專利名稱：保護機動車輛乘客膝蓋的裝置及相關儀表板的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及保護機動車前排乘員膝蓋的裝置。
本發(fā)明更特別地涉及保護車輛的駕駛員或前排乘客的裝置，其中車輛的乘客艙室裝備有儀表板。
背景技術：
儀表板是一個結構單元，該結構單元由設備和附件構成并相對于駕駛員和前排乘客縱向向前限定了乘員艙室。
在駕駛員側上，儀表板特別地在操縱組件上面橫向延伸，操縱組件包括方向盤和轉向管柱。
現代車輛必須在被動安全性和保護乘員特別是駕駛員和一個或多個前排乘客方面滿足日益嚴格的標準限制要求。
關于車輛駕駛員的保護，人們已經了解被動安全性裝置和設備，它們能使方向盤縮回和/或氣囊充氣，氣囊有效地吸收駕駛員在車輛前部特別是布置在儀表板的上部控制板上的沖擊，以及在方向盤和/或防風罩上的沖擊。
為了保護前排乘員的下肢，特別是膝蓋和在膝蓋下面延伸的下肢的下部，已經提出了各種類型的特別是被動的裝置和設備，以便在膝蓋和脛骨碰撞或沖擊乘客艙室的設備以及特別是與儀表板的下部發(fā)生碰撞或沖擊時，通過吸收能量來保護膝蓋。
第一種解決方案在文件FR-A-115317中已有描述和圖示，它包括減震保護帶，該保護帶例如由泡沫橡膠制造，基本上相對膝蓋在儀表板邊緣的整個長度上橫向延伸。
這樣的一種裝置不能滿足目前標準要求，特別是不滿足標準ECE94中所限定的那些要求。
為了“處理”膝蓋與儀表板的相對部分碰撞的后果，而不使用昂貴的裝置、設備或系統，例如氣囊或坐椅帶拉伸器，已經證明必需改進適當的儀表板的下部或底部的設計，通過在其設計和結構上在其中加入一種吸收能量的元件。當乘員在儀表板底部方向上縱向向前整個運動時，特別是當車輛遭到沖擊時，在乘員的膝蓋沖擊下，該元件通過塑性變形來吸收能量。
相對位移的構思包括乘員相對于他/她的坐椅的相對位移和/或乘客艙室的前部的相對位移的固有后果，特別是儀表板在所討論的乘員坐椅方向上向后的相對位移的固有后果。
包括乘員的兩個膝蓋在內的要保護區(qū)域在側向上即在車輛的整個橫向方向上是很寬闊的，為此，裝置優(yōu)選地在豎直方向上必須具有不同的剛度，特別地隨包括膝蓋在內從膝蓋向下延伸的腿的下部的各個部分而變化。
車輛的乘客艙室的前部特別是儀表板的剛性結構元件，基本上包括布置在上部位置的橫向梁或橫檔，橫檔特別地用于儀表板和操作組件特別是轉向管柱的固定。
這個橫檔位置太高，使得將用于膝蓋和腿的脛骨的保護裝置連接和固定就位變得復雜和困難。
轉向管柱本身在一個豎直平面內向前和向下縱向延伸，并且是很剛性的，實際上是固定的元件。就駕駛員而言，該固定元件必須是駕駛員的膝蓋要“避開的”。
在轉向管柱上布置使膝蓋和腿下部被有效保護的保護元件實際上是不可能的。
在這方面，文件FR-A-2726520描述和圖示了一種保護駕駛員的下肢的裝置，它包括一個固定到車輛結構上的支承橫檔來支承操縱組件并且是V形的帶有曲線的分支，以便在車輛與障礙物碰撞或沖擊時使駕駛員下肢的移動路線側向地偏離。
然而，這樣一種裝置不能使足夠的能量被吸收，又不能在橫向方向引導膝蓋和脛骨，即引導腿的每個下部，以使它整體保留在一個且是同一個豎直平面內。
文件FR-A-2194593描述和圖示一個保護裝置，它包括適當的儀表板的下部，該下部構成一個保護膝蓋和脛骨的裝置。
保護元件在車輛的乘客艙室中，相對乘員此處為駕駛員的膝蓋和脛骨的上部，橫向地延伸。
這種保護元件包括一個中心部件，該中心部件被由轉向管柱構成的車輛的一個元件剛性地支承，以便防止中心部件變形。
保護裝置由通過塑性變形吸收能量的元件構成，最終包括在左側和右側的兩個相對的側向件，它們通過中心部件連接在一起。
每個側向件相對駕駛員的左腿或右腿的膝蓋和脛骨上部延伸。
每個側向件由車輛的結構元件剛性地支承，以便構成一個可變形的能量吸收件。
然而，在這個文件中提出的解決方案是不令人滿意的，其中每個側向件(見該文件的圖6和7)由基本上水平的橫向定位的上下縱向邊緣剛性地支承。
這樣的一種設計具有這樣的缺點，位于與膝蓋和相應脛骨對齊的豎直平面內的側向件的部分或區(qū)域剛性太大，因此不允許足夠的能量被吸收，同時存在著易于引起傷害的特別剛性的零件可能受到沖擊或撞擊的風險。

發(fā)明內容
為了克服這些缺點，本發(fā)明提出一種上述類型的膝蓋保護裝置，其特征在于，吸收元件大致呈下板的形式，吸收板的中心部分由一個中心支承元件剛性地支承，中心支承元件在一個豎直的和縱向的中心平面內整體延伸，吸收板的各個左側部分或右側部分在其遠離中心部分的側向端附近由一個相關的側向支承元件來剛性支承，側向支承元件在一個豎直的和縱向的側向平面內延伸，以致吸收板的每個左側部分或右側部分能夠基本上在其整個高度上自由地變形，以便通過一個基本上水平的、呈半圓形或U形形式的平面，在沒有相應的剛性障礙的情況下，特別是在膝蓋和有關的脛骨的相關區(qū)域中的下部和/或上部位置，逐步形成一個部分的吸收和變形袋囊。
根據本發(fā)明的其他特征-中心支承元件是轉向管柱的一部分，通過該轉向管柱，安裝車輛的駕駛員工作臺；-儀表板包括水平的上橫檔，吸收板的支承元件固定到該橫檔；-儀表板包括外皮，外皮的至少一部分相對要保護的肢體的下部延伸，吸收板構成儀表板外皮的所述部分的襯里；-構成襯里的吸收板與儀表板的外皮的所述部分連接在一起；-吸收板具有一圓形輪廓，該圓形輪廓有一基本上水平的橫向軸線和其面向乘員膝蓋的凸狀部；-吸收板是由塑料材料模制的；-每個側向支承元件是一個金屬翼邊，該金屬翼邊基本上在一個縱向的和豎直的平面中延伸。
本發(fā)明還提出一種根據本發(fā)明的保護裝置的機動車儀表板，其特征在于，它包括一外皮，吸收板構成儀表板的外皮的至少一部分的襯里。


本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點通過詳細閱讀下文之后可清楚看出，參照附圖將有助于對本發(fā)明的理解。
圖1是一個示意性的透視圖，示出了在駕駛員側的儀表板部分及其構成襯里的保護板以及駕駛員身體的下部；圖2是一個示意性透視圖，示出具有根據本發(fā)明的保護板的儀表板；圖3是一個示意性透視圖，示出駕駛員側的帶有其構成襯里的保護板的儀表板外皮部分；圖4是一個透視圖，示出駕駛員側的儀表板剛性結構部分；圖5是一個透視圖，示出駕駛員側的儀表板剛性結構部分和相關的根據本發(fā)明教給的保護板；圖6是根據本發(fā)明的保護板的一個透視圖；圖7是從另一個觀察角度的根據本發(fā)明的保護板的一個透視圖；
圖8是一個透視圖，按放大比例示出襯里板相對于左側支承翼邊的布置詳圖；圖9是一個過程圖，示出在碰撞或沖擊事件中，特別是在事故情況中，駕駛員身體下部相對于儀表板的相對縱向位移；圖10是通過一個鄰近右側支承翼邊的豎直縱向平面的儀表板的示意斷面圖；圖11是通過對應于轉向管柱的中央平面的一個豎直縱向平面的儀表板的示意斷面圖。
具體實施例方式
在下部的描述中，相同的、幾乎相同或相似的元件將用同一附圖標記來表示。
為了幫助理解說明書和權利要求，所用術語水平的、豎直的、縱向的、橫向的、左的、右的、上部的、頂部的、下部的、底部的等等將參照車輛和圖中的各種習慣方位以及參照圖中指示的三維坐標L、V、T。軸線L朝向車輛的前部，而軸線T從車輛向前行駛方向來看定向朝向車輛的左邊，在這種情況中車輛是一輛左邊駕駛的車輛。
短語“乘客艙室外部”指包括沿縱向向前在儀表板背面之外的整個區(qū)域，短語“乘客艙室內部”指由同一個背面限定的整個背部區(qū)并對應于乘客艙室的內部。
圖1到5特別地示出儀表板10的左邊部分，它在這里布置成與車輛駕駛員一致，因此與轉向管柱一致。它基本上包括剛性結構11，儀表板10的外皮12和通過吸收能量提供保護的板14，該板14是根據本發(fā)明教導生產的并構成儀表板外皮12的襯里。
板14相對儀表板外皮12的相應下部的凹入內側面延伸。
剛性結構11基本上包括一個上部橫向水平管或上部橫檔18，它的左邊部分特別地支承一個水平支承件形式的金屬支架20，車輛的轉向管柱22(示于圖1)固定或懸掛在該支架20上。
如從圖4和5是可見的，支承用于轉向管柱22的支架20的上部橫檔18支承位于轉向管柱22兩側的左邊豎直翼邊24和右邊豎直側向翼邊26。
左邊側向翼邊24呈縱向定向的豎直板的整體形式，為了用于本發(fā)明的目的，它構成通過吸收提供保護的襯里14的側向結構支承元件。
同樣，右邊豎直翼邊26也在一個豎直和縱向平面內延伸，構成用于本發(fā)明目的的吸收板14的右邊側向支承元件。
為了本發(fā)明的目的，用于剛性支承保護板14的中心部分的中心支承元件包括適當的轉向管柱22，它像左邊側向翼邊24和右邊側向翼邊26一樣在一個豎直和縱向定向的平面內延伸。
左邊側向支架24和右邊側向支架26在它們各自的上端28和30固定到剛性結構11的上部橫檔18的相應部分上，它們各自的下端32和34固定到未示出的車體的結構元件上。
如從圖2和3可以具體地看到的，儀表板10的外皮12采取以一個或多個組裝零件通過模制塑性材料生產的單元或殼體的整體形式，基本上包括橫向定向的主壁，該主壁豎直地從頂部到底部延伸并具有圓形輪廓，圓形輪廓呈具有水平軸線的圓柱體的弧的形式?；〉耐範畈吭诔丝团撌覂炔康姆较蛏?，亦即在車輛前部的乘員的方向上向后定向。
構成控制板的儀表板的上部或頂部36可以安裝一些設備物項以及特別是一些指示盤和/或通風管(未示出)，而下部或底部包括位置與駕駛員下肢一致的整體的左邊部分38和位置與右邊前排乘客下肢一致的整體的右邊部分40，左邊側部分38和右邊側部分40由一個中間部分42分開，中間部分42用于安裝其他設備，諸如例如車用無線電。
在圖中示出的例子中，在位置與駕駛員一致的儀表板10的下左邊部分裝配有根據本發(fā)明教給的吸收裝置14。
下左邊部分在上述的構成豎直支架24和26的兩個側向翼邊之間整體延伸。
儀表板10也在其兩端處由兩個豎直的左側壁44和右側壁46封閉，它們延伸在儀表板的整個高度上。
板14構成根據本發(fā)明教導的駕駛員膝蓋102的保護元件，板14構成儀表板下部的左邊側部分38的襯里。
圖5中示出了與基本上由上部橫檔18與左邊豎直側翼邊24和右邊豎直側翼邊26構成的剛性結構11結合的保護板。
保護板14一般在輪廓上是矩形的且按下述方式成圓形，即與儀表板外皮底部的左邊部分38的凹入外表面39的圓形呈互補。
板14的凸起后表面15相對凹入面39延伸，板14包括凹入前表面13。
兩個表面13和15用加強肋48的網絡加肋支承，以便在其上形成足夠剛度，特別是由此通過模制生產，并控制其能量吸收能力。
在保護板的中心部分14C以及在頂部處，保護板14包括一個定向朝向前部的凸起部49，凸起部49由水平板50、基本上豎直的前板52和兩個側壁即左側壁54和右側壁56限定。
凸起部49構成一個剛性底部，所述剛性底部包括在其上部后端的一個正平行六面體部分，所述正平行六面體部分豎直地向上突出并形成緩沖墊58。
凸起部49通過豎直加強剛性肋60連接到板的中心架上。
保護板14由其下部水平橫向邊緣62和上部水平橫向邊緣64以及其兩個豎直定向的側邊緣即左側邊緣66和右側邊緣68限定。這四個周邊也是加肋支撐的。
在保護板的右邊側邊緣68之外，保護板或襯里14包括一個支承或止動突舌70。突舌70橫向地突出朝向右邊并通過其切口區(qū)71用于在沖擊或碰撞時與構成板14的剛性支承架的右邊側向豎直翼邊26的相對部分配合，以使保護板14基本上沿其右邊豎直側端邊緣68被剛性地支承。
同樣，在保護板的左邊豎直側向邊緣66附近和在該板的上部，該板包括一個實體的支承或止動區(qū)74，該止動區(qū)相對互補形狀的突舌76延伸，突舌76屬于左邊側向翼邊24，該翼邊24構成吸收板14的左邊側向支承架。
當組件處在安裝位置并且是新的時，即在任何沖擊之前，在突舌70和右邊側向支架或翼邊26的相對部分之間優(yōu)選地存在間隙，以及在左邊側向翼邊或支架24的突舌76和保護板14的相對支承或止動件74之間在整個縱向方向上有類似的間隙。
同樣，由凸起部49支承的緩沖墊58相對轉向管柱22的相應的相對部分23延伸，優(yōu)選地也具有橫向方向上的輕微間隙(見圖11)。
在縱向方向上，在保護板14和相關的剛性結構元件22、24和26的相應部分之間的上述間隙的存在，能夠防止在車輛正常行駛中由振動接觸或沖擊引起的噪聲，另一方面能夠確保在初始階段中的回彈程度。在該初始階段，在保護板14接觸它的三個結構支架之前，即接觸豎直定向的中心結構支架22和兩個豎直定向的左邊側向結構支架24和右邊側向結構支架26之前，膝蓋102接觸由保護板14作襯里的儀表板的外皮12。
沿保護板的四個邊緣，構成襯里的保護板14具有多個點78，在該點處板14固定到外皮12。因此，襯里板14被固定到外皮12、38，外皮將襯里板14支承在功能位置上，即在圖中示出的沖擊前位置。
板14因此很容易通過模制生產和很容易與儀表板連接在一起。
根據本發(fā)明的裝置為儀表板的相應區(qū)域提供了受到很好控制的變形，并引導膝蓋102和脛骨108進入儀表板的和構成襯里的吸收板14的區(qū)域，其中吸收板14沒有任何易于引起駕駛員下肢的這些部分受傷害的剛性構件或元件。
通過吸收提供保護的根據本發(fā)明的板14設計，以及板14的支承元件22、24和26的特殊布置，在沖擊時板14縱向向前靠在這些支承元件上，這樣能夠使相對腿的下部的儀表板區(qū)域按預定方式變形，以致一方面足夠地吸收能量，另一方面阻止與剛性部件接觸，以及防止與轉向管柱本身22接觸，以致以單件形式與板14的左側部14L和右側部14R模制在一起的中心部分14C，構成一個殼體和柔軟的調整板(soft trim plate)，中心部分14C也能使膝蓋102在能動的側向部分14L和14R的方向偏移，側向部分14L和14R一方面在轉向管柱，和另一方面在左邊翼邊或豎直側向支架24和右邊翼邊或豎直側向支架26之間自由變形。
如在圖9可以看到的，在初始預沖擊位置P0，駕駛員104的膝蓋102的前表面100以及脛骨上部108的前表面106，是相對儀表板10的左邊底部38放置的，而腳110踩在地板的固定件112上或踏板上。
在事故時產生沖擊的情況下，乘客104身體的下部產生直到中間位置P1的相對位移，其中前表面100和106接觸由保護板14作襯里的外皮12的底部38的凸起的內側后表面37。
然后，相對位移和沖擊引起保護板14的相應側向部分(14R或14L)逐步變形，直到“行程終點”位置P2。
因此，每個小腿的下部通過能量吸收而且沒有遇到任何剛性障礙物而得到最佳保護，板的相關的側向部分14R或14L和外皮12的相應部分就象一塊可變形的“布”，它通過逐漸地與腿的相應部分的外部輪廓匹配而吸收能量。
當然，在側向支承元件24、26和中心支承元件22之間的橫向平均距離大于乘員的腿的下部的平均寬度，以便允許腿“穿進”相應區(qū)域而不碰在轉向管柱上或相應側向支架上。
板14的所有吸收和性能參數可以根據其尺寸、其加強/加固肋、其定位等的變化進行確定和修改。
本發(fā)明不局限于駕駛員腿的保護，也可以通過設置中央或中間翼邊以代替轉向管柱，用于對前排乘客的腿的保護。
權利要求
1.一種保護車輛前排乘員膝蓋(100、102)的保護裝置，該車輛的乘客艙室裝配有儀表板(10)，保護裝置包括一個能量吸收元件，當車輛遭受沖擊時，當乘員在儀表板(10)下部的方向上整個縱向向前運動時，該能量吸收元件在乘員膝蓋(100、102)的沖擊下通過塑性變形吸收能量，該裝置—在車輛的乘客艙室內相對乘員(104)的膝蓋(100、102)和脛骨(106、108)上部橫向地延伸；—縱向地布置在他/她的膝蓋(102)和他/她的脛骨(108)上部的前表面(100、106)的前面一段距離處；—包括由車輛的一個元件剛性支承的中心部分(14C)，以便防止所述中心部分變形；—包括兩個相對的側向部分，即左邊側向部分(14C)或右邊側向部分(14R)，它們通過中心部分(14C)連接在一起，它們中的每一個相對乘員(104)的相關的左腿或右腿的脛骨(108)上部和膝蓋(102)延伸，它們中的每個(14L、14R)由車輛的一個元件剛性地支承，以便每個都構成可變形的能量吸收件，其特征在于，吸收元件大致呈板(14)的形式；吸收板(14)的中心部分(14C)由中心支承元件(22)剛性地支承，中心支承元件(22)在一個豎直的和縱向的中心平面內延伸；吸收板(14)的每個側向部分，即左邊的側向部分(14L)或右邊的側向部分(14R)，在其遠離中心部分(14C)的側向端附近由關聯的側向元件(24、26)剛性地支承，該側向元件(24、26)按這樣一種方式在一個豎直的和縱向的側向平面內延伸，以致每個側向部分，即左邊的側向部分(14L)或右邊的側向部分(14R)，能夠基本在其整個高度上變形。
2.如上述權利要求所述的裝置，其特征在于，中心支承元件(22)是轉向管柱的一部分，通過該支柱安裝車輛的駕駛員工作臺。
3.如上述權利要求中的任何一個權利要求所述的裝置，其特征在于，儀表板(10)包括水平的上部橫檔(18)，吸收板(14)的支承元件(22、24、26)固定到該橫檔上。
4.如上述權利要求中的任何一個權利要求所述的裝置，其特征在于，儀表板(10)包括外皮(14)，外皮的至少一部分相對要保護的下肢的下部延伸，吸收板(14)構成儀表板(10)的外皮(12)的所述部分(38)的襯里。
5.如上述權利要求所述的裝置，其特征在于，所述構成襯里的吸收板(14)與儀表板(10)外皮(12)的所述部分(38)連接在一起。
6.如上述權利要求中的任何一個權利要求所述的裝置，其特征在于，吸收板具有圓形輪廓，該圓形輪廓具有基本上水平的橫向軸線和面向乘員(104)膝蓋(100)的凸狀部。
7.如上述權利要求中的任何一個權利要求所述的裝置，其特征在于，吸收板(14)是由塑性材料模制的。
8.如上述權利要求中的任何一個權利要求所述的裝置，其特征在于，每個側向支承元件(14L、14R)是一個金屬翼邊，該金屬翼邊基本上在一個縱向和豎直的平面中延伸。
9.如上述權利要求中的任何一個權利要求所述的裝置，其特征在于，在側向支承元件(24、26)和中心支承元件(22)之間的在橫向方向上的平均距離大于乘員腿下部的平均寬度。
10.如上述權利要求中的任何一個權利要求所述的裝置，其特征在于，在保護板的中心部分(14C)中和頂部處，保護板(14)包括凸起部(49)，所述凸起部朝前定向并由一個水平板(50)、一個基本上豎直的前板(52)和兩個側壁即左邊的側壁(54)和右邊的側壁(56)限定，凸起部(49)構成一個剛性底部，所述剛性底部在其上后端包括豎直地向上突起并形成緩沖墊(58)的一個正平行六面體部分。
11.如上述權利要求中的任何一個權利要求所述的裝置，其特征在于，保護板(14)由兩個豎直地定向的側向邊緣即左邊側向邊緣(66)和右邊側向邊緣(68)限定，在保護板的右邊側向邊緣(68)之外，保護板(14)包括止動突舌(70)，該止動突舌橫向地朝向右邊突起并用于在沖擊或碰撞時與關聯的側向元件(26)的相對部分配合，以使保護板基本上沿其右邊的豎直的側端邊緣(68)被剛性支承。
12.如權利要求11所述的裝置，其特征在于，在保護板左邊豎直側向邊緣(66)附近和在保護板(14)的上部處，保護板包括一個實體的止動區(qū)域(74)，所述止動區(qū)域相對一個關聯的側向元件延伸。
13.一種用于如上述權利要求中的任何一個權利要求所述的裝置的機動車儀表板(10)，其特征在于，它包括一個外皮(12)，吸收板(14)構成儀表板(10)的外皮(12)的至少一部分(38)的襯里。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種保護前排乘客膝蓋(104)的裝置，它包括一個吸收板(14)，吸收板的中心部分由中心元件(22)剛性支承，每個側向部件即左側部件或右側部件在遠離中心部分的吸收板的側端附近由相關的側向元件(24，26)剛性支承。側向元件(24，26)延伸在一個豎直的和縱向的側向平面內，以致每個側向部件在垂直于漆蓋或有關脛骨(106)的該側向部件的整個高度上能夠基本上受到變形。
文檔編號B62D25/14GK1964872SQ200580017915
公開日2007年5月16日 申請日期2005年5月26日 優(yōu)先權日2004年6月2日
發(fā)明者S·蘭格勞斯, M·塔瓦爾 申請人:雷諾兩合公司