CN110087957B - 前部安全气囊 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种前部安全气囊，其具有由前壁(12)和周壁(14)构成的外罩，其中，在周壁(14)上设置有用于将前部安全气囊(10)与车辆牢固紧固的固定区段(20)，其中前壁(12)构成用于车辆乘员的碰撞面并且在外周边缘(16)上环绕地与周壁(14)的外周边缘(18)的第一区段(18a)连接。前壁外周边缘(16)的长度与周壁外周边缘(18)的第一区段(18a)的长度相等，且至少周壁外周边缘(18)的第二和第三区段(18b，18c)相互连接，其中前壁(12)针对安装定向具有纵向(L)，该纵向通过前壁(12)的下部端部和上部端部限定，且前壁(12)针对纵向(L)在一侧具有侧向凸出部(24)并且是非镜像对称的。

Description

前部安全气囊

技术领域

本发明涉及一种特别是用于副驾驶员的前部安全气囊。

背景技术

车辆方向盘以外的前部安全气囊主要组装在副驾驶员座椅区域中的仪表盘中。在已知的设计中，气囊具有在充气状态中指向副驾驶员的前壁，该前壁构成用于承接车辆乘员的碰撞面。这个前壁通常相对竖直方向倾斜延伸，使得车辆乘员能够以头部和上身沉入气囊中。在已知的前部安全气囊中，前壁沿着其外周边缘与一般来说漏斗形的周壁连接，该周壁在背向前壁的背侧上具有吹气口，经由该吹气口对气囊进行充气并且该吹气口通常还构成固定区段，该固定区段能够实现整个前部安全气囊在仪表盘上的紧固。在这种本身已知的气囊中，前壁基本上具有矩形的或六角形的外形，其中，角部当然是经倒圆的。

即使在不同类型的正面碰撞中，其中也包括部分偏移的正面碰撞，也争取尽可能全面地保护车辆乘员的头部和上身。在这样的碰撞中、例如重叠约35％和入射角为相对车辆纵轴线向外偏移15°，应该特别是由前部安全气囊承接车辆乘员的头部。

发明内容

本发明的目的是：提供一种改进的前部安全气囊，该前部安全气囊特别是在重合

小的正面碰撞中提供对车辆乘员的头部和上身的良好保护。

根据本发明的前部安全气囊具有由前壁和周壁构成的外罩，其中，在周壁上设置有用于将前部安全气囊与车辆牢固紧固的固定区段。前壁构成用于车辆乘员的碰撞面并且在外周边缘上环绕地与周壁的外周边缘的第一区段连接、特别是缝合。前壁外周边缘的长度与周壁外周边缘的第一区段的长度相等。至少周壁外周边缘的第二和第三区段相互连接，以便将周壁沿着周向封闭。所述前壁具有针对安装定向(以此是指前部安全气囊的安装的充气状态)的纵向，该纵向通过前壁的下部端部和上部端部限定。通常所述纵向在前视图中在安装的、经充气的前部安全气囊上竖直延伸。所述前壁针对纵向在一侧具有侧向凸出部并且构造为关于纵向非镜像对称。在此，概念“侧向的”涉及的是相对安装的、经充气的前部安全气囊的前壁的前视图和前壁的然后针对纵向位于侧边的边缘。这些侧边缘之一在此比相对置的侧边缘向外弯曲得明显得多并且可以说形成突出的、经充气的耳朵。这种不对称的形状扩大了碰撞面并且改善了在部分偏移的碰撞时对车辆乘员的保护。

优选地，凸出部在安装的充气状态中位于前部安全气囊的指向车辆客舱的那侧上。

所述周壁优选构造为基本上漏斗形的，其不必是对称的。所述周壁优选向着固定区段连续变小，并且固定区段位于前部安全气囊的直径最小的区域中。

如果周壁的外周边缘的第一区段具有与前壁的侧向凸出部镜像对称的侧向凸出部，那么能够实现前壁的更加稳定的形状以及更平坦的成形

其中，这两个凸出部在其外周边缘上直接紧靠地固定。因此通过在否则对称的形状上添加凸出部并不明显改变前部安全气囊中的拉力。

所述固定区段限定所谓的固定平面，该固定平面通常还构成气囊的通入口。

为了防止气囊在充气时围绕基本上沿着车辆方向延伸的轴线转动，所述前壁针对充气的安装状态具有通过固定区段构成的吹气口以及与该吹气口直接对置的前壁区段。所述前壁只在所述前壁区段上部是不对称的和/或在那里具有凸出部，由此由流入的气体施加到前壁上的力是对称的。

在一种优选的实施方式中，在前部安全气囊的充气状态中，下文进一步阐述的平面穿过由固定区段构成的吹气口的中心向前向着前壁延伸。所述前部安全气囊具有通过固定区段构成的、用于在模块侧紧固的固定平面。在前部安全气囊的充气的安装状态中，所述平面穿过由固定区段构成的吹气口的中心延伸并且在基本上水平的线中与固定平面相交。该平面向着与吹气口直接对置的前壁区段延伸，其中，前壁的侧向凸出部沿着纵向并且相对所述平面错开地设置。

前壁的侧向凸出部与所述平面错开地延伸并且因此不延伸到该平面中。流入的气体(该气体碰到前壁上)的主流入方向通常也沿着这个平面延伸。当所述凸出部处于这个平面中时，气囊则在展开时发生转动，该转动会对负荷值产生负面影响。然而如果前壁在所述平面的区域中基本上对称，那么通过冲击气体在假想的中心线(该中心线在这个区域中还构成对称线)的左侧和右侧引入的力是相等的。由此不发生气囊由于流入的气体之故的旋转。

这种设置特别是具有以下效果：前壁在经充气的气囊中的定向与没有凸出部的气囊形状相比不发生显著变化，并且前壁在经充气的气囊中与具有相同尺寸的、但没有凸出部的对称的气囊相比不发生翻转。

根据本发明的设计因此能够通过简单的方式与不同的车辆几何结构匹配。还可以简单地使用不对称的前壁形状，而前壁的主要定向在前部安全气囊的充气状态中不发生显著变化。

上述穿过吹气口中心延伸的平面特别是垂直于固定平面延伸。

在安装的、经充气的前部安全气囊的前壁的前视图中，凸出部由此沿着纵向相对固定区段推移、特别是向上推移，以便为头部提供较大的约束面

因此优选地，前壁在凸出部中比在假想平面的区域中宽，其中，宽度的增量例如可以为约20至100％。

前壁针对安装的充气状态优选具有假想的竖直中心线。前壁有益地在穿过吹气口中心延伸的平面的区域中关于所述中心线对称、而在侧向凸出部的区域中关于所述中心线非镜像对称。

在一种优选的实施例中，前壁针对前部安全气囊的安装的展开状态在前述限定的平面下部构造为关于所述中心线镜像对称，而在该平面上部至少在凸出部的区域中构造为关于中心线非镜像对称。已经得到证实的是：主要在(安装状态中的)前部安全气囊的上部区段中需要增大前壁以用于在偏移的正面碰撞时承接车辆乘员。因此可能的是：维持前部安全气囊在该前部安全气囊下部区段中具有对称结构的传统设计(这保证了气囊在充气时的稳定性)和在上部区域中仅仅在一侧将凸出部添加到车辆客舱中。

前壁的每个法向量优选沿着中心线位于垂直地竖立在固定平面上的平面中，该前壁因此与对称的前壁相比不发生翻转并且与在否则相同成形的前部安全气囊中的没有凸出部的前壁具有基本上同样的定向。

穿过吹气口中心延伸的平面在固定区段以外与前侧面外周边缘相交于两个交点上，其中，沿着周壁的相应侧从这些交点中的每一个交点起到固定区段的路段长度优选基本上相等。这些几何条件的作用还在于：前壁保持其在未设置凸出部的情况下具有的同样定向。

周壁外周边缘优选通过第一、第二、第三区段以及固定区段构成，所述固定区段位于第二与第三区段之间，并且第二和第三区段的长度相等。在制造前部安全气囊时，例如将前壁与周壁在其第一区段处相互连接并且将周壁的第二和第三区段叠置和例如通过缝合、焊接或粘接相互连接，由此留出的固定区段构成在周向上封闭的吹气口。

所述周壁优选能够设计为一个唯一的、连在一起的坯件，该坯件能够作为整体平面展开。当然可以由不同的、单独制造的区段组成这个坯件，而且也可以考虑将这个坯件的各个区段单独地与前壁连接。然而原则上可以将周壁构成为上述形式。

同样优选地可以将前壁构成为唯一的、连在一起的坯件，其中，完全如对于周壁那样适用的是：前壁在实际的前部安全气囊中可以通过多个单独制造的坯件得以实现。

前壁和周壁优选能够分别相互独立地、也就是说，在还未彼此靠紧紧固的状态中平面地展开，这简化了各个坯件的制造。在正常情况下可将相应的外周边缘的几何形状选择为，使得可以通过如下方式将外周边缘的需局部相互靠紧固定的部分区域连接，即，将前壁和周壁的相应区段平面地叠置。为此有益的是：不仅前壁外周边缘的长度与周壁外周边缘的长度精确一致，而且曲率也没有区别。特别是在凸出部的区域中，重叠设置的区段的曲率精确一致。

附图说明

下面借助实施例并参照附图详细说明本发明。附图中示出：

图1是根据现有技术的用于传统的、对称的前部安全气囊的坯料；

图2是图1所示的坯料在两个用于周壁的坯件的其它设置结构中；

图3是用于根据本发明的前部安全气囊的坯料在类似于图1坯件的设置结构中；

图4是图3所示的坯料在类似于图2坯件的设置结构中；

图5是根据本发明的前部安全气囊在安装和充气状态中的示意性剖视图，其用于说明几何比率；

图6和7是用于根据本发明的前部安全气囊的前壁的几何形状的示意图，其用于不同的气囊几何形状；

图8是在制造根据本发明的前部安全气囊中的可能的另外的步骤。

具体实施方式

图1和2示出了根据现有技术的前部安全气囊100的坯料。

前部安全气囊100的外罩由前壁112和周壁114组成。在图1选出的视图中，前壁112的和周壁114的坯料分别示出为一个唯一的、一体的坯件。

为了由前壁112和周壁114制造前部安全气囊100，将前壁112的外周边缘116环绕地与周壁114的外周边缘118的第一区段118a连接。另外，将周壁外周边缘118的第二区段118b与该周壁外周边缘的第三区段118c连接。

在外周边缘118中，在第二区段118b与第三区段118c之间的中心留空有固定区段120，该固定区段在成品的前部安全气囊100中用于将整个前部安全气囊100与车辆牢固紧固，并且该固定区段在此同时构成用于使填充气体进入的吹气口。

一般来说在前部安全气囊100中在模块壳体上进行与车辆的牢固紧固，所述模块壳体紧固在车辆的仪表盘19中，使得前部安全气囊100能够用于保护副驾驶员(在图5中示出)。

图2示出了前壁112和周壁114的平面展开的坯料的其它示图，在该示图中，周壁114沿着分离线122分为两个镜像对称的部分，这两个部分在充气的前部安全气囊100中构成两个对置侧114a、114b。分离线122穿过固定区段120，使得该固定区段同样分为两个部分。

周壁114的侧114a、114b位于设置在中心的前壁112旁的左侧和右侧，其中，周壁114的第一外周边缘区段118a相应面向前壁112的外周边缘116的如下区域，所述第一外周边缘区段后期与该区域连接。

在图1和2中示出的前部安全气囊100在充气状态中关于竖直延伸的中心线M对称，该中心线在附图中将前壁112沿着其纵向L在中心分为两个镜像对称的半部。纵向L在安装定向中相当于通过前壁112的下部端部和上部端部限定的方向，使得前壁112的在图中的上部端部在后期在安装在车辆中的情况中还构成前部安全气囊100在充气状态中的上部点。

一假想的线S从固定区段120的一个半部起经由周壁114的第一侧114a、前壁112和周壁114的第二侧114b延伸到固定区段120的第二半部(另参见图5)。在图2示出的视图中，线S构成连续的路段。若将坯件如在图1中那样分开，那么区段S分布在前壁112的短侧上以及在从周壁114的外周边缘118的固定区段120到第一区段118a的最小距离上。在图2示出的实施方式中，路段S还穿过固定区段120延伸，这些固定区段然后在后期构成吹气口。

围绕所有坯件画出整个外轮廓A，该外轮廓利用点线标出。该外轮廓A预先给定一个已知的和经常使用的所谓的SQS气囊(方形袋)的基本尺寸，所述SQS气囊具有基本上矩形的或六角形的对称碰撞面。通过改变前壁112的尺寸以及周壁114(在该周壁中维持关于中心线的对称以及该周壁114的两侧114a、114b的轮廓的对称)的两侧114a、114b的尺寸，能够使这样的气囊简单和灵活地适应不同的安装情况，其中始终获得对称的气囊。

图3和4示出用于根据本发明的前部安全气囊10的与图1和2一样的视图。在图4中出于显示的原因用实线示出前壁12，而周壁14的两侧14a、14b则利用虚线画出。

在根据本发明的实施方式中，前壁12关于中心线M和纵向L并不是完全、而仅仅是局部镜像对称的。

在前壁12的位于图3和4的上部区域中构造有单侧的侧向凸出部24，该侧向凸出部垂直于纵向L超过前壁12的剩余轮廓伸出。这在这个实例中是与现有技术的前部安全气囊100的基本上椭圆形的前壁112的唯一不同之处。与这个前壁相比，前壁12垂直于纵向L的宽度在凸出部24的区域中提高了约20％至100％。

在周壁14的附属的第一侧14a中构造有镜像对称的凸出部26。除此之外，周壁14的第一侧14a也与现有技术具有相同的形状。需注意的是：根据图4上下叠置地示出了各个坯件，并且凸出部24、26相应地还未相互缝合。

如图4示出的那样，当周壁14沿着分离线22分开并且坯件以图2说明的设置结构设计时，凸出部24、26搭接。这说明：前壁12和周壁14的外周边缘16、18依然能够如在现有技术中那样完全一样地相互连接，其中，仅仅额外地将前壁12和周壁14中的两个凸出部24、26沿着其外轮廓相互连接。前壁外周边缘16依然与周壁外周边缘18的第一区段18a具有同样的长度。周壁14的两个其它的区段18b、18c在空出固定区段20的情况下相互连接。相互连接的凸出部24、26在充气的前部安全气囊10中可以说产生从否则关于纵向L对称的前壁12上侧向突出的、充气的耳朵。

整个外轮廓A对于根据本发明的前部安全气囊10来说与现有技术的前部安全气囊相同。因此可以根据用于已知的SQS气囊的同样的原理毫无问题地改动前壁12和周壁14的外轮廓的主要形状。

在根据本发明的前部安全气囊10中也能够如上所述地限定假想的线S。该假想的线S在此在正常情况下也画出了最短的路段，该路段从固定区段20起经由周壁14的第一侧14a、前壁12和周壁14的第二侧14b延伸回到固定区段20。

已经得到证实的是：如果凸出部24不位于一个平面E中，那么凸出部24、26的额外的体积并不影响前部安全气囊10在充气状态中的定向。这个平面E穿过吹气口50的中心Z延伸(参见图5)并且优选垂直于固定平面EF延伸并且在一根基本上水平的线中与固定平面EF相交。这根水平线根据图5垂直于绘图平面穿过点Z延伸。

平面E通常还沿着气体的主流入方向延伸到前部安全气囊中。这意味着：前壁12与吹气口直接对置的区段(所述平面向着该区段延伸)也是在展开时吸收主要负荷的那个区域。在这个区段中，前壁设计为关于中心线M对称，使得力均匀地作用到气囊上。

在此处示出的实例中，凸出部24在图3至7中位于假想的线S和平面E上部。线S可与平面E相交或者至少局部沿着该平面E延伸。

在位于线S和平面E下部的区域中，前壁12关于纵向L对称，使得中心线M在此也构成前壁12的这个区域的对称线。

然而在前壁12的位于线S或平面E上部的区域中，该前壁并不是关于纵向L和中心线M镜像对称的，这是因为凸出部24只设置在一侧上。

如在图5中示出的那样，垂直于固定平面EF的法线N与前壁12的交点P₁位于中心线M上。在根据本发明的实施方式中，前壁12的法向量V沿着中心线M位于垂直地竖立在固定平面EF上的平面中。平面E在固定区段20之外与前壁外周边缘16相交于两个交点P₂上，其中，沿着周壁14的相应侧14a、14b从这些交点P₂中的每一个交点到固定区段20的路段长度基本上相等。

在凸出部24的区域中，垂直于中心线M的假想的切割线W(参见图4)(该切割线限定前壁12的宽度)并不通过所述中心线M在中心被分开。

如图6和7示出的那样，凸出部24(和周壁14的相应的凸出部26)可以通过多种多样的方式构成。然而如果凸出部24相对传统的气囊在平面E(针对充气状态)的区域中或线S(针对坯件的展开状态)的区域中不改变前壁的形状、也就是说仅仅构造在平面E或者线S的上部和/或下部，那么已经证实为有利于前部安全气囊10在充气状态中的定向。

图6和7还示出了对凸出部24在用于基本的SQS气囊的不同造型的基本形状的前壁12中的比较，其中，假想的线S不必在纵向上从中心将前壁12分开(参见7)。

可能情况下会是必要的是：调整前部安全气囊10的体积，以便改善前部安全气囊10在充气状态中的形状。在这种情况中，可以如在图8中示出的那样通过如下方式将周壁14延长一小部分△，即，从固定区段20出发在周壁外周边缘18的第三区段18c的区域中添加约5°至10°的圆弧段。以此能够对前壁12和周壁14的外周边缘16、18a在凸出部24、26区域中的长度L₁和L₂的可能偏差进行补偿。

前部安全气囊10设置为：凸出部24指向车辆客舱，以便特别是在发生偏移的正面碰撞时保护车辆乘员。

在此例如通过缝合进行各个外周边缘区段16、18a、18b、18c的连接，然而也可以通过粘接或焊接实现所述连接。在一定情况中也可考虑将前壁12和周壁14的各个区段相互构造为一体的。

特别地，前壁12和周壁14的坯件中的每一个坯件不言而喻地可以要么一体地下料为图3示出的形状、要么由任意多个单独的坯料段组成。

然而既适于前壁12、而且还适于周壁14的是：该前壁和周壁在未紧固的情况下能够沿着外周边缘且彼此独立地、亦即在其外周边缘16、18还未相互连接的情况中完全平面地展开。它们因此没有本身三维的区域，该区域通过如下方式从平坦的衬垫(Unterlage)上突出、即区段被缝合，以便实现三维区域。当由一个坯件裁切三角形区段并且将所产生的边缘相互缝合时，也形成这样的三维区域。根据本发明的前部安全气囊的部件中的每个部件都不应该具有这样的三维结构。

在这个申请中对理想的气囊形状进行了说明。在根据此处介绍的本发明思想构成的实际的前部安全气囊中，几何比率当然不那么突出并且可能与在这个申请中为理想化的气囊作出的说明有出入。同样显而易见的是：对于前部安全气囊10的预先给定的三维的最终形状来说，存在以下无限的可能性：改变各个坯件的精确形状，而不偏离本发明的原理。因此在此仅仅示出了一个特定的实例。然而所有导致前部安全气囊10相同形式的其它变型方案同样包含在本发明中。

Claims (14)

1.前部安全气囊，该前部安全气囊具有由前壁(12)和周壁(14)构成的外罩，其中，在所述周壁(14)上设置有用于将前部安全气囊(10)与车辆牢固紧固的固定区段(20)，并且

所述前壁(12)构成用于车辆乘员的碰撞面并且在外周边缘(16)上环绕地与周壁(14)的外周边缘(18)的第一区段(18a)连接，其中，前壁外周边缘(16)的长度与周壁外周边缘(18)的第一区段(18a)的长度相等，并且

至少所述周壁外周边缘(18)的第二区段(18b)和第三区段(18c)相互连接，

其中，所述前壁(12)针对安装定向具有纵向(L)，该纵向通过前壁(12)的下部端部和上部端部限定，

并且所述前壁(12)针对纵向(L)在一侧具有侧向凸出部(24)并且是非镜像对称的，其特征在于：所述周壁(14)的外周边缘(18)的第一区段(18a)具有与所述前壁(12)的侧向凸出部(24)镜像对称的侧向凸出部(26)。

2.根据权利要求1所述的前部安全气囊，其特征在于：所述前壁(12)针对充气的安装状态具有通过所述固定区段构成的吹气口以及与该吹气口直接对置的前壁区段，其中，所述前壁(12)只在所述前壁区段上部是不对称的和/或具有侧向凸出部(24)。

3.根据权利要求1或2所述的前部安全气囊，其特征在于：所述前部安全气囊具有通过所述固定区段构成的且用于模块侧紧固的固定平面(EF)，并且在所述前部安全气囊(10)的充气的安装状态中存在穿过由固定区段(20)构成的吹气口的中心延伸的并且在水平线中与所述固定平面(EF)相交的平面(E)，该平面向着与吹气口直接对置的前壁区段延伸，其中，前壁(12)的侧向凸出部(24)沿着纵向(L)并且相对平面(E)错开设置。

4.根据权利要求3所述的前部安全气囊，其特征在于：所述前壁(12)在所述侧向凸出部(24)中比在所述平面(E)的区域中宽。

5.根据权利要求3所述的前部安全气囊，其特征在于：假想的线(S)构成从所述固定区段(20)起经由周壁(14)和前壁(12)回到所述固定区段(20)的最短路段，并且该线(S)至少局部在平面(E)中延伸或者与其相交。

6.根据权利要求3所述的前部安全气囊，其特征在于：所述平面(E)垂直于通过所述固定区段构成的固定平面(EF)延伸。

7.根据权利要求3所述的前部安全气囊，其特征在于：所述前壁(12)针对前部安全气囊的安装的展开状态具有假想的竖直的中心线(M)，其中，所述前壁(12)在所述平面(E)的区域中关于所述中心线(M)镜像对称并且在所述侧向凸出部(24)的区域中构造为相对所述中心线(M)非镜像对称。

8.根据权利要求7所述的前部安全气囊，其特征在于：所述前壁(12)的法向量(V)沿着所述中心线(M)位于垂直地竖立在所述固定平面(E)上的平面中。

9.根据权利要求7或8所述的前部安全气囊，其特征在于：所述前壁(12)针对前部安全气囊的安装的展开状态在所述平面(E)下部构造为关于所述中心线(M)镜像对称、而在上部至少在侧向凸出部(24)的区域中构造为非镜像对称。

10.根据权利要求3所述的前部安全气囊，其特征在于：所述平面(E)在所述固定区段以外与前壁外周边缘(16)相交于两个交点(P₂)，并且沿着周壁(14)的相应侧(14a，14b)从这些交点(P₂)中的每一个交点起到所述固定区段(20)的路段长度基本上相等。

11.根据权利要求1或2所述的前部安全气囊，其特征在于：所述周壁(14)的外周边缘(18)通过所述第一区段(18a)、第二区段(18b)、第三区段(18c)和所述固定区段(20)构成，并且所述固定区段(20)位于所述第二区段(18b)与第三区段(18c)之间，其中，所述第二区段(18b)和第三区段(18c)的长度相等。

12.根据权利要求1或2所述的前部安全气囊，其特征在于：所述周壁(14)通过一个唯一的、连在一起的坯件构成。

13.根据权利要求1或2所述的前部安全气囊，其特征在于：所述前壁(12)通过一个唯一的、连在一起的坯件构成。

14.根据权利要求1或2所述的前部安全气囊，其特征在于：所述前壁(12)和周壁(14)在还未相互连接的状态中能够分别相互独立地平面展开。

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