WO2020148419A1 - Knie-gassackmodul - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a knee gas bag module with a gas bag which has a plurality of vertically extending chambers lying one above the other in the inflated state. Knee gas bag modules are installed differently in the vehicle. There is a general distinction between a so-called module mounted in the instrument panel (mid-mounted module), which has a gas bag that extends obliquely upwards from the lower area of the instrument panel in the unfolded state, and a module mounted underneath and behind the instrument panel (low-mounted module) , which is provided, so to speak, in the area of an upper boundary of the footwell.
- the gas bag must first run essentially horizontally or slightly obliquely upwards and then run upwards at the transition from the footwell to the instrument panel with a slight bend, so that this part of the gas bag is inflated between the instrument panel and the knees.
- Future piloted and / or autonomous driving is expected to move the vehicle seat further back or lower the backrest so that the legs protrude relatively far into the footwell. This may result in the lower extremities swinging forward and hitting the instrument panel or the knee being overstretched.
- the present invention attempts to delay the pendulum movement and to avoid overstretching the knee in a mid-mounted and a low-mounted module.
- the mid-mounted knee gas bag module comprises a gas bag which has a plurality of vertically extending chambers lying one above the other in the inflated state, with a middle, an upper and a lower chamber, the middle chamber being coupled directly to the gas generator and being inflated first, the lower chamber can be connected in terms of flow to the middle chamber via a plurality of overflow openings and a valve device which is provided on the overflow openings and is designed such that it always keeps the overflow openings open at the beginning of the unfolding process and closes them in the course of the unfolding process.
- the valve device ensures that the lower chamber is not inflated as tightly as the middle and upper chamber, which is why a pressure division in the gas bag is possible.
- the final pressure and filling time of the lower chamber can be adjusted via the number and size of the overflow openings. It has been found that the strain on the knee, tibia and foot is reduced because the swinging and hyperextension of the lower extremities are prevented. However, because the lower chamber can be deployed very quickly at the beginning, it is available for retention at an early stage.
- valve device is designed such that it closes the overflow openings at the earliest 20 ms to 40 ms after the gas generator has been ignited.
- the contacting of the lower chamber usually takes place later than 20 ms to 40 ms, in particular later than 40 ms, so that the lower pressure is already present in the lower chamber when compared to the pressure in the middle chamber.
- the valve device can be a passive device. Passive means that there is no actuator that can be activated electrically or in another way via a sensor system. Rather, the valve device moves through a purely mechanical coupling with the gas bag wall and possibly with positionally fixed parts, for example parts of the gas bag module or Areas of the gas bag wall that are not moved. Traction devices such as tether can be used here.
- an electrically actuable actuator can of course also be provided, via which the valve device is moved and which, upon a signal, actuates the valve device and changes the opening state of the overflow openings.
- an actuator is in particular a pyrotechnic actuator.
- the valve device can have a traction means which moves a closing means over the overflow openings as soon as a predetermined deployment state has been reached in order to close them.
- the closing means is formed, for example, by at least one flexible wall which is fixed to the gas bag wall, e.g. B. over a tear seam, and is released from the fixation by the traction means. This ensures, on the one hand, that the flexible closing means can never get in front of the overflow openings at the beginning of the unfolding process and, on the other hand, ensures that a certain force has to be exerted on the closing means before it actually closes the overflow openings.
- the flexible wall preferably has a plurality of openings which are aligned with the overflow openings before the valve device is activated. The flexible wall is then moved so that the openings in the wall no longer overlap with the overflow openings and the overflow openings are closed.
- a low-mounted knee gas bag module with a gas bag which has a lower and an upper chamber which, when inflated, lie one above the other and run vertically.
- the lower chamber is directly coupled to the inflator and is inflated first, with one between the lower chamber and the occupant's legs Additional chamber is available, which is supported on the lower chamber and is filled via this. Overflow openings are provided between the lower and the additional chamber.
- the thickness of the gas bag in the region of the additional chamber should be at least 20% above the maximum thickness of the upper chamber in order to achieve an L-shape in side view.
- the airbag is given an L-shape, and the additional chamber prevents stretching and overstretching because it used to be with the feet or the shins come into contact as previous gas bags from low-mounted modules.
- the occupant's legs can be caught by the additional chamber, so that overstretching and hitting the instrument panel are prevented or at least sufficiently dampened.
- the thickness is measured in a side view and to a plane on which the rear sides of the lower and the upper chamber rest.
- the overflow openings are preferably made so small that they delay the filling of the additional chamber.
- a valve device can also be provided here, which either opens or closes the overflow openings in the course of the unfolding process.
- the additional chamber When fully inflated, the additional chamber should not reach the internal pressure of the lower chamber, in particular the internal pressure of the additional chamber should be at least 30% to 40% below the maximum internal pressure of the middle chamber when the gas bag is fully inflated.
- the point in time at which the gas bag is completely inflated is represented here in particular by the point in time at which the legs of the vehicle occupant strike one of the chambers of the gas bag, in particular the additional chamber of the gas bag.
- the valve device can be designed such that it closes the overflow openings at the beginning of the unfolding process and opens in the course of the unfolding process. With this change in the state of the Overflow openings should be achieved that the lower chamber is inflated late.
- a tether can also be provided in order to open or close the overflow openings, namely passively or actuated by an actuator.
- FIG. 1 shows a side view of a mid-mounted knee gas bag module according to the invention in the inflated state
- FIG. 2 shows a schematic top view of a valve device in the open state
- FIG. 3 shows a side view of the valve device in the open state according to FIG. 2,
- FIG. 4 shows a schematic plan view of the valve device according to FIG. 2 in the closed state
- FIG. 5 shows a side view of the valve device according to FIG. 4 in the closed state
- FIG. 6 shows a plan view of a valve device used in the knee gas bag module according to the invention in accordance with a further embodiment
- FIG. 7 shows a plan view of a further variant of the valve device in the open state
- FIG. 8 shows a plan view of the valve device according to FIG. 7 in the closed state
- FIG. 9 shows a plan view of yet another variant of the valve device in the open state
- FIG. 10 shows a top view of the valve device according to FIG. 9 in the closed state
- FIG. 11 shows a schematic sectional view through the gas bag used in the finding in two different unfolded states
- FIG. 12 shows a schematic top view of a further valve device
- FIG. 13 shows a sectional view through the valve device according to FIG. 12,
- FIG. 14 shows a side view through a variant of the low-mounted knee gas bag module according to the invention in the fully inflated state
- FIG. 15 another mid-mounted knee gas bag module in the fully inflated state.
- FIG. 1 shows a mid-mounted knee gas bag module 10, which is accommodated in an instrument panel 12, namely in the part of the instrument panel 12 that runs upwards at an angle next to the shins.
- An airbag 14 has, for example, three elongate chambers lying one above the other in the vertical direction X, namely a lower chamber 16, a middle chamber 18 and an upper chamber 20, all of which are connected to one another in terms of flow.
- a module housing 21 can accommodate a gas generator 23 which is fluidly coupled directly to the middle chamber 18, so that the middle chamber 18 is inflated first.
- the lower chamber 16 prevents the legs and shins from being able to move upward and thus the legs as a whole from being pushed through on impact. Furthermore, the swinging of the lower extremities is at least reduced. In addition, the lower extremities cannot be knocked into the instrument panel 12 or the upper limit of the footwell or at least the intensity of the impact of the lower extremities on the instrument panel 12 or the upper limit of the footwell can be reduced.
- the chambers 16-20 can be delimited from one another by partition walls 22, 24, the partition wall 22 having numerous and relatively large overflow openings 26.
- the partition 24 also has numerous Overflow openings 28, which can be seen in Figure 2 and in Figure 3.
- the alignment of the overflow openings 28 is, for example, next to one another and, viewed from the occupant, horizontally along a direction Z protruding into the drawing in FIG. 1, ie the direction X shown in FIG. 1 is vertical in FIG. 3.
- a valve device 30 is designed such that it opens the overflow openings 28 as soon as a predetermined unfolding state has been reached, i. H. while unfolding, closes.
- the valve device 30 comprises a flexible wall 32, which represents a closing means. As shown in FIG. 3, the flexible wall 32 is sewn onto the partition 24 on the side of the middle chamber 18. The corresponding seams have the reference symbol 34 and are designed such that they do not tear during the entire unfolding process.
- the flexible wall 32 is folded parallel to the longitudinal direction of the alignment of the overflow openings 28.
- the corresponding fold can be seen in FIG. 3 and bears the reference symbol 36. This fold is temporarily fixed with a tear seam 38.
- this fold 40 preferably runs parallel to the fold 36 and is fixed in this area via a further tear seam 42, so that the fold 40 also extends over a period of time when the gas bag is unfolded 14 remains.
- the flexible wall 32 has openings 44 which are aligned with the overflow openings 28 in the initial state, so that the overflow openings 28 are exposed in the initial state.
- the chamber 16 is therefore not filled with the pressure that would be present if the overflow openings 28 were permanently open. This means that the lower chamber 16 has a lower maximum pressure than the other chambers 18, 20, preferably by at least 40%.
- the flexible wall 32 can be seen with elongated slots 46 which lie in the region of the overflow openings 28 of the partition wall 24. As long as sufficient tension is not exerted on the flexible wall 32 in the Y direction, the slots 46 can gap so that the overflow openings 28 are exposed. However, if sufficient tensile force is applied in the Y direction through the outwardly pressing outer wall of the gas bag 14 after reaching a certain unfolded state, the slots 46 remain at least substantially closed, so that little or no gas can flow into the lower chamber 16.
- FIGS. 7 and 8 show a separate closing means in the form of a flexible wall 32 for each overflow opening 28 in the dividing wall 24, the flexible wall 32 being moved over the associated overflow openings 28 by traction means in the form of catch straps 48, if in the direction Y a displacement force is applied from a certain unfolding state.
- the flexible walls 32 can be moved into pockets between two textile layers, one of which is the partition 24.
- a tear seam 38 is provided which holds and positions a fold 36 in the partition wall 24 and, if present, in the flexible wall above, in the initial state .
- FIG. 7 shows the initial state with opened overflow openings 28 and an intact tear seam 38 and
- FIG. 8 shows the closed overflow openings 28 after the tear seam 38 is destroyed and the relative displacement between the Overflow openings 28 and the flexible walls 32 has occurred, which is also ensured above all by the tether 48, which at its left end shown in Figures 7 and 8 outside the area of the fold. 36, ie more precisely to the left of the fold 36, are attached.
- a pocket 50 with a corresponding chamber is formed on the dividing wall 24 in that a further flexible wall 52 is sewn onto the dividing wall 24, see the seams 34.
- the closure means is accommodated in the form of a folded, flexible wall 32 in the pocket 50 whose folding is secured by a tear seam 38. In the present case, however, only the flexible wall 32 is folded, and the tear seam 38 also extends only through the flexible wall 32.
- the flexible wall 32 has the shape of a tongue, which is connected at one end to the partition wall 24 via the seam 34. At the opposite end of the tongue there are tether straps or at least one tether strap 48 which runs through interruptions in the seam 34.
- the tether 48 has an excess length, so that it is initially not subjected to tension when the airbag is not yet largely deployed, as can be seen from the state of the partially inflated chamber 16, which is shown in FIG. 11 with broken lines. Only from a certain unfolding state is the tether 48 subjected to tension and pushes the flexible wall 32, ie the tongue, inside the pocket 50 in front of the overflow openings 28, to which there are correspondingly aligned outlet openings 60 in the wall 52. This is shown in Figure 10.
- the tear seam 38 is also destroyed by the tensile force exerted by the tether straps 48.
- a star-shaped closing means also in the form of a flexible wall 32, is shown in FIGS. 12 and 13. The rays 58 of the star are attached to the partition 24 at their free outer ends via seams 37.
- a tether 48 extends, for example, through the middle chamber 18 to a tear seam or alternatively to an actuator.
- gas can flow through the overflow opening 28 and between the jets 58 into the lower chamber 16, as shown by the arrows in FIG.
- a pull is exerted over the tether 48 on the tear seam with which the tether 48 is fastened, for example, to a wall of the chamber 18, which destroys the tear seam and leads to the release of the tether 48.
- the tether 48 By releasing the tether 48, no more tension is exerted on the flexible wall 32 and the pressure prevailing in the middle chamber 18 presses the flexible wall 32 and thus the center of the closing means against the partition wall 24 and thereby closes the overflow opening 28.
- the tether 48 is actively controlled by the actuator.
- FIG. 14 shows a low mounted module which, in the installed state, is located in front of the instrument panel, ie. H. on which is arranged in the area of an upper boundary of the footwell.
- the airbag 14 has a lower chamber 16 and an upper chamber 20 which extends further towards the rear of the vehicle and which are connected to one another in terms of flow. In the inflated state, these also run vertically as seen by the occupant and lie one above the other, i.e. H. the upper chamber 20 is closer to the upper body than the lower chamber 16.
- Injection is from the lower end 62 of the lower chamber 16, with one between the lower chamber 16 and the occupant's legs Additional chamber 64 is present, which is supported on the lower chamber 16 and is filled via this.
- a partition 72 with overflow openings 74 is present between the lower chamber 16 and the additional chamber 64.
- the thickness D1 of the gas bag 14 in the region of the additional chamber 64 is greater in the embodiment shown than the maximum thickness D2 of the upper chamber 18, the thickness D1 and the thickness D2 being measured parallel to one another, specifically perpendicular to a fictitious support plane E with which the back of the inflated gas bag 14 would lie fictitiously.
- the gas bag shown has an L-shape in the side view.
- the constriction 76 can optionally be provided, but also a partition 78 with openings 80 through which gas can flow.
- valve device can also be present here, similar to the examples described above.
- the overflow openings 74 are initially closed by the valve device, for example a flexible wall 82, and opened in the course of the unfolding process.
- one or more tether 84 can be present, for example.
- the flexible wall 82 is fastened, for example, to the partition wall 72 via a permanent seam 86.
- This valve device enables the additional chamber 64 to be filled later, in one embodiment, for example, at the earliest 20 ms to 40 ms after the gas generator 23 has been triggered.
- This additional chamber 64 reduces a pendulum movement and prevents the knee from being overstretched. By slowly unfolding the Additional chamber 64 loses aggressiveness together with lower chamber 16.
- FIG. 15 shows a mid-mounted module with a lower chamber 16, a middle chamber 18, through which air is blown in, and an upper chamber 20.
- an inner airbag 90 is provided, which has one or more outlet openings 92 .
- These outlet openings 92 are actuated via a valve device 94, for example via a tether 96, which opens the valve device from a certain deployment state and thus allows gas to flow from the inner gas bag 90 into the upper chamber 20, so that the volume in the upper region is increased , because the volume of the chamber 20 and the inner gas bag 90 are available in the case of retention.
- the overflow into the chamber 20 occurs with a delay, since the peeling of the valve device 94 from the outlet openings 94 only begins when the inner gas bag 90 is in a predetermined deployment state.
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Abstract
Ein Knie-Gassackmodul, mit einem Gassack (10), der mehrere in aufgeblasenem Zustand übereinanderliegende vertikale Kammern hat, darunter eine mittlere, obere und untere Kammer (18, 20, 16), wird direkt über die mittlere Kammer (18) befüllt, wobei die untere Kammer (18) mit der mittleren über mehrere Überströmöffnungen (28) strömungsverbindbar ist und eine Ventileinrichtung an den Überströmöffnungen (28) so ausgebildet ist, dass die Überströmöffnungen (28) zu Beginn des Entfaltungsvorgangs offen sind und die Ventileinrichtung die Überströmöffnungen (28) im Laufe des Entfaltungsvorgangs verschließt.
Description
Knie-Gassackmodul
Die Erfindung betrifft ein Knie-Gassackmodul, mit einem Gassack, der mehrere im aufgeblasenen Zustand übereinanderliegende, vertikal verlaufende Kammern hat. Knie-Gassackmodule werden unterschiedlich im Fahrzeug verbaut. Es wird generell unterschieden zwischen einem sogenannten in der Instrumententafel untergebrachten Modul (mid mounted Module), welches einen Gassack hat, der im entfalteten Zustand vom unteren Bereich der Instrumententafel schräg aufwärts verläuft, und einem unter und hinter der Instrumententafel angebrachten Modul (low mounted Module), das sozusagen im Bereich einer oberen Begrenzung des Fußraums vorgesehen ist. Bei diesem Modul muss der Gassack zuerst im Wesentlichen horizontal oder leicht schräg aufwärts verlaufen und sich dann am Übergang des Fußraums zur Instrumententafel unter einem leichten Knick nach oben verlaufen, sodass dieser Teil des Gassacks zwischen der Armaturentafel und den Knien aufgeblasen wird.
Durch das zukünftige pilotierte und/oder autonome Fahren wird erwartet, dass Insassen den Fahrzeugsitz noch weiter nach hinten schieben oder die Rückenlehne noch flacher stellen, sodass die Beine relativ stark gestreckt in den Fußraum ragen. Dies kann unter Umständen dazu führen, dass die unteren Extremitäten nach vorne pendeln und in die Instrumententafel einschlagen oder dass das Knie überstreckt wird.
Die vorliegende Erfindung versucht, die Pendelbewegung zu verzögern und eine Überstreckung des Knies bei einem mid mounted und einem low mounted Module zu vermeiden.
Das erfindungsgemäße mid mounted Knie-Gassackmodul umfasst einen Gassack, der mehrere in aufgeblasenem Zustand übereinanderliegende, vertikal verlaufende Kammern hat, mit einer mittleren, einer oberen und einer unteren Kammer, wobei die mittlere Kammer direkt mit dem Gasgenerator gekoppelt und zuerst aufgeblasen wird, wobei die untere Kammer mit der mittleren Kammer über mehrere Überströmöffnungen strömungsmäßig verbindbar ist und eine an den Überströmöffnungen vorgesehene Ventilvorrichtung, die so ausgebildet ist, dass sie die Überströmöffnungen zu Beginn des Entfaltungsvorgangs stets offenhält und im Laufe des Entfaltungsvorgangs verschließt.
Durch die Ventilvorrichtung wird erreicht, dass die untere Kammer nicht so prall aufgeblasen wird wie die mittlere und die obere Kammer, weshalb eine Druckunterteilung im Gassack möglich ist. Über die Anzahl und die Größe der Überströmöffnungen lassen sich der finale Druck und die Füllzeit der unteren Kammer anpassen. Wie herausgefunden wurde werden die Belastungswerte des Knies, der Tibia und des Fußes reduziert, weil das Durchpendeln und die Überstreckung der unteren Extremitäten verhindert werden. Dadurch, dass zu Beginn jedoch auch die untere Kammer sehr schnell entfaltet werden kann, steht diese frühzeitig zur Rückhaltung zur Verfügung.
Eine Variante der Erfindung sieht vor, dass die Ventilvorrichtung so ausgebildet ist, dass sie erst frühestens 20 ms bis 40 ms nach Zünden des Gasgenerators die Überströmöffnungen verschließt. Die Kontaktierung der unteren Kammer erfolgt üblicherweise später als 20m ms bis 40 ms, insbesondere später als 40 ms, sodass bei Kontakt bereits der geringere Druck in der unteren Kammer vorhanden ist, verglichen mit dem Druck in der mittleren Kammer.
Die Ventilvorrichtung kann eine passive Einrichtung sein. Passiv bedeutet, dass kein Aktuator, der elektrisch oder auf andere Weise über eine Sensorik aktiviert werden kann, vorhanden ist. Vielmehr bewegt sich die Ventilvorrichtung durch eine reine mechanische Koppelung mit der Gassackwand und gegebenenfalls mit positionsfesten Teilen, zum Beispiel Teilen des Gassackmoduls oder
Bereichen der Gassackwand, die nicht verschoben werden. Hier können Zugmittel wie Fangbänder eingesetzt werden.
Alternativ hierzu kann natürlich auch ein elektrisch betätigbarer Aktuator vorgesehen sein, über den die Ventilvorrichtung bewegt wird und der auf ein Signal hin die Ventilvorrichtung betätigt und den Öffnungszustand der Überströmöffnungen verändert. Solch ein Aktuator ist insbesondere ein pyrotechnischer Aktuator.
Die Ventilvorrichtung kann ein Zugmittel aufweisen, das ein Schließmittel ab Erreichen eines vorgegebenen Entfaltungszustands über die Überströmöffnungen bewegt, um diese zu schließen. Das bedeutet, das Zugmittel koppelt unverschiebbare Abschnitte mit verschiebbaren Abschnitten, um eine Relativbewegung des Schließmittels hervorzurufen.
Das Schließmittel ist beispielsweise durch wenigstens eine flexible Wand gebildet, die an der Gassackwand fixiert ist, z. B. über eine Reißnaht, und durch das Zugmittel von der Fixierung gelöst wird. Damit ist einerseits sichergestellt, dass das flexible Schließmittel zu Beginn des Entfaltungsvorgangs keinesfalls vor die Überströmöffnungen geraten kann und andererseits sichergestellt, dass erst eine gewisse Kraft auf das Schließmittel ausgeübt werden muss, bevor dieses die Überströmöffnungen tatsächlich verschließt.
Der flexiblen Wand können mehrere Überströmöffnungen zugeordnet sein, um diese zu schließen. Damit die Anzahl der Teile der Ventilvorrichtung reduziert.
Die flexible Wand hat vorzugsweise mehrere Öffnungen, die vor der Aktivierung der Ventilvorrichtung mit den Überströmöffnungen fluchten. Anschließend wird die flexible Wand bewegt, sodass die Öffnungen in der Wand nicht mehr mit den Überströmöffnungen überdecken und die Überströmöffnungen geschlossen werden.
Die obige Aufgabe wird bei einem low mounted Knie-Gassackmodul mit einem Gassack gelöst, der eine untere und eine obere Kammer aufweist, die in aufgeblasenem Zustand übereinander liegen und vertikal verlaufen. Die untere Kammer ist direkt mit dem Gasgenerator gekoppelt und wird zuerst aufgeblasen, wobei zwischen der unteren Kammer und den Beinen des Insassen eine
Zusatzkammer vorhanden ist, die sich an der unteren Kammer abstützt und über diese befüllt wird. Zwischen der unteren und der Zusatzkammer sind Überströmöffnungen vorgesehen. Die Dicke des Gassacks im Bereich der Zusatzkammer sollte, um eine in Seitenansicht L-Form zu erreichen, um wenigstens 20 % über der maximalen Dicke der oberen Kammer liegen.
Dadurch, dass die Zusatzkammer auf der unteren Kammer aufsetzt und weiter in Richtung Füße und Schienbeine des Insassen ragt als die untere Kammer allein, erhält der Gassack eine Art L-Form, und die Zusatzkammer verhindert ein Durchstrecken und Überstrecken, weil sie früher mit den Füßen oder den Schienbeinen in Kontakt kommt als bisherige Gassäcke von low mounted Modulen. Die Beine des Insassen können durch die Zusatzkammer abgefangen werden, sodass ein Überstrecken und ein Einschlagen in die Instrumententafel verhindert oder zumindest ausreichend abgedämpft wird.
Die Dicke wird in Seitenansicht gemessen und zwar zu einer Ebene, auf der die Rückseiten der unteren und der oberen Kammer aufliegen.
Die Überströmöffnungen sind vorzugsweise so klein ausgebildet, dass sie ein Befüllen der Zusatzkammer zeitlich verzögern.
Optional kann auch hier eine Ventilvorrichtung vorgesehen sein, die entweder die Überströmöffnungen im Laufe des Entfaltungsvorgangs öffnet oder verschließt.
Im komplett aufgeblasenen Zustand sollte die Zusatzkammer den Innendruck der unteren Kammer nicht erreichen, insbesondere sollte der Innendruck der Zusatzkammer um wenigstens 30 % bis 40 % unter dem maximalen Innendruck der mittleren Kammer liegen, wenn der Gassack komplett aufgeblasen ist. Der Zeitpunkt, zu dem der Gassack komplett aufgeblasen ist, wird hierbei insbesondere durch den Zeitpunkt dargestellt, in dem die Beine des Fahrzeuginsassen auf eine der Kammern des Gassacks, insbesondere auf die Zusatzkammer des Gassacks, auftreffen.
Die Ventilvorrichtung kann so ausgebildet sein, dass sie zu Beginn des Entfaltungsvorgangs die Überströmöffnungen verschließt und im Laufe des Entfaltungsvorgangs öffnet. Mit dieser Veränderung des Zustands der
Überströmöffnungen soll erreicht werden, dass die untere Kammer verspätet aufgeblasen wird.
Auch bei dem erfindungsgemäßen low mounted Module kann natürlich ein Fangband vorgesehen sein, um die Überströmöffnungen zu öffnen oder zu schließen, und zwar passiv oder über einen Aktor betätigt.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibungen der nachfolgenden Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird.
In den Zeichnungen zeigen:
Figur 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen mid mounted Knie- Gassackmoduls Im aufgeblasenen Zustand,
Figur 2 eine schematische Draufsicht auf eine Ventilvorrichtung im geöffneten Zustand,
Figur 3 eine Seitenansicht der Ventilvorrichtung im geöffneten Zustand nach Figur 2,
Figur 4 eine schematische Draufsicht auf die Ventilvorrichtung nach Figur 2 in geschlossenem Zustand,
Figur 5 eine Seitenansicht der Ventilvorrichtung nach Figur 4 in geschlossenem Zustand,
Figur 6 eine Draufsicht auf eine bei dem erfindungsgemäßen Knie- Gassackmodul eingesetzte Ventilvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform,
Figur 7 eine Draufsicht auf eine weitere Variante der Ventilvorrichtung in geöffnetem Zustand,
Figur 8 eine Draufsicht auf die Ventilvorrichtung nach Figur 7 in geschlossenem Zustand,
Figur 9 eine Draufsicht auf noch eine weitere Variante der Ventilvorrichtung in geöffnetem Zustand,
Figur 10 eine Draufsicht auf die Ventilvorrichtung nach Figur 9 in geschlossenem Zustand,
Figur 1 1 eine schematische Schnittansicht durch den bei der Findung eingesetzten Gassack in zwei verschiedenen Entfaltungszuständen,
Figur 12 eine schematische Draufsicht auf eine weitere Ventilvorrichtung,
Figur 13 eine Schnittansicht durch die Ventilvorrichtung nach Figur 12,
Figur 14 eine Seitenansicht durch eine Variante des erfindungsgemäßen low mounted Knie-Gassackmoduls im vollständig aufgeblasenen Zustand, und
Figur 15 ein weiteres mid mounted Knie-Gassackmodul im vollständig aufgeblasenen Zustand.
In Figur 1 ist ein mid mounted Knie-Gassackmodul 10 dargestellt, welches in einer Instrumententafel 12 untergebracht ist, und zwar in dem schräg aufwärts neben den Schienbeinen nach oben verlaufenden Teil der Instrumententafel 12.
Ein Gassack 14 hat zum Beispiel drei in vertikaler Richtung X übereinanderliegende, längliche Kammern, nämlich eine untere Kammer 16, eine mittlere Kammer 18 sowie eine obere Kammer 20, die alle zueinander strömungsverbunden sind. Ein Modulgehäuse 21 kann einen Gasgenerator 23 aufnehmen, der strömungsmäßig unmittelbar mit der mittleren Kammer 18 gekoppelt ist, sodass die mittlere Kammer 18 zuerst aufgeblasen wird.
Die untere Kammer 16 verhindert im aufgeblasenen Zustand, dass die Beine und die Schienbeine nach oben wandern können und damit die Beine insgesamt beim Aufprall durchgedrückt werden. Ferner wird das Pendeln der unteren Extremitäten zumindest reduziert. Zudem kann ein Einschlagen der unteren Extremitäten in die Instrumententafel 12 bzw. die obere Begrenzung des Fußraums verhindert oder zumindest die Intensität des Auftreffens der unteren Extremitäten auf die Instrumententafel 12 bzw. die obere Begrenzung des Fußraums verringert werden.
Im Inneren des Gassacks 14 sind die Kammern 16-20 durch Trennwände 22, 24 voneinander abgrenzbar, wobei die Trennwand 22 zahlreiche und relativ große Überströmöffnungen 26 aufweist. Auch die Trennwand 24 hat zahlreiche
Überströmöffnungen 28, die in Figur 2 und in Figur 3 zu sehen sind. Die Ausrichtung der Überströmöffnungen 28 ist beispielsweise nebeneinander und vom Insassen ausgesehen horizontal verlaufend entlang einer in Figur 1 in die Zeichnung hineinragende Richtung Z, d. h. die in Figur 1 gezeigte Richtung X verläuft in Figur 3 vertikal.
Eine Ventilvorrichtung 30 ist so ausgebildet, dass sie die Überströmöffnungen 28 ab Erreichen eines vorbestimmten Entfaltungszustandes, d. h. während des Entfaltens, verschließt.
Die Ventilvorrichtung 30 umfasst eine flexible Wand 32, die ein Schließmittel darstellt. Die flexible Wand 32 ist, wie Figur 3 zeigt, auf Seiten der mittleren Kammer 18 an die Trennwand 24 aufgenäht. Die entsprechenden Nähte tragen das Bezugszeichen 34 und sind so ausgebildet, dass sie auch während des gesamten Entfaltungsvorgangs nicht reißen.
Zusätzlich ist die flexible Wand 32 parallel zur Längsrichtung der Ausrichtung der Überströmöffnungen 28 gefaltet. Die entsprechende Faltung ist in Figur 3 zu sehen und trägt das Bezugszeichen 36. Diese Faltung ist mit einer Reißnaht 38 temporär fixiert.
Im Überlappungsbereich der Trennwand 24 und der flexiblen Wand 32 ist die Trennwand 24 ebenfalls gefaltet, diese Faltung 40 verläuft vorzugsweise parallel zur Faltung 36 und ist in diesem Bereich über eine weitere Reißnaht 42 fixiert, sodass auch die Faltung 40 über einen Zeitraum beim Entfalten des Gassacks 14 erhalten bleibt.
Die flexible Wand 32 hat Öffnungen 44, die im Ausgangszustand mit den Überströmöffnungen 28 fluchten, sodass im Ausgangszustand die Überströmöffnungen 28 freiliegen.
Nach dem Entfalten des Gassacks 14 strömt Gas in die mittlere Kammer 18 und über die relativ großen Überströmöffnungen 26 in die obere Kammer 20 sowie über die Überströmöffnungen 28 in die untere Kammer 16.
Sobald ein gewisser Entfaltungszustand des Gassacks 14 erreicht ist, wird eine solch große Kraft in Richtung Y auf die Reißnähte 38, 42 ausgeübt, dass die Reißnähte 38, 42 zerstört und die Faltungen 36, 40 geöffnet werden. Durch die
Verschiebung der flexiblen Wand 32 relativ zur Trennwand 24 verschieben sich die Öffnungen 44 zu den Überströmöffnungen 28, sodass diese abgedeckt werden, wie in Figuren 4 und 5 dargestellt.
Die Kammer 16 wird damit nicht mit dem Druck gefüllt, der bei permanent offenen Überströmöffnungen 28 vorhanden wäre. Das bedeutet, die untere Kammer 16 besitzt einen niedrigeren maximalen Druck als die übrigen Kammern 18, 20, vorzugsweise um mindestens 40%.
Bei der Ausführungsform nach Figur 6 ist die flexible Wand 32 mit länglichen Schlitzen 46 ersehen, die im Bereich der Überströmöffnungen 28 der Trennwand 24 liegen. Solange kein ausreichender Zug auf die flexible Wand 32 in Richtung Y ausgeübt wird, können die Schlitze 46 aufklaffen, sodass die Überströmöffnungen 28 freiliegen. Wird jedoch ab Erreichen eines gewissen Entfaltungszustand genügend Zugkraft durch die nach außen drängende Außenwand des Gassacks 14 in Richtung Y aufgebracht, bleiben die Schlitze 46 zumindest im Wesentlichen geschlossen, sodass kein oder nur sehr wenig Gas in die untere Kammer 16 strömen kann.
Die Ausführungsform nach den Figuren 7 und 8 zeigen für jede Überströmöffnung 28 in der Trennwand 24 ein eigenes Schließmittel in Form einer flexiblen Wand 32, wobei die flexible Wand 32 durch Zugmittel in Form von Fangbändern 48 über die zugeordneten Überströmöffnungen 28 verschoben werden, wenn in Richtung Y ab einem bestimmten Entfaltungszustand eine Verschiebekraft aufgebracht wird. Die flexiblen Wände 32 können in Taschen zwischen zwei Textillagen, wobei eine die Trennwand 24 darstellt, verschoben werden.
Um sicherzustellen, dass erst ab Erreichen einer vorgegebenen Kraft und eines vorgegebenen Entfaltungszustand die Ventileinrichtung geschlossen wird, ist eine Reißnaht 38 vorgesehen, welche eine Faltung 36 in der Trennwand 24 und, falls vorhanden, in der darüber liegenden flexiblen Wand, im Anfangszustand hält und positioniert.
Figur 7 zeigt den Ausgangszustand mit geöffneten Überströmöffnungen 28 und einer intakten Reißnaht 38 und Figur 8 die geschlossenen Überströmöffnungen 28, nachdem die Reißnaht 38 zerstört und die Relativverschiebung zwischen den
Überströmöffnungen 28 und den flexiblen Wänden 32 erfolgt ist, die vor allem auch durch die Fangbänder 48 sichergestellt wird, welche an ihrem in den Figuren 7 und 8 gezeigten linken Enden außerhalb des Bereichs der Faltung. 36, d. h. genauer gesagt links von der Faltung 36, befestigt sind.
Bei der Ausführungsform nach den Figuren 9 und 10, zu der auch die Ausführungsform nach Figur 1 1 gehört, sind gleiche oder funktionsgleiche Teile oder Abschnitte mit den bereits erläuterten und eingeführten Bezugszeichen versehen, sodass auf diese nicht mehr extra eingegangen werden muss. Auf der Trennwand 24 ist eine Tasche 50 mit einer entsprechenden Kammer dadurch gebildet, dass auf der Trennwand 24 eine weitere flexible Wand 52 aufgenäht ist, siehe die Nähte 34. In der Tasche 50 ist das Schließmittel in Form einer gefalteten, flexiblen Wand 32 untergebracht ist, deren Faltung über eine Reißnaht 38 gesichert ist. Im vorliegenden Fall ist jedoch nur die flexible Wand 32 gefaltet, und die Reißnaht 38 erstreckt sich auch nur durch die flexible Wand 32.
Die flexible Wand 32 hat die Form einer Zunge, die an einem Ende über die Naht 34 fest mit der Trennwand 24 verbunden ist. Am entgegengesetzten Ende der Zunge sind Fangbänder oder ist zumindest ein Fangband 48 vorgesehen, dass durch Unterbrechungen in der Naht 34 verläuft.
In Figur 1 1 ist zu sehen, dass das Fangband 48 aus der Tasche 50 heraus verläuft und an dem Boden 54 der Kammer 16 an der Außenwand des Gassacks 14 befestigt ist.
Das Fangband 48 hat eine Überlänge, sodass es anfänglich nicht auf Zug belastet wird, wenn der Gassack noch nicht weitgehend entfaltet ist, wie anhand des Zustands der teilweise aufgeblasenen Kammer 16, die in Figur 1 1 mit unterbrochenen Linien dargestellt ist, zu sehen ist. Erst ab einem gewissen Entfaltungszustand wird das Fangband 48 auf Zug belastet und schiebt die flexible Wand 32, d. h. die Zunge, innerhalb der Tasche 50 vor die Überströmöffnungen 28, zu denen es entsprechend fluchtende Auslassöffnungen 60 in der Wand 52 gibt. Dies ist in Figur 10 gezeigt. Durch die Zugkraft, welche die Fangbänder 48 ausüben, wird auch die Reißnaht 38 zerstört.
Ein sternförmiges Schließmittel, ebenfalls in Form einer flexiblen Wand 32, ist in den Figuren 12 und 13 gezeigt. Die Strahlen 58 des Sterns sind an ihren freien äußeren Enden über Nähte 37 an der Trennwand 24 befestigt. Ein Fangband 48 erstreckt sich beispielsweise durch die mittlere Kammer 18 zu einer Reißnaht oder alternativ zu einem Aktuator.
Zu Beginn des Entfaltungsvorgangs kann Gas, wie in Figur 13 anhand der Pfeile dargestellt ist, durch die Überströmöffnung 28 hindurch und zwischen den Strahlen 58 in die untere Kammer 16 einströmen. Ab Erreichen eines vorbestimmten Entfaltungszustands wird ein Zug über das Fangband 48 auf die Reißnaht, mit der das Fangband 48 beispielsweise an einer Wand der Kammer 18 befestigt ist, ausgeübt, der die Reißnaht zerstört und zur Freigabe des Fangbandes 48 führt. Durch die Freigabe des Fangbands 48 wird kein Zug mehr auf die flexible Wand 32 ausgeübt und der in der mittleren Kammer 18 herrschende Druck drückt die flexible Wand 32 und somit das Zentrum des Schließmittels gegen die Trennwand 24 und schließt dadurch die Überströmöffnung 28. Alternativ kann das Fangband 48 aktiv gesteuert von dem Aktuator freigegeben werden.
Anstelle der in den vorhergehenden Ausführungsformen passiv betätigten Ventilvorrichtungen kann diese mit einem elektrisch betätigbaren pyrotechnischen Aktuator 100, der symbolisch in Figur 9 dargestellt ist, bewegt werden. Auch bei allen anderen Ausführungsformen kann ein solcher Aktuator verwendet werden.
Figur 14 zeigt ein low mounted Module, welches im eingebauten Zustand vorderhalb der Instrumententafel, d. h. an der im Bereich einer oberen Begrenzung des Fußraums angeordnet ist. Der Gassack 14 hat in der dargestellten Ausführungsform eine untere Kammer 16 und eine sich in Richtung weiter zum Fahrzeugheck erstreckende obere Kammer 20, die miteinander strömungsverbunden sind. In aufgeblasenem Zustand verlaufen auch diese vertikal vom Insassen aus gesehen und liegen übereinander, d. h. die obere Kammer 20 ist näher am Oberkörper als die untere Kammer 16.
Eingeblasen wird vom unteren Ende 62 der unteren Kammer 16 aus, wobei zwischen der unteren Kammer 16 und den Beinen des Insassen eine
Zusatzkammer 64 vorhanden ist, die sich an der unteren Kammer 16 abstützt und über diese befüllt wird.
Zwischen der unteren Kammer 16 und der Zusatzkammer 64 ist eine Trennwand 72 mit Überströmöffnungen 74 vorhanden. Die Dicke D1 des Gassacks 14 im Bereich der Zusatzkammer 64 ist in der dargestellten Ausführungsform größer als die maximale Dicke D2 der oberen Kammer 18, wobei die Dicke D1 und die Dicke D2 parallel zueinander gemessen werden und zwar senkrecht zu einer fiktiven Auflageebene E, mit der die Rückseite des aufgeblasenen Gassacks 14 fiktiv aufliegen würde. Dadurch weißt der dargestellte Gassack in der Seitenansicht eine L-Form auf.
Zwischen der unteren Kammer 16 und der oberen Kammer 20 kann optional nicht nur die Einschnürung 76 vorgesehen sein, sondern auch eine Trennwand 78 mit Öffnungen 80, über die Gas hindurchströmen kann.
Durch die Trennwand 72 und die relativ kleinen Überströmöffnungen 74 kann der Innendruck der Zusatzkammer 64 den Innendruck der unteren Kammer 16 während des gesamten Aufblasvorgangs nicht erreichen und liegt in einer Ausführungsform z. B. um wenigstens 30% unter dem maximalen Innendruck der unteren Kammer 16.
Auch hier kann eine Ventilvorrichtung vorhanden sein, ähnlich wie anhand der zuvor beschriebenen Beispiele. Im Unterschied zu den vorhergehenden Ausführungsformen werden hier allerdings die Überströmöffnungen 74 anfangs durch die Ventilvorrichtung, zum Beispiel eine flexible Wand 82 zuerst verschlossen und im Laufe des Entfaltungsvorgangs geöffnet. Hierzu kann beispielsweise ein oder mehrere Fangbänder 84 vorhanden sein. Die flexible Wand 82 ist beispielsweise über eine permanente Naht 86 an der Trennwand 72 befestigt.
Durch diese Ventilvorrichtung kann die Zusatzkammer 64 später befüllt werden, in einer Ausführungsform beispielswiese frühestens 20 ms bis 40 ms nach Auslösung des Gasgenerators 23.
Durch diese Zusatzkammer 64 wird eine Pendelbewegung reduziert und eine Überstreckung des Knies vermieden. Durch das langsame Entfalten der
Zusatzkammer 64 verliert diese zusammen mit der unteren Kammer 16 an Aggressivität.
Die Variante nach Figur 15 zeigt ein mid mounted Module mit einer unteren Kammer 16 einer mittleren Kammer 18, über die eingeblasen wird, und eine obere Kammer 20. In der oberen Kammer 20 ist ein innerer Gassack 90 vorgesehen, der eine oder mehrere Auslassöffnungen 92 besitzt. Diese Auslassöffnungen 92 werden über eine Ventileinrichtung 94 betätigt, beispielsweise über ein Fangband 96, welches ab einem bestimmten Entfaltungszustand die Ventilvorrichtung öffnet und so ein Durchströmen von Gas aus dem inneren Gassack 90 in die obere Kammer 20 erlaubt, sodass das Volumen im oberen Bereich vergrößert wird, denn bei einer Rückhaltung stehen das Volumen der Kammer 20 und des inneren Gassacks 90 zur Verfügung. Auch hier kommt das Überströmen in die Kammer 20 verzögert zustande, da das Abschälen der Ventileinrichtung 94 von den Auslassöffnungen 94 erst zu einem vorbestimmten Entfaltungszustand des inneren Gassacks 90 beginnt.
Claims
1. Knie-Gassackmodul, mit einem Gassack (14), der mehrere in aufgeblasenem Zustand übereinanderliegende vertikale Kammern hat, darunter eine mittlere, obere und untere Kammer (18, 20, 16), wobei die mittlere Kammer (18) direkt mit dem Gasgenerator (23) gekoppelt und zuerst aufgeblasen wird, wobei die untere Kammer (18) mit der mittleren Kammer (20) über mehrere Überströmöffnungen (28) strömungsverbindbar ist und eine Ventileinrichtung an den Überströmöffnungen (28) so ausgebildet ist, dass die Überströmöffnungen (28) zu Beginn des Entfaltungsvorgangs offen sind und die Ventileinrichtung die Überströmöffnungen (28) im Laufe des Entfaltungsvorgangs verschließt.
2. Knie-Gassackmodul nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilvorrichtung so ausgebildet ist, dass sie erst frühestens zwischen 20 ms und 40 ms nach zünden des Gasgenerators (23) die Überströmöffnungen (28) schließt.
3. Knie-Gassackmodul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilvorrichtung eine passive Einrichtung ist.
4. Knie-Gassackmodul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilvorrichtung mit einem Aktuator (100) gekoppelt ist, der auf ein
Signal hin die Ventilvorrichtung betätigt und den Öffnungszustand der Überströmöffnungen (28) ändert.
5. Knie-Gassackmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilvorrichtung ein Zugmittel aufweist, das ein Schließmittel ab Erreichen eines vorgegebenen Entfaltungszustand über die Überströmöffnungen (28) bewegt, um sie zu schließen.
6. Knie-Gassackmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schließmittel für die Überströmöffnungen (28) durch wenigstens eine flexible Wand (32) gebildet ist, die an einer Trennwand (24) zwischen der mittleren Kammer (18) und der unteren Kammer (16) angebracht ist und durch das Zugmittel vor der Fixierung gelöst wird.
7. Knie-Gassackmodul nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die flexible Wand (32) mehreren Überströmöffnungen (28) zugeordnet ist, um diese zu schließen.
8. Knie-Gassackmodul nach einem der Ansprüche 5-7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilvorrichtung eine flexible Wand (32) umfasst und in einem Ausgangszustand die flexible Wand (32) und/oder die Trennwand (24) zwischen der mittleren Kammer (18) und der unteren Kammer (16) in einem Überlappungsbereich der flexiblen Wand (32) und der Trennwand (24) gefaltet sind, insbesondere wobei die Faltung mit einer Reißnaht (38) fixiert ist, und die Faltung ab Erreichen eines vorgegebenen Aufblaszustandes geöffnet wird, um die Überströmöffnungen (28) zu schließen.
9. Knie-Gassackmodul, mit einem Gassack (14), der mehrere in aufgeblasenem Zustand übereinanderliegende vertikale Kammern hat, darunter eine untere und eine obere Kammer (16, 20), wobei die untere Kammer (16) direkt mit dem Gasgenerator (23) gekoppelt und zuerst aufgeblasen wird, wobei zwischen der unteren Kammer (16) und den Beinen des Insassen eine Zusatzkammer (64) vorhanden ist, die sich an der unteren Kammer (16) abstützt und über diese befüllt wird, wobei zwischen der unteren und der Zusatzkammer Überströmöffnungen (74) vorgesehen sind, die die Befüllung der Zusatzkammer (64) verzögern, wobei die Dicke (D1 ) des Gassacks im Bereich der
Zusatzkammer (64) größer als die maximale Dicke (D2) der oberen Kammer (20) ist, wobei die Dicke (D1 ) des Gassacks im Bereich der Zusatzkammer (64) insbesondere um wenigstens 20 % über der maximale Dicke (D2) der oberen Kammer (20) liegt.
10. Knie-Gassackmodul nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die
Überströmöffnungen (74) so klein ausgebildet sind, dass die Zusatzkammer (64) den Innendruck der unteren Kammer (16) nicht erreicht.
1 1 . Knie-Gassackmodul nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der maximale Innendruck der Zusatzkammer um wenigstens 30 % unter dem maximalen Innendruck der unteren Kammer (16) während des Aufblasvorgangs liegt.
12. Knie-Gassackmodul nach einem der Ansprüche 9-1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine Ventilvorrichtung vorgesehen ist, die so ausgebildet ist, dass sie zu Beginn des Entfaltungsvorgangs die Überströmöffnungen (74) verschließt und im Laufe des Entfaltungsvorgangs öffnet.
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