DE2036355A1

DE2036355A1 - Luftsack fur die Verwendung im Innen raum von Kraftfahrzeugen, wobei der unter Atmospharendruck oder etwas über Atmos pharendruck stehende Luftsack vor den Fahr zeuginsassen am Armaturenbrett des Kraft fahrzeuges befestigt ist

Info

Publication number: DE2036355A1
Application number: DE19702036355
Authority: DE
Inventors: William J Livonia Mich Sobkow (V St A)
Original assignee: Ford Werke AG, 5000 Köln Deutz
Priority date: 1969-09-29
Filing date: 1970-07-22
Publication date: 1971-04-01
Also published as: GB1289022A; US3614129A

Description

Patentanmeldung

Lufteaok für die Verwendung im Innenraum von Kraftfahrzeugen, wobei der unter AtmosphäVendruck oder etwas über AtroosphSrendruck stehende Luftsaok vor den Fahrzeuginsassen am Armaturenbrett des Kraftfahrzeuges befestigt

Die Erfindung betrifft einen Luftsack für die Verwendung im Innenraum von Kraftfahrzeugen, wobei der unter Atmosphärendruck oder etwas über Atmosphürendruck stehende Luftsack vor den Fahrzeuginsassen am Armaturenbrett des Kraftfahrzeuges befestigt ist.

Oeraäse dem Stand der Technik sind Luftsacke bekannt, die bei Erreichen einer gewissen Verzögerung schlagartig aufgeblasen werden und dadurch kissenartig die Bewegung des Fahrzeuginsasaen relativ zum Fahrzeuginneren abfangen sollen.

ÜS-54 / 14. Juli 1970

-Ia-

1098U/U04

SIb der Qe.ell.ch.ft: Köln · Reatatergericht KMaHRB 84 · Voreltzender de· Auf.fcht.rate.: Max Ueber■ Vor.Und: Johri, ^Banning,Vor.»zender Dr Klaue B Amedlck · Han.-Adolf Barthelmeh · Wilhelm Inden · Paul H.Kuhn · Hermann MHer · Han· Schaberger

3te»vertretend: Horst Bergem.nn · Hane-Joachlm Lehmann

2Ü36355

Es sind auch bereits Luftsäcke vorgeschlagen worden, die nicht bei Erreichen einer bestimmten Verzögerung aufgeblasen werden sondern im Normalbetrieb des Fahrzeuges die für den Unfallfall gewünschte Form bereits besitzen. Derartige statische Luftsäcke enthalten im Inneren einen bestimmten Betrag eines Gases, beispielsweise Luft bei einem Druck, der dem Atmosphärendruck entspricht oder etwas darüber liegt. Diese Luftsäcke können so konstruiert werden, dass sie sich stilistisch einwandfrei harmonisch in den Innenraum des Fahrzeuges einfügen.

Sowohl der dynamisch wirkende als auch der statisch wirkende Luftsack besitzt die Eigenschaft, dass der Gasdruck im Inneren erhöht wird, wenn ein Fährzeuginsasse auf ihn aufprallt. Besitzt der Luftsack ein Entlüftungsventil, so wird nach Erreichen einen vorherbestimmbaren Druckes das Gas aus dem Luftsack ausströmen.

US-5^ / 14. Juli 1970

1098U/U04

Bei den Konstruktionen goniäss dem Stand der Technik treten Schwierigkeiten auf, da Körperpartien von Fahrzeuginsassen verschiedener Grösse auf den Luftsack auftreffen können. So haben beispielsweise Tests ergeben, dass bei einem sitzenden Fahrzeuginsassen die Knie des Fahrzeuginsassen innerhalb einer relativ kleinen Fläche auf den Luftsack auftreffen, und zwar in der Regel als erste Teile des Körpers, die den Luftsack berühren, während später relativ grosse Teile des menschlichen Körpers, so beispielsweise die Brust, auf den Luftsack auftreffen.

Es hat sich nun herausgestellt, dass dieser Situation mit bekannten Einrichtungen nur schwer Rechnung getragen werden kann. So kann beispielsweise das erste Auftreffen der Knie des Fahrzeuginsassen in einem relativ kleinen Bereich dazu führen, dass diese Körperteile durch den Luftsack durchstossen und trotz des Vorhandenseins des Luftsackes an harte Fahrzeugteile anschlagen. Zwar kann dem durch Erhöhung des Druckes und durch andere Massnahmen Rechnung getragen werden, doch würde eine solche Massnahme zur Folge haben, dass grössere Körperpartien, so beispielsweise die Brust des Fahrzeuginsassen, nur ungenügend abgefedert werden.

Entsprechend ist es das Ziel der Erfindung, eine Konstruktion vorzuschlagen, die diesen Schwierigkeiten Rechnung trägt und einen Luftsack betrifft, bei dem verschiedene Partien des Luftsackes auch verschieden ausgebildet sind, um entsprechend den unterschiedlichen auftreffenden Flächen eine verschieden grosse Härte der Abfederung zu bewirken.

Dieses Ziel wird dadurch erreicht, dass der Luftsack durch Trennwände in verschieden grosse Zellen unterteilt ist.

Vorteilhafterweise befinden sich die grösseren Zellen im oberen Bereich des Luftsackes und die kleineren Zellen im unteren Bereich desselben. Dadurch wird beispielsweise für die Knie eine harte Abfederung erreicht, die ein Durchschlagen dieser Körperteile verhindert, während im oberen Bereich, wo Kopf und Brust aufschlagen, infolge der geringeren spezifischen Pressung eine weichere Federung angebracht ist.

US-5^ / 14. Juli 1970 - - 3 -

109814/1404

Ü3G355

Zwischen den_teinzelnen Zellen können Verbindungsöffnungen angeordnet sein. Insbesondere kann das zwischen den grossen Zellen unter sich und den kleinen Zellen unter sich geschehen.

Weiterhin kann der Luftsack durch ein Ventil, das nach Erreichen eines vorherbestimmten Druckes öffnet, mit der Aussenatmosphäre verbunden sein.

Das Innere der Zellen kann mit einem offenporigen Kunststoffschaum ausgefüllt sein. Dadurch wird infolge der Drosselwirkung beim Durchströmen des Gases durch den Kunststoffschaum ein erhöhter Betrag an Arbeit vernichtet.

Die Erfindung wird erläutert anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht der erfindungsgemässen Anordnung, teilweise geschnitten;

Fig. 2 die Anordnung nach Fig. 1, wobei jedoch der Fahrzeuginsasse in der Position gezeichnet ist, bei der er gegen den Luftsack geschleudert wird;

Fig. 3 eine Draufsicht auf die Anordnung gemäss Fig. 1 und 2;

der Anordnung Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie 4-4/nach Fig. j5;

Fig. 5 einen Teilschnitt entlang der L'.nie 5~5 der Anordnung nach Fig. }.

Wie insbesondere aus den Figuren 1 bis 3 hervorgeht, ist das Kraftfahrzeug insgesamt mit 10 bezeichnet. Es besitzt ein Dach 12, eine Windschutzscheibe 14 und ein Bodenblech 16. Das Armaturenbrett ist mit 18 bezeichnet. Diese Teile bilden einen Fahrzeuginnenraum 20. Innerhalb des Fahrzeuginnnenraumes 20 ist ein nach vorn gerichteter Sitz 22 am Bodenblech 16 befestigt.

US-54 . 14. Juli 1970 - 4 -

1 0 9 8 1 Δ / 1 /. (K BAD ORIGINAL

;_: U 3 6 3 5 5

-Jr- 5

In der Fig. 1 ist ein Fahrzeuginsasse in der Sitzposition dargestellt und mit 24 bezeichnet.

Rechts von der Lenksäule 25 (Fig. 3) ist am Armaturenbrett 18 ein Luftsack befestigt, der im Detail unten beschrieben wird. Es ist Zweck dieses Luftsackes, Fahrzeuginsassen bei einer grossen Verzögerung des Fahrzeuges aufzufangen. Die Position des Fahrzeuginsassen 24 für den Fall, dass er infolge einer grossen Verzögerung nach vorn geworfen wird, ist in der Fig. 2 dargestellt. Aus dieser Darstellung geht hervor, dass ein Fahrzeuginsasse 24 zunächst mit seinen Knien 28 auf den unteren Bereich des Luftsackes 26 auftrifft. Nach diesem Auftreffen der Knie wird die Brust 30 des Fahrzeuginsassen gegen den oberen Bereich des Luftsackes gestossen. Diese beiden Auftreffbewegungen bewirken eine Deformation des Luftsackes und erhöhen den Innendruck in demselben in der Weise, dass einem weiteren Eindringen von Körperteilen in den Luftsack ein Widerstand entgegengesetzt wird.

Einzelheiten der Konstruktion des Luftsackes gehen aus den Figuren 4 und 5 hervor. Es ist hier noch darauf hinzuweisen, dass der Luftsack 26 eine statische Konstruktion darstellt, d. h. ,er wird nicht im Falle des Auftretens einer starken Verzögerung aufgeblasen, sondern besitzt seine Form auch im Normalzustand. Es ist dabei möglich, dass der Innendruck etwas oberhalb des Atmosphärendruckes liegt. Es ist jedoch möglich, dass die Grundsätze dieser Erfindung auch auf Luftsäcke übertragen werden können, die bei Erreichen eines bestimmten Wertes an Verzögerung schlagartig aufgeblasen werden.

Der Luftsack 26 besitzt eine Aussenhaut 32, die aus flexiblen und deformierbarem Material besteht. Der Luftsack 26 kann seine Form infolge der Gestaltung der Aussenhaut 32 selbst aufrecht erhalten; es ist jedoch auch möglich, dass der Innenraum mit einem offenporigen Schaum sehr niedriger Dichte ausgefüllt ist, etwa mit Polyurethanschaum.

Der Luftsack, der durch die Aussenhaut 32 begrenzt wird, ist ±i einen oberen und einen unteren Abschnitt durch eine horizontal verlaufende Trennwand 3²J unterteilt. Oberhalb der horizontal verlaufenden Trennwand 34 und begrenzt von dieser und der Aussenhaut 32 sind eine Vielzahl von oberen, vertikal verlaufenden Trennwänden 36 angeordnet, die diesen Teil des Luftsackes in eine

US-54 / 14. Juli 1970 10 9 8 14/1404 - 5 -

ORiO[NALINSPECTED

.036355

*■'■

Vielzahl von Zellen 38 unterteilen. Unterhalb der horizontal verlaufenden Trennwand 34 und zwischen dieser und der Aussenhaut 32 kann eine Vielzahl von unteren, vertikal verlaufenden Trennwänden 40 angeordnet sein, die diesen Teil des Luftsackes unterhalb der horizontal verlaufenden Trennwand 34 in eiae Vielzahl von Zellen 42 unterteilen. Wie insbesondere aus der Figur 5 hervorgeht, sind die Zellen 38 beträchtlich grosser im Volumen als die Zellen 42. Dieser Unterschied wird später erläutert.

Beim hier dargestellten Ausführungsbeispiel besteht der Luftsack 26, die horizontal verlaufende Trennwand 34 und die vertikal verlaufenden Trennwände 36 und 4O aus demselben Material wie die Aussenhaut 32. Es ist jedoch auch eine getrennte Ausführung denkbar.

Zwischen den einzelnen Zellen können Verbindungsöffnungen vorgesehen sein. Wie insbesondere aus der Figur 5 hervorgeht, ist jede der unteren Zellen mit zumindestens einer der anderen Zellen durch Öffnungen 46, die sich in den Trennwänden 40 befinden, verbunden. In ähnlicher Weise sind die Zellen 38 durch Öffnungen 44 in den vertikal verlaufenden Trennwänden 36 miteinander verbunden. Die Grosse der Öffnungen 14, 40 und 46 müssen nicht gleich sein. Veränderungen in der Grosse dieser-Öffnungen können vorgenommen werden und dienen insbesondere dazu, die Druckerhöhung in den verschiedenen Bereichen des Luftsackes abhängig von der Gestalt desselben und von der Lage der Flächen, auf die der Körper des Fahrzeuginsassen voraussichtlich auftreffen wird, zu steuern. Die Notwendigkeit, hier eine unterschiedliche Grosse von Öffnungen vorzusehen, kann leicht empirisch an einem Ausführungsbeispiel ermittelt werden.

Der Teil des Luftsackes, der sich oberhalb der horizontal verlaufenden Trennwand 34 erstreckt, wird durch das Ventil 48 in die Atmosphäre hinein entlüftet. Das Ventil 48 begrenzt den Druck in den Zellen 38 auf einen bestimmten Betrag und erlaubt,daß Luft aus diesen Zellen in die Atmosphäre strömt, wenn dieser Druckwert erreicht ist. Eine gleiche Anordnung kann auch bei den unten angeordneten Zellen vorgenommen werden, obwohl in dem Ausführungsbeispiel eine solche Anordnung nicht gezeigt ist. Obwohl bei dem Ausfiihrungsbeispiel eine Verbindung zwischen den oberen und unteren Zellen nicht gezeigt ist, kann sie vorgenoianen werden, wenn es das spezielle AusfUhrungsbelspiel der Erfindung er-

tf 1098 U/UO* «bow»*-■'■

•J36355

Der Luftsack 26 wird so innerhalb des Fahrzeuginnenraumes 20 angeordnet dass die kleineren Zellen 42 gegenüber den Knien 28 des Fahrzeuginsassen ^ im Liegen kommen, wie es in der Figur 1 dargestellt ist. Die oberen Zellen 38 liegen dann im wesentlichen gegenüber dem Brustbereich des Fahrzeuginsassen.

Die oberen Zellen 38 sind grosser als die unteren Zellen 42, da die Auftrefffläche der Brust 30 grosser ist als die Aufprallfläche der Knie 28. Wenn sich der Fahrzeuginsasse 24 nach vorn bewegt infolge einer grossen Verzögerung des Fahrzeuges, werden die Knie 28 zunächst gegen den unteren Bereich des Luftsackes 26 stossen und auf die unteren Zellen 42 auftreffen. Obwohl der Aufprallbereich der Knie klein ist mit einer daraus resultierenden relativ kleinen Verformung der Zellen 42 wird doch die Druckerhöhung innerhalb der Zellen 42 schnell vor sich gehen, so dass ausreichend rasch eine Abfederung der Knie 28 erfolgt und die Knie davon abgehalten werden, gegen feste Teile im Inneren des Fahrzeuges, die sich hinter dem Luftsack befinden, zu stossen. Diese rasche Druckerhöhung Jn kleinen Zellen 42 infolge einer an sich kleinen Verformung des drumherumliegenden Luftsackes ist darauf zurückzuführen, dass ein Gasvolumen sich mit dem auf das Volumen wirkenden Druck verändert.

Auf den Aufprall der Knie 28 auf den Luftsack 26 folgt der Aufprall der relativ grossen Fläche der Brust 30 gegen den oberen Bereich des Luftsackes. In diesem Bereich befinden sich die Zellen 38. Da die oberen Zellen 38 relativ · gross sind, ist eine entsprechend grosse Verformung notwendig, um eine Druckerhöhung in diesen Zellen in der Weise zu erreichen, dass die Brust des Fahrzeuginsassen ausreichend weich abgefangen wird. Die Deformation, hervorgerufen durch den Aufprall der Brust gegen den Luftsack,bewirkt eine entsprechende Druckerhöhung. Der Druckaufbau in den Zellen 38 ist natürlich begrenzt, da durch das Ventil 38 nur ein D oickaufbau bis zu einem Betrag zugelassen wird, bei Erreichen dessen Luft durch das Ventil in die Atmosphäre abgeblasen wird. Durch dieses Austreten von Luft aus dem Luftsack heraus wird ein schädliches Zurückprallen des Körpers des Fahrzeuginsassen vermieden, das sich an einen Aufprall des Körpers auf den Luftsack anschliessen könnte. Dadurch wird für die verschieden grossen Aufprallflächen des menschlichen Körpers bezüglich der Ausbildung des Luftsackes eine unterschiedliche Struktur geschaffen, die dem Rechnung trägt und ein weiches Abfedern und die Verhinderung eines Durchschlagene aller Körperteile zur Folge hat. üS-54 / 14. Juli 1970 . 10S8U/U0A

Claims

Patentansprüche

,uftsack für die Verwendung, im Innenraum von. Kraft fahrzeugen., wobei dier unter Atmosphärendruek oder etwas über Atmosphärendruck stehende Luftsack vor den Fahrzeuginsassen am Armaturenbrett des Kraftfahrzeuges befestigt ist, dadurch. gekennzeichnet, dass der Lnnftsack (26) durch Trennwände (3>4, J8, 4g) in verschieden grosse Zellen 08, 42) unterteilt ist.
2. Luftsack nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass grössere Zellen (38) im oberen Bereich des Luftsackes (26) waä. kleinere Zellen (42) im unteren Bereich desselben angeordnet sind.
3. Luftsack nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den einzelnen Zellen (38, 42) Verbindungsöffnungen (44, 46) angeordnet sind.
4. Luftsack nach den Ansprüchen 1 bis J, da durch gekennzeichnet , dass der Luftsack (26) durch ein Ventil (28), das nach Erreichen eines vorher bestimmten Druckes öffnet, mit der Aussenatmosphäre verbunden ist.
5. Luftsack nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Innere der Zellen (38, 42) mit offenporigem Kunststoffschaum ausgefüllt ist.

US-54 / 14. Juli I97O

10 9 8 14/1 /■ 0 i