DE102012209609A1

DE102012209609A1 - Innenverkleidungsteil

Info

Publication number: DE102012209609A1
Application number: DE102012209609A
Authority: DE
Inventors: Michael Walter; Luc Burgard; Wolfgang Oestreicher; Matthias Rech; Sebastian Wandtke
Original assignee: Faurecia Innenraum Systeme GmbH
Current assignee: Faurecia Innenraum Systeme GmbH
Priority date: 2012-06-07
Filing date: 2012-06-07
Publication date: 2013-12-12
Also published as: WO2013182375A1

Abstract

Vorgeschlagen wird ein Innenverkleidungsteil, insbesondere eine Airbagabdeckung (1), umfassend eine Dekorschicht (2), die das Innenverkleidungsteil zu einem Fahrzeuginnenraum hin abschließt, und eine Haptikschicht (5), die auf einer vom Fahrzeuginnenraum abgewandten Seite der Dekorschicht (2) angeordnet ist, wobei die Haptikschicht (5) ganz oder wenigstens teilweise aus einem dilatanten Material gebildet ist. Vorgeschlagen wird außerdem eine Airbagvorrichtung, umfassend einen Airbag (8), einen Gasgenerator (10) und ein Innenverkleidungsteil der vorgeschlagenen Art.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Innenverkleidungsteil, insbesondere eine Airbagabdeckung, gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs sowie eine Airbagvorrichtung.
Airbagvorrichtungen mit Abdeckungen für einen Airbag werden in Innenverkleidungsteilen von Fahrzeugen, z. B. in Instrumententafeln, Lenkrädern, Türverkleidungen, Sitzen, Heckablagen etc. integriert, um einen oder mehrere in diesen Innenverkleidungsteilen enthaltene Airbags im nicht entfalteten Zustand, also im Normalzustand, zu verbergen. Dies dient auch einem Schutz des oder der Airbags vor Beschädigung durch Fahrzeuginsassen. Zugleich sollen Airbagvorrichtungen im Falle eines Auslösens des Airbags sicherstellen, dass der Airbag sich schnell genug in eine gewünschte Richtung entfalten kann, ohne dabei Fahrzeuginsassen durch scharfe Kanten der Airbagabdeckung oder Ähnliches zu gefährden.
Aus dem Stand der Technik sind derartige Airbagvorrichtungen bereits bekannt, wobei im Allgemeinen ein Innenverkleidungsteil, das als Airbagabdeckung ausgebildet und einem Fahrzeuginnenraum zugewandt ist, auf seiner dem Fahrzeuginnenraum abgewandten Seite während des Produktionsprozesses so geschwächt wird, dass eine zuverlässige, reproduzierbare und definierte Öffnung des Innenverkleidungsteils und damit der Airbagvorrichtung im Falle eines sich entfaltenden Airbags erreicht wird. Unter einer definierten Öffnung des Innenverkleidungsteils soll dabei eine Öffnung entlang einer Aufreißlinie einer Airbagklappe verstanden werden, bei der die Airbagklappe derart öffnet, dass sich der entfaltende Airbag wie gewünscht und ohne Hindernisse in einem Schusskanal in den Fahrzeuginnenraum entfalten kann.
Insbesondere wenn Leder als Material für das Innenverkleidungsteil verwendet wird, ist zum lokalen Schwächen durch Perforieren, Einschneiden oder Herunterspalten meist eine komplexe und kostenintensive Mechanik notwendig, welche auch einen erheblichen Justageaufwand erfordert, oder es besteht die Gefahr, dass eingebrachte Schwächungen mit zunehmender Alterung des Leders mit der Zeit sichtbar werden und somit die optische Anmutung der Airbagabdeckung deutlich abnimmt.
Der vorliegenden Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, ein Innenverkleidungsteil zu entwickeln, das die genannten Nachteile vermeidet, mit dem also beim Herstellungsprozess auf eine aufwändige Schwächung einer in dem Innenverkleidungsteil enthaltenen Dekorschicht verzichtet werden kann, aber trotzdem ein zuverlässiges Öffnen der Airbagabdeckung beim Auslösen des Airbags erreicht wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Innenverkleidungsteil mit den Merkmalen des Hauptanspruchs. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Vorgeschlagen wird also ein Innenverkleidungsteil, insbesondere eine Airbagabdeckung, das bzw. die eine Dekorschicht und eine Haptikschicht umfasst. Dabei schließt die Dekorschicht das Innenverkleidungsteil zu einem Fahrzeuginnenraum hin ab und die Haptikschicht ist auf einer vom Fahrzeuginnenraum abgewandten Seite der Dekorschicht angeordnet. Die Haptikschicht ist ganz oder wenigstens teilweise aus einem dilatanten Material gebildet. Das Innenverkleidungsteil muss nicht als Airbagabdeckung ausgebildet sein. Es kann auch zur Verkleidung anderer Bereiche eines Fahrzeuginnenraumes verwendet werden.
Das dilatante Material ist ein Material, dessen Viskosität und/oder Festigkeit und/oder Steifigkeit zunimmt, wenn Scherkräfte auf das dilatante Material wirken und/oder wenn das Material verformt wird. Gewöhnlich steigen die Viskosität und/oder die Festigkeit und/oder die Steifigkeit des dilatanten Materials mit zunehmender Schergeschwindigkeit bzw. Scherrate an, und zwar vorzugsweise stärker als linear. Idealerweise ist das dilatante Material derart ausgebildet, dass es in einem nicht oder wenig verformten Zustand weich ist. Dagegen können die Festigkeit, die Härte oder die Steifigkeit des dilatanten Materials infolge einer plötzlichen Verformung stark zunehmen. Der Begriff der Dilatanz wird auch als Scherverdickung oder als Scherverfestigung bezeichnet.
Wenn keine Scherkräfte auf die Haptikschicht wirken, sind die Viskosität und/oder der Elastizitätsmodul und/oder die Druckfestigkeit und/oder die Scherfestigkeit und/oder die Steifigkeit der Haptikschicht oder wenigstens eines Bereichs der Haptikschicht, der das dilatante Material enthält, jeweils durch einen ersten Wert der entsprechenden Größe gegeben. Der erste Wert des Elastizitätsmoduls der Haptikschicht kann bei 20°C z. B. zwischen 0,001 und 0,2 GPa liegen (Zum Vergleich: Polyurethanschaum hat einen E-Modul von ca. 0,06 GPa). Infolge eines Auslösens des Airbags, der vor dem Auslösen vom Fahrzeuginnenraum aus gesehen unterhalb bzw. hinter der Haptikschicht angeordnet ist, wird innerhalb einer Deformationszeitdauer eine Energiemenge ganz oder wenigstens bereichsweise in der Haptikschicht deponiert bzw. auf diese übertragen, wodurch die Haptikschicht wenigstens bereichsweise deformiert wird. Während der Deformationszeitdauer wirkt also eine Deformationskraft wenigstens bereichsweise auf die Haptikschicht. Dadurch können die Viskosität und/oder der Elastizitätsmodul und/oder die Druckfestigkeit und/oder die Scherfestigkeit und/oder die Steifigkeit der Haptikschicht wenigstens bereichsweise zunehmen und jeweils einen zweiten Wert annehmen. Die zweiten Werte sind dann jeweils um einen Faktor größer als die entsprechenden ersten Werte. Dabei ist die Haptikschicht typischerweise flächenartig ausgebildet und der Airbag trifft beim Auslösen vorzugsweise derart auf die Haptikschicht bzw. auf einen Deformationsbereich der Haptikschicht, dass ein Impuls des Airbags mit einer Flächennormalen der Haptikschicht einen Auftreffwinkel einschließt, der kleiner ist als 20°, kleiner als 15°, kleiner als 10° oder kleiner als 5°.
Die Deformationszeitdauer kann kleiner als 0,05 s, kleiner als 0,03 s oder kleiner als 0,01 s sein. Die Energiemenge kann größer als 1 kJ, größer als 2 kJ, größer als 3 kJ oder größer als 5 kJ sein. Anstelle der Energiemenge, die innerhalb der Deformationszeitdauer wenigstens bereichsweise in der Haptikschicht deponiert bzw. auf diese übertragen wird, kann auch eine Airbagenergie gegeben sein, die ein Gasgenerator beim Auslösen des Airbags freisetzt. Die genannte Energiemenge ist dann gewöhnlich ein Teil der Airbagenergie und kleiner als diese. Die Airbagenergie kann ebenfalls größer sein als 1 kJ, größer als 2 kJ, größer als 3 kJ, größer als 5 kJ oder größer als 10 kJ. Die Deformationskraft kann größer als 1 kN, größer als 3 kN, größer als 5 kN oder größer als 10 kN sein. Gleichzeitig oder alternativ kann die Deformationskraft keiner als 15 kN sein. Der Deformationsbereich der Haptikschicht, auf den die Energiemenge bzw. die Airbagenergie bei der Deformation ganz oder wenigstens teilweise übertragen wird und/oder auf den die Deformationskraft bei der Deformation wirkt, kann senkrecht zur Schussrichtung des Airbags einen Querschnitt haben, der größer als 50 cm², größer als 100 cm², größer als 200 cm² oder größer als 400 cm² ist. Ein während der Deformationszeitdauer wenigstens bereichsweise auf die Haptikschicht ausgeübter Druck kann damit größer sein als 10⁵ N/m² oder größer als 10⁶ N/m². Der Faktor, um welchen die oben genannten zweiten Werte größer sind als die entsprechenden ersten Werte, kann größer als 10, größer als 20, größer als 50, größer als 100 oder größer als 500 sein.
Das dilatante Material kann beispielsweise hydroterminiertes Polydimethylsiloxan, insbesondere hydroterminiertes Dimethylsiloxan umfassen. Ein Beispiel für ein bekanntes dilatantes Material ist „Dow Corning^® 3179 dilatant compound”, welches 65% Dimethylsiloxan, 17% kristallines Siliziumdioxid, 9% Thixotrol ST, 4% Polydimethylsiloxan, 1% Decamethylcyclopentasiloxan, 1% Glycerin und 1% Titaniumdioxid enthält, wobei die Mengenangaben jeweils in Gewichtsprozent angegeben sind. Ein weiteres Beispiel ist ein Material von Design Blue Ltd. (d3o technology) gemäß der Offenlegungsschriften US 2007/0029690 A1 bzw. US 2010/0132099 A1 .
Dadurch, dass die Haptikschicht ganz oder wenigstens teilweise aus dem dilatanten Material gebildet ist, weist die Haptikschicht in einem Zustand, in dem keine oder nur geringe Scherkräfte auf die Haptikschicht wirken oder in dem die Haptikschicht nicht oder nur wenig verformt ist, eine für Innenverkleidungsteile von Fahrzeugen gewünschte weiche Haptik auf. Wird der Airbag bei einem Aufprall des Fahrzeugs auf ein Hindernis aktiviert und überträgt der Airbag innerhalb der Deformationszeitdauer die Energiemenge oder die Airbagenergie ganz oder wenigstens teilweise auf die Haptikschicht, so nehmen die Viskosität und/oder die Druckfestigkeit und/oder die Zugfestigkeit und/oder die Steifigkeit der Haptikschicht wenigstens bereichsweise wie oben beschrieben schlagartig zu.
In dem solcherart wenigstens bereichsweise verhärteten oder verfestigten Zustand der Haptikschicht absorbiert die Haptikschicht die Energiemenge oder die Airbagenergie nicht oder nur zu einem sehr geringen Teil. Die Haptikschicht ist damit eingerichtet, die Energiemenge oder die Airbagenergie bzw. die Deformationskraft besonders effizient auf die Dekorschicht zu übertragen, so dass die Dekorschicht besonders leicht wenigstens bereichsweise aufreisst oder zertrennt wird. Der Airbag kann das Innenverkleidungsteil, insbesondere die Dekorschicht, also leicht durchstoßen oder wenigstens teilweise öffnen und sich in den Fahrzeuginnenraum entfalten.
Bei aus dem Stand der Technik bekannten Innenverkleidungsteilen, die als Airbagabdeckungen verwendet werden, absorbiert die weiche Haptikschicht beim Auslösen des Airbags dagegen oft einen erheblichen Teil der Energiemenge oder der Airbagenergie, so dass es notwendig ist, die Dekorschicht wenigstens bereichsweise mechanisch zu schwächen, was mit den eingangs beschriebenen Nachteilen verbunden ist. Aufgrund des bei dem hier vorgeschlagenen Innenverkleidungsteil erheblich effizienteren Übertrags der Energiemenge oder der Airbagenergie auf die Dekorschicht, kann eine mechanische Schwächung der Dekorschicht dagegen vollständig entfallen. Die Herstellung des Innenverkleidungsteils kann dadurch erheblich vereinfacht und Herstellungskosten können stark reduziert werden. Zudem treten mit einer Alterung der Dekorschicht keine sichtbaren Veränderungen der Dekorschicht auf, wie sie bei aus dem Stand der Technik bekannten mechanisch geschwächten Dekorschichten beobachtbar sind.
Das Innenverkleidungsteil kann also insbesondere eine Airbagabdeckung sein. Der verbesserte Energie- oder Kraftübertrag von der Haptikschicht auf die Dekorschicht kann dann vor allem dadurch realisiert sein, dass wenigstens ein Bereich der Haptikschicht, der einen Teil einer Airbagklappe der Airbagabdeckung bildet, ganz oder wenigstens teilweise aus dem dilatanten Material gebildet ist oder das dilatante Material enthält, wobei die Airbagklappe eingerichtet ist, bei einem Auslösen des Airbags wenigstens bereichsweise durch den Airbag geöffnet zu werden und einen Schusskanal für den Airbag freizugeben. Die Airbagklappe soll also vorzugsweise denjenigen Teil des Innenverkleidungsteils bzw. der Airbagabdeckung bezeichnen, der beim Auslösen des Airbags von dem Airbag bewegt, also geöffnet bzw. durchstoßen wird. Die Airbagklappe umfasst also typischerweise wenigstens solche Teile der Dekorschicht und der Haptikschicht, die im Schusskanal des Airbags liegen. Dieser Bereich der Haptikschicht wird dann durch die Deformation wenigstens teilweise verhärtet und überträgt die Energiemenge oder die Airbagenergie somit besonders effizient auf die Dekorschicht.
Bei einer speziellen Ausführungsform kann die Haptikschicht wenigstens bereichsweise als Folie ausgebildet sein. Eine solche Folie lässt sich besonders einfach verarbeiten und hat ein geringes Gewicht. Eine Dicke der Folie kann kleiner sein als 3 mm, kleiner als 1 mm oder kleiner als 0,5 mm. Die Haptikschicht kann auch als Verbundstoff mit geschäumter Polymerschicht ausgebildet sein, wobei das dilatante Material dann in die geschäumte Polymerschicht integriert ist. Die geschäumte Polymerschicht kann z. B. geschäumtes Polyurethan, Polyethylen (PE), Polystyrol (PS), Plyethylenterephthalat (PET) oder Polypropylen (PP) enthalten. Derartige geschäumte Polymere verleihen der Haptikschicht besonders vorteilhafte haptische Eigenschaften.
Die Dekorschicht und die Haptikschicht des Innenverkleidungsteils können unmittelbar aneinander gefügt sein. Ist das Innenverkleidungsteil eine Airbagabdeckung, so ist die zum Durchbrechen, Durchstoßen oder Aufreissen der Dekorschicht notwendige Kraft oder Energie beim Auslösen des Airbags dadurch besonders effizient von der Haptikschicht auf die Dekorschicht übertragbar. Zum Erzielen eines möglichst effizienten Energie- oder Kraftübertrags sind also vorzugsweise keine Energie absorbierenden Schichten zwischen der Dekorschicht und der Haptikschicht angeordnet. Die Dekorschicht und die Haptikschicht können jedoch miteinander verklebt, kaschiert, verschweißt oder aufeinander laminiert sein. Typischerweise ist zwischen der Dekorschicht und der Haptikschicht also nur eine Fügeschicht, z. B. eine Klebeschicht, angeordnet, wobei die Dicke dieser Fügeschicht dann vorzugsweise kleiner als 1 mm, kleiner als 0,5 mm oder kleiner als 0,2 mm ist.
Die Haptikschicht kann wenigstens bereichsweise mechanisch geschwächt sein. Das Öffnen oder Durchstoßen des Innenverkleidungsteils durch den Airbag kann dadurch erleichtert werden. Beispielsweise kann die Schwächung dadurch realisiert sein, dass die Dicke der Haptikschicht bereichsweise reduziert ist und/oder dass die Haptikschicht bereichsweise Materialausnehmungen aufweist und/oder perforiert ist. Die Schwächung kann innerhalb der Haptikschicht linienartig oder flächenartig ausgebildet sein. Die Schwächung kann auch dadurch realisiert sein, dass die Haptikschicht z. B. entlang eines linienartigen Abschnitts ganz oder wenigstens teilweise eingeschnitten und entlang des Einschnitts nur bereichsweise zusammengefügt ist. Ist das Innenverkleidungsteil eine Airbagabdeckung, so definiert die Schwächung der Haptikschicht typischerweise den Bereich der Haptikschicht, der Teil der Airbagklappe ist.
Die Haptikschicht kann eine Dicke von weniger als 10 mm, von weniger als 5 mm oder von weniger als 3 mm haben. In diesem Fall ist die Haptikschicht also besonders materialsparend und damit kostengünstig ausgebildet. Bei der Herstellung lässt sie sich dann zudem besonders einfach verarbeiten.
Bei einer speziellen Ausführungsform kann das Innenverkleidungsteil eine Trägerschicht aufweisen, wobei die Haptikschicht dann zwischen der Trägerschicht und der Dekorschicht angeordnet ist. Dadurch wird dem Innenverkleidungsteil eine hohe mechanische Stabilität verliehen. Typischerweise ist der Träger ganz oder wenigstens teilweise aus einem Kunststoff gebildet, z. B. aus Polypropylen. Die Dicke des Trägers kann ebenfalls weniger als 10 mm, weniger als 5 mm oder weniger als 3 mm betragen.
Auch die Trägerschicht kann wenigstens bereichsweise mechanisch geschwächt sein. Mit anderen Worten kann auch die Trägerschicht wenigstens bereichsweise eine mechanische Schwächung aufweisen. Die mechanische Schwächung der Trägerschicht kann dabei in gleicher Weise realisiert sein wie die mechanische Schwächung der Haptikschicht, also z. B. durch eine bereichsweise Reduzierung der Dicke der Trägerschicht, durch Materialausnehmungen oder durch teilweise Perforation der Trägerschicht. Ist das Innenverkleidungsteil eine Airbagabdeckung, so definiert die Schwächung der Trägerschicht vorzugsweise einen Bereich der Trägerschicht, der Teil der Airbagklappe ist. Das Öffnen der Airbagklappe beim Auslösen des Airbags wird dadurch erleichtert.
Die Dekorschicht ist vorzugsweise aus Leder, einer Polyvinylchlorid-Haut (PVC-Haut) oder einer Haut aus thermoplastischen Polyolefinen (TPO-Haut) gebildet oder umfasst diese Materialien zumindest. Die genannten Materialien sind gängig für Dekorschichten von Innenverkleidunsteilen und von Airbagabdeckungen.
Vorgeschlagen wird auch eine Airbagvorrichtung, die das zuvor beschriebene Innenverkleidungsteil als Airbagabdeckung umfasst. Die Airbagvorrichtung umfasst neben dem Innenverkleidungsteil außerdem den Airbag sowie einen Gasgenerator, wobei der Gasgenerator und der Airbag in einem nicht aktivierten Zustand des Airbags auf einer vom Fahrzeuginnenraum abgewandten Seite des Innenverkleidungsteils angeordnet sind und wobei der Gasgenerator eingerichtet ist, den Airbag derart aufzublasen, dass der aufgeblasene Airbag das Innenverkleidungsteil durchstößt und sich in den Fahrzeuginnenraum entfaltet.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden anhand der 1 bis 5 erläutert.
Es zeigen:
1 eine Draufsicht auf ein Innenverkleidungsteil in Form einer Airbagabdeckung;
2 eine 1 entsprechende Ansicht einer weiteren Ausführungsform einer Airbagabdeckung;
3 eine Schnittansicht der Airbagabdeckung;
4a einen Querschnitt der Haptikschicht entlang einer in 3 dargestellten Ebene;
4b den Querschnitt der Haptikschicht aus 4b gemäß einer abgewandelten Ausführungsform;
5a schematisch einen zeitlichen Verlauf einer Kraft, die bei einem Auslösen des Airbags auf eine Haptikschicht aus dilatantem Material ausgeübt wird;
5b schematisch einen zeitlichen Verlauf eines Elastizitätsmoduls der Haptikschicht, wobei der Elastizitätsmodul infolge der in 6a gezeigten Kraft zunimmt; und
6 eine Schnittansicht der in 4 dargestellten Airbagabdeckung mit entfaltetem Airbag.
In 1 ist eine Draufsicht eines Innenverkleidungsteils in Form einer Airbagabdeckung 1 in einem Fahrzeuginnenraum dargestellt. Von dieser Seite aus ist lediglich eine Dekorschicht 2 der Airbagabdeckung 1 sichtbar, die im dargestellten Ausführungsbeispiel aus einer Lederhaut besteht und die die Airbagabdeckung 1 zum Fahrzeuginnenraum hin abschließt. Statt der Lederhaut kann in weiteren Ausführungsformen auch eine PVC-Haut oder eine TPO-Haut verwendet werden. Die Dekorschicht 2 weist über ihre gesamte Fläche eine konstante Dicke ohne vorherige bzw. während eines Herstellungsprozesses eingebrachte Schwächungen auf.
In dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel besteht die Airbagklappe aus zwei Flügeln 4a und 4b, die durch gestrichelt dargestellte Aufreißlinien definiert sind. Entlang der Aufreißlinien sind wenigstens innerhalb einer Haptikschicht 5 und innerhalb eines Trägers 6 bereichsweise Perforationen 12 ausgebildet (siehe 3, 4a, 4b). Entfaltet sich der Airbag 8 bei einem Aufprall des Fahrzeugs in Richtung auf den Fahrzeuginnenraum, so klappen die Flügel 4a und 4b in den Fahrzeuginnenraum hinein auf (6).
In 2 ist in einer 1 entsprechenden Ansicht ein weiteres Ausführungsbeispiel der Airbagabdeckung 1 dargestellt. Wiederkehrende Merkmale sind in dieser wie auch in den folgenden Figuren mit identischen Bezugszeichen versehen. Die Airbagklappe weist in diesem Ausführungsbeispiel nur einen Flügel 4 auf, der in seinen Abmessungen durch den hier ”U”-förmigen Verlauf der wiederum gestrichelt dargestellten Aufreißlinie definiert ist.
3 zeigt die Airbagabdeckung 1 in einer Schnittansicht. Aus dieser Ansicht wird deutlich, dass die Airbagabdeckung 1 aus mehreren übereinander liegenden Schichten aufgebaut ist. Als oberste Schicht, die den Fahrzeuginsassen zugewandt ist, ist die Dekorschicht 2 aufgebracht. Unterhalb der Dekorschicht 2 und dem Fahrzeuginnenraum abgewandt befindet sich eine Haptikschicht 5. Die Haptikschicht 5 ist hier eine Folie, die aus Dimethylsiloxan gebildet ist und damit ein dilatantes Verhalten aufweist. Insbesondere nehmen die Viskosität und/oder die Festigkeit und/oder Steifigkeit der Haptikschicht 5 zu, wenn diese unter Einwirkung einer Deformationskraft verformt wird. Die Dicke 14 der Haptikschicht 5 beträgt hier 2 mm. Bei einer alternativen Ausführungsform kann die dilatante Haptikschicht 5 z. B. auch in Form eines Verbundstoffes gegeben sein, der eine geschäumte Polymerschicht, z. B. Polyurethanschaum enthält. Das dilatante Material ist dann in die geschäumte Polymerschicht integriert. Hier ist die gesamte Haptikschicht 5 aus dem dilatanten Material gebildet. Bei alternativen Ausführungsformen kann auch nur ein Bereich der Haptikschicht 5, der einen Teil der Airbagklappe bildet und der in einem Schusskanal 11 des Airbags 8 liegt, ganz oder wenigstens teilweise aus dem dilatanten Material gebildet sein.
Die Haptikschicht 5 und die lederne Dekorschicht 2 sind unmittelbar aneinander gefügt und durch eine hier nicht explizit dargestellte Klebeschicht verbunden, deren Dicke jedoch kleiner ist als 0.2 mm. Dadurch soll gewährleistet werden, dass eine beim Entfalten des Airbags 8 vom Airbag 8 auf die Haptikschicht 5 ausgeübte Kraft effizient auf die Dekorschicht 2 übertragen wird, so dass die Dekorschicht 2 wenigstens bereichsweise aufreisst. Insbesondere soll möglichst vermieden werden, dass weitere zwischen der Haptikschicht 5 und der Dekorschicht 2 angeordnete Schichten die zum Aufreissen bzw. zum Öffnen der Dekorschicht 2 benötigte Kraft absorbieren und damit verringern. Bei alternativen Ausführungsformen können die Dekorschicht 2 und die Haptikschicht 5 z. B. auch wenigstens teilweise miteinander verschweißt, kaschiert, laminiert oder in anderer Weise aneinander gefügt sein.
Als unterste Schicht weist die Airbagabdeckung 1 einen Polypropylen-Träger 6 auf, der u. a. für die mechanische Stabilität der Airbagabdeckung 1 verantwortlich ist. Auch mit diesem ist die Haptikschicht 5 mittels einer hier nicht dargestellten Klebeschicht verbunden. Die Haptikschicht 5 ist somit zwischen dem Träger 6 und der Dekorschicht 2 angeordnet.
Unterhalb des Trägers 6 ist der Airbag 8 in einer mit dem Träger 6 verbundenen Halterung 9 angeordnet. Im Falle eines Unfalls wird der Airbag 8 durch einen Gasgenerator 10 explosionsartig aufgeblasen und entfaltet sich entlang der durchgestrichen gezeichneten Pfeile im Schusskanal 11 in Richtung der Dekorschicht 2 und des Fahrzeuginnenraums weg von dem Gasgenerator 10, bis der Airbag 8 den durch die gestrichelten Linie angedeuteten aufgeblasenen Zustand erreicht hat. Die Airbagabdeckung 1, der Gasgenerator 10 und der Airbag 8 sind Teil einer Airbagvorrichtung.
Um das Öffnen der Airbagabdeckung 1 beim Auslösen des Airbags 8 zu erleichtern, sind die dilatante Haptikschicht 5 und der Träger 6 entlang der in den 1 und 2 dargestellten Aufreißlinien durch die in 3 gezeigten Perforationen 12 teilweise perforiert. Die entlang der Aufreißlinien ausgebildeten Perforationen 12 definieren also eine Airbagklappe, die diejenigen Bereiche des Trägers 6, der Haptikschicht 5 und der Dekorschicht 2 umfasst, die im Falle des Auslösens des Airbags 8 durch den Airbag 8 durchstoßen oder geöffnet werden und so den Schusskanal 11 freigeben. Der Schusskanal 11 zieht sich dann durch die Trägerschicht 6, die Haptikschicht 5 und die Dekorschicht 2.
4a zeigt einen Querschnitt der Haptikschicht 5 entlang der in 3 gezeigten Schnittebene 20. Zu erkennen ist, dass die Perforationen 12 einen Bereich 4' der Haptikschicht 5 definieren, der einen Teil der in den 1 und 2 gezeigten Airbagklappe bildet. Der Bereich 4' definiert auch einen Querschnitt des Schusskanals 11. Eine Länge 21 und eine Breite 22 des Bereichs 4' betragen jeweils 15 cm. Die durch die Perforationen 12 gegebenen Aufreißlinien innerhalb der Haptikschicht 5 haben damit eine Länge von 45 cm und der Bereich 4' eine Fläche von 225 cm². Die mechanische Schwächung der Haptikschicht 5 in Gestalt der Perforationen 12 führt dazu, dass der Bereich 4' der Haptikschicht 5 vom übrigen Bereich 4'' der Haptikschicht 5 in der Weise mechanisch entkoppebar ist, dass beim Auslösen des Airbags 8 im Wesentlichen nur der Bereich 4' der Haptikschicht 5 deformiert wird und die Haptikschicht 5 entlang der durch die Perforationen 12 definierten Aufreißlinien bricht oder reißt.
Bei der in 4a gezeigten Ausführungsform der Haptikschicht 5 ist diese vollständig aus dem dilatanten Material gebildet. 4b dagegen zeigt eine alternative Ausführungsform der Haptikschicht 5. Bei dieser Ausführungsform weist die Haptikschicht 5 keine mechanischen Schwächungen auf. Jedoch ist hier nicht die gesamte Haptikschicht 5 aus dem dilatanten Material gebildet, sondern nur der Bereich 4'. Der übrige Bereich 4'' der Haptikschicht ist aus einem Material gebildet, das kein dilatantes Verhalten aufweist. Dies kann z. B. wünschenswert sein, um Materialkosten zu reduzieren. Durch die unterschiedlichen Materialeigenschaften der Bereiche 4' und 4'' der Haptikschicht 5 kommt es ähnlich wie in der in 4a gezeigten Ausführungsform beim Auslösen des Airbags 8 auch hier zu einer mechanischen Entkopplung der Bereiche 4' und 4'', da nur der dilatante Bereich 4' sich verhärtet. Entlang der Grenzlinie 23, die den dilatanten Bereich 4' vom nicht dilatanten Bereich 4'' trennt, kommt es beim Auslösen des Airbags 8 daher zu einem Bruch oder Riss der Haptikschicht 5. Die Abmessungen des Bereichs 4' in 4b sind identisch zu denen in 4a.
Die Eigenschaften der dilatanten Haptikschicht 5 sind anhand der in den 5a und 5b dargestellten Diagramme veranschaulicht. 5a zeigt dabei schematisch einen zeitlichen Verlauf 18 des Absolutbetrages F einer beim Auslösen des Airbags 8 über den Träger 6 auf die Haptikschicht 5 vom Airbag 8 ausgeübten Kraft 15 (siehe 3). Die Kraft 15 ist von dem Gasgenerator 10 auf die Airbagabdeckung 1 und auf den Fahrzeuginnenraum gerichtet und wirkt in etwa parallel zu einer Flächennormalen 16 (siehe 3) der Airbagabdeckung 1. Eine durch Zeitpunkte t₁ und t₂ gegebene Deformationszeitdauer 17, während derer die Kraft 15 wenigstens auf den im Schusskanal 11 gelegenen Bereich 4' der Haptikschicht 5 wirkt, beträgt hier 5 ms. Innerhalb der Deformationszeitdauer 17 nimmt der Absolutbetrag F der Kraft 15 einen Wert F_A von etwa 10 kN an und überträgt wenigstens auf den Bereich 4' der Haptikschicht 5 eine Energiemenge von 5 kJ. Es soll betont werden, dass der zeitliche Verlauf 18 des Absolutbetrages F der Kraft 15 in 5a lediglich schematisch dargestellt ist. Tatsächlich kann der zeitliche Verlauf der Kraft 15 mehr oder weniger stark von dem hier gezeigten abweichen.
In 5b ist ein zeitlicher Verlauf 19 des Elastizitätsmoduls E der Haptikschicht 5 in dem im Schusskanals 11 gelegenen Bereich 4' der Haptikschicht 5 gezeigt. Dabei ist deutlich zu erkennen, dass der Elastizitätsmodul E infolge der durch die Kraft 15 bewirkten Deformation der Haptikschicht 5 innerhalb der Deformationszeitdauer 17 von einem Anfangswert E₁ bis zu einem Endwert E₂ zunimmt. Vorliegend beträgt der Anfangswert E₁ in etwa 0.06 GPa (= 0.06 kN/mm²), was ungefähr dem Wert des Elastizitätsmoduls von Polyurethanschaum entspricht. Vor der Deformation weist die Haptikschicht 5 damit eine für Innenverkleidungsteile von Fahrzeugen gewünschte weiche Haptik auf. Der Endwert E₂ beträgt hier 5 GPa oder 5 N/mm² und entspricht damit in etwa dem Elastizitätsmodul von Holz senkrecht zur Holzfaserung. Der Elastizitätsmodul E nimmt also im Bereich 4' der Haptikschicht 5 innerhalb der Deformationszeitdauer 17 wenigstens bereichsweise in etwa um einen Faktor Hundert zu. Die Haptikschicht 5 verhärtet sich also wenigstens bereichsweise schlagartig. Dadurch wird der größte Teil der vom Airbag 8 auf die Haptikschicht 5 übertragenen Energiemenge bzw. der vom Airbag 8 auf die Haptikschicht 5 ausgeübten Kraft 15 – z. B. wenigstens 90 Prozent oder wenigstens 95 Prozent der genannten Energiemenge oder der Kraft 15 – über die verhärtete Haptikschicht 5 direkt auf die Dekorschicht 2 übertragen, so dass diese wenigstens bereichsweise aufreißt. Damit öffnet sich die Airbagklappe und gibt den Schusskanal 11 frei.
In 6 ist schließlich die in 3 dargestellte Airbagabdeckung 1 mit entfaltetem Airbag 8 dargestellt. Der Airbag 8 hat den Träger 6, die Haptikschicht 5 und die Dekorschicht 2 entlang der durch die Perforationen 12 (siehe 3) definierten Aufreißlinien durchbrochen und entfaltet sich angetrieben durch den Gasgenerator 10 in den Fahrzeuginnenraum hinein, bis ein maximales Volumen erreicht ist.
Lediglich in den Ausführungsbeispielen offenbarte Merkmale der verschiedenen Ausführungsformen können miteinander kombiniert und einzeln beansprucht werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 2007/0029690 A1 [0011]
US 2010/0132099 A1 [0011]

Claims

Innenverkleidungsteil, insbesondere eine Airbagabdeckung (1), umfassend eine Dekorschicht (2), die das Innenverkleidungsteil zu einem Fahrzeuginnenraum hin abschließt, und eine Haptikschicht (5), die auf einer vom Fahrzeuginnenraum abgewandten Seite der Dekorschicht (2) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Haptikschicht (5) ganz oder wenigstens teilweise aus einem dilatanten Material gebildet ist.
Innenverkleidungsteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Innenverkleidungsteil eine Airbagabdeckung (1) ist und dass wenigstens ein Bereich der Haptikschicht (5), der einen Teil einer Airbagklappe der Airbagabdeckung (1) bildet, ganz oder wenigstens teilweise aus dem dilatanten Material gebildet ist, wobei die Airbagklappe eingerichtet ist, bei Auslösen eines Airbags (8) wenigstens bereichsweise durch den Airbag (8) geöffnet oder durchstoßen zu werden und damit einen Schusskanal (11) für den Airbag (8) freizugeben.
Innenverkleidungsteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Haptikschicht (5) wenigstens bereichsweise als Folie ausgebildet ist, die ganz oder wenigstens teilweise aus dem dilatanten Material gebildet ist, oder dass die Haptikschicht (5) wenigstens bereichsweise als Verbundstoff mit geschäumter Polymerschicht ausgebildet ist, wobei das dilatante Material in die geschäumte Polymerschicht integriert ist.
Innenverkleidungsteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dekorschicht (2) und die Haptikschicht (5) unmittelbar aneinander gefügt sind.
Innenverkleidungsteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Haptikschicht (5) wenigstens bereichsweise mechanisch geschwächt ist.
Innenverkleidungsteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Dicke (14) der Haptikschicht (5) kleiner ist als 10 mm, vorzugsweise kleiner als 5 mm, besonders vorzugsweise kleiner als 3 mm.
Innenverkleidungsteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Trägerschicht, wobei die Haptikschicht (5) zwischen der Trägerschicht und der Dekorschicht (2) angeordnet ist.
Innenverkleidungsteil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerschicht wenigstens bereichsweise mechanisch geschwächt ist.
Innenverkleidungsteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dekorschicht (2) Leder, eine PVC-Haut oder eine TPO-Haut umfasst.
Airbagvorrichtung, umfassend einen Airbag (8), einen Gasgenerator (10) und ein Innenverkleidungsteil nach einem der Ansprüche 2 bis 9, wobei der Gasgenerator (10) und der Airbag (8) in einem nicht ausgelösten Zustand des Airbags (8) auf einer vom Fahrzeuginnenraum abgewandten Seite des Innenverkleidungsteils angeordnet sind und wobei der Gasgenerator (10) eingerichtet ist, den Airbag (8) aufzublasen, so dass der aufgeblasene Airbag (8) das Innenverkleidungsteil durchstößt und sich in den Fahrzeuginnenraum entfaltet.