WO2009065501A1

WO2009065501A1 - Kraftfahrzeug mit einem mittels eines eingezogenen airbags versteiften trägerteil

Info

Publication number: WO2009065501A1
Application number: PCT/EP2008/009411
Authority: WO
Inventors: Jochen Ewert
Original assignee: Autoliv Development Ab
Priority date: 2007-11-21
Filing date: 2008-11-07
Publication date: 2009-05-28

Abstract

Kraftfahrzeug mit einem zur Fahrzeugkarosserie (11) gehörigen Trägerteil (13), bei welchem im Inneren des im Crash-Fall in seiner Längsrichtung beanspruchten Trägerteils (13) wenigstens ein Airbag (19) angeordnet ist, der durch seine im Auslösefall durch das Einleiten von Gas bewirkte Entfaltung das Trägerteil (13) aufweitet und dadurch versteift.

Description

Kraftfahrzeug mit einem mittels eines eingezogenen Airbags versteiften Trägerteil

B e s c h r e i b u n g

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einem zur Fahrzeugkarosserie gehörigen Trägerteil.

Bei Kraftfahrzeugen besteht allgemein das Problem, dass die entsprechenden Träger als Bestandteil der Fahrzeugkarosserie einen ausreichenden Widerstand gegen Ausknicken bei einem mit entsprechender Beanspruchung in deren Längsrichtung verbundenen Aufprall aufweisen müssen. Dies gilt beispielsweise insbesondere für in dem Kraftfahrzeug angeordnete Sitzquerträger, die aufgrund der bei einem Seitenaufprall in das Fahrzeug, zum Beispiel über eine Schubverformung des Bodenbleches eingeleiteten Kräfte zu einem Ausknicken neigen. Soweit als Abhilfe eine entsprechende Materialverstärkung des Trägerteils in Betracht zu ziehen ist, ist dies aus Gründen eines größeren Gewichts nicht wünschenswert. Es kommt hinzu, dass im Bereich der Fahrzeugkarosserie aufgrund der Anordnung von Leitungen für die Elektrik, Klimatisierung etc. der Einbauraum für derartige Trägerteile beschränkt ist. In der US 5 845 937 sind bereits durch eingeleitetes Gas aufblasbare metallische Versteifungselemente beschrieben, die an unterschiedlichen Stellen der Fahrzeugkarosserie zusätzlich zu deren ohnehin erforderlichen Trägerteilen als zusätzliche Sicherung beispielsweise gegen Fahrzeugüberschlag eingebaut werden. Die entsprechenden Profile werden zum Zwecke des Einbaus durch Umformen in eine für den Einbau in die j^ahrzeugkarosserie geeignete flache Form gebracht und nehmen beim Einleiten von Aufblasgas ihre ursprüngliche Gestalt wieder ein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Kraftfahrzeug für eine ausreichende Biegesteifigkeit der einen Bestandteil der Fahrzeugkarosserie bildenden Trägerteile zu sorgen, ohne den dafür benötigten Bauraum beziehungsweise das Gewicht der Trägerteile wesentlich zu vergrößern.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich einschließlich vorteilhafter Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung aus dem Inhalt der Patentansprüche, welche dieser Beschreibung nachgestellt sind.

Die Erfindung sieht in ihrem Grundgedanken vor, dass im Inneren des im Crash-Fall in seiner Längsrichtung beanspruchten Trägerteils wenigstens ein Airbag angeordnet ist, der durch seine im Auslösefall durch das Einleiten von Gas bewirkte Entfaltung das Trägerteil aufweitet und dadurch gegen Längsbeanspruchung versteift. Mit der Erfindung ist der Vorteil verbunden, dass durch den im Crash-Fall aufgeblasenen Airbag dem entsprechenden Trägerteil von seiner Innenseite her eine verstärkende Struktur vermittelt wird, die ein Ausknicken des Trägerteils sicher verhindert. Im einzelnen wird die Verstärkung durch den aufgeblasenen Airbag vermittelt, der aufgrund seiner im aufgeblasenen Zustand eingenommenen Gestalt und des in ihm herrschenden Gasdrucks einen hohen Widerstand gegen Ausknicken aufbaut. Weiterhin wird die Biegesteifigkeit auch des Trägerteils selbst durch dessen Formänderung in eine aufgeweitete Gestalt erhöht, so dass sich insgesamt die gewünschte Erhöhung der Biegesteifigkeit des betreffenden Trägerteils einstellt.

Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, dass über die Längserstreckung des Trägerteils verteilt mehrere Airbags in dem Trägerteil angeordnet sind, und zwar vorzugsweise zwei Airbags, von denen jeweils ein Airbag an jedem Ende des betreffenden Trägerteils angeordnet ist.

Nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht der Airbag aus einem metallischen Material. Hiermit ist der Vorteil verbunden, daß der Widerstand eines aufgeblasenen metallischen Airbags den gewünschten hohen Widerstand des Trägerteils noch erhöht bzw. verbessert.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, dass der metallische Airbag in eine vor seiner Entfaltung flache Form gebracht ist.

Zur Erhöhung der Biegesteifigkeit des metallischen Airbags in dessen aufgeblasener Gestalt ist nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen, dass der Airbag aus einem in Wellenform vordeformierten metallischen Blech besteht.

Vorzugsweise besteht der Airbag aus Stahlblech.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform kann vorgesehen sein, daß der Airbag aus einem flexiblen Material besteht, und zwar entweder aus einem textilen Gewebematerial oder einem Kunststoffmaterial. Auch andere Grundmaterialien sind möglich. In diesem Fall sorgt der Airbag beim Aufweiten des Trägerteils für eine entsprechende Abdichtung des Trägerteils, so daß der in-den Airbag eingeleitete Gasdruck in vollem Umfang umsetzbar ist. Dabei legt sich der aus dem flexiblen Material bestehende Airbag dicht gegen die Innenseite des Trägerteils an. In alternativen Ausführungsformen der Erfindung kann hinsichtlich der Einleitung des Aufblasgases vorgesehen sein, dass der Airbag an einen in der Fahrzeugkarosserie untergebrachten Gasgenerator angeschlossen ist oder alternativ kann ein entsprechender Gasgenerator im Inneren des Airbags angeordnet sein.

Soweit ein Abströmweg für das im Crashfall in den Airbag eingeleitete Gas zur Verfügung gestellt werden soll, um hierdurch auch eine Absorption der durch den Aufprall eingeleiteten Energie zu erreichen, kann der Airbag mit ein gezieltes Ausströmen des eingeleiteten Gases ermöglichenden Ausströmöffnungen versehen sein, oder alternativ kann der Airbag als zumindest an einer Seite offener schlauchartiger Körper ausgebildet und in das Trägerteil eingepasst sein, da nur ein sehr kurzzeitiges Aufblasen des Airbags mit der damit einhergehenden Formänderung sichergestellt werden muss.

Nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, dass das Trägerteil als durch einen Seitenaufprall beanspruchter Sitzquerträger ausgebildet ist, bei welchem eine Erhöhung der Biegesteifigkeit durch die Aufweitung des vertikalen Abstandes zwischen dem Bodenblech und der Sitzquerträgeroberseite herbeigeführt ist.

Die Erfindung eignet sich aber auch zur Verstärkung von durch einen Frontalaufprall beanspruchten Längsträgern überall dort, wo in einem Crashfall die Gefahren eines Ausknickens des betreffenden Bauteils aufgrund seiner Längsbelastung besteht.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wiedergegeben, welches nachstehend beschrieben ist. Es zeigen: Fig. 1 einen Teil eines Kraftfahrzeuges mit einem einen darin integrierten Airbag aufweisenden Sitzquerträger in einer schematischen Vorderansicht,

Fig. 2 den Sitzquerträger in einer Einzeldarstellung im Querschnitt vor Aufblasen des darin integrierten Airbags,

Fig. 3 den Sitzquerträger gemäß Figur 2 bei aufgeblasenem Airbag und eingetretener Verformung des Profils des Sitzquerträgers.

Die in Figur 1 schematisch dargestellte Karosserie 1 1 eines Kraftfahrzeuges 10 weist ein Bodenblech 12 auf, oberhalb dessen ein Sitzquerträger 13 angeordnet ist. Der Sitzquerträger 13 endet stirnseitig im Bereich einer seitlichen Tür 14 des Kraftfahrzeuges, so dass bei einem angenommenen Seitenaufprall der Sitzquerträger 13 in seiner Längsrichtung durch die entsprechend einwirkenden Aufprallkräfte belastet wird.

In der Tür ist ein Seitenaufprallsensor 15 angeordnet, der optional mit einer Pre-Crash-Funktion, beispielsweise in Form eines Radars, ausgerüstet sein kann. Der Seitenaufprallsensor ist über eine Steuerleitung 18 mit einer zentralen Steuerung 16 des Fahrzeuges verbunden, über die beispielsweise weitere Sicherheitsfunktionen angesteuert werden können.

Zusätzlich ist der Seitenaufprallsensor 15 mit einem als eine erste Option in der Tür 14 angeordneten Gasgenerators 17a verbunden, der an einen in Längsrichtung des Sitzquerträgers 13 in diesem integrierten, bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus einem Metall bestehenden Airbag 19 angeschlossen ist. In einer gestrichelten Linienführung ist angedeutet, dass alternativ ein Gasgenerator 17b auch im Inneren des metallischen Airbags 19 untergebracht sein kann. Wie sich aus Figur 2 ergibt, weist der Sitzquerträger 13 in seinem Querschnitt ein in etwa U-förmiges Profil auf, dessen einer (linker) Schenkel 13a eine etwas größere Erstreckung aufweist als der gegenüberliegende (rechte) Schenkel 13b. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist im Bereich des längslaufenden Verbindungsschenkels 13c der metallische Airbag 19 in dem Profil des Sitzquerträgers untergebracht, der aus einem in Wellenform yordeformierten Stahlblech besteht.

Wie sich aus Figur 3 ergibt, bläst sich der metallische Airbag 19 bei Einleiten des von dem Gasgenerator 17a bzw. 17b freigesetzten Aufblasgases auf und weitet dabei auch die innen zwischen den Schenkeln 13a und 13b liegende Wandung des Verbindungsschenkels 13c des Sitzquerträgers 13 auf, so dass das Profil des Sitzquerträgers 13 die aus Figur 3 ersichtliche Gestalt annimmt.

In der in Figur 3 dargestellten Konfiguration weist der Sitzquerträger 13 insgesamt eine wesentlich höhere Biegesteifigkeit und damit Sicherheit gegen ein Ausknicken auf als in dem aus Figur 2 ersichtlichen Ursprungszustand. Zum einen schafft der aus Stahlblech bestehende Airbag 19 durch seine gewellte Oberfläche einen hohen Widerstand gegen Ausknicken, der durch den bei geschlossenem Airbag anstehenden Gas-Innendruck weiter erhöht ist; zum anderen erhöht sich auch die Biegesteifigkeit und damit der Widerstand gegen Ausknicken bei dem Sitzquerträger 13 selbst aufgrund dessen Formänderung, da das Querschnittsprofil gemäß Figur 3 ein höheres Widerstandsmoment aufweist als das in Figur 2 dargestellte Ursprungs- Querschnittsprofil.

Wie nicht weiter dargestellt, kann der Airbag 19 anstatt aus Metall auch aus einem flexiblen Material, vorzugsweise aus einem textilen Gewebematerial oder einem Kunststoffmaterial bestehen. Die in der vorstehenden Beschreibung, den Patentansprüchen, der Zusammenfassung und den Zeichnungen offenbarten Merkmale des Gegenstandes dieser Unterlagen können einzeln als auch in beliebigen Kombinationen untereinander für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.

Claims

Patentansprüche

1. Kraftfahrzeug mit einem zur Fahrzeugkarosserie (11) gehörigen Trägerteil (13), bei welchem im Inneren des im Crash-Fall in seiner Längsrichtung beanspruchten Trägerteils (13) wenigstens ein Airbag (19) angeordnet ist, der durch seine im Auslösefall durch das Einleiten von Gas bewirkte Entfaltung das Trägerteil (13) aufweitet und dadurch versteift.

2. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, bei welchem über die Längserstreckung des Trägerteils (13) verteilt mehrere Airbags (19) in dem Trägerteil (13) angeordnet sind.

3. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem der Airbag (19) ein metallischer Airbag ist.

4. Kraftfahrzeug nach Anspruch 3 , bei welchem der metallische Airbag (19) in eine vor seiner Entfaltung flache Form gebracht ist.

5. Kraftfahrzeug nach Anspruch 3 oder 4, bei welchem der Airbag (19) aus einem in Wellenform vordeformierten metallischen Blech besteht.

6. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 3 bis 5, bei welchem der Airbag (19) aus Stahlblech besteht.

7. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem der Airbag ein aus einem flexiblen Material bestehender Airbag ist.

8. Kraftfahrzeug nach Anspruch 7, bei welchem der Airbag (19) ein aus einem textilen Gewebematerial bestehender Airbag ist.

9. Kraftfahrzeug nach Anspruch 7, bei welchem der Airbag (19) aus einem Kunststoffmaterial besteht.

10. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei welchem der Airbag (19) an einen in der Fahrzeugkarosserie (1 1) angeordneten Gasgenerator (17) zur Erzeugung des Aufblasgases angeschlossen ist.

1 1. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei welchem im Inneren des Airbags (19) ein Gasgenerator (17) zur Erzeugung des Aufblasgases angeordnet ist.

12. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , bei welchem der Airbag (19) mit ein gezieltes Ausströmen des eingeleiteten Aufblasgases ermöglichenden Ausströmöffnungen versehen ist.

13. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , bei welchem der Airbag (19) als zumindest an einer Seite offener schlauchartiger Körper ausgebildet und in das Trägerteil (13) eingepasst ist.

14. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 13, bei welchem das Trägerteil ( 13) als durch einen Seitenaufpraü beanspruchter JSitzquerträger ausgebildet ist.

15. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 13, bei welchem das Trägerteil (13) als durch einen Frontalaufprall beanspruchter Längsträger ausgebildet ist.