适于安装到车辆的车顶的安全气囊模块、用于此类安全气囊模块中的壳体部件以及具有此类安全气囊模块的车辆的制作方法

适于安装到车辆的车顶的安全气囊模块、用于此类安全气囊模块中的壳体部件以及具有此类安全气囊模块的车辆
1.说明书
2.本发明涉及根据权利要求1的前序部分所述的适于安装到车辆的车顶的安全气囊模块、根据权利要求11所述的用于此类安全气囊模块中的壳体部件以及根据权利要求12所述的包括此类安全气囊模块的车辆。
3.已经引入到汽车技术中的第一安全气囊模块是正面安全气囊模块，其用于在基本正面碰撞的情况下保护驾驶员或前排就座乘客。传统上，此类安全气囊模块位于方向盘内部(驾驶员正面安全气囊模块)或仪表盘中(乘客正面安全气囊模块)。
4.更新的概念提出将正面安全气囊模块从方向盘/仪表盘移动到车辆的车顶和顶棚内衬之间的位置。
5.us 6,588,793b2示出了此类安全气囊模块以及包括此类安全气囊模块的车辆。该安全气囊模块包括壳体、安全气囊垫和充气器。该壳体具有上部和下部。该下部示出了安装凸缘、从该安装凸缘延伸的侧壁以及在侧壁之间延伸的底壁。该壳体是相当刚性的，使得当安全气囊垫展开时其基本上不变形。
6.de 20 2014 003 779 u1示出了另一个概念。此处，仅设置一个壳体部件，并且包装的安全气囊垫位于该壳体部件与车辆的车顶之间。该壳体部件在其后端附接至车辆的车顶，并且在其前端经由两个卡扣连接件附接至车辆的车顶。该壳体部件不具有侧壁，这意味着由壳体的前部段和车顶限定的用于安全气囊垫的罩在其侧面处是敞开的。该壳体部件的前部段的中间段朝向车顶弯曲，使得该壳体部件的外表面显示为凹槽。该凹槽段与顶棚内衬和附接到顶棚内衬的遮阳帘相距一定距离。因此，当该安全气囊展开时，该凹槽段可以向外侧变形，而不干扰顶棚内衬和遮阳帘。这种安全气囊模块重量相对较轻，但是具有以下缺点：即必须采取额外的措施，以确保当该安全气囊垫展开时，该安全气囊垫的任何部分都不会离开由壳体部件和车辆的车顶在罩的侧面处限定的罩。
7.从该现有技术出发，本发明的任务是提供一种适于安装到车辆的车顶的安全气囊模块，其至少一个壳体部件重量轻，确保安全气囊垫的可再现的展开行为，并且当安全气囊展开时不会干扰顶棚内衬和/或遮阳帘。
8.该任务通过根据权利要求1所述的安全气囊模块来完成。在权利要求11中限定了用于此类安全气囊模块中的壳体部件，并且在权利要求12中限定了包括此类安全气囊模块的车辆。
9.本发明的安全气囊模块包括安全气囊垫、与所述安全气囊垫流体连通的充气器以及壳体部件。该壳体部件包括前部段，该前部段限定当安装到车辆的车顶时用于安全气囊垫的罩的一部分，如从de 20 2014 003 779 u1已知的。与该文献中描述的安全气囊模块相比，本发明的安全气囊模块的前部段包括第一安装凸缘和第二安装凸缘，该第一安装凸缘和该第二安装凸缘位于第一平面中；第一侧壁，该第一侧壁从该第一安装凸缘延伸；以及第二侧壁，该第二侧壁从该第二安装凸缘延伸。通过这些侧壁，用于安全气囊垫的罩被侧向封闭，使得其安全地防止安全气囊垫的一部分从壳体部件侧向展开。该第一侧壁与该罩内侧
上的该第一平面围成第一角度，并且该第二侧壁与该罩内侧上的该第一平面围成第二角度。位于远离并且平行于该第一平面的该第二平面中的底壁在两个侧壁之间延伸。该第一角度和该第二角度两者都是介于30
°
至60
°
之间的锐角。
10.由于这种形状，该侧壁和该底壁一起变形，这导致该壳体部件在垂直于该第一平面和该第二平面的方向(通常是竖直方向)上以相对小的“行程”可再现地变形。另外，这种“联合变形”耗散足够的能量以安全地防止壳体部件从其所附接的部件(通常是车顶)脱离。
11.尽管本发明的安全气囊模块可以基本上与de 20 2014 003 779 u1所述的安全气囊模块一样重量轻，但是提供了仅在安全气囊模块的前部敞开的用于安全气囊的罩，从而确保了安全气囊垫的适当展开。
12.当安全气囊垫展开时，底壁和侧壁通常以这样的方式变形，即使得形成没有弯曲并且从第一安装凸缘跨越到第二安装凸缘的连续壁。该连续壁通常具有基本上一致的曲率。
13.为了确保当安全气囊展开时均匀的力分布，前部段优选地关于垂直于第一平面和第二平面的至少一个平面、优选地两个平面镜像对称。
14.在优选实施方案中，该壳体部件还包括从前部段的后端延伸的充气器段。为了允许前部段的不受阻碍的变形，该充气器段优选地仅连接到底壁，而不连接到侧壁。在这种情况下，该充气器段优选地包括后壁和第三安装凸缘，以便牢固地安装充气器段。该充气器优选安装到该充气器段的后壁；也可以安装到车辆的车顶。为了便于壳体部件的制造过程，该壳体部件例如可以是冲压和弯曲的金属片件，在一些实施方案中优选的是，该第三安装凸缘不直接连接到第一安装凸缘和第二安装凸缘。在其它实施方案中，可优选的是，该第三安装凸缘连接到第一安装凸缘和第二安装凸缘，使得首先设置联合u形安装凸缘，其中第一安装凸缘、第二安装凸缘和第三安装凸缘是该联合安装凸缘的段。这可以增强壳体部件的整体刚度。
15.由于车辆的车顶通常是平坦的，因此该第三凸缘通常位于第一平面中。
16.通常，所有安装凸缘具有椭圆形形状，使得它们的长度超过它们的宽度，并且该第三安装凸缘的长度垂直于该第一安装凸缘的长度和该第二安装凸缘的长度延伸。
17.优选地，壳体部件是单件式的。通过该特征，发生安全且可再现的变形而没有破损的风险。另外，单件式壳体部件重量轻且易于制造。当然，壳体也可以由多于一个件制成，例如以这样的方式，即壳体包括多于一个的层或者壳体由若干件焊接在一起。
18.用于壳体部件的优选材料是金属，特别是钢。在这种情况下，制成壳体部件的金属片通常具有介于1mm至2.5mm之间的厚度。
19.替代地，壳体部件可以由塑料材料制成。在这种情况下，壳体部件可特别地由切割制成，从而形成为壳体部件形状，类似于由金属片制成的壳体部件。当然，由于需要高强度材料(能够承受高的回缩力)，优选的是，切割由织物制成。
20.在安装状态下，安全气囊模块通过其安装凸缘安装到车顶，使得安全气囊垫的至少一部分位于底壁与车顶的一段之间。安装凸缘可直接接触车顶，或者可相对较薄的附加层可位于壳体部件与车顶之间。由于该层不需要承受大的力，因此它可以由基本上每种材料制成，包括柔性材料，如箔或带状织物。这种层可有助于在安装过程期间将安全气囊包保持在适当位置。
21.在安装状态下，该安全气囊模块通常由顶棚内衬覆盖。
22.现在将根据附图借助于优选实施方案详细地描述本发明。
23.附图示出了：
24.图1是根据本发明的一个实施方案的沿着竖直延伸且在车辆纵向方向上穿过车辆的包括安全气囊模块的上部的平面的示意性截面图，
25.图2示出了图1中所示的内容，但截面远离图1的截面从而使得从侧面示出了安全气囊模块，
26.图3示出了沿着图1中的平面a-a截取的截面图，
27.图4示出了在充气器已经被触发使得安全气囊垫展开之后在图1中示出的内容，
28.图5以根据图3的表示示出了图4中所示的内容，意味着沿图4中的平面c-c截取的截面图，并且
29.图6以根据图3的表示示出了图1至图5中所示的实施方案的变型。
30.图1至图3以示意图示出了车辆的车顶r的前部、车辆的挡风玻璃w的一部分、车辆的顶棚内衬c的一部分以及附接到车顶r并且放置在该车顶r与该顶棚内衬c之间的安全气囊模块10。本文中，图3是沿着图1中的平面a-a截取的截面图，图1是沿着图3中的平面b-b截取的截面图，并且图2以从侧面以平面视图示出了安全气囊模块。
31.除了诸如螺钉等的紧固装置之外，安全气囊模块10仅由三个部件构成，即壳体部件20、充气器50和安全气囊包。该安全气囊包包括折叠和/或卷绕的安全气囊垫55，并且还可包括包装(图中未示出)。在所示的实施方案中，并且这是优选的，壳体部件20是单件式的并且优选地是冲压和弯曲的金属片部件。在这种情况下，金属片通常具有介于1.5mm至2.5mm之间的厚度。在另选的实施方案中，该壳体部件20也可以由塑料材料构成，例如由塑料织物构成。重要的是，在壳体部件20由塑料材料制成的情况下，该塑料材料并不太硬，使得其可以在一定程度上变形而不破裂。
32.壳体部件20可以看作具有前部段30和充气器段40。在图中所示的安装状态下，充气器段40位于前部段30的后方(相对于车辆纵向方向(x方向))。尤其如由图3可见，前部段30沿汽车横向方向(y方向)观察具有第一安装凸缘32、第一侧壁34、底壁35、第二侧壁36和第二安装凸缘38。两个安装凸缘32、36在x方向上的长度超过它们在y方向上的宽度，并且在x方向上它们彼此平行地延伸。两个安装凸缘32、38的安装表面连接到车顶r，并且安装凸缘32、36位于基本上由车辆的车顶r限定的第一平面e1中。侧壁34、36从这些安装凸缘32、38以倾斜方式向下延伸，使得第一侧壁34与第一平面e1围成第一角度α1，并且第二侧壁36与第一平面e1围成第二角度α2。这两个角度α1和α2是“内角”，意味着这两个角度彼此面对。优选地，壳体部件20的至少前部段30是镜像对称的，使得这两个角度α1、α2是相同的。在每种情况下，两个角度α1、α2都是锐角，这意味着它们小于90
°
。优选地，该角度介于40
°
至50
°
之间，特别是45
°
。底壁35在两个侧壁之间延伸并且位于平行但当然远离第一平面e1的第二平面e2中。从图中可见，第二平面e2稍微远离顶棚内衬。
33.充气器段40包括自己的凸缘，即第三安装凸缘42，并且后壁44从第三安装凸缘42延伸到底壁35。充气器50例如通过螺栓连接到后壁。第三安装凸缘在y方向上的长度超过其在x方向上的宽度，并且(在它们各自的长度方向上)第三安装凸缘42垂直于第一安装凸缘32和第二安装凸缘38延伸。
34.第三安装凸缘42不连接到第一安装凸缘32和第二安装凸缘38，并且后壁44不连接到侧壁34、36，使得在充气器段40与前部段之间存在两个侧向自由空间f，如图2可见。由于安装凸缘在安全气囊展开期间不变形或移动，第三安装凸缘42可连接到第一安装凸缘32和第二安装凸缘38，以便增强壳体部件的整体刚度，使得传递到车辆的车顶的力减小。
35.当充气器50被触发时，安全气囊垫55从由壳体部件20和车顶r限定的罩中展开出来。在膨胀期间，安全气囊垫向壳体部件20的前部段施加力，并且由于所描述的几何形状，前部段一致地变形，使得在第一安装凸缘32和第二安装凸缘38之间具有基本上一致的曲率，如图5中所示。在这种状态下，侧壁与底壁之间不再有边界。由于这种变形，能量被耗散，使得壳体部件到车顶的附接以及壳体部件本身保持完整。另外，朝向顶棚内衬在竖直方向(z方向)上的延伸是相对小的，使得在静止状态下底壁与顶棚内衬之间的小间隙(例如参见图1和图2)足以避免当安全气囊展开时壳体部件撞击顶棚内衬c。
36.在图1至图5所示的实施方案中，车顶r的一段直接构成上壳体壁。另选地，可以在车顶r与安全气囊包之间提供附加层22。由于该附加层22由车顶r支撑，所以它基本上可以由任何材料制成。这种附加层可以有助于确保安全气囊垫55在安装过程期间不移位。
37.附图标记列表
38.10安全气囊模块
39.20壳体部件
40.22附加层
41.30壳体部件的前部段
42.32第一安装凸缘
43.34第一侧壁
44.35底壁
45.36第二侧壁
46.38第二安装凸缘
47.39连续壁
48.40充气器段
49.44后壁
50.42第三安装凸缘
51.50充气器
52.55安全气囊垫
53.c顶棚内衬
54.f自由空间
55.r车顶
56.w挡风玻璃

技术特征：
1.一种适于安装到车辆的车顶(r)的安全气囊模块(10)，所述安全气囊模块(10)包括：安全气囊垫(55)，充气器(50)，所述充气器与所述安全气囊垫(55)流体连通，和壳体部件(20)，所述壳体部件(20)包括前部段(30)，当安装到车辆的车顶(r)时，所述前部段限定用于所述安全气囊垫(55)的罩的一部分，所述前部段(30)包括：第一安装凸缘(32)和第二安装凸缘(38)，该第一安装凸缘和该第二安装凸缘位于第一平面(e1)中，底壁(35)，所述底壁位于远离并且平行于所述第一平面(e1)的第二平面(e2)中，第一侧壁(34)，所述第一侧壁从所述第一安装凸缘(32)延伸到所述底壁(35)并且与所述罩的内侧上的所述第一平面(e1)围成第一角度(α1)，以及第二侧壁(36)，所述第二侧壁从所述第二安装凸缘(38)延伸到所述底壁(35)并且与所述罩的内侧上的所述第一平面(e1)围成第二角度(α2)，其特征在于，所述第一角度α1和所述第二角度α2两者都是介于30
°
至60
°
之间的锐角，优选地介于40
°
至45
°
之间，特别是45
°
。2.根据权利要求1所述的安全气囊模块，其特征在于，当所述安全气囊垫(55)展开时，所述底壁(35)和所述侧壁(43,36)以此方式变形，即形成从所述第一安装凸缘(34)跨越到所述第二安装凸缘(38)的连续壁(39)，所述连续壁(39)优选地具有基本上一致的曲率。3.根据权利要求1或权利要求2所述的安全气囊模块，其特征在于，所述前部段(30)关于垂直于所述第一平面(e1)和所述第二平面(e2)的平面镜像对称。4.根据权利要求1至3中任一项所述的安全气囊模块，其特征在于，所述壳体部件(20)还包括从所述前部段(30)的后端延伸的充气器段(40)。5.根据权利要求4所述的安全气囊模块，其特征在于，所述充气器段(40)包括后壁(44)和第三安装凸缘(42)。6.根据权利要求5所述的安全气囊模块，其特征在于，所述第三安装凸缘(42)位于所述第一平面(e1)中。7.根据权利要求5或权利要求6所述的安全气囊模块，其特征在于所有安装凸缘(32,38,42)具有超过其宽度的长度，其中所述第三安装凸缘(42)的长度垂直于所述第一安装凸缘(32)的长度和所述第二安装凸缘(38)的长度延伸。8.根据权利要求1至7中任一项所述的安全气囊模块，其特征在于，所述壳体部件(20)是单件式的。9.根据权利要求8所述的安全气囊模块，其特征在于，所述壳体部件(20)由金属片制成，所述金属片优选地具有介于1.5mm至2.5mm之间的厚度，优选地具有2mm的厚度。10.根据权利要求8所述的安全气囊模块，其特征在于，所述壳体部件(20)由塑料材料、特别是塑料织物制成。11.一种用于根据权利要求1至10中任一项所述的安全气囊模块(10)的壳体部件(20)。12.一种包括车顶(r)和根据权利要求1至10中任一项所述的安全气囊模块(10)的车辆，所述安全气囊模块通过其安装凸缘(32,38,42)安装到所述车顶(r)，使得所述安全气囊
垫(55)的至少一部分位于所述底壁(35)与所述车顶(r)的一段之间。13.根据权利要求12所述的车辆，其特征在于，所述安全气囊模块(10)由顶棚内衬(c)覆盖。

技术总结
本发明描述了一种适于安装到车辆的车顶(R)的安全气囊模块。所述安全气囊模块包括安全气囊垫(55)、与所述安全气囊垫(55)流体连通的充气器以及壳体部件(20)。该壳体部件(20)包括前部段，当安装到车辆的车顶(R)上时，该前部段限定用于该安全气囊垫(55)的罩的一部分。该前部段包括第一安装凸缘(32)和第二安装凸缘(38)，该第一安装凸缘和该第二安装凸缘位于第一平面(E1)中；底壁(35)，该底壁位于远离并平行于该第一平面(E1)的第二平面(E2)中；第一侧壁(34)，该第一侧壁从该第一安装凸缘(32)延伸到该底壁(35)并且与该罩的内侧上的该第一平面(E1)围成第一角度(α1)；以及第二侧壁(36)，该第二侧壁从该第二安装凸缘(38)延伸到该底壁(35)并且与该罩的内侧上的该第一平面(E1)围成第二角度(α2)。为了在该安全气囊展开时允许壳体受控变形，该第一角度(α1)和该第二角度(α2)两者都是介于30


技术研发人员：斯特凡
受保护的技术使用者：奥托立夫开发公司
技术研发日：2021.09.30
技术公布日：2023/6/29