ФРОНТАЛЬНАЯ ПОДУШКА БЕЗОПАСНОСТИ ПАССАЖИРА И ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО Российский патент 2014 года по МПК B60R21/231 B60R21/233 

Область техники

Изобретение относится к подушке безопасности переднего пассажира согласно определению по пункту 1, а также к транспортному средству с такой подушкой безопасности переднего пассажира по пункту 10.

Так называемые фронтальные подушки безопасности пассажира широко используются в автомобилестроении и служат для защиты пассажира, в частности для защиты его головы, при фронтальном ударе или фронтальном ударе со смещением. Такая подушка безопасности переднего пассажира размещается в панели приборов - как правило, в ее верхней части - и развертывается при идентификации фронтального столкновения между панелью приборов/лобовым стеклом и пассажиром.

Уровень техники

Оболочки подушек безопасности прежних фронтальных подушек безопасности пассажиров выполнены с большим объемом и покрывают всю верхнюю зону панели приборов, находящуюся перед пассажиром. Благодаря этому они обеспечивают хорошую защиту, так как фронтальные подушки безопасности пассажиров принимают на себя как голову, так и грудную клетку. Но, наряду с этим преимуществом, имеются и многочисленные недостатки: из-за большого объема приходится использовать и соответствующий газогенератор большой мощности, что означает, прежде всего, относительно большой вес, являющийся всегда нежелательным. Кроме того, фронтальные подушки безопасности большого объема для пассажиров должны очень быстро развертываться, чтобы своевременно достигнуть состояние полного развертывания. Из-за этого фронтальная подушка безопасности пассажира может сама по себе представлять опасность для пассажира, если последний находится на сиденье не в стандартном положении.

Как показывает опубликованная на эту тему, очень обширная патентная литература, для решения данной проблемы затрачивается много усилий.

Раскрытие изобритения

Исходя из этого настоящее изобретение ставит перед собой задачу усовершенствовать фронтальную подушку безопасности пассажира таким образом, чтобы устранить или по крайней мере уменьшить вышеупомянутые недостатки.

Данная задача решается с помощью фронтальной подушки безопасности пассажира с признаками по пункту 1. Транспортное средство с такой фронтальной подушкой безопасности пассажира описано в пункте 10.

Опытном путем было установлено, что при пристегнутом ремне безопасности пассажира та часть оболочки подушки безопасности, которая приходится на грудную клетку, во многих геометрических размерах транспортного средства имеет гораздо меньшее значение для защиты водителя и пассажиров, чем та часть оболочки подушки безопасности, которая приходится на голову или голову-плечи. Это обосновано тем, что поясная часть наложенного ремня безопасности удерживает пояс почти в его исходном положении таким образом, что движение верхней части туловища пассажира при фронтальном ударе после срабатывания ограничителя усилия удерживания ремня представляет собой в основном наклон вперед. Функция удержания верхней части туловища может быть выполнена за счет выполнения ограничителя удерживающего усилия. Так как поверхность панели приборов относительно далеко удалена от головы и плеч пассажира, влияние удерживающего действия, которое фронтальная подушка безопасности для пассажира предоставляет грудной клетке даже при выполненном ограничении усилия удерживания ремня, является часто незначительным.

Во многих странах, в частности в Европе, доля пристегиваемых ремнем безопасности, в том числе и среди пассажиров, выросла между тем настолько, что при конструировании подушки безопасности для пассажира следует исходить из того, что пассажир находится в пристегнутом состоянии.

Поэтому поверхность соприкосновения оболочки подушки безопасности отводится согласно изобретению исключительно голове или голове и плечам пассажира. За счет этого оболочка подушки безопасности фронтальной подушки безопасности пассажира может быть выполнена таким образом, что она вмещает относительно малый объем, преимущественно не более 50 литров, в частности преимущественно от 35 до 50 литров. В отдельных случаях использования или требования может потребоваться несколько больший объем, около 60 литров. Данный несколько больший объем (который все равно ниже объема стандартной подушки безопасности пассажира) может потребоваться в частности в следующих случаях: во-первых, если модуль подушки безопасности расположен в самой верхней части панели приборов вблизи лобового стекла (так называемый «верхний монтаж») и, во-вторых, если фронтальная подушка безопасности должна обеспечить высокую степень боковой защиты при фронтальном ударе со смещением. Тем не менее, чтобы обеспечить хорошую защиту, в том числе и при фронтальном ударе со смещением, поверхность соприкосновения оболочки подушки безопасности фронтальной подушки безопасности пассажира в полностью раскрытом состоянии имеет такую вогнутую форму, при которой левый и правый участки площади соприкосновения вдаются в салон транспортного средства дальше, чем центральный участок.

Уменьшенный объем подушки безопасности ведет к существенному снижению веса, а опасность для пассажира, находящегося на сиденье не в стандартном положении, значительно уменьшается.

Как уже упомянуто, фронтальная подушка безопасности пассажира согласно изобретению обеспечивает идеальную защиту только для пассажиров, пристегнутых ремнем безопасности. Исходя из того, что доля пристегнутых пассажиров во многих странах, в частности в Германии, очень высока, преимущества, предлагаемые фронтальной подушкой безопасности пассажира, в особенности в ситуациях, когда пассажир находится на сиденье не в стандартном положении, могут статистически превзойти недостатки при сравнении с количеством дорожно-транспортных происшествий с участием не пристегнутых пассажиров.

Чтобы практически полностью исключить дорожно-транспортные происшествия с не пристегнутыми пассажирами, фронтальную подушку безопасности пассажира предпочтительно использовать только в тех транспортных средствах, которые оборудованы системой предупреждения о незастегнутом ремне безопасности пассажира. Подобные системы предупреждения известны и при незастегнутом ремне безопасности пассажира издают акустический сигнал.

Предпочтительные формы исполнения, в частности схемы раскроя оболочки подушки безопасности, указаны в пунктах 3-7.

Ниже дается более подробное пояснение изобретения на основании одного из примеров исполнения со ссылкой на фигуры 1-13.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - ижняя заготовка,

Фиг.2 - верхняя заготовка,

Фиг.3 - последующая заготовка,

Фиг.4 - оболочка подушки безопасности, составленная из заготовок, показанных на фиг.1-3, в полностью развернутом состоянии,

Фиг.5 - оболочка подушки безопасности по фигуре 4, вид сверху с направления А,

Фиг.6 - схематический разрез передней части транспортного средства с фронтальной подушкой безопасности пассажира, оболочка которого изображена в полностью развернутом состоянии,

Фиг.7 - изображение на фиг.6, вид сверху с направления В, без сиденья и ремня безопасности,

Фиг.8 - изображение на фиг.6 при соприкосновении пассажира с оболочкой

фронтальной подушки безопасности пассажира,

Фиг.9 - изображение на фиг.8 в изображении, соответствующем фиг.4,

Фиг.9а - изображение на фиг.9 в случае фронтального удара со смещением,

Фиг.10-13 - альтернативные примеры исполнения последующей заготовки,

Фиг.14а - 14е - процесс изготовления второго примера исполнения оболочки подушки безопасности,

Фиг.15 - две заготовки для третьего примера исполнения оболочки подушки безопасности и

Фиг.16 - оболочка подушки безопасности, состоящая из двух заготовок фигуры 15, в раскрытом состоянии.

Описание предпочтительных примеров исполнения

На фигурах 1-3 показаны заготовки для оболочки фронтальной подушки безопасности пассажира. На фиг.1 показана нижняя заготовка 12, на фиг.2 - верхняя заготовка 16 и на фиг.3 - последующая заготовка 18. Нижняя заготовка 12 и верхняя заготовка 16 имеют конгруэнтную форму, за исключением того, что нижняя заготовка 12 имеет отверстие для газогенератора 14. Как правило, имеется отверстие для выхода воздуха, которое может быть, к примеру, образовано в верхней части заготовки 16 (изображение отсутствует). Нижняя заготовка 12 и верхняя заготовка 16 имеют соответственно первый выступающий вперед участок 12а, 16а и второй выступающий вперед участок 12b, 16b. Между двумя этими участками размещена вогнутая кромка 12с и соответственно 16с. Последующая заготовка 18 имеет в основном линзообразную форму, то есть двояковыпуклую форму с нижней кромкой 18а и верхней кромкой 18b.

Сшивание трех описанных выше заготовок выполняется таким образом, что нижняя кромка 18а последующей заготовки 18 сшивается с вогнутой кромкой 12с нижней заготовки 12, а верхняя кромка 18b последующей заготовки 18 сшивается с вогнутой кромкой 16 с верхней заготовки 16. Оставшиеся участки кромки нижней заготовки 12 и верхней заготовки 16 сшиваются вместе, создавая закрытую оболочку подушки безопасности 10, которая охватывает газовое пространство. Вместо сшивания могут быть использованы и другие технологии соединения, как, в частности, сварка или склеивание.

На фиг.4 показана оболочка подушки безопасности 10 фронтальной подушки безопасности пассажира 5 в полностью сшитом, развернутом состоянии. На фиг.5 показан вид с направления А фигуры 4. Видно, что последующая заготовка 18 практически идентична поверхности соприкосновения 11 и что поверхность соприкосновения 11 имеет такую вогнутую форму, при которой в смонтированном состоянии левый и правый участки 11b, 11с вдаются в салон транспортного средства глубже, чем центральный участок 11а поверхности соприкосновения. Кроме того, видно, что благодаря линзообразной форме последующей заготовки 18 поверхность соприкосновения имеет по центру свою максимальную высоту. Верхняя и нижняя заготовки 12, 16 образуют боковые поверхности оболочки подушки безопасности.

На фиг.6 и 7 показана оболочка подушки безопасности 10, как описано выше, как смонтированная на панели приборов транспортного средства фронтальная подушка безопасности пассажира 5 в полностью развернутом состоянии. Видно, что нижняя заготовка 12 частично контактирует с поверхностью панели приборов 20 и что оболочка подушки безопасности 10 с этого участка проникает внутрь салона транспортного средства в направлении пассажира l. При этом поверхность соприкосновения 11 развернутой оболочки подушки безопасности располагается полностью над панелью приборов и тем самым приходится исключительно на голову пассажира l.

Как видно далее из фиг.6, защищаемый пассажир находится в пристегнутом состоянии, а именно с помощью ремня безопасности 30, который имеет плечевой участок 32 и поясной участок 34. Плечевой участок 32 и поясной участок 34 отделены друг от друга язычком ремня 36. Этот язычок ремня имеет преимущественно такую конструкцию, что при превышении предварительно определенного тягового усилия в ленте ремня, он блокируется и тем самым разъединяет друг от друга плечевой и поясной участки. Подобный язычок ремня описан, к примеру, в европейском патенте ЕР 1983857 В1, на содержание которого здесь дается прямая ссылка. Таким образом, длина поясного участка не может увеличиться даже при срабатывании ограничителя усилия ремня и требуемое удержание пояса в положении улучшается.

Чтобы убедиться, что пассажир застегнут, имеется система распознания (изображение отсутствует), которая распознает, находится ли пассажир на сиденье пассажира и издает акустический сигнал, если пассажир распознан, и он не пристегнут.

На фиг.8 и 9 показано изображенное на фиг.6 и 7 при соприкосновении пассажира l с оболочкой подушки безопасности 10, а именно с поверхностью соприкосновения 11. Видно, что пояс пассажира l благодаря поясному участку 34 ремня безопасности 30 в основном не смещается, и верхняя часть туловища пассажира l после срабатывания ограничителя усилия ремня выполняет в основном движение вперед, так что голова становится наиболее выдвинутой вперед частью туловища и принимается фронтальной подушкой безопасности пассажира.

Благодаря вогнутой форме поверхности соприкосновения 11 голова пассажира с уверенностью принимается подушкой и в том случае, если она в результате удара со смещением попадает не точно в центр поверхности соприкосновения, как это видно на фиг.9а.

На фигурах с 10 по 13 показаны различные альтернативные формы для последующей заготовки 18. Как в частности показано на фигурах 10 и 11, последующая заготовка 18 может иметь боковые участки 18 размером 18", которые не относятся к поверхности соприкосновения, а в смонтированном и развернутом состоянии оболочки подушки безопасности разворачиваются в основном параллельно продольной оси транспортного средства, образуя тем самым часть боковых поверхностей оболочки подушки безопасности.

Из фигур 12 и 13 видно, что последующая заготовка может иметь сложный контур, благодаря чему можно достичь хорошей адаптации к форме поверхности панели приборов.

На фигурах 14а - 14е показан второй пример исполнения оболочки подушки безопасности на примере процесса его изготовления. Данная оболочка подушки безопасности также состоит из трех заготовок (фиг.14а), причем две заготовки 41, 42 имеют конгруэнтную форму, но обозначаются только не как верхняя и нижняя, а как левая и правая заготовки. Обе заготовки 41, 42 образованы конгруэнтно по образу подковы и имеют соответственно по одному углублению.

Обе первые заготовки 41, 42 укладываются друг на друга таким образом, чтобы углубления образовали кругообразную выемку; при этом первая заготовка 41 частично перекрывает вторую заготовку 42. Скрытые линии изображены штрихами. В этом состоянии обе первые заготовки соединяются друг с другом с помощью первых швов 45. Эти изображенные штрихами и точками швы являются швами, рассчитанными на срезающую нагрузку вдоль оси шва (фиг.14с).

Теперь кругообразная выемка закрывается третьей заготовкой 43, причем она пришивается с помощью второго шва 46. Этот шов также является швом, рассчитанным на срезающую нагрузку вдоль оси шва и изображен штрихами и точками. Но возможно его оформление и как шва, рассчитанного на разрывающую нагрузку, перпендикулярную оси шва (фиг.14с).

Образовавшаяся деталь складывается (фиг.14d) по линиям сгиба 49, показанным на фиг.14с (показаны точками) и закрывается по кромке (фиг.14е) с помощью третьего шва 47, выполненного как шов, рассчитанный на разрывающую нагрузку, перпендикулярную оси шва (изображен на фиг. 14 линией точка-точка-штрих). Таким образом установлена нужная поверхность соприкосновения 11 вогнутой формы с левым 11b, средним 11с и правым 11а участками, фиг.14 является видом сверху.

Фигуры 15 и 16 показывают третий пример выполнения оболочки подушки безопасности. Последняя состоит из двух заготовок, обозначаемых как четвертая и пятая заготовки 51, 52, и, как и в первом примере выполнения, являются верхней и нижней заготовками. Заготовки не конгруэнтны, передняя кромка 51с и соответственно 52 имеет у четвертой заготовки 51 вогнутую форму, а у пятой заготовки 52 - волнообразную форму. Обе эти заготовки также имеют выступающие вперед участки 51а, 51b; 52а, 52b. Обе заготовки соединяются по периметру, например сшиваются. В развернутом состоянии как на фиг.16 образуется вогнутая поверхность соприкосновения 11.

Перечень обозначений

5 Фронтальная подушка безопасности пассажира

10 Оболочка подушки безопасности

11 Поверхность соприкосновения

11а Центральный участок

11b Левый участок

11с Правый участок

12 Нижняя заготовка

12а Первый выступающий вперед участок

12b Второй выступающий вперед участок

12c Вогнутая кромка

14 Отверстие для газогенератора

16 Верхняя заготовка

16a Первый выступающий вперед участок

16b Второй выступающий вперед участок

16c Вогнутая кромка

18 Последующая заготовка

18a Нижняя кромка

18b Верхняя кромка

20 Панель приборов

22 Лобовое стекло

25 Сиденье транспортного средства

30 Ремень безопасности

32 Плечевой участок

34 Поясной участок

36 Язычок ремня

41 Первая заготовка

42 Вторая заготовка

43 Третья заготовка

45 Первый шов

46 Второй шов

47 Третий шов

49 Линия сгиба

51 Четвертая заготовка

51a Первый выступающий вперед участок

51b Второй выступающий вперед участок

51c Передняя кромка

52 Пятая заготовка

52a Первый выступающий вперед участок

52b Второй выступающий вперед участок

52c Передняя кромка

L Пассажир

Группа изобретений относится к вариантам выполнения фронтальной подушки безопасности (5) для размещения в панели приборов (20) и транспортному средству, имеющему такую подушку безопасности. Подушка безопасности содержит оболочку, имеющую поверхность соприкосновения (11) и исходящие от поверхности соприкосновения (11) боковые поверхности. Для возможности применения уменьшенных газогенераторов и снижения опасности для пассажира, находящегося на сиденье не в стандартной позиции, поверхность соприкосновения (11) приходится исключительно на голову или голову и плечи пассажира (1). Поверхность соприкосновения (11) при полностью развернутой, свободной от внешних усилий, подушки безопасности (10) имеет такую вогнутую форму, при которой левый и правый участки поверхности соприкосновения (11) соответственно вдаются в салон транспортного средства дальше, чем центральный участок. Варианты выполнения подушки раскрывают конструктивное выполнение участков поверхности соприкосновения. Достигается повышение безопасности за счет исключения возможности повреждения пассажира самой подушкой при ее быстром развертывании до полного состояния. 4 н. и 10 з.п. ф-лы, 16 ил.

1. Фронтальное устройство безопасности переднего пассажира транспортного средства, находящегося в стандартной позиции посадки, при которой голова переднего пассажира расположена на высоте, совмещенной с подголовником сиденья, включающее
подушку безопасности для размещения в панели приборов транспортного средства, обращенную вовнутрь транспортного средства, с оболочкой подушки безопасности, имеющей поверхность соприкосновения с центральным участком и боковыми поверхностями, образованными левым и правым участками, простирающимися от центрального участка, при этом поверхность соприкосновения приходится исключительно на голову переднего пассажира, расположенную полностью выше приборной панели транспортного средства, при этом подушка безопасности имеет вогнутую форму при полностью развернутой, свободной от внешних усилий оболочке, при которой левый и правый участки соответственно вдаются в салон транспортного средства дальше, чем центральный участок, при этом подушка безопасности обеспечивает удерживающее усилие исключительно на голову пассажира; и
систему ремней безопасности переднего пассажира с поясной и плечевой частью ремня, где плечевая часть ремня обеспечивает удерживающее усилие в отношении движения верхней части туловища переднего пассажира вперед с наклоном.

2. Фронтальное устройство безопасности переднего пассажира по п.1, отличающееся тем, что полностью развернутая оболочка подушки безопасности имеет максимальный объем 60 литров.

3. Фронтальное устройство безопасности переднего пассажира по п.2, отличающееся тем, что полностью развернутая оболочка подушки безопасности имеет объем от 35 до 50 литров.

4. Фронтальное устройство безопасности переднего пассажира по п.1,
отличающееся тем, что боковые поверхности имеют как минимум одну верхнюю и одну нижнюю заготовки, причем как минимум одна из двух заготовок имеет соответственно вогнутую кромку, которая придает поверхности соприкосновения ее вогнутую форму.

5. Фронтальное устройство безопасности переднего пассажира по п.4, отличающееся тем, что поверхность соприкосновения является последующей заготовкой или частью последующей заготовки, удерживаемой между верхней и нижней заготовками.

6. Фронтальная подушка безопасности пассажира для расположения в приборной панели, обращенная вовнутрь транспортного средства, при этом подушка безопасности содержит оболочку подушки безопасности, имеющую верхнюю и нижнюю заготовки и поверхность соприкосновения с центральным участком и боковыми поверхностями, образованными левым и правым участками, простирающимися от центрального участка, подушка безопасности имеет вогнутую форму при полностью развернутой, свободной от внешних усилий оболочке подушки безопасности, при которой левый и правый участки соответственно вдаются в салон транспортного средства дальше, чем центральный участок, где поверхность соприкосновения включает последующий участок заготовки или часть другого участка заготовки, который удерживается между верхним участком заготовки и нижним участком заготовки, а дальнейший участок заготовки имеет форму, обладающую высотой и шириной, где высота меняется вдоль ширины последующего участка заготовки.

7. Фронтальное устройство безопасности переднего пассажира по п.6, отличающееся тем, что последующая заготовка имеет свою максимальную высоту в зоне центрального участка поверхности соприкосновения.

8. Фронтальное устройство безопасности переднего пассажира по п.4, отличающееся тем, что нижняя заготовка конфигурирована таким образом, чтобы при полностью развернутой оболочке подушки безопасности как минимум частично контактировать по меньшей мере в секциях с панелью приборов.

9. Фронтальное устройство безопасности переднего пассажира по п.4, отличающееся тем, что нижняя заготовка имеет отверстие для модуля наполнения.

10. Транспортное средство с фронтальным устройством безопасности переднего пассажира по п.1.

11. Транспортное средство по п.10, отличающееся тем, что система ремня безопасности снабжена системой распознавания для не пристегнутого пассажира, которая при распознавании не пристегнутого пассажира формирует предупреждающий сигнал.

12. Транспортное средство по п.10, отличающееся тем, что система ремня безопасности дополнительно включает застежку системы ремня и язычок ремня системы ремня безопасности, которые разъединяют друг от друга поясной участок и плечевой участок ремня безопасности, язычок ремня системы безопасности конфигурирован таким образом, чтобы разъединять плечевую часть ремня и поясную часть ремня при превышении определенного заранее предельного усилия в ремне безопасности.

13. Фронтальное устройство безопасности переднего пассажира транспортного средства в позиции посадки с пристегнутым ремнем безопасности, при которой голова переднего пассажира находится на высоте, превышающей высоту подголовника, включающее
подушку безопасности для размещения в панели приборов, обращенную вовнутрь транспортного средства, с оболочкой подушки безопасности, имеющей поверхность соприкосновения с центральным участком и боковыми поверхностями, образованные левым и правым участками, простирающимися от центрального участка, где поверхность соприкосновения приходится исключительно на голову переднего пассажира, и расположенную полностью выше приборной панели транспортного средства, при этом подушка безопасности имеет вогнутую форму при полностью развернутой, свободной от внешних усилий оболочке подушки безопасности, при которой левый и правый участки соответственно вдаются в салон транспортного средства дальше, чем центральный участок, и при этом подушка безопасности обеспечивает удерживающее усилие исключительно на голову пассажира; и
систему ремней безопасности переднего пассажира с поясной и плечевой частью ремня, плечевая часть ремня обеспечивает удерживающее усилие в отношении движения верхней части туловища переднего пассажира вперед с наклоном.

14. Фронтальное устройство безопасности переднего пассажира по п.1, отличающееся тем, что подушка безопасности обеспечивает удерживающее усилие только для головы пассажира.