DE102022111506A1

DE102022111506A1 - Passenger car with knee airbag module

Info

Publication number: DE102022111506A1
Application number: DE102022111506.2A
Authority: DE
Inventors: Jasmin Ostertag
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2022-05-09
Filing date: 2022-05-09
Publication date: 2023-11-09

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Personenkraftwagen (1) mit einer Karosserie (2), die einen Fahrzeugboden (3), zwei A-Säulen (4) und einen Tragrahmen (5) zum Anbauen eines Cockpitmoduls (24) aufweist, und mit wenigstens einem Knieairbagmodul (6), das am Tragrahmen (5) befestigt ist, wobei der Tragrahmen (5) oberhalb des Fahrzeugbodens (3) fest mit den beiden A-Säulen (4) verbunden ist.
Die Steifigkeit der Karosserie (2) lässt sich im Bereich des Cockpits verbessern, wenn der Tragrahmen (5) auf der Fahrerseite (7) und/oder auf der Beifahrerseite (8) eine zum Fahrzeugboden (3) offene Struktur (9) aufweist, die quer zur Fahrzeuglängsrichtung (X) C-förmig oder U-förmig ausgestaltet ist, wenn der Tragrahmen (5) im Bereich der jeweiligen offenen Struktur (9) eine sich in Fahrzeuglängsrichtung (X) und in Fahrzeugquerrichtung (Y) erstreckende Rahmenöffnung (10) und zwei die Rahmenöffnung (10) in der Fahrzeugquerrichtung (Y) begrenzende Rahmenabschnitte (11, 12, 13, 14) aufweist, wenn das jeweilige Knieairbagmodul (6) einen Modulträger (15), wenigstens einen Gasgenerator (16) und wenigstens einen Luftsack (17) aufweist, und wenn der Modulträger (15) an den beiden Rahmenabschnitten (11, 12, 13, 14) befestigt ist, derart, dass die jeweilige Rahmenöffnung (10) durch den Modulträger (15) verschlossen ist und der Tragrahmen (5) durch den Modulträger (15) in Fahrzeugquerrichtung (Y) und in Fahrzeuglängsrichtung (X) versteift ist.

The invention relates to a passenger car (1) with a body (2) which has a vehicle floor (3), two A-pillars (4) and a support frame (5) for mounting a cockpit module (24), and with at least one knee airbag module ( 6), which is attached to the support frame (5), the support frame (5) being firmly connected to the two A-pillars (4) above the vehicle floor (3).
The rigidity of the body (2) can be improved in the area of the cockpit if the support frame (5) on the driver's side (7) and/or on the passenger's side (8) has a structure (9) that is open to the vehicle floor (3). is designed to be C-shaped or U-shaped transversely to the vehicle's longitudinal direction (X), if the support frame (5) in the area of the respective open structure (9) has a frame opening (10) extending in the vehicle's longitudinal direction (X) and in the vehicle's transverse direction (Y) and two frame sections (11, 12, 13, 14) delimiting the frame opening (10) in the vehicle transverse direction (Y), if the respective knee airbag module (6) has a module carrier (15), at least one gas generator (16) and at least one airbag (17 ), and when the module carrier (15) is attached to the two frame sections (11, 12, 13, 14), such that the respective frame opening (10) is closed by the module carrier (15) and the support frame (5) through the module carrier (15) is stiffened in the vehicle transverse direction (Y) and in the vehicle longitudinal direction (X).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Personenkraftwagen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The present invention relates to a passenger car according to the preamble of claim 1.

Ein gattungsgemäßer Personenkraftwagen ist beispielsweise aus der DE 10 2011 101 883 B4 bekannt und besitzt eine Karosserie, die einen Fahrzeugboden, zwei A-Säulen und einen Tragrahmen zum Anbauen eines Cockpitmoduls aufweist. Des Weiteren ist das Fahrzeug mit wenigstens einem Knieairbagmodul ausgestattet, das am Tragrahmen befestigt ist. Der Tragrahmen ist oberhalb des Fahrzeugbodens fest mit den beiden A-Säulen verbunden. Beim bekannten Personenkraftwagen ist der Tragrahmen als Rohrstruktur ausgebildet, von der Tragarme abstehen, an denen das jeweilige Knieairbagmodul befestigt ist.A generic passenger car is, for example, from the DE 10 2011 101 883 B4 known and has a body that has a vehicle floor, two A-pillars and a support frame for attaching a cockpit module. Furthermore, the vehicle is equipped with at least one knee airbag module that is attached to the support frame. The support frame is firmly connected to the two A-pillars above the vehicle floor. In the known passenger car, the support frame is designed as a tubular structure, from which support arms protrude, to which the respective knee airbag module is attached.

Ein ähnlicher Personenkraftwagen ist aus der DE 11 2014 002 004 T5 bekannt.A similar passenger car is from the DE 11 2014 002 004 T5 known.

Aus der EP 2 407 352 B1 ist ein Knieairbagmodul bekannt, das zur Unterbringung in einem Deckel eines Handschuhfachs ausgestaltet ist. Das Knieairbagmodul weist dabei einen Modulträger, einen Gasgenerator und einen Luftsack auf, wobei der Gasgenerator und der Luftsack am Modulträger gehalten sind. Der Modulträger ist dabei als steife Platte konfiguriert.From the EP 2 407 352 B1 A knee airbag module is known which is designed to be accommodated in a lid of a glove compartment. The knee airbag module has a module carrier, a gas generator and an airbag, with the gas generator and the airbag being held on the module carrier. The module carrier is configured as a rigid plate.

Ein weiteres Knieairbagmodul, das in den Deckel eines Handschuhfachs integriert ist, geht aus der JP 2010-83173 A hervor.Another knee airbag module, which is integrated into the lid of a glove compartment, comes from the JP 2010-83173 A out.

Ein anderes Knieairbagmodul ist in der US 8 641 082 B2 gezeigt.Another knee airbag module is in the US 8,641,082 B2 shown.

Bei einem Personenkraftwagen mit Verbrennungsmotor weist die Karosserie üblicherweise einen Mitteltunnel auf, der am Fahrzeugboden ausgebildet ist und insbesondere im Bereich des Cockpits zu einer signifikanten Aussteifung der Karosserie beiträgt. Bei batterieelektrischen Fahrzeugen kann auf einen derartigen Mitteltunnel verzichtet werden, wodurch jedoch die Steifigkeit der Karosserie im Bereich des Cockpits reduziert wird. Um die gewünschte Steifigkeit wiederherzustellen ist es grundsätzlich möglich, zusätzliche Träger vorzusehen und/oder Materialstärken am Fahrzeugboden und/oder am Tragrahmen zu vergrößern. Diese Maßnahmen gehen jedoch mit erhöhten Kosten und mit einem erhöhten Gewicht einher. Gerade bei batterieelektrischen Fahrzeugen besteht jedoch der Wunsch nach einem reduzierten Fahrzeuggewicht, sodass diese Maßnahmen kontraproduktiv sind.In a passenger car with an internal combustion engine, the body usually has a center tunnel which is formed on the vehicle floor and contributes to significant stiffening of the body, particularly in the area of the cockpit. In battery-electric vehicles, such a center tunnel can be dispensed with, but this reduces the rigidity of the body in the cockpit area. In order to restore the desired rigidity, it is fundamentally possible to provide additional supports and/or to increase material thicknesses on the vehicle floor and/or on the support frame. However, these measures are accompanied by increased costs and increased weight. However, there is a desire for reduced vehicle weight, especially with battery-electric vehicles, so these measures are counterproductive.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für einen Personenkraftwagen der vorstehend beschriebenen Art eine verbesserte oder zumindest eine andere Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere durch eine erhöhte Steifigkeit der Karosserie im Bereich des Cockpits auszeichnet.The present invention deals with the problem of providing an improved or at least a different embodiment for a passenger car of the type described above, which is characterized in particular by increased rigidity of the body in the area of the cockpit.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This problem is solved according to the invention by the subject matter of the independent claim. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.

Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, das jeweilige Knieairbagmodul zur Aussteifung des Tragrahmen zu nutzen. Zu diesem Zweck wird das Knieairbagmodul mit einem vergleichsweise stabilen Modulträger ausgestattet, der sich in die Tragstruktur des Tragrahmens integrieren lässt, beispielsweise über Schraubenverbindungen. Außerdem wird der Tragrahmen so konfiguriert, dass er sich leicht durch den Modulträger aussteifen lässt. Da ohnehin ein Knieairbagmodul verbaut werden soll, ergibt sich durch die strukturelle Integration des Modulträgers in den Tragrahmen kaum zusätzliches Gewicht. Insbesondere muss der Tragrahmen nicht durch zusätzliche Träger stabilisiert werden.The invention is based on the general idea of using the respective knee airbag module to stiffen the support frame. For this purpose, the knee airbag module is equipped with a comparatively stable module carrier that can be integrated into the support structure of the support frame, for example via screw connections. In addition, the support frame is configured so that it can be easily reinforced by the module carrier. Since a knee airbag module is to be installed anyway, the structural integration of the module carrier into the support frame results in hardly any additional weight. In particular, the support frame does not have to be stabilized by additional supports.

Im Einzelnen schlägt die Erfindung vor, dass der Tragrahmen auf der Fahrerseite und/oder auf der Beifahrerseite mit einer zum Fahrzeugboden offenen Struktur ausgestattet wird, die quer zur Fahrzeuglängsrichtung C-förmig oder U-förmig ausgestaltet ist. Hierdurch besitzt der Tragrahmen im Bereich der jeweiligen offenen Struktur eine sich in Fahrzeuglängsrichtung und in Fahrzeugquerrichtung erstreckende Rahmenöffnung sowie zwei die Rahmenöffnung in der Fahrzeugquerrichtung begrenzende Rahmenabschnitte. Das jeweilige Knieairbagmodul wird mit einem Modulträger, wenigstens einem Gasgenerator und wenigstens einem Luftsack ausgestattet. Zweckmäßig können dabei der jeweilige Gasgenerator und der jeweilige Luftsack am Modulträger gehalten oder angeordnet sein. Der Modulträger wird nun in den Tragrahmen strukturell integriert. Hierzu wird der Modulträger an den beiden Rahmenabschnitten befestigt, insbesondere damit verschraubt. In der Folge wird die jeweilige Rahmenöffnung durch den Modulträger verschlossen und der Tragrahmen wird durch den jeweiligen Modulträger in der Fahrzeugquerrichtung und in der Fahrzeuglängsrichtung versteift. Diese Versteifung des Tragrahmens ergibt sich durch die steife bzw. stabile Ausgestaltung des Modulträgers und dessen feste Anbindung an die beiden Rahmenabschnitte.In detail, the invention proposes that the support frame on the driver's side and/or on the passenger's side is equipped with a structure that is open to the vehicle floor and is designed to be C-shaped or U-shaped transversely to the longitudinal direction of the vehicle. As a result, in the area of the respective open structure, the support frame has a frame opening extending in the vehicle's longitudinal direction and in the vehicle's transverse direction, as well as two frame sections delimiting the frame opening in the vehicle's transverse direction. The respective knee airbag module is equipped with a module carrier, at least one gas generator and at least one airbag. The respective gas generator and the respective air bag can expediently be held or arranged on the module carrier. The module carrier is now structurally integrated into the supporting frame. For this purpose, the module carrier is attached to the two frame sections, in particular screwed to them. As a result, the respective frame opening is closed by the module carrier and the support frame is stiffened by the respective module carrier in the vehicle transverse direction and in the vehicle longitudinal direction. This stiffening of the support frame results from the stiff or stable design of the module carrier and its firm connection to the two frame sections.

Damit der Modulträger den Tragrahmen versteifen kann, besitzt der Modulträger ausreichend Eigenstabilität und Steifigkeit. Der Modulträger ist zweckmäßig ein Metallbauteil. Der Modulträger kann z.B. ein Gussteil oder ein Strangpressteil sein.So that the module carrier can stiffen the support frame, the module carrier has sufficient inherent stability and rigidity. The module carrier is expediently a metal component. The module carrier can be, for example, a cast part or an extruded part.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform kann einer der beiden Rahmenabschnitte in der Fahrzeugquerrichtung an der dazu benachbarten A-Säule befestigt sein. Hierdurch erhält der Tragrahmen bereits im Bereich dieses Rahmenabschnitts eine hohe Steifigkeit, die sich dann über den Modulträger zumindest bis zum anderen Rahmenabschnitt weiterleiten lässt.According to an advantageous embodiment, one of the two frame sections can be attached to the A-pillar adjacent to it in the transverse direction of the vehicle. This gives the support frame a high level of rigidity in the area of this frame section, which can then be passed on via the module carrier at least to the other frame section.

Für eine stabile bzw. steife Ausgestaltung des Modulträgers kann der Modulträger mit wenigstens einer Rippe ausgestaltet sein, die sich in der Fahrzeugquerrichtung oder in der Fahrzeuglängsrichtung erstrecken kann. Bevorzugt sind mehrere Rippen vorgesehen, die sich in der Fahrzeugquerrichtung erstrecken. Die Rippen können dabei an einer vom jeweiligen Gasgenerator bzw. vom jeweiligen Luftsack abgewandten Außenseite des Modulträgers angeordnet sein. Ebenso ist denkbar, die jeweiligen Rippen an einer dem jeweiligen Gasgenerator und dem jeweiligen Luftsack zugewandten Innenseite des Modulträgers auszubilden.For a stable or rigid design of the module carrier, the module carrier can be designed with at least one rib, which can extend in the vehicle's transverse direction or in the vehicle's longitudinal direction. A plurality of ribs are preferably provided which extend in the transverse direction of the vehicle. The ribs can be arranged on an outside of the module carrier facing away from the respective gas generator or the respective air bag. It is also conceivable to form the respective ribs on an inside of the module carrier facing the respective gas generator and the respective air bag.

Besonders zweckmäßig ist eine Ausführungsform, bei welcher der jeweilige Modulträger plattenförmig ausgestaltet ist und eine Trägerebene definiert, die sich in der Fahrzeuglängsrichtung und in der Fahrzeugquerrichtung erstreckt. Ein derartiger plattenförmige Modulträger lässt sich insbesondere in Verbindung mit Rippen extrem steif konfigurieren, was die Aussteifung des Tragrahmen bzw. der Karosserie im Cockpitbereich unterstützt.Particularly useful is an embodiment in which the respective module carrier is plate-shaped and defines a carrier plane that extends in the longitudinal direction of the vehicle and in the transverse direction of the vehicle. Such a plate-shaped module carrier can be configured to be extremely rigid, particularly in conjunction with ribs, which supports the stiffening of the support frame or the body in the cockpit area.

Der Modulträger kann eine obere Wand eines Airbaggehäuses bilden, in dem der jeweilige Gasgenerator und der jeweilige Luftsack angeordnet sind. Am Modulträger kann außerdem wenigstens eine weitere Wand dieses Gehäuses zumindest teilweise ausgebildet sein. Beispielsweise kann ein Abschnitt einer vorderen Gehäusewand und/oder einer hinteren Gehäusewand integral an diesem Modulträger ausgeformt sein. Hierdurch ergibt sich eine signifikante Aussteifung des Modulträgers.The module carrier can form an upper wall of an airbag housing in which the respective gas generator and the respective airbag are arranged. At least one further wall of this housing can also be at least partially formed on the module carrier. For example, a section of a front housing wall and/or a rear housing wall can be integrally formed on this module carrier. This results in a significant stiffening of the module carrier.

Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform, bei welcher der Tragrahmen einen Obergurt ausbildet, der sich von der einen A-Säule durchgehend bis zur anderen A-Säule erstreckt. Die beiden Rahmenabschnitte können fest mit dem Obergurt verbunden sein. Der jeweilige Modulträger ist nun in der Fahrzeughöhenrichtung beabstandet vom Obergurt angeordnet und verbindet dort die beiden Rahmenabschnitte miteinander. Hierdurch bildet der Tragrahmen ein hochsteifes Tragwerk bei vergleichsweise wenig Materialeinsatz.A particularly advantageous embodiment is in which the support frame forms an upper flange which extends continuously from one A-pillar to the other A-pillar. The two frame sections can be firmly connected to the top chord. The respective module carrier is now arranged at a distance from the upper chord in the vehicle height direction and connects the two frame sections with one another. As a result, the support frame forms a highly rigid supporting structure using comparatively little material.

Bei einer anderen Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass der Tragrahmen auf der Fahrerseite und auf der Beifahrerseite jeweils eine solche offene Struktur aufweist. Diese beiden offenen Strukturen bilden dann eine fahrerseitige offene Struktur und eine beifahrerseitige offene Struktur. Zweckmäßig sind dann auch zwei Knieairbagmodule vorgesehen, nämlich ein fahrerseitiges Knieairbagmodul, das im Bereich der fahrerseitigen offenen Struktur am Tragrahmen befestigt ist, und ein beifahrerseitiges Knieairbagmodul, das im Bereich der beifahrerseitigen offenen Struktur am Tragrahmen befestigt ist. Beide offene Strukturen bilden jeweils eine Rahmenöffnung und sind in der Fahrzeugquerrichtung jeweils durch zwei Rahmenabschnitte begrenzt. Insgesamt sind dann vier Rahmenabschnitte vorgesehen. Beide Knieairbagmodule weisen jeweils einen solchen Modulträger auf, der die jeweiligen Rahmenabschnitte fest miteinander verbindet. Auf diese Weise wird die Karosserie im Bereich des Cockpits sowohl auf der Fahrerseite als auch auf der Beifahrerseite ausgesteift.In another embodiment, it can be provided that the support frame has such an open structure on the driver's side and on the passenger's side. These two open structures then form a driver-side open structure and a passenger-side open structure. Two knee airbag modules are then expediently provided, namely a driver-side knee airbag module, which is attached to the support frame in the area of the driver-side open structure, and a passenger-side knee airbag module, which is attached to the support frame in the area of the passenger-side open structure. Both open structures each form a frame opening and are each delimited by two frame sections in the transverse direction of the vehicle. A total of four frame sections are then provided. Both knee airbag modules each have such a module carrier that firmly connects the respective frame sections to one another. In this way, the body in the cockpit area is stiffened on both the driver's side and the passenger's side.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung können die Rahmenabschnitte, welche die beiden Rahmenöffnungen in der Fahrzeugquerrichtung begrenzen, zwei äußere Rahmenabschnitte und zwei mittlere Rahmenabschnitte bilden. Die beiden äußeren Rahmenabschnitte sind dann vorzugsweise jeweils in der Fahrzeugquerrichtung mit je einer der beiden A-Säulen fest verbunden. Somit ist der Tragrahmen im Bereich der äußeren Rahmenabschnitte vergleichsweise steif, wobei diese hohe Steifigkeit über die beiden Modulträger nach innen zu den beiden mittleren Rahmenabschnitten weitergeleitet wird.In a preferred development, the frame sections that delimit the two frame openings in the vehicle transverse direction can form two outer frame sections and two middle frame sections. The two outer frame sections are then preferably firmly connected to one of the two A-pillars in the transverse direction of the vehicle. The support frame is therefore comparatively rigid in the area of the outer frame sections, with this high rigidity being passed on via the two module carriers inwards to the two middle frame sections.

Eine andere vorteilhafte Ausführungsform schlägt vor, dass die beiden mittleren Rahmenabschnitte in Fahrzeugquerrichtung fest miteinander verbunden sind. Dies kann beispielsweise mittels eines parallel zur Fahrzeugquerrichtung verlaufenden Querträgers oder Rahmenabschnitts erfolgen oder durch eine in diesem Bereich ausgebildete Konsole. Die feste Verbindung der beiden mittleren Rahmenabschnitte in Fahrzeugquerrichtung erhöht die Steifigkeit des Tragrahmen im Bereich der Modulträger.Another advantageous embodiment suggests that the two middle frame sections are firmly connected to one another in the transverse direction of the vehicle. This can be done, for example, by means of a cross member or frame section running parallel to the transverse direction of the vehicle or by a console formed in this area. The firm connection of the two middle frame sections in the transverse direction of the vehicle increases the rigidity of the support frame in the area of the module carriers.

Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform, bei welcher der Tragrahmen einen Obergurt ausbildet, der sich von der einen A-Säule durchgehend bis zur anderen A-Säule erstreckt, wobei die vier Rahmenabschnitte fest mit dem Obergurt verbunden sind. Die beiden Modulträger können nun in der Fahrzeughöhenrichtung beabstandet vom Obergurt angeordnet sein und jeweils zwei der Rahmenabschnitte miteinander verbinden. Auch in diesem Fall wird ein stabiles Tragwerk ausgebildet, das mit vergleichsweise geringem Gewicht auskommt.A particularly advantageous embodiment is in which the support frame forms an upper chord which extends continuously from one A-pillar to the other A-pillar, with the four frame sections being firmly connected to the upper chord. The two module carriers can now be arranged at a distance from the upper chord in the vehicle height direction and can each connect two of the frame sections to one another. In this case, too, a stable supporting structure is formed that is comparatively low in weight.

Besonders vorteilhaft ist nun eine Ausführungsform, bei der die beiden Modulträger mit den Rahmenabschnitten am Tragrahmen einen Untergurt bilden, der sich von der einen A-Säule durchgehend bis zur anderen A-Säule erstreckt. Der Untergurt ist in der Fahrzeughöhenrichtung vom Obergurt beabstandet, wodurch ein sehr steifes Tragwerk gebildet wird, das die Karosserie im Cockpitbereich aussteift. Der Obergurt erstreckt sich zweckmäßig parallel zur Fahrzeugquerrichtung. Der Untergurt erstreckt sich zweckmäßig parallel zur Fahrzeugquerrichtung.Particularly advantageous is an embodiment in which the two module carriers with the frame sections on the support frame form a lower flange, which extends from one A-pillar extending to the other A-pillar. The lower chord is spaced from the upper chord in the vehicle height direction, which forms a very rigid supporting structure that stiffens the body in the cockpit area. The upper belt expediently extends parallel to the transverse direction of the vehicle. The lower belt expediently extends parallel to the transverse direction of the vehicle.

Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform, bei welcher der Tragrahmen ein als Blechformteil oder als Gussteil ausgestaltet ist. Mithilfe eines Blechformteil bzw. mithilfe eines Gussteils lassen insbesondere Drehmomente um eine parallel zur Fahrzeugquerrichtung verlaufende Achse besser übertragen als beispielsweise mit einem Rohrkörper, wodurch die Steifigkeit des Tragrahmen in der Fahrzeuglängsrichtung und in der Fahrzeugquerrichtung verbessert wird.An embodiment in which the support frame is designed as a sheet metal part or as a cast part is particularly advantageous. With the help of a sheet metal part or with the help of a cast part, torques about an axis running parallel to the transverse direction of the vehicle can be transmitted better than, for example, with a tubular body, whereby the rigidity of the support frame in the vehicle's longitudinal direction and in the vehicle's transverse direction is improved.

Bei einer anderen Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass der Modulträger wenigstens eine Fixierhilfe aufweist, mit deren Hilfe ein Bestandteil des Cockpitmoduls, insbesondere eine Instrumententafel, am Modulträger positionierbar und/oder fixierbar ist.In another embodiment, it can be provided that the module carrier has at least one fixing aid, with the help of which a component of the cockpit module, in particular an instrument panel, can be positioned and/or fixed on the module carrier.

Im vorliegenden Zusammenhang verläuft die Fahrzeughöhenrichtung senkrecht zu einem Untergrund, auf dem das Fahrzeug steht oder fährt. Bei horizontalem Untergrund verläuft die Fahrzeughöhenrichtung somit vertikal, also parallel zur Schwerkraftrichtung. Die Fahrzeuglängsrichtung verläuft senkrecht zur Fahrzeughöhenrichtung und wird durch die Geradeausfahrt des Fahrzeugs definiert. Die Fahrzeugquerrichtung verläuft senkrecht zur Fahrzeughöhenrichtung und senkrecht zur Fahrzeuglängsrichtung. Die relativen Ortsangaben „oben“, „unten“, „vorne“, „hinten“ beziehen sich auf einen Normalzustand des Fahrzeugs, bei dem es ordnungsgemäß auf einem Untergrund steht oder fährt. Die Begriffe „oben“ und „unten“ beziehen sich dabei auf die Fahrzeughöhenrichtung, während sich die Begriffe „vorne“ und „hinten“ auf die Fahrzeuglängsrichtung beziehen.In the present context, the vehicle height direction is perpendicular to a surface on which the vehicle is standing or driving. If the ground is horizontal, the vehicle height direction is vertical, i.e. parallel to the direction of gravity. The vehicle longitudinal direction is perpendicular to the vehicle height direction and is defined by the vehicle's straight-ahead travel. The vehicle transverse direction is perpendicular to the vehicle height direction and perpendicular to the vehicle longitudinal direction. The relative location information “top”, “bottom”, “front”, “back” refers to a normal state of the vehicle in which it stands or drives properly on a surface. The terms “top” and “bottom” refer to the vehicle height direction, while the terms “front” and “rear” refer to the longitudinal direction of the vehicle.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.Further important features and advantages of the invention emerge from the subclaims, from the drawings and from the associated description of the figures based on the drawings.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Vorstehend genannte und nachfolgend noch zu nennende Bestandteile einer übergeordneten Einheit, wie z.B. einer Einrichtung, einer Vorrichtung oder einer Anordnung, die separat bezeichnet sind, können separate Bauteile bzw. Komponenten dieser Einheit bilden oder integrale Bereiche bzw. Abschnitte dieser Einheit sein, auch wenn dies in den Zeichnungen anders dargestellt ist.It is understood that the features mentioned above and those to be explained below can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or alone, without departing from the scope of the invention. The above-mentioned and below-mentioned components of a higher-level unit, such as a device, a device or an arrangement, which are designated separately, can form separate parts or components of this unit or can be integral areas or sections of this unit, even if this shown differently in the drawings.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.Preferred exemplary embodiments of the invention are shown in the drawings and are explained in more detail in the following description, with the same reference numbers referring to the same or similar or functionally the same components.

Es zeigen, jeweils schematisch,

1 einen stark vereinfachten, prinzipiellen Querschnitt durch einen Personenkraftwagen im Bereich eines Tragrahmens,
2 eine isometrische Ansicht des Tragrahmen im Bereich eines Knieairbagmoduls,
3 einen Längsschnitt des Fahrzeugs im Bereich des Knieairbagmodul.

It shows, schematically,

1 a greatly simplified, basic cross section through a passenger car in the area of a support frame,
2 an isometric view of the support frame in the area of a knee airbag module,
3 a longitudinal section of the vehicle in the area of the knee airbag module.

Entsprechend 1 besitzt ein nur teilweise dargestellter Personenkraftwagen 1 eine ebenfalls nur teilweise dargestellte Karosserie 2, die einen nur teilweise gezeigten und mit unterbrochenen Linien angedeuteten Fahrzeugboden 3 sowie zwei nur teilweise gezeigte und mit unterbrochenen Linien angedeutete A-Säulen 4 aufweist. Die Karosserie 2 besitzt außerdem im Bereich eines im Übrigen nicht gezeigten Cockpits einen Tragrahmen 5, der zum Anbauen eines nur in 3 zum Teil angedeuteten Cockpitmoduls 24 dient. Ein derartiges Cockpitmodul 24 beinhaltet zumindest eine Instrumententafel. Der Tragrahmen 5 verbindet die beiden A-Säulen 4 oberhalb des Fahrzeugbodens 3.Accordingly 1 A passenger car 1, only partially shown, has a body 2, also only partially shown, which has a vehicle floor 3, which is only partially shown and indicated by broken lines, and two A-pillars 4, which are only partially shown and indicated by broken lines. The body 2 also has a support frame 5 in the area of a cockpit, which is otherwise not shown, which is only used to attach an in 3 partly indicated cockpit module 24 is used. Such a cockpit module 24 contains at least one instrument panel. The support frame 5 connects the two A-pillars 4 above the vehicle floor 3.

In den 1 bis 3 sind eine Fahrzeuglängsrichtung X, eine Fahrzeugquerrichtung Y und eine Fahrzeughöhenrichtung Z jeweils durch Pfeile in einem Koordinatensystem angedeutet.In the 1 until 3 a vehicle longitudinal direction X, a vehicle transverse direction Y and a vehicle height direction Z are each indicated by arrows in a coordinate system.

Der Personenkraftwagen 1, der im Folgenden auch als Kraftfahrzeug 1 bezeichnet werden kann, weist zumindest ein Knieairbagmodul 6 auf, das am Tragrahmen 5 befestigt ist. Im Beispiel der 1 sind zwei derartige Knieairbagmodule 6 vorgesehen, nämlich ein fahrerseitiges Knieairbagmodul 6a und ein beifahrerseitiges Knieairbagmodul 6b.The passenger car 1, which can also be referred to below as a motor vehicle 1, has at least one knee airbag module 6, which is attached to the support frame 5. In the example of 1 Two such knee airbag modules 6 are provided, namely a driver-side knee airbag module 6a and a passenger-side knee airbag module 6b.

Gemäß 1 besitzt der Tragrahmen 5 auf der Fahrerseite 7 und/oder auf der Beifahrerseite 8 eine zum Fahrzeugboden 3 hin offene Struktur 9. Im Beispiel der 1 sind zwei derartige offene Strukturen 9 vorgesehen, nämlich eine fahrerseitige offene Struktur 9a und eine beifahrerseitige offene Struktur 9b. Die jeweilige offene Struktur 9 ist dabei quer zur Fahrzeuglängsrichtung X C-förmig oder U-förmig ausgestaltet. Das jeweilige „C“ bzw. „U“ ist dabei räumlich so angeordnet, dass es nach unten, also zum Fahrzeugboden 3 hin offen ist. Der Tragrahmen 5 besitzt im Bereich der jeweiligen offenen Struktur 9 eine sich in Fahrzeuglängsrichtung X und in Fahrzeugquerrichtung Y erstreckende Rahmenöffnung 10 und je zwei Rahmenabschnitte 11, 12, 13, 14, welche die jeweilige Rahmenöffnung 10 in der Fahrzeugquerrichtung Y begrenzen. Im Beispiel der 1 sind zwei Rahmenöffnungen 10 vorgesehen, sodass insgesamt vier Rahmenabschnitte 11, 12, 13, 14 vorgesehen sind, nämlich zwei fahrerseitige Rahmenabschnitte 11, 12 und zwei beifahrerseitige Rahmenabschnitte 13, 14.According to 1 The support frame 5 has a structure 9 that is open towards the vehicle floor 3 on the driver's side 7 and/or on the passenger's side 8. In the example 1 Two such open structures 9 are provided, namely a driver-side open structure 9a and a passenger-side open structure 9b. The respective open structure 9 is designed to be C-shaped or U-shaped transversely to the vehicle's longitudinal direction X. The respective “C” or “U” is spatially arranged so that it is open downwards, i.e. towards the vehicle floor 3. In the area of the respective open structure 9, the support frame 5 has a frame opening 10 which extends in the vehicle longitudinal direction In the example of 1 Two frame openings 10 are provided, so that a total of four frame sections 11, 12, 13, 14 are provided, namely two driver-side frame sections 11, 12 and two passenger-side frame sections 13, 14.

Das jeweilige Knieairbagmodul 6 weist gemäß den 1 bis 3 jeweils einen Modulträger 15, wenigstens einen Gasgenerator 16 und wenigstens einen Luftsack 17 auf. Der jeweilige Gasgenerator 16 und der jeweilige Luftsack 17 sind am jeweiligen Modulträger 15 gehalten. Der jeweilige Modulträger 15 ist nun an den beiden zugehörigen Rahmenabschnitten 11, 12 bzw. 13, 14 befestigt. Hierdurch wird die jeweilige Rahmenöffnung 10 durch den jeweiligen Modulträger 15 verschlossen. Außerdem wird hierdurch der Tragrahmen 5 durch den jeweiligen Modulträger 15 in der Fahrzeugquerrichtung Y und in der Fahrzeuglängsrichtung X versteift. Der Modulträger 15 kann plattenförmig ausgestaltet sein, sodass er eine Trägerebene 18 definiert, die in 3 mit strichpunktierter Linie angedeutet ist und die sich in der Fahrzeuglängsrichtung X sowie in der Fahrzeugquerrichtung Y erstreckt. Der Modulträger 15 kann gemäß den 2 und 3 mit mehreren Rippen 19 ausgestaltet sein. Die Rippen 19 sind in den beiden gezeigten Beispielen an einer Außenseite des Modulträgers 15 angeordnet. Ebenso ist denkbar, alle Rippen 19 oder zumindest eine solche Rippe 19 an der Innenseite des Modulträgers 15 anzuordnen. Der Modulträger 15 kann mit den zugehörigen Rahmenabschnitten 11, 12 bzw. 13, 14, beispielsweise mittels Verschraubungen 20 fest verbunden sein.The respective knee airbag module 6 has according to the 1 until 3 each have a module carrier 15, at least one gas generator 16 and at least one air bag 17. The respective gas generator 16 and the respective air bag 17 are held on the respective module carrier 15. The respective module carrier 15 is now attached to the two associated frame sections 11, 12 and 13, 14. As a result, the respective frame opening 10 is closed by the respective module carrier 15. In addition, the support frame 5 is thereby stiffened by the respective module carrier 15 in the vehicle transverse direction Y and in the vehicle longitudinal direction X. The module carrier 15 can be designed in the shape of a plate so that it defines a carrier plane 18 which is in 3 is indicated by a dash-dotted line and which extends in the vehicle longitudinal direction X and in the vehicle transverse direction Y. The module carrier 15 can according to 2 and 3 be designed with several ribs 19. The ribs 19 are arranged on an outside of the module carrier 15 in the two examples shown. It is also conceivable to arrange all ribs 19 or at least one such rib 19 on the inside of the module carrier 15. The module carrier 15 can be firmly connected to the associated frame sections 11, 12 or 13, 14, for example by means of screw connections 20.

Gemäß 1 ist je offener Struktur 9 jeweils ein Rahmenabschnitt 11 bzw. 14 in der Fahrzeugquerrichtung Y unmittelbar an der dazu benachbarten A-Säule 4 befestigt. Wie sich ebenfalls 1 entnehmen lässt, bildet der Tragrahmen 5 einen Obergurt 21 aus, der in 1 mit unterbrochener Linie angedeutet ist. Dieser Obergurt 21 repräsentiert einen durchgehenden, parallel zur Fahrzeugquerrichtung Y verlaufenden Querträger, der sich von der einen A-Säule 4 durchgehend bis zur anderen A-Säule 4 erstreckt. Alle Rahmenabschnitte 11, 12, 13, 14 sind fest mit diesem Obergurt 21 verbunden. Der jeweilige Modulträger 15 ist nun in der Fahrzeughöhenrichtung Z beabstandet vom Obergurt 21 angeordnet, sodass der jeweilige Modulträger 15 beabstandet vom Obergurt 21 die zugehörigen Rahmenabschnitte 11, 12 bzw. 13, 14 fest miteinander verbindet.According to 1 For each open structure 9, a frame section 11 or 14 is fastened directly to the adjacent A-pillar 4 in the vehicle transverse direction Y. Like yourself too 1 can be removed, the support frame 5 forms an upper flange 21, which is in 1 is indicated by a broken line. This upper chord 21 represents a continuous cross member that runs parallel to the vehicle transverse direction Y and extends continuously from one A-pillar 4 to the other A-pillar 4. All frame sections 11, 12, 13, 14 are firmly connected to this upper chord 21. The respective module carrier 15 is now arranged at a distance from the upper belt 21 in the vehicle height direction Z, so that the respective module carrier 15, at a distance from the upper belt 21, firmly connects the associated frame sections 11, 12 and 13, 14 to one another.

Sofern wie im Beispiel der 1 vier Rahmenabschnitte 11, 12, 13, 14 vorhanden sind, definieren diese zwei äußere Rahmenabschnitte 11, 14 und zwei mittlere Rahmenabschnitte 12, 13. Die beiden äußeren Rahmenabschnitte 11, 14 liegen näher an den beiden A-Säulen 4 als die beiden mittleren Rahmenabschnitte 12, 13. Zweckmäßig sind wie im gezeigten Beispiel die beiden äußeren Rahmenabschnitte 11, 14 mit je einer der A-Säulen 4 fest verbunden. Außerdem kann zweckmäßigerweise vorgesehen sein, dass die beiden mittleren Rahmenabschnitte 12, 13 in der Fahrzeugquerrichtung Y fest miteinander verbunden sind. Im Beispiel der 1 sind die beiden mittleren Rahmenabschnitte 12, 13 durch einen Querträger 22 bzw. durch eine Konsole 22 fest miteinander verbunden.Unless as in the example 1 four frame sections 11, 12, 13, 14 are present, these define two outer frame sections 11, 14 and two middle frame sections 12, 13. The two outer frame sections 11, 14 are closer to the two A-pillars 4 than the two middle frame sections 12 , 13. As in the example shown, the two outer frame sections 11, 14 are each firmly connected to one of the A-pillars 4. In addition, it can expediently be provided that the two middle frame sections 12, 13 are firmly connected to one another in the vehicle transverse direction Y. In the example of 1 the two middle frame sections 12, 13 are firmly connected to one another by a cross member 22 or by a console 22.

Im Beispiel der 1 bilden die beiden Modulträger 15 zusammen mit den damit fest verbundenen Rahmenabschnitten 11, 12, 13, 14 einen Untergurt 23 am Tragrahmen 5 aus, der in 1 mit unterbrochener Linie angedeutet ist. Dieser Untergurt 23 repräsentiert einen durchgehenden, parallel zur Fahrzeugquerrichtung Y verlaufenden Querträger und erstreckt sich von der einen A-Säule 4 durchgehend bis zur anderen A-Säule 4. Der Untergurt 23 erstreckt sich dabei unterhalb des Obergurts 21 und oberhalb des Fahrzeugbodens 3.In the example of 1 The two module carriers 15, together with the frame sections 11, 12, 13, 14 firmly connected to them, form a lower flange 23 on the support frame 5, which is in 1 is indicated by a broken line. This lower chord 23 represents a continuous cross member that runs parallel to the vehicle transverse direction Y and extends continuously from one A-pillar 4 to the other A-pillar 4. The lower chord 23 extends below the upper chord 21 and above the vehicle floor 3.

Zweckmäßig handelt es sich beim Tragrahmen 5 um ein Gussteil. Ebenso ist denkbar, den Tragrahmen 5 als Blechformteil zu konfigurieren.The support frame 5 is expediently a cast part. It is also conceivable to configure the support frame 5 as a sheet metal part.

3 zeigt einen exemplarischen Einbauzustand für das Knieairbagmodul 6, wobei in 3 Komponenten des Cockpitmoduls 24 angedeutet sind. Hierbei handelt es sich insbesondere um einen Kniefänger 25 einer im Übrigen nicht gezeigten Instrumententafel, wobei der Kniefänger 25 in der Fahrzeuglängsrichtung X nach hinten an das Knieairbagmodul 6 anschließt. Ferner ist eine Kaltluftabschottung 26 angedeutet, die in der Fahrzeuglängsrichtung X nach vorn an das Knieairbagmodul 6 anschließt. Der Modulträger 15 bildet eine obere Wand eines Airbag- oder Modulgehäuses 27. Im Beispiel der 3 sind am Modulträger 15 außerdem ein Abschnitt 28 einer hinteren Wand des Modulgehäuses 27 sowie ein Abschnitt 29 einer vorderen Wand des Modulgehäuses 27 integral ausgeformt. Das Modulgehäuse 27 weist im Übrigen einen Ausschussdeckel 30 auf, der sich beim Ausdehnen des Luftsacks 17 öffnet und eine Austrittsöffnung freigibt, durch die der Luftsack 17 dann in einen Fahrzeuginnenraum 31 austreten kann. Insbesondere bildet in 3 der Modulträger 15 eine Oberschale des Modulgehäuses 27. Das Modulgehäuse 27 kann außerdem eine Unterschale 32 aufweisen, die das Modulgehäuse 27 komplettiert, wenn die Unterschale 32 am Modulträger 15 angebaut ist. Die Unterschale 32 kann beispielsweise aus Kunststoff hergestellt sein und insbesondere den Ausschussdeckel 30 aufweisen. Im Unterschied dazu ist der Modulträger 15 zweckmäßig ein Metallteil. Wenn die Unterschale 32 am Modulträger 15 befestigt ist, sind damit auch zwangsläufig der jeweilige Gasgenerator 16 und der jeweilige Luftsack 17 an Modulträger 15 gehalten, unabhängig davon, ob der jeweilige Gasgenerator 16 und/oder der jeweilige Luftsack 17 am Modulträger 15 oder an der Unterschale 32 befestigt ist/sind. Durch das Knieairbagmodul 6, insbesondere durch den Modulträger 15, wird innerhalb des Tragrahmens 5 ein Bereich erhöhter Stabilität bzw. Steifigkeit ausgebildet, der in 3 durch einen mit unterbrochener Linie gezeichneten Rahmen angedeutet ist. 3 shows an exemplary installation state for the knee airbag module 6, where in 3 Components of the cockpit module 24 are indicated. This is in particular a knee protector 25 of an instrument panel (not shown), wherein the knee protector 25 connects to the knee airbag module 6 to the rear in the vehicle longitudinal direction X. Furthermore, a cold air insulation 26 is indicated, which connects to the knee airbag module 6 in the vehicle longitudinal direction X towards the front. The module carrier 15 forms an upper wall of an airbag or module housing 27. In the example 3 A section 28 of a rear wall of the module housing 27 and a section 29 of a front wall of the module housing 27 are also integrally formed on the module carrier 15. The module housing 27 also has a reject cover 30, which opens when the airbag 17 expands and releases an outlet opening through which the airbag 17 can then exit into a vehicle interior 31. In particular forms in 3 the module carrier 15 has an upper shell of the module housing 27. The module housing 27 can also have a lower shell 32, which Module housing 27 is completed when the lower shell 32 is attached to the module carrier 15. The lower shell 32 can, for example, be made of plastic and in particular have the reject lid 30. In contrast to this, the module carrier 15 is expediently a metal part. If the lower shell 32 is attached to the module carrier 15, the respective gas generator 16 and the respective air bag 17 are also inevitably held on the module carrier 15, regardless of whether the respective gas generator 16 and / or the respective air bag 17 is on the module carrier 15 or on the lower shell 32 is/are attached. Through the knee airbag module 6, in particular through the module carrier 15, an area of increased stability or rigidity is formed within the support frame 5, which is in 3 is indicated by a frame drawn with a broken line.

In 2 sind außerdem noch Fixierhilfen 33 angedeutet, die am Modulträger 15 ausgebildet sein können und die eine Positionierung und/oder Fixierung einer Komponente des Cockpitmoduls 24, insbesondere der Instrumententafel, am Modulträger 15 vereinfachen.In 2 Fixing aids 33 are also indicated, which can be formed on the module carrier 15 and which simplify positioning and/or fixing of a component of the cockpit module 24, in particular the instrument panel, on the module carrier 15.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102011101883 B4 [0002]
DE 112014002004 T5 [0003]
EP 2407352 B1 [0004]
JP 2010083173 A [0005]
US 8641082 B2 [0006]

Claims

Passenger car (1), - with a body (2) which has a vehicle floor (3), two A-pillars (4) and a support frame (5) for mounting a cockpit module (24), - with at least one knee airbag module (6) , which is attached to the support frame (5), - the support frame (5) being firmly connected to the two A-pillars (4) above the vehicle floor (3), characterized in that - the support frame (5) on the driver's side ( 7) and/or on the passenger side (8) has a structure (9) which is open to the vehicle floor (3) and is C-shaped or U-shaped transversely to the vehicle's longitudinal direction (X), - that the support frame (5) is in the area the respective open structure (9) has a frame opening (10) extending in the vehicle longitudinal direction (X) and in the vehicle transverse direction (Y) and two frame sections (11, 12, 13, 14) delimiting the frame opening (10) in the vehicle transverse direction (Y). - that the respective knee airbag module (6) has a module carrier (15), at least one gas generator (16) and at least one airbag (17), - that the respective module carrier (15) is attached to the two frame sections (12, 13, 14, 15 ) is fastened in such a way that the respective frame opening (10) is closed by the module carrier (15) and the support frame (5) is stiffened by the module carrier (15) in the vehicle transverse direction (Y) and in the vehicle longitudinal direction (X).

Passenger car (1) after Claim 1 , characterized in that - one of the frame sections (11, 14) is attached to the adjacent A-pillar (4).

Passenger car (1) after Claim 1 or 2 , characterized in that - the respective module carrier (15) is plate-shaped and defines a carrier plane (18) which extends in the vehicle transverse direction (Y) and in the vehicle longitudinal direction (X).

Passenger car (1) according to one of the Claims 1 until 3 , characterized in that - the support frame (5) forms an upper flange (21) which extends continuously from one A-pillar (4) to the other A-pillar (4), - that the respective frame sections (11, 12 , 13, 14) are firmly connected to the upper chord (21), - that the respective module carrier (15) is arranged at a distance from the upper chord (21) in the vehicle height direction (Z) and the frame sections (11, 12, 13, 14) are connected to each other connects.

Passenger car (1) according to one of the Claims 1 until 4 , characterized in that - the support frame (5) has such an open structure (9) on the driver's side (7) and on the passenger's side (8), namely an open structure (9a) on the driver's side and an open structure (9b) on the passenger's side. , - that two knee airbag modules (6) are provided, namely a driver-side knee airbag module (6a), which is attached to the support frame (5) in the area of the driver-side open structure (9a), and a passenger-side knee airbag module (6b), which is in the area of the passenger-side open structure (9b) is attached to the support frame (5), - that each knee airbag module (6a, 6b) has such a module carrier (15) which firmly connects the respective frame sections (11, 12, 13, 14) to one another.

Passenger car (1) after Claim 5 , characterized in that - the frame sections (11, 12, 13, 14), which delimit the two frame openings (10) in the vehicle transverse direction (Y), two outer frame sections (11, 14) and two middle frame sections (12, 13) form, - that the two outer frame sections (11, 14) are each firmly connected to an A-pillar (4).

Passenger car (1) after Claim 6 , characterized in that - the two middle frame sections (12, 13) are firmly connected to one another in the vehicle transverse direction (Y).

Passenger car (1) after Claim 6 or 7 , characterized in that - the support frame (5) forms an upper flange (21) which extends continuously from one A-pillar (4) to the other A-pillar (4), - that the four frame sections (11, 12 , 13, 14) are firmly connected to the upper chord (21), - that the two module carriers (15) are arranged at a distance from the upper chord (21) in the vehicle height direction (Z), and two of the frame sections (11, 12, 13, 14) connect with each other.

Passenger car (1) after Claim 8 , characterized in that - the two module carriers (15) with the frame sections (11, 12, 13, 14) on the support frame (5) form a lower flange (23) which extends continuously from one A-pillar (4) to the other A-pillar (4).

Passenger car (1) according to one of the Claims 1 until 9 , characterized in that - the support frame (5) is a sheet metal part or a cast part.