DE102006061620A1

DE102006061620A1 - Trägerwand mit einer Montageöffnung, insbesondere zum Halten eines Airbagmoduls in einem Fahrzeug, sowie Verfahren zur Herstellung einer Montageöffnung in einer Trägerwand

Info

Publication number: DE102006061620A1
Application number: DE102006061620A
Authority: DE
Inventors: Martin Dipl.-Ing. Kahl; Bodo Specht
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2006-12-27
Filing date: 2006-12-27
Publication date: 2008-07-03
Also published as: DE202006020693U1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Trägerwand, insbesondere zum Halten eines Airbagmoduls (9) in einem Fahrzeug mittels eines Befestigungsclips (39), welche Trägerwand (31) zum Einführen des Befestigungsclips (39) eine Montageöffnung (33) mit zueinander unterschiedlicher Öffnungsbreite (a) und Öffnungshöhe (b) aufweist. Erfindungsgemäß liegt das Verhältnis der Öffnungsbreite (a) zur Öffnungshöhe (b) zwischen 1,1 und 1,6, insbesondere zwischen 1,2 und 1,5.

Description

Die Erfindung betrifft eine Trägerwand mit einer Montageöffnung, insbesondere zum Halten eines Airbagmoduls in einem Fahrzeug mittels eines Befestigungsclips, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Montageöffnung in einer Trägerwand nach dem Patentanspruch 6.
Bei der Airbagbefestigung im Fahrzeug ist es im Großserieneinsatz von wesentlicher Bedeutung, die Airbagmodule in geringer Montagezeitdauer prozess- und funktionssicher an der Fahrzeugkarosserie zu befestigen.
Für die einwandfreie Funktion eines Airbagmoduls ist die korrekte Lage des Airbagmoduls und die Zuverlässigkeit der Befestigung des Airbagmoduls an einer Trägerwand entscheidend. Die Zuverlässigkeit der Befestigung ist neben der Auswahl und Gestaltung eines geeigneten Befestigungsclips auch von der Festigkeit der Montageöffnung in der Trägerwand abhängig. Die Befestigungsclipse können Rastnasen aufweisen, die hinter Randabschnitten der Montageöffnung verrasten. Sämtliche Kräfte, die zum Halten des Airbagmoduls erforderlich sind und diejenigen Kräfte, die zum Zeitpunkt des Auslösens des Airbagmoduls eingeleitet werden, müssen zuverlässig über den Befestigungsclip in die Trägerwand abgeleitet werden. Da sich der Befestigungsclip nur im Bereich der Randabschnitte der Montageöffnung an der Trägerwand abstützt, kommt diesem Bereich eine besondere Bedeutung für die Zuverlässigkeit der Befestigung des Airbagmoduls an der Trägerwand zu.
Aufgrund der hohen Belastung sollte deshalb der Bereich der Randabschnitte der Montageöffnung eine möglichst große Steifigkeit aufweisen. Die größte Steifigkeit einer Montageöffnung wird erreicht, wenn die Montageöffnung als ein Rundloch mit vorzugsweise kreisförmiger Kontur ausgebildet ist. Ein Rundloch weist dabei keinerlei Ecken an den Randabschnitten auf, an denen beispielsweise Kerbwirkungen auftreten könnten, die ein Einreißen der Montageöffnung verursachen würden.
Nachteilig an einem Rundloch mit kreisförmiger Kontur ist jedoch die Tatsache, dass ein Verdrehen des Befestigungsclips und damit ein Verdrehen des Airbagmoduls mit dieser kreisförmigen Kontur alleine nicht verhindert werden kann. Bisher wurden deshalb zusätzliche Verdrehsicherungen eingesetzt.
Um aus Kostengründen eine zusätzliche Verdrehsicherung zu sparen und um die Montagezeitdauer zu reduzieren, werden von der idealen Kreisform abweichende Montageöffnungen für die Befestigungsclipse vorgesehen, die aufgrund ihrer Konturen eine inhärente Verdrehsicherung sicherstellen. Dazu weisen die Montageöffnungen beispielsweise eine rechteckige Kontur auf, deren Öffnungsbreite wesentlich größer als die Öffnungshöhe ist.
So ist aus der WO 2006/026956 A1 ein Rohbaublech eines Fahrzeugs bekannt, das eine Trägerwand mit einer rechteckigen Montageöffnung aufweist. Über die Montageöffnung ist ein Befestigungsclip bei Erreichen einer vorgegebenen Endlage an der Trägerwand verrastbar. Der Befestigungsclip dient zur Befestigung eines Airbagmoduls an der Trägerwand. In der verrasteten Position des Befestigungsclips ist eine Befestigungslasche einer Airbaghülle des Airbagmoduls am Rohbaublech des Fahrzeugs gehalten. Dazu hintergreifen zwei Schnappelemente des Befestigungsclips zwei gegenüberliegende Öffnungsränder der Montageöffnung in der Trägerwand.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Trägerwand bereitzustellen, bei der eine prozess- und funktionssichere Airbagbefestigung erfolgen kann.
Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.
Gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 liegt das Verhältnis der Öffnungsbreite zwischen 1,1 und 1,6, insbesondere zwischen 1,2 und 1,5. Dadurch ist die Öffnungsbreite der Montageöffnung in der Trägerwand maximal um einen solchen Betrag größer als die Öffnungshöhe ausgebildet, der zur Verhinderung einer Montage des Befestigungsclips in einer falschen Orientierung mindestens erforderlich ist. Durch das speziell abgestimmte Verhältnis von Öffnungsbreite zu Öffnungshöhe ist sowohl eine lagerichtige Montage des Befestigungsclips als auch ein Maximum der Lochfestigkeit der Montageöffnung gewährleistet. Ein möglichst geringer Größenunterschied zwischen Öffnungsbreite und Öffnungshöhe ergibt eine Lochgeometrie für die Montageöffnung die nur wenig von der idealen Rundlochgeometrie abweicht und folglich die bestmögliche Lochfestigkeit aufweist. Somit wird eine hohe Funktionssicherheit der Airbagbefestigung geboten. Andererseits dient die geringfügig unterschiedliche Größe von Öffnungsbreite und Öffnungshöhe einer prozesssicheren Airbagbefestigung, bei der eine Falschmontage in fehlerhafter Orientierungslage des Befestigungsclips zuverlässig verhindert ist.
Mit dem erfindungsgemäßen, speziellen Längenverhältnis ist sowohl eine verdrehsichere Montage, als auch ein Maximum der Lochfestigkeit gewährleistet. Bei diesem Längeverhältnis ist der Kantenlängenunterschied der einzelnen Lochseiten so groß, dass eine Falschmontage d. h. eine Verdrehung der Befestigungsclipse ausgeschlossen ist. Andererseits ist der Kantenlängenunterschied so klein, dass sich unter Zug-/Druckbelastung beide unterschiedlich langen Kanten ähnlich steif verhalten und somit ein Optimum an Festigkeit erreicht wird.
Die Öffnungsbreite ist erfindungsgemäß maximal um einen solchen Betrag größer als die Öffnungshöhe ausgebildet, der nicht nur zur Verhinderung einer Montage des Befestigungsclips in einer falschen Orientierung, sondern auch zur Gewährleistung einer Verdrehsicherung für den Befestigungsclip in der Montageöffnung mindestens erforderlich ist. Neben einer prozesssicheren Airbagbefestigung, bei der eine Falschmontage in fehlerhafter Orientierungslage des Befestigungsclips zuverlässig verhindert wird, ist es auch wünschenswert, dass das mittels des Befestigungsclips an der Trägerwand befestigte Airbagmodul verdrehsicher seine Position an der Trägerwand einzuhalten vermag. Also auch in der montierten Lage des Befestigungsclips ist es erforderlich eine zuverlässige Verdrehsicherung sicherzustellen, durch die eine unerwünschte Lageveränderung des Airbagmoduls verhindert ist. Insbesondere nach dem Zünden des Airbags werden sehr große Kräfte erzeugt, die zuverlässig über die Montageöffnung in die Trägerwand abgeleitet werden müssen. Die Montage von Airbagmodulen, insbesondere von Kopfairbags mittels Befestigungsclips an einer Trägerwand erfordern eine für den Airbagschuss sehr feste und lagepositionssichere Verbindung.
Erfindungsgemäß kann die Montageöffnung die Form eines Rechtecks mit einer langen Seitenlänge und einer kurzen Seitenlänge aufweisen. Die rechteckige Montageöffnung dient dazu auch bei einer Verclipsung mit nur einem einzigen Montageloch auszukommen und sowohl die Festigkeit der Montageöffnung als auch die Verdrehsicherung des Airbagmoduls zu gewährleisten. Dies wird gewährleistet durch eine rechteckige Montageöffnung mit einem erfindungsgemäßen Längenverhältnis der Seitenlängen der rechteckigen Montageöffnung.
Die Trägerwand ist vorzugsweise ein Blechteil eines Karosseriebauteils. In dem ein Teil eines Karosseriebauteils als Trägerwand dient, ist im Sinne einer Bauteilreduzierung keine zusätzliche Trägerwand erforderlich, so dass eine kostengünstige Herstellung erreicht wird. Außerdem ist bei der Verwendung eines Teils eines Karosseriebauteils als Trägerwand keine zusätzliche Verbindung zwischen Trägerwand und Karosseriebauteil erforderlich, was nicht nur zusätzliche Verbindungsmittel einspart, sondern auch hinsichtlich Festigkeit der Verbindung keine Schwächungsstellen schafft, welche die sichere Befestigung des Airbagmoduls beeinträchtigen könnten.
In dem Herstellungsverfahren kann die Montageöffnung insbesondere mittels Stanzen oder Laserschneiden in die Trägerwand eingebracht werden.
Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beigefügten Figuren gezeigt.
Es zeigen:
1 in einer perspektivischen Ansicht einen aus einem Haltebügel und einem Rastelement bestehenden Befestigungsclip;
2 in einer Seitenschnittansicht entlang der Linie 1-1 aus der 1 den Befestigungsclip im montierten Zustand; und
3 in einer perspektivischen Ansicht eine Trägerwand mit einer Montageöffnung für den Befestigungsclip.
In der 1 ist ein Befestigungsclip in Alleinstellung gezeigt. Der Befestigungsclip ist zweiteilig aus einem Haltebügel 1 sowie einem Rastelement 3 ausgeführt, das ein Blechformteil ist. Der Haltebügel 1 ist aus weichem Kunststoff gefertigt und weist nach Art einer Rohrschelle einen Zylinderabschnitt 5 auf, der einen Freiraum 7 begrenzt, durch den das in der 2 schematisch dargestellte Airbagmodul 9 führbar ist. Am Zylinderabschnitt 5 des Haltebügels 1 sind radial nach außen vorstehende Befestigungsflansche 11, 13 angeformt, die einander mit geringfügigem Abstand gegenüberliegen. Die beiden Befestigungsflansche 11, 13 des Haltebügels 1 weisen übereinander liegende, rechtwinklige Öffnungen 15 auf, durch die das später beschriebene Rastelement 3 geführt ist.
Wie aus der 1 hervorgeht, ist in dem Zylinderabschnitt 5 des Haltebügels 1 eine rechtwinklige Ausnehmung 17 eingeschnitten, aus der eine V-förmige Lasche 19 heraus gebogen ist, die mit ihrer Spitze in den Freiraum 7 ragt. Entsprechend ragt ein freier Schenkel der V-förmigen Lasche 19 schräg angestellt durch die Ausnehmung 17 des Zylinderabschnitts 5, während der andere Schenkel der Lasche 19 in den Befestigungsflansch 11 übergeht.
Durch die einander gegenüberliegenden Öffnungen 15 der Befestigungsflansche 11, 13 des Haltebügels 1 ist gemäß der 1 das Rastelement 3 mit seinem Schaft geführt. Der Schaft des Rastelements 3 weist vier umfangsseitig angeordnete Blechstreifen 21, 23 auf, die stirnseitig zu einer geschlossenen Schaftspitze zusammengeführt sind. Die der Schaftspitze gegenüberliegenden Enden 25, 29 der Blechstreifen 21, 23 sind in 1 oberseitig auf dem Befestigungsflansch 11 des Haltebügels 1 angeordnet. Dabei weisen die gegenüberliegenden Blechstreifen 21 rechtwinklig abgewinkelte Enden 25 auf, die mit ihren Demontageöffnungen 27 als Werkzeugansätze zur später beschriebenen Demontage des Rastelements 3 dienen. Demgegenüber sind die freien Enden 29 der gegenüberliegenden Blechstreifen 23 als plattenförmige Anschlagplatten 29 in Anlage mit der Oberseite des Befestigungsflansches 11.
Die beiden Anschlagplatten 29 des Rastelements 3 sind dabei geringfügig zueinander schräg gestellt, um das Rastelement nach erfolgter Montage gegenüber einer Trägerwand 31 geringfügig vorzuspannen, wie es später noch beschrieben ist.
In der 2 ist der aus dem Haltebügel 1 und dem Rastelement 3 bestehende Befestigungsclip in seinem montierten Zustand gezeigt, in dem der Befestigungsclip den zusammengerollten Airbag mittels des Befestigungsclips an einer vertikalen Karosseriewand 31 des Fahrzeugs befestigt ist. Der in der 2 gezeigte Montagezustand ist mit den folgenden Arbeitsschritten erreichbar: Zunächst wird ausgehend von der 1 das Airbagmodul 9 durch den Freiraum 7 des Zylinderabschnitts 5 des Haltebügels 1 geführt. Dies erfolgt unter elastischer Verstellung der Schutzlasche 19 in Richtung auf das Rastelement 3, wie es mit dem Pfeil x aus der 1 angedeutet ist. Die elastisch verstellte Lasche 19 überdeckt die scharfkantigen Anschlagplatten 29 sowie die Werkzeugansätze 25 des Rastelementes 3, wie es in den 2 gezeigt ist.
Wie der 2 weiter zu entnehmen ist, ist eine Befestigungslasche 10 des Airbagmoduls 9 zwischen den beiden Befestigungsflanschen 11 und 13 angeordnet, so dass der Schaft des Rastelements 3 sowohl durch die gegenüberliegenden rechteckförmigen Öffnungen 15 der Flansche 11, 13 als auch durch eine Ausnehmung in der Befestigungslasche des Airbagmoduls 9 geführt ist.
Zur Befestigung des Airbagmoduls 9 gemäß 2 an der in der 3 gezeigten vertikalen Trägerwand 31 des Fahrzeugs wird das Rastelement 3 mit seinem Schaft durch eine Montageöffnung 33 der Trägerwand 31 geführt, wodurch sich die in den gegenüberliegenden Blechstreifen 21 gebildeten Rastnasen 35 entgegen einer Federkraft zusammen gedrückt werden und nach erfolgter Montage den Rand der Montageöffnung 33 hintergreifen. Der Haltebügel 1 ist mit seinen Befestigungsflanschen 11, 13 zwischen der Trägerwand 31 sowie den Anschlagplatten 29 des Rastelements 3 eingeklemmt.
Wie oben erwähnt, werden bei der Wandmontage die gegenüberliegenden Rastnasen 35 der Befestigungsstreifen 21 entgegen einer Federkraft aufeinander zu bewegt. Hierzu ist gemäß der 2 eine auf die Lasche 19 aufbringbare Betätigungskraft F erforderlich. Die Betätigungskraft F wird dabei über die Schutzlasche 19 auf die beiden elastisch abgestützten Anschlagplatten 29 des Rastelements 3 aufgebracht. Die Schutzlasche 19 dient daher zur Montageerleichterung als eine Handhabe zur Aufbringung der Betätigungskraft F auf das Rastelement 3.
Für eine Demontage des an der fahrzeugseitigen Trägerwand 31 befestigten Airbagmoduls 9 ist zunächst die Lasche 19 vom Rastelement 3 wegzuklappen. Auf diese Weise sind die Werkzeugansätze 25 mit ihren Demontageöffnungen 27 freigelegt, die mit einem herkömmlichen Werkzeug, etwa einer Segerringzange, in Eingriff bringbar sind. Durch Zusammendrücken der beiden Werkzeugansätze 25 kann der Schaft des Rastelements 3 mit seinen nunmehr gelösten Rastnasen 35 durch die wandseitige Montageöffnung 33 geführt werden.
Wie aus der 1 oder 2 hervorgeht, weist der Zylinderabschnitt 5 des Haltebügels 1 umfangsseitig eine Materialsicke 37 auf, die als eine Sollbruchstelle wirkt. Bei einer Aktivierung des Airbags reißt die Sollbruchstelle 37 in den gemäß der 2 gezeigten Pfeilrichtungen auseinander unter einem Auseinanderspreizen der beiden Hälften des Zylinderabschnitts 5. Der Airbag kann sich daher widerstandsfrei vertikal nach unten entfalten. Die Schutzlasche 19 dient dabei als Schutzschild für den sich entfaltenden Airbag, so dass der Airbag sich berührungsfrei gegenüber den scharfkantigen Anschlagplatten 29 sowie den Werkzeugansätzen 25 des Rastelements 3 entfaltet.
In 3 ist ein Ausschnitt der fahrzeugseitigen Trägerwand 31 gezeigt. Die Trägerwand 31 weist die Montageöffnung 33 auf. Die Montageöffnung 33 stellt einen rechteckigen Ausschnitt aus der Trägerwand 31 dar. Die gezeigte Montageöffnung 33 weist Seiten a, b unterschiedlicher Länge auf. In der in 3 dargestellten Ausgestaltung weist die Montageöffnung 33 beispielhaft das erfindungsgemäß maximale Längenverhältnis von langen Seiten a zu kurzen Seiten b von 1,5 auf.

1: Haltebügel
3: Rastelement
5: Zylinderabschnitt
7: Freiraum
9: Airbagmodul
11: Befestigungsflansch
13: Befestigungsflansch
15: Öffnungen
17: Ausnehmung
19: Lasche
21: Blechstreifen
23: Blechstreifen
25: Werkzeugansätze
27: Demontageöffnungen
29: Anschlagplatte
31: Trägerwand
33: Montageöffnung
35: Rastnasen
37: Sollbruchstelle
39: Befestigungsclip
a: lange Seite der Montageöffnung
b: kurze Seite der Montageöffnung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- WO 2006/026956 A1 [0007]

Claims

Trägerwand, insbesondere zum Halten eines Airbagmoduls (9) in einem Fahrzeug mittels eines Befestigungsclips (39), welche Trägerwand (31) zum Einführen des Befestigungsclips (39) eine Montageöffnung (33) mit zueinander unterschiedlicher Öffnungsbreite (a) und Öffnungshöhe (b) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Öffnungsbreite (a) zur Öffnungshöhe (b) zwischen 1,1 und 1,6, insbesondere zwischen 1,2 und 1,5 liegt.
Trägerwand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Montageöffnung (33) die Form eines Rechtecks unterschiedlicher Seitenlängen (a, b) aufweist.
Trägerwand nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerwand (31) ein Teil eines Karosseriebauteils ist.
Trägerwand nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerwand (31) aus Blech gefertigt ist.
Trägerwand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Querschnittsprofil des durch die Montageöffnung führbaren Schafts des Befestigungsclips (39) mit dem Öffnungsprofil der Montageöffnung korrespondiert.
Verfahren zur Herstellung einer Montageöffnung (33) in einer Trägerwand (31), insbesondere eine Montageöffnung (33) für einen Befestigungsclip (39) eines Airbagmoduls (9) in eine Trägerwand (31) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, in welchem Verfahren die Montageöffnung (33) in einer Größe hergestellt wird, deren Öffnungsbreite (a) maximal um einen solchen Betrag größer als die Öffnungshöhe (b) ausgebildet ist, der zur Verhinderung einer Montage des Befestigungsclips (39) in einer falschen Orientierung mindestens erforderlich ist.
Verfahren nach Anspruch 6, bei dem die Montageöffnung (33) mittels Stanzen oder Laserschneiden in die Trägerwand eingebracht wird.