DE3934588A1 - Rueckhaltesystem fuer die knie eines fahrers oder beifahrers in einem kraftfahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Rückhaltesystem für die Knie eines Fahrers oder Beifahrers in einem Kraft­ fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der DE-PS 26 06 640 ist ein im Aufprallbereich der Knie von Fahrer und Beifahrer angeordnetes Deforma­ tionsglied bekannt, welches als etwa senkrecht zu sei­ ner Längsachse beaufschlagbares Wellrohr ausgebildet ist. In dem Wellrohr wird beim Auslösen eines auf be­ stimmte Kriterien ansprechenden Sensors ein Überdruck aufgebaut. Dieser Überdruck kann duch dazu benutzt wer­ den, um auf der Beifahrerseite einen Gassack zu befül­ len, der sich in Richtung des Kopfraumes hin aufbläht und den Brust- und Kopfbereich des Beifahrers auffängt. Zum Übertritt des Treibgases von dem Wellrohr in den sich schräg nach oben anschließenden Gassack sind in der entsprechenden Wandung des Wellrohres Öffnungen vorgesehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Rückhal­ tesystem für die Knie eines Fahrers oder Beifahrers in einem Kraftfahrzeug so auszubilden, daß es bei Nicht­ gebrauch wenig Platz beansprucht und die Beinfreiheit nicht beeinträchtigt, bei Aktivierung jedoch bereits zu einem sehr frühen Zeitpunkt auf die Knie des Insassen einwirkt, so daß ein relativ langer Weg zur Energieum­ wandlung verbleibt.

Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Das Deformationsglied wird durch einen zusammengefalte­ ten Blechhohlkörper gebildet, welcher durch Überdruck in seine Wirkstellung gelangt. Somit wird bei Nichtge­ brauch nur wenig Platz beansprucht; im aktivierten Zu­ stand hingegen steht ein Deformationselement zur Verfü­ gung, welches über einen langen Weg die Aufprallenergie der Knie umwandeln kann. Bei dem aus der DE-PS 26 06 640 bekannten Deformationsglied wird zwar der Innen­ druck des das Deformationsglied bildenden Blechhohlkör­ pers vergrößert, der zur Verfügung stehende Verfor­ mungsweg bleibt jedoch gleich. Bei dem vorgeschlagenen Deformationselement wird hingegen der Verformungsweg vergrößert und gleichzeitig der Abstand zwischen dem Deformationselement und den Knien verringert, wodurch das Rückhaltesystem für die Knie früher wirksam werden kann und das "Untertauchen" des zu schützenden Insassen besser unterbunden werden kann.

Bei dem neuen Rückhaltesystem sind außerdem an der den Knien des Insassen zugewandten Wandung des Blechhohl­ körpers Öffnungen vorgesehen, über welche der sich daran anschließende Gassack befüllbar ist. Im Gegensatz zu dem bekannten Rückhaltesystem dient der Gassack nicht dazu, in Richtung des Kopfraumes hin aufgeblasen zu werden, um den Brust- und Kopfbereich des Insassen aufzufangen, sondern um auf die Knie des Insassen ein­ zuwirken. Dadurch werden die Knie des zu schützenden Insassen bereits zurückgehalten, bevor eine Vorverlage­ rung statt findet.

Bei den passiven Sicherheitssystemen, beispielsweise einem selbstanlegenden, diagonal verlaufenden Sicher­ heitsgurt oder einem Beifahrer-Airbag, tritt das Pro­ blem auf, daß die Sicherheitseinrichtung nur auf den Brustbereich einwirkt und deshalb der Körper nach unten wegtaucht (sog. "Submarining-Effekt"). Um dies zu ver­ hindern, hat man sog. Kniefänger entwickelt, welche in Verbindung mit den genannten passiven Sicherheitssyste­ men verbaut werden. Bei den Kniefängern besteht das Problem, daß sie sehr nahe an den Knien des Insassen angeordnet sein sollen, um den Untertauch-Effekt zu unterbinden. Diese Forderung steht im Gegensatz zu der Forderung nach einer ausreichenden Beinfreiheit, welche eine knieferne Anordnung des Kniefängers bedingt. Um beide Forderungen zu erfüllen, hat man sich auch Luft­ kissen überlegt, welche eine größtmögliche Beinfreiheit erlauben und andererseits bereits zu Beginn der Vorver­ lagerungsphase auf die Knie des Insassen einwirken. Solche Einrichtungen haben sich unter anderem deshalb nicht bewährt, da die Knie des Insassen einen hohen Flächendruck auf das Luftkissen ausüben und nur wenig Energie umwandelbar ist. In der Praxis haben sich des­ halb solche Kniefänger durchgesetzt, welche vornehmlich aus deformierbaren Blechträgern gebildet sind.

Bei dem neuen Rückhaltesystem wird erreicht, daß durch das auf die Knie des zu schützenden Insassen einwir­ kenden Gassackes zum frühest möglichen Zeitpunkt die Knie zurückgehalten werden, um das unerwünschte Unter­ tauchen zu vermeiden. In der zweiten Phase wird durch den Blechhohlkörper des neuen Rückhaltesystems ein Deformationsglied zum Umwandeln der Aufprallenergie geschaffen, welches gegenüber den bekannten Lösungen weniger Bauraum benötigt und trotzdem einen größeren Verformungsweg gewährleistet.

Anstelle des aufblasbaren Gassackes kann auch ein ande­ res aufblasbares Element Verwendung finden. Ein solches Element kann beispielsweise durch einen im Vakuum in Folie eingeschweißten Schaum bestehen. Wenn nun durch die Öffnungen in der den Knien des Insassen zugewandten Wandung des Bleckhohlkörpers Unterdruck ein Gas zuge­ führt wird, dann wird das Volumen des Schaumes stark vergrößert und ein wirksames Stoßpolster geschaffen. Da bei dieser Ausgestaltung bei Nichtgebrauch der Sicher­ heitseinrichtung dem Schaum kein Gas zugeführt werden darf, andererseits jedoch der Schaum über die Öffnungen mit dem Blechhohlkörper in Verbindung stehen muß, ist es notwendig, daß der zusammengefaltete Blechhohlkörper ebenfalls luftdicht abgeschlossen ist.

Bezüglich der Ausbildung des Blechhohlkörpers ist es vorteilhaft, wenn er an seinem Umfang auf mindestens zwei gegenüberliegenden Seiten wenigstens eine Falte aufweist, die Grundplatte des Blechhohlkörpers den Gasgenerator trägt und die die Öffnung zum Befüllen des Gassacks aufweisende Wandung des Blechhohlkörpers der Grundplatte gegenüberliegt. Je nach dem gewünschten Deformationsweg für den Blechhohlkörper kann dieser mit unterschiedlich vielen Falten ausgebildet sein. Die Blechstärke des Blechhohlkörpers bestimmt im wesentli­ chen die Energieaufnahmefähigkeit. Die Öffnungen an der den Knien des Insassen zugewandten Wandung des Blech­ hohlkörpers sind abzustimmen auf das Volumen des Gassackes und darauf, welche Energie zum Auseinander­ falten des Blechhohlkörpers benötigt wird. Sind die Querschnitte der Öffnungen zu groß gewählt, dann hat dies nämlich zur Folge, daß nur der Gassack aufgeblasen wird, nicht jedoch eine Auseinanderfaltung des Blech­ hohlkörpers eintritt.

Besonders vorteilhaft ist, wenn das Rückhaltesystem eine selbttragende, vormontierte Baugruppe bildet, welche durch an der Grundplatte des Blechhohlkörpers angeordnete Halteeinrichtungen an einem Querträger im Armaturenbrettbereich des Kraftfahrzeuges befestigbar ist. Dadurch läßt sich das Rückhaltesystem an einem Nebenband oder einer Nebenstelle komplettieren, so daß am Endmontageband nur wenig Zeit für den Einbau des Rückhaltesystems notwendig ist. Dieser Umstand ist besonders dann von Bedeutung, wenn sowohl Fahrzeuge mit dem Rückhaltesystem, als auch Fahrzeuge ohne ein sol­ ches wechselweise aufgebaut werden, da die Montagezeit für die umfangreichste Ausstattung die Taktzeit be­ stimmt.

An der Grundplatte des Blechhohlkörpers sind Halteein­ richtungen für die gesamte Einheit vorgesehen, mit denen sie schnell und zuverlässig an einem Querträger im Armaturenbrettbereich befestigbar ist. Der Querträ­ ger leitet die auf den Blechhohlkörper einwirkenden Kräfte auf die Fahrzeugkarosserie über.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeich­ nung dargestellt und wird nachfolgend näher beschrie­ ben. Es zeigt

Fig. 1 schematisch den Innenraum eines Personenkraftwa­ gens mit einem im Armaturenbrett angeordneten Rückhaltesystem für die Knie des Fahrers bzw. Beifahrers,

Fig. 2 das Rückhaltesystem aus Fig. 1 in der Ausgangs­ lage und

Fig. 3 das Rückhaltesystem aus Fig. 1 im aktivierten Zustand.

Ein in Fig. 1 schematisch dargestellter Innenraum eines Personenkraftwagens ist mit einem Armaturenbrett 5 versehen, welches in seinem unteren Bereich ein Rück­ haltesystem 7 aufnimmt. Das Rückhaltesystem 7 dient dazu, um in Verbindung mit einem passiven Sicherheits­ system, wie zum Beispiel einen selbstanlegenden Zwei­ punktgurt oder einem Beifahrerairbag, zu verhindern, daß der Körper des zu schützenden Insassen bei einem Frontaufprall nach unten wegtauchen kann (Submarining- Effekt).

Das in Fig. 2 in der Ausgangsstellung näher gezeigte Rückhaltesystem 7 umfaßt einen mit dem Bezugszeichen 9 gekennzeichneten Blechhohlkörper. Dieser setzt sich zusammen aus einer einen Gasgenerator 11 aufnehmenden Grundplatte 13, einer der Grundplatte 13 gegenüber­ liegenden Wandung 15 und einem beide Bauteile verbin­ denden, aus Blech hergestellten Faltenbalg 17.

An die Wandung 15, welche im eingebauten Zustand des Rückhaltesystems 7 den Knien des Insassen gegenüber­ liegt, sind mehrere Öffnungen 19 ausgebildet. In dem Randbereich der Wandung 15 ist ein Gassack 21 befestigt, welcher in der in Fig. 2 dargestellten Ruhelage zusam­ mengefaltet und mit einer Schutzhülle 23 überzogen ist.

Das komplette vormontierte Rückhaltesystem 7 kann mit­ tels an seiner Grundplatte 13 angeordneter Halter 25 an einem Querträger 27 (Fig. 1) in einfacher Weise befe­ stigt werden. Neben dem Befestigen dieser kompletten Baugruppe muß nur noch der Gasgenerator 11 über sein Verbindungskabel 29 angeschlossen werden.

Fig. 3 zeigt das Rückhaltesystem, wenn es aktiviert ist, d. h. der Gasgenerator 11 durch einen auf be­ stimmte Kriterien ansprechenden Sensor (nicht gezeigt) gezündet wurde.

Durch den Gasdruck wird zunächst der aus Blech beste­ hende Faltenbalg 17 des Blechhohlkörpers 9 durch Deh­ nung der Falten auseinander gezogen. Die Wandung 15 entfernt sich dadurch von der Grundplatte 13 des Blech­ hohlkörpers 9. Die Öffnungen 19 in der Wandung 15 sind so ausgebildet, daß sich zunächst ein ausreichend großer, den Faltenbalg 17 auseinander ziehender Druck aufbaut und anschließend erst soviel Gas in den sich an die Wandung 15 anschließenden Faltenbalg 21 gedrückt wird, daß sich der Gassack 21 aufbläht. Erst wenn dies geschehen ist, baut sich der Druck ab, indem das Gas durch das Gewebe des Gassackes 21 oder spezielle Öffnungen in dem Gassack 21 entweicht. Sofern ein gas­ dichter Gassack Verwendung findet, sind in an sich be­ kannter Weise andere Abströmöffungen oder eine bei einem vorbestimmten Wert reagierende Platzmembran vor­ zusehen.

Im aktivierten Zustand wirkt der Gassack 21 auf die Knie des Insassen ein und verhindert dadurch sein Un­ tertauchen auf dem Vordersitz. Im weiteren Bewegungsab­ lauf wird jedoch durch die Knie der Gassack 21 so weit zusammengedrückt, bis die Knie in Anlage an die Wandung 15 des Blechhohlkörpers 9 gelangen. Der Blechhohlkörper 9 wirkt als Deformationselement, indem die Aufprallen­ ergie durch den Faltenbalg 17 in Verformungsenergie um­ gewandelt wird.

Claims (3)

1. Rückhaltesystem für die Knie eines Fahrers oder Beifahrers in einem Kraftfahrzeug, mit einem hohlen Deformationsglied, in welchem beim Auslösen eines auf bestimmte Kriterien ansprechenden Sensors ein Überdruck aufgebaut wird, und mit einem an dem De­ formationsglied angeordneten Gassack, welcher durch die Druckquelle für das Deformationsglied aufblasbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Deformations­ glied durch einen zusammengefalteten Blechhohlkörper (9) gebildet ist, daß der Blechhohlkörper (9) durch den Überdruck in seine Wirkstellung gelangt, und daß an der den Knien des Insassen zugewandten Wandung (15) des Blechhohlkörpers (9) Öffnungen (19) vorge­ sehen sind, über welche der sich daran anschließende Gassack befüllbar ist.

2. Rückhaltesystem nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Blechhohlkörper (9) an seinem Umfang auf mindestens zwei gegenüberliegenden Seiten wenigstens eine Falte aufweist, daß der Blechhohl­ körper (9) eine Grundplatte mit einem daran befe­ stigten Gasgenerator (11) aufweist, und die die Öff­ nungen (19) zum Befüllen des Gassackes (21) aufwei­ sende Wandung (15) des Blechhohlkörpers (9) der Grundplatte (13) gegenüberliegt.

3. Rückhaltesystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückhaltesystem eine selbst­ tragende, vormontierte Baugruppe bildet, welche durch an der Grundplatte (13) angeordnete Halter (25) an einem Querträger (27) im Armaturenbrettbe­ reich des Kraftfahrzeuges befestigbar ist.