УСТРОЙСТВО С ПОДУШКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ДЛЯ АВТОМОБИЛЯ
DEVICE WITH CAR AIR CUSHION

Изобретение относится к устройству с подушкой безопасности для автомобиля в соответствии с ограничительной частью п.1 формулы.
Такое устройство включает в себя подушку безопасности, надуваемую посредством газогенератора для защиты пассажира, контейнер, в частности в виде так называемого корпуса модуля, в котором подушка расположена в виде сложенного пакета, выходное отверстие в контейнере (отверстие корпуса), через которое подушка при надувании посредством газогенератора может раскрываться в окружающее пространство вне корпуса, и гибкую защитную крышку, которая закрывает пакет в зоне выходного отверстия.
Гибкая защитная крышка служит для определенного позиционирования и удержания пакета внутри контейнера перед надуванием. Кроме того, гибкая защитная крышка может быть предназначена для регулирования раскрывания подушки при надувании, а также для предотвращения повреждения подушки во время расширения, например о кромку контейнера (корпус модуля), элементы жесткости, крепежные средства и т.п.
Из DE 102004023780 А1 известно выполнение защитной крышки из двух гибких плоских защитных элементов, например в виде слоев ткани, которые закреплены на противоположных друг другу в определенном направлении крепежных участках корпуса модуля и соединены между собой, по меньшей мере, одной линией разрыва. Эта гибкая защитная крышка охватывает пакет в сечении, в основном, U-образно и при надувании подушки разделяется по отделяемой линии разрыва на два отдельных гибких защитных элемента.
Линия разрыва защитной крышки характеризуется в данном случае тем, что является менее стойкой к возникающим при надувании подушки нагрузкам (сжимающим усилиям), чем остальной материал, из которого изготовлена защитная крышка, т.е. чем образующие защитную крышку защитные элементы. Это означает, что за счет оказываемых при раскрывании подушки на гибкую защитную крышку сжимающих усилий по достижении определенного уровня усилия или сжатия оба гибких плоских защитных элемента отделяются друг от друга вдоль линии разрыва, не повреждаясь.
Ведение подушки при надувании посредством, по меньшей мере, двух гибких плоских защитных элементов, охватывающих расширяющуюся подушку, позволяет гарантировать целенаправленное раскрывание и расширение подушки в определенном направлении к защищаемому пассажиру, например переднему пассажиру, тогда как, по меньшей мере, на начальной стадии расширения предотвращается растяжение в других направлениях, которое могло бы представлять угрозу для защищаемого пассажира. Это предпочтительно, в частности, в случае так называемых положений «out of position», в которых защищаемый пассажир находится за пределами нормального положения очень близко к соответствующему модулю подушки безопасности.
Такое устройство подходит, например, для использования в качестве модуля подушки безопасности переднего пассажира, расположенного за панелью приборов автомобиля.
В основе изобретения лежит задача дальнейшего усовершенствования устройства описанного выше рода.
Эта задача решается, согласно изобретению, посредством признаков п.1 формулы.
В устройстве описанного выше рода между защитной крышкой и закрытой ею, размещенной в контейнере подушкой расположен направляющий слой, например в виде слоя пленки или ткани, который прочно соединен с первым плоским защитным элементом, так что он при надувании подушки образует вместе с гибким направляющим слоем охватывающий подушку комбинированный слой.
Под прочным соединением направляющего слоя с первым плоским защитным элементом следует понимать соединение, сохраняющееся даже тогда, когда при надувании и раскрывании подушки оба защитных элемента защитной крышки отделяются друг от друга вдоль линии разрыва.
Предложенное изобретение имеет то преимущество, что комбинированный слой, состоящий из первого, образующего защитную крышку гибкого плоского защитного элемента и дополнительного направляющего слоя, имеет большее растяжение, чем один только защитный элемент. За счет этого во время надувания, раскрывания и расширения подушки могут перекрываться соответственно большие препятствия, например голова находящегося слишком близко от модуля пассажира, так что раскрывающаяся подушка при своем расширении скользит вдоль комбинированного слоя, не входя в непосредственный контакт с упомянутым препятствием, т.е., например, головой пассажира.
За счет того, что комбинированный слой действует в качестве уменыпителя трения, т.е. при взаимодействии с оболочкой раскрывающейся подушки имеет небольшой коэффициент трения, подушка скользит вдоль комбинированного слоя с заметно меньшей нагрузкой на затылок пассажира по сравнению с нагрузкой, которая возникла бы при непосредственном контакте между подушкой и головой пассажира. Для этого коэффициент трения, который характеризует отношение сопротивления трения (сила трения) к нормальной силе (сила, действующая перпендикулярно направлению движения подушки вдоль комбинированного слоя на материальную пару подушка/комбинированный слой), составляет предпочтительно менее 0,1. Это может быть достигнуто, например, за счет покрытия обращенной к подушке поверхности комбинированного слоя антифрикционным слоем (в соответствии с многослойным выполнением комбинированного слоя) или комбинированный слой полностью изготавливается из материала, обладающего соответствующими свойствами (однослойное выполнение комбинированного слоя).
Предложенное решение имеет также то преимущество, что использование дополнительного направляющего слоя для образования увеличенного гибкого комбинированного слоя не требует вмешательства в процесс раскрывания подушки, поскольку направляющий слой находится между подушкой и защитной крышкой. Напротив, подушка может быть в виде предварительно сложенного, как обычно, пакета помещена в предусмотренный для этого контейнер, т.е. в корпус модуля, и закрыта защитной крышкой, причем с ней уже прочно соединен направляющий слой, так что он автоматически позиционируется между пакетом и защитной крышкой.
По меньшей мере, два гибких плоских защитных элемента защитной крышки закреплены, а именно, например, клеем, предпочтительно на противоположных, в основном, друг другу крепежных участках контейнера подушки. Важно, что плоские защитные элементы закреплены на контейнере таким образом, что в случае возникновения во время раскрывания и расширения подушки усилий, которые приводят к разделению защитной крышки вдоль линии разрыва, они остаются соединенными с соответствующим крепежным участком контейнера.
После разделения защитной крышки при надувании и расширении подушки вдоль, по меньшей мере, одной линии разрыва на отдельные плоские защитные элементы они охватывают продолжающую раскрываться подушку с двух сторон, причем первый плоский защитный элемент вместе с прочно соединенным с ним направляющим слоем образует увеличенный комбинированный слой, вдоль которого оболочка раскрывающейся подушки может скользить при расширении.
Для образования определенного увеличенного комбинированного слоя направляющий слой прочно соединен с первым плоским защитным элементом предпочтительно посредством первого концевого участка, а именно, в частности, рядом с линией разрыва защитной крышки вдоль соединительной линии, проходящей вдоль линии разрыва.
Дополнительно направляющий слой посредством фиксирующего участка разъемно фиксирован в контейнере, причем этот фиксирующий участок образован вторым концевым участком направляющего слоя, который отстоит от предназначенного для прочного соединения с защитной крышкой первого концевого участка. Разъемная фиксация направляющего слоя осуществляется предпочтительно также на защитной крышке, а именно на втором плоском защитном элементе, отличающемся от первого плоского защитного элемента, с которым прочно соединен направляющий слой.
Разъемная фиксация направляющего слоя внутри контейнера осуществляется таким образом, что она ослабляется при надувании и расширении подушки, а фиксирующий участок образует затем свободный конец охватывающего подушку комбинированного слоя, причем отделение фиксирующего участка происходит предпочтительно только после разъединения обоих защитных элементов вдоль линии разрыва защитной крышки.
Для разъемной фиксации направляющего слоя могут быть предусмотрены, например, разрываемые фиксирующие средства, такие как разрывной шов или клей с ограниченным адгезионным действием. Кроме того, речь может идти о фиксации с геометрическим замыканием, которая ослабляется возникающими при раскрывании подушки усилиями, например в виде, по меньшей мере, одного язычка, вставленного в соответствующую прорезь. При этом язычок может удерживаться с силовым замыканием (с ограниченным, преодолеваемым без разрушения усилием) в положении, в котором он вставлен в прорезь, или может иметь расширение, которым он охватывает сзади прорезь.
Направляющий слой прочно соединен с первым плоским защитным элементом защитной крышки предпочтительно таким образом, что образовавшийся за счет этого при надувании и расширении подушки, охватывающий раскрывающуюся подушку комбинированный слой обращен к защищаемому подушкой пассажиру, так что он может прилегать к части тела пассажира, например голове, если она при срабатывании устройства, например в случае ДТП, находится слишком близко от раскрывающейся подушки.
Чтобы использовать особенно протяженные направляющие слои для образования соответственно больших комбинированных слоев, между подушкой и защитной крышкой направляющий слой может быть сложен складками.
Линия разрыва защитной крышки, вдоль которой при надувании и расширении подушки друг от друга отделяются, по меньшей мере, два гибких плоских защитных элемента, может быть образована, с одной стороны, ослаблением материала защитной крышки, например перфорацией, или, с другой стороны, разъединяемым соединением между обоими плоскими защитными элементами, например разрывным швом.
Прочное соединение между первым плоским защитным элементом защитной крышки и направляющим слоем выполнено предпочтительно с материальным замыканием и может осуществляться, например, клеем или сваркой. Соединение может быть образовано также швом.
Другие подробности и преимущества изобретения поясняются в нижеследующем описании примеров его осуществления с помощью чертежей, на которых изображают:
- фиг.1А: схематичный вид сбоку устройства в виде модуля подушки безопасности переднего пассажира с закрытым защитной крышкой корпусом модуля;
- фиг.1В: вид сверху на устройство из фиг.1А;
- фиг.2: устройство из фиг.1А при надувании и расширении размещенной в корпусе модуля подушки безопасности;
- фиг.3: устройство из фиг.1А, расположенное со стороны переднего пассажира автомобиля, вместе с защищаемым пассажиром при уже надутой в значительной степени подушке безопасности;
- фиг.4: вариант устройства из фиг.1В.
На фиг.1А устройство с подушкой безопасности в виде модуля подушки безопасности изображено схематично при виде сбоку, а на фиг.1В - при виде сверху.
Модуль содержит контейнер в виде корпуса М, в котором расположен сложенная в пакет подушка безопасности G, и газогенератор (нагнетатель I) для надувания подушки G. На своей обращенной от газогенератора I стороне корпус М имеет свободную покрывающую поверхность D, которая образует выходное отверстие (отверстие корпуса) для подушки G, раскрывающейся и расширяющейся при надувании посредством газогенератора I. Выходное отверстие закрыто и запечатано гибкой защитной крышкой 1, которая двумя противоположными друг другу участками 13, 14 закреплена клеем 13а, 13b на крепежных участках B1, B2 корпуса М.
Приблизительно в средней части между обоими крепежными участками B1, B2 вдоль гибкой защитной крышки 1 проходит образованная перфорацией линия разрыва 10, которая делит гибкую защитную крышку 1 на два гибких плоских защитных элемента 11, 12 в виде пленочных слоев.
С первым пленочным слоем 11 непосредственно рядом с линией разрыва 10 образованный также пленочным слоем плоский гибкий направляющий слой 2 концевым участком 21 (соединительный участок) прочно, например клеем или сваркой, соединен таким образом, что соответствующая соединительная линия, по которой направляющий слой 2 соединен с первым плоским защитным элементом 11, проходит вдоль линии разрыва 10.
Другим концевым участком 22 (фиксирующий участок) направляющий слой 2 разъемно фиксирован на втором гибком плоском направляющем элементе 12 посредством язычков 22а, которые вставлены в соответствующие прорези 12а последнего. При этом язычки 22а удерживаются посредством зажимных усилий в положении, в котором они вставлены в прорези 12а. Для этого может быть предусмотрено, что при монтаже модуля он язычковой зоной прижат к расположенному в панели приборов автомобиля элементу. В качестве альтернативы этому может быть предусмотрена дополнительная зажимная планка, которая свинчивается с корпусом и при этом давит на язычки 22а.
На среднем участке 20 между обоими концевыми участками 21, 22 направляющий слой 2 сложен складками и расположен между размещенной в виде пакета в корпусе М подушкой G и закрывающей корпус М защитной крышкой 1.
На фиг.2 устройство из фиг.1А, 1В (модуль подушки безопасности переднего пассажира) изображено при виде сбоку из фиг.1А в начале надувания и раскрывания подушки G в результате ДТП, при котором поджигается газогенератор I, так что он высвобождает газы для наполнения подушки G.
Подушка G раскрывается при надувании и расширяется через выполненное в свободной покрывающей поверхности D выходное отверстие корпуса М, причем она своей оболочкой воздействует на защитную крышку 1 и направляющий слой 2. За счет связанных с этим сжимающих усилий гибкая защитная крышка 1 разделяется вдоль линии разрыва 10 на два отдельных гибких плоских защитных элемента 11, 12 в виде пленочных слоев, которые охватывают раскрывающуюся и расширяющуюся подушку G с обеих сторон (рядом с соответствующим крепежным участком В1, В2 корпуса М).
К этому моменту гибкий направляющий слой 2, с одной стороны, своим первым концевым участком 21 (соединительный участок) прочно соединен с первым плоским защитным элементом 11 (рядом с линией разрыва 10), а, с другой стороны, своим вторым концевым участком 22 (фиксирующий участок) посредством соединительных язычков 22а разъемно фиксирован на втором плоском защитном элементе 12 (в зоне соответствующего крепежного участка В2).
При дальнейшем надувании подушки G оба гибких плоских защитных элемента 11, 12 все больше отгибаются наружу, причем соответствующие крепежные участки В1, В2 корпуса М образуют шарнирные линии, а подушка G сначала закрыта первым плоским защитным элементом 11 вместе с прочно соединенным с ним, тем временем развернутым направляющим слоем 2.
Видно, что комбинированный слой, образованный первым гибким плоским защитным элементом 11 и прочно соединенным с ним направляющим слоем 2, имеет заметно большую протяженность, чем второй плоский защитный элемент 12, который, в основном, имеет такую же величину, что и первый плоский защитный элемент 11.
На фиг.3 устройство из фиг.1А, 1В, 2, установленное в автомобиле в качестве модуля подушки безопасности переднего пассажира, изображено в состоянии, в котором подушка G в значительной степени уже раскрыта из расположенного в панели Т приборов корпуса М модуля, так что она позиционирована между лобовым стеклом W и защищаемым пассажиром. При этом расположение выбрано так, что образованный первым плоским защитным элементом 11 и направляющим слоем 2 комбинированный слой охватывает подушку G на обращенной к защищаемому пассажиру стороне, тогда как второй плоский защитный элемент 12 охватывает подушку G на обращенной к лобовому стеклу W стороне.
Тем временем за счет действующих при раскрывании и расширении подушки G усилий ослабла фиксация второго концевого участка 22 направляющего слоя 2 на втором гибком защитном элементе 12 в результате преодоления зажимных усилий, которые удерживали язычки 22а в соответствующих прорезях 12а. Второй концевой участок 22 направляющего слоя 2 образует тогда свободный концевой участок комбинированного слоя из первого плоского защитного элемента 11 и направляющего слоя 2.
В данном случае защищаемый пассажир (передний пассажир) изображен конкретно в положении, в котором его голова К в отличие от нормального положения находится слишком близко от модуля, в частности от раскрывающейся из корпуса М подушки G. За счет этого возникает повышенный риск травмирования затылочной части N головы К пассажира, когда расширяющаяся подушка G при надувании и раскрывании трется своей оболочкой о голову К, причем в затылочной части N действуют соответственно большие усилия.
В данном случае это предотвращается за счет того, что между оболочкой подушки G и головой К расположен комбинированный слой, образованный первым гибким защитным элементом 11 и направляющим слоем 2. Этот комбинированный слой закрывает голову К на ее обращенных к подушке G участках и образует поверхность скольжения, вдоль которой подушка G может скользить при раскрывании и расширении, не вступая своей оболочкой в непосредственный контакт с головой К. За счет того, что обращенная к оболочке подушки G поверхность комбинированного слоя 2, 11 покрыта так, что расширяющаяся подушка G может скользить вдоль него с минимальным трением, нагрузка на затылочную часть N головы К значительно уменьшается, а это соответственно снижает опасность травмирования. При этом комбинированный слой 2, 11 может опираться, при необходимости, на закрываемое препятствие, например голову К пассажира.
Протяженность направляющего слоя 2 следует выбирать так, чтобы комбинированный слой 2, 11 мог закрывать препятствия, возможно, возникающие при раскрывании подушки G на ее обращенной внутрь салона (к защищаемым пассажирам) стороне, и чтобы исключить непосредственный контакт соответствующего препятствия с оболочкой подушки G. Для этого направляющий слой 2, при необходимости, как показано на фиг.1А, складывается складками в соответствующем количестве для размещения между подушкой G в виде пакета и гибкой защитной крышкой 1.
Если материал, применяемый для направляющего слоя 2 и первого гибкого защитного элемента 11, не обладает достаточно хорошими скользящими свойствами, чтобы обеспечить желаемый низкий коэффициент трения при взаимодействии расширяющейся подушки G с комбинированным слоем 2, 11, то последний может иметь на обращенной к расширяющейся подушке G поверхности покрытие, которое обеспечивает улучшенное скольжение (с минимально возможным коэффициентом трения).
На фиг.4 при виде сверху изображен вариант устройства из фиг.1А, 1В, причем отличие заключается в разъемной фиксации второго концевого участка 22 (фиксирующий участок) направляющего слоя 2 на втором плоском защитном элементе 12 в зоне соответствующего крепежного участка В2 корпуса М модуля (см. фиг.1А). Для этого на фиг.4 служат выполненные на втором концевом участке 22 направляющего слоя 2 язычки 22b, имеющие расширение, так что они охватывают сзади края соответствующих прорезей 12b второго плоского защитного элемента 12. Эта фиксация ослабляется, когда сжимающие усилия, оказываемые на направляющий слой 2 раскрывающейся и расширяющейся подушкой G, достаточно малы, чтобы протянуть расширенные язычки 22b при соответствующей деформации через соответствующие прорези 12b второго плоского защитного элемента 12. Момент, в который эта фиксация при надувании подушки G ослабляется, зависит от того, какие усилия необходимы, чтобы устранить соединение с геометрическим замыканием между язычками 22b и соответствующими прорезями 12b, т.е. протянуть расширенные язычки 22b через прорези 12b. Оно зависит, в свою очередь, в значительной степени от отношения ширины язычков 22b к протяженности прорезей 12b по ширине язычков 22b. Момент ослабления фиксации второго концевого участка 22 направляющего слоя 2 можно целенаправленно установить за счет выбора геометрических отношений язычков 22b и прорезей 12b.