DE102012208491A1 - Strukturbauteilvorrichtung für eine Airbagabdeckung und Verfahren zum Herstellen einer solchen Strukturbauteilvorrichtung - Google Patents

Strukturbauteilvorrichtung für eine Airbagabdeckung und Verfahren zum Herstellen einer solchen Strukturbauteilvorrichtung Download PDF

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Strukturbauteilvorrichtung 1 zur Montage an einem Kraftfahrzeug. Ferner betrifft die Erfindung ein Herstellungsverfahren und Varianten davon, mit welchem die erfindungsgemäße Strukturbauteilvorrichtung 1 auf flexible Weise hergestellt werden kann. Bei gewissen Kraftfahrzeugkomponenten ist es erforderlich, dass Sollbruchstellen definiert werden, dank welcher ein bestimmtes Modul eine bestimmte Funktion übernehmen kann. An diesen Sollbruchstellen kommen bisher häufig herkömmliche faserverstärkte Kunststoffe zum Einsatz. Nachteilig ist dabei jedoch zum Beispiel der geringe Grad an Flexibilität bei deren Herstellung, oder dass nicht auf einfache Weise festlegbar ist, wie sich die Kunststoffe beim Bruch verformen. Die vorliegende Erfindung schlägt vor, anstelle faserverstärkter Kunststoffe ein Organoblech einzusetzen, welches eine Aufreißgeometrie aufweist und derart in eine Strukturbauteilvorrichtung integriert wird, insbesondere während der Herstellung der Strukturbauteilvorrichtung, dass es eine Funktion als Scharnierelement übernehmen kann, wenn die Aufreißgeometrie von einem Modul durchbrochen wird.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine als Strukturbauteil verwendbare Vorrichtung, mit welcher in einem Kraftfahrzeug ein Modul, wie zum Beispiel ein Airbagmodul, gelagert und die Funktionsweise des Moduls sichergestellt werden kann. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Strukturbauteilvorrichtung sowie Varianten von dem Herstellungsverfahren und ein Airbag-System.
  • Bei Airbag-Systemen, insbesondere Innenraum-Airbags, wie beispielsweise Beifahrer-Airbags, ist es erforderlich, innerhalb eines Kraftfahrzeug-Innenraumbauteils, wie dem Kraftfahrzeug-Armaturenbrett, eine Sollbruchstelle zu definieren, entlang welcher ein Airbag an einer Airbagabdeckung beziehungsweise Außenstruktur eines Kraftfahrzeug-Innenbauteils, insbesondere eines Kraftfahrzeug-Armaturenbretts, durchbrechen kann, um sich im Kraftfahrzeug-Innenraum zu entfalten. Je nach Anordnung des Airbags müssen die Sollbruchstellen in einem spezifischen Bereich angeordnet sein oder auf eine spezifische Weise ausgebildet sein. Im Automobilbereich ist es üblich, in Airbagabdeckungen Aufreißlinien oder Ziernähte als Airbagfunktionsnähte in Verbindung mit Schwächungen, wie Nuten oder Fugen, in einer Innenraumverkleidung vorzusehen. Dies ist zum Beispiel in der DE 10 2007 062 587 A1 oder der DE 10 2008 019 730 A1 gezeigt.
  • Zur Realisierung einer geeigneten Vorrichtung, an welcher ein Airbagmodul gelagert werden kann und welche eine Sollbruchstelle bereitstellen kann, wird sich häufig an Spritzgussteilen beziehungsweise an Spritzgussverfahren bedient, wobei die Spritzgussteile neben irgendwelchen Kunststoffen als Hauptkomponente auch Gewebe als Materialkomponenten aufweisen können, zum Beispiel in Mattenform. Es werden dann faserverstärkte Kunststoffe gebildet, welche aus orientierten Endlosfasern (Gewebe) und einer Kunststoffmatrix oder aus ungerichteten Lang- oder Kurzfasern und der Kunststoffmatrix bestehen können.
  • Dabei erfolgt gemäß einem Konzept zur Realisierung einer geeigneten Vorrichtung ein Zuschnitt von Gewebe beim Gewebelieferanten, und beim Hersteller solcher Vorrichtungen wird das Gewebe in ein Spritzgusswerkzeug eingelegt, um es beim Spritzgießprozess mit Kunststoffmaterial zu umspülen. Daraufhin kann eine Schwächung der durch Spritzguss erhaltenen Komponente erfolgen, um eine Sollbruchstelle festzulegen, wobei die Komponente zum Beispiel zur Anordnung an einem Instrumententafelträger vorgesehen ist und daran angeschraubt wird. Daraufhin kann ein Airbagmodul an dem Instrumententafelträger oder der Komponente montiert werden. Bei diesem Konzept ist es für einen Hersteller der Vorrichtung nicht auf einfache Weise möglich, die Vorrichtung flexibel auszulegen, speziell im Zuge des Spritzgussverfahrens, denn das Gewebe wird vollständig in den Kunststoff eingebettet. Daher sind auch irgendwelche Anpassungen an besondere Instrumententafelträger nicht auf einfache Weise möglich. Dies ist besonders dann von Nachteil, wenn eine Vielzahl an unterschiedlichen Instrumententafelträgern, die sich zum Beispiel in der Dicke unterscheiden, dann jeweils mit einer spezifischen Spritzgusskomponente gekoppelt werden müssen. Eine optimale Funktion eines Airbags kann bei diesem Konzept nicht auf einfache Weise sichergestellt werden.
  • Gemäß einem anderen Konzept erfolgt ein Zuschnitt von Gewebe beim Gewebelieferanten, und beim Hersteller solcher Vorrichtungen wird für einen Airbag ein Schusskanal mit einem angeformten Befestigungskranz zur Montage der Vorrichtung gespritzt, und das Gewebe wird in ein Spritzgusswerkzeug eingelegt, speziell ein für den Schusskanal vorgesehenes Spritzgusswerkzeug, um es beim Spritzgießprozess mit Kunststoffmaterial zu umspülen. Das Gewebe kann in Mattenform vorliegen, wie es auch beim erstgenannten Konzept der Fall ist. Dann kann ein Instrumententafelträger gespritzt werden und der Schusskanal kann mit dem Instrumententafelträger verschweißt werden. Daraufhin kann eine Schwächung der durch Spritzguss erhaltenen Komponente erfolgen, also des Instrumententafelträgers und des Schusskanals, um eine Sollbruchstelle festzulegen. Daraufhin kann ein Airbagmodul an der Komponente montiert werden. Zwar kann bei diesem Konzept die Vorrichtung schon eher angepasst werden als beim erstgenannten Konzept, jedoch ist dies nur auf aufwändige Weise möglich, da ein zusätzliches Bauteil und zusätzliche Schritte zur Herstellung der Komponente erforderlich wären. Eine optimale Funktion eines Airbags kann auch bei diesem Herstellungsverfahren beziehungsweise Konzept nicht auf einfache Weise sichergestellt werden.
  • Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile einer Airbagabdeckung für ein Kraftfahrzeug zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist Aufgabe, eine Vorrichtung zur Montage an einer Airbagabdeckung zu schaffen, die auf einfache oder kostengünstige oder besonders flexible Art und Weise hergestellt werden kann, beziehungsweise das entsprechende Herstellungsverfahren dafür festzulegen. Auch ist Aufgabe, eine als Strukturbauteil verwendbare Vorrichtung so auszulegen, dass ein Airbagmodul unabhängig von einer spezifischen Ausgestaltung von Instrumententafelträgern beziehungsweise anderen Innenbauteilen, wie zum Beispiel der Teil einer B-Säule, daran angeordnet und der Airbag bei seiner Auslösung auf zweckdienliche Art und Weise mit dem Strukturbauteil zusammenwirken kann. Nicht zuletzt ist Aufgabe, allgemein eine Vorrichtung in einem Kraftfahrzeug bereitzustellen, mittels welcher vorteilhafte Randbedingungen für einen Auslösevorgang eines Airbags geschaffen werden können.
  • Zumindest eine der voranstehenden Aufgaben wird gelöst durch eine Strukturbauteilvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Strukturbauteilvorrichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 11. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit der Strukturbauteilvorrichtung beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen werden kann.
  • Gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch eine Strukturbauteilvorrichtung zur Montage an einer Airbagabdeckung an einem Kraftfahrzeug gelost, bei welcher ein an einer ersten Seite der Airbagabdeckung mit der Airbagabdeckung verbindbarer Träger vorgesehen ist, der zwischen einem an dem Träger montierbaren Airbagmodul und der Airbagabdeckung einen Hohlraum für das Airbagmodul festlegt, wobei die Strukturbauteilvorrichtung ein Organoblech aufweist, welches mit dem Träger verbunden ist und welches eine Aufreißgeometrie aufweist. Durch die Aufreißgeometrie und das Organoblech ist die Strukturbauteilvorrichtung dazu ausgebildet ist, als Scharnierelement für das Airbagmodul zu wirken, wenn ein Airbag des an dem Träger montierten Airbagmoduls das Organoblech und die Airbagabdeckung durchbricht, um an der zweiten Seite der Airbagabdeckung eine Airbagfunktion zu erfüllen.
  • Die Strukturbauteilvorrichtung kann speziell zur Montage an einer Airbagabdeckung eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Personenkraftfahrzeuges, vorgesehen sein. An dem Träger kann ein Airbagmodul auf einer ersten Seite der Airbagabdeckung angeordnet und von einer zweiten Seite abgeschottet werden. Der Träger kann an der ersten Seite einer Airbagabdeckung angeordnet sein und zur Montage eines Airbagmoduls ausgebildet sein, welches dazu vorgesehen ist, an der zweiten Seite der Airbagabdeckung eine Airbagfunktion zu erfüllen. Als Airbagabdeckung kann ein Innenverkleidungsteil, insbesondere eine Instrumententafel beziehungsweise ein Armaturenbrett, vorgesehen sein.
  • Durch eine derartige Strukturbauteilvorrichtung mit Organoblech können unterschiedliche Längen des Organoblechs realisiert werden, ohne aufwändige Änderungen beim Herstellungsverfahren vornehmen zu müssen, da das Organoblech das bisher bereits in einigen Fällen verwendete (Faser-)Gewebe ganz ersetzen kann. Dabei kann eine durch das Organoblech zumindest mitbestimmte Aufreißgeometrie variabel eingestellt werden. Insbesondere kann eine Organoblechlänge frei, zum Beispiel in Abhängigkeit der Dicke einer Airbagabdeckung beziehungsweise Instrumententafel, eingestellt werden, was den Vorteil mit sich bringt, dass ein Airbag sich leichter entfalten beziehungsweise aufblasen kann. Denn ausgeschäumte Innenbauteile, insbesondere Instrumententafeln beziehungsweise Armaturenbretter, weisen häufig unterschiedliche Schaumschichtdicken auf. Eine freie Organoblechlänge kann zum einen allein durch die Verwendung eines Organoblechs eingestellt werden, da Organoblech sich leicht verformen lässt im Vergleich zu reinem Gewebe beziehungsweise einer Fasermatrix, die strenggenommen nur brechen können. Bei Gewebe oder Fasermatrix würden einzelne Fasern brechen oder das Gewebe irgendwie ausfransen. Ein Organoblech hingegen kann definierte Sollbruchstellen aufweisen und zusätzlich auf eine definierbare Weise umgeformt werden, hier speziell durch die Auslösung eines Airbags. Hierin liegt ein Aspekt der Erfindung, der durch den weiter unten näher definierten Begriff der Aufreißgeometrie beschrieben werden soll. Das Organoblech bricht bei einem Aufplatzen beziehungsweise Auslösen eines Airbags nicht nur an definierten (Sollbruch-)Stellen auf, sondern weist auch nach einer durch ein Auslösen eines Airbags erfolgten Um- beziehungsweise Verformung eine spezifische Geometrie und Anordnung auf.
  • Als freie Organoblechlänge ist dabei die Möglichkeit zu verstehen, dass sich ein Organoblech so herstellen lässt, dass es in Abhängigkeit von Einbaubedingungen an einem Instrumententafelträger beziehungsweise einem anderen Innenbauteil, wie zum Beispiel einer Innenverkleidung für eine A-, B- oder C-Säule einer Kraftfahrzeugkarosserie, spezifisch dimensioniert werden kann, insbesondere dass die Aufreißgeometrie ausgelegt werden kann. Eine Organoblechlänge ist zum Beispiel dann als frei zu bezeichnen, wenn das Organoblech so hergestellt werden kann, dass es unabhängig von der Dicke eines Instrumententafelträgers ein ordnungsgemäßes Entfalten, insbesondere ein zeitlich abgestimmtes Rotieren, eines Airbags sicherstellen kann, ohne dass beim Herstellungsverfahren aufwändige Änderungen erforderlich sind.
  • Das Organoblech kann gerade im Hinblick auf eine spezifische Anordnung nach einem Auslösen eines Airbags ausgelegt werden. Das Organoblech kann eine Sollbruchstelle in Verbindung mit einer Aufreißgeometrie bereitstellen und als Scharnierelement wirken. Das Organoblech kann auf eine jeweilige Dicke eines Instrumententafelträgers adaptiert werden, zum Beispiel bei einem ausgeschäumten Instrumententafelträger auf die jeweilige Dicke der Schaumschicht. Gegenüber dem in der Beschreibungseinleitung zweitgenannten Konzept besteht ein hohes Kosteneinsparpotential, da eine aufwändige Änderung der Herstellungsverfahren nicht mehr erforderlich ist.
  • Organobleche sind im Automobilbereich im Zusammenhang mit Versteifungen und Festigkeiten bereits bekannt. Die Druckschrift DE 102 30 410 B4 zeigt eine eigensteife Instrumentenaufnahmevorrichtung, welche im Wesentlichen aus zwei Organoblech-Komponenten gebildet ist, die sich jeweils in einem Bereich, in dem sie verstärkt sind, überlappen und dadurch eine gute Steifigkeit sicherstellen. Ferner zeigt die Druckschrift DE 20 2006 019 341 U1 eine leichte, verwindungssteife Struktur, bei welcher ein strukturversteifender Kunststoffeinleger mit einem umspritzten Kunststoffmaterial eine stoffschlüssige Verbindung eingeht. Ferner ist aus der Druckschrift DE 2009 012 432 U1 ein Karosseriebauteil mit guter Bauteilsteifigkeit bekannt, bei welchem ein Organoblech als thermisch umgeformte, kontinuierlich faserverstärkte Kunststoffplatine als eine von zwei oder drei Hauptkomponenten des Karosseriebauteils eingesetzt wird, wobei sich Vorteile bei der Herstellung des Karosseriebauteils ergeben. Bei diesen vorbekannten Organoblechen bilden die Organobleche die tragende Struktur der jeweiligen Kraftfahrzeugkomponente und dienen damit der Versteifung und Formgebung. Es handelt es sich um Bauteile zur verbesserten Strukturstabilität, die selbst die Funktion eines Trägers, zum Beispiel eines Instrumententafelträgers erfüllen. Im Gegensatz dazu betrifft die erfindungsgemäße Strukturbauteilvorrichtung eine aus einem Träger und einem Organoblech bestehende kombinierte Strukturbauteilvorrichtung, in welcher das Organoblech derart angeordnet ist und eine solche Form aufweist, dass eine Aufreißgeometrie im Voraus festgelegt werden kann.
  • Als Strukturbauteil ist dabei ein Bauteil aufzufassen, welches sich aus mindestens zwei unterschiedlichen Komponenten zusammensetzt und dazu vorgesehen ist, sich im Falle bestimmter Krafteinwirkungen in einer definierten Weise zu verhalten, insbesondere zu verformen oder zu bersten. Eine Strukturbauteilvorrichtung im Sinne der vorliegenden Erfindung weist mindestens ein Organoblech auf.
  • Als Organoblech ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung dabei ein Bauteil aufzufassen, welches aus mehreren Komponenten besteht, darunter zum Beispiel metallische Komponenten wie zum Beispiel Stahlblech oder Aluminium, Gewebekomponenten, einzelne Fasern, eine Kunststoffmatrix gebildet durch thermoplastische Kunststoffe, wobei eine Verwendung von Metall nicht notwendigerweise erforderlich ist. Der Begriff „Blech” kann sich vielmehr auch auf eine blechförmig ausgestaltete Kunststoffkomponente beziehen. Ein Organoblech im Sinne der vorliegenden Erfindung kann Komponenten aufweisen, die gezielt für den Zweck einer Verformung oder elastischen und/oder plastischen Dehnung vorgesehen sind.
  • Der Begriff Organoblech kann auch Organofolien umfassen, insbesondere solche, die keine metallischen Komponenten aufweisen, insbesondere auch eine Vielzahl an miteinander verbundenen Organofolien. Eine Organofolie kann durch die Verwendung von gerichteten Langfasern hergestellt werden. Die Langfasern können aus Recyclingprozessen und Abfällen gewonnen, aufbereitet und als gerichtete Langfasern einer (Kunststoff-)Folie zugeführt werden, oder aber es werden neu hergestellte Fasern für die Organofolie verwendet. Eine Faserimprägnierung und eine darauffolgende Bauteilherstellung können im Tiefziehverfahren erfolgen. Eine Organofolie kann als Composite-Halbzeug aufgefasst werden, welches zum Beispiel aus aufbereiteten Verschnittabfällen trockener Kohlenstofffasergewebe und pyrolysierten Altbauteilen mit Thermoplastmatrix besteht beziehungsweise erzeugt wird. Um Gewebe- beziehungsweise Faseranteile auf definierte Weise in eine Organofolie einzuarbeiten, kann die so genannte Vibrationstechnik zum Einsatz kommen, bei welcher einzelne Stapelfasern aus eine Gewebestruktur (insbesondere von Verschnittabfällen) herausgelöst und mit spezifischer Ausrichtung gefördert werden können. Durch die Vibrationstechnik kann sichergestellt werden, dass identische Gewebeverschnitte auf schonende Weise zu einzelnen so genannten Stapelrovings aufgetrennt und ausgerichtet und homogen gefördert werden. Gleichzeitig kann eine Kunststofffolie extrudiert werden, auf welcher die gerichteten Fasern abgelegt werden können. Die Folie befindet sich dabei noch im Schmelzzustand, so dass die Stapelrovings auf der Folie haften können. Zur vollständigen Imprägnierung können Organofolien eine Doppelbandpresse durchlaufen. Durch Übereinanderlegen von mehreren Organofolien mit anschließender Konsolidierung kann ein Laminat mit einem definierten Lagenaufbau auf eine gewünschte Dicke gebracht werden, um dann zu spezifischen Bauteilen geformt zu werden.
  • Vorteilhaft bei Organofolien ist die Nutzung von Faserabfällen, welche zu hochwertigen Ausgangsmaterialien aufbereitet werden können, sowie die homogene Faserausrichtung in der Einzellage und die schnelle Verarbeitung des Halbzeugs im Tiefziehverfahren mit Mehrfachwerkzeugen. Es können in großer Stückzahl Bauteile hergestellt werden, speziell aus kohlefaserverstärkten Kunststoffen, und das Herstellungsverfahren kann auch eine günstige Energiebilanz aufweisen (geringe CO2-Emission).
  • Als Aufreißgeometrie ist dabei in erster Linie eine geometrische Auslegung des Organoblechs beziehungsweise mehrerer zusammenwirkender Komponenten der Strukturbauteilvorrichtung und/oder eine Anordnung von einzelnen Sollbruchstellen in Verbindung mit einer spezifischen Auslegung des Organoblechs aufzufassen, durch welche nicht nur eine Sollbruchstelle bereitgestellt werden kann, sondern die Art und Weise einer Verformung im Voraus festgelegt werden kann. Dadurch kann sichergestellt werden, dass zum Beispiel bei einem Airbag, welcher die Komponente (hier insbesondere das Organoblech) durchbricht, die Komponente mit dem Airbag auf vorbestimmte Weise zusammenwirkt. Dies kann von Bedeutung sein für ein wirksames und ordnungsgemäßes Entfalten des Airbags. In einem weiteren Sinne ist als Aufreißgeometrie auch eine Lageanordnung aufzufassen, die das Organoblech nach erfolgtem Durchbruch einnimmt, speziell in Bezug zu dem Träger oder einer Airbagabdeckung. Bei einer Aufreißgeometrie handelt es sich also um eine Komponente oder einen konstruktiv relevanten Teil des Organoblechs, welche eine zwei- oder dreidimensionaler Erstreckung aufweist und die Anordnung und Geometrie des Organoblechs in unterschiedlichen Zuständen festlegt, hier vor und nach dem Auslösen eines Airbags. Eine Aufreißgeometrie kann Sollbruchstellen oder -linien umfassen.
  • Eine Aufreißgeometrie im Sinne der vorliegenden Erfindung weist nicht notwendigerweise diskrete Sollbruchstellen auf, kann aber in Verbindung mit diskreten Sollbruchstellen gesehen werden. Der Begriff Sollbruchstelle hebt dabei nur hervor, dass irgendeine starre Verbindung an einer einzelnen definierten Stelle bricht. Der Begriff Aufreißgeometrie hingegen hebt hervor, dass eine sich zwei- oder dreidimensional erstreckende Struktur auch an mehreren Stellen oder in mehreren Bereichen durchbrochen werden kann, und auch die Art und Weise, wie die Geometrie aufreißt oder aufplatzt, für die Funktionsweise des Airbags von Bedeutung sein kann.
  • In einem weiteren Sinne kann der Begriff Aufreißgeometrie aber auch dahingehend verstanden werden, dass das Organoblech selbst auf eine bestimmte Art an einen Träger gekoppelt ist und wahlweise zusätzlich bestimmte Dehnungseigenschaften aufweist, sei es im Hinblick auf eine elastische und/oder plastische Verformung, und das Organoblech nach dem Auslösen eines Airbags aufgrund der Dehnungseigenschaften eine gewisse Anordnung und Lage gegenüber dem Airbag, der Airbagabdeckung und/oder des Trägers einnimmt. Die Aufreißgeometrie kann zwar im Wesentlichen durch das Organoblech selbst festgelegt sein, sie kann aber auch zumindest teilweise durch das Organoblech und den Träger gebildet sein, nämlich durch die Art der Anordnung des Organoblechs an dem Träger. Das Organoblech kann die Aufreißgeometrie damit aufweisen oder zumindest zu einem bedeutenden Teil festlegen.
  • Als Scharnierelement ist dabei ein Bauteil beziehungsweise eine Komponente eines Bauteils aufzufassen, welches bei einem Aufplatzen oder Durchbrechen der Airbagabdeckung beziehungsweise einer Blende und eines Instrumententafelträgers sich derart bewegt beziehungsweise bewegt wird, dass ein Modul sich an der Komponente beziehungsweise an dem Bauteil selbst auf im Voraus festlegbare Weise entlangbewegen kann.
  • Mit anderen Worten kann die Funktion eines Scharnierelements bei der vorliegenden Erfindung durch eine von dem Organoblech bestimmte Aufreißgeometrie bereitgestellt werden, und hierzu weist das Organoblech bevorzugt selbst in Verbindung mit derjenigen Komponente der Strukturbauteilvorrichtung, an welcher es montiert ist (insbesondere dem Träger), die Aufreißgeometrie auf.
  • Als Modul ist dabei eine Vorrichtung aufzufassen, welche im Sinne einer Black Box zum Beispiel an einem Instrumententafelträger montiert werden soll und irgendwie mit der Strukturbauteilvorrichtung zusammenwirken soll. Als Modul kann ein beliebiges Modul mit einer für den Betrieb eines Kraftfahrzeugs oder in Bezug auf Fahrzeuginsassen relevanten Funktion vorgesehen sein. Ein solches Modul ist nicht Teil der erfindungsgemäßen Strukturbauteilvorrichtung. Vielmehr dient die Strukturbauteilvorrichtung dazu, ein beliebiges Modul aufzunehmen beziehungsweise zu lagern und eine bessere Funktion des Moduls sicherzustellen. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch speziell auf Airbagmodule, insbesondere Beifahrer-Airbags, die hinter einer Abdeckung beziehungsweise Außenstruktur angeordnet werden und bei Auslösung die Abdeckung durchbrechen müssen. Insbesondere ist als Funktion im Sinne des Anspruchs 1 eine Airbag-Funktion zu verstehen, das heißt ein Airbag kann das Organoblech und die Airbagabdeckung durchbrechen und sich auf der zweiten Seite, zum Beispiel im Fahrzeuginnenraum, entfalten. Es kann sich bei der zweiten Seite jedoch auch um einen ein Fahrzeug umgebenden Bereich handeln, auch außen am Kraftfahrzeug, falls es sich um einen Passanten-Airbag handelt, also einer Art Luftkissen für den Fußgängerschutz.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung kann bei der Strukturbauteilvorrichtung vorgesehen sein, dass die Aufreißgeometrie derart ausgebildet ist, dass das Organoblech zwischen dem Träger und einem an dem Träger montierbaren Airbagmodul montierbar ist. Das Organoblech kann dann ein Airbagmodul von einem Träger abschotten. Die Aufreißgeometrie kann so ausgebildet sein, dass das Organoblech auch bei einer bestehenden Konstruktion nachgerüstet werden kann. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass ein an dem Träger montierbares Modul überhaupt nicht in Kontakt mit dem Träger selbst gelangt. Dies hat den Vorteil, dass bei der Herstellung des Trägers nicht auf eine spezifische Oberflächenbeschaffenheit des Trägers geachtet werden muss.
  • Mit anderen Worten kann das Organoblech derart an dem Träger angeordnet sein, dass ein an dem Träger montierbares Modul über das Organoblech mit dem Träger verbindbar ist. Hierdurch kann auch sichergestellt werden, dass die Montage der gesamten Strukturbauteilvorrichtung wahlweise schrittweise oder als zusammenhängendes Bauteil erfolgen kann. Die Montage der Airbagabdeckung und des Trägers kann wie üblich erfolgen, und das Organoblech kann an einem an dem Träger montierbaren Modul befestigt werden und zusammen mit dem Modul an dem Träger montiert werden, oder das Organoblech und das Modul können nacheinander an dem Träger montiert werden. Hierbei ist es nicht erforderlich eine Montagereihenfolge abzuändern, die sich bisher ohne Verwendung eines Organoblechs als vorteilhaft erwiesen hat.
  • Das Organoblech kann in montiertem Zustand der Strukturbauteilvorrichtung zumindest teilweise in dem Hohlraum zwischen einem an dem Träger montierbaren Modul und einer Airbagabdeckung angeordnet sein. Insbesondere kann das Organoblech so an dem Träger angeordnet sein, dass es unmittelbar an einer Innenseite eines Instrumententafelträgers zu Anlage kommt, wenn der Instrumententafelträger zusammen mit dem Organoblech an der Airbagabdeckung montiert wird beziehungsweise die Airbagabdeckung auf dem Instrumententafelträger montiert wird. Hierdurch kann der grundsätzliche Aufbau der Airbagabdeckung und der Anordnung des Moduls beibehalten werden und das Organoblech kann eine Art dünne Schutzschicht vor der ersten Seite der Airbagabdeckung bilden. Das Organoblech kann auf diese Weise auch mit dem Instrumententafelträger und mit der Airbagabdeckung zusammenwirken und mitbestimmen, auf welche Weise die Airbagabdeckung aufreißen soll. Ferner ist es nicht mehr erforderlich, dass die erste Seite der Airbagabdeckung oder eine Innenseite eines Instrumententafelträgers eine Oberfläche aufweist, welche eine bestimmte Struktur oder Glätte oder Flexibilität aufweist, da ein Airbagmodul nunmehr nur noch, wenn überhaupt, in Kontakt mit dem Organoblech selbst gelangen kann. Dabei kann das Organoblech mit dem Träger beziehungsweise Instrumententafelträger verschweißt sein. Das Organoblech kann grundsätzlich kraft- und/oder stoffschlüssig mit dem Träger verbunden sein. Wenn eine bestimmte Art der Verbindung angegeben wird, handelt es sich um eine vorteilhafte Variante, insbesondere im Hinblick auf das Herstellungsverfahren.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung kann bei einer Strukturbauteilvorrichtung vorgesehen sein, dass an dem Träger ein Befestigungskranz zur Lagerung des Airbagmoduls vorgesehen ist, und dass die Aufreißgeometrie derart ausgebildet ist, dass das Organoblech zumindest teilweise zwischen dem Träger und dem Befestigungskranz montierbar ist.
  • Hierdurch kann auf eine besonders einfache und platzsparende Weise eine Aufreißgeometrie bereitgestellt werden. Durch die vorteilhaften Eigenschaften des Organoblechs gegenüber einem herkömmlichen Gewebe ist es leichter, die Funktion als Scharnierelement gezielt einzustellen. Dabei kann das Organoblech mit dem Träger beziehungsweise Instrumententafelträger verschweißt sein.
  • Als Befestigungskranz ist dabei ein Teil des Trägers oder ein mit dem Träger verbindbares Bauteil aufzufassen, an welchem ein Airbagmodul befestigt werden kann. Die Geometrie des Befestigungskranzes kann ringartig sein, es ist aber auch jede andere umlaufende Geometrie möglich, insbesondere auch nicht rotationssymmetrische Geometrien.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung kann bei einer Strukturbauteilvorrichtung vorgesehen sein, dass das Organoblech zusammen mit dem Träger und dem Befestigungskranz ein Spritzgussteil bildet. Dabei kann das Spritzgussteil einstückig sein und in einem einzigen Spritzguss-Verfahrensschritt hergestellt sein. Hierdurch wird nicht zuletzt auch der Aufwand bei der Montage gesenkt. In diesem Beispiel wird durch das Organoblech die Anzahl der bei der Montage zu handhabenden Komponenten nicht erhöht. Das Organoblech kann einen Teil des Trägers bilden, indem es in den Träger integriert ist oder an den Träger angeformt ist. Das Organoblech und der Träger sind dadurch als einstückiges Teil an einer Airbagabdeckung montierbar beziehungsweise die Airbagabdeckung kann auf der einstückigen Strukturbauteilvorrichtung angebracht werden.
  • Hierdurch kann zum einen sichergestellt werden, dass der Montageaufwand minimal ist und das Risiko vermindert wird, dass sich eine Befestigung des Organoblechs an dem Träger löst. Zum anderen kann das Herstellungsverfahren vereinfacht werden, indem der Träger und das Organoblech zusammen in einem Verfahrensschritt als eine integrale Komponente der Strukturbauteilvorrichtung hergestellt werden. Das Organoblech und der Träger können ein Spritzgussteil bilden beziehungsweise zusammen als Spritzgussteil hergestellt sein.
  • In einer vorteilhaften Ausführung ist das Organoblech in einen Befestigungskranz integriert. Der Befestigungskranz kann selbst ein Teil des Trägers sein, welcher direkt oder mittelbar über den Träger mit der Airbagabdeckung beziehungsweise der Instrumententafel verbunden werden kann.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das Organoblech mehrlagig ausgeführt sein oder aus mehreren Schichten bestehen, wobei die Schichten auch aus unterschiedlichen Materialien ausgeführt sein können. Aussparungen können in jeder der Lage beziehungsweise Schicht vorgesehen sein, insbesondere an denselben Stellen. Das Organoblech kann auch so aufgebaut sein, dass es im Wesentlichen zweiteilig ist und die zwei Teile nur über Stege zwischen einzelnen Aussparungen in den zusätzlichen Lagen miteinander verbunden sind. Sind Träger und Organoblech als integrales Bauteil ausgeführt, so können die zusätzlichen Lagen auch in jenen Bereichen des Organoblechs vorgesehen sein, in welchen das Organoblech nicht mit dem Träger verbunden ist.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung kann bei der Strukturbauteilvorrichtung vorgesehen sein, dass das Organoblech mindestens einen unebenen Abschnitt aufweist. Ein solcher Abschnitt kann deshalb als unebener Abschnitt beschrieben werden, da er aus einer Ebene oder einer von mehreren Ebenen, in welcher sich das Organoblech im Wesentlichen erstreckt, herausfallen beziehungsweise herausragen kann. Dieser Abschnitt kann aber auch allgemein als bevorzugter Umformbereich ausgebildet sein, also gegebenenfalls auch als Schwächung, ist jedoch gerade keine Sollbruchstelle. Vielmehr wird durch diesen Abschnitt eine so genannte freie Netzlänge bereitgestellt, um welche sich das Organoblech frei verformen, insbesondere verlängern, kann, und zwar in die Richtung, in welche ein Airbag ausgelöst wird. Es sei erwähnt, dass ein unebener Abschnitt nicht notwendigerweise aus einer Ebene herausragen muss, sondern der Abschnitt auch durch eine inhärente Materialeigenschaft gekennzeichnet sein kann, welche eine Verformung des Organoblechs in diesem Bereich sicherstellt, wenn auf das Organoblech eine Kraft einwirkt. Bevorzugt ist ein unebener Abschnitt aber so ausgebildet, dass er eine Verformung des Organoblechs um eine bestimmte freie Länge in einer definierten Richtung ermöglicht. Es hat sich gezeigt, dass diese Funktion gut durch eine Wellung beziehungsweise ein in gekrümmten Bahnen gelegtes Organoblech sichergestellt werden kann. Insbesondere hat sich auch gezeigt, dass mit Organoblech Wellungen mit kleinen Krümmungsradien realisiert werden können und sich das Organoblech trotzdem verformen lässt und dabei vergleichbare mechanische Eigenschaften aufweist als wenn keine Wellungen vorliegen würden. Dies ist für die Auslegung der gesamten Aufreißgeometrie und damit auch der Sollbruchstellen von Bedeutung. Auf besonders vorteilhafte Weise kann eine Verformung des Organoblechs sichergestellt werden, wenn das Organoblech aus einer oder mehreren Organofolien gebildet ist.
  • Als freie Netzlänge ist dabei der maximale Betrag einer Länge aufzufassen, um welchen eine Verformung des Organoblechs erfolgen kann, damit ein Airbagdeckel aus einer Instrumententafel ausheben kann. Das Organoblech kann dabei um die freie Netzlänge gespannt werden und eine Verformung des Organoblechs kann zeitlich mit dem Ausheben des Airbags gekoppelt werden. Insbesondere kann sich zunächst das Organoblech verformen und erst danach kommt ein Airbagdeckel in Rotation, wodurch der eigentliche Entfaltungsvorgang des Airbags von dem Durchbrechen des Trägers entkoppelt werden kann und der Airbag sich unabhängig von dem Vorgang des Durchbrechens entfalten kann. Mit anderen Worten muss der Airbagdeckel nicht sofort in Rotation versetzt werden, das heißt, die Rotation kann zeitlich hinausgezögert werden und damit auch an einen Ort verlegt werden, welcher bereits vor der Instrumententafel liegt oder zumindest in einem freieren Raum erfolgen kann als ohne freie Netzlänge. Ohne diese Verformungsmöglichkeit des Organoblechs muss ein Airbagdeckel sonst ohne Ausheben sofort in die Rotationsbewegung übergehen, was aber durch den Aufbau der Airbagabdeckung beziehungsweise Instrumententafel in vielen Fällen durch irgendwelche Träger, Schaumschichten oder Dekoroberflächen stark beeinträchtigt wird.
  • Durch unebene Abschnitte kann die Aufreißgeometrie dahingehend ausgelegt werden, dass das Organoblech nicht nur entlang irgendwelcher Sollbruchstellen oder Sollbruchlinien durchbrochen werden kann, sondern das Organoblech sich auch auf eine bestimmte Weise verformen kann, wenn eine Kraft auf das Organoblech einwirkt. Eine solche Kraft kann zum Beispiel durch ein Airbagmodul bei sich expandierendem Airbag auf das Organoblech wirken. Zweckdienlicherweise sind allgemein unebene Abschnitte, insbesondere Wellungen, oder auch Riffelungen in einem Bereich nahe des Trägers angeordnet, so dass ein Airbagmodul im Wesentlichen neben diesen unebenen Abschnitten auf das Organoblech wirkt, und wenn das Organoblech durchbrochen wird, diese unebenen Abschnitte durch die Krafteinwirkung verformt werden. Beispielsweise können Wellungen, Stauchungen oder allgemein in geschwenkten Bahnen gelegte Wellenformen in die Länge gezogen werden, was die gesamte Ausdehnung des Organoblechs vergrößert und wodurch auch sichergestellt werden kann, dass Randbereiche einer ebenfalls durchbrochenen Airbagabdeckung von dem Organoblech abgedeckt werden, wenn das Airbagmodul seine Funktion erfüllt.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterentwicklung weist das Organoblech zwei unebene Abschnitte auf, die sich parallel zueinander erstrecken. Die zwei unebenen Abschnitte können sich ferner parallel zu an dem Organoblech vorgesehenen Aussparungen oder Schwächungen oder allgemein irgendwelchen Sollbruchstellen oder Sollbruchlinien erstrecken, insbesondere auch parallel zu einer Verbindungsstelle des Organoblechs zu dem Träger. Mit anderen Worten kann das Organoblech entlang zweier gegenüberliegender Kanten oder Geraden mit dem Träger verbunden sein und parallel zu diesen Verbindungslinien können die unebenen Abschnitte vorgesehen sein, und zudem auch irgendwelche Aussparungen. Auf diese Weise kann eine Strukturbauteilvorrichtung mit einem Organoblech bereitgestellt werden, bei welcher eine Aufreißgeometrie nicht nur über die Anbindung des Organoblechs an den Träger definiert wird, sondern auch über die unebenen Abschnitte und über Aussparungen oder sonstige Schwächungen. Das Zusammenwirken dieser zwei beziehungsweise drei Auslegungsvariablen kann zu einem besonders genau einstellbaren Aufreißverhalten führen und eine Wirkung als Scharnierelement mit einem bestimmten Bewegungsablauf sicherstellen.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterentwicklung ist der unebene Abschnitt beziehungsweise sind die mindestens zwei unebenen Abschnitte jeweils im Querschnitt S-förmig als doppelte Wellung beziehungsweise Welle oder im Querschnitt U-förmig als einfache Wellung ausgebildet. Es können auch in Abhängigkeit der Materialbeschaffenheit des Organoblechs andere Querschnittsprofile zweckdienlich sein, zum Beispiel eine dreifache Wellenform für eine besonders große freie Netzlänge, oder eine V-Form. Bevorzugt ist bei einer im Querschnitt S-förmigen Wellung der mittlere zwischen den beiden Krümmungen liegende Schenkel im Wesentlichen in eine Richtung x ausgerichtet, in welcher das Organoblech verlagert werden kann beziehungsweise ein Airbag sich entfalten soll. Bei dieser Anordnung kann über die Länge des mittleren Schenkels bestimmt werden, wie weit die Verlagerung in x-Richtung möglich sein soll. Bevorzugt sind bei einer im Querschnitt U-förmigen Wellung die beiden Schenkel im Wesentlichen in eine Richtung x ausgerichtet, in welcher das Organoblech verlagert werden kann beziehungsweise ein Airbag sich entfalten soll. Bei dieser Anordnung kann über die Schenkellänge bestimmt werden, wie weit die Verlagerung in x-Richtung möglich sein soll.
  • Es sei erwähnt, dass die freie Netzlänge nicht notwendigerweise durch unebene Abschnitte oder allein durch unebene Abschnitt eingestellt werden muss. Eine Variante kann darin bestehen, das Organoblech aus Materialien auszuführen, die in einem bestimmten Bereich elastisch oder plastisch verformbar sind, selbst bei einem im Wesentlichen eben ausgeführten Organoblech. Dabei ist es gerade gegenüber Fasern oder Gewebe als Vorteil des Organoblechs anzusehen, dass das Organoblech auch gedehnt werden kann und dabei seine Struktur beziehungsweise seinen Materialaufbau beibehalten kann. Denn im Gegensatz zu Fasern oder einer Gewebematrix, bei welchen die Fasern beziehungsweise das Gewebe aus der Matrix herausgezogen würden, kann das gesamte Organoblech in sich gedehnt werden. Dies kann zum Beispiel dadurch erzielt werden, dass das Organoblech zumindest teilweise aus so genannten Multiaxialgelegen ausgeführt ist. Bei Multiaxialgelegen können Gewebe- oder sonstige Materiallagen in mehreren Ebene jeweils individuell ausgerichtet werden und in diesen Richtungen bestimmte Dehnungseigenschaften aufweisen.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind an dem Organoblech unebene Abschnitte vorgesehen. Zusätzliche Lagen sind nur dort vorgesehen, wo keine unebenen Abschnitte vorliegen. Das heißt, die zusätzlichen Lagen selbst sind als sich im Wesentlichen in einer einzigen Ebene erstreckende Lagen ausgebildet. Hierdurch kann ein Organoblech bereitgestellt werden, welches an den Aussparungen durchbrochen und im Regelfall ausschließlich an den unebenen Abschnitten umgeformt wird. Mit anderen Worten können die zusätzlichen Lagen sicherstellen, dass das Organoblech im Wesentlichen allein in den unebenen Abschnitten umgeformt wird und nicht neben den Aussparungen. So kann das Organoblech an den Aussparungen durchbrochen werden und dann aufklappen. Die zusätzlichen Lagen stellen sicher, dass das Organoblech beim Aufklappen einen Kanal mit ebene Seitenflächen bildet, an welchen ein Modul, zum Beispiel ein Airbag-Sack, entlang gleiten kann. Die zusätzlichen Lagen können eine besonders glatte und/oder reibungsarme Oberfläche aufweisen. Die zusätzlichen Lagen können zum Beispiel im Zuge des Herstellungsprozesses der Strukturbauteilvorrichtung auf dem Organoblech aufgebracht werden.
  • Gemäß einer Variante erstreckt sich das Organoblech in mindestens zwei Ebenen und weist eine dreidimensionale Geometrie auf, welche mit der Geometrie des Trägers korrespondiert. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass das Modul nur in Kontakt mit dem Organoblech gelangen kann und nicht mit dem Träger selbst. Der Träger selbst muss daher nicht unbedingt mit einer spezifischen Oberflächenstruktur ausgeführt sein. Auch kann der Hohlraum im Wesentlichen allein durch das Organoblech definiert werden. Ferner ist es möglich, ein Modul seitlich durch das Organoblech zu führen, selbst wenn der Träger so angeordnet ist, dass eine seitliche Führung des Moduls ohne Organoblech nicht möglich wäre.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung kann bei der Strukturbauteilvorrichtung vorgesehen sein, dass die Aufreißgeometrie mit mindestens einer Aussparung ausgebildet ist, welche eine Sollbruchstelle definiert. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass das Organoblech in einem ganz bestimmten Bereich geschwächt ist, zweckdienlicher Weise in einem Bereich, welcher zentrisch zwischen zwei durch den Träger gebildeten Seitenbegrenzungen des Hohlraums angeordnet ist. Hierdurch kann das Organoblech auf symmetrische Weise durchbrochen werden, wenn ein Modul seine Funktion erfüllt. Es können mehrere Aussparungen nebeneinander angeordnet sein. Die Aussparungen können jeweils zum Beispiel in der Form eines Langlochs ausgebildet sein. Die Aussparungen können in Reihe hintereinander angeordnet sein und sich im Wesentlichen in einer Richtung erstrecken und durch kleine Zwischenstege zueinander gekoppelt sein. Die Aussparungen können so angeordnet sein, dass sie sich zumindest annähernd parallel zu durch den Träger definierte Seitenbegrenzungen des Hohlraums erstrecken. Die Aussparungen können ferner so angeordnet sein, dass sie sich zumindest annähernd parallel zu Wellungen, Riffelungen oder Rillen, oder allgemein unebenen Abschnitten am Organoblech erstrecken.
  • Hierdurch kann sichergestellt werden, dass ein Aufreißen beziehungsweise Durchbrechen und ein Verformen des Organoblechs im Wesentlichen in derselben Richtung erfolgt. Fernen kann die Funktionsweise des Organoblechs als Scharnierelement und/oder im Hinblick auf einen Schutz des Moduls vor einem Kontakt mit der Airbagabdeckung oder dem Träger gezielt eingestellt werden. Die Aussparungen können so angeordnet sein, dass sie bei montiertem Organoblech mit Aussparungen oder Schwächungen in der Airbagabdeckung zusammenfallen.
  • Mit anderen Worten können die Aussparungen in montiertem Zustand der Strukturbauteilvorrichtung in einem Bereich innerhalb des Hohlraums angeordnet sein und dabei die Anordnung und Abmessung der Aufreißgeometrie festlegen oder zumindest mitbestimmen. Die Aussparungen stellen isoliert für sich betrachtet eine Art Sollbruchstelle oder Sollbruchlinie dar, denn sie können von einem an dem Träger montierbaren Modul durchbrochen werden, um von der ersten Seite auf die zweite Seite einer Airbagabdeckung zu gelangen. Es sei erwähnt, dass von dem Begriff „Aussparung” nicht notwendigerweise allein eine Öffnung oder ein Durchbruch oder ein Loch umfasst ist, sondern allgemein auch irgendwelche Materialschwächungen als „Aussparung” aufgefasst werden können. Materialschwächungen können zum Beispiel bereits dadurch vorliegen, dass das Organoblech an bestimmten Stellen eine dünnere Wandstärke aufweist oder aus einem weniger belastbaren Material ausgeführt ist.
  • Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist ein Teil des Trägers als Befestigungskranz ausgebildet, an welchem das Airbagmodul montierbar ist, und der Befestigungskranz begrenzt den Hohlraum seitlich und bildet einen Schusskanal für einen Airbag des Airbagmoduls, wobei das Organoblech mindestens einen unebenen Abschnitt aufweist, welcher als freie Netzlänge zumindest einen Teil der Aufreißgeometrie bildet. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass der Airbag sich dank der Strukturbauteilvorrichtung auf definierbare Weise entfaltet, insbesondere ein Airbagdeckel erst nach einem bestimmten Zeitraum beziehungsweise ab einer bestimmten Lage in Rotation versetzt wird. Das Organoblech wird erst verformt und dann erfolgt ein Durchbrechen oder die Verformung geht mit einem Durchbrechen einher. Jedoch ist immer eine Verformung des Organoblechs erforderlich, bevor eine Entfaltung des Airbags erfolgen kann. Hierdurch kann die Entfaltung des Airbags besser gesteuert werden. Eine als Instrumententafelträger mit zusammenhängender äußerer Oberfläche ausgebildete Airbagabdeckung kann auf der Seite des Trägers eine Schwächung beziehungsweise Sollbruchstelle aufweisen, welche mit einer Aufreißgeometrie des Organoblechs korrespondiert. Wenn der Träger den Hohlraum seitlich begrenzt, kann der Träger einen Schusskanal für ein Airbagmodul bilden und der Airbag kann das Organoblech und die Airbagabdeckung an derselben Stelle durchbrechen.
  • Je nach Anordnung des Organoblechs kann das Organoblech in Verbindung mit dem Träger, einem Befestigungskranz oder auch ganz allein für sich einen Schusskanal bilden. Mit anderen Worten ist es mit einer erfindungsgemäßen Strukturbauteilvorrichtung möglich, den Kontakt eines Airbags mit irgendeinem anderen Bauteil als dem Organoblech auszuschließen. Soll dies der Fall sein, so kann das Organoblech auch dadurch einen spezifisch ausgelegten Schusskanal bereitstellen, dass es mit einer zusätzlichen Lage versehen ist, die zum Beispiel bei einem Spritzgießvorgang gebildet wird, bei dem das Organoblech mit Kunststoffmaterial umspült wird. Somit können auf einfache Weise eine optimierte Aufreißgeometrie und auch ein optimierter Schusskanal bereitgestellt werden und die Art und Weise des Entfaltens beziehungsweise Aufplatzens eines Airbags kann wie gewünscht eingestellt werden. Insbesondere kann die Lage an dem Organoblech eine bestimmte Oberflächenstruktur oder eine bestimmte Glätte aufweisen, die ein Entfalten des Airbags unterstützt.
  • Dabei kann die Airbagabdeckung als ein Teil eines Innenbauteils, insbesondere eines Innenverkleidungsteils, eines Instrumententafelträgers oder als Instrumententafel selbst vorgesehen sein zumindest annähernd vollständig von einer zusammenhängenden äußeren Oberfläche umgeben sein. Die Bestandteile des Trägers können einen Befestigungskranz bilden, an welchem das Organoblech an mindestens zwei gegenüberliegenden Seiten montiertbar ist.
  • Durch die Verwendung eines erfindungsgemäßen Organoblechs als Teil einer Strukturbauteilvorrichtung an einer Kraftfahrzeuginstrumententafel kann mittels des Organoblechs eine Aufreißgeometrie bereitgestellt und eine Funktion als Scharnierelement realisiert werden, so dass ein an der Strukturbauteilvorrichtung montiertes Airbagmodul auf definierte Weise die Strukturbauteilvorrichtung verformen und durchbrechen kann. Dabei kann die Organoblechlänge frei eingestellt werden, was den Vorteil mit sich bringt, dass unabhängig von der Dicke eines Innenbauteils, insbesondere einer Instrumententafel, sich der Airbag auf vorbestimmte Weise entfaltet.
  • Zumindest eine der voranstehenden Aufgaben wird, wie bereits erwähnt, auch gelöst durch ein Verfahren zum Herstellen einer erfindungsgemäßen Strukturbauteilvorrichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 9, wobei das Verfahren durch folgende Verfahrensschritte gekennzeichnet ist:
    • – Zuschneiden eines Organoblechs;
    • – Vorformen des Organoblechs zum Bilden eines Teils einer Aufreißgeometrie an dem Organoblech;
    • – Spritzen eines Trägers der Strukturbauteilvorrichtung mit einem ersten Spritzgusswerkzeug; und
    • – Schwächen der Aufreißgeometrie oder Schwächen der Aufreißgeometrie und des Trägers, insbesondere zum Einstellen von Verformungseigenschaften des Organoblechs.
  • Als Verformungseigenschaften sind dabei bevorzugt Eigenschaften wie Reaktionskraft, Dehnung, Nachgiebigkeit und richtungsabhängige Materialeigenschaften (Anisotropie), zu verstehen, welche das Organoblech aufweist, wenn eine Kraft von außen auf das Organoblech wirkt, um das Organoblech zu durchbrechen.
  • Dadurch, dass Organoblech anstelle von herkömmlichem Gewebe verwendet wird, kann das Herstellungsverfahren vereinfacht werden. Ein separater Umformschritt ist nicht erforderlich. Das Organoblech kann zusammen mit anderen Komponenten der Strukturbauteilvorrichtung gespritzt werden. Die Montage ist vereinfacht, da wahlweise ein integrales Bauteil bestehend aus Träger und Organoblech hergestellt werden kann. Eine Organoblechlänge ist dabei frei darstellbar, insbesondere weil die Aufreißgeometrie frei definierbar ist, was ein flexibles Verfahren ermöglicht, das auch für unterschiedliche Airbagabdeckungs-Geometrien eingesetzt werden kann. Insbesondere kann die Aufreißgeometrie durch unebene Abschnitte definiert werden, welche bei der Herstellung zum Beispiel dadurch vorgesehen werden, dass das Organoblech in einer Form vorgeformt wird, welche bereits die Soll-Geometrie der unebenen Abschnitte aufweist. Bevorzugt wird die Aufreißgeometrie durch unebene Abschnitte als S- oder U-förmige Wellungen vorgeformt. Zum Beispiel können U- oder S-förmige Profile als Teilabschnitte in dem Organoblech dadurch vorgesehen sein, dass das Organoblech durch ein Auflegen der das Organoblech bildenden Materialien auf einen Negativform vorgeformt wird. Das Vorformen des Organoblechs kann auch beispielsweise durch freies Umformen von Organoblech in einem plastisch verformbaren Zustand erfolgen.
  • Speziell auch für den Fall unterschiedlicher Instrumententafelträger ist es nicht erforderlich, bei dem Herstellungsverfahren aufwändige Änderungen vorzunehmen, da die Wellungen so vorgeformt werden können, dass sie eine freie Netzlänge ermöglichen, die auf einen bestimmten Instrumententafelträger angepasst ist.
  • Das Zuschneiden des Organoblechs kann durch herkömmliche Werkzeuge erfolgen, welche zum Beispiel auch beim Zuschneiden von Faserlagen verwendet werden.
  • Das Bilden einer Aufreißgeometrie kann somit durch spezifische Anordnung des Organoblechs gegenüber dem Träger, durch Einbringen von unebenen Abschnitten und wahlweise auch Sollbruchstellen erfolgen. Unter dem Verfahrensschritt des Bildens einer Aufreißgeometrie ist dabei zu verstehen, dass das Organoblech so (vor-)geformt wird, dass durch nachfolgende Schwächung bestimmter Bereiche des Organoblechs die genauen Eigenschaften der Aufreißgeometrie eingestellt werden können. Das Spritzen des Trägers der Strukturbauteilvorrichtung kann zum Beispiel durch herkömmliche Spritzgusswerkzeuge erfolgen oder durch Spritzgusswerkzeuge, welche speziell für eine bestimmte Trägergeometrie ausgelegt sind.
  • Das Schwächen der Aufreißgeometrie oder das Schwächen der Aufreißgeometrie und der Airbagabdeckung und/oder eines Trägers der Strukturbauteilvorrichtung kann zum Beispiel durch Einbringen von Ausstanzungen oder erfolgen.
  • Eine Montage des Organoblechs und/oder des Trägers der Strukturbauteilvorrichtung an der Airbagabdeckung kann durch Stoffschluss, Kraftschluss und/oder Formschluss, insbesondere durch Anschrauben, erfolgen.
  • In der Summe kann die erfindungsgemäße Strukturbauteilvorrichtung durch vier unterschiedliche Verfahren hergestellt werden, welche alle die vorhergehenden im Zusammenhang mit dem unabhängigen Verfahrensanspruch genannten Schritte aufweisen können und zusätzlich weitere in den Unteransprüchen angegebene Schritte. Der Übersicht halber werden die vier unterschiedlichen Verfahren jeweils einzeln im Folgenden beschrieben, bevor dann im Detail die Erläuterungen zu den Unteransprüchen folgen.
  • Das erste Verfahren umfasst bevorzugt die folgenden Schritte:
    • – Zuschnitt und Vorformung des Organoblechs;
    • – Spritzen des Trägers mit einem angeformten Befestigungskranz;
    • – Verschweißen des Organoblechs mit dem Träger, und zur Montage selbst kann das Organoblech zwischen einen angeformten Schusskanal und ein Airbagmodul angeordnet, insbesondere geklemmt werden;
    • – Schwächung der Aufreißgeometrie, des Trägers und/oder eines Schusskanals;
    • – zur Montage selbst, die nicht Teil des Herstellungsverfahrens ist, kann ein Airbagmodul mit dem Träger verbunden werden;
  • Das zweite Verfahren umfasst bevorzugt die folgenden Schritte:
    • – Zuschnitt und Vorformung des Organoblechs;
    • – den Träger mit einem angeformten Befestigungskranz und eingelegtem Organoblech spritzen;
    • – Schwächung der Aufreißgeometrie, des Trägers und/oder eines Schusskanals;
    • – zur Montage selbst, die nicht Teil des Herstellungsverfahrens ist, kann ein Airbagmodul mit dem Träger verbunden werden;
  • Das dritte Verfahren umfasst bevorzugt die folgenden Schritte:
    • – Zuschnitt und Vorformung des Organoblechs;
    • – Spritzen des Trägers;
    • – Verschweißen des Organoblechs mit dem Träger;
    • – Spritzen eines Befestigungskranzes;
    • – Anschweißten des Befestigungskranzes an den Träger;
    • – Schwächung der Aufreißgeometrie, des Trägers und/oder eines Schusskanals;
    • – zur Montage selbst, die nicht Teil des Herstellungsverfahrens ist, kann ein Airbagmodul mit dem Träger verbunden werden;
  • Das vierte Verfahren umfasst bevorzugt die folgenden Schritte:
    • – Zuschnitt und Vorformung des Organoblechs;
    • – Spritzen eines Schusskanals mit angeformtem Befestigungskranz, wobei das Organoblech in das Schusskanal-Spritzgusswerkzeug eingelegt wird, und wobei das Organoblech von Kunststoffmaterial umspült wird;
    • – Spritzen des Trägers;
    • – Verschweißen des Trägers mit dem Schusskanal;
    • – Schwächung der Aufreißgeometrie, des Trägers und/oder eines Schusskanals;
    • – zur Montage selbst, die nicht Teil des Herstellungsverfahrens ist, kann ein Airbagmodul mit dem Träger verbunden werden;
  • Diese vier Verfahren werden im Folgenden im Detail mit Bezugnahme auf die Unteransprüche erläutert.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung kann bei dem Herstellungsverfahren vorgesehen sein, dass der Träger zumindest als Teil eines Halteteils einer Verkleidung, insbesondere eines Instrumententafelträgers ausgebildet wird, dass beim Spritzen des Trägers ein Befestigungskranz als Teil des Trägers angeformt wird und zusätzlich das Organoblech dabei in das erste Spritzgusswerkzeug eingelegt wird. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass das Herstellungsverfahren besonders einfach und kostengünstig bleibt. Das Organoblech muss nicht mehr in einem gesonderten Verfahrensschritt mit dem Träger verbunden werden. Zwar ist keine freie Organoblechlänge darstellbar, wenn der Träger mit angeformtem Befestigungskranz und eingelegtem Organoblech gespritzt wird, insbesondere weil ein unebener Abschnitt umspritzt werden würde und die Verformungseigenschaften des unebenen Abschnitts verfälscht würden, jedoch besteht ein Vorteil dieses Verfahrens auch darin, dass durch das Organoblech keine weiteren Verfahrensschritte notwendig sind und dennoch das Gewebe auf einfache Weise ersetzt werden kann.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung kann bei dem Herstellungsverfahren vorgesehen sein, dass der Träger zumindest als Teil eines Halteteils einer Verkleidung, insbesondere eines Instrumententafelträgers ausgebildet wird, und ein Schusskanal für den Airbag eines Airbagmoduls mit einem angeformten Befestigungskranz in einem zweiten Spritzgusswerkzeug gespritzt wird, wobei das Organoblech dabei in das zweite Spritzgusswerkzeug eingelegt wird und beim Spritzen mit Kunststoffmaterial umspült wird, und dass der Schusskanal mit dem Träger verschweißt wird. Der Herstellungsvorgang des Trägers ist dabei von dem Herstellungsvorgang des Organoblechs getrennt. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass zum einen ein spezifisches Bauteil aus Befestigungskranz und Organoblech gebildet werden kann und unabhängig davon der Träger hergestellt werden kann. Insbesondere kann bei diesem Verfahren auf einfache Weise eine zusätzliche Lage auf dem Organoblech vorgesehen sein, indem das Organoblech mit Kunststoffmaterial (unabhängig von einem Träger) umspült wird.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung kann bei dem Herstellungsverfahren vorgesehen sein, dass das Organoblech mit dem Träger verschweißt wird und dass beim Spritzen des Trägers ein Befestigungskranz als Teil des Trägers angeformt wird und dass das Organoblech derart an dem Träger angeordnet wird, dass es in montiertem Zustand zwischen den Träger und ein Airbagmodul klemmbar ist, das heißt geklemmt werden kann. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass die Befestigung des Organoblechs an dem Träger je nach Ausgestaltung des Trägers auf flexible Weise und an unterschiedlichen Befestigungspunkten erfolgen kann. Dieses Verfahren liefert eine große Flexibilität.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung kann bei dem Herstellungsverfahren vorgesehen sein, dass das Organoblech mit dem Träger verschweißt wird und dass beim Spritzen des Trägers ein Befestigungskranz als Teil des Trägers angeformt wird, und dass der Befestigungskranz an das Organoblech angeschweißt wird. Hierdurch kann ein schrittweiser Aufbau sichergestellt werden und nach jedem Befestigungsschritt kann auf einfache Weise eine Qualitätsprüfung der Befestigung erfolgen, wenn gewünscht oder gefordert. Dadurch, dass sowohl Organoblech als auch Befestigungskranz jeweils stoffschlüssig verbunden werden, wird zudem eine hohe Flexibilität in Bezug auf deren Anordnung ermöglicht. Es müssen keine diskreten Befestigungspunkte, wie zum Beispiel Bohrungen, vorgesehen sein, und die Befestigung ist auch an abweichenden Stellen möglich.
  • Zumindest eine der voranstehenden Aufgaben wird auch gelöst durch ein Airbag-System mit einer erfindungsgemäßen Strukturbauteilvorrichtung und einem Airbagmodul, wobei das Airbagmodul direkt mit einem Träger der Strukturbauteilvorrichtung oder über ein Organoblech mit dem Träger verbunden ist. Um ein Airbag-System herzustellen, kann ein in Verbindungbringen des Trägers mit einer Airbagabdeckung erfolgen und das Airbagmodul selbst kann vorher direkt an den Träger oder unter Zwischenschaltung des Organoblechs mittelbar an den Träger gekoppelt sein.
  • Bei dem beschriebenen Verfahren ergeben sich sämtliche Vorteile, die bereits zu einer Strukturbauteilvorrichtung zur Montage an einem Kraftfahrzeug gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung beschrieben worden sind. Sämtliche Vorteile, die zu der Strukturbauteilvorrichtung und dem Verfahren aufgeführt sind, gelten selbstverständlich auch für das Airbag-System mit einer erfindungsgemäßen Strukturbauteilvorrichtung.
  • Erfindungsgemäße Strukturbauteilvorrichtungen zur Montage an einem Kraftfahrzeug werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen jeweils schematisch:
  • 1 in einer perspektivischen Ansicht eine Skizze einer Einbausituation eines Moduls in einem Kraftfahrzeug;
  • 2a in einer Schnittdarstellung durch einen Instrumententafelträger mit Airbagabdeckung eine Strukturbauteilvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel und deren Anordnung in Bezug auf die Airbagabdeckung, wobei die Strukturbauteilvorrichtung ein sich dreidimensional erstreckendes Organoblech aufweist;
  • 2b in einer perspektivischen Draufsicht ein Organoblech, welches derart ausgebildet ist, dass es in der in 2a gezeigten Anordnung der Strukturbauteilvorrichtung verwendet werden kann;
  • 3a in einer Schnittdarstellung durch einen Instrumententafelträger mit Airbagabdeckung eine Strukturbauteilvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel und deren Anordnung in Bezug auf die Airbagabdeckung, wobei die Strukturbauteilvorrichtung ein sich im Wesentlichen zweidimensional erstreckendes Organoblech aufweist;
  • 3b in einer perspektivischen Draufsicht ein Organoblech, welches derart ausgebildet ist, dass es in der in 3a gezeigten Anordnung der Strukturbauteilvorrichtung verwendet werden kann;
  • 4a in einer Schnittdarstellung durch einen Instrumententafelträger mit Airbagabdeckung eine Strukturbauteilvorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel und deren Anordnung in Bezug auf die Airbagabdeckung, wobei die Strukturbauteilvorrichtung ein sich hauptsächlich zweidimensional erstreckendes Organoblech mit unebenen Abschnitten aufweist;
  • 4b in einer perspektivischen Draufsicht ein Organoblech, welches derart ausgebildet ist, dass es in der in 4a gezeigten Anordnung der Strukturbauteilvorrichtung verwendet werden kann;
  • 5a in einer Schnittdarstellung durch einen Instrumententafelträger mit Airbagabdeckung eine Strukturbauteilvorrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel und deren Anordnung in Bezug auf die Airbagabdeckung, wobei die Strukturbauteilvorrichtung ein mehrlagiges Organoblech aufweist, welches mit einen Träger der Strukturbauteilvorrichtung ein integrales Bauteil bildet;
  • 5b in einer perspektivischen Draufsicht ein Organoblech, welches mit einem Träger der Strukturbauteilvorrichtung ein integrales Bauteil bildet und derart ausgebildet ist, dass es in der in 5a gezeigten Anordnung der Strukturbauteilvorrichtung verwendet werden kann;
  • 6a in einer Schnittdarstellung durch einen Instrumententafelträger mit Airbagabdeckung eine Strukturbauteilvorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel und deren Anordnung in Bezug auf die Airbagabdeckung; und
  • 6b in einer Schnittdarstellung durch einen Instrumententafelträger mit Airbagabdeckung die Strukturbauteilvorrichtung gemäß dem weiteren Ausführungsbeispiel und deren Anordnung in Bezug auf die Airbagabdeckung, nachdem der Airbag ausgelöst wurde, wobei die Strukturbauteilvorrichtung ein mehrlagiges Organoblech aufweist.
  • Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den 1 bis 6b jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
  • In 1 sind schematisch eine Scheibe 7 eines Kraftfahrzeugs, eine Airbagabdeckung 2, sowie ein dahinter angeordnetes Airbagmodul 4 gezeigt, welches über einen Träger 3 mit der Airbagabdeckung 2 verbunden ist. Dies stellt die übliche Anordnung von zum Beispiel Beifahrer-Airbags hinter einem Instrumententafelträger dar. Wird der Airbag ausgelöst, so durchbricht er die Airbagabdeckung 2, nachdem er einen mehr oder weniger stark ausgeprägten Schusskanal zwischen Teilen des Trägers 3 durchlaufen hat. Die Airbagabdeckung 2 weist üblicherweise eine Schwächung im Sinne einer Sollbruchstelle auf, an welcher die Airbagabdeckung 2 aufreißen beziehungsweise aufplatzen kann.
  • 2a zeigt in einer Schnittansicht den mit der Airbagabdeckung 2 verbundenen Träger 3, an den über eine Verbindung 5 ein Modul 4 gekoppelt werden kann. Die Airbagabdeckung weist eine äußere Hülle oder Haut 2a auf und eine innere Struktur oder einen mit Innenmaterial 2b gefüllten Raum, über welchen zum Beispiel die Festigkeit oder Steifigkeit der Airbagabdeckung 2 festlegbar ist. An dem Träger 3 kann ein Airbagmodul auf einer ersten Seite S1 der Airbagabdeckung 2 angeordnet und durch den Träger 3 beziehungsweise die Airbagabdeckung 2 von einer zweiten Seite S2 abgeschottet werden. An der Airbagabdeckung 2 ist eine Schwächung 2c vorgesehen, welche die Funktion einer Sollbruchstelle erfüllen kann. Ferner ist ein Organoblech 10 vorgesehen, welches zusammen mit dem Träger 3 eine Strukturbauteilvorrichtung 1 bildet. Das Organoblech 10 kann über ein und dieselbe Schraubverbindung 5 mit dem Träger montiert werden. Es muss sich nicht notwendigerweise um eine Schraubverbindung handeln. Ein Modul 4 kann mit dem Organoblech 10 und dem Träger 3 verbunden werden. Ferner ist eine durch das Organoblech 10 definierte Aufreißgeometrie A angedeutet, die in der Anordnung des Organoblechs 10 gegenüber dem Träger 3 sowie unebenen Abschnitten 12 und einer Aussparung 11 besteht. Die unebenen Abschnitte 12 sind im Profil S-förmig und unmittelbar neben dem Träger 3 angeordnet. Bei einer Verlagerung des Organoblechs 10 in der Richtung X wird das Organoblech 10 im Bereich der unebenen Abschnitte 12 gestreckt, so dass das S-förmige Profil eine eher geradlinige Form annimmt.
  • 2b zeigt in einer perspektivischen Draufsicht das Organoblech 10 aus 2a, wobei Aussparungen 11 an dem Organoblech 10 erkennbar sind, die im Wesentlichen zentrisch angeordnet sind in einer ersten Ebene, mit welcher das Organoblech 10 an dem Träger oder zumindest unmittelbar neben dem Träger zur Anlage kommen kann. Diese Aussparungen 11 können so angeordnet sein, dass sie in montiertem Zustand des Organoblechs 10 mit Schwächungen an der Airbagabdeckung korrespondieren können. Mehrere nebeneinander angeordnete Aussparungen 11 bilden hier eine längliche linien- beziehungsweise bandförmige Aussparung, welche nur durch Stege 11a unterbrochen ist. Auf diese Weise kann eine Aufreißgeometrie gebildet werden, entlang welcher das Organoblech 10 von einem Airbag durchbrochen werden kann. Ferner weist das Organoblech 10 unebene Abschnitte 12 auf, welche sich zumindest annähernd in derselben Richtung wie die aneinander gereihten Aussparungen 11 erstrecken. Die unebenen Abschnitte 12 sind als S-förmige Wellungen ausgebildet und weisen einen Schenkel 12a auf, welcher sich zumindest annähernd in x-Richtung erstreckt. Durch die Aufreißgeometrie, also die Wellungen 12 in Verbindung mit den Aussparungen 11, kann sichergestellt werden, dass ein Aufreißen und Verformen des Organoblechs aufeinander abgestimmt werden kann. Die unebenen Abschnitte 12 sind nahe an oder unmittelbar neben sich etwa senkrecht zu der ersten Ebene erstreckenden Seitenwandungen angeordnet, welche die erste Ebene mit einer zweiten Ebene verbinden, und die zweite Ebene kann zumindest annähernd parallel zu der ersten Ebene ausgerichtet sein. In der zweiten Ebene können Bohrungen 13 oder auch andere Verbindungsmittel vorgesehen sein, über welche das Organoblech 10 mit einem Träger verbunden werden kann.
  • Bei einer Krafteinwirkung auf die erste Eben kann das Organoblech 10 zum einen eine Verformung erfahren, zum anderen entlang der Aufreißgeometrie beziehungsweise der Aussparungen 11 durchbrochen werden. Je nach Stärke des Organoblechs 10 und der Stege 11a kann die Reihenfolge festgelegt werden, also ob erst ein vollständiges Verformen und dann ein Durchbrechen erfolgen soll, oder aber ein Durchbrechen während des Verformens, oder aber ein regelmäßig sofortiges Durchbrechen und nur ein Verformen im Falle eines unerwartet großen Widerstands gegenüber einem Durchbrechen. Der Widerstand der unebenen Abschnitte 12 gegenüber einer Verformung ist zweckdienlicher Weise geringer als der Widerstand der Airbagabdeckung gegenüber einem Durchbrechen, insbesondere an einer Schwächung der Airbagabdeckung.
  • Die in den 2a und 2b gezeigte Strukturbauteilvorrichtung 1 mit Organoblech 10 und Träger 3 ist auf die im Folgenden beschriebene Weise herstellbar. Zunächst erfolgt ein Zuschnitt und ein Vorformen des Organoblechs 10. Der Träger 3, insbesondere Instrumententafelträger, kann mit angeformtem Befestigungskranz in einem Spritzgusswerkzeug gespritzt werden. Das Organoblech 10 kann mit dem Träger 3 verschweißt werden und zwischen den angeformten Befestigungskranz und einem Modul 4 angeordnet werden, insbesondere kann das Organoblech 10 mit einem Instrumententafelträger verschweißt und zwischen einen angeformten Schusskanal und ein Beifahrer-Airbagmodul geklemmt werden. Es kann eine Schwächung der Airbagabdeckung 2 sowie des Trägers 3 erfolgen, insbesondere durch einen zumindest teilweisen Einschnitt oder irgendeine Aufreißnaht. Schließlich kann das Modul 4 an das Organoblech 10 beziehungsweise den Träger 3 angeschraubt werden, wobei das Modul 4 zum Beispiel in einem Stahlgehäuse angeordnet ist. Dabei ist eine freie Organoblechlänge darstellbar, speziell in dem Verfahrensschritt des Vorformens und/oder Spritzens des Organoblechs, indem Teile des Organoblechs 10 als Wellen oder irgendwie umwegig gelegt werden, so dass sich das Organoblech 10 bei einer Krafteinwirkung verlängern oder verlagern kann. Insbesondere kann eine im Wesentlichen ebene Fläche E1 des Organoblechs in Richtung X verlagert werden.
  • 3a zeigt dieselben Komponenten wie 2a, nur dass die Anordnung des Organoblechs 10 und die Ausgestaltung des Organoblechs 10 jeweils eine andere ist. Das Organoblech 10 erstreckt sich im Wesentlichen in einer einzigen Ebene und ist zwischen dem Träger 3 und einem Befestigungskranz angeordnet. In diesem Fall kann der Träger 3 mit einem angeformten Befestigungskranz 3a und mit in einem Spritzgusswerkzeug eingelegtem Organoblech 10 gespritzt werden.
  • 3b zeigt in einer perspektivischen Draufsicht das Organoblech 10 aus 3a, wobei die einfache, sich im Wesentlichen in einer einzigen Ebene erstreckende Geometrie des Organoblechs 10 erkennbar ist.
  • Die in den 3a und 3b gezeigte Strukturbauteilvorrichtung 1 mit Organoblech 10 und Träger 3 ist auf die im Folgenden beschriebene Weise herstellbar. Zunächst erfolgt ein Zuschnitt und ein Vorformen des Organoblechs 10. Der Träger 3 kann mit angeformtem Befestigungskranz 3a und eingelegtem Organoblech 10 in einem Spritzgusswerkzeug gespritzt werden. Es kann eine Schwächung der Aufreißgeometrie, der Airbagabdeckung 2 sowie des Trägers 3 erfolgen, das heißt eines Instrumententafelträgers und eines Schusskanals, insbesondere durch Einbringen von in ihrer Lage und Abmessung definierten Sollbruchstellen. Schließlich kann das Modul 4 an das Organoblech 10 beziehungsweise den Träger 3 angeschraubt werden, wobei das Modul 4 zum Beispiel in einem Stahlgehäuse angeordnet ist.
  • Das in den 3a und 3b gezeigte Organoblech 10 führt nicht unmittelbar zu einer freien Netzlänge, es sei denn es wird so ausgeführt, dass es in gewissen Abschnitten oder ganzheitlich dehnbar ist. Jedoch kann auch das in den 3a und 3b gezeigte Organoblech 10 mit einem oder mehreren unebenen Abschnitten versehen sein, denn die Anordnung des Organoblechs zwischen dem Befestigungskranz 3a und dem Träger 3 schließt unebene Abschnitte nicht aus.
  • 4a zeigt dieselben Komponenten wie 2a, nur dass die Anordnung des Organoblechs 10 und die Ausgestaltung des Organoblechs 10 jeweils eine andere ist. Das Organoblech 10 kann mit dem Träger 3 verschweißt sein. Der Befestigungskranz 3a kann als Spritzgussteil ausgebildet sein und an dem Organoblech 10 und/oder dem Träger 3 angespritzt und zusätzlich gegebenenfalls auch angeschweißt sein.
  • 4b zeigt in einer perspektivischen Draufsicht das Organoblech 10 aus 4a, wobei die sich im Wesentlichen parallel erstreckenden Aussparungen 11 und unebenen Abschnitte 12 erkennbar sind. Die unebenen Abschnitte 12 sind als U-förmige Wellungen ausgebildet und weisen Schenkel 12b auf, welche sich zumindest annähernd in x-Richtung erstreckt. Durch die Aufreißgeometrie, also die Wellungen 12 in Verbindung mit den Aussparungen 11, kann sichergestellt werden, dass ein Aufreißen und Verformen des Organoblechs aufeinander abgestimmt ist.
  • Die in den 4a und 4b gezeigte Strukturbauteilvorrichtung 1 mit Organoblech 10 und Träger 3 ist auf die im Folgenden beschriebene Weise herstellbar. Zunächst erfolgt ein Zuschnitt und ein Vorformen des Organoblechs 10. Der Träger 3 kann in einem Spritzgusswerkzeug gespritzt werden. Das Organoblech 10 kann mit dem Träger 3 verschweißt werden. Dann kann ein Befestigungskranz 3a gespritzt und an dem Träger 3 und/oder dem Organoblech 10 angeschweißt werden. Es kann eine Schwächung der Aufreißgeometrie, des Trägers 3 sowie des Befestigungskranzes 3a beziehungsweise Schusskanals erfolgen. Schließlich kann das Modul 4 an das Organoblech 10 beziehungsweise den Träger 3, 3a angeschraubt werden, wobei das Modul 4 zum Beispiel in einem Stahlgehäuse angeordnet ist. Dabei ist eine freie Organoblechlänge darstellbar, speziell in dem Verfahrensschritt des Vorformens und/oder Spritzens des Organoblechs, indem Teile des Organoblechs 10 als Wellen oder irgendwie umwegig angeordnet werden, so dass sich das Organoblech 10 bei einer Krafteinwirkung verlängern oder verlagern kann. Insbesondere kann eine im Wesentlichen ebene Fläche E1 des Organoblechs in Richtung X verlagert werden.
  • 5a zeigt dieselben Komponenten wie 2a, nur dass die Anordnung des Organoblechs 10 und die Ausgestaltung des Organoblechs 10 jeweils eine andere ist. Zum einen ist das in 5a gezeigte Organoblech 10 mehrlagig ausgeführt, zum anderen ist es in den Träger 3 beziehungsweise den Befestigungskranz 3a integriert, und der Träger 3 kann mit dem Befestigungskranz 3a verschweißt sein.
  • 5b zeigt in einer perspektivischen Draufsicht das Organoblech 10 zusammen mit dem Träger 3 aus 5a, wobei der Träger 3 zumindest teilweise als Befestigungskranz, speziell als Schraubkranz 3a ausgebildet ist, welcher über eine Schraubverbindung an dem Instrumententafelträger 3 anschraubbar ist und gleichzeitig das Organoblech 10 dadurch in der richtigen Position in Bezug auf die Airbagabdeckung 2 lagert. Es ist erkennbar, dass neben dem Organoblech 10 an sich auch weitere Lagen 14 vorgesehen sind, insbesondere zwei, jeweils eine oberhalb und unterhalb des eigentlichen Organoblechs 10, und die Lagen 14 bedecken das Organoblech 10 nahezu vollständig ein einer Ebene. Das Organoblech 10 weist auch unebene Abschnitte 12 auf, in welchen die zusätzlichen Lagen 14 nicht vorgesehen sind. Dies deshalb, damit die unebenen Abschnitte 12 unabhängig von dem Vorhandensein von zusätzlichen Lagen 14 auf dieselbe Weise eine Verformung des Organoblechs 10 sicherstellen können, wenn ein Airbagmodul die Aufreißgeometrie durchbricht. Über die Lagen 14 kann die Aufreißgeometrie durch eine zusätzliche Komponente mitbestimmt werden. Es kann zum Beispiel eingestellt werden, dass sich das Organoblech 10 mit der gesamten Fläche E1 zumindest annähernd unter senkrechter Ausrichtung der Fläche E1 zur X-Richtung in X-Richtung verlagert, und erst dann ein Durchbrechen erfolgt, wenn die unebenen Abschnitte 12 verformt wurden.
  • Bei dem gezeigten integralen Bauteil aus Träger 3 (insbesondere Schraubkranz) und Organoblech 10 besteht die Verbindung zwischen Träger 3 und Organoblech 10 an zwei gegenüberliegenden Seiten, zu welchen sich die unebenen Abschnitte 12 im Wesentlichen parallel erstrecken. An der dritten dargestellten Seite senkrecht zu den beiden gegenüberliegenden Seiten besteht keine Verbindung, insbesondere weil in dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Aufreißstruktur ein Aufklappen des Organoblechs 10 ermöglicht werden soll. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass unabhängig von einer spezifischen Ausgestaltung des Trägers 3 beziehungsweise Befestigungskranzes eine Wirkung als Scharnierelement durch das Organoblech 10 auf gleiche Weise bereitgestellt werden kann. Das Organoblech 10 kann dabei als in Bezug auf eine durch die Aussparungen 11 verlaufende Symmetrieachse symmetrisches Bauteil zwischen zwei sich im Wesentlichen parallel zueinander erstreckenden Teilen des Trägers 3 angeordnet sein, was grundsätzlich auch für die in den 2a, 2b, 3a, 3b, 4a und 4b gezeigten Ausführungsbeispiele gilt.
  • Die in den 5a und 5b gezeigte Strukturbauteilvorrichtung 1 mit Organoblech 10 und Träger 3 ist auf die im Folgenden beschriebene Weise herstellbar. Zunächst erfolgt ein Zuschnitt und ein Vorformen des Organoblechs 10. Der Träger 3, insbesondere ein Schusskanal mit angeformten Befestigungskranz, kann gespritzt werden. Dabei kann das Organoblech 10 in ein Schusskanal-Spritzgusswerkzeug eingelegt werden. Beim Spritzgießvorgang wird das Organoblech 10 von Kunststoffmaterial umspült. Der Träger 3 kann in einem Spritzgusswerkzeug gespritzt werden. Dann kann ein Verschweißen von Träger 3 und Befestigungskranz 3a erfolgen. Es kann eine Schwächung der Aufreißgeometrie, des Instrumententafelträgers 3 und eines Schusskanals 3a erfolgen. Schließlich kann das Modul 4 an das Organoblech 10 beziehungsweise den Befestigungskranz 3a angeschraubt werden, wobei das Modul 4 zum Beispiel in einem Stahlgehäuse angeordnet ist. Dabei ist eine freie Organoblechlänge darstellbar, indem Teile des Organoblechs 10 als Wellen oder irgendwie umwegig gelegt werden, so dass sich das Organoblech 10 bei einer Krafteinwirkung verlängern oder verlagern kann. Insbesondere kann eine im Wesentlichen ebene Fläche E1 des Organoblechs in Richtung X verlagert werden.
  • In der 6a ist gezeigt, dass das Organoblech 10 auch eine Aufreißgeometrie A aufweisen kann, die mit einer Geometrie des Trägers 3 korrespondiert. Der Träger 3 ist mit einer Einbuchtung oder Einkerbung oder dergleichen Schwächung ausgeführt, welche eine Art Sollbruchstelle darstellt, und das Organoblech 10 folgt dieser Geometrie und weist einen unebenen Abschnitt 12 auf, welcher in x-Richtung versetzt ist gegenüber dem restlichen Organoblech 10. Die Geometrie von Organoblech 10 und Sollbruchstelle sind hier stark vereinfacht dargestellt. Der Träger 3 ist dazu ausgebildet, an der Sollbruchstelle aufzubrechen beziehungsweise sich in diesem Bereich umzuformen, wenn ein Airbag ausgelöst wird. Nach wie vor durchbricht der Airbag den Träger 3 in einem zentralen Bereich und nicht in diesem weiteren geschwächten Bereich. Die in der 6a gezeigte Schwächung im Träger 3 dient in erster Linie dazu, zu definieren, an welcher Stelle sich der Träger umformt und aufbiegt, wenn ein Airbag den Träger durchbricht. Ein vollständiges Aufreißen an dieser Schwächung muss nicht erfolgen.
  • In der 6b ist gezeigt, welche Anordnung ein erfindungsgemäßes Organoblech 10 annehmen kann, wenn ein Airbag ausgelöst wurde. Die Aufreißgeometrie A des Organoblechs 10 ist in einem verformten Zustand dargestellt. Der Träger 3 ist an der Sollbruchstelle aufgebrochen oder umgeformt und gibt eine Öffnung für einen Airbag frei. Die unebenen Abschnitte 12 am Organoblech 10 konnten sich so verformen und dabei so als Scharnierelement wirken, dass das Organoblech 10 einen Bereich abdeckt, in welchem der Träger 3 gebrochen oder umgeformt ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel kann sich das Organoblech 10 in dem unebenen Abschnitt 12 nicht nur verformen, sondern auch um einen bedeutenden Betrag dehnen. Dies kann dadurch erzielt werden, dass so genannte Multiaxialgelege in dem unebenen Abschnitt 12 vorgesehen sind. Multiaxialgelege sind dabei bevorzugt als Gelege aus mehreren gerichteten Material-Lagen zu verstehen, welche in bestimmten Richtungen jeweils spezifische Dehneigenschaften aufweisen, und welche bei der Herstellung des Organoblechs 10 so in das Werkzeug eingelegt werden, dass sie in den gewünschten Richtungen dehnbar oder gerade nicht dehnbar sind. Insbesondere kann quer zu einer Lage eine geringe Belastbarkeit eingestellt werden, also das Multiaxialgelege besonders nachgiebig beziehungsweise dehnbar sein, und in Richtung der Lage die Belastbarkeit besonders hoch. In Bezug auf die 6b können die Lagen im Bereich der unebenen Abschnitte 12 dabei so ausgerichtet sein, dass die Lagen in einer z-Richtung in die Bildebene hinein ausgerichtet sind und in der x-y-Ebene eine geringe Belastbarkeit aufweisen.
  • Bei dem in den 6a und 6b gezeigten Ausführungsbeispiel ist die freie Netzlänge des Organoblechs 10 daher zum einen über die Geometrie der unebenen Abschnitte 12 einstellbar, zum anderen aber auch zu einem entscheidenden Anteil über die Dehneigenschaften des Organoblechs 10 in den unebenen Abschnitten 12. Dabei ist es nicht notwendigerweise erforderlich, dass das Organoblech 10 auch in anderen Abschnitten dehnbar ist. Vielmehr kann auch durch das flexible Herstellungsverfahren frei entschieden werden, ob die freie Netzlänge im Wesentlichen allein durch die Geometrie der unebenen Abschnitte 12 oder auch zu einem gewissen Anteil oder zu einem überwiegenden Anteil durch spezifische Dehneigenschaften des Organoblechs 10 in diesen unebenen Abschnitten 12 eingestellt werden soll.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Strukturbauteilvorrichtung
    2
    Airbagabdeckung, insbesondere auch Instrumententafel
    2a
    Außenhülle
    2b
    Innenmaterial, insbesondere Schaum
    2c
    Schwächung in der Airbagabdeckung
    3
    Träger der Strukturbauteilvorrichtung
    3a
    Befestigungskranz, insbesondere als Komponente des Trägers ausgebildet
    4
    Modul, insbesondere Airbagmodul
    5
    (Schraub-)Verbindung zur Montage eines Befestigungskranzes an dem Träger
    7
    Scheibe eines Kraftfahrzeugs
    10
    Organoblech
    11
    Aussparung im Organoblech, insbesondere als Teil der Aufreißgeometrie
    11a
    Stege zwischen nebeneinander angeordneten Aussparungen
    12
    unebener Abschnitt im Organoblech, insbesondere Wellung
    12a
    mittlerer Schenkel einer S-förmigen Wellung
    12b
    Schenkel einer U-förmigen Wellung
    13
    Bohrung im Organoblech
    14
    zusätzliche Lage beziehungsweise Materialschicht am Organoblech
    A
    Aufreißgeometrie
    E1
    Fläche des Organoblechs, die in X-Richtung verlagert werden kann
    S1
    erste (innere) Seite der Airbagabdeckung
    S2
    zweite (äußere) Seite der Airbagabdeckung
    X
    Richtung, in welcher ein Airbag ausgelöst wird (insbesondere Erstreckungsrichtung eines Schusskanals)
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
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    • DE 102008019730 A1 [0002]
    • DE 10230410 B4 [0013]
    • DE 202006019341 U1 [0013]
    • DE 2009012432 U1 [0013]

Claims (14)

  1. Strukturbauteilvorrichtung (1) zur Montage an einer Airbagabdeckung (2) an einem Kraftfahrzeug, mit einem an einer ersten Seite der Airbagabdeckung mit der Airbagabdeckung verbindbaren Träger (3), der zwischen einem an dem Träger montierbaren Airbagmodul (4) und der Airbagabdeckung einen Hohlraum für das Airbagmodul (4) festlegt, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturbauteilvorrichtung (1) ein Organoblech (10) aufweist, welches mit dem Träger (3) verbunden ist und welches eine Aufreißgeometrie (A) aufweist.
  2. Strukturbauteilvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufreißgeometrie (A) derart ausgebildet ist, dass das Organoblech (10) zwischen dem Träger (3) und einem an dem Träger (3) montierbaren Airbagmodul (4) montierbar ist.
  3. Strukturbauteilvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Träger (3) ein Befestigungskranz (3a) zur Lagerung des Airbagmoduls (4) vorgesehen ist und dass die Aufreißgeometrie (A) derart ausgebildet ist, dass das Organoblech (10) zumindest teilweise zwischen dem Träger (3) und dem Befestigungskranz (3a) montierbar ist.
  4. Strukturbauteilvorrichtung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Organoblech (10) zusammen mit dem Träger (3) und dem Befestigungskranz (3a) ein Spritzgussteil bildet.
  5. Strukturbauteilvorrichtung (1) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Organoblech (10) mindestens einen unebenen Abschnitt (12) aufweist.
  6. Strukturbauteilvorrichtung (1) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufreißgeometrie (A) mit mindestens einer Aussparung (11) ausgebildet ist, welche eine Sollbruchstelle definiert.
  7. Strukturbauteilvorrichtung (1) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil des Trägers (3) als Befestigungskranz (3a) ausgebildet ist, an welchem das Airbagmodul (4) montierbar ist, dass der Befestigungskranz (3a) den Hohlraum seitlich begrenzt und einen Schusskanal für einen Airbag des Airbagmoduls (4) bildet, und dass das Organoblech (10) mindestens einen unebenen Abschnitt (12) aufweist, welcher als freie Netzlänge zumindest einen Teil der Aufreißgeometrie (A) bildet.
  8. Verwendung eines Organoblechs (10) als Teil einer Strukturbauteilvorrichtung (1) an einem Träger (3), insbesondere an einem Kraftfahrzeuginstrumententafelträger, wobei das Organoblech (10) eine Aufreißgeometrie (A) aufweist und dazu ausgebildet ist, als Scharnierelement für ein an der Strukturbauteilvorrichtung (1) montierbares Airbagmodul (4) zu wirken, wenn ein Airbag des Airbagmoduls das Organoblech (10) durchbricht.
  9. Verfahren zum Herstellen einer Strukturbauteilvorrichtung (1) gemäß wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7, wobei das Verfahren durch folgende Verfahrensschritte gekennzeichnet ist: – Zuschneiden eines Organoblechs (10); – Vorformen des Organoblechs (10) zum Bilden eines Teils einer Aufreißgeometrie (A) an dem Organoblech; – Spritzen eines Trägers (3) der Strukturbauteilvorrichtung (1) mit einem ersten Spritzgusswerkzeug; und – Schwächen der Aufreißgeometrie (A) oder Schwächen der Aufreißgeometrie (A) und des Trägers (3).
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (3) zumindest als Teil eines Halteteils einer Verkleidung, insbesondere als Teil eines Instrumententafelträgers ausgebildet wird und dass beim Spritzen des Trägers (3) ein Befestigungskranz (3a) als Teil des Trägers (3) angeformt wird und zusätzlich das Organoblech (10) dabei in das erste Spritzgusswerkzeug eingelegt wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (3) zumindest als Teil eines Halteteils einer Verkleidung, insbesondere als Teil eines Instrumententafelträgers ausgebildet wird, und ein Schusskanal für den Airbag eines Airbagmoduls mit einem angeformten Befestigungskranz (3a) in einem zweiten Spritzgusswerkzeug gespritzt wird, wobei das Organoblech (10) dabei in das zweite Spritzgusswerkzeug eingelegt wird und beim Spritzen mit Kunststoffmaterial umspült wird, und dass der Schusskanal mit dem Träger (3) verschweißt wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Organoblech (10) mit dem Träger (3) verschweißt wird, dass beim Spritzen des Trägers ein Befestigungskranz (3a) als Teil des Trägers (3) angeformt wird und dass das Organoblech (10) derart an dem Träger (3) angeordnet wird, dass es in montiertem Zustand zwischen den Träger (3) und ein Airbagmodul (4) klemmbar ist.
  13. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Organoblech (10) mit dem Träger (3) verschweißt wird, dass beim Spritzen des Trägers (3) ein Befestigungskranz (3a) als Teil des Trägers (3) angeformt wird und dass der Befestigungskranz (3a) an das Organoblech (10) angeschweißt wird.
  14. Airbag-System mit einer Strukturbauteilvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 sowie einem Airbagmodul (4), wobei das Airbagmodul (4) direkt mit einem Träger (3) der Strukturbauteilvorrichtung (1) oder über ein Organoblech (10) der Strukturbauteilvorrichtung (1) mit dem Träger (3) verbunden ist.
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