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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verbundflachmaterial, insbesondere
ein als Verschlußlappen
ausgeführtes
Verbundmaterial, insbesondere als Verschlußlappen für eine Airbagaufnahme, ferner jedoch
auch für
andere Anwendungen, beispielsweise zum Verschließen von Behälteröffnungen und dergleichen.
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Unter
einem Verschlußlappen
wird hierbei ein Flachmaterial (d.h. ein flaches Materialstück) verstanden,
welches eine Öffnung überdeckt
und eine geringe Biegesteifigkeit aufweist. Als geringe Biegesteifigkeit
wird in diesem Zusammenhang insbesondere eine Biegesteifigkeit nach
DIN 53 121 von unter 100 mNm (längs)
verstanden. Materialien mit entsprechend geringer Biegesteifigkeit
sind beispielsweise Kunststoffolien, Textilgewebe, Papier und Verbünde hieraus.
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Häufig ist
es erforderlich, daß sich
ein Flachmaterial definert einreißen oder zerreißen, bzw.
ein Verschlußlappen
definiert aufreißen
läßt. Dies
ist insbesondere bei Airbagabdeckungen, d.h. eine Airbagaufnahme überdeckenden
Flachmaterialien der Fall. Diese sollen dann reißen, wenn sich der Airbag nach Zündung seines
Treibsatzes ausdehnt, und diesem somit gestatten, sich außerhalb
der Aufnahme zu entfalten. Der expandierende Airbag drückt von
innen gegen die Airbagabdeckung, so daß diese einer näherungsweise
einem hydrostatischen Druck gleichzusetzenden Belastung ausgesetzt
ist. Aufgrund der geringen Biegsteifigkeit sind in der Airbagabdeckung
in erster Linie Zugspannungen wirksam, welche schließlich zum
Zerreißen
der Abdeckung führen.
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Da
die Gefahr besteht, daß scharfe
Kanten der Armaturenbrettkonstruktion bzw. -unterkonstruktion nahe
der Airbagaufnahme eine hohe lokale mechanische Belastung des Airbag-Gewebes
bis hin zu dessen Schlitzung verursachen, sollen Airbag-Abdeckungen nicht
nur den Airbag nach der Zündung
definiert freigeben, sondern auch noch schützend zwischen den Kanten und
dem sich entfaltenden Luftsack zu liegen kommen.
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Airbagabdeckungen
werden deshalb meist mit Folien- oder Vliesstreifen partiell verstärkt oder aus
extrem reißfestem
Material, z.B. extrusionskaschiertem Bändchengewebe, gefertigt, welches
den scharfen Kanten widersteht. Da auch diese Airbag-Abdeckungen
selbstredend definiert aufreißen müssen, werden
die hochreißfesten
Gewebe als Verbundflachmaterial ausgeführt, d.h. beispielsweise mit einer
Folie extrusionskaschiert und danach das Bändchengewebe bis hinein in
die Extrusionsschicht zwischen Gewebe und Folie geschlitzt. Somit
wird die Abdeckung im Bereich der Schlitzung nur noch durch die
Folie sowie, in weit geringerem Maße, die angeschlitzte Extrusionsschicht
zusammengehalten. Die Aufreißkraft
der durch die Schlitzung definierten Aufreißlinie der Airbag-Abdeckung
ist somit im wesentlichen durch die Reißkraft der unbeschädigten Deckfolie
vorgegeben. Je nach hierfür
verwendetem Folientyp kann diese sehr hoch sein. Zusätzlich kann sich
das Dehnverhalten der Folie negativ auf die Entfaltung des Airbags
auswirken. Dies schränkt
die Auswahl geeigneter Deckfolien stark ein.
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Um
das Reißverhalten
weiter zu beeinflussen und die Auswahl geeigneter Folien zu vergrößern, kann
man die Deckfolie mittels einer Perforationslinie entlang der Schlitzung
definiert schwächen. Da
die vorderseitige Perforation deckungsgleich mit der rückseitigen
Schlitzung verlaufen muß,
werden bei der Herstellung hohe Ansprüche hinsichtlich Präzision bzw.
Passergenauigkeit gestellt. Bereits ein leichter Versatz der Perforationslinie
gegenüber
der Schlitzung erschwert das Aufreißen der Abdeckung erheblich.
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Vor
dem Hintergrund der obengeschilderten Problematik ist es Aufgabe
der vorliegenden Erfindung, ein Verbundflachmaterial, insbesondere
einen Verschlußlappen,
insbesondere für
eine Airbagaufnahme zu schaffen, welches bzw. welcher definiert reißt bzw.
aufreißt,
ohne dabei zu hohe Anforderungen an die Fertigungspräzision zu
stellen, und ohne die Materialwahl zu sehr einzuschränken.
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe durch ein Verbundflachmaterial
nach Anspruch 1 gelöst.
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Indem
Schwächungslinien
im Verbindungsflachmaterial die Trennlinie des Basisflachmaterials kreuzen,
ergibt sich im Trennbereich eine zweidimensionale geschwächte Zone
des Verbindungsflachmaterials. Gegenüber dem herkömmlichen
Ansatz, eine eindimensionale Schwächung in Form einer Perforationslinie
vorzusehen, werden erfindungsgemäß zusätzliche
Freiheitsgrade gewonnen, das Aufreißverhalten genau einzustellen.
Durch Anzahl, Länge
und Winkel der Schwächungslinien
zueinander ergeben sich eine Vielzahl von Variationsmöglichkeiten
für unterschiedlich
leicht reißende
Verbünde.
Die Schwächung
des Verbindungsflachmaterials in einer zweidimensionalen Zone erlaubt
auch eine gewisse Toleranz beim Verkleben mit dem Basisflachmaterial, dessen
Trennlinie nicht mehr wie bisher exakt deckungsgleich unter einer
Perforationslinie zu liegen kommen muß.
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Vorteilhafte
Ausführungsformen
können
gemäß einem
der Ansprüche
2–19 gestaltet
sein.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die zugrundeliegende
Aufgabe durch die Verwendung eines derartigen Verbundflachmaterials
zum Verschließen
einer Airbagaufnahme gelöst.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Aufgabe durch
eine Verschlußeinrichtung
nach Anspruch 21 gelöst.
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Grundsätzlich kann
jede im Rahmen der vorliegenden Anmeldung beschriebene bzw. angedeutete
Variante der Erfindung besonders vorteilhaft sein, je nach wirtschaftlichen
und technischen Bedingungen im Einzelfall. Soweit nichts gegenteiliges
dargelegt ist, bzw. soweit grundsätzlich technisch realisierbar,
sind einzelne Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen austauschbar oder
miteinander kombinierbar.
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Nachfolgend
werden anhand der zugehörigen
Zeichnungen Beispiele bevorzugter Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung näher
erläutert.
Die Zeichnungen sind dabei rein schematische und nicht maßstäbliche Darstellungen.
Insbesondere sind Schichtdicken in Schnittdarstellungen aus Anschaulichkeitsgründen stark übertrieben
dargestellt. Einander entsprechende Elemente sind in den einzelnen
Figuren jeweils, soweit sinnvoll, mit denselben Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt
das in sich geteilte Basisflachmaterial eines erfindungsgemäßen Verbundflachmaterials
in der Draufsicht sowie, angedeutet durch halbfette Linien, eine
bevorzugte Lage von Schwächungslinien
im mit dem Basisflachmaterial verklebten, ansonsten nicht dargestellten,
Verbindungsflachmaterial.
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2 zeigt
ebenfalls das in sich geteilte Basisflachmaterial eines erfindungsgemäßen Verbundflachmaterials
in der Draufsicht sowie, angedeutet durch halbfette Linien, eine
weitere bevorzugte Lage von Schwächungslinien
im mit dem Basisflachmaterial verklebten, ansonsten nicht dargestellten,
Verbindungsflachmaterial.
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3 zeigt
das als Bändchengewebe
ausgeführte,
in sich geteilte Basisflachmaterial eines erfindungsgemäßen Verschlußlappens
in der Draufsicht sowie, angedeutet durch halbfette Linien, eine weitere
bevorzugte Lage von Schwächungslinien
im mit dem Basisflachmaterial verklebten, ansonsten nicht dargestellten,
Verbindungsflachmaterial.
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4 zeigt
ebenfalls ein als Bändchengewebe
ausgeführtes,
in sich geteiltes Basisflachmaterial eines erfindungsgemäßen Verschlußlappens
in der Draufsicht sowie, angedeutet durch halbfette Linien, eine
weitere bevorzugte Lage von Schwächungslinien
im mit dem Basisflachmaterial verklebten, ansonsten nicht dargestellten,
Verbindungsflachmaterial.
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5a–f zeigen
jeweils ein in sich geteiltes Basisflachmaterial in ähnlichen
Ausführungen
wie 1–4,
wobei wiederum durch halbfette Linien die Lage von Schwächungslinien
im mit dem Basisflachmaterial verklebten, ansonsten nicht dargestellten,
Verbindungsflachmaterial, angedeutet ist, sowie zusätzlich durch
eine Schraffur die für
die Verklebung klebstoffberührten
Bereiche angedeutet sind.
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6a zeigt
eine Schnittdarstellung durch ein erfindungsgemäßes Verbundflachmaterial, welches
der in 5a angedeuteten Konfiguration
entspricht. Die Schnittebene ist dabei in 5a durch die
strichpunktierte Linie A-A' gekennzeichnet.
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6b zeigt
eine Schnittdarstellung durch ein erfindungsgemäßes Verbundflachmaterial, welches
der in 5b angedeuteten Konfiguration
entspricht. Die Schnittebene ist dabei in 5b durch die
strichpunktierte Linie B-B' gekennzeichnet.
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6c zeigt
eine Schnittdarstellung durch ein erfindungsgemäßes Verbundflachmaterial, welches
der in 5c angedeuteten Konfiguration
entspricht. Die Schnittebene ist dabei in 5c durch die
strichpunktierte Linie C-C' gekennzeichnet.
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6d zeigt
eine Schnittdarstellung durch ein erfindungsgemäßes Verbundflachmaterial, welches
der in 5d angedeuteten Konfiguration
entspricht. Die Schnittebene ist dabei in 5d durch die
strichpunktierte Linie D-D' gekennzeichnet.
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6e zeigt
eine Schnittdarstellung durch ein erfindungsgemäßes Verbundflachmaterial, welches
der in 5e angedeuteten Konfiguration
entspricht. Die Schnittebene ist dabei in 5e durch die
strichpunktierte Linie E-E' gekennzeichnet.
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6f zeigt
eine Schnittdarstellung durch ein erfindungsgemäßes Verbundflachmaterial, welches
der in 5f angedeuteten Konfiguration
entspricht. Die Schnittebene ist dabei in 5f durch
die strichpunktierte Linie F-F' gekennzeichnet.
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Die
horizontalen Pfeile zeigen in 6a–f die Hauptbelastungsrichtung
an, bei welcher ein definiertes Aufreißen im Falle eines als Airbagabdeckung
ausgeführten
Verbundflachmaterials auftritt.
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1 zeigt
das in sich geteilte, beispielsweise als stabile Folie ausgeführte Basisflachmaterial 1 eines
erfindungsgemäßen Verbundflachmaterials
in der Draufsicht sowie, angedeutet durch halbfette Linien, eine
bevorzugte Lage von Schwächungslinien 4 im
mit dem Basisflachmaterial 1 verklebten Verbindungsflachmaterial 3 (in 1 nicht
dargestellt). Die als Schlitzung ausgeführte Trennlinie 2,
durch welche das Basisflachmaterial 1 in zwei Hälften geteilt
wird (der Begriff "Hälften" ist dabei nicht
mathematisch zu verstehen, das Flächenverhältnis der Hälften zueinander kann unterschiedlich
sein), muß grundsätzlich nicht
unbedingt, wie dargestellt, geradlinig ausgebildet sein, sondern
kann auch beispielsweise gewellt, gezackt oder gekrümmt sein.
Die schräg über die Trennlinie 2 laufenden
Schwächungslinien 4 ermöglichen
ein definiertes Einreißen
des als Folie ausgeführten
Verbindungsflachmaterials 3. Solange sich die Trennlinie 2 innerhalb
des durch zwei strichlierte Linien angedeuteten Bereichs befindet,
ist das Reißverhalten
des Verbundflachmaterials weitgehend gleich, sofern das Reißverhalten
des Verbundflachmaterials vorrangig über das Reißverhalten des Verbindungsflachmaterials
bestimmt wird. Eine passergenaue Verbindung zwischen Basisflachmaterial 1 und
Verbindungsflachmaterial 3 mit sehr geringer Toleranz ist
somit nicht erforderlich.
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Das
in 2 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet
sich von 1 lediglich durch die Anordnung
der Schwächungslinien 4.
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Die
in 3 und 4 dargestellten Ausführungsformen
unterscheiden sich von den in 1 und 2 dargestellten
Ausführungsformen
wiederum hauptsächlich
in der Anordnung der Schwächungslinien 4,
welche als durchgehende Zick-Zack-Stanzung (3) bzw.
ineinandergeschachtelte T-Stanzungen ausgeführt sind. Selbstverständlich sind
eine Vielzahl von Abwandlungen denkbar, so können beispielsweise die "Mittelbalken" der T-Stanzungen
schräggestellt
sein, wie die Schwächungslinien
in 1. Ferner können
u.a. ineinandergeschachtelte oder aneinandergereihte U-, L-, Z-,
X-, H-Stanzungen und Kombinationen hieraus besonders vorteilhaft
sein.
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Das
Basisflachmaterial ist in 3 und 4 als
Bändchengewebe
dargestellt.
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5a–f zeigen
jeweils ein in sich geteiltes Basisflachmaterial 1 in ähnlichen
Ausführungen
wie 1–4,
wobei wiederum durch halbfette Linien die Lage von Schwächungslinien 4 im
mit dem Basisflachmaterial 1 verklebten, ansonsten nicht
dargestellten Verbindungsflachmaterial angedeutet ist, sowie zusätzlich durch
eine Schraffur die für
die Verklebung klebstoffberührten
Bereiche angedeutet sind.
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Dabei
ist erkennbar, daß in
den 5a und 5b die
Schwächungslinien
vollständig
im Bereich der (vollflächig
ausgeführten)
Verklebung verlaufen, in den 5c und 5d vollständig außerhalb
und in den 5e und 5f teilweise
außerhalb
der Verklebung. In 5a und 5b erstreckt sich
somit eine Klebstoffschicht 5 über den gesamten Trennbereich,
wohingegen in 5c und 5d der gesamte
Trennbereich klebstofffrei ist. 6a–f verdeutlichen
dies jeweils in der Schnittansicht.
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Die
Verklebung der weitgehend deckungsgleichen Flachmaterialien 2, 3 wird
mittels der Klebstoffschicht 5 bewirkt, welche aus herkömmlichem Klebstoff
besteht. Geeignet können
beispielsweise Haftklebstoffe, Reaktivklebstoffe, Zweikomponentenkleber,
Schmelzklebefolien und thermoplastische Schichten sein.
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Bei
vollfächiger
Verklebung, wie in 6a und 6b dargestellt,
ist die Verklebung durch Wahl des Klebstoffs und der maßgeblichen
Fläche
so ausgeführt,
daß das
Kriterium erfüllt
ist, wonach die Höhe
der Zugbelastung in Pfeilrichtung, bei welcher das Basisflachmaterial 1 reißt, größer ist,
als die Höhe
der Scherbelastung in Pfeilrichtung, bei welcher die Verklebung
abschert. Hierzu wird ein Klebstoff geeigneter Scherfestigkeit verwendet,
welche im Rahmen einer auf die konkrete Anwendung hin erfolgenden
Auslegung, z.B. durch Versuche oder auch rechnerisch, bestimmt werden
kann.
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Bestimmend
für das
Aufreißverhalten
eines vollflächig
verklebten erfindungsgemäßen Verbundflachmaterials
ist nicht mehr allein die Reißfestigkeit eines
Flachmaterials, sondern die Scherfestigkeit der Verklebung. Erfindungsgemäß sind jedoch
auch Verbundflachmaterialien, bei welchen die Effekte des Reißens des
Verbindungsflachmaterials und des Abscherens der Verklebung zusammenwirken.
Die Reißfähigkeit
des Verbindungsflachmaterials wird dabei vorzugsweise durch geeignete
Schwächungslinien
beeinflußt.
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Bei
klebstofffreier Gestaltung des Trennbereichs, wie in 6c und 6d dargestellt,
wird das Aufreißverhalten
allein durch die Stabilität
des Verbindungsflachmaterials 3 und dessen Schwächung mittels
der Schwächungslinien 4 bestimmt.