de retención en el interior del airbag y/o paredes de separación para formar varias cámaras. Las cintas de retención se caracterizan porque mantienen los tramos opuestos del airbag, que están unidos mediante la cinta de retención, a una distancia menor que si no hubiera cinta de retención. De acuerdo con la invención, las cintas de retención están dispuestas de tal manera que la parte del airbag inferior en estado instalado e inflado, que para un conductor de corpulencia media está situado en la zona de las espinillas, tiene menor volumen y/o menor profundidad que la parte superior del airbag, contra el que tropiezan las rodillas del ocupante. De esta manera se intenta crear una separación entre las espinillas y el airbag, de manera que las espinillas no tengan que absorber fuerzas de retención sino que las fuerzas de retención disponibles se transmitan lo más íntegramente posible a las rodillas.

Al prever una o varias paredes de separación como medios para estabilizar la forma del airbag, la pared de separación tiene por lo menos un orificio de paso. Cuando una rodilla choca contra una cámara, el aire desplazado tenderá a ir a la otra cámara a través del orificio de paso. Esto sin embargo tiene lugar de forma retardada en el tiempo, ya que el orificio de paso actúa como un estrangulador. De este modo se obtiene en su conjunto una estructura más estable del airbag cuando actúan las fuerzas exteriores. Si están previstas varias cámaras pequeñas se obtiene además un aumento de presión más rápido.

La pared de separación actúa preferentemente también como cinta de retención. De esta manera la pared de separación tiene una función doble. Según la realización preferida la pared de separación se extiende, en estado instalado e inflado del airbag, aproximadamente a lo largo de toda la anchura del airbag inflado, pero sin estar fijada lateralmente en su totalidad o en parte a la pared del airbag. De esta manera se obtienen en los laterales unos canales de paso. Al desplegarse el airbag las paredes de separación apenas actúan negativamente sobre la velocidad de inflado ya que en estado no inflado el airbag es más ancho que en estado inflado, y se forman unos orificios de paso grandes entre los laterales de la pared de separación y los tramos laterales de la pared del airbag. Estos orificios de mayor anchura permiten el paso rápido del gas que penetra en el airbag, de una a otra cámara. La pared de separación se extiende preferentemente en dirección transversal respecto al ocupante del vehículo, es decir en la dirección transversal del vehículo. Además de esto, la pared de separación se extiende también preferentemente desde un tramo posterior de la pared del airbag, situado cerca del panel de instrumentos del vehículo, hasta la parte anterior, próxima al ocupante.

Para optimizar el proceso de desplegado se dispone en el airbag preferentemente una pared cortafuegos, que forma una cámara de distribución para el gas que penetra y sobre la cual incide el flujo de gas que penetra. La pared cortafuegos va fijada en el tramo posterior de la pared del airbag y en estado inflado queda separada del tramo anterior de la pared del airbag. También está abierta lateralmente, de manera que el gas que penetra despliega primeramente el airbag por los lados, con lo cual lo posiciona correctamente. A continuación se despliega el airbag principalmente en dirección hacia las rodillas del ocupante.

Otras características y ventajas de la invención se deducen de la descripción siguiente y de los siguientes dibujos a los que se hace referencia. Las Figuras muestran:

Figura 1, una vista en sección transversal del dispositivo de protección para las rodillas objeto de la invención, en estado instalado e inflado,

Figura 2, una vista anterior del airbag inflado que forma parte del dispositivo de protección para las rodillas según la Figura 1, y

Figura 3, una vista en sección ampliada del dispositivo de protección para las rodillas según la Figura 1.

En la Figura 1 está representado un dispositivo de protección para las rodillas alojado en el salpicadero 1 de un vehículo, a la altura de las rodillas del ocupante del vehículo. El dispositivo de protección para las rodillas comprende esencialmente un airbag 3 con una pared de airbag 5 y un generador de gas 7 para desplegar el airbag. El generador de gas 7 está dispuesto oculto detrás del salpicadero 1. Al desplegarse el airbag 3 éste sale fuera del salpicadero y se coloca entre éste y las rodillas 9 del ocupante. El airbag 3 tiene varias cámaras 11, 13, 15, formadas por dos paredes de separación 17 y 19. Las paredes de separación 17, 19 unen un tramo posterior 21 con un tramo anterior 23 de la pared del airbag 5. El tramo posterior 21 está constituido por el salpicadero 1, y el tramo anterior 23 está orientado hacia el ocupante del vehículo. Las paredes de separación 17, 19 actúan también como cintas de retención, porque son tan cortas que determinan esencialmente la forma del airbag en estado inflado, al retener la parte anterior 23 más próxima a la parte posterior 21 de lo que sucedería en un airbag correspondiente que no tuviera las paredes de separación 17, 19. En la cámara central 13 hay además una pared cortafuegos 25, que se explicará con mayor detalle mediante la Figura 3.

En la Figura 2, el airbag 3 está representado con líneas de trazos en estado extendido, sin plegar, y con línea continua en estado inflado. El airbag 3 es muy ancho, de manera que en un caso de retención cubre todos los posibles puntos de impacto de las rodillas. Tal como se puede deducir de la Figura 2, al inflarse el airbag 3 se reduce su anchura a una dimensión b. Las paredes de separación 17, 19 solamente van fijadas al tramo anterior y al tramo posterior 23, 21, pero no a los laterales 31, 33 de la pared del airbag 5. De esta manera resultan unos orificios de paso en forma de ranura en los dos lados de las paredes de separación 17, 19, entre éstas y los laterales 31, 33.

En la Figura 3 se puede ver que las paredes de separación 17, 19 son de una pieza de tejido. Esta pieza tiene bordes opuestos 35, por los que va cosida a la parte anterior 23 de la pared del airbag 5. Una parte central de la pieza va cosida a la parte posterior 21 en la zona del orificio de insuflado 37 del airbag, y tiene un escote en la zona del orificio de insuflado 37. La pieza que forma las paredes de separación 17, 19 representa por lo tanto un refuerzo del borde del orificio de insuflado 37. En el borde del orificio de insuflado 37 va cosida la pared cortafuegos 25, junto con la pieza que forma las paredes de separación 17, 19, formando igualmente un refuerzo del borde del orificio de insuflado 37. La pared cortafuegos 25 tiene en estado inflado aproximadamente la forma de un cilindro que está abierto lateralmente. Mediante la pared cortafuegos 25 se forma una cámara de distribución 41 para el gas generado por el generador de gas 7, que penetra en el airbag 3. La longitud de las paredes de separación 17, 19 es diferente. Mientras que la pared de separación 17 tiene una longitud x relativamente grande, en cambio la pared de separación 19 de longitud y es más bien corta. Por lo tanto también es notablemente menor la profundidad del airbag en la parte inferior que en la parte superior. Esto tiene la ventaja de que en la parte inferior del airbag se consigue una separación entre las espinillas de los ocupantes (véase la Figura 1) y el airbag 3, de manera que el contacto entre el airbag y el ocupante tiene lugar únicamente en la zona de las rodillas. De este modo la fuerza de retención se transmite principalmente a las rodillas, donde puede ejercer el mayor efecto de retención para la zona de la parte inferior del cuerpo y de los muslos.

En el extremo inferior del airbag está previsto además un orificio de salida 51, que solamente se abre una vez que se produzca una determinada presión en el interior del airbag. Además de ésta o como alternativa se pueden prever también naturalmente orificios de salida que estén siempre abiertos (no representados).

A continuación se explica el funcionamiento del dispositivo de protección para las rodillas en un caso de retención. En cuanto se activa el generador de gas 7 fluye gas al interior del airbag a través del orificio de insuflado 37. El airbag se desplegará primero ligeramente en dirección hacia el ocupante, hasta que se haya formado la cámara de distribución 41. El flujo de gas incide sobre la pared cortafuegos 25 y una vez que ésta se haya dividido se desvía lateralmente. El airbag se despliega entonces casi exclusivamente de forma lateral, y de esta manera se posiciona ya en un momento muy precoz. El gas sale lateralmente de la cámara de distribución 41 a la cámara central 13. Como quiera que al iniciarse el proceso de despliegue hay todavía una ranura ancha entre las paredes de separación 17, 19 y los laterales 31, 33 del airbag, se produce también un paso rápido del gas a las otras cámaras 11, 15. El airbag se despliega hacia arriba, hacia abajo y en dirección hacia el ocupante, hasta alcanzar todo su tamaño.

En este estado, las paredes de separación 17, 19 están adosadas lateralmente casi o incluso totalmente contra los laterales 31, 33. El emplazamiento del airbag está elegido de tal manera que las rodillas del ocupante tropiecen contra la cámara central 13. Las rodillas penetran en el airbag y dan lugar a un desplazamiento del gas. Esto daría lugar normalmente a un abombamiento de la pared del airbag 25 en aquellas zonas en las que no se produzca contacto con las rodillas. Pero debido a las paredes de separación 17, 19 que actúan como cintas de retención se mantendrá esencialmente la forma del airbag, de manera que la presión en el interior del airbag aumenta notablemente al incidir las rodillas. El gas desplazado por las rodillas tiende a pasar a las otras cámaras 11, 15 a través de los orificios de paso. Pero como en estado completamente inflado los orificios de paso son relativamente pequeños, se produce una resistencia al flujo que hay que superar previamente, por lo que el paso del flujo tiene lugar de forma retardada. También por este motivo puede aumentar notablemente la presión en el interior del airbag, lo que da lugar a una fuerza de retención elevada. El comportamiento de paso del flujo y por lo tanto la variación del aumento de presión se puede ajustar fácilmente modificando la anchura de las paredes de separación 17, 19 con relación a la anchura del airbag. Para eliminar puntas de fuerza, se abre el orificio de salida 51 cuando se alcanza un determinado valor debido a la presión interior, de manera que el gas pueda escapar del airbag 3 tal como se indica mediante una flecha.

El emplazamiento y la forma óptimas del airbag, por lo que respecta a la posición de las rodillas y de las espinillas del ocupante, se puede ajustar mediante las longitudes x, y de las paredes de separación 17, 19 y sus puntos de fijación en la pared del airbag 5. En lugar de las paredes de separación 17, 19 se pueden prever también varias cintas de retención estrechas, dispuestas unas al lado de las otras, pero que en sección (véase la Figura 1) tienen la misma forma que las paredes de separación 17, 19.

Las ventajas del dispositivo de protección para las rodillas representado son esencialmente:

Posicionamiento rápido y correcto del airbag durante el proceso de despliegue.

Disminución de la variación de forma del airbag cuando penetran las rodillas, al preverse en el airbag unos medios que contrarresten la variación de forma (cinta de retención y pared de separación).

Aumento rápido de presión y por lo tanto consecución de una fuerza de retención grande.

Posicionamiento exacto de los puntos de inducción de la fuerza de retención al ocupante.

Fabricación muy favorable del airbag mediante combinación de las paredes de separación, las cintas de retención y la pared cortafuegos.

Claims (10)

1. Dispositivo de protección para las rodillas para ocupantes de un vehículo,

con un airbag (3) con una pared de airbag (5), que en estado inflado se extiende delante de las rodillas del ocupante del vehículo, en un caso de retención asienta contra las rodillas y trata de impedir en gran medida que las rodillas se desplacen hacia delante, para lo cual está previsto en el airbag (3) una cinta de retención o una pared de separación (19), que en el airbag (3) define en su estado instalado e inflado una parte inferior, situada delante de las espinillas de un ocupante de corpulencia media, y una parte superior, situada delante de las rodillas (15 ó 13 respectivamente), donde la parte inferior del airbag (3) tiene menor volumen y/o menor profundidad que la parte superior, y donde la cinta de retención o la pared de separación (19) actúa en contra de una variación de forma del airbag (3) cuando penetran las rodillas.

2. Dispositivo de protección para las rodillas según la reivindicación 1, caracterizado por un generador de gas para inflar el airbag (3).

3. Dispositivo de protección para las rodillas según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la por lo menos una pared de separación (17, 19) prevista en el airbag (3) une entre sí tramos opuestos (21, 23) de la pared del airbag (5), y subdivide el interior del airbag en cámaras (11, 13, 15), presentando la pared de separación (17, 19) por lo menos un orificio de paso que crea una comunicación fluida entre las cámaras (11, 13, 15).

4. Dispositivo de protección para las rodillas según la reivindicación 3, caracterizado porque la pared de separación (17, 19) forma una cinta de retención ancha.

5. Dispositivo de protección para las rodillas según la reivindicación 3 ó 4, caracterizado porque la pared de separación (17, 19) se extiende en el estado instalado e inflado del airbag (3) aproximadamente en toda la anchura (b) del airbag inflado (3), pero no va fijado lateralmente a la pared del airbag (5), o no lo está en toda la profundidad.

6. Dispositivo de protección para las rodillas según una de las reivindicaciones 3 a 5, caracterizado porque la pared del airbag (5) tiene un tramo posterior (21) y un tramo anterior (25), opuesto a aquél y próximo a las rodillas del ocupante, y porque la pared de separación (17, 19) se extiende desde el tramo posterior (21) al tramo anterior (25).

7. Dispositivo de protección para las rodillas según la reivindicación 6, caracterizado porque el airbag (3) tiene un orificio de insuflado (37) en el tramo posterior (21) de la pared del airbag (5), porque están previstas dos paredes de separación (17, 19) formadas por una sola pieza que unen entre sí respectivamente el tramo posterior y el tramo anterior (21, 25), donde la pieza que forma las paredes de separación tiene unos bordes opuestos (35) y una pieza central, y va fijada por los bordes (35) al tramo anterior (25) y con la pieza central al tramo posterior (21) de la pared del airbag.

8. Dispositivo de protección para las rodillas según la reivindicación 7, caracterizado porque la pieza central va fijada a la pared del airbag (5) en la zona del orificio de insuflado (37) y constituye un refuerzo del borde que rodea el orificio de insuflado (37).

9. Dispositivo de protección para las rodillas según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el airbag (3) tiene un orificio de insuflado (37) en su pared (5) y porque dentro del airbag (3) está situada una pared cortafuegos (25) que forma una cámara de distribución (41) para el gas que penetra, mientras que el gas que penetra incide directamente sobre la pared cortafuegos (25).

10. Dispositivo de protección para las rodillas según la reivindicación 9, caracterizado porque la pared cortafuegos (25) va fijada al tramo posterior (21) de la pared del airbag (5) por encima y por debajo del orificio de insuflado (37), y en estado inflado del airbag (3) está distanciada del tramo anterior (25) y abierta por los lados.