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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeuginnenverkleidungsteil mit einer Schusskanalöffnung für einen Airbag, einem diese Öffnung wenigstens teilweise umgebenden Randbereich und einer Abdeckung zum Verschließen der Schusskanalöffnung zum Fahrgastinnenraum hin, ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Fahrzeuginnenverkleidungsteils sowie ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Fahrzeuginnenverkleidungsteil.
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Beispielsweise aus der
DE 10 2007 007 822 A1 ist ein Fahrzeuginnenverkleidungsteil mit einer formstabilen Airbagabdeckung mit variierenden Wandstärken zwischen 0,6 mm und 1,4 mm sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung bekannt. Bei Auslösung des Airbags öffnet der sich entfaltende Luftsack den Schusskanal, indem er die Abdeckung längs rillenartiger Materialschwächungen aufbricht und die entstehenden Segmente unter elastischer oder plastische Verformung wegklappt. Aufgrund der großen Wandstärke weisen diese eine erhebliche Trägheit auf, was nachteilig einerseits die Freigabe des Schusskanals und somit die Entfaltung des Luftsacks verzögert und andererseits die als Scharnier wirkenden Materialschwächungen stark belastet.
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Auf der anderen Seite ist aus der
EP 1 380 477 B1 eine Airbagabdeckung mit einer Oberschicht aus Leder und einer damit verbundenen Trägerschicht aus Gewebe oder Vlies bekannt, deren Materialschwächungen nicht mit Materialschwächungen der Oberschicht korrespondieren. Nachteilig ist diese flexible Airbagabdeckung vom Fahrgastinnenraum her deformierbar, was nicht nur den durch sie abgedeckten Airbag beeinträchtigen kann, sondern auch eine unerwünschte Haptik der Fahrzeuginnenverkleidung, beispielsweise einer Armaturentafel bewirkt.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Airbagfunktionalität eines Kraftfahrzeuges zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1, 11 bzw. 12 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Ein erfindungsgemäßes Fahrzeuginnenverkleidungsteil weist eine Schusskanalöffnung für einen Airbag sowie einen Randbereich auf, der diese Öffnung längs ihres Umfanges oder eines Teiles hiervon umgibt. Lösbar damit verbunden oder integral mit dem Randbereich ausgebildet, verschließt bei nicht aktiviertem Airbag eine Abdeckung die Schusskanalöffnung zum Fahrgastinnenraum hin.
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Erfindungsgemäß ist diese Abdeckung als Dünnwand, i. e. formstabil mit geringer, vorzugsweise im Wesentlichen gleichbleibender, Wandstärke, ausgebildet. Dadurch kann sie einerseits Druckbeaufschlagung vom Fahrgastinnenraum her ausreichend Wiederstehen, um den Airbag zu schützen und eine gewünschte Haptik darzustellen. Auf der anderen Seite ermöglicht die verringerte Trägheit eine raschere Öffnung und verringert Belastungen durch die durch den sich entfaltenden Luftsack beschleunigte Abdeckung bzw. Teilen hiervon auf den Randbereich und/oder Hindernisse, insbesondere Fahrzeuginsassen. Vorteilhafterweise kann der geringere Materialeinsatz auch die Herstellkosten senken und komplexere Öffnungskinematiken unter teilweiser Zerlegung und/oder elastischer und/oder plastischer Verformung des Dünnwandbereiches ermöglichen.
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Eine Wandstärke kann vorliegend insbesondere durch eine maximale oder eine, beispielsweise arithmetisch oder geometrisch, gemittelte bzw. durchschnittliche Wandstärke definiert sein. Während eine geringe maximale Wandstärke der Abdeckung ohnehin zu geringen Trägheiten führt, erlaubt eine geringe mittlere Wandstärke bei weiterhin erfindungsgemäß verringerter Trägheit versteifende Strukturen wie Rippen, Waben oder Waffeln, die bereichsweise größere Einzelwandstärken darstellen können.
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Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung beträgt eine, insbesondere maximale oder mittlere, Wandstärke der Abdeckung höchstens 25% und vorzugsweise höchstens 10% einer, insbesondere entsprechend minimalen oder mittleren, Wandstärke des Randbereichs. Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung beträgt eine Wandstärke der Abdeckung höchstens 0,45 mm, bevorzugt 0,3 mm, und/oder wenigstens 0,075 mm, vorzugsweise 0,15 mm.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführung ist die Abdeckung derart ausgebildet, dass sie durch einen sich entfaltenden Airbag ganz oder teilweise zerlegbar ist, indem sie über ihre Bruch- bzw. Dehngrenze belastet wird und aufreißt. Dabei ermöglicht eine erfindungsgemäße Abdeckung im Dünnwanddesign gegenüber bekannten dünnen, aber nicht formstabilen Abdeckungen mit entsprechend höheren Dehngrenzen bzw. formstabilen, aber dickwandigen Abdeckungen mit entsprechend höheren Bruch- bzw. Reißlasten ein vorteilhafteres Öffnen des Schusskanals.
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Durch das Zerlegen können ein oder mehrere Segmente der Abdeckung entstehen, von denen ein oder mehrere, im Folgenden als Fragmente bezeichnete, Segmente in einer bevorzugten Ausführung von dem Randbereich vollständig gelöst sind und so den Schusskanal vollständig freigeben, ohne ihn an seinen Rändern zu beeinträchtigen.
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Dabei kann die Abdeckung derart ausgebildet sein, dass ein oder mehrere solcher Fragmente frei in einen Fahrgastinnenraum fliehen können. Dies ist besonders dann vorteilhaft, wenn ein Abstand der Schusskanalöffnung zu einer . Windschutzscheibe des Kraftfahrzeugs in Längsrichtung des Fahrzeugs geringer ist als zu einer hintersten, dem Fahrgastinnenraum zugewandten Kante des Fahrzeuginnenverkleidungsteils. Es wurde nämlich erfindungsgemäß erkannt, dass die potentielle Verletzungsgefahr durch frei fliegende Fragmente der Abdeckung, die bereist durch die dünnwandige Ausbildung mit entsprechend geringerem Impuls reduziert ist, überproportional mit der Entfernung zu der zerlegenden Airbagabdeckung abnimmt. Daher eignet sich ein erfindungsgemäßes Fahrzeuginnenverkleidungsteil insbesondere für einen nahe einer Windschutzscheibenwurzel angeordneten Beifahrerairbag.
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Zusätzlich oder alternativ können ein oder mehrere Fragmente auch, insbesondere durch eine Folie und/oder Fäden, die mit der Abdeckung und beispielsweise dem Randbereich oder Airbag verbunden und vorzugsweise aus hochreißfestem Kunststoff hergestellt sind, gefesselt sein, um ihren Austritt in den Fahrgastinnenraum zu limitieren oder auch ihre Auslenkbewegung zu begrenzen.
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Beide Merkmale können auch gemischt sein, indem beispielsweise Fragmente, die sich aufgrund der Öffnungskinematik potentiell auf Fahrzeuginsassen zu bewegen, gefesselt werden, während Fragmente in Richtung Windschutzscheibe, Seitenfenster oder dergleichen ungefesselt entfliehen können.
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Insbesondere, um die Öffnungs- und/oder Entfaltungskinematik zu steuern, kann die Abdeckung Materialschwächungen zur Definition von Soll-Bruchstellen und/oder Scharnierbereichen aufweisen. Insbesondere können solche Materialschwächungen, deren Wandstärke vorzugsweise zwischen 20% und 80%, insbesondere zwischen 30% und 70% der Wandstärke der Abdeckung beträgt, wobei eine Wandstärke der Abdeckung oder des Randbereichs im Sinne der vorliegenden Erfindung ohne Berücksichtigung solcher lokalen Materialschwächungen definiert ist, längs des Schusskanalumfangs umlaufen und/oder die Abdeckung in weitere Segmente unterteilen.
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Vorzugsweise ist die Abdeckung aus Hartkunststoff, insbesondere PP, ABS und/oder PP hergestellt, welcher sich gleichermaßen für die erfindungsgemäßen dünnen Wandstärken eignet und andererseits eine geeignete Formstabilität und Bruch- bzw. Reißlast aufweist.
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Insbesondere, um die Formstabilität zu erhöhen, kann die Abdeckung, vorzugsweise auf ihrer Fahrgastinnenraum abgewandten Oberfläche, Verstärkungselemente, insbesondere eine oder mehrere Rippen und/oder Zelle, insbesondere Waffeln oder Waben, aufweisen.
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Ein erfindungsgemäßes Fahrzeuginnenverkleidungsteil mit integraler Abdeckung bzw. eine mit dem Randbereich lösbar verbundene separate Abdeckung kann insbesondere durch Ur- und/oder Umformen hergestellt werden, beispielsweise durch Extrudieren, Spritzgießen, Strangpressen, Tiefziehen, Warmumformen oder dergleichen. Dabei kann eine Wandstärke, insbesondere eines Dünnwand- oder Materialschwächungsbereichs zusätzlich durch spanenden Materialabtrag, beispielsweise Schneiden oder Ritzen, und/oder spanlos, beispielsweise durch Lasern oder Drücken, hergestellt werden.
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Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungen. Hierzu zeigt, teilweise schematisiert:
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1A ein Fahrzeuginnenverkleidungsteil nach einer ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung bei der Montage;
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1B das Fahrzeuginnenverkleidungsteil nach 1A bei aktiviertem Airbag;
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2A ein Fahrzeuginnenverkleidungsteil nach einer zweiten Ausführung der vorliegenden Erfindung in 1A entsprechender Darstellung;
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2B das Fahrzeuginnenverkleidungsteil nach 2A in 1B entsprechender Darstellung; und
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2C eine Draufsicht auf das Fahrzeuginnenverkleidungsteil nach 2B.
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1A zeigt ein Fahrzeuginnenverkleidungsteil nach einer ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung in Form einer Beifahrerkonsole bei der Montage.
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Dazu wird ein Airbag 2 mit einem Luftsack 2.1 und einem Gasgenerator 2.2 (vgl. 1B) mittels Schrauben 8.1, die in Muttern 8.2 im Fahrzeuginnenverkleidungsteil eingreifen, und einem Halter 9 so an dem Fahrzeuginnenverkleidungsteil befestigt, dass er mit einem Schusskanal 1 im Fahrzeuginnenverkleidungsteil fluchtet, dessen Umfang durch einen geschlossenen Randbereich 3 des Fahrzeuginnenverkleidungsteils definiert ist.
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Der Schusskanal 1 ist im Ausgangszustand durch eine integral mit dem Randbereich 3 ausgebildete Abdeckung 4 verschlossen. Die homogene Wandstärke s4 dieser dünnwandigen, formstabilen Abdeckung 4 beträgt mit 0,45 mm weniger als 4% der homogene Wandstärke s6 des Randbereichs 3. Dabei kann die Wandstärke s4 kostengünstig bereits beim Urformen des Fahrzeuginnenverkleidungsteils mit integrierter Abdeckung 4 erzeugt werden.
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Bei Auslösung des Airbags (1B) füllt der Gasgenerator 2.2 den Luftsack 2.1, der sich infolgedessen entfaltet und durch den Schusskanal 1 die Abdeckung 4 druckbeaufschlagt. Aufgrund deren dünnwandiger Ausbildung mit entsprechend geringer Bruchdehnung reist diese aufgrund der Kerbwirkung längs des Randes des Schusskanals 1 vom Randbereich 3 ab, das entstehende Segment wird zur Windschutzscheibe (nicht dargestellt) hin weggeklappt.
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Dabei verformt sich der dünnwandige, der Windschutzscheibe zugewandte Randbereich elastisch-plastisch und wirkt so als integriertes Scharnier. In einer nicht dargestellten Abwandlung kann hierzu und/oder als Soll-Bruchstelle eine Materialschwächung längs des Öffnungsrandes vorgesehen sein.
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Um ein vollständiges Abreißen und Entfliehen der Abdeckung 4 zu verhindern, ist diese mittels einer hochreißfesten Kunststofffolie 5 an den Randbereich 3 gefesselt. Hierzu ist die Folie 5 beispielsweise mit dem Randbereich 3 und der Abdeckung 4 verklebt oder verschweißt. Man erkennt in 1B, dass die Folie 5 den Auslenkungsweg der um die als Scharnier wirkende Kante des Randbereichs 3 schwenkenden Abdeckung 4 begrenzt.
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2A bis 2C zeigen ein Fahrzeuginnenverkleidungsteil nach einer zweiten Ausführung der vorliegenden Erfindung, wobei 2B einen Schnitt längs der Linie B-B in 2C zeigt. Mit der ersten Ausführung übereinstimmende Merkmale tragen gleiche Bezugszeichen, so dass nachfolgend nur auf die Unterschiede zur ersten Ausführung eingegangen wird.
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Die Abdeckung 4 weist hier auf ihrer dem Fahrgastinnenraum abgewandten Seite (unten in 2A, 2B) einerseits Verstärkungsrippen 7 zur Erhöhung ihrer Formstabilität gegen Kräfte, die vom Innenraum beispielsweise bei Beladung auf die Abdeckung 4 einwirken, und andererseits Materialschwächungen 6 längs in 2C strichliert eingezeichneter Soll-Bruchstellen auf. Diese werden kostengünstig beim Urformen hergestellt oder präzise beispielsweise durch Lasern, Schneiden oder Ritzen eingebracht und weisen eine Wandstärke s6 auf, die mit etwa 0,15 mm nur noch 50% der Wandstärke s4 der Abdeckung 4 beträgt. Aufgrund der dünnwandigen Ausführung der Abdeckung 4 reichen bereits geringfügige, gut herstellbare Materialschwächungen 6 zur Definition von Soll-Bruchstellen.
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In Abwesenheit der Folie
5 der ersten Ausführung oder anderer Fesselungen lösen sich die Fragmente
4.1 bis
4.10, in die der sich entfaltende Luftsack
2.1 die Abdeckung
4 zerlegt, vollständig vom Randbereich
3 und treten in den Fahrgastinnenraum aus, wie dies insbesondere in
2C durch Pfeile angedeutet ist. Da jedoch der Schusskanal in der Nähe der Windschutzscheibe angeordnet ist und die Verletzungsgefahr durch solche Fragmente überproportional mit der Entfernung zwischen zerlegender Airbagabdeckung und Fahrzeuginsasse sinkt, ist dieses nachrangig und ermöglicht auf der anderen Seite eine rasche und störungsfreie Entfaltung des Luftsacks
2.1. Gleichwohl können in einer nicht dargestellten Abwandlung einige oder alle Fragmente
4.1 bis
4.10 durch Fäden gefesselt sein, die einerseits mit den durch die Soll-Bruchstellen
6 definierten Bereichen der Abdeckung
4 und andererseits mit dem Randbereich
3 verbunden sind. Bezugszeichenliste
| 1 | Schusskanalöffnung |
| 2 | Airbag |
| 2.1 | Luftsack |
| 2.2 | Gasgenerator |
| 3 | Randbereich |
| 4 | Abdeckung |
| 5 | Folie (Fesselung) |
| 6 | Materialschwächung |
| 7 | Rippe |
| 8.1 | Schraube |
| 8.2 | Mutter |
| 9 | Airbaghalterung |
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| s3 | Wandstärke des Randbereichs |
| s4 | Wandstärke der Abdeckung |
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007007822 A1 [0002]
- EP 1380477 B1 [0003]
