用於車輛安全系統的自適應的能展開的約束元件、氣囊模塊和具有這種約束元件的車輛安全系統以及鰭條效應在自適應約束元件中的應用的製作方法

2023-05-04 21:35:49 3

本發明涉及一種用於車輛安全系統的自適應的能展開的約束元件。此外，本發明涉及一種氣囊模塊和一種用於車輛的車輛安全系統，該車輛安全系統具有這種約束元件。另外，本發明提出了鰭條效應在自適應約束元件中的應用。

背景技術：

能展開的約束元件尤其是呈安全氣囊形式數年來是機動車的安全設計的標準。安全氣囊通常包括由織物材料限界的氣囊，該氣囊藉助於氣體發生器在碰撞的情況下被充氣。氣囊在此在車輛乘客與車輛部件之間膨脹，以便避免車輛乘客與剛性的車身結構之間的接觸。一般而言，存在如下要求，將氣囊設計為使得其可以用於不同的車輛乘客，所述車輛乘客尤其在高矮和/或重量方面會不同。就此而言，需要將這種約束元件(Rückhalteelement)可適應地或自適應地設計。這通常通過氣體排出開口進行，該氣體排出開口加工到氣囊的織物的包覆材料中。通過氣體排出開口，用於對氣囊充氣的氣體受控地流出，使得氣囊可以僅通過改變在氣囊中存在的壓力來與不同的碰撞場景匹配。附加地，氣囊的自適應性可以通過多級的尤其兩級的氣體發生器來實現，使得在氣囊內的氣體填充量可按需地提高。這種兩級的氣體發生器需要複雜的控制並且具有結構上複雜的設計。

技術實現要素：

本發明的任務在於，提出了一種自適應的能展開的約束元件，該約束元件具有特定的約束性能，其至少部分與約束系統之內的氣體壓力無關。本發明的附加的任務在於，提出一種氣囊模塊和一種具有這種約束元件的乘客安全系統。

根據本發明，該任務在約束元件方面通過權利要求1的主題、在氣囊模塊方面通過權利要求17的主題、在乘客安全系統方面通過權利要求18的主題以及根據並列的應用方案通過權利要求22的主題來解決。

尤其是，本發明基於如下構思：提出一種用於車輛安全系統的自適應的能展開的約束元件，其具有至少兩個至少局部彼此成V形設置的腿部元件，在所述腿部元件之間設置有至少一個橫梁，所述橫梁將腿部元件連接。所述腿部元件和/或橫梁能充氣。

根據本發明的約束元件與傳統的氣囊或安全氣囊的不同在於腿部元件和橫梁構成的結構。它們模仿在其他技術領域中已知的原理，其稱作鰭條效應。尤其是在工業機器人中測試抓取器元件，其自動地與要抓取的對象的輪廓匹配並且為了該自適應性利用鰭條效應。所基於的技術原理借用鰭條的骨骼結構，所述鰭條在點狀施加力時並不在力方向上移位，而是其尖端令人驚訝地沿著與力作用方向相反的方向運動。通過點狀力作用，於是這種鰭條沿著相反的方向彎曲。

該原理在本發明中轉用到自適應的能展開的約束元件上。該約束元件是模式轉換，因為與傳統的約束元件尤其安全氣囊不同，對不同碰撞場景的自適應性並不主要通過在約束元件內存在的壓力來調節，而是更確切地說通過約束元件本身的結構來調節。

在根據本發明的約束元件中所設置的腿部元中模仿了骨魚鰭條的結構，該腿部元件彼此成V形設置並且與一個或多個橫梁連接。在此，腿部元件和/或橫梁可充氣，使得約束元件可以快速地展開並且根據安全氣囊的類型提供對車輛乘客的碰撞保護。同時，約束元件的鰭條形的結構實現了約束元件在充氣的狀態下可以與碰撞場景匹配。尤其是，車輛乘客的沒入約束元件中的身體部分可以被包圍，使得在碰撞時同時進行身體部分的引導。這減小了受傷危險。

同時，利用本發明實現了，減小對約束元件充氣所需的氣體體積，因為不必用氣體填充傳統的氣囊的整個體積，而是僅僅對約束元件的橫梁和/或腿部元件填充。在此，整個約束元件可以總共佔據與傳統的氣囊的體積對應的體積。但相應地，根據本發明的約束元件優選具有穿通部，所述穿通部通過腿部元件和橫梁來限界並且不要氣體填充。在本發明中，氣體因此近似僅具有如下任務：展開約束元件並且使其結構穩定。而對特定的碰撞場景的自適應性通過約束元件本身的結構或構造上的設計來實現。

由於氣體量相較於傳統的氣囊減小，所以根據本發明的約束元件是牢固的並且與外部環境條件例如溫度和/或壓力基本上無關或至少僅以減小的程度有關。最後，通過根據本發明的約束元件的改善的自適應性必要時能夠實現省去二級的氣體發生器，使得二級氣體發生器的製造成本和對二級氣體發生器複雜的控制的開銷得以減小。通常，由於對根據本發明的約束元件充氣所需的氣體量比較低，所以也可以使用比較小的氣體發生器，這同樣影響了製造成本。

根據本發明的一個優選的實施形式，設計為，約束元件具有在橫截面上為三角形的或菱形的外輪廓。三角形的外輪廓尤其主要通過V形彼此設置的腿部元件來確定。也可能的是，約束元件在橫截面上具有兩個在腿部元件的底部上鏡像的三角形形狀，使得在約束元件的橫截面上整體上得到菱形的外輪廓。換言之，約束元件在橫截面上具有兩個部段，所述部段分別由V形彼此設置的腿部元件形成。這兩個部段優選彼此直接鄰接，使得約束元件在橫截面上整體上顯現菱形的外輪廓。就此而言，始終存在三角形的基本輪廓，該基本輪廓構成實現鰭條效應的基礎。

此外，約束元件可以具有在縱向方向上為圓形的或橢圓形的或縱向彎曲的外輪廓。根據約束元件在車輛乘客安全系統中的使用位置，不同的形狀是有利的。例如，約束元件為了用作為駕駛員安全氣囊可以具有在縱截面上為圓形的外輪廓。約束元件的圓形的外輪廓(縱向輪廓)例如可以通過三角形的橫截面輪廓旋轉來形成。換言之，約束元件可以具有旋轉對稱的形狀，使得在縱截面上顯現圓形的外輪廓而在橫截面上顯現三角形外輪廓。約束元件在縱截面上的外輪廓也可以是橢圓形的，其中在橫截面上優選同樣可看到菱形的外輪廓。約束元件的縱向彎曲的外輪廓，其可替選地是可能的，優選通過如下方式顯現：腿部元件在其彼此間的連接部位處形成關節，該關節彎曲地伸展。

在本發明的一個優選的設計方案中，腿部元件通過織物的尤其是柔軟的材料幅形成或通過多個彼此連接的、織物的尤其是柔軟的材料幅形成。織物的材料幅可以平面地構成並且橫梁彼此連接。也可能的是，織物的材料幅限界腔室，使得腿部元件可充氣。尤其是，可以使用用於傳統的安全氣囊所使用的織物。材料幅在橫梁之間可以具有空氣進入開口，使得環境空氣可以進入在橫梁之間形成的自由空間中。

優選設計為，腿部元件匯聚成共同的尖端，尤其是連接成共同的尖端。該尖端可以形成約束元件的自由端部。為了根據目的實現鰭條效應，在一個優選的實施形式中還設計為，在腿部元件之間設置多個橫梁。優選地，橫梁的長度朝著共同的尖端減小。換言之，最靠近共同的尖端的橫梁的長度小於相應其餘的橫梁的長度。總之，橫梁因此在約束元件的橫截面中梯子橫木狀地設置在腿部之間。優選地，整個約束元件在橫截面上形成梯子狀的結構，其中橫梁形成梯子的階梯並且腿部元件形成側向部件，其匯聚成尖端。

橫梁在根據本發明的約束元件中可以彼此平行地設置。可替選地，橫梁可以彼此形成一角度。尤其是可以設計為，至少一個橫梁與通過橫梁彼此連接的兩個腿部元件分別夾有相同的角度。橫梁因此與腿部元件和約束元件的尖端一起限界等邊三角形。可替選地，橫梁可以傾斜地在腿部元件之間延伸，使得橫梁與通過橫梁連接的兩個腿部元件夾有不同的角度。所有橫梁或橫梁中的一部分可以與腿部元件分別形成等邊三角形或與所述腿部元件夾有不同的角度。上述的觀察方式分別與約束元件的橫梁有關。

在根據本發明的約束元件的另一優選的實施形式中，設計為，在橫梁之間沿著背側的腿部元件的距離大於沿著前側的腿部元件的距離。在此情況下，橫梁優選彼此成角度地設置。尤其是，最下部的橫梁可以與約束元件的腿部元件和尖端一起形成等邊三角形。直接設置在其下的橫梁可以具有傾斜的伸展，使得在前側的腿部元件上的在橫梁之間的距離小於在背側的腿部元件上的距離。設置在這兩個橫梁之上的第三橫梁可以相對於第一橫梁具有較大的角度，使得在第二橫梁與第三橫梁之間沿前側的腿部元件之間的距離小於沿背側的腿部元件的距離。已表明的是：約束元件的這樣的結構特別良好地適應於自適應地容納碰撞力。

在該上下文中，要指出的是，約束元件作為乘客安全系統的部件優選在車輛中展開，使得前側的腿部元件朝向車輛乘客並且背側的腿部元件背離車輛乘客。在碰撞時，車輛乘客於是沒入到前側的腿部元件中。

此外可以設計的是，每個橫梁分別形成單個的流體腔室，所述流體腔室流體密封地與腿部元件連接。在此，腿部元件可以可充氣地或不可充氣地構成。例如，在橫梁與腿部元件之間可以分別設置鏢形物。該鏢形物可以設計為，使得在橫梁與腿部元件之間的流體連接氣密地封閉。也可能的是，鏢形物構成為：在橫梁與腿部元件之間成流體連接呈錐形地變細。就此而言，可以存在如下流體連接，但其只能夠實現在腿部元件與橫梁之間的氣體流量減小。以此方式可以影響約束元件的展開的方式和方法。

優選地，在兩個相鄰的橫梁之間設置至少一個自由空間，其中該自由空間的高度與橫梁和/或腿部元件的厚度相比大數倍。尤其是，自由空間的高度可以與在充氣的狀態下橫梁和/或腿部元件的厚度相比大數倍。自由空間的高度和橫梁或腿部元件的厚度優選在約束元件的橫截面上測定。在此，該自由空間的高度對應於兩個橫梁彼此之間的距離或約束元件的尖端與約束元件的最靠近尖端的第一橫梁之間的距離。當橫梁和/或腿部元件管狀地構成時，橫梁和/或腿部元件的厚度可以對應於在充氣狀態下橫梁和/或腿部元件的直徑。在具體的實施形式中，自由空間的高度可以是橫梁和/或腿部元件的厚度的至少5倍大、尤其是至少10倍大、尤其是至少20倍大。這優選適用於在約束元件之內的所有自由空間。優選地，所有橫梁具有相同的厚度。同樣，腿部元件可以具有相同的厚度。此外可以設計為：橫梁和/或腿部元件包括統一的厚度。

腿部元件可以直接彼此流體連接，使得其形成V形流體腔室。可替選地，可能的是，腿部元件分別形成單獨的流體腔室。此外，在所述腿部元件之間在尖端的區域中可以設置鏢形物，其將腿部元件之間的流體連接呈錐形變細或氣密地封閉。

優選地，橫梁與腿部元件尤其V形的流體腔室流體連接，使得約束元件形成共同的氣囊。換言之，約束元件可以全部或整個充氣。為了對約束元件充氣，在該設計方案中唯一的氣體發生器就足以，使得整體上減少了用於這樣的約束元件的氣囊模塊的部件的數量。

在並列的方面中，本發明基於如下構思：提出一種用於車輛安全系統的自適應的能展開的約束元件，其具有支架狀的結構，該結構具有一個或多個流體腔室，其中支架狀的結構構成為，約束元件在力衝擊作用下至少局部經歷背向力衝擊的運動和/或彎曲(鰭條效應)。

約束元件尤其可以以前面所描述的方式和方法構成。

本發明的另一併列的方案涉及一種氣囊模塊，其具有前面所描述的約束元件和氣體發生器，該氣體發生器與約束元件的橫梁和/或腿部元件和/或流體腔室流體連接。該氣體發生器可以構成為帶有蓄氣筒的混合氣體發生器或構成為帶有能點燃的產生氣體的固體的煙火式氣體發生器。氣體發生器可以一級地或二級地構成。優選地，氣體發生器可以電激活並且產生足夠大的氣體量，以便展開約束元件或以氣體填充流體腔室。

此外，本發明涉及一種用於車輛的乘客安全系統，其具有前面所描述的約束元件和/或前面所描述的氣囊模塊。在根據本發明的乘客安全系統中，在優選的設計方案中可以設計為：約束元件具有兩個底部端和與底部端對置的尖端，其中底部端位置固定地可固定或固定在車輛中而尖端在約束元件展開的狀態下自由地伸入到車輛的內部空間中。底部端尤其可以通過腿部元件的縱端部形成。在乘客安全系統的具體的設計方案中，設計為：約束元件尤其底部端與車頂尤其車頂內襯連接並且在展開狀態下朝向車輛底部尤其豎直地延伸穿過車輛的內部空間。以此方式尤其可以在碰撞時良好地保護車輛的後排乘客。

在乘客安全系統的另一優選的設計方案中，約束元件尤其底部端可以固定在兩個沿著行駛方向並排設置的座位之間，尤其是固定在中控臺中或上，並且在展開的狀態下在一個座位上橫向延伸。同樣的構型尤其適於保護機動車的駕駛員和乘客。

此外，在本申請的範圍中公開了和要求保護鰭條效應在用於對車輛乘客的碰撞保護的自適應的約束元件中的應用，其中自適應的約束元件包括可充氣的腿部元件和/或橫梁。該自適應的約束元件例如通過前面所描述的約束元件形成。

附圖說明

以下藉助實施例參照所附的示意性附圖詳細地闡述了本發明。在附圖中：

圖1示出了根據一個優選的實施例的根據本發明的約束元件的橫截面視圖；

圖2示出了根據圖1的約束元件的立體視圖；

圖3示出了根據另一優選的實施例的根據本發明的約束元件的立體式視圖，其中約束元件具有彎曲的外輪廓；

圖4示出了根據另一優選的實施例的根據本發明的約束元件的立體部分視圖，其中約束元件具有在縱截面上為圓形的外輪廓；

圖5示出了具有根據圖1的根據本發明的約束元件的車輛的縱剖面視圖，其中約束元件固定在車頂上；

圖6示出了具有兩個根據圖1的約束元件的車輛的俯視圖，所述約束元件固定在中控臺上；

圖7示出了具有根據一個優選的實施例的根據本發明的約束元件的車輛的內視圖，該約束元件固定在車頂上；

圖8以時間曲線示出了在力作用下根據本發明的約束元件的動態特性的對比圖，其具有不同的框架狀結構；

圖9a示出了具有根據圖1的根據本發明的約束元件的車輛的縱剖面視圖，其中約束元件固定在車輛底部上並且沿著側門延伸；

圖9b示出了穿過根據圖9a的帶有根據圖1的約束元件的多個可能的安裝狀態的車輛的橫截面視圖，該約束元件錨固在車輛底部上；

圖10a示出了具有根據圖1的根據本發明的約束元件的車輛的縱截面視圖，其中約束元件固定在頂部中並且沿著車輛的側窗延伸；

圖10b示出了穿過根據圖10a的車輛的橫截面視圖，該車輛具有約束元件的不同的安裝可能性；以及

圖11示出了具有根據本發明的約束元件的其他可能的安裝位置的車輛的俯視圖。

具體實施方式

在圖1和圖2中示意性地示出了約束元件10，該約束元件可以使用在車輛安全系統中。該約束元件10優選是被動車輛安全的部件並且在未激活的狀態下被遮蓋地安裝在車輛上或在車輛中。約束元件10能展開，使得其在事故情況下可以變為有效。約束元件10隻要其能夠與不同的碰撞場景匹配則是自適應的。不同的碰撞場景尤其通過不同的碰撞速度和/或要保護的車輛乘客30的高矮或重量而形成。

約束元件10包括兩個腿部元件11、12，其彼此成V形設置。尤其是，腿部元件11、12朝向彼此匯聚並且形成尖端16。腿部元件11、12在尖端的區域中彼此連接。橫梁13、14、15在所述腿部元件11、12之間延伸，所述橫梁將腿部元件11、12彼此連接。在根據圖1的橫剖面視圖中，可清楚地看到：橫梁13、14、15梯子橫木狀地設置在腿部元件11、12之間。總之，該約束元件10因此在橫截面上形成具有階梯狀的橫梁13、14、15的梯子狀的結構，所述橫梁的長度朝著尖端16減小。

在圖1中在腿部元件11、12的縱向端部上，底部端17伸出。底部端17與約束元件10的尖端16對置。在車輛20之內的約束元件的安裝狀態下，底部端17優選位置固定地錨固在車輛部件上。這樣避免了在底部端17之間的相對運動。

在圖1-4中，腿部元件11、12和橫梁13、14、15出於簡潔原因示意性地示出了虛線或面。實際上設計為：橫梁13、14、15和/或腿部元件11、12可充氣地構成。這樣，腿部元件11、12可以在尖端16的區域中彼此流體連接，並且形成共同的流體腔室。附加地，橫梁13、14、15可以形成獨立的流體腔室或者與腿部元件11、12的共同的流體腔室連接的流體腔室。尤其是，可以設計為：在橫梁13、14、15與腿部元件11、12之間的連接區域19中設置鏢形物，以便將通過腿部元件11、12和橫梁13、14、15形成的流體腔室彼此分開，尤其以便避免在各個流體腔室之間的流體交換。

如在圖2中可清楚地看到的那樣，約束元件10具有縱向伸展部，使得在橫截面中作為尖端可看到的在腿部元件11、12之間的連接形成脊形部16a。脊形部16a在約束元件10的縱向方向上延伸。在根據圖1和圖2的實施例中，橫梁13、14、15彼此平行地設置並且在橫截面中分別與腿部元件11、12一起形成等邊三角形。換言之，在各個橫梁13、14、15與腿部元件11、12之間的連接區域19中的角度分別相同。在此，在這裡所示的具體的設計方案中構成三個橫梁13、14、15，其中第一橫梁13相較於靠尖端16或脊形部16a最近設置的第三橫梁15距約束元件10的尖端16或脊形部16a更遠。第二橫梁14在第一橫梁13與第三橫梁15之間延伸。在橫梁13、14、15之間的距離在所示的實施例中基本上相等。也可能的是，在橫梁13、14、15之間的距離是不同的。在橫梁13、14、15之間的距離形成自由空間18，該自由空間在約束元件10的充氣的狀態下優選通過環境空氣填充。在此，優選設計為，自由空間18分別具有高度，該高度大於橫梁13、14、15和/或腿部元件11、12的厚度。橫梁13、14、15和腿部元件11、12的厚度優選在約束元件10的橫截面中被測定。在管狀的腿部元件11、12和/或管狀的橫梁13、14、15中，該厚度對應於相應的橫截面直徑。自由空間18的高度同樣通過約束元件10的橫截面來測定並且基本上對應於在兩個橫梁13、14、15之間的距離或者在約束元件的第三橫梁15和尖端16或脊形部16a之間的距離。

在根據圖1和圖2的約束元件中例如可以設計為：僅橫梁13、14、15是可充氣的，而腿部元件11、12包括材料幅，該材料幅設置在橫梁13、14、15之間。也可能的是，腿部元件至少局部是可充氣的。例如，在約束元件10的縱向端部上的稜邊可以通過腿部元件11、12的管狀的可充氣的部段形成，其中織物的尤其柔軟的材料幅在腿部元件11、12的可充氣的部段之間延伸，所述材料幅與橫梁13、14、15連接。

根據圖3的實施例類似於根據圖1和圖2的實施例，尤其是在約束元件10的橫截面結構方面。尤其是，約束元件10具有橫截面幾何形狀，該橫截面幾何形狀基本上對應於根據圖1的橫截面幾何形狀。與根據圖2的實施例不同，根據圖3的約束元件10具有在縱截面中彎曲的外輪廓。在此，設置在彎曲部的外側上的腿部元件11形成前側的腿部元件11，其中設置在彎曲部的內側上的腿部元件12形成背側的腿部元件12。可以相反地限定前側的腿部元件11和背側的腿部元件12。至少設計為：前側的腿部元件11在安裝狀態下在車輛內朝向車輛乘客30，而背側的腿部元件12在安裝狀態下背離車輛乘客30。根據圖3的約束元件10的彎曲部可以在脊形部16a處清楚地看到，該脊形部在約束元件10的縱向方向上彎曲地，尤其弧形地彎曲地伸展。

圖4示出了約束元件10的可替選的實施例。該約束元件10在此包括兩個腿部元件11、12，所述腿部元件分別局部地彼此V形設置並且形成尖端16或脊形部16a。根據圖4的約束元件10的橫截面輪廓基本上對應於根據圖1的橫截面輪廓，該橫截面輪廓圍繞旋轉軸線L轉動。就此而言，約束元件10在縱截面中形成旋轉對稱的或圓形的外輪廓。尤其是，脊形部16a具有圓形的曲線。就此而言，在約束元件10的外邊緣處形成環形的脊形部16a。

約束元件10的橫梁13、14、15類似於根據圖1的橫截面幾何形狀彼此平行地在腿部元件11、12之間延伸並且將其連接。然而通過根據圖4的約束元件10的旋轉對稱的構型，橫梁13、14、15整體上具有環形的構型。環形構建的橫梁13、14、15關於旋轉軸線L彼此共軸地設置並且具有不同的環形直徑。在橫梁13、14、15之間形成自由空間18，該自由空間通過腿部元件11、12遮蓋。尤其是，自由空間18通過橫梁13、14、15和腿部元件11、12閉合。為了能夠實現約束元件10的展開，因此設計為，在腿部元件11、12中設置空氣進入開口，使得環境空氣可以侵入自由空間18中。空氣進入開口在圖4中出於清楚性原因並未示出。

在圖5中示出了根據圖1和圖2的約束元件10的優選的安裝位置。尤其是，圖5示出了車輛20的側視圖，該車輛具有座位21、方向盤22和車頂23。座位21與車輛底部26連接。在所示的實施例中，約束元件10不僅設置用於前部的車輛乘客30而且設置用於後部的車輛乘客30。約束元件10通過其底部端17固定在車頂23上或錨固在車頂內襯中。在展開狀態下即在激活約束元件10激活之後，約束元件10基本上豎直地延伸穿過車輛20的內部空間25。在此，尖端16或脊形部16a指向車輛底部26。約束元件10優選展開到座位21的高度或座位21之前，使得在正面碰撞時車輛乘客30通過約束元件10捕獲。約束元件10整體上具有高度，該高度足以至少捕獲車輛乘客30的頭部31。

約束元件10也可以用作側向安全氣囊或車窗氣囊。約束元件10尤其可以定位到車輛20的側窗上或者沿著側門定位。圖9a示出了如下實施例，在該實施例中約束元件10通過其底部端17固定在車輛底部26上。在展開狀態下或在激活約束元件10之後，該約束元件基本上垂直向上沿著側門延伸。也可能的是，錨固在車輛底部26上的這種約束元件在座位或乘客之間展開，以便例如在事故情況下防止並排就坐的車輛乘客的接觸。約束元件10的可能的定位示例性地在圖9b中所示。在此，圖9b示出了穿過車輛20的橫截面視圖。在展開狀態下所示的約束元件10分別在側壁或者側門27與車輛座位21之間延伸或在車輛座位21之間延伸。要指出的是，根據圖9b的圖示僅示出了約束元件10在車輛20中可能的定位。此外完全可能的是，僅在側門27上或者僅僅在座位21之間可看到約束元件10。

可替選地，設置在座位21之間或在側門21與座位21之間的約束元件10也從車頂23開始展開。這種變型方案示例性地在圖10a和圖10b中示出。在此，圖10a示出了車輛20的側視圖，其中約束元件10在車輛20的側窗之上張緊，該約束元件通過其底部端17固定在車頂23上或錨固在車頂內襯中。在未激活的狀態下，約束元件10優選完全沉入在車頂內襯中並且就此而言並不能為車輛乘客所見。圖10b基本上類似於圖9b地以車輛20的橫截面視圖示出了約束元件10的定位的不同可能性。尤其設計為，約束元件10可以在側窗和座位21之間和/或在座位21之間從車頂23開始朝向車輛底部26延伸。

圖11示出了車輛20的俯視圖並且闡明了約束元件10的以橫截面視圖和側視圖根據圖9a至9b所闡述的約束元件10的安裝可能性。可看到的是，約束元件10一方面可以設置在側門27與車輛座位21之間和/或在車輛座位21之間。約束元件10在此要麼從車輛底部26延伸出來或者錨固在車頂23中並且朝向車輛底部26延伸。通常設計為：在圖9a至圖11中所示的安裝位置為約束元件10提供側向安全氣囊或車窗氣囊的功能。在此情況下，約束元件10於是在側向碰撞時保護車輛乘客。

在圖6中示出了根據圖1和圖2的約束元件的可替選的安裝位置。在此，示出車輛20的俯視圖，其中車輛20具有座位21和在座位21之間布置的中控臺24。中控臺24容納約束元件10，該約束元件分別設置用於車輛20的駕駛員或乘客。在此，約束元件10通過其底部端17牢固地固定在中控臺24中或上並且在激活之後在充氣狀態下橫向於車輛縱軸線朝向車輛20的側門27延伸。在此，約束元件10優選在座位21或座位靠背和方向盤22或儀錶盤之間，使得避免了車輛乘客30與方向盤和/或儀錶盤的碰撞。

在圖7中可清楚地看到約束元件10相對於車輛乘客30的布置。其中所示的約束元件10通過其底部端17固定在車頂23上並且在所示的激活狀態下豎直地朝向車輛底部26延伸。在此，約束元件10位於車輛乘客30的頭部31之前，使得在正面碰撞時彈跳向前的車輛乘客30的頭部31通過約束元件10捕獲。

圖8示意性地示出了在碰撞物塊32的作用下根據本發明的約束元件10的形變的時間曲線，所述碰撞物塊模擬車輛乘客30對約束元件10的碰撞。在此，比較約束元件10的兩個不同的幾何形狀的橫截面構造。在圖8的圖示上半部示出了約束元件10的形變，該約束元件根據按照圖1和圖2的實施例構造。圖示下半部示出了約束元件10，其具有類似的結構，其與根據圖1和圖2的約束元件10區別在於，橫梁13、14、15並非彼此平行地定向。更確切地說，橫梁13、14、15相對彼此成角度地設置，使得在第一橫梁13與第二橫梁14之間以及在第二橫梁14與第三橫梁15之間沿著前側的腿部元件11的距離小於沿著背側的腿部元件12的距離。

此外，在圖8中說明了碰撞物塊32以6m/s作用於約束元件10的初始碰撞速度。約束元件10由於碰撞物塊32的作用而形變，使得其前進運動被延遲，直至碰撞物塊32進入靜止(V＝0m/s)。對於根據圖8的約束元件10的兩個變型方案，可清楚地看到：通過碰撞物塊32與約束元件10基本上居中接觸而使約束元件10形變，該形變導致尖端16逆向於碰撞方向運動。這對應於鰭條效應。也可清楚地看到，通過約束元件10的尖端16的逆向運動，約束元件10與碰撞物塊32的形狀匹配。基本上，碰撞物塊32至少部分被約束元件10包圍。由此，實現了，碰撞物塊32沿著其運動方向引導。這樣避免了碰撞物塊32的移位。總之，由此形成約束元件10的非常高效的保護功能。

根據圖8中的不同幾何形狀構造的約束元件10的比較同樣可看到的是，通過橫梁13、14、15和腿部元件11、12彼此間的定向可以設定約束元件10的主動形變特性。這樣，可以考慮不同的車輛製造商的不同需求，其中保持鰭條效應的基本方案。根據本發明的優點因此可以應用於多個不同的車輛乘客安全系統上。

通常，約束元件10由於功能類似性可以稱作安全氣囊。但約束元件在結構上不同於傳統安全氣囊，因為碰撞能量的吸收並不完全通過氣體擠壓進行，而是通過約束元件10本身的機械或運動學形變來進行。一般而言，約束元件10適於所有填充安全氣囊的應用。尤其是，約束元件10可用作乘客安全氣囊、駕駛員安全氣囊、車頂安全氣囊、側向安全氣囊、車窗安全氣囊(window bag)和/或行人保護安全氣囊。在約束元件10之內形成的流體腔室優選與共同的或分別單獨的氣體發生器連接，其中流體腔室不僅可以構成在橫梁13、14、15中而且構成在腿部元件11、12中。在將多個氣體發生器用於唯一的約束元件10時，所述約束元件可以以預定的時間間隔來控制或激活，以便能夠實現約束元件10的另一可自適應性。最後，可以在流體腔室中設置排出開口，以便也經由在流體腔室內的氣體壓力的改變實現附加的可自適應性。

通過約束元件10的支架狀的結構或者通過在約束元件10中實現鰭條效應，約束元件10表現得自動自適應。這意味著，約束元件10自動地與碰撞場景匹配，而不必在氣囊內使用附加的致動器，例如可觸發的切削部，用於切開限制帶。

附圖標記列表

10 約束元件

11 前側的腿部元件

12 後側的腿部元件

13 第一橫梁

14 第二橫梁

15 第三橫梁

16 尖端

16a 脊形部

17 底部端

18 自由空間

19 連接區域