ITBO20070595A1 - Airbag frontale per un veicolo stradale - Google Patents

Airbag frontale per un veicolo stradale Download PDF

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ITBO20070595A1
ITBO20070595A1 IT000595A ITBO20070595A ITBO20070595A1 IT BO20070595 A1 ITBO20070595 A1 IT BO20070595A1 IT 000595 A IT000595 A IT 000595A IT BO20070595 A ITBO20070595 A IT BO20070595A IT BO20070595 A1 ITBO20070595 A1 IT BO20070595A1
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front airbag
housing
airbag
road vehicle
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Michela Bruzzone
Veniero Pizzagalli
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Ferrari Spa
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Description

DESCRIZIONE
del brevetto per invenzione industriale
SETTORE DELLA TECNICA
La presente invenzione è relativa ad un airbag frontale per un veicolo stradale.
La presente invenzione trova vantaggiosa applicazione ad un airbag volante per una automobile sportiva ad alte prestazioni, cui la trattazione che segue farà esplicito riferimento senza per questo perdere di generalità.
ARTE ANTERIORE
In una automobile la funzione dell'airbag volante è di impedire che in caso di urto frontale o angolato (cioè ad esempio con un ostacolo disposto a 30° rispetto alla direzione di avanzamento dell'automobile) il tronco e la testa del guidatore colpiscano con violenza il volante e parti rigide della carrozzeria disposte di fronte al guidatore stesso come ad esempio i montanti del telaio o il parabrezza. Il rischio che il tronco e la testa del guidatore colpiscano con violenza parti rigide della carrozzeria disposte di fronte al guidatore stesso è tanto più elevato quanto più ridotta è la dimensione dell'abitacolo, cioè quanto più ridotta è in partenza la distanza iniziale tra il tronco e la testa del guidatore e le parti rigide della carrozzeria disposte di fronte al guidatore stesso.
In una automobile sportiva ad alte prestazioni le dimensioni dell'abitacolo {particolarmente l'altezza dell'abitacolo) sono piuttosto ridotte per cercare di ridurre la sezione frontale dell'automobile; quindi, in una automobile sportiva ad alte prestazioni è particolarmente elevato il rischio che in caso di urto frontale o angolato il tronco e la testa del guidatore sprovvisto della cintura di sicurezza colpiscano con violenza parti rigide della carrozzeria disposte di fronte al guidatore stesso. Di conseguenza, per impedire che in caso di urto frontale o angolato il tronco e la testa del guidatore colpiscano con violenza parti rigide della carrozzeria disposte di fronte al guidatore stesso in una automobile sportiva ad alte prestazioni è spesso necessario utilizzare un airbag volante avente un volume elevato (ad esempio di almeno 70 litri o anche superiore). Tuttavia, l'utilizzo di un airbag volante avente un volume elevato presenta alcuni inconvenienti, in quanto è necessario prevedere nel mozzo del volante un contenitore per l'airbag voluminoso e quindi ingombrante con la conseguenza di rendere il volante tozzo e quindi esteticamente poco gradevole e in quanto è necessario utilizzare una generatore di gonfiaggio dell'airbag volante di potenza elevata che risulta più pericoloso per l'incolumità del guidatore se il guidatore si trova in una posizione di guida non prevista, ad esempio se il guidatore appoggia una parte del corpo (ad esempio mano, avambraccio o testa) al mozzo del volante al momento del gonfiaggio dell'airbag volante.
DESCRIZIONE DELLA INVENZIONE
Scopo della presente invenzione è di realizzare un airbag frontale per un veicolo stradale che sia esente dagli inconvenienti sopra descritti e sia di semplice ed economica attuazione.
Secondo la presente invenzione viene realizzato un airbag frontale per un veicolo stradale secondo quanto rivendicato nelle rivendicazioni allegate.
BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI
La presente invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustraino un esempio di attuazione non limitativo, in cui:
• la figura 1 illustra in vista laterale e schematica una automobile provvista di un airbag volante realizzato in accordo con la presente invenzione;
• la figura 2 illustra una vista superiore e schematica dell'airbag volante della figura 1;
• la figura 3 illustra una vista schematica e frontale di una diversa forma di attuazione di un airbag volante realizzato in accordo con la presente invenzione;
• la figura 4 illustra una vista schematica e frontale di una ulteriore forma di attuazione di un airbag volante realizzato in accordo con la presente invenzione;
• la figura 5 illustra una vista schematica e prospettica dell'airbag volante della figura 4; e
• la figura 6 illustra una vista schematica e prospettica di un interazione tra 1'airbag volante della figura 4 ed un guidatore.
FORME DI ATTUAZIONE PREFERITE DELL'INVENZIONE
Nella figura 1, con il numero 1 è indicata, nel suo complesso, una automobile 1 provvista di un abitacolo 2, il quale è delimitato frontalmente da una plancia 3 ed alloggia una coppia di sedili 4 anteriori (uno solo dei quali è illustrato nella figura 1). Un sedile 4 anteriore sinistro (illustrato nella figura 1) è il sedile del guidatore ed è disposto di fronte ad un volante 5 che si eleva dalla plancia 3 ed è atto a comandare la sterzatura delle ruote anteriori (non illustrate) . Il volante 5 comprende un mozzo 6 centrale, il quale è rigidamente collegato ad una estremità libera di un piantone 7 di sterzo (illustrato nella figura 2), ed un corona 8, la quale si estende attorno al mozzo 6 centrale ed montata girevole sul piantone 7 di sterzo.
Il volante 5 è provvisto di un airbag 9 volante, il quale in caso di urto frontale o angolato (cioè con un ostacolo disposto ad esempio a 30° rispetto alla direzione di avanzamento dell'automobile) ha la funzione di evitare che il tronco e la testa del guidatore colpiscano con violenza il volante 5 e parti rigide della carrozzeria disposte di fronte al guidatore stesso come ad esempio i montanti del telaio o il parabrezza.
L'airbag 9 volante comprende un alloggiamento 10, il quale è ricavato nel mozzo 6 centrale del volante 5 (quindi è ricavato in una porzione frontale della plancia 3), un sacco 11, il quale è normalmente disposto sgonfio e ripiegato all'interno dell'alloggiamento 10, ed un generatore 12 (tipicamente una carica pirotecnica innescata elettricamente da un sensore di urto), il quale è disposto all'interno dell'alloggiamento 10, è accoppiato al sacco 11 ed è atto a gonfiare il sacco 11 in caso di urto. L'alloggiamento 10 è chiuso superiormente da un coperchio che è conformato in modo da aprirsi spontaneamente in caso di gonfiaggio del sacco 11 e sotto la spinta del sacco 11 stesso.
Secondo quanto illustrato nella figura 2, il sacco 11 gonfiato presenta una profondità 13 longitudinale (cioè misurata lungo un asse longitudinale parallelo all'asse 14 longitudinale medio dell'automobile 1) sostanzialmente decrescente lungo una direzione 15 di spinta trasversale (cioè perpendicolare all'asse 14 longitudinale dell'automobile 1} dal fianco dell'automobile 1 al centro dell'automobile 1 (da sinistra verso destra nell'automobile 1 illustrata che presenta la guida a sinistra) in modo tale che la profondità 13 longitudinale del sacco 11 gonfiato abbia un valore massimo in corrispondenza del lato disposto verso il fianco dell'automobile 1 ed abbia un valore minimo in corrispondenza del lato disposto verso il centro dell'automobile 1.
In caso di urto frontale o angolato il corpo del guidatore che impatta contro il sacco 11 gonfiato viene spinto verso il centro dell'automobile 1 in cui la distanza dalle parti rigide della carrozzeria disposte di fronte al guidatore è massima, cioè il corpo del guidatore viene spinto in allontanamento dal fianco dell'automobile 1 in cui la distanza dalle parti rigide della carrozzeria disposte di fronte al guidatore è minima; in questo modo, in caso di urto frontale o angolato il corpo del guidatore, il tronco e la testa del guidatore non colpiscono le parti rigide della carrozzeria disposte di fronte al guidatore. Tale spinta verso il centro dell'automobile 1 è meno utile (ma comunque non inutile) in caso di urto frontale, in cui il corpo del guidatore avanza solo longitudinalmente, e diventa essenziale in caso di urto angolato, in cui il corpo del guidatore avanza sia longitudinalmente, sia lateralmente verso il fianco dell'automobile 1; in altre parole, in caso di urto angolato la spinta verso il centro impressa dal sacco 11 gonfiato al corpo del guidatore compensa la tendenza del corpo del guidatore stesso di avanzare lateralmente verso il fianco dell'automobile 1.
Il sopra descritto risultato viene ottenuto grazie alla particolare conformazione del sacco 11 gonfiato che presenta una profondità 13 longitudinale sostanzialmente decrescente lungo una direzione 15 di spinta trasversale dal fianco dell'automobile 1 al centro dell'automobile 1. Secondo una possibile forma di attuazione, il sacco 11 gonfiato presenta una profondità 13 longitudinale (cioè misurata lungo un asse longitudinale parallelo all'asse 14 longitudinale medio dell'automobile 1) sostanzialmente decrescente lungo una direzione 15 di spinta verticale (cioè perpendicolare all'asse 14 longitudinale dell'automobile 1) dal basso verso 1'alto in modo tale che la profondità 13 longitudinale del sacco 11 gonfiato abbia un valore massimo in basso ed abbia un valore minimo in alto. Grazie a questa conformazione del sacco 11 gonfiato l'equilibrio delle forze che agiscono sul corpo del guidatore durante un urto frontale o angolato sarà tale da fermare il bacino del guidatore in anticipo ed incentivare la rotazione del torso del guidatore,· in questo modo la traiettoria della testa del guidatore potrebbe venire mantenuta bassa (cioè lontana dal tetto dell'automobile 1) senza l'utilizzo di ulteriori dispositivi di sicurezza.
Secondo una possibile forma di attuazione, il rapporto tra la profondità 13 longitudinale massima del sacco 11 gonfiato in corrispondenza del lato disposto verso il fianco dell'automobile 1 e la profondità 13 longitudinale minima del sacco 11 gonfiato in corrispondenza del lato disposto verso il centro dell'automobile 1 è compreso tra 1,3 e 2. Di conseguenza, l'angolazione media della superficie frontale del sacco 11 gonfiato è compresa tra 10° e 30°; si parla di angolazione media, in quanto localmente l'angolazione della superficie frontale del sacco 11 gonfiato può essere diversa in quanto inevitabilmente il sacco 11 gonfiato che è un corpo floscio gonfiabile presenta una forma bombata.
E' importante osservare che il sacco 11 sopra descritto è asimmetrico, cioè non presenta una simmetria circolare come i sacchi tradizionali degli airbag volante; di conseguenza, è preferibile alloggiare l'airbag 9 volante in un mozzo 6 centrale fisso (cioè che non ruota assieme alla corona 8) in modo tale da garantire che in caso di urto il sacco 11 abbia l'orientazione desiderata e prevista in fase di progettazione. In altre parole, se il mozzo 6 centrale fisso ruotasse assieme alla corona 8 allora in caso di urto il sacco 11 potrebbe avere un orientazione diversa da quella desiderata e prevista in fase di progettazione (al limite nel caso più sfortunato anche una orientazione opposta che non solo ne annulla l'effetto, ma che addirittura produce l'effetto contrario a quello voluto).
Nella forma di attuazione illustrata nelle figure 1 e 2, la direzione 15 di spinta è trasversale; in altre situazioni, la direzione 15 di spinta potrebbe essere sempre perpendicolare all'asse 14 longitudinale dell'automobile ma non più trasversale . Ad esempio la direzione 15 di spinta potrebbe essere verticale oppure intermedia tra la direzione verticale e la direzione trasversale (orizzontale) .
Secondo la forma di attuazione illustrata nella figura 3, il sacco 11 gonfiato ha una sezione frontale quadrata (invece di una tradizione sezione frontale rotonda) e presenta un asse 16 di simmetria verticale che è inclinato verso il centro dell'automobile 1 rispetto ad un asse 17 di simmetria verticale dell'alloggiamento 10. In particolare, l'asse 16 di simmetria verticale del sacco 11 gonfiato è inclinato rispetto all'asse 17 di simmetria verticale dell'alloggiamento 10 e verso il centro dell'automobile 1 di un angolo di inclinazione generalmente compreso tra 8° e 30° e preferibilmente di circa 10°.
Grazie all'inclinazione verso il centro dell'automobile 1 del sacco 11 gonfiato, il sacco 11 gonfiato stesso offre una maggiore protezione nel lato rivolto verso il fianco dell'automobile 1 a scapito di una minore protezione nel lato rivolto verso il centro dell'automobile 1; tale differenziazione nella protezione è determinata dal fatto che verso il fianco dell'automobile 1 la distanza tra il guidatore e le parti rigide della carrozzeria disposte di fronte al guidatore è minima mentre verso il centro dell'automobile 1 la distanza tra il guidatore e le parti rigide della carrozzeria disposte di fronte al guidatore è massima.
Anche il sacco 11 illustrato nella figura 3 è asimmetrico, cioè non presenta una simmetria circolare come i sacchi tradizionali degli airbag volante,- di conseguenza, è preferibile alloggiare l'airbag 9 volante in un mozzo 6 centrale fisso (cioè che non ruota assieme alla corona 8) in modo tale da garantire che in caso di urto il sacco 11 abbia l'orientazione desiderata e prevista in fase di progettazione .
Secondo la forma di attuazione illustrata nelle figure 4, 5 e 6, il sacco 11 gonfiato ha una sezione frontale che si differenzia dalla forma circolare per una coppia di volumi 18 mancanti disposti lateralmente da lati opposti e per un volume 19 aggiunto disposto superiormente.
Il volume 19 aggiunto ha una sezione frontale conformata come un arco di circonferenza, avente una ampiezza complessiva di circa 90° e presentante una altezza all'incirca pari al 20% del raggio della sezione frontale del sacco 11 gonfiato; ad esempio la sezione frontale del volume 19 aggiunto presenta una altezza di circa 8 cm con un raggio della sezione frontale del sacco 11 gonfiato di circa 40 cm.
I due volumi 18 mancanti si estendono fino all'inizio del volume 19 aggiunto e sono sostanzialmente disposti nella semiporzione superiore del sacco 11 gonfiato,· inoltre, ciascun volume 18 mancante presenta una ampiezza angolare di circa 60°.
In altre parole, assumendo che l'asse 16 di simmetria verticale del sacco 11 gonfiato sia il riferimento angolare (cioè sia disposto a 0°), il volume 19 aggiunto si estende tra -45° (cioè 45° verso sinistra nella figura 4) e 45° ((cioè 45° verso destra nella figura 4), il volume 18 mancante sinistro si estende tra -45° e -105°, ed il volume 18 mancante destro si estende tra 45° e 105°.
La peculiarità del sacco 11 gonfiato illustrato nelle figure 4, 5 e 6 è di avere due volumi 18 mancanti in una zona "inutile" (cioè che non viene a contatto con il corpo del guidatore in caso di urto frontale o angolato) e di avere un volume 19 aggiunto in una zona "utile" (cioè che può venire a contatto con il corpo del guidatore in caso di urto frontale o angolato) . In questo modo, rispetto ad un tradizionale sacco rotondo il sacco 11 gonfiato illustrato nelle figure 4, 5 e 6 permette di ottenere un maggiore protezione a parità di volume.
Anche il sacco 11 illustrato nelle figure 4, 5 e 6 è asimmetrico, cioè non presenta una simmetria circolare come i sacchi tradizionali degli airbag volante; di conseguenza, è preferibile alloggiare l'airbag 9 volante in un mozzo 6 centrale fisso (cioè che non ruota assieme alla corona 8) in modo tale da garantire che in caso di urto il sacco 11 abbia l'orientazione desiderata e prevista in fase di progettazione .
L'airbag 9 volante sopra descritto presenta molti vantaggi, in guanto è di semplice ed economica realizzazione e soprattutto pur presentando un volume contenuto (indicativamente 60 litri) permette di offrire una adeguata protezione al guidatore in caso di urto frontale o angolato impedendo che in caso di urto il tronco e la testa del guidatore sprovvisto della cintura di sicurezza colpiscano con violenza le parti rigide della carrozzeria disposte di fronte al guidatore stesso come ad esempio i montanti del telaio o il parabrezza.
A titolo di esempio la sopra riportata descrizione è relativa ad un airbag volante,· tuttavia, la forma dell'airbag 9 volante sopra descritto potrebbe venire integralmente ripresa per realizzare un analogo airbag frontale lato passeggero .

Claims (2)

  1. R IV EN D I CA Z IO N I 1) Airbag (9) frontale per un veicolo (1) stradale; l'airbag (9) frontale comprende: un alloggiamento (10) disposto in una porzione frontale della plancia (3) del veicolo (1) stradale; un sacco (11), il quale è normalmente disposto sgonfio e ripiegato all'interno dell'alloggiamento (10); ed un generatore (12), il quale è disposto all'interno dell'alloggiamento (10), è accoppiato al sacco (11) ed è atto a gonfiare il sacco (11) in caso di urto; l'airbag (9) frontale è caratterizzato dal fatto che il sacco (11) gonfiato presenta una profondità (13) longitudinale sostanzialmente decrescente lungo una direzione (15) di spinta perpendicolare ad un asse (14) longitudinale del veicolo (1) stradale.
  2. 2) Airbag (9) frontale secondo la rivendicazione 1, in cui il sacco (11) gonfiato presenta una profondità (13) longitudinale sostanzialmente decrescente lungo una direzione (15) di spinta trasversale dal fianco del veicolo (1) stradale al centro del veicolo (1) stradale in modo tale che la profondità (13) longitudinale del sacco (11) gonfiato abbia un valore massimo in corrispondenza del lato disposto verso il fianco del veicolo (1) stradale ed abbia un valore minimo in corrispondenza del lato disposto verso il centro del veicolo (1) stradale, 3) Airbag (9) frontale secondo la rivendicazione 1, in cui il sacco (11) gonfiato presenta una profondità (13) longitudinale sostanzialmente decrescente lungo una direzione (15) di spinta verticale dal basso verso l'alto in modo tale che la profondità (13) longitudinale del sacco (11) gonfiato abbia un valore massimo in basso ed abbia un valore minimo in alto. 4) Airbag (9) frontale secondo la rivendicazione 2 o 3, in cui il rapporto tra la profondità (13) longitudinale massima del sacco (il) gonfiato e la profondità (13) longitudinale minima del sacco (11) gonfiato è compreso tra 1,3 e 2. 5) Airbag (9) frontale secondo la rivendicazione 2, 3 o 4, in cui l'angolazione media della superficie frontale del sacco (11) gonfiato è compresa tra 10° e 30°. 6) Airbag (9) frontale secondo una delle rivendicazioni da 1 a 5, in cui l'alloggiamento (10) è ricavato all'interno di un mozzo (6) centrale di un volante (5) del veicolo (1) stradale, il quale mozzo (6) centrale è fisso e non ruota assieme ad una corona (8) del volante (5). 7) Airbag (9) frontale per un veicolo (1) stradale; l'airbag (9) frontale comprende: un alloggiamento (10) disposto in una porzione frontale della plancia (3) del veicolo (1) stradale; un sacco (11), il quale è normalmente disposto sgonfio e ripiegato all'interno dell'alloggiamento (10); ed un generatore (12), il quale è disposto all'interno dell'alloggiamento (10), è accoppiato al sacco (11) ed è atto a gonfiare il sacco (11) in caso di urto; l'airbag (9) frontale è caratterizzato dal fatto che il sacco (11) gonfiato ha una sezione frontale quadrata e presenta un asse (16) di simmetria verticale che è inclinato verso il centro del veicolo (1) stradale rispetto ad un asse (17) di simmetria verticale dell'alloggiamento (10). 8) Airbag (9) frontale secondo la rivendicazione 7, in cui l'asse (16) di simmetria verticale del sacco (11) gonfiato è inclinato rispetto all'asse (17) di simmetria verticale dell'alloggiamento (10) e verso il centro del veicolo (1) stradale di un angolo di inclinazione compreso tra 8° e 30°. 9) Airbag (9) frontale secondo la rivendicazione 7, in cui l'asse (16) di simmetria verticale del sacco (11) gonfiato è inclinato rispetto all'asse (17) di simmetria verticale dell'alloggiamento (10) e verso il centro del veicolo (1) stradale di un angolo di inclinazione di circa 10°. 10) Airbag (9) frontale secondo la rivendicazione 7, 8 o 9, in cui l'alloggiamento (10) è ricavato all'interno di un mozzo (6) centrale di un volante (5) del veicolo (1) stradale, il quale mozzo (6) centrale è fisso e non ruota assieme ad una corona (8) del volante (5). 11) Airbag (9) frontale per un veicolo (1) stradale; 1'airbag (9) frontale comprende: un alloggiamento (10) disposto in una porzione frontale della plancia (3) del veicolo (1) stradale; un sacco (11), il quale è normalmente disposto sgonfio e ripiegato all'interno dell'alloggiamento (10); ed un generatore (12), il quale è disposto all'interno dell'alloggiamento (10), è accoppiato al sacco (11) ed è atto a gonfiare il sacco (11) in caso di urto; l'airbag (9) frontale è caratterizzato dal fatto che il sacco (11) gonfiato ha una sezione frontale che si differenzia dalla forma circolare per una coppia di volumi (18) mancanti disposti lateralmente da lati opposti e per un volume (19) aggiunto disposto superiormente. 12) Airbag (9) frontale secondo la rivendicazione 11, in cui il volume (19) aggiunto ha una sezione frontale conformata come un arco di circonferenza . 13) Airbag (9) frontale secondo la rivendicazione 12, in cui il volume (19) aggiunto ha una sezione frontale conformata come un arco di circonferenza ed avente una ampiezza complessiva di circa 90°. 14) Airbag (9) frontale secondo la rivendicazione 12 o 13, in cui il volume (19) aggiunto ha una sezione frontale conformata come un arco di circonferenza ed avente una altezza all'incirca pari al 20% del raggio della sezione frontale del sacco (11) gonfiato. 15) Airbag (9) frontale secondo una delle rivendicazioni da 11 a 14, in cui i due volumi (18) mancanti si estendono fino all'inizio del volume (19) aggiunto . 16) Airbag (9) frontale secondo una delle rivendicazioni da 11 a 15, in cui sono sostanzialmente disposti nella semiporzione superiore del sacco (11) gonfiato. 17) Airbag (9) frontale secondo una delle rivendicazioni da il a 16, in cui ciascun volume (18) mancante presenta una ampiezza angolare di circa 60°.
IT000595A 2007-08-29 2007-08-29 Airbag frontale per un veicolo stradale ITBO20070595A1 (it)

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