膝部安全气囊模块的制作方法

本发明涉及一种车辆乘员约束系统的膝部安全气囊模块。

背景技术：

膝部安全气囊模块用于保护车辆乘员的膝部和胫部区域，并且布置在仪表板的下部或邻近仪表板的地板室中。膝部安全气囊模块的安全气囊在其展开以前隐藏在仪表板后面或地板室覆盖件后面。在膝部安全气囊模块致动时，安全气囊移动到车辆内部，并且沿着仪表板在车辆乘员的方向上展开。

在所谓的“低安装”模块中，膝部安全气囊模块附接至地板室上方的仪表板的下侧。在展开时，安全气囊必须首先向下移出壳体，以便随后在朝向乘员指向的运动中向上展开。这种布置和展开顺序将所述“低安装”模块与所谓的“中间安装”模块区分开来，该“中间安装”模块布置在仪表板的中部区域中，并且具有朝向乘员指向的开口，安全气囊通过该开口基本上沿水平方向出离，以便在乘员的胫部或膝部前方展开。

技术实现要素：

本发明的目的是在“低安装”膝部安全气囊模块时致动改善安全气囊的出离和展开行为。

该目的通过车辆乘员约束系统的膝部安全气囊模块来实现，该膝部安全气囊模块包括外部壳体，该外部壳体中容纳有安全气囊和充气机，该安全气囊在展开之前折叠在安全气囊包中，充气机产生用于填充安全气囊的填充气体。在外部壳体中构造有在安装位置处向下指向的出口开口，安全气囊在展开期间通过该出口开口离开外部壳体。安全气囊被再分成串联布置并流体连通的多个腔室，其中最靠近充气机的腔室与相邻的腔室通过壁隔离，该壁在充气的安全气囊中基本上在出口开口的区域处并沿着出口开口延伸。最靠近充气机的腔室在安装位置布置在相邻腔室上方。

在膝部安全气囊模块致动之后，最接近充气机的腔室被直接填充，其中填充气体的流入和最靠近充气机的腔室的填充有利地在膝部安全气囊模块致动之后形成第一充气步骤。一方面由体积增大引起的压力可以释放出口开口，这是因为在膝部安全气囊模块致动之前覆盖出口开口的翻板向下且沿车辆内部的方向打开。另一方面，当填充最靠近充气机的腔室时，其余仍折叠的安全气囊包可以作为紧凑单元从外部壳体通过出口开口移位到仪表板或地板室覆盖件前方的车辆内部。以这种方式，最靠近充气机的腔室可以有利地用于将其余折叠的安全气囊包从外部壳体移动到车辆内部，并且将其定位在外部壳体下方的有利于进一步展开的位置处。

在填充状态下的最靠近充气机的腔室终止于出口开口的区域中并且优选地在出口开口的平面中，使得在安全气囊的其余腔室沿仪表板展开之前，其余安全气囊包被准确地放置在出口开口的下方。这样，安全气囊围绕出口开口的边缘安全地移动，而没有任何不希望的力作用在仪表板的边缘上。

为了实现该目的，最靠近充气机的腔室可以布置在外部壳体内部，使得其至少部分地填充，并且产生指向外部壳体之外的作用在其余安全气囊包上的力。最靠近充气机的腔室可以例如位于其余安全气囊包与外部壳体的后壁之间，以便在填充期间在其余安全气囊包上施加限定的力。

这样，最靠近充气机的腔室布置在折叠的安全气囊包中，使得在第一致动步骤中在充气机致动之后，首先填充最靠近充气机的腔室，而其余安全气囊包仍基本上保持在折叠状态。

由填充气体和最靠近充气机的腔室的体积增大产生的力优选地基本上垂直于出口开口的平面指向。当膝部安全气囊模块在仪表板的下端处布置在车辆中并且出口开口的平面基板上水平地定位时，所述方向可以与竖直方向一致。在该致动步骤中，安全气囊包于是基本上垂直于出口开口移动，而不会出现沿着仪表板的任何横向分量。

界定最靠近充气机的腔室的壁构造为使得其允许最靠近充气机的腔室与相邻腔室之间的流体连通，其中整个气流意图发生仅从充气机进入最靠近充气机的腔室中，并从那里进入直接相邻的腔室。最初填充的体积受到最靠近充气机的腔室的壁和/或其余安全气囊包的折叠类型的限制。

优选地，安全气囊包被折叠，并且最靠近充气机的腔室布置为使得由充气机产生的填充气体首先直接并完全流入最靠近充气机的腔室中。直接流入可以由以下事实支持：最靠近充气机的腔室内部的流动路径不会被安全气囊的折叠、安全气囊内的分隔件或系缚件所横断。

最靠近充气机的腔室的形状和体积可以设计为使得，在充气状态下，最靠近充气机的腔室基本上完全填充外部壳体内部的隔室。已经证明，以这种方式，垂直于出口开口指向的力可以以适当可再现的方式产生在其余安全气囊包的整个表面上。

为了将折叠的安全气囊包直接放置在车辆内部的出口开口的前方，在安全气囊的充气状态下将最靠近充气机的腔室与其余安全气囊包彼此隔离的壁位于出口开口的平面中或基本上平行于出口开口的平面是有利的。

在第一优选实施例中，壁由最靠近充气机的腔室与相邻的第二腔室之间的限定件或分隔件形成，该限定件或分隔件连接至至少一个流动孔。限定件可以例如通过最靠近充气机的腔室和直接相邻的第二腔室的预切部分的形状来制造。此外，还有一种用于制造该壁的简单措施是在最靠近充气机的腔室与相邻腔室之间插入包括流动孔的分隔件。

在第二优选实施例中，壁由在安全气囊内部延伸的至少一个系缚件形成，该至少一个系缚件连接安全气囊的两个相对的外壁部分，并限定外壁部分之间的最大距离。

系缚件优选地在出口开口的平面中延伸，以便在初始致动阶段实现其余安全气囊包直接在出口开口前方的限定定位。

在每个实施例中，壁可以构造为使得它构成对流入的填充气体的阻力，从而最初填充最靠近充气机的腔室，而其余安全气囊包仍基本上保持折叠。在初始展开阶段，还可以想象的是，通过安全气囊包的折叠来辅助壁，安全气囊包被布置成使得在最靠近充气机的腔室或多或少完全展开之前气体不能进一步流入其余腔室中。为此，例如，安全气囊的外壁的一部分可以位于最靠近充气机的腔室和与其相邻的腔室之间的流动孔上方。

例如，安全气囊包括串联布置的至少三个腔室，其中最靠近充气机的腔室邻接在第二腔室上，并且第二腔室邻接在第三腔室上，使得安全气囊在充气状态中总体上呈弯曲形状。这允许安全气囊遵循仪表板的曲率，并且使其自身置于仪表板与车辆乘员的膝部-胫部区域之间。

最靠近充气机的腔室、第二腔室和第三腔室优选地以大约90°的角度牵拉，其中第二腔室与外部壳体的内部对准。这种构造确保在其余折叠的安全气囊包通过最靠近充气机的腔室被推动到出口开口前方之后，安全气囊可以沿着仪表板展开，同时仪表板不构成展开的障碍。

为了支撑安全气囊的沿着仪表板的曲率，例如第二腔室与第三腔室可以通过设有至少一个流动孔的分隔件隔离，其中在安全气囊的充气状态下，分隔件与竖直方向成大约0°至30°角度延伸。

优选地，在安全气囊的充气状态下，最靠近充气机的腔室具有小于相邻的第二腔室的体积，这是因为最靠近充气机的腔室仅用于在膝部安全气囊模块的初始致动阶段使其余安全气囊滑出外部壳体，而相邻的第二腔室还可以产生约束效果。

附图说明

在下文中，将参照附图通过两个示例性实施例详细描述本发明，在附图中：

图1示出了根据本发明的按照第一实施例的膝部安全气囊模块在致动之前的示意性剖视图；

图2示出了处于第一致动步骤中的图1的膝部安全气囊模块；

图3示出了处于第二致动步骤中的图1的膝部安全气囊模块；

图4示出了其中安全气囊完全展开的图1的膝部安全气囊模块；以及

图5示出了根据本发明的按照第二实施例的其中膝部安全气囊处于完全展开状态的膝部安全气囊模块的示意性剖视图。

具体实施方式

图1至图4示出了根据第一实施例的车辆乘员约束系统(未详细示出)的膝部安全气囊模块10。

膝部安全气囊模块10布置在仪表板12的开口中或仪表板12的下端附近。膝部安全气囊模块10包括外部壳体14，在该外部壳体中容纳有充气机16以及安全气囊20，该安全气囊在展开之前折叠在安全气囊包18中。在膝部安全气囊模块10致动之前，外部壳体14的用于安全气囊20的出口开口22由覆盖件24闭合。覆盖件24在仪表板12的延伸部中延伸，并且在该情况下邻接在仪表板12的边缘26上，该边缘可以形成仪表板12的下端或仪表板12中的凹部的上端。

安全气囊20被再分成串联布置的多个腔室28a至28f(参见图4)。最靠近充气机的腔室28a(也称为第一腔室28a)直接邻接在充气机16上，并且作为安全气囊20的第一腔室接收从充气机16流出的填充气体。

在折叠的安全气囊包18中，最靠近充气机的腔室28a布置为使得，填充气体可以从充气机16直接流入所述腔室并且立即导致腔室28a的体积增大。在该示例中，腔室28a本身不折叠，并且直接放置在外部壳体14的后侧30与其余安全气囊包18之间。

图1示出了膝部安全气囊模块10在致动之前的状态。覆盖件24闭合出口开口22，并且安全气囊包18以完全折叠状态容纳在外部壳体14中。

在膝部安全气囊模块10致动时，在如图2所示的第一致动步骤中，首先仅填充安全气囊20的最靠近充气机的腔室28a。在这里示出的示例中，在短时间内，所述腔室基本上占据对应于外部壳体14内部尺寸的最大体积。

由于体积的这种增大，形成垂直于出口开口22和覆盖件24指向的力F。力F作用于安全气囊包18的平行于出口开口22延伸的整个表面上，并且最初使仍折叠的安全气囊包18压靠覆盖件24。覆盖件在预定的弱化区域36屈服，从而释放出口开口22。接下来，由最靠近充气机的第一腔室28a的充气引起的力F挤压安全气囊包18，并且垂直于出口开口22的平面推动安全气囊包18进入车辆内部38。现在，安全气囊包18位于仪表板12的边缘26下方。该状态如图2所示。

在该示例中，由于将最靠近充气机的腔室28a与相邻的第二腔室28b之间的形状，由限定件34形成将腔室28a与腔室28b隔离的壁32，该限定件由安全气囊20的各个预切部件的构造而产生。壁32也可以例如通过插入安全气囊20中的包括使腔室28a、28b彼此隔离的一个或多个流动孔的织物部分来实现。

当最靠近充气机的腔室28a完全充气时，壁32在该示例中位于出口开口的平面中，并且沿出口开口22延伸。

在该示例中，壁32构成对来自充气机16的气流的流动阻力，导致在安全气囊包18的其余部分开始基本上展开之前使室28a完全充气。

还可以想象的是，在第一致动步骤中，壁32中的流动孔由其余安全气囊包18闭合，使得基本上没有气体还可以流入最靠近充气机的腔室28a外部的其余安全气囊20中。

在图3示出的第二致动步骤中，由充气机16产生的填充气体流动现在流过最靠近充气机的腔室28a，还进入第二腔室28a，并使第二腔室28a展开。从那里，气体继续流入其余腔室28c至28f，使得安全气囊20将沿仪表板12展开，并且充气成其最终形状。这在图4中示出。

最靠近充气机的腔室28a充气后的体积明显小于相邻的第二腔室28b的体积。

在充气状态下，第二腔室28b在此布置在最靠近充气机的腔室28a正下方，并且与外部壳体14的内部对准。

总的来说，处于充气状态的安全气囊20描述为弯曲形状。尤其，这是由于前三个腔室28a、28b、28c大致成90°的角度布置。

所有腔室28a至28f在流动方面线性互连，其中由充气机16供给的气体仅可从一个腔室流入与其直接相邻的下一个腔室，并且所有气体首先流入最靠近充气机的腔室28a中。这由图4中的箭头示出。

因此，仅在安全气囊包18(包括负责保护车辆乘员的仍折叠的腔室28b至28f)已经离开外部壳体14之后才发生安全气囊20沿仪表板12展开到其保护车辆乘员的膝部/胫部区域的最终位置。在该情况下，仍大部分折叠在车辆内部38内的安全气囊包18的这种初始定位仅由对最靠近充气机的腔室28a的充气实现。

在该情况下，第二腔室28b与第三腔室28c之间的分隔件40以与竖直方向成大约0°至30°的角度位于完全充气的安全气囊20中。

正如最靠近充气机的腔室28a与相邻的第二腔室28b的界定那样，各个腔室28a至28f可以通过具有流动孔的限定件或分隔件而且还可以通过系缚件彼此界定。这留给本领域技术人员决定。

图5示出了根据第二实施例的膝部安全气囊模块100。

安全气囊120在此仅以其完全充气的形式示出。然而，正如在第一实施例中那样，在膝部安全气囊模块100致动之前，安全气囊与充气机116一起被容纳同时折叠在外部壳体114内部的安全气囊包中。

然而，与第一实施例相比，在这种情况下，由布置在外部壳体114的出口开口122的平面中的一个或多个系缚件形成最靠近充气机的第一腔室128a与相邻腔室128b之间的壁132。

形成壁132的至少一个系缚件连接安全气囊120的两个相对的外壁部分150、152，并限定其与出口开口122宽度的距离。

此外，壁132提供特定的流动阻力，这确保第一腔室128a首先被充气，并且通过垂直于出口开口122作用的力向前推动仍折叠的其余安全气囊包通过出口开口122进入车辆内部38。在那里，其余安全气囊120展开成图5所示的弯曲的充气形状，其中安全气囊位于仪表板12与车辆乘员的膝部/胫部区域(未示出)之间。由与出口开口122齐平的壁132构成的再分有助于使安全气囊120靠近充气机的区域在出口开口122的平面中成锥形，从而附加地产生垂直于出口开口122指向的力。

在该示例中，腔室128a、128b可以由外壁的接合预切部分形成。可以完全由形成壁132的一个系缚件或多个系缚件实现再分成各个腔室128a、128b。

然而，在该实施例中，壁132也是可透气的，使得由充气机116提供的填充气体可以串联地流动通过所有的腔室128a至128f。形成壁132的系缚件可以包括例如一个或多个流动孔，但是也可以设置在安全气囊120的内部，使得气体可以流动经过系缚件的各侧而进入相邻的腔室128b。

在本示例性实施例中，分隔件140同样在第二腔室128b与第三腔室128c之间相对于竖直方向倾斜大约0°至30°。

另外，膝部安全气囊模块100的基本特征与第一实施例的膝部安全气囊模块10的基本特征一致。

在所示的示例中，形成壁132的系缚件与第二腔室128b和第三腔室128c之间的分隔件140的一部分一体地形成。在从壁132到分隔件140的过渡处，系缚件被缝合到安全气囊壁。

当然，本领域技术人员可以自行决定将各个示例性实施例的特征彼此组合或交换。