DE202006005872U1 - Knee protecting airbag arrangement, comprising upper and lower bag filled successively - Google Patents

Abstract

The unit is positioned opposite the lower leg of the passenger and is assembled of an upper bag (22) with the impact surface (22a) at knee height and a lower bag (28) in front of the shinbone, both joined along one side. When the unit is activated gas is first inserted into the upper bag (22) and into the lower bag (28) only when the upper bag (22) is almost full. The gas is moved from the upper (22) to the lower bag (28) through an overflow opening (26).

Description

Die Erfindung betrifft eine Knieschutzeinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a knee protection device according to the preamble of claim 1.

Solche zumeist als Knie-Airbag bezeichneten Knieschutzeinrichtung sind in der Technik bekannt. Ein solcher Knie-Airbag dient gemeinsam mit einem im Lenkrad bzw. im Bereich des Handschuhfachs untergebrachten Front-Airbag dem Schutz des ihm zugeordneten Insassen im Falle eines Frontalcrashs. Hierbei hat der Knie-Airbag zwei Aufgaben: Zum einen soll er verhindern, dass der Knie/Schienbeinbereich des Insassen in Kontakt mit der Innenstruktur des Fahrzeugs kommt. Weiterhin soll er in Zusammenarbeit mit dem Gurtsystem dafür sorgen, dass sich der Insasse nicht zu weit aus seinem Sitz herausbewegt. Hierzu blasen sich ein oder mehrere Gassäcke im Bedarfsfall vor den Knien und Schienbeinen des Insassen auf und bremsen deren in Fahrtrichtung gehende Bewegung.Such are mostly referred to as knee airbag knee protection device known in the art. Such a knee airbag serves together with a housed in the steering wheel or in the area of the glove box Front airbag protecting the assigned occupant in the event of a Frontal crash. Here, the knee airbag has two tasks: First It should prevent the knee / shin area of the occupant comes in contact with the interior structure of the vehicle. Farther he should work in conjunction with the belt system to ensure that the inmate not too far out of his seat. This is what bubbles in or more gas bags if necessary, in front of the knees and shins of the occupant brake their movement in the direction of travel.

Es hat sich gezeigt, dass die Belastung des Insassen dadurch minimiert werden kann, dass das Knieairbagsystem so ausgestaltet ist, dass der Großteil der Krafteinleitung im Bereich des Knies erfolgt und der Bereich der Schienbeine dadurch möglichst stark entlastet wird.It has been shown to minimize the burden on the occupant can be that the knee airbag system is designed so that the majority the force is applied in the area of the knee and the area the shins as strong as possible is relieved.

Aus der EP 0 952 043 A1 ist eine Knieschutzeinrichtung bekannt, mit der eine geringe Belastung des Schienbeinbereichs des Insassen erreicht werden soll. Die in dieser Schrift beschriebene Knieschutzeinrichtung hat einen Gasgenerator und einen drei Kammern aufweisenden Gassack. Eine Hauptkammer, deren Prallfläche den Knien des Insassen zugeordnet ist, ist mittels Überströmöffnungen mit zwei Nebenkammern verbunden, wobei diese oberhalb und unterhalb der Hauptkammer angeordnet sind. Eine Abströmöffnung, über die Gas aus dem Gassack ins Innere des Fahrzeugs entweichen kann, ist in der unteren Nebenkammer angeordnet. In der unteren Hälfte des Gassacks ist ein Gasgenerator mit diesem verbunden und füllt den Gassack im Bedarfsfall. Die Überströmöffnungen sind hierbei so ausgestaltet, dass beim Befüllen des Gassacks alle Kammern im wesentlichen gleichzeitig aufgeblasen werden. Treffen nun die Knie auf die Prallfläche der Hauptkammer, so kann Gas über die Überströmöffnungen in die Nebenkammern entweichen. Die geschieht aufgrund des Strömungswiderstandes, den die Überströmöffnungen entfalten, wenn der Gassack aufgeblasen ist, zeitversetzt, so dass sich eine relativ gute Formstabilität der Hauptkammer ergibt. Hierdurch wird eine zu starke Verformung der Hauptkammer und damit ein starkes Eindringen der Knie in den Gassack verhindert.From the EP 0 952 043 A1 a knee protection device is known with which a small load on the tibial region of the occupant is to be achieved. The knee protection device described in this document has a gas generator and a three-chamber gas bag. A main chamber, whose impact surface is assigned to the knees of the occupant, is connected by means of overflow openings with two secondary chambers, wherein these are arranged above and below the main chamber. An outflow opening, via which gas can escape from the gas bag into the interior of the vehicle, is arranged in the lower secondary chamber. In the lower half of the gas bag, a gas generator is connected to this and fills the gas bag if necessary. The overflow openings are in this case designed so that when filling the airbag all chambers are inflated substantially simultaneously. Now hit the knee on the baffle of the main chamber, so gas can escape through the overflow into the secondary chambers. This happens due to the flow resistance, which unfold the overflow when the gas bag is inflated, with a time delay, so that there is a relatively good dimensional stability of the main chamber. As a result, excessive deformation of the main chamber and thus a strong penetration of the knee is prevented in the gas bag.

Durch die in der EP 0 952 043 A1 beschriebenen Ausgestaltung soll erreicht werden, dass die Schienbeine nur in geringen Kontakt zum Gassack kommen, so dass diese entlastet und der größte Teil der Kräfte im Bereich der Knie übertragen werden.By in the EP 0 952 043 A1 described embodiment is to be achieved that the shins come only in slight contact with the gas bag, so that this relieved and most of the forces are transmitted in the knee.

Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße Knieschutzeinrichtung dahingehend weiterzubilden, dass ein weiter verbesserter Schutz des Insassen erreicht werden kann.Of these, Based on the object of the invention, a generic knee protection device to that effect to further develop that further improved protection of the occupant can be achieved.

Diese Aufgabe wird durch eine Knieschutzeinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.These Task is by a knee protection device with the features of claim 1.

Die erfindungsgemäße Knieschutzeinrichtung geht von der Überlegung aus, dass es, auch im Gesamtzusammenhang mit den weiteren sich im Fahrzeug befindenden Rückhalteeinrichtungen, günstiger sein kann, die Vorverlagerung des Kniebereichs des Insassen zu einem möglichst frühen Zeitpunkt zu unterbinden, anstatt eine Vorwärtsbewegung zu einem späteren Zeitpunkt stark abbremsen zu müssen.The Knee protection device according to the invention goes from consideration from that, even in the overall context with the others in the vehicle located retaining devices, cheaper can be, the forward displacement of the knee area of the occupant to one preferably early Time to stop, rather than a forward motion at a later date to slow down hard.

Um das gewünschte Ziel zu erreichen, weist die erfindungsgemäße Knieschutzeinrichtung einen Gassack mit zwei im wesentlichen übereinander liegenden Kammern auf, wobei die obere Kammer im eingebauten Zustand im wesentlichen den Knien eines Insassen und die untere Kammer im wesentlichen dem Schienbeinbereich zugeordnet ist. Die beiden Kammern sind mittels wenigstens einer Überströmöffnung miteinander verbunden. Die Einlassöffnung ist der oberen Kammer zugeordnet, so dass sich auch der Gasgenerator im oberen Bereich des Gassacks befindet. Der Gassack wird also von oben befüllt. Die Überströmöffnungen sind so ausgelegt, dass bis zum Erreichen eines einheitlichen Drucks das Füllen der unteren Kammer mit einer gewissen Zeitverzögerung gegenüber der oberen Kammer geschieht. Durch diese Anordnung wird in der oberen Kammer sehr schnell ein entsprechender Arbeitsdruck erreicht, bzw. ist der Druck in der oberen Kammer anfangs höher als nach dem anschließend erfolgenden Druckausgleich. Dies hat zur Folge, dass die Positionierung des oberen Teils des Gassacks wesentlich schneller erfolgt, als wenn auf die erfindungsgemäße Ausführung verzichtet wird. Weiterhin wird durch den hohen Anfangs-Innendruck der oberen Kammer die Rückhaltekraft für mittelgroße bis große Personen erhöht. Die Kombination aus anfänglich höherer Rückhaltekraft und zeitlich sehr früher Positionierung hat zur Folge, dass der Insasse zu einem frühen Zeitpunkt zurückgehalten wird, so dass er bezogen auf das Fahrzeug eine wesentlich geringere kinetische Energie aufbaut. Somit ist es möglich, mit deutlich geringeren Rückhaltekräften, welche natürlich schonend für den Insassen sind, eine gute Rückhaltewirkung zu erzielen.Around the wished To achieve the goal, the knee protection device according to the invention has an airbag with two essentially one above the other lying on the chambers, the upper chamber in the installed state essentially the knees of an occupant and the lower chamber in the essentially associated with the tibial region. The two chambers are by means of at least one overflow with each other connected. The inlet opening is assigned to the upper chamber, so that also the gas generator located in the upper part of the airbag. The gas bag is thus of filled at the top. The overflow openings are designed so that until a uniform pressure is achieved To fill the lower chamber with a certain time delay over the upper chamber happens. By this arrangement is in the upper chamber very quickly a corresponding working pressure is reached, or is the pressure in the upper chamber initially higher than after the subsequent Pressure compensation. As a result, the positioning of the upper part of the gas bag is much faster than when waived the execution of the invention becomes. Furthermore, due to the high initial internal pressure of the upper Chamber the retention force for medium to large persons elevated. The combination of initial higher Retention force and in time much earlier Positioning has the consequence that the inmate at an early date retained so that it's a lot less relative to the vehicle builds kinetic energy. Thus, it is possible with much lower Retention forces, which Naturally gentle on the inmates are a good retention effect to achieve.

Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die Figuren näher erläutert. Es zeigen:The invention will now be described with reference to an off guiding example with reference to the figures explained in more detail. Show it:

1 Eine an einer Innenstruktur eines Fahrzeugs befestigte Knieschutzeinrichtung in stark schematisierter Darstellung, wobei der Gassack vollständig aufgeblasen ist, 1 A knee protection device attached to an interior structure of a vehicle in a highly schematic representation, wherein the gas bag is completely inflated,

2–4 die Entfaltung des Gassacks aus 1 während eines Unfalls. 2 - 4 the deployment of the gas bag 1 during an accident.

1 zeigt eine erfindungsgemäße Knieschutzeinrichtung, die an einer Innenstruktur 1 eines Fahrzeugs befestigt ist, in einem Zustand, in dem der Gassack 20 vollständig aufgeblasen ist. Die Knieschutzeinrichtung besteht aus einem Gasgenerator 10 und einem Gassack 20. Der Gassack 20 weist eine obere Kammer 22 und eine untere Kammer 28 auf. Jeder Kammer 22,28 ist eine Prallfläche zugeordnet, der oberen Kammer die obere Prallfläche 22a und der unteren Kammer die untere Prallfläche 28a. Der Gasgenerator 10 steht über die Einlassöffnung 23 mit der oberen Kammer 22 in Verbindung. Obere Kammer 22 und untere Kammer 28 sind durch die Trennwand 25 getrennt, die wenigstens eine Überströmöffnung 26 aufweist. Die Trennwand 25 kann entweder durch eine separate Gewebeschicht, oder durch ein Zusammennähen der Seitenwände ausgebildet sein. Das bedeutet, dass das vom Gasgenerator 10 kommende Gas zunächst in die obere Kammer 22 und von dort aus in die untere Kammer 28 strömt. In der Außenwandung der unteren Kammer 28 ist weiterhin die Ausströmöffnung 29 vorgesehen. 1 shows a knee protection device according to the invention, on an inner structure 1 a vehicle is mounted, in a state in which the gas bag 20 completely inflated. The knee protection device consists of a gas generator 10 and a gas bag 20 , The gas bag 20 has an upper chamber 22 and a lower chamber 28 on. Every chamber 22 . 28 an impact surface is assigned, the upper chamber the upper impact surface 22a and the lower chamber the lower baffle 28a , The gas generator 10 stands over the inlet opening 23 with the upper chamber 22 in connection. Upper chamber 22 and lower chamber 28 are through the partition 25 separated, the at least one overflow 26 having. The partition 25 can be formed either by a separate fabric layer, or by sewing the side walls together. That means that from the gas generator 10 incoming gas first in the upper chamber 22 and from there into the lower chamber 28 flows. In the outer wall of the lower chamber 28 is still the discharge opening 29 intended.

Die Überströmöffnung 26 ist so ausgebildet bzw. dimensioniert, dass das vom Gasgenerator 10 kommende Gas zunächst die obere Kammer 22 füllt und eine Füllung der unteren Kammer 28 erst dann in erheblichem Umfang einsetzt, wenn die obere Kammer im wesentlichen ihre vorgesehene Endasusdehnung erreicht, und der Innendruck einen gewissen Wert überschritten hat. Hierdurch ergibt sich im Falle eines Unfalls das in den 2 bis 4 dargestellte Verhalten:
2 zeigt die Fahrzeuginnenstruktur 1 und ein sich davor befindendes Bein B eines Insassen. Der Gassack 20 ist in einem sehr frühen Entfaltungszustand gezeigt. Zu diesem Zeitpunkt des Unfalls hat sich das Bein B im Verhältnis zur Innenstruktur 1 noch nicht wesentlich nach vorne bewegt.The overflow opening 26 is designed or dimensioned that of the gas generator 10 Coming gas first, the upper chamber 22 fills and a filling of the lower chamber 28 only when the upper chamber substantially reaches its intended Endasusdehnung, and the internal pressure has exceeded a certain value only to a considerable extent. This results in the event of an accident in the 2 to 4 illustrated behavior:
2 shows the vehicle interior structure 1 and a front leg B of an occupant. The gas bag 20 is shown in a very early deployment state. At this time of the accident, the leg B has in relation to the internal structure 1 not yet moved significantly forward.

Wie man anhand 3 sieht, wird zunächst die obere Kammer 22 zu ihrer Endgröße befüllt. Vorzugsweise kommt hierbei die obere Prallfläche 22a in Anlage mit dem Kniebereich des Beines B. Dadurch, dass zunächst nur die obere Kammer 22 befüllt wird, geschieht deren Entfaltung sehr schnell, so dass die obere Kammer ihre Größe bereits zu einem Zeitpunkt erreicht hat, zu dem sich das Bein B noch nicht wesentlich in Richtung der Innenstruktur bewegt hat. Dies bedeutet, dass das Rückhalten des Insassen durch den Gassack 20 schon zu einem Zeitpunkt erfolgt, zu dem sich der Kniebereich des Insassen noch nicht wesentlich bewegt hat. Dementsprechend sind die Kräfte, die von der oberen Prallfläche 22a auf den Kniebereich einwirken, relativ gering.How to use 3 sees, first, the upper chamber 22 filled to its final size. Preferably here comes the upper baffle 22a in abutment with the knee area of the leg B. By doing that initially only the upper chamber 22 is filled, their deployment happens very quickly, so that the upper chamber has already reached its size at a time when the leg B has not moved significantly in the direction of the internal structure. This means that the occupant's restraint by the gas bag 20 already occurred at a time when the knee area of the occupant has not moved significantly. Accordingly, the forces are from the upper baffle 22a act on the knee area, relatively low.

Nachdem die obere Kammer 22 vollständig gefüllt ist, beginnt nun auch der Füllprozess der unteren Kammer 28, bis diese ihren in 4 gezeigten Endzustand erreicht hat. Dieser Endzustand ist dann erreicht, wenn ein wesentlicher Teil des durch die Einlassöffnung 23 einströmenden Gases durch die Ausströmöffnung 29 wieder austritt, also ein Gleichgewichtszustand erreicht ist.After the upper chamber 22 is completely filled, now also begins the filling process of the lower chamber 28 until these are yours in 4 has reached the final state shown. This final state is reached when a substantial part of the through the inlet opening 23 inflowing gas through the discharge opening 29 exits again, so a state of equilibrium is reached.

1010

Gasgeneratorinflator

2020

Gassackairbag

2222

obere Kammerupper chamber

22a22a

obere Prallflächeupper baffle

2323

Einlassöffnunginlet port

2525

Trennwandpartition wall

2626

Überströmöffnungoverflow

2828

untere Kammerlower chamber

28a28a

untere Prallflächelower baffle

2929

Ausströmöffnungoutflow

FF

FahrzeuginnenstrukturVehicle interior structure

BB

Beinleg

Claims (4)

Knieschutzeinrichtung für Fahrzeuginsassen mit einem Gassack (20) und einem Gasgenerator (10), der über eine Einlassöffnung (23) mit dem Gassack (20) verbunden ist, wobei der Gassack (20) wenigstens zwei Kammern (22, 28) aufweist, die im eingebauten, aufgeblasenen Zustand im wesentlichen übereinander liegen, und die über wenigstens eine Überströmöffnung (26) miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlassöffnung (23) der oberen Kammer (22) zugeordnet ist und dass die Überströmöffnung (26) derart ausgebildet ist, dass das Überströmen des Gases von der oberen in die untere Kammer bis zum Erreichen eines einheitlichen Drucks mit einem bestimmten Zeitverzug geschieht.Knee protection device for vehicle occupants with a gas bag ( 20 ) and a gas generator ( 10 ), which via an inlet opening ( 23 ) with the gas bag ( 20 ), wherein the gas bag ( 20 ) at least two chambers ( 22 . 28 ), which lie in the installed, inflated state substantially one above the other, and via at least one overflow ( 26 ), characterized in that the inlet opening ( 23 ) of the upper chamber ( 22 ) and that the overflow opening ( 26 ) is designed such that the overflow of the gas from the upper to the lower chamber until a uniform pressure with a certain time delay occurs. Knieschutzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der unteren Kammer (28) eine Ausströmöffnung (29) zugeordnet ist.Knee protection device according to claim 1, characterized in that the lower chamber ( 28 ) an outflow opening ( 29 ) assigned. Knieschutzeinrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasgenerator (10) im Bereich der oberen Kammer (22) angeordnet ist.Knee protection device according to claim 1 or claim 2, characterized in that the gas generator ( 10 ) in the area of the upper chamber ( 22 ) is arranged. Knieschutzeinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gassack (20) in einem unteren Bereich der Armaturentafel eines Fahrzeugs angeordnet ist, und sich im wesentlichen entgegen der Fahrtrichtung des Fahrzeugs entfaltet.Knee protection device according to one of the preceding claims, characterized that the gas bag ( 20 ) is arranged in a lower region of the instrument panel of a vehicle, and unfolds substantially counter to the direction of travel of the vehicle.