DE10232287A1 - Structured profile, with an active shape change, has a pressure fluid supply between an elastic membrane and a rigid surface to change the shape and restore it to its original profile - Google Patents

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Abstract

The component (1) with an active profile shape change, like a motor vehicle airbag, has an elastic membrane shell (3) e.g. of rubber and a pressure-generating fluid supply (4) linked to its interior. The membrane stretches over a rigid and contoured unit (5), and the fluid supply is connected to the space (6) between them to generate an over- and/or underpressure.

Description

Die Erfindung betrifft ein Bauelement mit aktiv formveränderbarem Raumprofil, welches zum Beispiel im Fahrzeugbau für Karosserie- oder Innenraumelemente eingesetzt werden kann.The invention relates to a component with actively changeable shape Room profile, which is used for example in or interior elements can be used.

Bauelemente mit aktiv formveränderbarem Raumprofil werden zum Beispiel als Airbags in Kraftfahrzeugen angewendet. Diese umfassen eine fluiddichte Hüllmembran sowie eine Überdruck erzeugende Fluidquelle, die mit dem Inneren der Hüllmembran in fluiddichter Verbindung steht. Im Ausgangszustand haben die Airbags ein relativ geringes Volumen und sind in unauffälliger Weise vor oder neben den Fahrzeuginsassen installiert. Im Falle von außerordentlichen Stoßeinwirkungen auf das Fahrzeug, zum Beispiel bei Auffahrunfällen, seitlichen Kollisionen oder dergleichen wird die Fluidquelle aktiviert, und die fluiddichte Hüllmembran des Airbags wird innerhalb kürzester Zeit zu einem relativ großen Polsterkörper mit einem vorbestimmten Raumprofil umgeformt, welcher die Körper der Fahrzeuginsassen vor dem Zusammenprall mit harten und kantigen Körpern und damit vor Verletzungen bewahren soll.Components with an actively shape-changing room profile are used, for example, as airbags in motor vehicles. This comprise a fluid-tight envelope membrane as well as an overpressure generating fluid source that is in with the interior of the envelope membrane there is a fluid-tight connection. In the initial state, the airbags have a relatively small volume and are inconspicuously in front of or next to the vehicle occupants installed. In the case of extraordinary impacts on the vehicle, for example in collisions, side collisions or the like, the fluid source is activated and the fluid tight envelope membrane the airbag will be within shortest Time to a relatively large Upholstered body with formed a predetermined spatial profile, which the body of the Vehicle occupants from collision with hard and angular bodies and thus should protect against injuries.

Für diesen speziellen Einsatzfall als lebensrettendes Polster ist dieses als Airbag bekannte Bauelement mit aktiv formveränderbarem Raumprofil ausgezeichnet geeignet. Es hat jedoch den Nachteil, dass es im aktivierten Zustand nur ein definiertes Raumprofil aufweist, und dass dessen Anordnung im Raum nicht definiert ist. Auch handelt es sich bei der Formveränderung des Airbag um einen irreversiblen Vorgang. Für viele Einsatzfälle, bei denen eine mehrfache und reversible Formveränderung des Bauelementes erwünscht ist, und bei welchem es auf eine definierte Anordnung des Bauelementes in einer bestimmten Lage ankommt, erweist sich dieses bekannte Bauelement mit aktiv formveränderbarem Raumprofil als ungeeignet. Zum Beispiel kann eine Veränderung der äußeren Form von Karosserieteilen von Kraftfahrzeugen mit dem Ziel der vorübergehenden Anpassung ihres aerodynamischen Verhaltens an höhere Geschwindigkeiten mit der vom Airbag bekannten Struktur eines Bauelementes mit aktiv formveränderbarem Raumprofil nicht realisiert werden.For this special application as a life-saving cushion is this Awarded component known as an airbag with an actively shape-changing room profile suitable. However, it has the disadvantage that it is activated only has a defined spatial profile, and that its arrangement is not defined in space. The change in shape is also involved the airbag to an irreversible process. For many applications, at where a multiple and reversible change in shape of the component is desired, and in which it is based on a defined arrangement of the component arrives in a certain position, this well-known component proves with actively changing room profile as unsuitable. For example, a change in the external shape of body parts of motor vehicles with the aim of temporary Adaptation of their aerodynamic behavior to higher speeds with the structure of a component known from the airbag with an actively changeable shape Room profile cannot be realized.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Bauelement mit aktiv formveränderbarem Raumprofil zu schaffen, welches in verschiedenen Formzuständen jeweils definierte räumliche Konturen und eine stabile Lage im Raum aufweist, und bei welchem die Formveränderungen reversibel sind.The invention is therefore the object based on creating a component with an actively shape-changing spatial profile, which defines spatial in different shape states Contours and a stable position in the room, and in which the shape changes are reversible.

Die Aufgabe wird mit dem kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung bilden die Merkmale der Unteransprüche 2 bis 6.The task comes with the distinctive features of claim 1 solved. Preferred embodiments the invention form the features of subclaims 2 to 6.

Die Erfindung soll nachfolgend an einem bevorzugten Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen nach den 1 bis 4 näher erläutert werden.The invention will follow a preferred embodiment with reference to the accompanying drawings 1 to 4 are explained in more detail.

Die Zeichnungen zeigen:The drawings show:

1 ist eine geschnittene Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Bauelementes mit aktiv formveränderbarem Raumprofil, bei welchem ein vorhandenes Volumen des Inneren zwischen der Hüllmembran und dem starren, räumlich konturierten Bauteil mit Fluid ausgefüllt ist; 1 is a sectional side view of a component according to the invention with an actively shape-changing spatial profile, in which an existing volume of the interior between the envelope membrane and the rigid, spatially contoured component is filled with fluid;

2 ist eine geschnittene Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Bauelementes, bei welchem ein vorhandenes Volumen des Inneren zwischen der Hüllmembran und dem starren, räumlich konturierten Bauteil teilweise mit Fluid und teilweise mit fluiddurchlässigem kompressiblen elastischen Material ausgefüllt ist; und 2 is a sectional side view of a component according to the invention, in which an existing volume of the interior between the envelope membrane and the rigid, spatially contoured component is partially filled with fluid and partially with fluid-permeable compressible elastic material; and

die 3 und 4 sind geschnittene Seitenansichten, bei welchen die Konturen des starren, räumlich konturierten Bauteiles unterhalb der überspannenden Hüllmembran gänzlich mit fluiddurchlässigem kompressiblen elastischen Material ausgefüllt sind.the 3 and 4 are cut side views, in which the contours of the rigid, spatially contoured component below the spanning envelope membrane are completely filled with fluid-permeable compressible elastic material.

1 zeigt in einer geschnittenen Seitenansicht ein erfindungsgemäßes Bauelement 1 mit aktiv formveränderbarem Raumprofil in vier verschiedenen Zuständen a bis d. Ein starres Bauteil 5 mit einer in der Darstellung der 1 kastenförmigen nach oben hin offenen Raumkontur, umfasst eine Grundplatte GP sowie Seitenwände SW. Der räumlich konturierte Bereich des Bauteiles 5 ist von einer Hüllmembran 3 fluiddicht überspannt. Die Hüllmembran 3 besteht aus einem elastischen Material, z. B. Gummi. 1 shows a sectional side view of an inventive component 1 with an actively shape-changing room profile in four different states a to d. A rigid component 5 with one in the representation of the 1 box-shaped room contour open at the top, includes a base plate GP and side walls SW. The spatially contoured area of the component 5 is from an envelope membrane 3 spanned fluid-tight. The envelope membrane 3 consists of an elastic material, e.g. B. rubber.

An der Grundplatte GP ist eine Fluidquelle 4 befestigt, und diese steht mit einem Inneren 6 zwischen der Hüllmembran 3 und der räumlichen Kontur des Bauteiles 5 in fluiddichter Verbindung.There is a fluid source on the base plate GP 4 attached, and this stands with an interior 6 between the envelope membrane 3 and the spatial contour of the component 5 in a fluid-tight connection.

Im Ausgangszustand a, in welchem die Fluidquelle 4 nicht aktiviert ist, bildet das Raumprofil des erfindungsgemäßen Bauelementes 1 einen einfachen Quader.In the initial state a, in which the fluid source 4 is not activated, forms the spatial profile of the component according to the invention 1 a simple cuboid.

Im Zustand b ist die Fluidquelle 4 aktiviert und durch den erzeugten Überdruck wird die elastische Hüllmembran 3 zu einem konvexen Gebilde aufgeformt. Eine solche Form des formveränderbaren Raumprofils des Bauteiles 1 ist z. B. geeignet, um ein nach außen vorstehendes Karosserieteil, z. B. eine Stoßstange, beispielsweise für die Zeitdauer des Einparkens voluminöser und weicher zu gestalten.The fluid source is in state b 4 The elastic envelope membrane is activated and the overpressure generated 3 formed into a convex structure. Such a form of the shape-changing spatial profile of the component 1 is z. B. suitable to an outwardly projecting body part, for. B. make a bumper, for example, for the duration of parking voluminous and soft.

Um die Form der elastischen Hüllmembran 3 bei der Formveränderung infolge Überdruck zu begrenzen, ist es zweckmäßig, die elastische Hüllmembran mit einer die Verformung begrenzenden Komponente zu versehen, z. B. in die Gummimembran ein Gewebe einzulagern.To the shape of the elastic envelope membrane 3 to limit the change in shape due to overpressure, it is advisable to provide the elastic envelope membrane with a component limiting the deformation, e.g. B. store a tissue in the rubber membrane.

Im Zustand c der 1 erzeugt die Fluidquelle einen schwachen Unterdruck, der die Hüllmembran 3 teilweise in das Innere der kastenförmigen räumlichen Kontur des Bauteiles 5 hineinzieht, wodurch das Raumprofil des erfindungsgemäßen Bauelementes 1 an seiner oberen Fläche eine konvexe Gestalt annimmt.In state c the 1 the fluid source creates a weak negative pressure that the envelope membrane 3 partly into the interior of the box-shaped spatial contour of the component 5 pulls in, whereby the spatial profile of the component according to the invention 1 takes on a convex shape on its upper surface.

Der unter d in 1 dargestellte Zustand tritt ein, wenn die Fluidquelle 4 einen höheren Unterdruck erzeugt, welcher die Hüllmembran 3 vollständig an das räumlich konturierte Bauteil 5 heranzieht. Das Raumprofil des Bauelementes 1 nimmt dadurch die durch das räumliche konturierte Bauteil 5 vorbestimmte Gestalt an. Mit einem solchen Zustand des Bauelementes 1 ist es z. B. möglich, an der Innenausstattung von Fahrzeugen vorübergehend Veränderungen vornehmen zu können, und beispielsweise an den Armlehnen oder oberhalb des Armaturenbrettes Ausnehmungen zum Einstellen von Flaschen oder Gläsern zu schaffen.The one under d in 1 condition shown occurs when the fluid source 4 creates a higher negative pressure, which the envelope membrane 3 completely on the spatially contoured component 5 attracts. The spatial profile of the component 1 thereby takes the component contoured by the spatial 5 predetermined shape. With such a condition of the component 1 is it z. B. possible to make temporary changes to the interior of vehicles, and for example on the armrests or above the dashboard to create recesses for adjusting bottles or glasses.

In 2 ist ein Bauelement 1 mit aktiv formveränderbarem Raumprofil dargestellt, bei welchem ein vorhandenes Volumen des Inneren 6 zwischen der Hüllmembran 3 und dem starren, räumlich konturierten Bauteil teilweise mit einem fluiddurchlässigen kompressiblen elastischen Material 7 ausgefüllt ist. Gegenüber dem Bauelement 1 nach 1 ist das Bauelement 1 im Ausgangszustand a, bei welchem die Fluidquelle 4 nicht aktiviert ist, formstabiler, weil die Hüllmembran 3 in diesem Zustand von dem darunter befindlichen fluiddurchlässigem kompressiblen elastischen Material 7 nach unten hin abgestützt wird.In 2 is a component 1 shown with an actively shape-changing room profile, in which an existing volume of the interior 6 between the envelope membrane 3 and the rigid, spatially contoured component partially with a fluid-permeable compressible elastic material 7 is filled out. Opposite the component 1 to 1 is the component 1 in the initial state a, in which the fluid source 4 is not activated, more dimensionally stable because of the envelope membrane 3 in this state from the fluid-permeable compressible elastic material underneath 7 is supported downwards.

Die Zustände b und c können z. B. verwendet werden, um Armlehnen in Ihrer Oberfläche hinsichtlich ihrer Form und Polsterwirkung zu verändern.The states b and c can e.g. B. Used to refer to armrests in your surface to change their shape and cushioning effect.

Im Ausführungsbeispiel nach 3 ist das räumlich konturierte Bauteil 5 lediglich eine flache Platte, welche von der Hüllmembran 3 unter Zwischenfügen eines fluiddurchlässigen kompressiblen elastischen Materials 7 überspannt wird.In the embodiment according to 3 is the spatially contoured component 5 just a flat plate, which from the envelope membrane 3 with the interposition of a fluid-permeable compressible elastic material 7 is spanned.

Ein solches Bauelement 1, bei welchem ein Ausgangszustand a mit nicht aktivierter Fluidquelle 4 und ein Zustand b mit aktivierter Fluidquelle unterschieden wird, ist vor allem für Anwendungen interessant, in welchen in einem Zustand mit höherer Gefährdung, z. B. während der Fahrt, eine größere Polsterwirkung und z. B. während des Ein- oder Aussteigens mehr Platz erwünscht ist. Als praktische Anwendung ist z. B. während der Fahrt ein weicherer Fahrzeughimmel (mit nicht aktivierter Fluidquelle) und während des Ein- und Aussteigens ein durch Vakuumwirkung an das Fahrzeugdach zurückgezogener Himmel, der mehr Platz zum Ein- und Aussteigen bietet, erreichbar.Such a component 1 , in which an initial state a with the fluid source not activated 4 and a state b with an activated fluid source is distinguished, is particularly interesting for applications in which in a state with a higher risk, e.g. B. while driving, a greater cushioning effect and z. B. more space is desired while getting on or off. As a practical application z. B. while driving a softer vehicle headlining (with non-activated fluid source) and during boarding and alighting a retracted by vacuum effect on the roof of the vehicle, which offers more space for getting in and out.

In 4 ist schließlich noch ein Ausführungsbeispiel für ein Bauelement 1 mit aktiv formveränderbarem Raumprofil dargestellt, bei welchem ein räumlich konturiertes Bauteil s von einer Hüllmembran 3 überspannt ist und das im Ausgangszustand a (bei nicht aktivierten Fluidquelle) vorhandene Volumen im Inneren 6 zwischen der Hüllmembran 3 und dem starren, räumlich konturierten Bauteil 5 ganz mit einem fluiddurchlässigen kompressiblen elastischen Material 7 ausgefüllt ist.In 4 is finally an embodiment of a component 1 shown with an actively shape-changing spatial profile, in which a spatially contoured component s of an envelope membrane 3 is spanned and the volume present in the initial state a (with the fluid source not activated) inside 6 between the envelope membrane 3 and the rigid, spatially contoured component 5 entirely with a fluid-permeable compressible elastic material 7 is filled out.

Die beiden Zustände a und b können z. B. zur Veränderung der Eigenschaften einer Stoßstange genutzt werden. Im Ausgangszustand a, d. h. mit nicht aktivierter Fluidquelle ist die Stoßstange weich und voluminös, und im Zustand b, in welchem die aktivierte Fluidquelle einen Unterdruck erzeugt, hat die Stoßstange nur einen geringen Überstand und ist bedeutend fester.The two states a and b can e.g. B. change the properties of a bumper be used. In the initial state a, d. H. with not activated The fluid source is the bumper soft and voluminous, and in state b, in which the activated fluid source has a negative pressure generated, has the bumper just a little overhang and is significantly firmer.

Die Darstellungen der 1 bis 4 und die anhand dieser Darstellungen gegebenen Beschreibungen von Ausführungsbeispielen dienen ausschließlich der Erläuterung der Erfindung und beschränken deren Schutzumfang in keiner Weise.The representations of the 1 to 4 and the descriptions of exemplary embodiments given on the basis of these illustrations serve exclusively to explain the invention and in no way limit its scope of protection.

Die Erfindung ist keinesfalls nur für Fahrzeuge anwendbar.The invention is by no means only for vehicles applicable.

Der Schutzumfang der Erfindung wird nur durch den Wortlaut der anliegenden Patentansprüche einschließlich der vorhandenen Äquivalente begrenzt.The scope of the invention will only by the wording of the appended claims, including the existing equivalents limited.

Claims (6)

Bauelement (1) mit aktiv formveränderbarem Raumprofil, welches eine zumindest einen Teil des Raumprofils bildende Hüllmembran (3) und eine mit dem Inneren der Hüllmembran (3) in fluiddichter Verbindung stehende druckerzeugende Fluidquelle (4) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Hüllmembran (3) außerdem mindestens ein starres, räumlich konturiertes Bauteil (5) überspannt und die druckerzeugende Fluidquelle (4) mit einem Inneren (6) zwischen der Hüllmembran und dem mindestens einen starren, räumlich konturierten Bauteil (5) in fluiddichter Verbindung steht.Component ( 1 ) with an actively shape-changing spatial profile, which has an envelope membrane forming at least part of the spatial profile ( 3 ) and one with the inside of the envelope membrane ( 3 ) pressure-generating fluid source in a fluid-tight connection ( 4 ), characterized in that the envelope membrane ( 3 ) at least one rigid, spatially contoured component ( 5 ) spanned and the pressure generating fluid source ( 4 ) with an interior ( 6 ) between the envelope membrane and the at least one rigid, spatially contoured component ( 5 ) is in a fluid-tight connection. Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die druckerzeugende Fluidquelle (4) Über- und/oder Unterdruck erzeugt.Component according to claim 1, characterized in that the pressure-generating fluid source ( 4 ) Overpressure and / or underpressure generated. Bauelement nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hüllmembran (3) elastisch ist.Component according to claim 1 and / or 2, characterized in that the envelope membrane ( 3 ) is elastic. Bauelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die elastische Hüllmembran (3) mit einer die Verformung begrenzenden Komponente versehen ist.Component according to claim 3, characterized in that the elastic envelope membrane ( 3 ) is provided with a component limiting the deformation. Bauelement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein vorhandenes Volumen des Inneren (6) zwischen der Hüllmembran (3) und dem mindestens einen starren, räumlich konturierten Bauteil (5) mit Fluid ausgefüllt ist.Component according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that an existing volume of the interior ( 6 ) between the envelope membrane ( 3 ) and the at least one rigid, spatially contoured component ( 5 ) is filled with fluid. Bauelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein vorhandenes Volumen des Inneren (6) zwischen der Hüllmembran (3) und dem starren, räumlich konturierten Bauteil (5) ganz oder teilweise mit einem fluiddurchlässigen kompressiblen elastischen Material (7) ausgefüllt ist.Component according to claim 5, characterized in that an existing volume of the interior ( 6 ) between the envelope membrane ( 3 ) and the rigid, spatially contoured component ( 5 ) in whole or in part with a fluid-permeable compressible elastic material ( 7 ) is filled out.
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